200421666 玖、發明說明： I：發明戶斤屬之技術領域3 本發明係有關於提高燃料電池内部溫度的方法及系 統0 發明背景 於上一個世紀當中，能源的需求已呈指數成長。隨能 源需求的增長，已有多種不同的能源被探究及研發。一種 主要的能源是(持續地是)燃燒碳氫化合物。然而，燃燒碳氫 ίο化合物通常不完全，藉此釋放呈不等量之形成煙霧之不可 燃及其他污染物。由於燃燒碳氫化合物的結果是製造污染 物，因此已增加對該等較乾淨之能源的需求。隨著對該等 較乾淨之能源的興趣增高，燃料電池已成為更受歡迎且更 精密。 15 燃料電池進行一種電化學反應來產生電能。典型之燃 料電池反應物是一種燃料源（例如：氫氣或一種碳氫化合 物），以及一種氧化劑（例如：空氣）。燃料電池可提供一種 直流電(DC)，該直流電可供用於電動機、光、或任何一種 電子設施及裝置。有多種不同性型態的燃料電池，其每一 2〇種使用一種不同的電極、電解質及燃料組合。 燃料電池典型地係包含3個基本元件：—個陽極、_個 陰極、以及一個電解質。該陽極與陰極是以該電解質來予 以電性區隔。該電解質阻絕電子通過’藉此產生—種能夠 被導引至-個外部電路之電流。燃料電池通常是以其=使 5 用之電解質型態來料分類，且大致上^以歸類為5個群組 之一··質子交換膜(PEM)燃料電池、鹼性燃料電池(AFC)、 燃料電池(PAFC)、固體氧化物燃料電池(s〇FC)及嫁融 碳酸鹽燃料電池(Mcfq。 某些型態的燃料電池只能在一個高溫環境中，進行高 效率運轉。因此，於產生電力之前，會有一段顯著的時間 延滞，於該段時間内，該燃料電池首先啟動，然後必須加 熱至適合運轉的溫度。為了以一燃料電池來取代其他供電 源(例如：電池），因此該燃料電池於功能上必須能夠快速啟 動。 因此’某些燃料電池會具有某些可供用以加熱燃料電 池之構件，俾使該電池能夠更快速地到達一個有效運轉溫 度。多種產生最佳運轉溫度的方法已於過去被使用，例如： 觸媒外燃機、電力提供熱源等等。然而，這些解決方法亦 會產生更進一步設計及使用該燃料電池的問題。例如，觸 媒外燃機典型地會相當龐大，需要顯著的啟動時間，且需 要一種可個別供用於起始加熱運轉的方法(通常是電阻）。電 子式提供熱源需要顯著的電量，這會導致該包含能量之槽 (電池、電容器、等等）具有需考量之質量及體積，且會弓丨發 材料之間產生一種不為所欲之熱膨脹。 【韻^明内容】 發明概要 一種可供用以提高一個具有一個陰極、一個電解質及 一個陽極之燃料電池内部溫度的方法，該方法包含：於該 200421666 電解質達到一個氧離子通過該電解質的最低溫度之前，在 該陰極或陽極進行一種放熱反應，俾以提高該燃料電池内 部的溫度。 圖式簡單說明 5 檢附圖式係闡釋各種不同的本發明具體例，且為本說 明書之一部分。所闡釋之該等具體例僅為不限制本發明範 缚之本發明示例。 第1圖是闡釋一個固體氧化物燃料電池(SOFC)運轉的 一個概要方塊圖。 10 第2圖是闡釋一種依據本發明具體例之提高燃料電池 内部溫度方法的一個流程圖。 第3圖是闡釋一種依據本發明具體例之提高燃料電池 内部溫度運轉的一個方塊圖。 第4圖是闡釋一個依據本發明具體例之燃料電池的一 15 個方塊圖。 第5圖是闡釋一種依據本發明具體例之提高燃料電池 内部溫度方法的一個方塊圖。 第6圖是闡釋一依據另一個本發明具體例之燃料電池 的一個方塊圖。 20 第7圖是闡釋一個系統的一個方塊圖，於該系統中可使 用一個依據本發明具體例之燃料電池。 於所有的圖式中，相同的參照標號係標示類似(但不必 須是相同）的元件。 7
