TWI420732B - 間接內部重組式固體氧化物燃料電池系統及其運轉方法 - Google Patents

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Description

間接內部重組式固體氧化物燃料電池系統及其運轉方法
本發明係關於一種間接內部重組式固體氧化物燃料電池系統，其具有將煤油等烴系燃料進行重組之重組器配置在固體氧化物燃料電池附近之間接內部重組式固體氧化物燃料電池。
通常，對於固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell。以下有時稱為SOFC)，係供給在重組器之中將煤油或都市煤氣等烴系燃料(重組原料)予以重組所產生之含氫氣體(重組氣體)。SOFC之中，係使此重組氣體與空氣進行電化學反應而發電。
SOFC通常於550℃~1000℃左右之高溫作動。
重組所利用之水蒸氣重組反應為伴隨著非常大量吸熱之反應，且反應溫度較高，需要高溫熱源。所以，已知有一種間接內部重組式SOFC，在SOFC的附近(接受來自於SOFC之熱輻射的位置)設置重組器，以來自於SOFC之輻射熱，將重組器加熱。又，亦有使含有可燃成分之陽極放出氣體(從SOFC之陽極排出之氣體)燃燒，以此燃燒熱作為熱源而將重組器加熱者。
關於間接內部重組式SOFC，記載在專利文獻1。
【專利文獻1】日本特開2002－358997號公報
當將烴系燃料進行重組使用之間接內部重組式SOFC系統起動時，在重組器之溫度到達可以將烴系燃料重組之溫度並且能於重組器製造重組氣體為止之期間，為防止SOFC之陽極氧化，係將氫對陽極供給。當能製造重組氣體，則可將重組氣體對陽極供給。又SOFC系統停止時，於重組器得不到重組氣體之後，將氫對陽極供給。
如上所述，用以保護SOFC之陽極的氫，可使用儲藏於耐高壓容器中之氫。但是此情形，必需有氫儲藏設備及氫補給，系統全體變大，且調度氫耐高壓容器耗時費力。此為成本上升之要因。
本發明之目的，在於提供一種間接內部重組式SOFC系統，於起動時等，能不需要用以保護陽極之氫儲藏設備。
依照本發明，提供一種間接內部重組式固體氧化物燃料電池系統，包含：間接內部重組式固體氧化物燃料電池，具備：第1重組器，利用水蒸氣重組反應而從烴系燃料製造重組氣體；固體氧化物燃料電池，使用該第1重組器得到之重組氣體進行發電；及容器，收納該第1重組器及固體氧化物燃料電池；該第1重組器配置於接受來自於固體氧化物燃料電池之熱輻射的位置；第2重組器，配置於該容器之外部，將烴系燃料重組而製造重組氣體；及，管線，將該第2重組器得到之重組氣體從第2重組器引導到固體氧化物燃料電池之陽極。
前述第2重組器，以具備使可燃物燃燒之燃燒機構較佳。
此系統之中，較佳為具有將從前述第2重組器被引導到固體氧化物燃料電池之陽極的重組氣體，進一步從該陽極引導到前述燃燒機構之管線。
依照本發明，能提供一種間接內部重組式SOFC系統，能不需要於起動時等用以保護陽極保護之氫儲藏設備。
 (實施發明之最佳形態)
以下，使用圖式說明本發明形態，但本發明不限定於此等。
圖1顯示本發明間接內部重組式SOFC系統之一例之概略圖。
此系統具有間接內部重組式SOFC1。間接內部重組式SOFC，具有重組器(第1重組器)2及SOFC3(圖中，A代表陽極，C代表陰極)。重組器與SOFC配置於容器(模組容器)4之中而模組化。以下視情形，將第1重組器稱為內部重組器。又此系統，具有配置在模組容器4之外的重組器(第2重組器)11。以下，視情形將此重組器稱為外部重組器。
