JPH02132769A - 燃料電池システムの加熱・冷却装置 - Google Patents
燃料電池システムの加熱・冷却装置Info
- Publication number
- JPH02132769A JPH02132769A JP63285465A JP28546588A JPH02132769A JP H02132769 A JPH02132769 A JP H02132769A JP 63285465 A JP63285465 A JP 63285465A JP 28546588 A JP28546588 A JP 28546588A JP H02132769 A JPH02132769 A JP H02132769A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat medium
- heating
- fuel cell
- catalyst
- heating medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 31
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000002407 reforming Methods 0.000 abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 15
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- MHCVCKDNQYMGEX-UHFFFAOYSA-N 1,1'-biphenyl;phenoxybenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1.C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 MHCVCKDNQYMGEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GXDVEXJTVGRLNW-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Cu] Chemical compound [Cr].[Cu] GXDVEXJTVGRLNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
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
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04029—Heat exchange using liquids
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2457—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with both reactants being gaseous or vaporised
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- 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〕
本発明は燃料電池システムの加熱・冷却装置に関するも
のである。
のである。
燃料電池システムは例えばメタノールと水とを混合させ
た原料を触媒で水素ガスに改質する改質装置と、この改
質装置で発生した水素ガスと空気中の酸素とを触媒で電
気化学的に反応させて電気エネルギに変換する燃料電池
本体などから構成されている。
た原料を触媒で水素ガスに改質する改質装置と、この改
質装置で発生した水素ガスと空気中の酸素とを触媒で電
気化学的に反応させて電気エネルギに変換する燃料電池
本体などから構成されている。
ところで、触媒で上述したような化学反応を起こさせる
ためには、起動時に触媒を加熱して所定の温度に保つ必
要があり、従来、改質装置の下部に設けたバーナで発生
した加熱ガスを触媒の周辺に流すことによって触媒を加
熱するようにしている。また、停止時においては、改質
装置系統内へ窒素ガスなどの不活性ガスを触媒温度が低
下するまでパージし続けるようにしている。これは停止
時に改質装置をそのまま放置しておくと、改質装置の温
度が徐々に低下して改質装置中の気体状態にあるメタノ
ールおよび水が凝縮して液体になり、それに伴って改質
装置系統内が負圧レベルが高い状態になるために、弁類
の締りが不十分であったり、配管等のシール状態が不十
分であったりすると、外気を吸い込んでしまい、外気中
に含まれる酸素によって触媒が酸化され、改質能力が低
下するからである。この触媒は一般に耐熱性が悪く、高
温時に酸化されるとその熱によって著しく劣化してしま
う。
ためには、起動時に触媒を加熱して所定の温度に保つ必
要があり、従来、改質装置の下部に設けたバーナで発生
した加熱ガスを触媒の周辺に流すことによって触媒を加
熱するようにしている。また、停止時においては、改質
