KR100878634B1 - 연료 전지 조립체 작동을 위한 시동 및 정지 공정 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (24)
- 연료 전지부를 포함하는 연료 전지 조립체 작동 방법이며,시동 공정 또는 정지 공정 중 적어도 하나를 실행하는 단계를 포함하며,상기 시동 공정은(A) 연료 전지부를 선택된 작동 온도로 하기 위해 연료 전지부를 가열하는 단계와,(B) 상기 시동 공정의 단계 (A)를 실행하면서 정화 가스 혼합물에 의해 연료 전지부의 애노드 및 캐소드 유동 필드를 주기적으로 정화하는 단계와,(C) 연료 전지부의 온도가 선택된 작동 온도에 상응할 때 애노드 유동 필드로의 수소 농후 연료 유동을 개시하는 단계와,(D) 연료 전지부에 연결된 임의의 보조 전기 부하를 기능 억제하는 단계와,(E) 캐소드 유동 필드로의 공기 유동을 개시하는 단계와,(F) 연료 전지부를 적어도 하나의 공전 주요 전기 부하에 연결하는 단계를 포함하며,상기 정지 공정은(A) 연료 전지부가 공전 주요 전기 부하에 연결되면, 연료 전지부의 평균 온도를 작동 온도로부터 선택된 감소된 온도로 감소시키는 단계와,(B) 주요 전기 부하를 연료 전지부로부터 연결 해제하는 단계와,(C) 캐소드 유동 필드로의 공기 유동을 종료하는 단계와,(D) 상기 정지 공정의 단계 (C)를 실행하면서 연료 전지부에 보조 전기 부하를 연결하여 연료 전지부의 전압을 0.2 볼트/전지 이하로 감소시키는 단계와,(E) 캐소드 유동 필드를 통해 정화 가스 혼합물의 유동을 제공하는 단계와,(F) 연료 전지부로의 수소 농후 연료 유동을 종료하는 단계와,(G) 애노드 유동 필드로의 정화 가스 혼합물 유동을 제공하는 단계와,(H) 연료 전지부를 선택된 저장 온도로 냉각시키는 단계와,(I) 상기 정지 공정의 단계 (H)를 실행하면서 정화 가스 혼합물에 의해 캐소드 유동 필드 및 애노드 유동 필드를 주기적으로 정화하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 정지 공정은 연료 전지부가 선택된 저장 온도에 도달된 후 정화 가스 혼합물에 의해 캐소드 유동 필드 및 애노드 유동 필드를 주기적으로 정화하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 시동 고정 및 정지 공정 모두를 실행하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제1항에 있어서, 정화 가스 혼합물은 2% 이하의 양의 수소를 포함하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 시동 공정의 정화 가스 혼합물은 0.1% 이하의 수소를 포함하는 수소-질소 혼합물을 포함하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제1항에 있어서, 정지 공정의 단계 (A)의 작동 온도는 177℃(350°F) 이상이며, 선택된 감소된 온도는 150℃(300°F)인 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제6항에 있어서, 작동 온도는 250 ASF의 부하에 상응하며, 선택된 감소된 온도는 50 ASF의 부하에 상응하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제1항에 있어서, 정지 공정을 위해 사용되는 정화 가스 혼합물은 0.1% 이하의 수소를 포함하는 수소-질소 혼합물을 포함하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제1항에 있어서, 정지 공정의 단계 (H)의 선택된 저장 온도는 43℃(110°F) 내지 60℃(140°F)의 범위 내에 존재하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제1항에 있어서, 연료 전지 조립체는 연료 처리부를 포함하며,시동 공정은적어도 하나의 선택된 부품을 선택된 작동 온도로 하기 위해 시동 공정의 단계 (A)를 실행하면서 연료 처리부의 적어도 하나의 선택된 부품을 가열하는 단계와,연료 처리부의 온도가 선택된 작동 온도에 상응할 때 연료 처리부의 적어도 하나의 선택된 부품으로의 반응물 유동을 개시하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제1항에 있어서, 연료 전지 조립체는 연료 처리부를 포함하며,정지 공정은연료 처리부의 적어도 하나의 선택된 부품으로의 탄화수소 연료 유동을 종료함으로써 정지 공정의 단계 (F)를 실행하는 단계와,정지 공정의 단계 (G)를 실행하면서 연료 처리부의 적어도 하나의 선택된 부품으로의 정화 가스 혼합물 유동을 제공하는 단계와,정지 공정의 단계 (H) 및 (I)를 실행하면서 정화 가스 혼합물을 이용하여 연료 처리부의 적어도 하나의 선택된 부품을 주기적으로 정화하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 정지 공정은 연료 전지부가 선택된 저장 온도에 도달된 후 정화 가스 혼합물에 의해 연료 처리부의 상기 적어도 하나의 선택된 부품, 캐소드 유동 필드 및 애노드 유동 필드를 주기적으로 정화하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 작동 방법.