【實施方式；J 較佳實施例之詳細說明 本發明說明書描述諸等可容許一燃料電池快速到達一 個適合運轉溫度之方法及系統。藉由將一種具催化活性之 材料沉積於一燃料電池之陰極或陽極，然後插入一個適合 的化學物質，可導致低溫下氧化，產生能夠快速提高燃料 電池内部溫度之放熱反應。 雖然多種燃料電池可於低溫下運轉，然而某些燃料電 池(例如：固體氧化物燃料電池(S0FC))需要較高的溫度來 進行功能性運轉。例如，一個SOFC係於大約900-1000°C下 進行正常運轉。於此溫度時，該固體氧化物電解質的導電 度（意即某些離子於該電解質内的移動容易度）會增高，藉此 容許氧離子自該燃料電池陰極面移動至陽極面。 第1圖是一個闡釋一固體氧化物燃料電池(s〇FC)運轉 的概要方塊圖。如第1圖所顯示，一個S0FC可包含··一個 陰極（101)、一個固體氧化物電解質（102)、及一個陽極 (103)。於該陰極（ι〇1)，空氣與電子結合產生氧離子（ni)。 假設該固體氧化物電解質（102)是居於一個正常運轉溫度， 則氧離子會被拉引通過該電解質（102)到達該陽極(1〇3)，於 陽極（103)該等氧離子與燃料（例如：氫氣(Η?)、一氧化碳 (C0)、專專）進行反應，藉此產生放熱及多出的電子（113)。 藉由使用一種外部電路（107)，該於陽極（1〇3)所產生之 多出的電子（113)會自由地流動通過該電路（1〇7)到達陰極 (101) ’該陰極（101)則持續該以空氣與電子製造氧離子之運 作（111)。如第1圖所顯示，一部電負載機（1〇8)可以被包含 為外部電路(107)之一部分。該電負載機（1〇8)可以是任何一 種耗電裝置，而於第1圖是以一電阻來做為代表。 如上文所解釋，多種燃料電池（包含固體氧化物燃料電 5池(S〇FC))需要最低的運轉溫度，俾以有效地進行功能性運 轉。雖然多種方法可被使用來使燃料電池達到有效溫度， 然而一種本案所述方法是使用於一燃料電池之放熱（即產 生熱)化學反應，來將溫度提高至運轉位准。當被使用於本 案時，一個“起始燃料，，是一種燃料輸送至燃料電池之陽極 10或陰極，藉此協助提高燃料電池的溫度。一個居於一燃料 電池内之“標準反應’’是發生於燃料電池運轉期間可產生一 種電流之反應。於該標準反應中，氧離子被產生於陰極， 移動通過该電解質，然後與一種居於陽極之燃料進行反應 產生一道電流。一個“陰極反應，，是一個發生於一種被輸送 15至陰極之起始燃料、氧氣及一種存在於陰極之催化劑之間 的反應。陽極反應是一種加熱燃料電池之放熱反應。一個 “陽極反應”是一個發生於一種被輸送至陽極之氧化劑（不通 過電解質到達陽極）、一種燃料、及一種存在於陽極之催化 劑之間的反應。於燃料電池運轉期間，除了該存在於陽極 20之正常燃料以外，可藉由一種被輸送至陽極之起始燃料來 供應該陽極反應。於某些具體例中，可同時進行陽極反應 與陰極反應。 第2圖是闡釋一種提高燃料電池内部溫度之方法的一 個流程圖。如第2圖所顯示，一個起始燃料及一個氧化劑被 9 插置於一燃料電池之陰極面（步驟201)，藉此產生一種放熱 之陰極反應。為了協助該陰極反應，可將一種催化劑沉積 於該陰極。更明確而言，於製造一燃料電池製程期間，可 使用技藝中所普遍習知之化學沉積技術，將一種催化劑沉 積於該陰極電極之頂部、於該陽極電解質交界面、或居於 該陰極電極實體中。該催化劑或催化性材料可包含(例如）： 一種包含鉑、铑、釕及/或鈀之合金。於一選定之具體例中， 鈀沉積可均勻地分佈於該構成陰極電解質交界面之區域 上。 該催化劑沉積可容許該起始燃料被重新形成（即裂解 成基本燃料組份或被氧化），藉此建立一種放熱陰極反應。 此反應性運作將更進一步參照第3圖來做描述。