JP2010512611A - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010512611A JP2010512611A JP2009516865A JP2009516865A JP2010512611A JP 2010512611 A JP2010512611 A JP 2010512611A JP 2009516865 A JP2009516865 A JP 2009516865A JP 2009516865 A JP2009516865 A JP 2009516865A JP 2010512611 A JP2010512611 A JP 2010512611A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- fuel cell
- afterburner
- cathode
- cathode exhaust
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 94
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0618—Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/06—Integration with other chemical processes
- C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/16—Controlling the process
- C01B2203/169—Controlling the feed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/16—Controlling the process
- C01B2203/1695—Adjusting the feed of the combustion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- 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
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
本発明は、アノード端部で水素に富むガス、およびカソード端部で酸化剤を供給して、燃料電池(26)中で反応させることによって、アノード排出ガスおよびカソード排出ガスにする燃料電池(26)と、アノード排出ガスが供給されるアフタバーナ(36)と、アフタバーナ排出ガスが供給され、それを用いて、燃料電池(26)のカソード端部に供給される酸化剤を予熱することができる熱交換器(46)とを備える燃料電池システムに関する。本発明によれば、カソード排出ガス・ライン(44)を介してアフタバーナ(36)の上流にある熱交換器(46)にカソード排出ガスの供給が可能である。本発明は更に、そのような燃料電池システムを備える自動車両にも関する。
Description
本発明は、アノード端部で水素に富むガス、およびカソード端部で酸化剤を供給して、その中で反応させることによって、アノード排出ガスおよびカソード排出ガスにする燃料電池と、アノード排出ガスの供給を受け取るアフタバーナと、アフタバーナ排出ガスの供給を受け取り、それを用いて、燃料電池のカソード端部に供給するための酸化剤を予熱することができる熱交換器とを備える燃料電池システムに関する。
本発明は更に、そのような燃料電池システムを備える自動車両にも関する。
燃料電池システムは、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する働きをする。そのようなシステムにとって主要な要素は、電気エネルギーを水素と酸素の制御された反応によって放出する燃料電池である。燃料電池または燃料電池スタック内で水素と酸素が反応するので、使用される燃料は、燃料電池のアノードに供給されるガスができるだけ高い水素のパーセンテージを有するように調整されなければならず、これは改質器の仕事である。燃料電池のアノード端部に供給される水素に富むガスは、アノード端部出力でアノード排出ガスとして排出され、同様に、カソード端部に供給される酸化剤は、カソード端部出力でカソード排出ガスとして排出される。燃料電池のアノード排出ガスを燃焼させるために、燃料電池システムは一般にアフタバーナを利用し、アフタバーナは、天然空気供給を有するか、または燃料電池のカソード排出ガスを利用する。この後者の原理には、カソード排出ガス中に存在する熱エネルギーが一般に、アフタバーナの下流に配置された熱交換器を介して回収され、したがって、カソード排出ガス・ライン内に追加の回収熱交換器が不要になるという利点がある。そのような燃料電池システムが、例えば特許文献1において開示されている。しかし、この従来技術における欠点は、アノード排出ガス流へのカソード排出ガス流の割当てが固定されているため、カソード排出ガスをアノード排出ガスの燃焼に利用する際のアフタバーナの閉ループ制御が達成困難であり、または実際には達成不可能であるということである。
したがって、カソード排出ガスの熱エネルギーを利用すると同時に、アフタバーナのより良好な制御が今回達成できるように、一般的な燃料電池システムを高度化することが、本発明の目的である。
この目的は、請求項1に記載の特徴によって達成される。
本発明の有利な諸態様および更なる実施形態は、従属請求項から解釈される。
