JPH07249424A - リン酸型燃料電池発電プラント - Google Patents
リン酸型燃料電池発電プラントInfo
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- JPH07249424A JPH07249424A JP6042131A JP4213194A JPH07249424A JP H07249424 A JPH07249424 A JP H07249424A JP 6042131 A JP6042131 A JP 6042131A JP 4213194 A JP4213194 A JP 4213194A JP H07249424 A JPH07249424 A JP H07249424A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、停止操作中における燃料電
池本体の触媒劣化を安価に、最小限に抑えることにあ
る。 【構成】 本発明は、アノ―ド電極およびカソ―ド電極
のそれぞれの入口ラインに不活性ガス供給ラインを接続
し、これら不活性ガス供給ラインには、不活性ガス供給
を制御する不活性ガス供給弁を配置し、アノ―ド電極出
口から排出したアノ―ドパ―ジガスをカソ―ド電極入口
へ導くパ―ジガスリタ―ンラインをアノ―ド電極出口と
カソ―ド電極入口間に配置し、このパ―ジガスリタ―ン
ラインには、アノ―ド電極を通過した不活性ガスをカソ
―ド電極への供給を制御するカソ―ドパ―ジガス切替弁
を備えたことを特徴とする。
池本体の触媒劣化を安価に、最小限に抑えることにあ
る。 【構成】 本発明は、アノ―ド電極およびカソ―ド電極
のそれぞれの入口ラインに不活性ガス供給ラインを接続
し、これら不活性ガス供給ラインには、不活性ガス供給
を制御する不活性ガス供給弁を配置し、アノ―ド電極出
口から排出したアノ―ドパ―ジガスをカソ―ド電極入口
へ導くパ―ジガスリタ―ンラインをアノ―ド電極出口と
カソ―ド電極入口間に配置し、このパ―ジガスリタ―ン
ラインには、アノ―ド電極を通過した不活性ガスをカソ
―ド電極への供給を制御するカソ―ドパ―ジガス切替弁
を備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リン酸型燃料電池発電
プラントの停止操作における燃料電池本体の触媒劣化防
止構造を改良したリン酸型燃料電池発電プラントに関す
る。
プラントの停止操作における燃料電池本体の触媒劣化防
止構造を改良したリン酸型燃料電池発電プラントに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来のリン酸型燃料電池発電プ
ラントの概略構成を示したもので、以下この構成につい
て説明する。同図において、燃料電池本体１の単位電池
は、背面に水素Ｈ2 等の燃料を接触させてアノ―ド電極
２と、背面に酸素Ｏ2 等の酸化剤を接触させたカソ―ド
電極３とを電解質を含浸したマトリックスを挟んで両側
に配置して構成されている。また、この単位電池をガス
分離板を介して交互に複数個積層して燃料電池本体１を
構成している。
ラントの概略構成を示したもので、以下この構成につい
て説明する。同図において、燃料電池本体１の単位電池
は、背面に水素Ｈ2 等の燃料を接触させてアノ―ド電極
２と、背面に酸素Ｏ2 等の酸化剤を接触させたカソ―ド
電極３とを電解質を含浸したマトリックスを挟んで両側
に配置して構成されている。また、この単位電池をガス
分離板を介して交互に複数個積層して燃料電池本体１を
構成している。
【０００３】またアノ―ド電極２には、天然ガス４と水
蒸気５との混合ガスが、改質装置６において水蒸気改質
反応によりＨ2 リッチガスとされて供給され、カソ―ド
電極３には圧縮空気７が供給される。そして、アノ―ド
電極２に供給されたＨ2 リッチガスは、カソ―ド電極３
に供給された圧縮空気７と電気化学的に反応して、電
気、水、及び熱となる。さらに、アノ―ド電極２を出た
ガスは、アノ―ド出口リン酸吸着器８、アノ―ド出口凝
縮器９及び改質器バ―ナ―10を介して、大気11に放出さ
れる。一方、カソ―ド電極３を出たガスは、カソ―ド出
