WO2007066380A1 - 固体酸化物形燃料電池システム、及び固体酸化物形燃料電池システムの駆動方法 - Google Patents

固体酸化物形燃料電池システム、及び固体酸化物形燃料電池システムの駆動方法 Download PDF

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Naoki Shikazono
Nobuhide Kasagi
Hiroyasu Kimura
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The University Of Tokyo
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Definitions

  • the 002 battery operates at C, it is possible to recover the power from the high-temperature heat generated at the same time as power generation using a heat engine.
  • it can be used for the reaction of gas, which is the reaction, an extremely efficient system can be constructed.
  • the 000-three-cell battery uses oxygen ions to decompose
  • the fuel cell system will be constructed including fuel and fuel.
  • the battery has an excessive degree of distribution, problems such as damage due to force, large active voltage and large electrical resistance will occur.
  • the amount of air that also serves as cooling is increased along with the acid to increase the degree of distribution.
  • the voltage at the electrode is large and the ions in the electrolyte are low, which causes a decrease in the rate of the fuel cell.
  • a plurality of battery cells that generate electricity through the reaction with the gas and air;
  • the above-mentioned number and the above-mentioned number of raw batteries are arranged in the above-mentioned direction, and relates to a solid-state battery battery system. 0000 Also,
  • the present invention relates to a method of operating a solid-state battery cell system, which is characterized by uniform temperature distribution in the battery cell and the battery cell system including the battery cell.
  • the battery cell is composed of the battery cells, and the battery cells of the above number are arranged in the direction of air flow for power generation. Since the battery cell is much smaller than the conventional one, the conduction of the object part is more dominant than the conduction from the surface of the object, and the bio-conv Get smaller. As a result, by arranging the above-mentioned number of raw batteries to form the raw battery system, the range of rise in the raw batteries can be reduced, and the degree distribution of the raw battery systems can be determined. Therefore, the air flow rate is not increased and the distribution of solid oxide battery system is unified.
  • the above-described part a water vapor reaction which is a reaction occurs. Therefore, by alternately arranging the unit and the raw battery in one, the heat generated by the raw battery can be offset by the above. As a result, the raw battery system can have an isothermal temperature including the container and the raw battery.
  • the above-mentioned one that is, the side where the battery cell system side is heated, is provided so as to sufficiently heat the air and eliminate the influence of the part. Since the charge cells generate heat with electricity generation, the charge cells can be formed of the above-mentioned charge cells, for example. However, configuring the above in other ways You can also
  • the above-mentioned battery cells and the above-mentioned battery cells are alternately arranged in the direction of air flow.
  • the above-mentioned value can be made substantially equal to that of the water vapor region generated in the above-mentioned part.
  • the body will be subjected to the evaporation reaction and will be cooled sufficiently, so in particular, the heat of the fuel cell in the above will be sufficiently offset and the distribution will be maintained more consistently. You will be able to do it.
  • the above is decided in consideration of the overall design.
  • “qualitatively” means that in the range where the above-mentioned effects are obtained, the above and the vapor region are substantially different, and for example, the above And 8 when the steam range is 2.
  • the above-mentioned and the above-mentioned battery are arranged so that they are at an angle to each other.
  • the above-mentioned device and battery can be arranged in any direction in the direct direction of each other, so that the number of them can be appropriately controlled to control the solid battery system.
  • the distribution can be made uniform, and for example, the above can be easily realized.
  • 0020 shows an example of the battery cell system of Ming This is the actual battery cell system shown in 2.
  • 002 is an example of the present battery system.
  • Charger battery 2 different types. Each of the charge cells is arranged upright in the air flow direction, and 2 is the state in which each of the charge cells is a solid charge cell corner and is stacked in the vertical direction at regular intervals. It is arranged behind.
  • Gas is introduced into 00242 together with, for example, steam in the direction indicated by arrow C to become hydrogen gas.
  • the generated gas gas carbon dioxide gas
  • the generated gas is introduced into the solid-state battery as shown by the arrow after exiting 2.
  • the raw battery system shown in can be put to practical use as a battery system.
  • the reaction by the air and gas does not contribute to the power generation, but it also contributes to heat generation to a considerable extent.
  • the battery cell shown in (1) is sufficiently smaller than the conventional one, the conduction of the object part becomes more dominant than the conduction from the surface of the object, which is a so-called internal convection.