外部重組器11，具有進行重組反應之重組反應管11a。又，就可燃物燃燒機構而言，具有使可燃物(在此為煤油)燃燒之燃燒器11b。再者，於燃燒器11b之下游(相關於燃燒器燃燒氣體之流向)，具有燃燒觸媒層11c。燃燒觸媒層亦為可燃物燃燒機構。
此處所示系統中，於內部重組器進行重組之烴系燃料、於外部重組器進行重組之烴系燃料、於外部重組器之燃燒器使燃燒之可燃物，都使用煤油。又，於內部重組器與外部重組器中，都進行水蒸氣重組。於內部重組器與外部重組器，各導入事先氣化之煤油與水蒸氣，將煤油重組。又，對SOFC之陰極所供給之含氧氣體，及用以燃燒之含氧氣體，係使用空氣。
又，SOFC3之陽極、陰極，其電池出口都在模組容器內開口。亦即，成為從陽極側之電池出口排出之陽極放出氣體、陰極側之電池出口排出之陰極放出氣體，都是排出於模組容器內之構造。並且，模組容器具備氣密性，以使得其內部與外界(大氣)不連通。
[系統起動方法]
圖1所示系統，例如可以如下方式起動。
首先，對於燃燒器11b供給作為可燃物之煤油(液狀)，並供給空氣使煤油燃燒。藉由此燃燒熱，將燃燒觸媒層11c及重組反應管11a加熱。
當重組反應管11a到達可導入水蒸氣之溫度(不產生冷凝水之溫度)，則將水蒸氣導入重組反應管11a之中。至此為止可以對於重組反應管內部不導入任何成分。從重組反應管出來之水蒸氣，可從設在重組器下游的大氣開放管線101排出到大氣。
可以利用另外設置之輔助燃燒器之燃燒熱，使產生水蒸氣，並視需要使水蒸氣過熱(superheat)。
於導入有水蒸氣之狀態，當重組反應管11a到達可重組之溫度，則加入水蒸氣，將預先氣化之煤油導入於外部重組器之重組反應管，進行水蒸氣重組。
利用另外設置之輔助燃燒器之燃燒熱，能使煤油氣化，且可視需要將氣化煤油預熱。
並且，將外部重組器得到之重組氣體供給予SOFC3之陽極，但在此為經由觸媒燃燒器21，將重組氣體供給予陽極。此時，可停止使用大氣開放管線101，使用將從外部重組器得到之重組氣體供給予陽極之管線102。對陽極供給之氣體，只要具有能使陽極受保護程度之還原性即可，其氫濃度不需要非常高。所以，藉由在觸媒燃燒器21使用空氣將重組氣體中之可燃成分一部分燃燒，使得對陽極供給之氣體溫度上升的同時，能使氣體體積增加。藉此，能達成SOFC升溫時間縮短。觸媒燃燒器21之中燃燒所需之空氣，可從管線103得到。不一定絕對需要設置觸媒燃燒器21。
視需要，利用另外設置之輔助燃燒器之燃燒熱，可將對於觸媒燃燒器21供給之空氣預熱。
另一方面，對於陰極供給空氣。於此例中，將此空氣利用另外設置之輔助燃燒器(未圖示)之燃燒熱加熱後，對陰極供給，並將SOFC加熱。加熱過SOFC之空氣，從陰極電池出口排出，將內部重組器加熱。
從陽極電池出口排出陽極放出氣體，從陰極電池出口排出陰極放出氣體，在模組容器內此等混合(於以下視情形，此混合氣體稱為混合放出氣體。)，並從模組排出。此氣體，經由管線111，供給予外部重組器之燃燒觸媒層11c之上游。在燃燒觸媒層，混合放出氣體中之可燃成分燃燒，且燃燒氣體從外部重組器排出到大氣。於燃燒氣體之溫度高之情形，能藉由此燃燒氣體進行其他流體的預熱或氣化。
於此例中，陽極、陰極皆為電池出口在模組容器內開口，但是亦可為陽極放出氣體與陰極放出氣體分別地帶出到模組外。於此情形，可將陽極放出氣體引導到外部重組器並燃燒。陰極放出氣體可以引導到或不引導到外部重組器。