口リン酸吸着器12、カソ―ド出口凝縮器13及び改質器バ
―ナ―10を介して、大気11に放出される。なお、16、1
7、及び18は、それぞれアノ―ド燃料供給弁、カソ―ド
空気供給弁及び大気遮断弁である。
蒸気５との混合ガスが、改質装置６において水蒸気改質
反応によりＨ2 リッチガスとされて供給され、カソ―ド
電極３には圧縮空気７が供給される。そして、アノ―ド
電極２に供給されたＨ2 リッチガスは、カソ―ド電極３
に供給された圧縮空気７と電気化学的に反応して、電
気、水、及び熱となる。さらに、アノ―ド電極２を出た
ガスは、アノ―ド出口リン酸吸着器８、アノ―ド出口凝
縮器９及び改質器バ―ナ―10を介して、大気11に放出さ
れる。一方、カソ―ド電極３を出たガスは、カソ―ド出
口リン酸吸着器12、カソ―ド出口凝縮器13及び改質器バ
―ナ―10を介して、大気11に放出される。なお、16、1
7、及び18は、それぞれアノ―ド燃料供給弁、カソ―ド
空気供給弁及び大気遮断弁である。
【０００４】ところで、リン酸型燃料電池は、高温状態
で電池電圧が単位セル当たり 0.8Ｖ以上に維持される
と、電池触媒のシンタリングが増長し、電池特性の低下
につながる。一方、電池電圧が単位セル当たり０Ｖ以
下、つまり転極現象が生じた場合には電気分解が発生
し、電池に大きな損傷を与えることも知られている。こ
のため、発電中はもちろんのこと起動・停止操作中も、
電池電圧の管理が必要となってくる。そこで発電中にお
いて、インバ―タ―の電池保護制御により、許容値内
（通常は 0.5〜 0.8Ｖ）に電圧が保持され、もし電池電
圧が許容値を越える場合には、緊急停止等の電池保護処
理が施されている。
で電池電圧が単位セル当たり 0.8Ｖ以上に維持される
と、電池触媒のシンタリングが増長し、電池特性の低下
につながる。一方、電池電圧が単位セル当たり０Ｖ以
下、つまり転極現象が生じた場合には電気分解が発生
し、電池に大きな損傷を与えることも知られている。こ
のため、発電中はもちろんのこと起動・停止操作中も、
電池電圧の管理が必要となってくる。そこで発電中にお
いて、インバ―タ―の電池保護制御により、許容値内
（通常は 0.5〜 0.8Ｖ）に電圧が保持され、もし電池電
圧が許容値を越える場合には、緊急停止等の電池保護処
理が施されている。
【０００５】一方、起動・停止操作中、特に停止操作に
おいては、カソ―ド電極３内に発電運転中供給された空
気が残留するため、図 に示すような電池抑制制御が施
される。すなわち、発電停止指令にしたがってカソ―ド
供給空気は遮断され、これと同時にカソ―ド電極３には
不活性ガス例えば窒素Ｎ2 が供給され、残留空気中のＯ
2 パ―ジが実施される。
おいては、カソ―ド電極３内に発電運転中供給された空
気が残留するため、図 に示すような電池抑制制御が施
される。すなわち、発電停止指令にしたがってカソ―ド
供給空気は遮断され、これと同時にカソ―ド電極３には
不活性ガス例えば窒素Ｎ2 が供給され、残留空気中のＯ
2 パ―ジが実施される。
【０００６】またインバ―タ―は発電停止指令により、
ＡＣ出力を低減させ、インバ―タ―の運転が不可能にな
る微小出力のところで、ダミ―抵抗と切替える。前記ダ
ミ―抵抗は、任意電圧、例えば 0.5Ｖ／セル以上でＯＮ
するように制御されている。このダミ―抵抗とカソ―ド
のＮ2 パ―ジにより電池電圧は抑制され、停止中の電池
電圧の管理は完了する。
ＡＣ出力を低減させ、インバ―タ―の運転が不可能にな
る微小出力のところで、ダミ―抵抗と切替える。前記ダ
ミ―抵抗は、任意電圧、例えば 0.5Ｖ／セル以上でＯＮ
するように制御されている。このダミ―抵抗とカソ―ド
のＮ2 パ―ジにより電池電圧は抑制され、停止中の電池
電圧の管理は完了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常リン酸
型燃料電池本体は、一対のアノ―ド電極とカソ―ド電極
から成る単位電池の出力電圧が約１Ｖ以下であるため、
多数の単位電池を直列に積層して構成されています。し
かしながら、停止操作時にカソ―ド電極３のＮ2パ―ジ
を実施した場合、供給Ｎ2 を個々の単位電池に均一に供
給することが極めて困難なため、個々の単位電池カソ―