装置系統内へ窒素ガスなどの不活性ガスを触媒温度が低
下するまでパージし続けるようにしている。これは停止
時に改質装置をそのまま放置しておくと、改質装置の温
度が徐々に低下して改質装置中の気体状態にあるメタノ
ールおよび水が凝縮して液体になり、それに伴って改質
装置系統内が負圧レベルが高い状態になるために、弁類
の締りが不十分であったり、配管等のシール状態が不十
分であったりすると、外気を吸い込んでしまい、外気中
に含まれる酸素によって触媒が酸化され、改質能力が低
下するからである。この触媒は一般に耐熱性が悪く、高
温時に酸化されるとその熱によって著しく劣化してしま
う。
しかし、このように気体を利用して触媒を加熱したり冷
却したりする構造では、気体と接触する部材との熱伝達
率が小さいために、必ずしも効率が良い冷却および加熱
が行えないという不具合があった。本発明はこのような
事情に鑑みなされたもので、効率の良い冷却および加熱
が行える燃料電池システムの加熱・冷却装置を提供する
ものである。
却したりする構造では、気体と接触する部材との熱伝達
率が小さいために、必ずしも効率が良い冷却および加熱
が行えないという不具合があった。本発明はこのような
事情に鑑みなされたもので、効率の良い冷却および加熱
が行える燃料電池システムの加熱・冷却装置を提供する
ものである。
本発明に係る燃料電池システムの加熱・冷却装置は、改
質装置および燃料電池本体の少なくとも一方の触媒の近
辺に液状の熱媒体が流通する熱媒体通路を設け、この熱
媒体通路をそれぞれ熱媒体タンクを有する２系統の管路
に切換弁を介して並列に接続し、一方の管路に熱媒体を
加熱する加熱部を設け、他方の管路に熱媒体を冷却する
冷却部を設けると共に、熱媒体タンク内の熱媒体を循環
させる循環用ポンプを設けたものである。
質装置および燃料電池本体の少なくとも一方の触媒の近
辺に液状の熱媒体が流通する熱媒体通路を設け、この熱
媒体通路をそれぞれ熱媒体タンクを有する２系統の管路
に切換弁を介して並列に接続し、一方の管路に熱媒体を
加熱する加熱部を設け、他方の管路に熱媒体を冷却する
冷却部を設けると共に、熱媒体タンク内の熱媒体を循環
させる循環用ポンプを設けたものである。
本発明においては、改質装置および燃料電池本体の少な
くとも一方の触媒が、液状の熱媒体で加熱・冷却される
ようになる。
くとも一方の触媒が、液状の熱媒体で加熱・冷却される
ようになる。
以下、本発明の一実施例を図により詳細に説明する。第
１図は本発明に係る燃料電池システムの加熱・冷却装置
を示す構成図、第２図は燃料電池システム全体を示す構
成図である。これらの図において符号１で示すものは後
述する原料を触媒で化学反応させて水素ガスを発生する
改質装置を示し、中央部には原料を化学反応させる改質
用の触媒が充填された触媒層２が設けられている。触媒
としては例えば銅系，銅一亜鉛系，銅−クロム系触媒な
どを用いることができる。改質装置１の下方には水素バ
ーナ３およびメタノールバーナ４を備えた燃焼装置５が
配設されている。前記バーナの上方には気化器６が配設
されており、気化器６の入口側は改質装置人口弁７およ
び供給ポンプ８を備えた原料供給管路９を経てメタノー
ルと水とを所定の比率で混合した原料を溜めた原料タン
ク１０に接続され、出口側は前記触媒層２の入口側に接
続されている。前記メタノールバーナ４はバーナ入口弁
１１およびバーナボンプ１２を備えた燃料供給管路１３
を経てメタノールを溜めた燃料タンク１４に接続されて
いる。１５は燃焼装置５内に外気を供給するバーナブロ
ヮ、２０ば燃焼装置５内の加熱ガスを排出する排気管路
である．１６は前記改質装置１で発生した水素ガスと空
気中の酸素とを触媒で電気化学的に反応させて電気エネ
ルギを発生する燃料電池本体であり、陽極と陰極との間
に電解質を介在させた電池セルを多数個積層して構成さ
れており、陽極の入口側は酸素人口弁１７を備えた酸素
供給管路１８で、外気を導入するセルプロワ１９に接続
されている。
１図は本発明に係る燃料電池システムの加熱・冷却装置
を示す構成図、第２図は燃料電池システム全体を示す構
成図である。これらの図において符号１で示すものは後
述する原料を触媒で化学反応させて水素ガスを発生する
改質装置を示し、中央部には原料を化学反応させる改質
用の触媒が充填された触媒層２が設けられている。触媒
としては例えば銅系，銅一亜鉛系，銅−クロム系触媒な
どを用いることができる。改質装置１の下方には水素バ
ーナ３およびメタノールバーナ４を備えた燃焼装置５が
配設されている。前記バーナの上方には気化器６が配設
されており、気化器６の入口側は改質装置人口弁７およ
び供給ポンプ８を備えた原料供給管路９を経てメタノー
ルと水とを所定の比率で混合した原料を溜めた原料タン
ク１０に接続され、出口側は前記触媒層２の入口側に接
続されている。前記メタノールバーナ４はバーナ入口弁
１１およびバーナボンプ１２を備えた燃料供給管路１３
を経てメタノールを溜めた燃料タンク１４に接続されて
いる。１５は燃焼装置５内に外気を供給するバーナブロ
ヮ、２０ば燃焼装置５内の加熱ガスを排出する排気管路