  • the ratio of and bio is smaller.
  • the range of increase in the solid-state battery is small, and the distribution of the solid-state battery system can be determined.
  • the size of the battery can be 5 diameters down if it is cylindrical, and it can be up to 5 times that much. In addition, even in the case of deviation, it can be above 5O.
  • the solid-state battery 2 and the solid-state battery 2 are alternately arranged at the corners in the direction 0300, the direction of the air flow, that is, in the air.
  • the degree distribution as a stem body can be extremely made.
  • the solid battery cell and the battery cell (2) are alternately arranged in (3). According to the above, the temperature distribution in 3 can be better balanced.
  • the batteries can be installed in any direction in the vertical direction. Therefore, by controlling their number appropriately, the solid
  • the distribution of the battery cell system can be made uniform, and for example, etc. 3 can be easily realized.
  • the size of 2 can be made substantially the same as that of the water vapor region generated in the writing part of 2.
  • the modified body 2 since the modified body 2 is subjected to the above-mentioned steam reaction and is cooled sufficiently, the heat of the battery in the case 3 etc. is sufficiently offset, and the distribution is further improved. You will be able to hold it.
  • qualitative (7) The content is defined in.
  • Is. 4 shown in 2 is constructed by stacking multiple hods 5.
  • a solid-state battery is incorporated in Hod 5 on the other side to form 2 described above.
  • the solid-state batteries and 2 are installed alternately in the hod 5 to form the above-mentioned item 3.
  • the two are connected by an opening provided in hod 5.
  • a certain one of the hods 5 is provided with openings 5 to 5C, and a hod 5 adjacent thereto is provided with the openings 5 to 5 thereof. Gas is allowed to pass through opening 5, as shown at C.
  • the gas introduced into 2 and obtained is discharged toward the opening 5.