ド電極３に存在するＯ2 量が異なってくる。
型燃料電池本体は、一対のアノ―ド電極とカソ―ド電極
から成る単位電池の出力電圧が約１Ｖ以下であるため、
多数の単位電池を直列に積層して構成されています。し
かしながら、停止操作時にカソ―ド電極３のＮ2パ―ジ
を実施した場合、供給Ｎ2 を個々の単位電池に均一に供
給することが極めて困難なため、個々の単位電池カソ―
ド電極３に存在するＯ2 量が異なってくる。
【０００８】この状態でダミ―抵抗を投入すると電池電
圧は、設定値、例えば平均セル電圧0.5Ｖ／セル相当ま
で全体の電池電圧制御が成される。ところが個々の単位
電池の均一な電池抑制は不可能となり、個々の単位電池
に電圧バラツキが生じ、ダミ―抵抗が切れる条件に達し
ても、一部の単位電池電圧は高い状態、例えば 0.8Ｖ／
セル以上のまま保持される。このため、この一部の高電
圧が維持されたまま単位電池は、燃料電池運転温度が下
がるまでシンタリング現象が進み、燃料電池特性劣化が
増長する。従って、起動・停止の操作が行われるごとに
燃料電池特性は大きく低下し、燃料電池保証期間前に、
定格出力を満足しなくなるという大きな問題点があっ
た。
圧は、設定値、例えば平均セル電圧0.5Ｖ／セル相当ま
で全体の電池電圧制御が成される。ところが個々の単位
電池の均一な電池抑制は不可能となり、個々の単位電池
に電圧バラツキが生じ、ダミ―抵抗が切れる条件に達し
ても、一部の単位電池電圧は高い状態、例えば 0.8Ｖ／
セル以上のまま保持される。このため、この一部の高電
圧が維持されたまま単位電池は、燃料電池運転温度が下
がるまでシンタリング現象が進み、燃料電池特性劣化が
増長する。従って、起動・停止の操作が行われるごとに
燃料電池特性は大きく低下し、燃料電池保証期間前に、
定格出力を満足しなくなるという大きな問題点があっ
た。
【０００９】また、停止操作時にカソ―ド電極３に残留
するＯ2 を十分にパ―ジするため、多量のＮ2 を長時
間、多量に供給した場合、燃料電池本体１中のリン酸搬
出現象が加速し、燃料電池本体１自体の寿命を縮めると
いう問題が生じる。
するＯ2 を十分にパ―ジするため、多量のＮ2 を長時
間、多量に供給した場合、燃料電池本体１中のリン酸搬
出現象が加速し、燃料電池本体１自体の寿命を縮めると
いう問題が生じる。
【００１０】さらには、多量のＮ2 を供給するため、運
転コスト上の問題も発生してくる。本発明の目的は、停
止操作中における燃料電池本体の触媒劣化を安価に、最
小限に抑えることができるリン酸型燃料電池発電プラン
トを提供することにある。
転コスト上の問題も発生してくる。本発明の目的は、停
止操作中における燃料電池本体の触媒劣化を安価に、最
小限に抑えることができるリン酸型燃料電池発電プラン
トを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料及び酸化
剤をそれぞれアノ―ド電極およびカソ―ド電極に導き、
これら燃料及び酸化剤の電気化学反応によって、電気を
得るリン酸型燃料電池発電プラントにおいて、前記アノ
―ド電極および前記カソ―ド電極のそれぞれの入口パ―
ジ用のＮ2 供給ラインを接続し、これらＮ2 供給ライン
には、Ｎ2 供給を制御するＮ2 供給弁を配置し、さらに
は、アノ―ド電極出口から排出したアノ―ドパ―ジガス
をカソ―ド電極入口へ導くパ―ジガスリタ―ンラインを
アノ―ド電極出口とカソ―ド電極入口間に配置し、この
パ―ジガスリタ―ンラインには、カソ―ド電極に配置し
たＯ2 濃度検出手段の出力によりアノ―ド電極を通過し
たパ―ジガスのカソ―ド電極への供給を制御するカソ―
ドパ―ジガス切替弁を備えたものである。
剤をそれぞれアノ―ド電極およびカソ―ド電極に導き、
これら燃料及び酸化剤の電気化学反応によって、電気を
得るリン酸型燃料電池発電プラントにおいて、前記アノ
―ド電極および前記カソ―ド電極のそれぞれの入口パ―
ジ用のＮ2 供給ラインを接続し、これらＮ2 供給ライン
には、Ｎ2 供給を制御するＮ2 供給弁を配置し、さらに
は、アノ―ド電極出口から排出したアノ―ドパ―ジガス
をカソ―ド電極入口へ導くパ―ジガスリタ―ンラインを
アノ―ド電極出口とカソ―ド電極入口間に配置し、この