藉由混合放出氣體或陽極放出氣體之燃燒，已能應付外部重組器之中重組所需熱之情形，可將燃燒器11b之燃燒停止。
以此方式，能於使陽極為還原氣氛之狀態，將SOFC及內部重組器加熱。
當內部重組器2到達可重組之溫度，則對於內部重組器供給氣化煤油及水蒸氣，使產生重組氣體。至此為止可以對於內部重組器不供給任何成分。為了保護收納在內部重組器之重組觸媒而欲流過還原性氣體之情形，可將觸媒燃燒器21之出口氣體引導到內部重組器(重組觸媒存在之區域)，並將從內部重組器排出之氣體對陽極供給。
將於內部重組器產生之重組氣體對陽極供給。從陽極之電池出口排出之陽極放出氣體(於此時點，重組氣體係實質上以原狀態排出)，以適當點火器使著火，在電池出口附近使燃燒。藉由此燃燒熱，能將SOFC進一步加熱。陽極放出氣體與陰極放出氣體之混合放出氣體燃燒後從模組容器排出。此氣體亦可用於將陰極供給之空氣預熱等適當熱利用後，放出到大氣。此時，可停止管線111之使用，並將此氣體經由管線112放出至大氣。
於陽極放出氣體不在模組容器內燃燒，而帶出到模組容器外之情形，可以將陽極放出氣體引導到另外設置之燃燒機構使燃燒，並將對SOFC供給之空氣與此燃燒氣體進行熱交換而加熱，利用此空氣將SOFC進行加熱。此燃燒氣體，可視需要適當進一步進行熱利用並放出到大氣。
在將內部重組器產生之重組氣體對陽極供給後之時點，可停止以外部重組器製造重組氣體。亦即，停止對重組反應管11a供給煤油及水蒸氣，並且進行對燃燒器11b供給煤油及空氣之供給之情形，可以停止此等動作。混合放出氣體(或陽極放出氣體)對外部重組器之燃燒觸媒層11c供給並燃燒之情形，可停止將混合放出氣體(或陽極放出氣體)對外部重組器之燃燒機構供給。
SOFC於到達可發電之溫度，則開始發電，並伴隨著發電之發熱，能將SOFC加熱。
上述輔助燃燒器之中，可將對於外部重組器具備之燃燒器所供給之可燃物等適當的可燃物予以燃燒。不需要為了水蒸氣之產生或過熱、煤油之氣化或預熱、空氣之預熱等各個用途逐一設置輔助燃燒器，可以對於多數用途，甚至所有用途，使用一個輔助燃燒器。
以此方式，能使間接內部重組式SOFC系統起動，並進行通常運轉(額定運轉或部分負荷運轉)。
[系統停止方法]
於SOFC系統停止時，可執行例如以下步驟。
當停止以SOFC發電，則將外部重組器11起動並製造重組氣體，將此重組氣體流過陽極。停止時，由於不需要加熱SOFC，故具有觸媒燃燒器21之系統中，觸媒燃燒器也可不進行燃燒。
另一方面，於陰極側預先流過空氣。空氣之預熱可適當停止。
外部重組器之起動，與系統起動時可同樣地進行。
當外部重組器產生之重組氣體流過陽極，則可停止對內部重組器2供給氣化煤油及水蒸氣。此等之供給如果停止，則陽極放出氣體之電池出口的燃燒停止。雖然，於外部重組器產生之重組氣體可能在陽極電池出口燃燒，但是，能使於外部重組器產生之重組氣體之熱量較在內部重組器產生之重組氣體熱量更小，能藉由陰極側之空氣，使SOFC進一步使內部重組器冷卻。
混合放出氣體(陽極放出氣體亦可)，經由管線111，對於外部重組器11供給，並在燃燒觸媒層11c進行燃燒處理，排出到大氣。
停止時，於需要將收納在內部重組器之重組觸媒予以保護之情形，可將於外部重組器產生之重組氣體經由內部重組器(之重組觸媒存在之區域)，對陽極供給。
[間接內部重組式SOFC]