該放熱陰極 反應了於至溫下使用空氣做為一種氧化劑來有效地進行。 因此’諸等於室溫下可有效氧化且可重新形成_般燃料組 份之化學物質皆可以被使用做為起始燃料。某些此種化學 物質之實例包含：甲醇、甲駿、二甲基_、乙烯、等等。 於第2圖之具體例中，氧離子與起始燃料反應（步驟 202)，藉此產生熱及化學副產物。設若該燃料内部溫度為 一最低之運轉溫度（測定203)[意即設若該電解質導電度足 夠高到可進行正常運轉]時，可停止供應起始燃料（步驟 204) 。否則，可以將更多的起始簡添加至該系統中（步驟 205) 。如第2圖所顯示’可重覆這個循環。於催化劑存在下， 額外之起始燃料會與氧化劑進行反應(步驟搬）。其後該運 作重新檢查是料ί彳該最低之運轉溫度(収2G3)。設若未 達到，則再添加更多的起始燃料(步驟205)。呈此方式來供 應4起始燃料，直至達到最低之運轉溫度，或藉此協助維 持該最低之運轉溫度。 該被闡釋於第2圖之運作可以被設立來“啟動，，一燃料 電池，或者於任何一個當燃料電池内部溫度低於一最低之 運轉溫度時。例如，設若於正常運轉期間，來自一電負載 機之電力及燃料需求降低，導致_種氧離子與—燃料之標 準反應(如第1圖中之陽極所闡釋）無法維持一個最低之運轉 度（測疋203)時，可將更多的起始燃料添加至該燃料電 池。如上文所解釋，將該額外的起始燃料及一種氧化劑添 加至陰極（具有催化劑）可有效地增加一燃料電池之溫度，藉 此達到適合運轉的位准。 第3圖疋闡釋一個居於燃料電池内之放熱陰極反應運 作的一個方塊圖。如第3圖所顯示，可以將起始燃料(3〇1) 與氧化劑導入一個燃料電池之孔隙性陰極(3〇3)。藉由容許 該起始燃料(3 01)及氧化劑(3 〇2)接觸一個催化劑(3 〇4)，可以 直接氧化该起始燃料(301)，產生多加之熱及副產物(3〇8)。 可以將该起始燃料(301)直接輸入燃料電池，然後於具 有高度活性之催化位置(304)直接經由氧化消耗，或者該起 始燃料可首先於陰極(3〇3)被部分地重新形成，其後於具有 高度活性之催化位置(3〇4)氧化，或者於陰極(3〇3)部分地 氧化，其後最終地於具有高度活性之催化位置(3〇4)氧化。 持續該相同之形成然後組合重新形成之起始燃料(3〇1)及氧 化劑(302)的運作，藉此產生足夠的熱來使燃料電池超過一 200421666 最低之運轉溫度。 甲醇(CH3〇H)可以被使用做為一種起始燃料(3〇1)，而 空氣則可以被使用為一種氧化劑(302)。藉由將一種催化劑 (304)[例如：鉑]置放於陰極或陽極_電解質交界面，曱醇會 5依循下列數種可能的反應來與催化劑（304)及氧化劑（302) 反應· CH3OH + 302' C〇2 + 2H20(g) CH3OH + 202· -> C02 + H20(g) + H2
CH3OH + 202· CO + 2H20(g) 10 CH3OH + O2· CO + H20(g) + H2 CHsOH + O2· -> C〇2 + 2H2
藉此釋放副產物(C〇2+H2〇)、熱、及電子(3〇8)。可選 擇地，其他的起始燃料(301)及氧化劑(302)可以被使用來引 發一種燃料電池内部之產熱反應。於足夠的溫度下，該電 15解質（3〇9)之離子導電度會容許居於陰極電解質交界面之氧 離子(306)被“拉引”到燃料電池之陽極面，俾以引發燃料電 池之標準反應。 第4圖是闡釋一個依據本發明所述原理之燃料電池的 方塊圖。如地4圖所顯示，該燃料電池(401)可包含一個陰極 20 (402)、具有南度活性之催化性材料(403)、一個電解質薄層 (404)、一個陽極(405)、以及一個熱感應器（406)。 