パ―ジガスリタ―ンラインには、カソ―ド電極に配置し
たＯ2 濃度検出手段の出力によりアノ―ド電極を通過し
たパ―ジガスのカソ―ド電極への供給を制御するカソ―
ドパ―ジガス切替弁を備えたものである。
【００１２】
【作用】停止操作において、発電停止指令によりカソ―
ド空気が遮断され、これと同時にカソ―ド電極Ｎ2 パ―
ジが実施される。この時、カソ―ド電極に設置されたＯ
2 濃度検出手段により、Ｏ2 濃度を検出し、許容値に達
した場合、Ｏ2 濃度検出手段はアノ―ド電極入口Ｎ2 供
給ラインのＮ2 供給弁および、カソ―ドパ―ジガス切替
弁に“開”信号を与え、アノ―ド電極供給燃料の遮断及
び、アノ―ド電極Ｎ2 パ―ジが実施される。この場合、
アノ―ド電極を排出したアノ―ドパ―ジガス中の残留Ｈ
2 は、カソ―ド電極に供給されることで、アノ―ド電極
及びカソ―ド電極共にＨ2 雰囲気が維持され、両電極
は、Ｈ2 電位（０Ｖ）に抑えることができ、この結果、
Ｏ2 雰囲気による高い電極電位から生じるシンタリング
を防止することが可能となり、燃料電池特性の長寿命化
を図ることができる。
ド空気が遮断され、これと同時にカソ―ド電極Ｎ2 パ―
ジが実施される。この時、カソ―ド電極に設置されたＯ
2 濃度検出手段により、Ｏ2 濃度を検出し、許容値に達
した場合、Ｏ2 濃度検出手段はアノ―ド電極入口Ｎ2 供
給ラインのＮ2 供給弁および、カソ―ドパ―ジガス切替
弁に“開”信号を与え、アノ―ド電極供給燃料の遮断及
び、アノ―ド電極Ｎ2 パ―ジが実施される。この場合、
アノ―ド電極を排出したアノ―ドパ―ジガス中の残留Ｈ
2 は、カソ―ド電極に供給されることで、アノ―ド電極
及びカソ―ド電極共にＨ2 雰囲気が維持され、両電極
は、Ｈ2 電位（０Ｖ）に抑えることができ、この結果、
Ｏ2 雰囲気による高い電極電位から生じるシンタリング
を防止することが可能となり、燃料電池特性の長寿命化
を図ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は一実施例を示す構成図である。なお図３
と同一部分には同符号を付し、重複した説明を省略す
る。図１において、20はアノ―ド電極２の入口側に接続
されるアノ―ドＮ2 供給ラインで、アノ―ドＮ2 供給弁
21が配置されている。22はカソ―ド電極３の入口側に接
続されるカソ―ドＮ2 供給ラインで、カソ―ドＮ2 供給
弁23が配置されている。一方、24は、アノ―ド電極２出
口から排出したアノ―ドパ―ジガスをカソ―ド電極３に
導くパ―ジガスリタ―ンラインで、カソ―ドパ―ジガス
切替弁25が配置されている。カソ―ド電極３には、その
内部のＯ2 濃度を検出するＯ2 濃度検出手段26が設けら
れ、このＯ2 濃度検出手段26の出力端は、その検出濃度
に応じて上記したアノ―ドＮ2 供給弁21、カソ―ドＮ2
供給弁、カソ―ドパ―ジガス切替弁25、及びアノ―ド出
口遮断弁29の開閉を制御する制御装置27に接続されてい
る。
明する。図１は一実施例を示す構成図である。なお図３
と同一部分には同符号を付し、重複した説明を省略す
る。図１において、20はアノ―ド電極２の入口側に接続
されるアノ―ドＮ2 供給ラインで、アノ―ドＮ2 供給弁
21が配置されている。22はカソ―ド電極３の入口側に接
続されるカソ―ドＮ2 供給ラインで、カソ―ドＮ2 供給
弁23が配置されている。一方、24は、アノ―ド電極２出
口から排出したアノ―ドパ―ジガスをカソ―ド電極３に
導くパ―ジガスリタ―ンラインで、カソ―ドパ―ジガス
切替弁25が配置されている。カソ―ド電極３には、その
内部のＯ2 濃度を検出するＯ2 濃度検出手段26が設けら
れ、このＯ2 濃度検出手段26の出力端は、その検出濃度
に応じて上記したアノ―ドＮ2 供給弁21、カソ―ドＮ2
供給弁、カソ―ドパ―ジガス切替弁25、及びアノ―ド出
口遮断弁29の開閉を制御する制御装置27に接続されてい
る。
【００１４】次に、以上のように構成された実施例の作
用について説明する。停止操作の場合には、カソ―ド電
極３は、図２に示すように発電運転状態から停止状態へ
の移行に伴い、ＡＣ出力の低減し、カソ―ド空気は遮断
され、同時にカソ―ドＮ2 供給弁23が開き、カソ―ド電