間接內部重組式SOFC，具有內部重組器及SOFC。此等收納在一個模組容器而模組化。內部重組器配置在接受來自於SOFC之熱輻射之位置。藉此，發電時利用來自於SOFC之熱輻射將內部重組器加熱。又，藉由使從SOFC排出之陽極放出氣體在電池出口燃燒，亦能將SOFC加熱。
內部重組器，較佳為配置在能從SOFC朝向內部重組器之外表面直接輻射傳熱之位置。因此，較佳為實質上地不配置在內部重組器與SOFC之間，亦即，內部重組器與SOFC之間以成為空隙較佳。又，內部重組器與SOFC之距離以儘量縮短較佳。
各供給氣體視需要經過適當預熱後，對於內部重組器或SOFC供給。
模組容器可使用能收納SOFC與內部重組器之適當容器。其材料，例如可使用不銹鋼等對於使用環境具有耐受性之適當材料。容器中，為了氣體配合等，設有適當連接口。
電池出口於模組容器內開口之情形，尤其以模組容器具有氣密性，以使得模組容器之內部與外界(大氣)不連通較佳。
[內部重組器(第1重組器)]
內部重組器，利用水蒸氣重組反應，從烴系燃料製造含氫之重組氣體。於內部重組器之中，可進行水蒸氣重組反應，又，亦可伴隨著水蒸氣重組反應進行伴隨著部分氧化反應之自發熱重組。從SOFC之發電效率之觀點，以不發生部分氧化反應較佳。自發熱重組之中，使水蒸氣重組成優勢，故重組反應整體為吸熱的。並且，重組反應需要之熱，從SOFC供給。
內部重組器，可具備有水蒸氣重組能力之重組觸媒。可使用具有水蒸氣重組能力並且實質上不具有部分氧化重組能力之水蒸氣重組觸媒作為重組觸媒，或者可使用兼備部分氧化重組能力與水蒸氣重組能力之自發熱重組觸媒。
可將烴系燃料(視需要預先氣化)及水蒸氣，並視需要之空氣等含氧氣體，各自單獨或適當混合之後，對於內部重組器(重組觸媒層)供給。又，將重組氣體對於SOFC之陽極供給。
[SOFC]
從內部重組器得到之重組氣體，被供給予SOFC之陽極。另一方面，對SOFC之陰極供給空氣等含氧氣體。伴隨著發電，SOFC發熱，其熱從SOFC朝向重組器輻射傳熱。以此方式，SOFC之排熱被利用為重組反應之吸熱。氣體之配合等使用適當配管等進行。
SOFC可適當選擇採用平板型或圓筒型等各種形狀之公知SOFC。SOFC一般而言，可將氧離子導電性陶瓷或質子離子導電性陶瓷作為電解質利用。
SOFC可為單電池，但實用上較佳為將多數之單電池排列成之堆疊體(圓筒型之情形也有稱為捆包(bundle)，本說明書所指之堆疊體也包括捆包)。此情形，堆疊體可為1個亦可為多個。
[外部重組器(第2重組器)]
外部重組器，配置於間接內部重組式SOFC之模組容器之外部。
外部重組器，係用在無法以內部重組器製造還原性重組氣體時，將經過使烴系燃料予以重組而含有氫之重組氣體，流過陽極以保護SOFC之陽極免於氧化。例如，使用在於系統起動時，內部重組器到達可將烴原料予以重組之溫度為止的期間，及從使發電停止至使系統停止為止之期間。
外部重組器，可具有使可燃物燃燒之燃燒機構。此燃燒之熱，可利用為水蒸氣重組(包含自發熱重組)必要之熱。又，外部重組器之中，可使用部分氧化重組觸媒進行部分氧化重組，但是於此情形，為了將重組觸媒加熱至展現觸媒活性之溫度，可以利用上記燃燒機構中之燃燒熱。
燃燒機構可適當使用燃燒器或觸媒燃燒器(燃燒觸媒)，亦可併用二種以上燃燒機構。
外部重組器，可具備具有水蒸氣重組能力之觸媒或具有部分氧化重組能力之觸媒。就重組觸媒而言，可使用具有水蒸氣重組能力且實質上不具有部分氧化重組能力之水蒸氣重組觸媒、具有部分氧化重組能力且實質上不具有水蒸氣重組能力之部分氧化重組觸媒，或兼具部分氧化重組能力及水蒸氣重組能力之自發熱重組觸媒。