  • the gas is introduced into the fuel cell through the opening 5 connected to the opening 5 and the opening 5 connected to the opening 5 provided in the lower hod 039.
  • the air used for power generation is As shown in, for example, the mouth 5C 5 in Hod 5 is connected through the battery sta, 4, and is supplied.

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Abstract

　空気流量を増大させることなく、固体酸化物形燃料電池システムの温度分布の均一化を図り、過度の温度分布に起因した熱応力による固体酸化物形燃料電池の破壊や活性化過電圧及び電気抵抗の増大などの諸問題を解決する。水素ガスと空気との反応を通じて発電を生ぜしめる複数の固体酸化物形燃料電池１１を、空気の流れ方向ＦＡに配置する。次いで、炭化水素燃料ガスを前記水素ガス及び一酸化炭素ガスに改質するための複数の改質器１２を、空気の流れ方向ＦＡに配置する。これによって、固体酸化物形燃料電池１１間での前記空気の温度上昇を抑制し、固体酸化物形燃料電池１１及び改質器１２を含む固体酸化物形燃料電池システム１０内の温度分布を一様化する。

Description

明 細 書
固体酸化物形燃料電池システム、及び固体酸化物形燃料電池システム の駆動方法
技術分野
[0001] 本発明は、固体酸化物形燃料電池システム、及び固体酸化物形燃料電池システム の駆動方法に関する。
背景技術
[0002] 固体酸ィ匕物燃料電池は 1000°C程度の高温で作動するため、発電と同時に発生 する高温排熱カもさらに熱機関等を用いて動力を回収することが可能である。また、 吸熱反応である炭化水素燃料ガスの水蒸気改質反応にその排熱を利用することが できることから、極めて高効率なシステムを構築できる。
[0003] 固体酸化物形燃料電池スタックは、酸素イオンを透過する固体電解質を空気側電 極と燃料側電極で挟んだ電池部と、その両側を燃料及び空気が流れる流路部、発 生した電気を集める集電部およびその流路に燃料、空気および排気ガスを供給'排 出するマ-ホールド部力 構成される。通常は、炭化水素燃料を改質する改質器、 燃料空気供給部等を含めて固体酸化物形燃料電池システムが構成される。
[0004] 固体酸化物形燃料電池は高温作動のため、一般にはセラミック材料が用いられる。
このため、電池内に過度の温度分布が発生すると、熱応力による破壊の発生や、活 性ィ匕過電圧及び電気抵抗の増大などといった問題が発生する。通常の場合、酸ィ匕 剤とともに冷却も兼ねる空気の流量を増大させて温度分布の均一化を図っている。
[0005] しかしながら、固体酸ィ匕物形燃料電池の基本部材はセラミックであるため、過度の 温度分布が発生すると熱応力による破壊や、ホットスポットでの材料間の反応と ヽっ た信頼性の問題が発生する。また、低温部では電極での活性化過電圧の増大や、 電解質のイオン導電性が低下するため固体酸化物形燃料電池の効率低下の原因と なる。さらに、通常は温度分布と同時に電流密度にも分布が発生し、理論起電力の 大きな領域で過度のオーム損失が発生するため効率が低下するといつた課題がある [0006] また、空気の流量を増大させて温度分布の均一化を図ろうとすると、空気流量の増 大のために余計な送風動力が必要になること、排熱の温度が下がるためシステム全 体での効率が下がること、そのために補器類や配管が大形、高価になるといった課 題がある。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 本発明は、空気流量を増大させることなぐ固体酸化物形燃料電池システムの温度 分布の均一化を図り、過度の温度分布に起因した熱応力による固体酸ィ匕物形燃料 電池の破壊や活性化過電圧及び電気抵抗の増大などの諸問題を解決することを目 的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 上記目的を達成すべく、本発明は、
炭化水素燃料ガスを水素ガス及び一酸ィヒ炭素ガスに改質するための複数の改質 器と、
前記水素ガスと空気との反応を通じて発電を生ぜしめる複数の固体酸化物形燃料 電池とを具え、
前記複数の改質器と前記複数の固体酸化物形燃料電池とは、前記空気の流れ方 向にお 、て配列されたことを特徴とする、固体酸化物形燃料電池システムに関する。
[0009] また、本発明は、
水素ガスと空気との反応を通じて発電を生ぜしめる複数の固体酸化物形燃料電池 を、前記空気の流れ方向に配置する工程と、
