JPH0778625A - 固体電解質燃料電池およびその運転方法 - Google Patents
固体電解質燃料電池およびその運転方法Info
- Publication number
- JPH0778625A JPH0778625A JP5223202A JP22320293A JPH0778625A JP H0778625 A JPH0778625 A JP H0778625A JP 5223202 A JP5223202 A JP 5223202A JP 22320293 A JP22320293 A JP 22320293A JP H0778625 A JPH0778625 A JP H0778625A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell module
- deterioration
- unit cell
- terminals
- fuel cell
- 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
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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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 発電炉１０内において、セルモジュール１２
が電気的に直列に接続された複数の単位セルモジュール
Ａ１〜ｎより構成され、この単位セルモジュールＡ
１〜ｎから発電炉１０の外に端子Ｂ１〜ｎ＋１が出てい
ることを特徴とする固体電解質燃料電池。 【効果】 本発明の固体電解質燃料電池によれば、単位
セルモジュール毎に流れる電流量を制御できるので、一
部のセルの劣化によりセルモジュール全体が著しく劣化
することや運転を停止することを避けることができる。
が電気的に直列に接続された複数の単位セルモジュール
Ａ１〜ｎより構成され、この単位セルモジュールＡ
１〜ｎから発電炉１０の外に端子Ｂ１〜ｎ＋１が出てい
ることを特徴とする固体電解質燃料電池。 【効果】 本発明の固体電解質燃料電池によれば、単位
セルモジュール毎に流れる電流量を制御できるので、一
部のセルの劣化によりセルモジュール全体が著しく劣化
することや運転を停止することを避けることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質燃料電池お
よびその運転方法に関する。
よびその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来の固
体電解質燃料電池においては、１つの発電炉内に設置さ
れるセルモジュールは、通常、数千〜数万個の単位セル
が直列および並列に組み合わされて構成されている。こ
のような固体電解質燃料電池は一体的に運転され、セル
モジュール全体として電流または電圧を変化させること
はできても、部分毎に電流または電圧を制御することは
できない。
体電解質燃料電池においては、１つの発電炉内に設置さ
れるセルモジュールは、通常、数千〜数万個の単位セル
が直列および並列に組み合わされて構成されている。こ
のような固体電解質燃料電池は一体的に運転され、セル
モジュール全体として電流または電圧を変化させること
はできても、部分毎に電流または電圧を制御することは
できない。
【０００３】従って、従来の固体電解質燃料電池におい
ては、セルモジュールを構成する単位セルのうちの１個
でも性能不良となると、セルモジュール全体の運転を停
止して修理しなければならない。また、セルの性能が低
下し始めるセル劣化初期に一定電流で運転を続けると、
発電電圧が低下してセルの劣化が加速されるが、従来の
セルモジュールでは、劣化初期の部分と正常な部分とに
流れる電流を変えて運転することができないため、劣化
初期の部分の劣化はますます促進される一方、正常な部
分も過負荷となり劣化が始まることとなる。
ては、セルモジュールを構成する単位セルのうちの１個
でも性能不良となると、セルモジュール全体の運転を停
止して修理しなければならない。また、セルの性能が低
下し始めるセル劣化初期に一定電流で運転を続けると、
発電電圧が低下してセルの劣化が加速されるが、従来の
セルモジュールでは、劣化初期の部分と正常な部分とに
流れる電流を変えて運転することができないため、劣化
初期の部分の劣化はますます促進される一方、正常な部
分も過負荷となり劣化が始まることとなる。
【０００４】本発明の課題は、セルモジュールの電流量
を部分毎に制御し得て、セルモジュール全体の運転停止
や劣化を避けることのできる固体電解質燃料電池および
その運転方法を提供する処にある。
を部分毎に制御し得て、セルモジュール全体の運転停止
や劣化を避けることのできる固体電解質燃料電池および
その運転方法を提供する処にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の固体電解質燃料
電池は、発電炉内において、セルモジュールが電気的に
直列に接続された複数の単位セルモジュールより構成さ
れ、この単位セルモジュールから発電炉の外に端子が出
ていることを特徴とする。
電池は、発電炉内において、セルモジュールが電気的に
直列に接続された複数の単位セルモジュールより構成さ
れ、この単位セルモジュールから発電炉の外に端子が出
ていることを特徴とする。
【０００６】また、本発明の固体電解質燃料電池の運転
方法は、上記の固体電解質燃料電池を運転するに際し、
単位セルモジュールから出ている２個の端子の間に外部
電源を含むバイパス回路を接続することにより、当該単
位セルモジュールに流れる電流量を制御することを特徴
とする。
方法は、上記の固体電解質燃料電池を運転するに際し、
単位セルモジュールから出ている２個の端子の間に外部
電源を含むバイパス回路を接続することにより、当該単
位セルモジュールに流れる電流量を制御することを特徴
とする。
【０００７】
【作 用】単位セルモジュールは、数十〜数百個の単位
セルが直列および／または並列に接続されて構成されて
おり、この単位セルモジュールが複数個直列に接続され
てセルモジュールが構成されている。個々の単位セルモ
ジュールからは発電炉の外に端子が出ており、端子同士
を接続するか、または２個の端子の間にバイパス回路を
接続することにより、単位セルモジュール毎に流れる電