外部重組器只要是能製造足以保護陽極之還原性氣體者即可。例如，能將氫濃度5莫耳%以上左右之氣體對陽極供給即可(莫耳%指乾基)。
因此，外部重組器之容量，可以較內部重組器之容量為小。亦即，外部重組器之重組觸媒量，可以較內部重組器之重組觸媒量為少，內部重組器之重組觸媒量相對於外部重組器之重組觸媒量之比值，可為1/10~1/2左右。從SOFC加熱所需時間縮短之觀點，此比值以1/10以上較佳，從抑制系統全體大小之觀點，此比值以1/2以下較佳。
如果於外部重組器進行重組之烴系燃料，使用與內部重組器之中作為重組原料使用之烴系燃料為同種者，則能共用供給源，為較佳。
[將外部重組器之重組氣體從外部重組器引導到SOFC之陽極的管線]
藉由此管線，將於外部重組器所產生之還原性氣體重組氣體對SOFC之陽極供給。亦可將於外部重組器產生之重組氣體從外部重組器直接對陽極供給。或視需要，為了保護內部重組器之重組觸媒，亦可經由內部重組器之內部(重組觸媒存在之區域)對陽極供給。
此管線，可使用適當公知之配管構件，藉由將外部重組器之重組反應管出口與SOFC之陽極(例如SOFC堆疊體之陽極側氣體配合口)予以連接而形成。
[將引導到陽極之外部重組器之重組氣體，從陽極引導到外部重組器之燃燒機構的管線]
於外部重組器產生並被引導到陽極之重組氣體，從陽極排出。此陽極放出氣體，亦可於模組內與陰極放出氣體混合而成為混合放出氣體。此混合放出氣體或陽極放出氣體可經過另外設置之排氣處理裝置(燃燒裝置等)處理後，排出於大氣。但是，較佳為將此混合放出氣體或陽極放出氣體於外部重組器所具備之燃燒機構之中燃燒而處理。其原因為，不必另外設置排氣處理裝置，可將此氣體所具有之熱量有效活用，並能處理此氣體。
於此混合放出氣體或陽極放出氣體之可燃成分濃度低，有無法於燃燒器安定燃燒之虞之情形，可在外部重組器具備之燃燒機構，使用燃燒觸媒。燃燒觸媒可從公知燃燒觸媒中適當選用。
外部重組器，就燃燒機構而言，可設置燃燒器與燃燒觸媒兩者。例如，於燃燒器之下游(相關於燃燒器燃燒氣體之流向)，可以設置燃燒觸媒層，並使燃燒器之燃燒氣體預先通過燃燒觸媒層。藉由此種構成，於起動初期使用燃燒器，當外部重組器產生重組氣體，則將其重組氣體對陽極供給，使混合放出氣體或陽極放出氣體返回燃燒觸媒層並使觸媒燃燒。此時，於僅由混合放出氣體或陽極放出氣體燃燒已能應付重組熱之情形，可停止燃燒器燃燒。
此管線，可使用適當公知配管構件，藉由將陽極(例如SOFC堆疊體中未導入外部重組器之重組氣體的陽極側氣體配合口)與外部重組器具備之燃燒機構予以連接而形成。於陽極電池出口在經過模組化之間接內部重組式SOFC內部開口之情形，可將模組容器之出口與外部重組器所具備之燃燒機構予以連接即可。
[烴系燃料]
就於內部重組器及外部重組器進行重組之烴系燃料而言，作為重組氣體之原料，可適當使用SOFC系統之領域中公知之分子中含有碳及氫(亦可含氧等其他元素)之化合物或其混合物，可使用烴類、醇類等分子中具有碳及氫之化合物。例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、天然氣、LPG(液化石油氣)、都市煤氣、汽油、石腦油、煤油、輕油等烴燃料，及，甲醇、乙醇等醇、二甲醚等醚等。其中煤油就工業用而言或民生用而言，都取得容易，且操作容易，故較佳。又，煤油由於在較高溫度被重組，故重組器(內部重組器)之起動需要花費較長時間。因此，於烴系燃料使用煤油之情形，本發明之效果尤為顯著。
