JPH04324253A - 燃料電池 - Google Patents
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- JPH04324253A JPH04324253A JP3095244A JP9524491A JPH04324253A JP H04324253 A JPH04324253 A JP H04324253A JP 3095244 A JP3095244 A JP 3095244A JP 9524491 A JP9524491 A JP 9524491A JP H04324253 A JPH04324253 A JP H04324253A
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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
- H01M8/04—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
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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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
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- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温固体電解質部材を
用いた燃料電池に関する。
用いた燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高温固体電解質燃料電池において
、発電中は酸素極側には空気を、燃料極側には水素を流
し、燃料電池の昇・降温時、および発電をしない待期状
態での高温保持時は、酸素極側には空気を、燃料極側に
は窒素を流していた。
、発電中は酸素極側には空気を、燃料極側には水素を流
し、燃料電池の昇・降温時、および発電をしない待期状
態での高温保持時は、酸素極側には空気を、燃料極側に
は窒素を流していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の高温固体電解質
燃料電池において、燃料極側にはニッケル金属とイット
リア完全安定化ジルコニアのサーメットが用いられてお
り、発電中はこのニッケル金属のある燃料極側には水素
が供給されているため何ら問題はないが、停止時あるい
は昇・降温時に窒素ガスを流した場合、窒素中に微量に
含まれる酸素のためにニッケル金属が次式により酸化さ
れる。
燃料電池において、燃料極側にはニッケル金属とイット
リア完全安定化ジルコニアのサーメットが用いられてお
り、発電中はこのニッケル金属のある燃料極側には水素
が供給されているため何ら問題はないが、停止時あるい
は昇・降温時に窒素ガスを流した場合、窒素中に微量に
含まれる酸素のためにニッケル金属が次式により酸化さ
れる。
【０００４】２Ｎｉ＋Ｏ２ →２ＮｉＯこの反応により
酸化ニッケルが生じて体積が１．６倍にもなり、燃料極
の劣化を促進していた。
酸化ニッケルが生じて体積が１．６倍にもなり、燃料極
の劣化を促進していた。
【０００５】本発明は上記の課題を解決しようとするも
のである。
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の燃料電池は、固
体電解質部材を挟んで両面にそれぞれ燃料極と酸素極が
設けられ、同燃料極と酸素極の面に接してそれぞれ燃料
流路と酸素流路が設けられた燃料電池において、上記燃
料流路に接続され同流路に還元性ガスを混入させた窒素
ガスを供給する還元性ガス混入窒素供給装置を備えたこ
とを特徴としている。
体電解質部材を挟んで両面にそれぞれ燃料極と酸素極が
設けられ、同燃料極と酸素極の面に接してそれぞれ燃料
流路と酸素流路が設けられた燃料電池において、上記燃
料流路に接続され同流路に還元性ガスを混入させた窒素
ガスを供給する還元性ガス混入窒素供給装置を備えたこ
とを特徴としている。
【０００７】
【作用】上記において、燃料電池に発電させる場合には
、燃料流路に燃料ガスを供給し酸素流路には空気を供給
するが、燃料電池が発電を行わない昇・降温時、及び燃
料電池が待機状態にある高温保持時には、還元性ガス混
入窒素供給装置より還元性ガスが混入した窒素ガスを燃
料流路に供給する。
、燃料流路に燃料ガスを供給し酸素流路には空気を供給
するが、燃料電池が発電を行わない昇・降温時、及び燃
料電池が待機状態にある高温保持時には、還元性ガス混
入窒素供給装置より還元性ガスが混入した窒素ガスを燃
料流路に供給する。
【０００８】上記窒素ガスに混入された還元性ガスは窒
素ガス中に含まれる不純物酸素と反応し、これを除去す
るため、ニッケル金属の酸化を防ぎ、燃料極の劣化を防
止する。
素ガス中に含まれる不純物酸素と反応し、これを除去す
るため、ニッケル金属の酸化を防ぎ、燃料極の劣化を防
止する。
【０００９】上記により、燃料極側はいかなる場合でも
還元雰囲気に保持されるため、ニッケル金属が酸化され
ることがなく、燃料極の劣化を防止することが可能とな
る。
還元雰囲気に保持されるため、ニッケル金属が酸化され