該陰極(402)是以一種孔隙性材料製成，該材料容許氣 體[例如：起始燃料、空氣、等等]通過，到達—個陰極槽 (411)，且容許該等於陰極面反應期間所製造之不具反應性 12 200421666 的化學物質，離開燃料電池(4〇1)。陰極槽(411)係意指一居 於陰極電解質交界面的一個區域，於燃料電池(4〇1)運轉期 間，起始燃料及一個氧化劑(4〇7)會被導入該區域中。實際 上，於陰極(402)、催化性材料(4〇3)及電解質薄層（4〇4)之間 5並無空間。於第4圖所顯示之空間只是供闡釋之目的。 於運轉時，催化性材料(4〇3)[例如：顧]會如上文參照 第3圖所述地，與一種起始燃料及氧化劑(4〇7)反應。此反應 提咼之陰極槽(411)溫度，足以容許一燃料電池進行有效運 轉。更明確而言，藉由達到燃料電池(4〇1)内部之一個最低 10的運轉溫度，該居於陰極之過多的氧分子會被轉變為氧離 子，藉此增加該電解質(4〇4)之離子導電度，並容許其如目 前本技藝中所瞭解之正常燃料電池運轉。 於所闡釋之具體例中，該催化性材料(403)是均勻分佈 於該陰極(402)之區域上，且提供均勻加熱該陰極槽(411)。 15此外，該催化性材料（403)可以不覆蓋整個電解質膜層 (404) ，藉此限制諸等元件(例如：氧離子）流動，通過電解 質層（404)，道到達陽極(405)。 該電解質層（404)提供一個居於陰極(402)與陽極(405) 之間的阻障層[抑制氣體及電流流動]，但於足夠溫度時，容 20許諸等居於陰極槽(411)之氧離子擴散通過，然後與居於陽 極(405)之燃料進行反應。陽極(4〇5)可以是一種孔隙性材 料，其可容許氣體移動通過該種材料。更明確而言，陽極 (405) 可包含材料[例如：鎳、鈀、鉑、等等、及其合金]， 該等材料可與一種陰極面燃料[例如：氫、攜有氣體之氫、 13 碳氫化合物燃料、等等]反應，藉此於陽極(405)提供可氧化 之燃料。 該熱感應器（406)可以被使用來偵測該燃料電池(4〇1) 何時到達最低或最佳之運轉溫度。此外，該熱感應器（4〇6) 可以被使用來連接外部控制燃料[例如：起始燃料、陽極面 燃料、專專]流動至該燃料電池(4〇 1)之裝置。例如，設若達 到該燃料電池之最低的運轉溫度時，該熱感應器（4〇6)可以 傳送一個訊息至一個或數個外部裝置，藉此來間斷起始燃 料[例如··甲醇]流動至該陰極。此外，該熱感應器（4〇6)亦 可以被使用來連接一個或數個外部裝置，藉此於活性運轉 期間，當燃料電池溫度下降低於一個最低溫度時，可將起 始燃料添加至該燃料電池。 例如，設若一電負載機所需之電力不容許一燃料電池 (401)維持一最低之運轉溫度時，該熱感應器（4〇6)可傳送一 個訊息至一個甲醇供應裝置，藉此額外的甲醇或其他起始 燃料會被輸送進入該陰極槽(411)，俾以提高及維持一個最 低或最佳之運轉溫度。 第5圖是一個闡釋另一種提高一燃料電池内部溫度之 方法的流程圖。如第5圖所顯示，一種氧化劑及一種燃料被 插置於一燃料電池之陰極面（步驟501)，藉此產生一種放熱 陽極反應[意即一種產熱反應](步驟502)。為助益該放熱陽 極反應，可將一種催化劑沉積於陽極。更明確而言，於製 造一燃料電池之製程期間，可使用該技藝中所普遍習知之 化學沉積技術，將一種催化劑沉積於該陰極電極之頂邹、 200421666 於該1¼極電解質交界面、或居於該陰極電極實體中。於某 些具體例中，鈀沉積可均勻地分佈於該構成陰極電解質交 界面之區域上。 該催化劑沉積容許該燃料可於低溫氧化，藉此產生該 5所欲之放熱陽極反應（步驟502)。