炭化水素燃料ガスを前記水素ガス及び一酸ィヒ炭素ガスに改質するための複数の 改質器を、前記空気の流れ方向に配置する工程とを具え、
前記固体酸化物形燃料電池間での前記空気の温度上昇を抑制し、前記固体酸化 物形燃料電池及び前記改質器を含む固体酸化物形燃料電池システム内の温度分 布を一様化することを特徴とする、固体酸化物形燃料電池システムの駆動方法に関 する。
[0010] 本発明によれば、単一の固体酸化物形燃料電池からではなく複数の固体酸化物 形燃料電池から固体酸化物形燃料電池システムを構成し、前記複数の固体酸化物 形燃料電池を発電に供給する空気の流れ方向にぉ 、て配列するように構成して 、る 。各固体酸化物形燃料電池は、従来の単一の固体酸化物形燃料電池と比較して十 分に小型化されて!/、るので、物体内部の熱伝導が物体表面からの熱伝導よりも支配 的になり、いわゆる内部熱抵抗と対流熱抵抗との比であるビオー数が小さくなる。この 結果、前記複数の固体酸化物形燃料電池を配列させて固体酸化物形燃料電池シス テムを構成することにより、前記固体酸ィ匕物形燃料電池間での温度上昇幅が小さく なり、前記固体酸ィ匕物形燃料電池システムの温度分布を均一化させることができる。
[0011] したがって、空気流量を増大させることなぐ固体酸化物形燃料電池システムの温 度分布の均一化を図り、過度の温度分布に起因した熱応力による固体酸ィ匕物形燃 料電池の破壊や活性化過電圧及び電気抵抗の増大などの諸問題を解決することが でさるよう〖こなる。
[0012] また、前記改質器は、炭化水素燃料ガスを水素ガス及び一酸ィ匕炭素ガスに改質し 、これら改質ガスを前記固体酸化物形燃料電池に供給するために設けて 、るもので ある。
[0013] なお、前記改質器は、その入り口部において吸熱反応である水蒸気改質反応が生 じる。したがって、前記改質器及び前記固体酸ィ匕物形燃料電池を、交互に均一に配 列させること〖こよって、前記固体酸化物形燃料電池による発熱を前記改質器による 吸熱で相殺することができるようになる。この結果、前記固体酸化物形燃料電池シス テムは、前記改質器及び前記固体酸ィ匕物形燃料電池力 なる等温部を有することが できる。
[0014] 一方、発電に供する空気は冷却ガスとしても機能するので、前記空気が前記等温 部に直接導入されると、前記等温部は前記空気による冷却によって、その温度を均 一に保持することができなくなる。したがって、前記等温部の前方、すなわち、前記固 体酸化物形燃料電池システムの入り口側で前記空気を十分に加熱し、前記等温部 への影響を排除するように昇温部を設ける。前記固体酸化物形燃料電池からは、発 電に伴った発熱が生じるので、前記昇温部は、例えば前記固体酸ィ匕物形燃料電池 力 構成することができる。しかしながら、その他の方法で前記昇温部を構成すること ちでさる。
[0015] なお、特に前記等温部においては、その温度分布の均一化を促進するために、前 記固体酸化物形燃料電池と前記改質器とは、前記空気の流れ方向において、交互 に配列することが好ましい。
[0016] また、前記改質器の長さを、前記改質器の入り口部で生じる水蒸気改質反応領域 の長さと実質的に等しくすることができる。この場合、前記改質器の全体が前記水蒸 気改質反応の吸熱の作用を受け、十分に冷却されるようになるので、特に、前記等 温部における前記固体酸化物形燃料電池の発熱を十分に相殺し、その温度分布を より均一に保持することができるようになる。し力しながら、実際の固体酸化物形燃料 電池システムにお ヽては、全体の設計デザインを考慮して前記改質器の長さを決定 する。
[0017] なお、「実質的に等しくする」とは、上述のような作用効果が得られる許容範囲内に おいて、前記改質器の長さと前記水蒸気改質反応領域の長さが実質的に等しくなる ことを意味し、例えば、前記改質器の長さを L1とし、前記水蒸気改質反応領域の長 さを L2とした場合において、 80%≤L1ZL2≤120%の関係が成立する場合を言う
[0018] さらに、前記改質器と前記固体酸化物形燃料電池とは互いに略直角となるようにし て配置することができる。この場合、前記改質器及び前記固体酸化物形燃料電池は 、互いの垂直方向において、互いに任意の数だけ配置することができるようになるの で、その数を適宜に制御して、固体酸化物形燃料電池システム全体の温度分布を均 一にすることができ、例えば前記等温部を簡易に実現することができるようになる。 発明の効果
[0019] 以上説明したように、本発明によれば、空気流量を増大させることなぐ固体酸化物 形燃料電池システムの温度分布の均一化を図り、過度の温度分布に起因した熱応 力による固体酸化物形燃料電池の破壊や活性化過電圧及び電気抵抗の増大など の諸問題を解決することができる。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]本発明の固体酸化物形燃料電池システムの好ま 、一例を示す構成図である [図 2]図 1に示す固体酸化物形燃料電池システムの、実際の電池スタックの概略構成 図である。