ることがなく、燃料極の劣化を防止することが可能とな
る。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。図
１に示す本実施例は、固体電解質部材２を挟んで燃料極
３と酸素極４が設けられ、それぞれの外側に設けられた
インターコネクタ１との間にそれぞれ水素流路７と酸素
流路８が設けられ、同流路７，８内にそれぞれ燃料極側
波板５と酸素極側波板６が設けられた燃料電池において
、上記水素流路７に接続された水素混入窒素供給装置９
を備えている。
１に示す本実施例は、固体電解質部材２を挟んで燃料極
３と酸素極４が設けられ、それぞれの外側に設けられた
インターコネクタ１との間にそれぞれ水素流路７と酸素
流路８が設けられ、同流路７，８内にそれぞれ燃料極側
波板５と酸素極側波板６が設けられた燃料電池において
、上記水素流路７に接続された水素混入窒素供給装置９
を備えている。
【００１１】上記において、燃料電池に発電させる場合
には、水素流路７に水素ガスを供給し、酸素流路８に空
気を供給する。
には、水素流路７に水素ガスを供給し、酸素流路８に空
気を供給する。
【００１２】上記燃料電池が発電を行わない燃料電池の
昇・降温時、及び燃料電池が待機状態にある高温（約１
０００℃）保持時には、水素混入窒素供給装置９により
窒素ガス中に約１ｖｏｌ ％の水素ガスを混入させ、こ
の水素ガスの混入した窒素ガスを、上記発電時における
水素ガスに替えて水素流路７に供給する。
昇・降温時、及び燃料電池が待機状態にある高温（約１
０００℃）保持時には、水素混入窒素供給装置９により
窒素ガス中に約１ｖｏｌ ％の水素ガスを混入させ、こ
の水素ガスの混入した窒素ガスを、上記発電時における
水素ガスに替えて水素流路７に供給する。
【００１３】上記窒素ガスに混入された水素ガスは、次
式に示す反応により窒素ガス中に含まれる不純物酸素を
除去し、燃料極３を形成するニッケルの酸化を防ぐ。
式に示す反応により窒素ガス中に含まれる不純物酸素を
除去し、燃料極３を形成するニッケルの酸化を防ぐ。
【００１４】２Ｈ２ ＋Ｏ２ →２Ｈ２ Ｏなお、窒素
ガス中に混入させる水素ガスの濃度約１ｖｏｌ ％は水
素ガスの爆発限界を考慮して設定している。
ガス中に混入させる水素ガスの濃度約１ｖｏｌ ％は水
素ガスの爆発限界を考慮して設定している。
【００１５】また、本実施例においては、窒素ガスに水
素ガスを混入させているが、還元性を有するガスであれ
ば水素ガスでなくてもよく、他にメタン（ＣＨ４ ）、
一酸化炭素、天然ガス等が考えられる。
素ガスを混入させているが、還元性を有するガスであれ
ば水素ガスでなくてもよく、他にメタン（ＣＨ４ ）、
一酸化炭素、天然ガス等が考えられる。
【００１６】本実施例の効果を評価するために、酸化・
還元を４〜５回繰り返して行った実験結果を表１に示す
。
還元を４〜５回繰り返して行った実験結果を表１に示す
。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１に示すように窒素ガスに水素ガスを混
入させた場合には、燃料極３に変化が見られず、燃料極
３の劣化を防止することができることが判る。
入させた場合には、燃料極３に変化が見られず、燃料極
３の劣化を防止することができることが判る。
【００１９】上記により、燃料極側はいかなる場合でも
還元雰囲気に保持されるため、ニッケル金属が酸化され
ることがなく、燃料極の劣化を防止することが可能とな
った。
還元雰囲気に保持されるため、ニッケル金属が酸化され
ることがなく、燃料極の劣化を防止することが可能とな
った。
【００２０】なお、上記水素ガスが混入された窒素ガス
は燃料極のみならず、燃料極からインターコネクタへ電
流を流すニッケル金属とイットリア完全安定化ジルコニ
アのサーメットで作られた波板５に対しても同様の効果
をもたらす。
は燃料極のみならず、燃料極からインターコネクタへ電
流を流すニッケル金属とイットリア完全安定化ジルコニ
アのサーメットで作られた波板５に対しても同様の効果
をもたらす。
【００２１】
【発明の効果】本発明の燃料電池は、燃料電池が発電を
行わない昇・降温時、及び燃料電池が待機状態にある高
温保持時には、還元性ガス混入窒素供給装置より還元性
ガスが混入された窒素ガスを燃料電池の燃料流路に供給
することによって、燃料極側はいかなる場合でも還元雰
囲気に保持されるため、ニッケル金属が酸化されること
がなく、燃料極の劣化を防止することが可能となる。
行わない昇・降温時、及び燃料電池が待機状態にある高
温保持時には、還元性ガス混入窒素供給装置より還元性
ガスが混入された窒素ガスを燃料電池の燃料流路に供給
することによって、燃料極側はいかなる場合でも還元雰
囲気に保持されるため、ニッケル金属が酸化されること
がなく、燃料極の劣化を防止することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例の説明図である。
１ インターコネクタ
２ 固体電解質部材
３ 燃料極
４ 酸素極
５ 燃料極側波板
６ 酸素極側波板
７ 水素流路
８ 酸素流路
９ 水素混入窒素供給装置
Claims (1)
- 【請求項１】 固体電解質部材を挟んで両面にそれぞ
れ燃料極と酸素極が設けられ、同燃料極と酸素極の面に
接してそれぞれ燃料流路と酸素流路が設けられた燃料電
池において、上記燃料流路に接続され同流路に還元性ガ
スを混入させた窒素ガスを供給する還元性ガス混入窒素