である．１６は前記改質装置１で発生した水素ガスと空
気中の酸素とを触媒で電気化学的に反応させて電気エネ
ルギを発生する燃料電池本体であり、陽極と陰極との間
に電解質を介在させた電池セルを多数個積層して構成さ
れており、陽極の入口側は酸素人口弁１７を備えた酸素
供給管路１８で、外気を導入するセルプロワ１９に接続
されている。
方、陰極の入口側は水素人口弁２１およびリザーブタン
ク２２が備えられた水素供給管路２３で触媒Ｎ２の出口
側に接続されている。２４は陽極の出口側に接続された
排気管路で、酸素出目弁２５を介して大気中に開放され
ている。２６は陰極の出口側に接続された水素回収管路
であり、燃料電池本体１６で反応しなかった水素を熱源
として利用するために前記燃焼装置５へ戻すものであり
、リン酸回収器２７および水素出目弁２８を介して前記
水素バーナ３に接続されている。２９はバイパス弁３０
を有するバイパス管路で、水素出目弁２８の出口側と前
記リザーブタンク２２との間を互いに連通している． なお、３１は燃料電池本体ｌ６の出力側にダイオード３
２を介して接続された負荷としてのモータ、３３はモー
タ３１と同様に接続されたバッテリである。
ク２２が備えられた水素供給管路２３で触媒Ｎ２の出口
側に接続されている。２４は陽極の出口側に接続された
排気管路で、酸素出目弁２５を介して大気中に開放され
ている。２６は陰極の出口側に接続された水素回収管路
であり、燃料電池本体１６で反応しなかった水素を熱源
として利用するために前記燃焼装置５へ戻すものであり
、リン酸回収器２７および水素出目弁２８を介して前記
水素バーナ３に接続されている。２９はバイパス弁３０
を有するバイパス管路で、水素出目弁２８の出口側と前
記リザーブタンク２２との間を互いに連通している． なお、３１は燃料電池本体ｌ６の出力側にダイオード３
２を介して接続された負荷としてのモータ、３３はモー
タ３１と同様に接続されたバッテリである。
４１は前記改質装置１および燃料電池本体１６の触媒を
加熱および冷却する加熱・冷却装置である。この加熱・
冷却装置４１は、改質装置１の触媒層２の近辺に設けら
れた第１熱媒体通路４２と、燃料電池本体１６の触媒の
近辺に設けられた第２熱媒体通路４３と、これら第１，
第２熱媒体通路４２．４３それぞれに三方切換弁４４・
・を介して並列に接続された第１，第２冷却用管路４５
，４６および第１，第２加熱用管路４７．４８などから
構成されている。第１．第２冷却用管路４５，４６は熱
媒体を溜める一個の冷却用熱媒体タンク４９および熱媒
体を冷却する一個の冷却部５０に接続されている。５１
は冷却部５０に冷却用の空気を送風する冷却ファンであ
る。一方第１，第２加熱用管路４７．４８は前記燃焼装
置５内に臨むように配管されており、それぞれに熱媒体
を溜める第１，第２加熱用熱媒体タンク５２．５３およ
び熱媒体を加熱する第１，第２加熱部５４．５５が設け
られている。これら第１，第２加熱部５４．５５は、水
素バーナ３およびメタノールバーナ４の上方に対向する
ように配置されている。５６，５７は熱媒体を第１．第
２熱媒体通路４２．４３内に循環させる第１．第２循環
用ボンブであり、第１，第２熱媒体通路４２．４３の出
口と三方切換弁４４．４４との間に介装されている。こ
こで、熱媒体としては例えば芳香族系熱媒体（商品名「
ダウサームＡＪ）やパラフィン系鉱油（商品名［エッソ
サーム５ ０ ０Ｊ ）などを用いることができる。
加熱および冷却する加熱・冷却装置である。この加熱・
冷却装置４１は、改質装置１の触媒層２の近辺に設けら
れた第１熱媒体通路４２と、燃料電池本体１６の触媒の
近辺に設けられた第２熱媒体通路４３と、これら第１，
第２熱媒体通路４２．４３それぞれに三方切換弁４４・
・を介して並列に接続された第１，第２冷却用管路４５
，４６および第１，第２加熱用管路４７．４８などから
構成されている。第１．第２冷却用管路４５，４６は熱
媒体を溜める一個の冷却用熱媒体タンク４９および熱媒
体を冷却する一個の冷却部５０に接続されている。５１
は冷却部５０に冷却用の空気を送風する冷却ファンであ
る。一方第１，第２加熱用管路４７．４８は前記燃焼装
置５内に臨むように配管されており、それぞれに熱媒体
を溜める第１，第２加熱用熱媒体タンク５２．５３およ
び熱媒体を加熱する第１，第２加熱部５４．５５が設け
られている。これら第１，第２加熱部５４．５５は、水
素バーナ３およびメタノールバーナ４の上方に対向する
ように配置されている。５６，５７は熱媒体を第１．第
２熱媒体通路４２．４３内に循環させる第１．第２循環
用ボンブであり、第１，第２熱媒体通路４２．４３の出
口と三方切換弁４４．４４との間に介装されている。こ
こで、熱媒体としては例えば芳香族系熱媒体（商品名「
ダウサームＡＪ）やパラフィン系鉱油（商品名［エッソ
サーム５ ０ ０Ｊ ）などを用いることができる。
このように構成された燃料電池システムにおいては、加
熱・冷却装置４１の三方切換弁４４・・を切換えること
によって、起動および運転時には実線の矢印で示すよう
に、熱媒体を第１，第２加熱用熱媒体タンク５２．５３
から第１．第２加熱部５４．５５を経て第１，第２熱媒