- 연료 전지부를 포함하는 연료 전지 조립체 시동 방법이며,(A) 연료 전지부를 선택된 작동 온도로 하기 위해 연료 전지부를 가열하는 단계와,(B) 시동 공정의 단계 (A)를 실행하면서 정화 가스 혼합물에 의해 연료 전지부의 애노드 및 캐소드 유동 필드를 주기적으로 정화하는 단계와,(C) 연료 전지부의 온도가 선택된 작동 온도에 상응할 때 애노드 유동 필드로의 수소 농후 연료 유동을 개시하는 단계와,(D) 연료 전지부에 연결된 임의의 보조 전기 부하를 기능 억제하는 단계와,(E) 캐소드 유동 필드로의 공기 유동을 개시하는 단계와,(F) 연료 전지부를 적어도 하나의 공전 주요 전기 부하에 연결하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 시동 방법
- 제13항에 있어서, 정화 가스 혼합물은 2% 이하의 양의 수소를 포함하는 연료 전지 조립체 시동 방법.
- 제13항에 있어서, 정화 가스 혼합물은 0.1% 이하의 수소를 포함하는 수소-질소 혼합물을 포함하는 연료 전지 조립체 시동 방법.
- 제13항에 있어서, 연료 전지 조립체는 연료 처리부를 포함하며,연료 전지 조립체 시동 방법은적어도 하나의 선택된 부품을 선택된 작동 온도로 하기 위해 단계 (A)를 실 행하면서 연료 처리부의 적어도 하나의 선택된 부품을 가열하는 단계와,연료 처리부의 온도가 선택된 작동 온도에 상응할 때 연료 처리부의 적어도 하나의 선택된 부품으로의 반응물 유동을 개시하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 시동 방법.
- 연료 전지부를 포함하는 연료 전지 조립체 정지 방법이며,(A) 연료 전지부가 공전 주요 전기 부하에 연결되면, 연료 전지부의 평균 온도를 작동 온도로부터 선택된 감소된 온도로 감소시키는 단계와,(B) 주요 전기 부하를 연료 전지부로부터 연결 해제하는 단계와,(C) 캐소드 유동 필드로의 공기 유동을 종료하는 단계와,(D) 정지 공정의 단계 (C)를 실행하면서 연료 전지부에 보조 전기 부하를 연결하여 연료 전지부의 전압을 0.2 볼트/전지 이하로 감소시키는 단계와,(E) 캐소드 유동 필드를 통해 정화 가스 혼합물의 유동을 제공하는 단계와,(F) 연료 전지부로의 수소 농후 연료 유동을 종료하는 단계와,(G) 애노드 유동 필드로의 정화 가스 혼합물 유동을 제공하는 단계와,(H) 연료 전지부를 선택된 저장 온도로 냉각시키는 단계와,(I) 정지 공정의 단계 (H)를 실행하면서 정화 가스 혼합물에 의해 캐소드 유동 필드 및 애노드 유동 필드를 주기적으로 정화하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 정지 방법.
- 제17항에 있어서, 연료 전지부가 선택된 저장 온도에 도달된 후 정화 가스 혼합물에 의해 캐소드 유동 필드 및 애노드 유동 필드를 주기적으로 정화하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 정지 방법.
- 제17항에 있어서, 단계 (A)의 작동 온도는 177℃(350°F) 이상이며, 선택된 감소된 온도는 150℃(300°F)인 연료 전지 조립체 정지 방법.
- 제17항에 있어서, 정화 가스 혼합물은 2% 이하의 양의 수소를 포함하는 연료 전지 조립체 정지 방법.
- 제17항에 있어서, 정화 가스 혼합물은 0.1% 이하의 수소를 포함하는 수소-질소 혼합물을 포함하는 연료 전지 조립체 정지 방법.
- 제17항에 있어서, 단계 (H)의 선택된 저장 온도는 43℃(110°F) 내지 60℃(140°F)의 범위 내에 존재하는 연료 전지 조립체 정지 방법.
- 제17항에 있어서, 연료 전지 조립체는 연료 처리부를 포함하며,연료 전지 조립체 정지 방법은연료 처리부의 적어도 하나의 선택된 부품으로의 탄화수소 연료 유동을 종료함으로써 단계 (F)를 실행하는 단계와,단계 (G)를 실행하면서 연료 처리부의 적어도 하나의 선택된 부품으로 2% 이하의 수소를 포함하는 정화 가스 혼합물 유동을 제공하는 단계와,단계 (H) 및 (I)를 실행하면서 정화 가스 혼합물을 이용하여 연료 처리부의 적어도 하나의 선택된 부품을 주기적으로 정화하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 정지 방법.
- 제23항에 있어서, 연료 전지부가 선택된 저장 온도에 도달된 후 정화 가스 혼합물에 의해 연료 처리부의 상기 적어도 하나의 선택된 부품, 캐소드 유동 필드 및 애노드 유동 필드를 주기적으로 정화하는 단계를 포함하는 연료 전지 조립체 정지 방법.
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US6519510B1 (en) | 1998-07-28 | 2003-02-11 | Utc Fuel Cells, Llc | Method and apparatus for operating a fuel cell system |
US6635370B2 (en) | 2001-06-01 | 2003-10-21 | Utc Fuel Cells, Llc | Shut-down procedure for hydrogen-air fuel cell system |
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US5045414A (en) | 1989-12-29 | 1991-09-03 | International Fuel Cells Corporation | Reactant gas composition for fuel cell potential control |
US6519510B1 (en) | 1998-07-28 | 2003-02-11 | Utc Fuel Cells, Llc | Method and apparatus for operating a fuel cell system |
US6635370B2 (en) | 2001-06-01 | 2003-10-21 | Utc Fuel Cells, Llc | Shut-down procedure for hydrogen-air fuel cell system |
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