流量を制御することができる。
セルが直列および／または並列に接続されて構成されて
おり、この単位セルモジュールが複数個直列に接続され
てセルモジュールが構成されている。個々の単位セルモ
ジュールからは発電炉の外に端子が出ており、端子同士
を接続するか、または２個の端子の間にバイパス回路を
接続することにより、単位セルモジュール毎に流れる電
流量を制御することができる。
【０００８】固体電解質燃料電池の運転中に、単位セル
モジュールの劣化または故障を検知した場合には、当該
単位セルモジュールから出ているプラス側端子とマイナ
ス側端子の間に外部電源を含むバイパス回路を接続し
て、単位セルモジュールにバイパス回路を並列に接続す
ることにより、単位セルモジュールに流れる電流量を下
げることができるので、単位セルモジュールの劣化の進
行を防止でき、次の定期点検まで停止することなく運転
を続けることができる。なお、外部電源を用いることに
より、バイパス線が比較的細くても、劣化の進行防止の
効果が大きい。
モジュールの劣化または故障を検知した場合には、当該
単位セルモジュールから出ているプラス側端子とマイナ
ス側端子の間に外部電源を含むバイパス回路を接続し
て、単位セルモジュールにバイパス回路を並列に接続す
ることにより、単位セルモジュールに流れる電流量を下
げることができるので、単位セルモジュールの劣化の進
行を防止でき、次の定期点検まで停止することなく運転
を続けることができる。なお、外部電源を用いることに
より、バイパス線が比較的細くても、劣化の進行防止の
効果が大きい。
【０００９】ここで、単位セルモジュールに流れる電流
量を下げると劣化の進行を防止できるのは、次のような
理由からである。
量を下げると劣化の進行を防止できるのは、次のような
理由からである。
【００１０】固体電解質燃料電池セルの主な劣化には、
（１）セル性能の低下による内部抵抗の増加と、（２）
セルのクラックによるガス洩れとの２つがある。（１）
の劣化が起こった時、バイパスがないと、他の正常な単
位セルモジュールと同量の電流が流れ、（ａ）セル中の
健全部に電流が集中して単位面積当り過電流となりセル
の劣化が加速されるか、または（ｂ）ジュール発熱量が
増加してセルモジュール全体の熱バランスが崩れるた
め、劣化が加速される。また、（２）の場合にも、電流
量がそのままだと、ガス洩れにより実質的な燃料の利用
率が上がるなどしてセルの劣化が加速される。そこで、
セルモジュールを複数の単位セルモジュールに分割し、
劣化の起こった単位セルを含む単位セルモジュールに流
れる電流量のみを下げると、劣化の進行を防止しながら
運転を続けることができるのである。
（１）セル性能の低下による内部抵抗の増加と、（２）
セルのクラックによるガス洩れとの２つがある。（１）
の劣化が起こった時、バイパスがないと、他の正常な単
位セルモジュールと同量の電流が流れ、（ａ）セル中の
健全部に電流が集中して単位面積当り過電流となりセル
の劣化が加速されるか、または（ｂ）ジュール発熱量が
増加してセルモジュール全体の熱バランスが崩れるた
め、劣化が加速される。また、（２）の場合にも、電流
量がそのままだと、ガス洩れにより実質的な燃料の利用
率が上がるなどしてセルの劣化が加速される。そこで、
セルモジュールを複数の単位セルモジュールに分割し、
劣化の起こった単位セルを含む単位セルモジュールに流
れる電流量のみを下げると、劣化の進行を防止しながら
運転を続けることができるのである。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。
る。
【００１２】図１において、Ａ１〜Ａｎはそれぞれ、数
十〜数百個の単位セルが直列に接続されて構成された単
位セルモジュールである。この単位セルモジュールＡ
１〜ｎは、発電炉１０の中で、複数個（ｎ個）直列に接
続されてセルモジュール１２を構成し、これら全体で固
体電解質燃料電池を構成する。単位セルモジュールＡ１
〜Ａｎからは、リード線を介して発電炉１０の外に端子
Ｂ１〜Ｂｎ＋１が出ている。これらの端子同士を接続す
るか、または２個の端子の間にバイパス回路を接続する
ことにより、単位セルモジュール毎に流れる電流量を制
御することができる。
十〜数百個の単位セルが直列に接続されて構成された単
位セルモジュールである。この単位セルモジュールＡ
１〜ｎは、発電炉１０の中で、複数個（ｎ個）直列に接
続されてセルモジュール１２を構成し、これら全体で固
体電解質燃料電池を構成する。単位セルモジュールＡ１
〜Ａｎからは、リード線を介して発電炉１０の外に端子
Ｂ１〜Ｂｎ＋１が出ている。これらの端子同士を接続す
るか、または２個の端子の間にバイパス回路を接続する
ことにより、単位セルモジュール毎に流れる電流量を制
御することができる。
【００１３】固体電解質燃料電池を長期間運転している
と、セルの劣化または故障が起こることがある。運転中
に、例えば、単位セルモジュールＡ２の劣化または故障
を検知した場合には、図２に示すように、単位セルモジ
ュールＡ２から出ているプラス側端子Ｂ２とマイナス側
端子Ｂ３の間に、外部電源１４を含むバイパス回路を接
続する。このように、単位セルモジュールＡ２にバイパ
ス回路を並列に接続することにより、単位セルモジュー
ルＡ２に流れる電流量のみを下げることができる。な
お、端子Ｂ２とＢ３とを直接に接続して、単位セルモジ
ュールＡ２をバイパスしてもよい。
と、セルの劣化または故障が起こることがある。運転中
に、例えば、単位セルモジュールＡ２の劣化または故障
を検知した場合には、図２に示すように、単位セルモジ
ュールＡ２から出ているプラス側端子Ｂ２とマイナス側
端子Ｂ３の間に、外部電源１４を含むバイパス回路を接
続する。このように、単位セルモジュールＡ２にバイパ
ス回路を並列に接続することにより、単位セルモジュー
ルＡ２に流れる電流量のみを下げることができる。な
お、端子Ｂ２とＢ３とを直接に接続して、単位セルモジ
ュールＡ２をバイパスしてもよい。
【００１４】例えば、正常時に５００Ａの定電流条件で
発電電圧が１００Ｖの場合に、劣化を検知した時点で１
００Ｖ・２００Ａの外部電源１４を含むバイパス回路を
接続することにより、単位セルモジュールＡ２に３００
Ａの電流を流して運転して、発電電圧を１００Ｖとする
ことができる。
発電電圧が１００Ｖの場合に、劣化を検知した時点で１
００Ｖ・２００Ａの外部電源１４を含むバイパス回路を