体通路４２，４３へ流し、停止時においては破線の矢印
で示すように冷却用熱媒体タンク４９から第１，第２熱
媒体通路４２．４３へ流すことができる。
熱・冷却装置４１の三方切換弁４４・・を切換えること
によって、起動および運転時には実線の矢印で示すよう
に、熱媒体を第１，第２加熱用熱媒体タンク５２．５３
から第１．第２加熱部５４．５５を経て第１，第２熱媒
体通路４２，４３へ流し、停止時においては破線の矢印
で示すように冷却用熱媒体タンク４９から第１，第２熱
媒体通路４２．４３へ流すことができる。
起動について説明すると、まずバーナボンプ１２で加圧
されたメタノールがメタノールバーナ４に供給され、バ
ーナブロワ１５で供給される外気によって燃焼する。こ
のため、気化器６および第１．第２加熱部５４．５５が
加熱される。このとき、加熱・冷却装置４１を、熱媒体
が実線の矢印で示す方向に流れるように運転し、第１．
第２加熱部５４．５５で加熱された熱媒体によって改質
装置１の触媒近辺および燃料電池本体ｌ６の触媒近辺を
加熱する。一方、原料タンク１０内のメタノールと水と
が混合された原料は気化器６へ供給され、ここで気化さ
れて触媒層２に送られ、触媒によって化学反応して水素
と炭酸ガスを主成分とするガスに改質され改質ガスとな
った後に燃料電池本体１６へ供給される。そして、燃料
電池本体１６において、改質ガス中の水素ガスとセルブ
ロワ１９により供給される空気中の酸素とが触媒によっ
て電気化学反応し、電気エネルギが発生する。
されたメタノールがメタノールバーナ４に供給され、バ
ーナブロワ１５で供給される外気によって燃焼する。こ
のため、気化器６および第１．第２加熱部５４．５５が
加熱される。このとき、加熱・冷却装置４１を、熱媒体
が実線の矢印で示す方向に流れるように運転し、第１．
第２加熱部５４．５５で加熱された熱媒体によって改質
装置１の触媒近辺および燃料電池本体ｌ６の触媒近辺を
加熱する。一方、原料タンク１０内のメタノールと水と
が混合された原料は気化器６へ供給され、ここで気化さ
れて触媒層２に送られ、触媒によって化学反応して水素
と炭酸ガスを主成分とするガスに改質され改質ガスとな
った後に燃料電池本体１６へ供給される。そして、燃料
電池本体１６において、改質ガス中の水素ガスとセルブ
ロワ１９により供給される空気中の酸素とが触媒によっ
て電気化学反応し、電気エネルギが発生する。
燃料電池システムを停止する場合は、供給ボンプ８およ
びバーナボンプ１２を停止し、加熱・冷却装置４１を、
熱媒体が破線の矢印で示す方向に流れるように切換えて
運転し、冷却部５０で冷却された熱媒体によって改質装
置１の触媒近辺および燃料電池本体工６の触媒近辺を冷
却する。このとき、バイパス弁３０を開いて水素人口弁
２１および水素出目弁２８を閉じ、改質ガスを水素バー
ナ３に供給するようにし、改質装置１から水素の発生が
なくなった時点において、バイパス弁３０を閉じる。す
なわち、触媒層２の温度が触媒の活性温度領域以下まで
低下し、セルの温度が設定温度まで低下した時点で停止
操作を終了する。
びバーナボンプ１２を停止し、加熱・冷却装置４１を、
熱媒体が破線の矢印で示す方向に流れるように切換えて
運転し、冷却部５０で冷却された熱媒体によって改質装
置１の触媒近辺および燃料電池本体工６の触媒近辺を冷
却する。このとき、バイパス弁３０を開いて水素人口弁
２１および水素出目弁２８を閉じ、改質ガスを水素バー
ナ３に供給するようにし、改質装置１から水素の発生が
なくなった時点において、バイパス弁３０を閉じる。す
なわち、触媒層２の温度が触媒の活性温度領域以下まで
低下し、セルの温度が設定温度まで低下した時点で停止
操作を終了する。
したがって、改質装置１の触媒および燃料電池本体１６
の触媒を、起動時には加熱された液状の熱媒体で加熱し
、停止時には冷却された液状の熱媒体で冷却することが
できる。
の触媒を、起動時には加熱された液状の熱媒体で加熱し
、停止時には冷却された液状の熱媒体で冷却することが
できる。
以上説明したように本発明によれば、改質装置および燃
料電池本体の少な《とも一方の触媒の近辺に液状の熱媒
体が流通する熱媒体通路を設け、この熱媒体通路をそれ
ぞれ熱媒体タンクを有する２系統の管路に切換弁を介し
て並列に接続し、一方の管路に熱媒体を加熱する加熱部
を設け、他方の管路に熱媒体を冷却する冷却部を設ける
と共に、熱媒体タンク内の熱媒体を循環させる循環用ポ
ンプを設けたから、改質装置および燃料電池本体の少な
くとも一方の触媒を、液状の熱媒体で起動時には加熱し
、停止時には冷却することができる。
料電池本体の少な《とも一方の触媒の近辺に液状の熱媒
体が流通する熱媒体通路を設け、この熱媒体通路をそれ
ぞれ熱媒体タンクを有する２系統の管路に切換弁を介し
て並列に接続し、一方の管路に熱媒体を加熱する加熱部
を設け、他方の管路に熱媒体を冷却する冷却部を設ける
と共に、熱媒体タンク内の熱媒体を循環させる循環用ポ
ンプを設けたから、改質装置および燃料電池本体の少な
くとも一方の触媒を、液状の熱媒体で起動時には加熱し
、停止時には冷却することができる。
したがって、熱媒体とこの熱媒体が接触する部材との間
