JPH01225066A - 燃料電池発電方法 - Google Patents
燃料電池発電方法Info
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- JPH01225066A JPH01225066A JP63049767A JP4976788A JPH01225066A JP H01225066 A JPH01225066 A JP H01225066A JP 63049767 A JP63049767 A JP 63049767A JP 4976788 A JP4976788 A JP 4976788A JP H01225066 A JPH01225066 A JP H01225066A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- H—ELECTRICITY
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池の発
電方法に関するものである。
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池の発
電方法に関するものである。
［従来の技術］
現在までに提案されている燃料電池のうら、溶融炭酸塩
型燃料電池は、電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質に
しみ込ませてなる電解質板（タイル）を、カソード（酸
素極）とアノード（燃料極）で両面から挟み、カソード
側に酸化ガスを供給すると共にアノード側に燃料ガスを
供給することによりカソードとアノードとの間で発生す
る電位差により発電が行われるようにしたものを１セル
とし、各セルをセパレータを介して多層に積層した構成
のものとしである。
型燃料電池は、電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質に
しみ込ませてなる電解質板（タイル）を、カソード（酸
素極）とアノード（燃料極）で両面から挟み、カソード
側に酸化ガスを供給すると共にアノード側に燃料ガスを
供給することによりカソードとアノードとの間で発生す
る電位差により発電が行われるようにしたものを１セル
とし、各セルをセパレータを介して多層に積層した構成
のものとしである。
上記溶融炭酸塩型燃料電池の燃料として、たとえば、天
然ガスを用いる場合の発電システムとしては、従来第２
図に概略を示す如き系統構成としたものが知られている
。すなわら、燃料電池■のアノード１に供給覆る天然ガ
スＮＧを、ブロワ３を通しライン４により改質器５に導
入させ、ここで改質してアノード１にライン６にＪ：り
供給するようにし、該アノード１から排出されたガスは
、改質器５へ導入される天然ガスと熱交換させる図示し
ない天然ガス予熱器を通して改質器５の燃焼室内へ導入
させるようにしである。一方、燃料電池■のカソード２
に酸化ガスを供給するために、空気Ａを図示しない圧縮
機で圧縮した後、空気予熱器７で予熱してライン８によ
りカソード２に供給すると共に、空気Ａの一部を分岐ラ
イン９により上記改質器５の燃焼室内に導入させ、上記
カソード２から排出されたガスはライン１０により図示
しないタービンに導かれて膨張させられた後、空気予熱
器７、蒸発器１１を経て排出されるようにし、更に、上
記改質器５の燃焼室から排出された炭酸ガスを含むガス
は、カソード２に供給される空気とともにライン１２よ
りカソード２に供給するようにしてあり、一方、水１−
１２０は、ポンプ１３で加圧されて蒸発器１１へ導かれ
、ここで蒸気とされて改質器入口のライン４に導かれ、
該ライン４の天然ガスとともに改質器５へ送られてスヂ
ームリフォーミングされるようにしである。
然ガスを用いる場合の発電システムとしては、従来第２
図に概略を示す如き系統構成としたものが知られている
。すなわら、燃料電池■のアノード１に供給覆る天然ガ
スＮＧを、ブロワ３を通しライン４により改質器５に導
入させ、ここで改質してアノード１にライン６にＪ：り
供給するようにし、該アノード１から排出されたガスは
、改質器５へ導入される天然ガスと熱交換させる図示し
ない天然ガス予熱器を通して改質器５の燃焼室内へ導入
させるようにしである。一方、燃料電池■のカソード２
に酸化ガスを供給するために、空気Ａを図示しない圧縮
機で圧縮した後、空気予熱器７で予熱してライン８によ
りカソード２に供給すると共に、空気Ａの一部を分岐ラ
イン９により上記改質器５の燃焼室内に導入させ、上記
カソード２から排出されたガスはライン１０により図示
しないタービンに導かれて膨張させられた後、空気予熱
器７、蒸発器１１を経て排出されるようにし、更に、上
記改質器５の燃焼室から排出された炭酸ガスを含むガス
は、カソード２に供給される空気とともにライン１２よ
りカソード２に供給するようにしてあり、一方、水１−
１２０は、ポンプ１３で加圧されて蒸発器１１へ導かれ
、ここで蒸気とされて改質器入口のライン４に導かれ、
該ライン４の天然ガスとともに改質器５へ送られてスヂ
ームリフォーミングされるようにしである。
［発明か解決しようとする課題］
ところか、上記従来の発電システムでは、燃料電池■は
１台のみであり、効率を良く覆るために、定常運転時は