符号の説明
[0021] 10 固体酸化物形燃料電池システム
11 固体酸化物形燃料電池
12 改質器
15 マ二ホールド板
16 焦電部
20 昇温部
30 等温部
FA 空気の流れ方向
FC 炭化水素燃料ガスの流れ方向
FM 改質ガス (水素ガス及び一酸化炭素ガス）の流れ方向
発明を実施するための最良の形態
[0022] 以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について、最良の形態に基 づいて詳細に説明する。
[0023] 図 1は、本発明の固体酸化物形燃料電池システムの好ま ヽ一例を示す構成図で ある。図 1に示す固体酸化物形燃料電池システム 10は、複数の管状の固体酸化物 形燃料電池 11と、複数の管状の改質器 12とを具えている。固体酸化物形燃料電池 11は、それぞれが直立して空気の流れ方向 FAにおいて配列されるとともに、改質器 12は、それぞれが固体酸ィ匕物形燃料電池 11と略直角になり、一定の間隔で鉛直方 向に積層された状態で、空気の流れ方向 FAの後方において配列されている。
[0024] 改質器 12には、炭化水素燃料ガスが、例えば水蒸気などとともに矢印 FCで示す 方向から導入され、水素ガス及び一酸ィ匕炭素ガスに改質される。得られた改質ガス（ 水素ガス及び一酸ィ匕炭素ガス）は、改質器 12を出た後、矢印 FMで示されるように固 体酸化物形燃料電池 11内に導入される。固体酸化物形燃料電池 11は、酸素イオン 及び水素イオンを透過する固体電解質 111と、これを挟むようにして設けられた電極 部 112とを有している。
[0025] したがって、固体酸化物形燃料電池 11では、内部に導入された前記水素ガス及び 前記一酸化炭素ガスと、その外周部を流れる空気中の酸素との化学反応を通じて発 電が生じる。したがって、図示しない焦電部カも前記発電によって生じた電気を取り 出すことにより、図 1に示す固体酸化物形燃料電池システム 10を電池システムとして 実用に供することができるようになる。
[0026] 上述した発電反応においては、前記空気及び前記水素ガスによる反応の総てが発 電に寄与するものではなぐ相当程度の割合で発熱にも寄与する。し力しながら、図 1に示す固体酸ィ匕物形燃料電池 11は、従来の単一の固体酸ィ匕物形燃料電池と比 較して十分に小型化されて!/、るので、物体内部の熱伝導が物体表面からの熱伝導よ りも支配的になり、いわゆる内部熱抵抗と対流熱抵抗との比であるビオー数が小さく なる。この結果、固体酸ィ匕物形燃料電池 11間での温度上昇幅が小さくなり、固体酸 化物形燃料電池システム 10の温度分布を均一化させることができる。
[0027] したがって、空気流量を増大させることなぐ固体酸化物形燃料電池システムの温 度分布の均一化を図り、従来の、過度の温度分布に起因した熱応力による固体酸化 物形燃料電池の破壊や活性化過電圧及び電気抵抗の増大などの諸問題を解決す ることがでさる。
[0028] なお、図 1に示す固体酸ィ匕物形燃料電池システム 10においては、各固体酸化物 形燃料電池 11の大きさは、円筒形の場合、直径 50mm以下とすることができ、扁平 管の場合、その扁平部分の直径を lmn！〜 50mmとすることができる。また、いずれ の形状の場合においても、その長さは 50mm以上とすることができる。
[0029] 図 1に示す固体酸ィ匕物形燃料電池システム 10では、空気の流れ方向 FAの上流側 、すなわち、前記空気の入り口側において、固体酸ィ匕物形燃料電池 11のみが配列 されている。上述したように、固体酸化物形燃料電池 11からは、発電とともに発熱が 生じるので、力かる領域は前記空気を昇温する昇温部 20を構成する。
[0030] 一方、空気の流れ方向 FAの下流側、すなわち、前記空気の出口側においては、 固体酸化物形燃料電池 11と改質器 12とが互 ヽに略直角で交互に配列されて 、る。 改質器 12では、その入り口部において吸熱反応である水蒸気改質反応が生じるの で、かかる領域では、固体酸化物形燃料電池 11における発熱と、改質器 12におけ る吸熱とを釣合わせ、互いに相殺し合うようにすることができる。したがって、前記領 域では温度変化がなくなり、等温部 30を構成するようになる。
[0031] 図 1に示す固体酸化物形燃料電池システム 10が等温部 30を有することにより、シ ステム全体としての温度分布を極めて均一化することができるようになる。