極３中に残留している空気中のＯ2 をＮ2 によりパ―ジ
する。この状態では、カソ―ド電極３中に残留Ｏ2 が存
在することにより、電圧は発生する。そこで、燃料電池
アノ―ドとカソ―ド間にダミ―抵抗30を投入することに
より電池電圧を 0.8Ｖ／セル以下に制御する操作が実施
される。このようなダミ―抵抗30の投入により実施され
る電圧抑制は、燃料電池本体１の全電圧を所定の電圧範
囲に制御するものであるから、積層している個々の単位
電池に注目すると、残留電池のバラツキは大きく、一部
の単位電池は触媒シンタリングが促進する 0.8Ｖ／セル
以上の電圧を維持したままの状態が長時間続く恐れがあ
る。
用について説明する。停止操作の場合には、カソ―ド電
極３は、図２に示すように発電運転状態から停止状態へ
の移行に伴い、ＡＣ出力の低減し、カソ―ド空気は遮断
され、同時にカソ―ドＮ2 供給弁23が開き、カソ―ド電
極３中に残留している空気中のＯ2 をＮ2 によりパ―ジ
する。この状態では、カソ―ド電極３中に残留Ｏ2 が存
在することにより、電圧は発生する。そこで、燃料電池
アノ―ドとカソ―ド間にダミ―抵抗30を投入することに
より電池電圧を 0.8Ｖ／セル以下に制御する操作が実施
される。このようなダミ―抵抗30の投入により実施され
る電圧抑制は、燃料電池本体１の全電圧を所定の電圧範
囲に制御するものであるから、積層している個々の単位
電池に注目すると、残留電池のバラツキは大きく、一部
の単位電池は触媒シンタリングが促進する 0.8Ｖ／セル
以上の電圧を維持したままの状態が長時間続く恐れがあ
る。
【００１５】そこで、カソ―ド電極３に設けられたＯ2
ガス検出器27により、カソ―ド電極中のＯ2 濃度を検出
し、制御装置27に出力する。制御装置27は、そのＯ2 濃
度が許容値（アノ―ド残留Ｈ2 を供給しても、安全上問
題の無いＯ2 濃度）にまで達した場合、燃料改質装置６
に停止信号を出力し、アノ―ド燃料供給弁16に“閉”指
令、アノ―ド出口遮断弁に“閉”指令、さらにはアノ―
ドＮ2 供給弁21に“開”指令を出力することでアノ―ド
電極２中に残留するＨ2 をＮ2 によりパ―ジする。一
方、制御装置27は、同時にカソ―ドパ―ジガス切替弁25
に“開”指令、カソ―ドＮ2 供給弁23に“閉”指令を出
力することで、カソ―ド電極３のパ―ジガスをＮ2 か
ら、アノ―ド電極２を通過したアノ―ドパ―ジ排出ガス
の切り替える。
ガス検出器27により、カソ―ド電極中のＯ2 濃度を検出
し、制御装置27に出力する。制御装置27は、そのＯ2 濃
度が許容値（アノ―ド残留Ｈ2 を供給しても、安全上問
題の無いＯ2 濃度）にまで達した場合、燃料改質装置６
に停止信号を出力し、アノ―ド燃料供給弁16に“閉”指
令、アノ―ド出口遮断弁に“閉”指令、さらにはアノ―
ドＮ2 供給弁21に“開”指令を出力することでアノ―ド
電極２中に残留するＨ2 をＮ2 によりパ―ジする。一
方、制御装置27は、同時にカソ―ドパ―ジガス切替弁25
に“開”指令、カソ―ドＮ2 供給弁23に“閉”指令を出
力することで、カソ―ド電極３のパ―ジガスをＮ2 か
ら、アノ―ド電極２を通過したアノ―ドパ―ジ排出ガス
の切り替える。
【００１６】以上の操作により、アノ―ドパ―ジ排出ガ
スにはアノ―ド電極２中の残留Ｈ2が含まれるので、カ
ソ―ド電極３中はＨ2 が供給された状態になる。この場
合、カソ―ド電極３に供給されたＨ2 、優先的にカソ―
ド触媒に吸着し、カソ―ド電極電位は、Ｏ2 電位からＨ
2 電位へ移行する。この結果、ダミ―抵抗30を投入して
も十分に抑制できなかった一部の 0.8Ｖ／セル以上の高
電圧残留単位電池を、残留Ｈ2 を含むアノ―ドパ―ジ排
出ガスの供給により、Ｈ2 電位である０Ｖ／セル付近ま
で抑制することができる。
スにはアノ―ド電極２中の残留Ｈ2が含まれるので、カ
ソ―ド電極３中はＨ2 が供給された状態になる。この場
合、カソ―ド電極３に供給されたＨ2 、優先的にカソ―
ド触媒に吸着し、カソ―ド電極電位は、Ｏ2 電位からＨ
2 電位へ移行する。この結果、ダミ―抵抗30を投入して
も十分に抑制できなかった一部の 0.8Ｖ／セル以上の高
電圧残留単位電池を、残留Ｈ2 を含むアノ―ドパ―ジ排