[可燃物(外部重組器之燃燒機構中之燃料)]
於外部重組器之燃燒機構使燃燒之可燃物，可從能於使用之燃燒機構中燃燒之可燃物中適當選用。從操作容易性之觀點，以使用氣體或者液體可燃物較佳。尤其，煤油等液體可燃物，操作及儲藏容易，故較佳。使用氣體狀可燃物之情形，較佳為使用都市煤氣等從外部連續供給，不需要儲藏設備者。
在外部重組器之燃燒機構使燃燒之可燃物，於使用在內部重組器之中作為重組原料之烴系燃料或在外部重組器之中作為重組原料之烴系燃料為同種成分時，由於能共用供給源，故較佳。
[重組觸媒]
在內部重組器使用之水蒸氣重組觸媒或自發熱重組觸媒、在外部重組器使用之部分氧化重組觸媒、水蒸氣重組觸媒或自發熱重組觸媒，都可使用公知觸媒。部分氧化重組觸媒之例，例如鉑系觸媒，水蒸氣重組觸媒之例，例如釕系及鎳系，自發熱重組觸媒之例，例如銠系觸媒。
部分氧化重組反應可進行之溫度，例如200℃以上，水蒸氣重組反應可進行之溫度，例如400℃以上。
以下，對於水蒸氣重組、自發熱重組，分別以額定運轉之條件加以說明。
水蒸氣重組之反應溫度，例如450℃~900℃，較佳為500℃~850℃，又較佳為於550℃~800℃之範圍進行。反應系中導入之水蒸氣之量，以水分子莫耳數相對於氫製造用原料中所含碳原子莫耳數之比值(水蒸氣/碳比)定義，此值較佳為1~10，更佳為1.5~7，又較佳為2~5。氫製造用原料為液體之情形，此時之空間速度(LHSV)，以令氫製造用原料於液體狀態之流速為A(L/h)、觸媒層體積為B(L)之情形，能以A/B代表，此值較佳為設定於0.05~20h－1 ，更佳為0.1~10h－1 ，又較佳為0.2~5h－1 之範圍。
自發熱重組時，除水蒸氣以外，尚將含氧氣體添加於原料中。含氧氣體可為純氧，但從取得容易性之觀點，以空氣較佳。可以平衡伴隨著水蒸氣重組反應之吸熱反應，且保持重組觸媒層或SOFC之溫度或能得到使該等升溫之發熱量的方式，添加含氧氣體。含氧氣體之添加重，就氧分子莫耳數相對於氫製造用原料所含碳原子莫耳數之比值(氧/碳比)而言，較佳為0.005~1，更佳為0.01~0.75，又較佳為0.02~0.6。自發熱重組反應之反應溫度，例如設定為400℃~900℃、較佳為450℃~850℃，又較佳為500℃~800℃之範圍。氫製造用原料為液體之情形，此時之空間速度(LHSV)，較佳為0.05~20，更佳為0.1~10，又較佳為0.2~5之範圍中選擇。於反應系中導入之水蒸氣量，就水蒸氣/碳比而言，較佳為1~10，更佳為1.5~7，又較佳為2~5。
[其他設備]
上述設備以外，可視需要適當設置SOFC系統之公知構成要素。具體例，例如：用以將烴系燃料脱硫之脱硫器、使液體氣化之氣化器、用以將各種流體加壓之耐高壓容器、壓縮機、風箱(blower)等升壓機構、用以調節流體流量或遮斷/切換流體流動之閥等流量調節機構或流路遮斷/切換機構、進行熱交換．熱回收之熱交換器、使氣體冷凝之冷凝器、以蒸氣等將各種設備進行外部加熱之加熱/保溫機構、烴系燃料或可燃物之儲藏機構、測試用空氣或電氣系統、控制用信號系統、控制裝置、輸出用或動力用電氣系統等。
如以上說明，藉由在以烴系燃料作為原料之間接內部重組式固體氧化物燃料電池系統之中，於起動及停止時將重組氣體從外部重組器對固體氧化物燃料電池供給，能不利用在其他地方精製後之氫等而保護固體氧化物燃料電池之陽極免於氧化。從固體氧化物燃料電池排出之重組氣體，可以不另外設置排氣處理裝置，而於外部重組器作為熱源予以燃燒處理使無害化。