の熱伝達率を大きくすることができるから、触媒全体を
平均的に効率良く加熱および冷却することができる。ま
た熱媒体通路は気体用通路に比較して断面積が小さなも
のでよいから、改質装置や燃料電池本体の小型化がはか
れるという利
の熱伝達率を大きくすることができるから、触媒全体を
平均的に効率良く加熱および冷却することができる。ま
た熱媒体通路は気体用通路に比較して断面積が小さなも
のでよいから、改質装置や燃料電池本体の小型化がはか
れるという利
第１図は本発明に係る燃料電池システムの加熱・冷却装
置を示す構成図、第２図は燃料電池システム全体を示す
構成図である。 １・・・・改質装置、２・・・・触媒層、４・・・・メ
タノールバーナ、１６・・・・燃料電池本体、４１・・
・・加熱・冷却装置、４２．４３・・・・第１，第２熱
媒体通路、４４・・・・三方切換弁、４５．４６・・・
・第１，第２冷却用管路、４７．４８・・・・第１，第
２加熱用管路、５０・・・・冷却部、５４．５５・・・
・第１，第２加熱部、５６．５７・・・・第１．第２Ｗ
ｉ環用ポンプ。 特許出願人 ヤマハ発動機株式会社
置を示す構成図、第２図は燃料電池システム全体を示す
構成図である。 １・・・・改質装置、２・・・・触媒層、４・・・・メ
タノールバーナ、１６・・・・燃料電池本体、４１・・
・・加熱・冷却装置、４２．４３・・・・第１，第２熱
媒体通路、４４・・・・三方切換弁、４５．４６・・・
・第１，第２冷却用管路、４７．４８・・・・第１，第
２加熱用管路、５０・・・・冷却部、５４．５５・・・
・第１，第２加熱部、５６．５７・・・・第１．第２Ｗ
ｉ環用ポンプ。 特許出願人 ヤマハ発動機株式会社
Claims (1)
- 原料を触媒で化学反応させて水素ガスを発生する改質装
置と、この改質装置で発生した水素ガスと酸素とを触媒
で化学反応させて電気エネルギを発生する燃料電池本体
とを備えた燃料電池システムにおいて、前記改質装置お
よび燃料電池本体の少なくとも一方の触媒の近辺に液状
の熱媒体が流通する熱媒体通路を設け、この熱媒体通路
をそれぞれ熱媒体タンクを有する２系統の管路に切換弁
を介して並列に接続し、一方の管路に熱媒体を加熱する
加熱部を設け、他方の管路に熱媒体を冷却する冷却部を
設けると共に、前記熱媒体タンク内の熱媒体を前記熱媒
体通路に循環させる循環用ポンプを設けてなる燃料電池
システムの加熱・冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63285465A JPH02132769A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 燃料電池システムの加熱・冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63285465A JPH02132769A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 燃料電池システムの加熱・冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02132769A true JPH02132769A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=17691868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63285465A Pending JPH02132769A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 燃料電池システムの加熱・冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02132769A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173638A (ja) * | 1998-12-02 | 2000-06-23 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| WO2000072396A1 (de) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Flüssigkeitsgekühlte brennstoffzellenbatterie und verfahren zum betreiben einer flüssigkeitsgekühlten brennstoffzellenbatterie |
| JP2002170583A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池コージェネレーションシステム |