、改質器５て改質された燃料（水素リッヂなガス）を燃
料電池１のアノード１に供給して、ここで９０％位燃焼
させ、１（）％位のガスをアノード１から排出させるよ
うにしているため、発電効率は良いが、更に電力が必要
とされるとき、これに対応しきれない事態か発生してい
た。
１台のみであり、効率を良く覆るために、定常運転時は
、改質器５て改質された燃料（水素リッヂなガス）を燃
料電池１のアノード１に供給して、ここで９０％位燃焼
させ、１（）％位のガスをアノード１から排出させるよ
うにしているため、発電効率は良いが、更に電力が必要
とされるとき、これに対応しきれない事態か発生してい
た。
そこで、本発明は、定常運転時の発電効率を良くした状
態で負荷要求があったときには更に出力をアップできる
ようにして負荷増加に瞬時に対応できるようにしようと
するものである。
態で負荷要求があったときには更に出力をアップできる
ようにして負荷増加に瞬時に対応できるようにしようと
するものである。
［課題を解決するだめの手段］
本発明は、上記目的を達成するために、改質器で改質さ
れた燃料ガスを改質器から燃わ１電池のアノードに導く
ラインの途中に、別の燃料電池を組み入れ、定常運転時
はライン上流側の新しい燃料電池の燃料利用率を低くし
て、下流側の燃料電池の燃料利用率を高くして運転を行
い、負荷要求時に上流側の燃料電池の燃料利用率を高く
して両燃料電池全体の出力を高めるように運転するよう
にする発電方法とする。
れた燃料ガスを改質器から燃わ１電池のアノードに導く
ラインの途中に、別の燃料電池を組み入れ、定常運転時
はライン上流側の新しい燃料電池の燃料利用率を低くし
て、下流側の燃料電池の燃料利用率を高くして運転を行
い、負荷要求時に上流側の燃料電池の燃料利用率を高く
して両燃料電池全体の出力を高めるように運転するよう
にする発電方法とする。
１作 用］
一定常運転時は上流側に置いた燃料電池の燃料利用率が
低いので、該燃料電池のアノードから排出されるガスが
燃料ガスどじで下流側の燃料電池にて高い利用率で燃焼
させられる。上記下流側の燃料電池に対し電力需要の増
大要求があったときは、上流側の燃料電池の燃料利用率
を高くして出力をアップさせる。このとき、上流側の燃
料電池の燃料利用率を高くすることから該上流側の燃料
電池から排出されるガス中の燃料の量がなくなるが、こ
の場合は別に燃料を供給させてやるようにする。
低いので、該燃料電池のアノードから排出されるガスが
燃料ガスどじで下流側の燃料電池にて高い利用率で燃焼
させられる。上記下流側の燃料電池に対し電力需要の増
大要求があったときは、上流側の燃料電池の燃料利用率
を高くして出力をアップさせる。このとき、上流側の燃
料電池の燃料利用率を高くすることから該上流側の燃料
電池から排出されるガス中の燃料の量がなくなるが、こ
の場合は別に燃料を供給させてやるようにする。
［実 施 例］
＝５＝
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の特徴とするところをわかり易く示した
もので、第２図に示しである従来の燃料電池発電システ
ムの系統構成と同じように、天然ガスＮＧを改質器５で
改質して燃料電池■のアノード１に供給し、該アノード
１で燃焼させるようにしておる構成において、従来の改
質器５と燃料電池■との間に、電解質板をカソードとア
ノードとで挟み且つカソード側に酸化ガスを、又、アノ
ード側に燃料ガスをそれぞれ供給できるようにしである
セルをセパレータを介して多層に積層した構成の燃料電
池■を介在させ、改質器５で改質された燃料ガスを、先
ず、新たに組み入れた燃料電池■内のアノードに供給し
、該アノードから排出されたガスを本来の燃料電池■の
アノード１に供給するＪ：うにライン６．６ａを接続し
、且つ上記改質器５に近い上流側に位置させた燃料電池
■の入口側ライン６に、該ライン６を流れる燃料ガスの
一部をリザーブするリザーブタンク１４を接続すると共
に、該リザーブタンク１４を燃料電池■の出口側ライン
６ａに接続し、該リザーブタンク１４の出］口側にバル
ブ１５を組み込んだ構成とする。
もので、第２図に示しである従来の燃料電池発電システ
ムの系統構成と同じように、天然ガスＮＧを改質器５で
改質して燃料電池■のアノード１に供給し、該アノード
１で燃焼させるようにしておる構成において、従来の改
質器５と燃料電池■との間に、電解質板をカソードとア
ノードとで挟み且つカソード側に酸化ガスを、又、アノ
ード側に燃料ガスをそれぞれ供給できるようにしである
セルをセパレータを介して多層に積層した構成の燃料電
池■を介在させ、改質器５で改質された燃料ガスを、先
ず、新たに組み入れた燃料電池■内のアノードに供給し
、該アノードから排出されたガスを本来の燃料電池■の
アノード１に供給するＪ：うにライン６．６ａを接続し
、且つ上記改質器５に近い上流側に位置させた燃料電池
■の入口側ライン６に、該ライン６を流れる燃料ガスの
一部をリザーブするリザーブタンク１４を接続すると共
に、該リザーブタンク１４を燃料電池■の出口側ライン
６ａに接続し、該リザーブタンク１４の出］口側にバル
ブ１５を組み込んだ構成とする。
なお、第１図において、燃料電池■を改質器５と燃料電
池■との間に組み込み、且つリザーブタンク１４を上記
燃料電池■をバイパスさせて設（ブた構成以外は、第２