【產業利用性】
本發明之間接內部重組式SOFC，可利用於例如定置用或移動體用發電系統，及汽電共生系統。
1．．．間接內部重組式SOFC
2．．．內部重組器(第1重組器)
3．．．SOFC
4．．．模組容器
11．．．外部重組器(第2重組器)
11a．．．重組反應管
11b．．．燃燒器
11c．．．燃燒觸媒層
21．．．觸媒燃燒器21
101．．．管線
102．．．管線
103．．．管線
111．．．管線
112．．．管線
A．．．SOFC之陽極
C．．．SOFC之陰極
圖1顯示本發明內部重組式SOFC系統之一例的概略流程圖。
1．．．間接內部重組式SOFC
2．．．內部重組器(第1重組器)
3．．．SOFC(固體氧化物燃料電池)
4．．．模組容器
11．．．外部重組器(第2重組器)
11a．．．重組反應管
11b．．．燃燒器
11c．．．燃燒觸媒層
21．．．觸媒燃燒器21
101．．．管線
102．．．管線
103．．．管線
111．．．管線
112．．．管線
A．．．SOFC之陽極
C．．．SOFC之陰極

Claims (4)

  1. 一種間接內部重組式固體氧化物燃料電池系統，包含：間接內部重組式固體氧化物燃料電池，具有：第1重組器，利用水蒸氣重組反應而從烴系燃料製造重組氣體；固體氧化物燃料電池，使用於該第1重組器得到之重組氣體而進行發電；及容器，收納該第1重組器及該固體氧化物燃料電池；且該第1重組器配置於可接受來自該固體氧化物燃料電池之熱輻射的位置；第2重組器，配置於該容器之外部，將烴系燃料予以重組而製造重組氣體；及管線，將於該第2重組器得到之重組氣體從該第2重組器引導到該固體氧化物燃料電池之陽極；又該燃料電池系統係構成為：在使該系統起動或停止時，該第2重組器製造重組氣體，而該第1重組器不製造重組氣體；且於該第1重組器之溫度達到可重組之溫度的狀態下，該第1重組器製造重組氣體，而該第2重組器不製造重組氣體。
  2. 如申請專利範圍第1項之間接內部重組式固體氧化物燃料電池系統，其中，該第2重組器具備使可燃物燃燒之燃燒機構。
  3. 如申請專利範圍第2項之間接內部重組式固體氧化物燃料電池系統，更包含：用以將從該第2重組器被引導到該固體氧化物燃料電池之陽極的重組氣體，自該陽極引導到該燃燒機構的管線。
  4. 一種間接內部重組式固體氧化物燃料電池系統之運轉方 法，該燃料電池系統包含：間接內部重組式固體氧化物燃料電池，具有：第1重組器，利用水蒸氣重組反應而從烴系燃料製造重組氣體；固體氧化物燃料電池，使用於該第1重組器得到之重組氣體而進行發電；及容器，收納該第1重組器及該固體氧化物燃料電池；且該第1重組器配置於可接受來自該固體氧化物燃料電池之熱輻射的位置；第2重組器，配置於該容器之外部，將烴系燃料予以重組而製造重組氣體；及管線，將於該第2重組器得到之重組氣體從該第2重組器引導到該固體氧化物燃料電池之陽極；又該運轉方法具有：步驟1，在使該系統起動或停止時，將該第2重組器所製造的重組氣體供給予該固體氧化物燃料電池之陽極；及步驟2，在該第1重組器之溫度為可重組之溫度時，將該第1重組器所製造的重組氣體供給予該固體氧化物燃料電池之陽極。
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