| FR2851693A1 (fr) * | 2003-02-20 | 2004-08-27 | Renault Sa | Dispositif et procede de mise en temperature lors du demarrage d'un systeme de pile a combustible embarque sur un vehicule automobile |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63285465A patent/JPH02132769A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173638A (ja) * | 1998-12-02 | 2000-06-23 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| WO2000072396A1 (de) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Flüssigkeitsgekühlte brennstoffzellenbatterie und verfahren zum betreiben einer flüssigkeitsgekühlten brennstoffzellenbatterie |
| JP2002170583A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池コージェネレーションシステム |
| FR2851693A1 (fr) * | 2003-02-20 | 2004-08-27 | Renault Sa | Dispositif et procede de mise en temperature lors du demarrage d'un systeme de pile a combustible embarque sur un vehicule automobile |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6395414B1 (en) | Staged venting of fuel cell system during rapid shutdown | |
| JP4782331B2 (ja) | 燃料電池パワープラント用運転システム | |
| JP4263912B2 (ja) | アノード排気再循環ループを有する燃料電池装置の停止方法 | |
| JP3527691B2 (ja) | 高速及び標準停止コマンドを識別するための燃料電池システムの論理 | |
| EP1929568B1 (en) | Fuel cell stacks and systems with fluid-responsive temperature regulation | |
| US8034500B2 (en) | Systems and methods for starting and operating fuel cell systems in subfreezing temperatures | |
| JP2005509261A (ja) | 燃料電池燃料処理システムのための停止方法 | |
| JPH10330101A (ja) | 水素製造装置及び水素製造方法 | |
| KR20090089859A (ko) | 연료 전지 열 교환 시스템 및 방법 | |
| US6413662B1 (en) | Fuel cell system shutdown with anode pressure control | |
| JP3849375B2 (ja) | 熱電併給装置 | |
| CA2484776A1 (en) | Fuel cell cooling system | |
| JP3761217B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| US6277509B1 (en) | Hydride bed water recovery system for a fuel cell power plant | |
| US20070148528A1 (en) | Fuel cell generating system | |
| JP2001216980A (ja) | 燃料供給装置を有する燃料電池系 | |
| JPH02132769A (ja) | 燃料電池システムの加熱・冷却装置 | |
| JP2005044630A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2005093374A (ja) | 燃料電池発電システムおよび燃料電池発電システムの停止方法 | |
| US7112382B2 (en) | Fuel cell hydrogen recovery system | |
| JP4968984B2 (ja) | 燃料電池用改質装置 | |
| JP2789201B2 (ja) | 燃料電池用改質装置の冷却装置 | |
| US7485382B2 (en) | Parallel stack antifreeze system | |
| JP2007103035A (ja) | 燃料電池システム及びその停止方法 | |
| JP2000185901A (ja) | 改質装置および燃料電池システム |