図の従来例と同じであり、燃料電池■のカソードには改
質器５の燃焼室から排出された炭酸ガスを含むガスが空
気とともに供給されるようにしであることは当然である
。
池■との間に組み込み、且つリザーブタンク１４を上記
燃料電池■をバイパスさせて設（ブた構成以外は、第２
図の従来例と同じであり、燃料電池■のカソードには改
質器５の燃焼室から排出された炭酸ガスを含むガスが空
気とともに供給されるようにしであることは当然である
。
今、従来の発電システムの燃料電池■と同様に燃料利用
率を高めて能カー杯で運転させる定常運転時は、従来の
燃料電池下に相当する燃料電池■は燃料利用率の高い能
カー杯の運転を行わせ、上流側の燃料電池■は燃料利用
率を低くして運転させる。すなわち、燃料電池■の燃料
利用率を低く、たとえば、５０％位にして運転し、余裕
をもたせておぎ、燃わ］電池下の方は燃料利用率を高く
して能カー杯位にしで運転させ、燃料電池Ｔと■を合せ
た全体として燃料利用率ができるだけ高くなるような運
転を行う。
率を高めて能カー杯で運転させる定常運転時は、従来の
燃料電池下に相当する燃料電池■は燃料利用率の高い能
カー杯の運転を行わせ、上流側の燃料電池■は燃料利用
率を低くして運転させる。すなわち、燃料電池■の燃料
利用率を低く、たとえば、５０％位にして運転し、余裕
をもたせておぎ、燃わ］電池下の方は燃料利用率を高く
して能カー杯位にしで運転させ、燃料電池Ｔと■を合せ
た全体として燃料利用率ができるだけ高くなるような運
転を行う。
燃料電池工の方で電力需要増大の負荷要求があった場合
は、上流側の燃料電池■の燃料使用率を高くして能カー
杯近くで運転さけるようにして負荷要求に即時応答させ
るようにする。この場合、上流側の燃料電池■の路程１
利用率を、定常運転時のそれよりも高くすることから、
該燃料電池■から排出されるガス中の燃￥Ａｆｆｉが少
ないものとなっているので、このままでは上記燃料電池
■から排出されたガス中の燃料を燃焼させる下流側の燃
料電池■では燃焼てぎなくなる。そのため、本発明では
、定常運転時にリザーブタンク１４にリザーブした燃料
ガスを燃料電池Ｔの燃ｉｌ！Ｅ＋として使用するために
上記上流側の燃料電池■の燃料利用率を高くすると同時
にバルブ１５を開け、リザーブタンク１４にリザーブ゛
した燃料ガスを下流側の燃わ１電池■で燃焼させるよう
にし、該燃料電池■の出力を維持させる。
は、上流側の燃料電池■の燃料使用率を高くして能カー
杯近くで運転さけるようにして負荷要求に即時応答させ
るようにする。この場合、上流側の燃料電池■の路程１
利用率を、定常運転時のそれよりも高くすることから、
該燃料電池■から排出されるガス中の燃￥Ａｆｆｉが少
ないものとなっているので、このままでは上記燃料電池
■から排出されたガス中の燃料を燃焼させる下流側の燃
料電池■では燃焼てぎなくなる。そのため、本発明では
、定常運転時にリザーブタンク１４にリザーブした燃料
ガスを燃料電池Ｔの燃ｉｌ！Ｅ＋として使用するために
上記上流側の燃料電池■の燃料利用率を高くすると同時
にバルブ１５を開け、リザーブタンク１４にリザーブ゛
した燃料ガスを下流側の燃わ１電池■で燃焼させるよう
にし、該燃料電池■の出力を維持させる。
これに燃料電池■、■全体の出力をアップさせることが
できて、定常運転時に負荷要求かあっても直ちに対応さ
せることができる。
できて、定常運転時に負荷要求かあっても直ちに対応さ
せることができる。
上記負荷要求の状況が続き、成る程度時間が経過すると
、改質器５からの燃料量を増加させて上流側の燃料電池
■の燃料利用率を相対的に低くするようにし、下流側の
燃料電池下では上流側の燃料電池■から排出される燃料
濃度の薄いガスを燃焼させるよう運転させるようにする
。
、改質器５からの燃料量を増加させて上流側の燃料電池
■の燃料利用率を相対的に低くするようにし、下流側の
燃料電池下では上流側の燃料電池■から排出される燃料
濃度の薄いガスを燃焼させるよう運転させるようにする
。
リザーブタンク１４を使用するのは、上記定常運転時に
負荷要求かあってから上記改質器５よりの燃料量を増大
させて運転させるまでの間であり、負荷要求に応えなが
ら上流側の燃料電池■の能力を５０％位まで下げられる
だけの燃料が改質器５でまかなえるようになれば、リザ
ーブタンク１４は不要となるので、バルブ１５を閉じる
ようにする。
負荷要求かあってから上記改質器５よりの燃料量を増大
させて運転させるまでの間であり、負荷要求に応えなが
ら上流側の燃料電池■の能力を５０％位まで下げられる
だけの燃料が改質器５でまかなえるようになれば、リザ
ーブタンク１４は不要となるので、バルブ１５を閉じる
ようにする。
［発明の効果］
以上述べた如く、本発明の燃料電池発電方法によれば、
発電システムの系統中に燃料電池２台を設置し、改質さ
れたガスを１台の燃料電池に供給し、ここから排出され
たガスを次の燃料電池に供給するようにして、定常運転
時は上流側に位置する燃料電池の燃料利用率を低くして
余剰の燃料をリザーブしておくと共に下流側の燃料電池
の燃料利用率を高くして運転させ、又、負荷要求時は上
流側の燃料電池の燃料利用率を高めると共に下流側の燃
料電池はリザーブされた燃料を利用するように運転させ
て発電させるので、定常運転の高出力を維持しながら急
な負荷増加にも瞬時に対応できて更に出力アップが図れ