[0032] なお、発電に供する前記空気は冷却ガスとしても機能するので、前記空気が等温 部 30に直接導入されると、等温部 30は前記空気による冷却によって、その温度を均 一に保持することができなくなる。したがって、等温部 30の前方、すなわち、固体酸 化物形燃料電池システム 10の入り口側で昇温部 20を設けることにより、前記空気が 等温部 30に導入される以前に十分に昇温されるようになるので、等温部 30の等温性 を乱すような過度の冷却は生じなくなる。結果として、システム全体としての温度分布 を極めて均一化することができる。
[0033] また、図 1に示す固体酸ィ匕物形燃料電池システム 10においては、等温部 30におい て、固体酸ィ匕物形燃料電池 11及び改質器 12とを互いに交互に配列しているが、こ れにより、前述した固体酸化物形燃料電池 11による発熱と、改質器 12による吸熱と を効果的に相殺させることができ、等温部 30内の温度分布をより均一化することがで きる。
[0034] さらに、図 1に示す固体酸ィ匕物形燃料電池システム 10においては、改質器 12を固 体酸化物形燃料電池 11と略直角となるように配置して ヽるので、改質器 12及び固体 酸化物形燃料電池 11は、垂直方向において、互いに任意の数だけ配置することが できるようになる。したがって、それらの数を適宜に制御することにより、固体酸化物 形燃料電池システム全体の温度分布を均一にすることができ、例えば等温部 30を簡 易に実現することができるようになる。
[0035] また、改質器 12の長さを、改質器 12の前記入り口部で生じる水蒸気改質反応領域 の長さと実質的に等しくすることができる。この場合、改質器 12の全体が前記水蒸気 改質反応の吸熱の作用を受け、十分に冷却されるようになるので、特に、等温部 30 における固体酸化物形燃料電池 11の発熱を十分に相殺し、その温度分布をより均 一に保持することができるようになる。なお、「実質的に等しくする」とは段落〔0017〕 で定義されるような内容である。
[0036] 図 2は、図 1に示す固体酸化物形燃料電池システムの、実際の電池スタックの概略 構成図である。図 2に示す電池スタック 40は、複数のマ-ホールド板 15が積層され て構成されて ヽる。上方のマ-ホールド板 15には固体酸化物形燃料電池 11が組み 込まれ、前述した昇温部 20を構成している。下方のマ-ホールド板 15には、交互に 固体酸化物形燃料電池 11及び改質器 12が組み込まれ、前述した等温部 30を構成 している。
[0037] 昇温部 20及び等温部 30のいずれにおいても、隣接するマ-ホールド板 15に設け た固体酸ィ匕物形燃料電池 11間同士、又は固体酸ィ匕物形燃料電池 11及び改質器 1 2間は、マ-ホールド板 15に設けた開口部によって連結されている。
[0038] 例えば、等温部 30において、ある一つのマ-ホールド板 15には、開口部 15A〜1 5Cが設けられ、これと隣接するマ-ホールド板 15には、開口部 15D〜15Fが設けら れている。矢印 FCで示すように、炭化水素燃料ガスは、開口部 15Aを通じて改質器 12内に導入され、得られた改質ガスは開口部 15Bに向けて放出される。前記改質ガ スは、下方のマ-ホールド板 15に設けられた、開口部 15Bと連結した開口部 15D及 びこれと連結された開口部 15Eを介して固体酸化物形燃料電池 11内に導入される
[0039] なお、発電に供する空気は、矢印 FAで示すように、例えばマ-ホールド板 15にお ける開口部 15C及び 15Fなど力 電池スタック 40を通じて連結してなる貫通孔を通じ て供給される。
[0040] また、固体酸化物形燃料電池 11の発電反応で生じた電気は、固体酸化物形燃料 電池 11の長さ方向における両端部に設けた焦電部 16を通じて外部に取り出す。
[0041] 以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明し てきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなぐ本発明の範疇を逸脱しない 限りにお 、てあらゆる変形や変更が可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 炭化水素燃料ガスを水素ガス及び一酸ィ匕炭素ガスに改質するための複数の改質 器と、
前記水素ガスと空気との反応を通じて発電を生ぜしめる複数の固体酸化物形燃料 電池とを具え、
前記複数の改質器と前記複数の固体酸化物形燃料電池とは、前記空気の流れ方 向にお ヽて配列されたことを特徴とする、固体酸化物形燃料電池システム。
[2] 前記固体酸化物形燃料電池と前記改質器とから構成される等温部を有することを 特徴とする、請求項 1に記載の固体酸化物形燃料電池システム。