出ガスの供給により、Ｈ2 電位である０Ｖ／セル付近ま
で抑制することができる。
【００１７】以上のアノ―ド電極２およびカソ―ド電極
３のパ―ジは、アノ―ド電極２中が、完全にＮ2 で置換
される直前まで実施されることにより、アノ―ド電極２
およびカソ―ド電極３は微小Ｈ2 雰囲気を維持したま
ま、燃料電池発電プラントの停止操作は終了する。
３のパ―ジは、アノ―ド電極２中が、完全にＮ2 で置換
される直前まで実施されることにより、アノ―ド電極２
およびカソ―ド電極３は微小Ｈ2 雰囲気を維持したま
ま、燃料電池発電プラントの停止操作は終了する。
【００１８】したがって、以上のように構成された実施
例は、停止操作においてカソ―ド電極Ｎ2 パ―ジ実施に
より、カソ―ド電極３中Ｏ2 濃度を許容値まで低減させ
た後、アノ―ド電極Ｎ2 パ―ジを実施し、そのアノ―ド
パ―ジ排出ガスをカソ―ド電極３に供給することで、ア
ノ―ド電極２中に残留したＨ2 がカソ―ド電極３に供給
され、アノ―ド電極２およびカソ―ド電極３共にＨ2 雰
囲気が維持される。この結果、両電極の電位を、Ｈ2 電
位（０Ｖ）程度に抑制することができ、Ｏ2 雰囲気によ
る高い電極電位から生じるシンタリングを防止すること
が可能となり、燃料電池特性の長寿命化を図ることがで
きる。
例は、停止操作においてカソ―ド電極Ｎ2 パ―ジ実施に
より、カソ―ド電極３中Ｏ2 濃度を許容値まで低減させ
た後、アノ―ド電極Ｎ2 パ―ジを実施し、そのアノ―ド
パ―ジ排出ガスをカソ―ド電極３に供給することで、ア
ノ―ド電極２中に残留したＨ2 がカソ―ド電極３に供給
され、アノ―ド電極２およびカソ―ド電極３共にＨ2 雰
囲気が維持される。この結果、両電極の電位を、Ｈ2 電
位（０Ｖ）程度に抑制することができ、Ｏ2 雰囲気によ
る高い電極電位から生じるシンタリングを防止すること
が可能となり、燃料電池特性の長寿命化を図ることがで
きる。
【００１９】さらには、カソ―ド電極のパ―ジガスに、
パ―ジ操作途中からアノ―ドパ―ジ排出ガスを使用する
ので、従来よりカソ―ドパ―ジに使用したＮ2 ガスを節
約することができる。
パ―ジ操作途中からアノ―ドパ―ジ排出ガスを使用する
ので、従来よりカソ―ドパ―ジに使用したＮ2 ガスを節
約することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ノ―ド電極およびカソ―ド電極それぞれの入口ラインに
電極パ―ジ用のＮ2 供給ラインを接続し、これら、Ｎ2
供給ラインには、Ｎ2 供給を制御する供給弁を配置し、
さらには、アノ―ド電極出口から排出したアノ―ドパ―
ジガスをカソ―ド電極入口へ導くパ―ジガスリタ―ンラ
インをアノ―ド電極出口とカソ―ド電極入口間に配置
し、このパ―ジガスリタ―ンラインにはカソ―ド電極を
配置したＯ2 濃度検出手段の出力によりアノ―ド電極を
通過したパ―ジガスのカソ―ド電極への供給を制御する
カソ―ドパ―ジガス切替弁を備えたことにより、停止操
作においてカソ―ド電極Ｎ2 パ―ジ実施により、カソ―
ド電極中Ｏ2 濃度を許容値まで低減させた後、アノ―ド
電極Ｎ2 パ―ジを実施し、そのアノ―ドパ―ジ排出ガス
をカソ―ド電極に供給することで、アノ―ド電極中に残
留したＨ2 がカソ―ド電極に供給され、アノ―ド電極お
よびカソ―ド電極共にＨ2 雰囲気が維持される。この結
果、両電極の電位を、Ｈ2 電位（０Ｖ）程度に抑制する
ことができ、Ｏ2 雰囲気による高い電極電位から生じる
シンタリングを防止することが可能となり、燃料電池特
性の長寿命化を図ったリン酸型燃料電池発電プラントを
提供することができる。
ノ―ド電極およびカソ―ド電極それぞれの入口ラインに
電極パ―ジ用のＮ2 供給ラインを接続し、これら、Ｎ2
供給ラインには、Ｎ2 供給を制御する供給弁を配置し、
さらには、アノ―ド電極出口から排出したアノ―ドパ―
ジガスをカソ―ド電極入口へ導くパ―ジガスリタ―ンラ
インをアノ―ド電極出口とカソ―ド電極入口間に配置
し、このパ―ジガスリタ―ンラインにはカソ―ド電極を
配置したＯ2 濃度検出手段の出力によりアノ―ド電極を
通過したパ―ジガスのカソ―ド電極への供給を制御する