此反應性運作是類似該參 照第3圖之描述，惟該反應位置是落在該燃料電池之陽極 面。该放熱陽極反應可有效地於室溫下發生。此外，一種 如上文所述之起始燃料可以被使用於該燃料電池之陽極面 (組合或替換上文所述之陽極面燃料）。 10 於该標準燃料電池反應中，氧離子是由陰極通過電解 質，來與陽極燃料反應，藉此產生電子，該電子於其後之 流動，有如一種燃料電池所產生之電流。然而，設若該電 解質溫度太低，則該來自陰極之氧離子無法通過到達陽 極。於此種情形中，如第5圖所顯示，—種氧化劑會與燃料 15 一起被添加或插置於陽極（步驟501)。此額外存在於陽極之 氧化劑及燃料組份會進行反應（步驟502)，釋放熱、電子及 化學副產物。設若該燃料電池内部的溫度是至少為一個最 低之運轉溫度（測定503)，意即設若該電解質之離子導電度 增高至足以支應，容許運送該來自陰極之氧離子時，則較 2〇佳是停止該氧化劑之供應(步驟5〇4)。否則，可將更多的氧 化劑添加至該系統(步驟505)。如第5圖所顯示，可重覆這個 循環。在催化劑存在之下，該額外的氧化劑（步驟5〇2)可以 與该燃料反應。該運作重新檢查是否達到最低之運轉溫度 (測定503)。設若尚未達到，則再添加更多的氧化劑（步驟 15 奶）。呈此方絲供應職化劑，直至達到最低之運轉溫 度或藉此協助維持該最低之運轉溫度。 其他的具體例可包含將-種起始燃料及氧化劑添加於 陽極面（類似該參照第3圖所描述之運作）。於此種具體例 中’可小心控制該起始燃料及氧化劑之供應，但於其後一 旦=到-個最低之運轉溫度之後，迅即容許燃料電池進行 韦運轉此外’可將-種氧化劑添加於該燃料電池之陰 極’俾以於-旦達到-個最低之運轉溫度之後，迅即容許 一燃料電池進行正常運轉(如該參照第旧之描述）。 、於第5圖所闡釋之運作可以被設立來"啟動"一個燃料 電池，或者於任何-個時候當燃料電池内部溫度低於一最 低之運轉溫度時。例如，設若於正常運轉期間，來自一電 負載機之電力及燃料需求降低，導致一種氧離子與一燃料 之標準反應(如第i圖中之陽極所闡釋），無法維持一個最低 之運轉溫度（測定503)時，可將更多的氧化劑添加至該燃料 電池(步驟505)。如上文所解釋，於燃料組份及_種催化劑 存在之下’ 加之額外的氧化射有效增加—燃料電池 之溫度，藉此達到適合運轉的位准。 於使用第5圖之運作當中，必須小心不可將該沉積於陽 極之摧化劑氧化。設若存在的氧氣太多時，可能會發生氧 化該催化劑’但這可藉由小心控制該插入陽極之氧化劑數 量來避免。此外，該存在於陽極之氧化劑可防止一個辦料 電池進行正常運轉(如第丨圖所描述）。因此，必須小心控制 插入陽極之氧化劑的時間及數量。 200421666 第6圖是一個闡釋一個依據本案所述理論之燃料電池 的方塊圖。如第6圖所顯不’ 一個燃料電池(601)可以包含一 個陰極(602)、一個電解質薄層（604)、一個陽極(6〇5)、一個 居於陽極(605)之具有高度活性的催化性材料(603)、一個加 5 熱元件(609)、及一個電流感應器（616)。該催化性材料(6〇3) 可包含(例如）：鉑。 如顯示，第6圖闡釋之一個燃料電池(601)可進行第5圖 之運作。此外，該燃料電池(601)可以配置一個加熱元件(6〇9) 及一個電流感應器（616)。如第5圖之描述，所欲的是於陽極 10 (605)插入燃料(608)及一種氧化劑(607)，俾以引發該一種陽 極反應，藉由該反應將燃料電池溫度自大約室溫提高至高 於一最低之運轉溫度。 如上文所解釋，於一種催化劑（603)存在於陽極(6〇5)之 下，該額外的氧化劑(607)及燃料(608)會引發一種放熱陽極 15反應，藉此釋放副產物、電子、及熱。