る、という優れた効果を奏し得る。
発電システムの系統中に燃料電池２台を設置し、改質さ
れたガスを１台の燃料電池に供給し、ここから排出され
たガスを次の燃料電池に供給するようにして、定常運転
時は上流側に位置する燃料電池の燃料利用率を低くして
余剰の燃料をリザーブしておくと共に下流側の燃料電池
の燃料利用率を高くして運転させ、又、負荷要求時は上
流側の燃料電池の燃料利用率を高めると共に下流側の燃
料電池はリザーブされた燃料を利用するように運転させ
て発電させるので、定常運転の高出力を維持しながら急
な負荷増加にも瞬時に対応できて更に出力アップが図れ
る、という優れた効果を奏し得る。
第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は従来の
燃料電池発電システムの系統構成の一例を示す概略図で
ある。 １、 ＩＩ・・・燃料電池、１・・・アノード、２・・
・カソード、５・・・改質器、１４・・・リザーブタン
ク、１５・・・バルブ。 −１０＝
燃料電池発電システムの系統構成の一例を示す概略図で
ある。 １、 ＩＩ・・・燃料電池、１・・・アノード、２・・
・カソード、５・・・改質器、１４・・・リザーブタン
ク、１５・・・バルブ。 −１０＝
Claims (1)
- １）改質器で改質された燃料ガスを改質器から燃料電池
のアノードに導き、又、改質器の燃焼室から排出された
炭酸ガスを含むガスを燃料電池のカソードに空気ととも
に供給するようにしてある燃料電池発電方法において、
上記改質器と燃料電池との間に新たな燃料電池を組み入
れて、改質器からの燃料ガスが新しく組み入れた上流側
の燃料電池を経て下流側となる燃料電池に供給されるよ
うにし、定常運転時は上流側の燃料電池の燃料利用率を
低くし下流側の燃料電池の燃料利用率を高くして運転を
行い、負荷要求時に上流側の燃料電池の燃料利用率を高
くして両燃料電池全体の出力を高めるように運転して発
電させることを特徴とする燃料電池発電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63049767A JPH01225066A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 燃料電池発電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63049767A JPH01225066A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 燃料電池発電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01225066A true JPH01225066A (ja) | 1989-09-07 |
Family
ID=12840325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63049767A Pending JPH01225066A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 燃料電池発電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01225066A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0476610A2 (en) * | 1990-09-19 | 1992-03-25 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Power generation system using fuel cells |
| JPH04289673A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | 内部改質溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP63049767A patent/JPH01225066A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04289673A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | 内部改質溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 |
| EP0476610A2 (en) * | 1990-09-19 | 1992-03-25 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Power generation system using fuel cells |
| US5221586A (en) * | 1990-09-19 | 1993-06-22 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Power generation system using fuel cells |
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