接続することにより、単位セルモジュールＡ２に３００
Ａの電流を流して運転して、発電電圧を１００Ｖとする
ことができる。
【００１５】このように単位セルモジュールＡ２をバイ
パスして、単位セルモジュールＡ２に流れる電流量を下
げることにより、単位セルモジュールＡ２の劣化の進行
を防止でき、次の定期点検まで停止することなく運転を
続けることができる。
パスして、単位セルモジュールＡ２に流れる電流量を下
げることにより、単位セルモジュールＡ２の劣化の進行
を防止でき、次の定期点検まで停止することなく運転を
続けることができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明の固体電解質燃料電池およびその
運転方法によれば、単位セルモジュール毎に流れる電流
量を制御できるので、一部のセルの劣化によりセルモジ
ュール全体が著しく劣化することや運転を停止すること
を避けることができる。
運転方法によれば、単位セルモジュール毎に流れる電流
量を制御できるので、一部のセルの劣化によりセルモジ
ュール全体が著しく劣化することや運転を停止すること
を避けることができる。
【００１７】また、本発明の運転方法によれば、外部電
源を用いているので、バイパス線が比較的細くても、劣
化の進行防止の効果が大きい。
源を用いているので、バイパス線が比較的細くても、劣
化の進行防止の効果が大きい。
【図１】本発明の固体電解質燃料電池の一実施例を示す
概略説明図である。
概略説明図である。
【図２】本発明の運転方法の一実施例を示す概略説明図
である。
である。
１０ 発電炉 １２ セルモジュール １４ 外部電源 Ａ１〜ｎ 単位セルモジュール Ｂ１〜ｎ＋１ 端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 稔 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 曽木 忠幸 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 梶村 敦子 草津市草津２丁目５−12−904
Claims (2)
- 【請求項１】 発電炉内において、セルモジュールが電
気的に直列に接続された複数の単位セルモジュールより
構成され、この単位セルモジュールから発電炉の外に端
子が出ていることを特徴とする固体電解質燃料電池。 - 【請求項２】 請求項１記載の固体電解質燃料電池を運
転するに際し、単位セルモジュールから出ている２個の
端子の間に外部電源を含むバイパス回路を接続すること
により、当該単位セルモジュールに流れる電流量を制御
することを特徴とする固体電解質燃料電池の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5223202A JPH0778625A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 固体電解質燃料電池およびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5223202A JPH0778625A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 固体電解質燃料電池およびその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0778625A true JPH0778625A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16794396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5223202A Pending JPH0778625A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 固体電解質燃料電池およびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778625A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006114481A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-04-27 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池システム |
| JP2007157558A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池の運転制御方法及び装置 |
| CN100376067C (zh) * | 2004-12-01 | 2008-03-19 | 比亚迪股份有限公司 | 燃料电池安全运行的控制方法 |
| JP2012033500A (ja) * | 2004-09-16 | 2012-02-16 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池システム |
-
1993
- 1993-09-08 JP JP5223202A patent/JPH0778625A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006114481A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-04-27 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池システム |
| JP2012033500A (ja) * | 2004-09-16 | 2012-02-16 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池システム |
| CN100376067C (zh) * | 2004-12-01 | 2008-03-19 | 比亚迪股份有限公司 | 燃料电池安全运行的控制方法 |
| JP2007157558A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池の運転制御方法及び装置 |
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