此運作可被使用來 提高一燃料電池内部溫度，俾以超過如上文所述之一個最 低之運轉溫度。可小心控制添加氧化劑(607)，藉此防止該 催化劑沉積物氧化。此外，一個起始燃料可以組合或取代 乂％極面燃料(6〇8)來被使用於陽極(6〇5)，俾以引發第5圖 20 所述之運作。 於某些具體例中，雖然供應一種起始燃料可以於達到 、、個最低之運轉溫度後迅即予以間斷，然而供應陽極面燃 料(6〇8)疋燃料電池進行正常運轉所需（即標準反應）。同 夺於陰極具有一氧化劑(607)亦為燃料電池進行正常運轉 17 200421666 所需（如第1圖所描述）。 於某些具體例中，該放熱陽極及陰極反應可同時進 行，俾使燃料電池更快速地進入該最低之運轉溫度。為了 使用該放熱陽極及陰極反應（如第2圖及第5圖所描述）來有 5 效加熱一燃料電池，該等起始涉及之化學物質必須居於一 個最低之"啟動"溫度。例如，該於第3圖所描述之反應性運 作，無法有效地發生，除非該涉及之化學物質的起始溫度 是大約居於或超過20°C。該最低之啟動溫度可藉由使用該 居於大約室溫(22°C)之燃料電池來達到。否則，設若一個被 1〇 使用之燃料電池是居於周遭溫度低於最低啟動溫度之場 所’則可以使用一部裝置（例如：加熱元件(609))來將該等 啟動化學物質之溫度提高至一個最低之啟動溫度。 如第6圖所顯示，一個加熱元件(609)可以被置放於一個 燃料電池(601)之陰極面。可選擇地，該加熱元件(609)可以 15 被置放於陽極面，或一個燃料電池(601)之另一個適宜的位 置。該加熱元件(609)可以被使用來將啟動化學物質提高至 一個最低之啟動溫度，但該加熱元件於較高溫度並不具有 活性，意即該加熱元件(609)可以在所欲之放熱反應（如第3 圖所描述）開始發生之後，迅即被關機。當被使用於本案 20 時’“啟動化學物質，，係包含：該被輸入燃料電池之陰極或 陽極的起始燃料、以及一個被輸入燃料電池之陰極的氧化 劑0 該電流感應器（616)之功能類似該第7圖所描述之熱感 應器（406，第4圖）之功能。如第6圖所顯示，一部電流感應 18 200421666 器（616)可以被連接於一個燃料電池(601)之陰極(602)與陽 極(605)之間，俾以供用於偵測電子流動。藉由量測電子由 陽極流動至陰極，該電流感應器（616)可以與其他的外部裝 置一起運作來管理運轉溫度、該燃料電池(601)之電輸出、 5 或其他功能。例如，設若該電流感應器（616)測定燃料電池 (601)電輸出偏低時，該電流感應器（616)可與該控制啟動燃 料、氧化劑、等等之外部裝置一起運作。此種外部裝置之 實例包含：該等包含甲醇、氫氣、碳氫化合物燃料、等等 之燃料卡匣。 1〇 第7圖是一個闡釋一個系統之方塊圖，於該系統中，可 以使用一部依照本發明所述理論來予以架構之燃料電池。 如第7圖所顯示，該系統(700)可以包含一個燃料控制單元 (7〇1)、一個電池疊層（711)、一個控制單元(7〇6)、及一個電 負載機(708)。該顯示於第4圖及第6圖之燃料電池，可以被 15使用於該第7圖包含一個或數個燃料電池之燃料電池疊層 (711)中。類似地，諸等上文參照第4圖及第6圖所描述之外 部裝置，可以包含該第7圖之控制單元(7〇6)。此外，亦可使 用其他不同於本發明具體例所顯示之燃料電池。 於運轉時，該燃料控制單元(7〇1)會提供將一種燃料 2〇 (702)[例如：氫氣、石炭氫化合物燃料、等等]供應至該燃料 電池疊層（711)。此外，-個氧化劑(7〇4)及起始燃料 之供應會被配置於該燃料電池疊層（711)。