カソ―ドパ―ジガス切替弁を備えたことにより、停止操
作においてカソ―ド電極Ｎ2 パ―ジ実施により、カソ―
ド電極中Ｏ2 濃度を許容値まで低減させた後、アノ―ド
電極Ｎ2 パ―ジを実施し、そのアノ―ドパ―ジ排出ガス
をカソ―ド電極に供給することで、アノ―ド電極中に残
留したＨ2 がカソ―ド電極に供給され、アノ―ド電極お
よびカソ―ド電極共にＨ2 雰囲気が維持される。この結
果、両電極の電位を、Ｈ2 電位（０Ｖ）程度に抑制する
ことができ、Ｏ2 雰囲気による高い電極電位から生じる
シンタリングを防止することが可能となり、燃料電池特
性の長寿命化を図ったリン酸型燃料電池発電プラントを
提供することができる。
【００２１】さらには、カソ―ド電極のパ―ジガスに、
パ―ジ操作途中からアノ―ドパ―ジ排出ガスを使用する
ので、従来よりカソ―ドパ―ジに使用したＮ2 ガスを節
約することができる。
パ―ジ操作途中からアノ―ドパ―ジ排出ガスを使用する
ので、従来よりカソ―ドパ―ジに使用したＮ2 ガスを節
約することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。
【図２】本発明の動作を示す特性図。
【図３】従来例を示す構成図。
１…燃料電池本体、２…アノ―ド電極、３…カソ―ド電
極、20…アノ―ドＮ2供給ライン、21…アノ―ドＮ2 供
給弁、22…カソ―ドＮ2 供給ライン、23…カソ―ドＮ2
供給弁、24…パ―ジガスリタ―ンライン、25…カソ―ド
パ―ジガス切替弁、26…Ｏ2 濃度検出手段、27…制御装
置
極、20…アノ―ドＮ2供給ライン、21…アノ―ドＮ2 供
給弁、22…カソ―ドＮ2 供給ライン、23…カソ―ドＮ2
供給弁、24…パ―ジガスリタ―ンライン、25…カソ―ド
パ―ジガス切替弁、26…Ｏ2 濃度検出手段、27…制御装
置
Claims (3)
- 【請求項１】 燃料および酸化剤をそれぞれアノ―ド電
極およびカソ―ド電極に導き、これら燃料および酸化剤
の電気化学反応によって、電気を得るリン酸型燃料電池
発電プラントにおいて、前記アノ―ド電極および前記カ
ソ―ド電極のそれぞれの入口ラインに不活性ガス供給ラ
インを接続し、これら不活性ガス供給ラインには、不活
性ガス供給を制御する不活性ガス供給弁を配置し、さら
には、前記アノ―ド電極出口から排出したアノ―ドパ―
ジガスを前記カソ―ド電極入口へ導くパ―ジガスリタ―
ンラインをアノ―ド電極出口とカソ―ド電極入口間に配
置し、このパ―ジガスリタ―ンラインには、前記アノ―
ド電極を通過した不活性ガスを前記カソ―ド電極への供
給を制御するカソ―ドパ―ジガス切替弁を備えたことを
特徴とするリン酸型燃料電池発電プラント。 - 【請求項２】 前記発電プラントの発電停止操作中に前
記カソ―ド電極中の酸素濃度を測定する酸素濃度検出手
段を備え、さらに前記酸素濃度検出手段の測定出力を受
けて、前記アノ―ド電極および前記カソ―ド電極の入口
ラインに配置した不活性ガス供給弁および前記カソ―ド
パ―ジガス切替弁に制御指令を与える制御装置を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載のリン酸型燃料電池発
電プラント。 - 【請求項３】 前記不活性ガスとして窒素ガスを用いる
請求項１に記載の燃料電池発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6042131A JPH07249424A (ja) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | リン酸型燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6042131A JPH07249424A (ja) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | リン酸型燃料電池発電プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249424A true JPH07249424A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12627390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6042131A Pending JPH07249424A (ja) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | リン酸型燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249424A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997048143A1 (de) * | 1996-06-10 | 1997-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben einer pem-brennstoffzellenanlage |
| JP2005116205A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2008071642A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 固体高分子電解質型燃料電池システムとその運転方法 |
| JP2011103211A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Toto Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| JP2011103210A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Toto Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| FR2969393A1 (fr) * | 2010-12-15 | 2012-06-22 | Helion | Procede d'inertage d'une pile a combustible combustible |
-
1994
- 1994-03-14 JP JP6042131A patent/JPH07249424A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997048143A1 (de) * | 1996-06-10 | 1997-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben einer pem-brennstoffzellenanlage |
| JP2005116205A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP4595305B2 (ja) * | 2003-10-03 | 2010-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| JP2008071642A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 固体高分子電解質型燃料電池システムとその運転方法 |
| JP2011103211A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Toto Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| JP2011103210A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Toto Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| FR2969393A1 (fr) * | 2010-12-15 | 2012-06-22 | Helion | Procede d'inertage d'une pile a combustible combustible |
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