供給装置を備えたことを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095244A JPH04324253A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095244A JPH04324253A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04324253A true JPH04324253A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14132342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3095244A Pending JPH04324253A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04324253A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027598A1 (en) * | 1997-11-20 | 1999-06-03 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Cover and startup gas supply system for solid oxide fuel cell generator |
| DE10209309A1 (de) * | 2002-03-02 | 2003-09-25 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Verfahren zur Inertisierung der Anoden von Brennstoffzellen |
| WO2002065570A3 (de) * | 2001-02-10 | 2003-10-09 | Mtu Cfc Solutions Gmbh | Verfahren zur bereitstellung von standbygas für eine brennstoffzellenanordung |
| JP2004335162A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Mitsubishi Materials Corp | 固体酸化物形燃料電池の運転方法 |
| JP2007273311A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 固体酸化物形燃料電池の運転方法 |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3095244A patent/JPH04324253A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027598A1 (en) * | 1997-11-20 | 1999-06-03 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Cover and startup gas supply system for solid oxide fuel cell generator |
| WO2002065570A3 (de) * | 2001-02-10 | 2003-10-09 | Mtu Cfc Solutions Gmbh | Verfahren zur bereitstellung von standbygas für eine brennstoffzellenanordung |
| DE10209309A1 (de) * | 2002-03-02 | 2003-09-25 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Verfahren zur Inertisierung der Anoden von Brennstoffzellen |
| DE10209309B4 (de) * | 2002-03-02 | 2004-03-11 | Mtu Cfc Solutions Gmbh | Verfahren zur Inertisierung der Anoden von Hochtemperaturbrennstoffzellen und Hochtemperaturbrennstoffzellenanordnung |
| US7972739B2 (en) | 2002-03-02 | 2011-07-05 | Mtu Cfc Solutions Gmbh | Method for inerting the anodes of fuel cells |
| JP2004335162A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Mitsubishi Materials Corp | 固体酸化物形燃料電池の運転方法 |
| JP2007273311A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 固体酸化物形燃料電池の運転方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991214 |