於一個具體例中 (對應第2圖），該起始燃料⑽)可以是曱醇，而該氧化劑(7〇4) 則可以是空氣。於另-個具體例中（對應第5圖），該低溫催 19 200421666 化反應發生於陽極，而燃料電池起始機制則可以是氧化劑 (704)及燃料(7〇2)。 可選擇地，可以使用其他由起始燃料（7〇3)、氧化劑 (704)、等等所構成之組合，且插置於一燃料電池之陰極面 5或陽極面，俾以如上文所述引發一種放熱反應，藉由該反 應來達成達到一燃料電池運轉溫度之目的。於啟動及正常 運轉期f曰1，包含化學副產物之排放物(712)會自該燃料電池 疊層（711)釋出。 如第7圖所顯示，一個控制單元(7〇6)可以被使用來接收 1〇來自燃料電池疊層（711)之資料(709)[例如：溫度、輸出電力 …專專]並如上文所述地來開通或停止該等起始燃料 (703)氧化劑（704)、或燃料(702)之流動。該等起始燃料 (703)、氧化劑（70句、及燃料(7〇2)可以被裝設於燃料卡匣 中°亥種卡匣於本技藝中被普遍使用。此種燃料卡匣可依 15據口亥控制單元(7〇6)傳送之訊息來控制起始燃料(期)之流 動。 一旦該燃料電池疊層（711)之運轉溫度足夠高時，即可 有效地發電’並且如第1圖所述地經由電傳導物(707)供應至 一電負載機⑽）。該電負載機()可以包含任何—種可電 2〇 f生運轉之裝置’其包含(但不限制於）：一部汽車引擎(其其 他的汽車電子裝置）、—部照明器、一部照相機、-部家用 輔助供電單元、一部電腦、或其他耗電裝置。 所呈現於上文描述内容僅供做闡釋及描述本發明具體 例。其不意欲深入或限制本發明為任何一種所揭露之特定 20 200421666 形式。在參照上文教示之下，許多改變及變化是可能的。 本發明意欲以下列申請專利範圍來界定本發明所涵概之範 _ 〇 【圖式簡單說明】 5 第1圖是闡釋一個固體氧化物燃料電池(SOFC)運轉的 一個概要方塊圖。 第2圖是闡釋一種依據本發明具體例之提高燃料電池 内部溫度方法的一個流程圖。 第3圖是闡釋一種依據本發明具體例之提高燃料電池 10 内部溫度運轉的一個方塊圖。 第4圖是闡釋一個依據本發明具體例之燃料電池的一 個方塊圖。 第5圖是闡釋一種依據本發明具體例之提高燃料電池 内部溫度方法的一個方塊圖。 15 第6圖是闡釋一依據另一個本發明具體例之燃料電池 的一個方塊圖。 第7圖是闡釋一個系統的一個方塊圖，於該系統中可使 用一個依據本發明具體例之燃料電池。 於所有的圖式中，相同的參照標號係標示類似(但不必 20 須是相同）的元件。 【圖式之主要元件代表符號表】 101···陰極 302···氧化劑 301…起始燃料 103…陽極 102···電解質 303…陰極 21 200421666 111.. .氧離子 304·.·催化劑 113.. .電子 306···氧離子 307.. .外部電路 308···熱及副產物 108…電負載機 309…電解質 401、 601…燃料電池 402、 602···陰極 403、 603…催化性材料 404、 604...電解質薄層 405、 605···陽極 406···熱感應器 616.. .電流感應器 407、 607···氧化劑 408、 608···燃料 411.. .陰極槽 609.. .力σ熱元件 700.. .系統 701···燃料控制單元 706…控制單元 707…電傳導物 708…電負載機 702…燃料 703…起始燃料 704···氧化劑 711···電池疊層 712…排放物
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