[3] 前記空気の入り口側において、前記固体酸化物形燃料電池から構成される昇温部 を有することを特徴とする、請求項 2に記載の固体酸化物形燃料電池システム。
[4] 前記等温部において、前記固体酸化物形燃料電池と前記改質器とは、前記空気 の流れ方向において交互に配列されたことを特徴とする、請求項 1〜3のいずれか一 に記載の固体酸ィ匕物形燃料電池システム。
[5] 前記改質器の長さを、前記改質器の入り口部で生じる水蒸気改質反応領域の長さ と実質的に等しくすることを特徴とする、請求項 1〜4のいずれか一に記載の固体酸 化物形燃料電池システム。
[6] 前記改質器と前記固体酸化物形燃料電池とは互いに略直角となるようにして配置 したことを特徴とする、請求項 1〜5のいずれか一に記載の固体酸ィ匕物形燃料電池 システム。
[7] 前記改質器は管状の改質器であって、前記炭化水素燃料ガスが前記改質器内を 流れることによって、前記炭化水素燃料ガスが前記水素ガス及び前記一酸化炭素ガ スに転換せしめるように構成されたことを特徴とする、請求項 1〜6のいずれか一に記 載の固体酸化物形燃料電池システム。
[8] 前記固体酸化物形燃料電池は管状の固体酸化物形燃料電池であって、前記水素 ガス及び前記一酸化炭素ガスが前記固体酸化物形燃料電池内を流れ、前記空気が 前記固体酸ィ匕物形燃料電池の外周部を流れることにより、前記固体酸ィ匕物形燃料 電池にお 1、て、前記水素ガス及び前記一酸化炭素ガスと前記空気との反応を通じて 発電を生ぜしめることを特徴とする、請求項 1〜7のいずれか一に記載の固体酸ィ匕物 形燃料電池システム。
[9] 前記複数の改質器及び前記複数の固体酸化物形燃料電池は、それぞれマ二ホー ルド板に固定され、前記マ-ホールド板に形成された開口部を通じて互いに連結さ れたことを特徴とする、請求項 1〜8のいずれか一に記載の固体酸化物形燃料電池 システム。
[10] 水素ガスと空気との反応を通じて発電を生ぜしめる複数の固体酸化物形燃料電池 を、前記空気の流れ方向に配置する工程と、
炭化水素燃料ガスを前記水素ガス及び一酸ィヒ炭素ガスに改質するための複数の 改質器を、前記空気の流れ方向に配置する工程とを具え、
前記固体酸化物形燃料電池間での前記空気の温度上昇を抑制し、前記固体酸化 物形燃料電池及び前記改質器を含む固体酸化物形燃料電池システム内の温度分 布を一様化することを特徴とする、固体酸化物形燃料電池システムの駆動方法。
[11] 前記固体酸化物形燃料電池システムの前記温度分布の一様化に起因した、前記 固体酸化物形燃料電池と前記改質器とから構成される等温部を形成することを特徴 とする、請求項 10に記載の固体酸ィ匕物形燃料電池システムの駆動方法。
[12] 前記空気の入り口側において、前記固体酸化物形燃料電池から構成される昇温部 を形成することを特徴とする、請求項 11に記載の固体酸化物形燃料電池システム。
[13] 前記等温部において、前記固体酸化物形燃料電池と前記改質器とは、前記空気 の流れ方向にぉ 、て交互に配列することを特徴とする、請求項 10〜12の 、ずれか 一に記載の固体酸ィ匕物形燃料電池システムの駆動方法。
[14] 前記改質器の長さを、前記改質器の入り口部で生じる水蒸気改質反応領域の長さ と実質的に等しくすることを特徴とする、請求項 10〜 13の 、ずれか一に記載の固体 酸化物形燃料電池システムの駆動方法。
[15] 前記改質器と前記固体酸化物形燃料電池とは互いに略直角となるようにして配置 することを特徴とする、請求項 10〜 14の ヽずれか一に記載の固体酸化物形燃料電 池システムの駆動方法。
[16] 前記改質器は管状の改質器であって、前記炭化水素燃料ガスが前記改質器内を 流れることによって、前記炭化水素燃料ガスが前記水素ガス及び前記一酸化炭素ガ スに転換せしめるように構成することを特徴とする、請求項 10〜 15の 、ずれか一に 記載の固体酸ィ匕物形燃料電池システムの駆動方法。
[17] 前記固体酸ィ匕物形燃料電池は管状の固体酸ィ匕物形燃料電池であって、前記水素 ガス及び前記一酸化炭素ガスが前記固体酸化物形燃料電池内を流れ、前記空気が 前記固体酸ィ匕物形燃料電池の外周部を流れることにより、前記固体酸ィ匕物形燃料 電池にお 1、て、前記水素ガス及び前記一酸化炭素ガスと前記空気との反応を通じて 発電を生ぜしめることを特徴とする、請求項 10〜16のいずれか一に記載の固体酸 化物形燃料電池システムの駆動方法。
[18] 前記複数の改質器及び前記複数の固体酸化物形燃料電池は、それぞれマ二ホー ルド板に固定し、前記マ-ホールド板に形成された開口部を通じて互いに連結する ことを特徴とする、請求項 10〜 17の 、ずれか一に記載の固体酸化物形燃料電池シ ステムの駆動方法。
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