本発明による燃料電池システムは、カソード排出ガス・ラインを介してアフタバーナの下流にある熱交換器までカソード排出ガスの供給が可能であるという点で、一般的な従来技術に基づく。こうすることにより、この場合、アフタバーナの良好な開ループまたは閉ループ制御と同時に、ただ1つの熱交換器を用いた、アノード排出ガスおよびカソード排出ガスからの熱エネルギーの回収が達成される。アノード排出ガスの熱エネルギーは、アフタバーナから出る排出ガス中に残り、アフタバーナの下流にある熱交換器内でカソード供給空気を予熱するために利用される。カソード排出ガスでアフタバーナをバイパスすることによって、アフタバーナへ別個に酸化剤を供給し、それにも関わらず、カソード排出ガスの熱エネルギーを、カソード供給空気を予熱するために依然として利用することが、この場合可能になる。アフタバーナに別に酸化剤を供給することがこのようにできることにより、カソード供給空気とカソード排出ガスとの結合がこの場合、有利に妨げられる。この構成の更なる利点は、アノードおよびカソード排出ガスの熱エネルギーを利用する際に、アフタバーナがこの場合、熱応力から解放されるということである。
更に、本発明による燃料電池システムは、弁が設けられ、それを用いて、燃料電池と熱交換器の間のカソード排出ガスをその場合完全に、または一部分岐し、したがってより高速な始動の利点を得ることができるように、更に高度化することができる。システムの始動時に、カソード排出ガスが熱交換器に完全に供給されなければならない場合、カソード供給空気が十分に予熱されるまで、より長い時間がかかることになる。これが、そのような弁を用いて、熱交換器へのカソード排出ガスの供給をこの場合制御し、つまり実際には、燃料電池システムの始動段階においてカソード排出ガスを熱交換器にほとんどまたは全く供給しないが、その代わりに熱いアフタバーナ排出ガスだけを供給することができる理由である。始動段階後、カソード排出ガスが十分に熱くなると、カソード排出ガスを熱交換器に完全に供給することができる。
更に、この更なる実施形態は、弁が、少なくとも燃料電池、アフタバーナ、および熱交換器を環境周囲から熱的に絶縁する絶縁物の外側に位置するように構成することもできる。この構成には、弁がこの場合、それが絶縁物の外側に位置することにより熱応力から解放され、したがってその場合、標準的な弁(EGR)を使用することができるという利点がある。
更に、本発明による燃料電池システムは、熱交換器の上流にあるカソード排出ガス・ライン内に温度センサが設けられるように構成することもできる。この温度センサにより、この場合、熱交換器に流れ込むアノード排出ガスの入力温度を、アフタバーナ・アノード排出ガスとカソード排出ガスとの関係の変化によって制御することが可能になる。更に、感知された温度が、カソード排出ガス・バイパス・ライン内の弁の開ループ制御に指令を出すための可変値として働く。
更に、カソード排出ガス・ラインが、アフタバーナを取り囲む覆い(shroud)として構造化され、その結果、アフタバーナの熱応力の除去をもたらすことを実現することもできる。というのも、カソード排出ガス・ラインを、覆いの形でアフタバーナを取り囲むように構成することによって、それがアフタバーナを冷却するためのジャケットとして働くとともに、アフタバーナによって排出された熱を、カソード供給空気を予熱するために熱交換器に供給することができ、その結果として、アフタバーナはこの場合、それほど熱エネルギーを供給する必要がなく、したがって、燃料電池システム内に熱エネルギーが残っているにも関わらず、アフタバーナが十分に冷却されることが可能になるためである。
更に、本発明による燃料電池システムは、アフタバーナに酸化剤を供給するための酸化剤供給ライン内に、別に制御可能な送出手段がこの場合設けられ、それを用いて、酸化剤の供給を、カソード空気供給とは無関係に制御することができ、したがってアフタバーナの良好な開ループおよび閉ループ制御を達成することができるように構成することもできる。
本発明による自動車両がそのような燃料電池システムを組み込むと、上記で列挙した利点がそれに対応して、自動車両において得られる。
次に、本発明の好ましい一実施形態を、添付の図面を例として参照して詳述する。
ここで図1を参照すると、第1の実施形態例による燃料電池システムの概略図が示されている。自動車両内に設置された燃料電池システムは、改質器12を備え、改質器12は、燃料の供給を、第1の燃料ライン14を介して燃料タンク16から受け取り、燃料はまた、改質器12に、第2の燃料ライン18を用いて供給される。この燃料は、ディーゼル、ガソリン、バイオガス、または従来技術において知られる任意の他のタイプの燃料とすることができる。更に、改質器12は、酸化剤、例えば空気の供給を、第1の酸化剤ライン22を介して受け取る。改質器12によって発生されるリフォーメートが、リフォーメート・ライン24を介して燃料電池スタック26に供給される。燃料電池スタック26に代わる一手段として、ただ1つの燃料電池を設けることもできる。関係するリフォーメートは、水素に富むガスであり、このガスは、燃料電池スタック26内で、カソード供給空気ライン28を介して供給されたカソード供給空気(酸化剤)の助けを借りて反応し、その際に電気と熱を発生させる。発生された電気は、電気端子30を介して取り出すことができる。図示のケースでは、アノード排出ガスがアノード排出ガス・ライン32を介してアフタバーナ36の混合器34に供給される。アフタバーナ36は、燃料の供給を、燃料タンク16から第3の燃料ライン38を介して受け取る。更に、アフタバーナ36は、酸化剤の供給を、第2の酸化剤ライン40を介して受け取る。燃料ライン14、18および38内、酸化剤ライン22および40内、ならびにカソード供給空気ライン28内に、例えばポンプまたは送風機、ならびに/あるいは流れの閉ループ制御用の制御弁など、対応する送出手段が設けられる。この構成では、第2の酸化剤ライン40に割り当てられた送出手段の閉ループ制御が、第1の酸化剤ライン22が割り当てられた送出手段の閉ループ制御とは別である。アフタバーナ36内では、使い果たされたアノード排出ガスが、燃料および酸化剤の供給と反応して燃焼排出ガスになり、それが、混合器42内で、カソード排出ガス・ライン44を介して燃料電池スタック26から混合器42に供給されるカソード排出ガスと混合される。ほぼゼロの有害排出物質を含有する燃焼排出ガスが、排出ガス出口20を介して最終的に燃料電池システムから出るまで、熱交換器46を通って流れて、カソード供給空気を加熱する。混合器42と熱交換器46の間のラインの部分は、カソード排出ガス・ラインの部分であると同時に、アフタバーナ排出ガス・ラインの部分でもある。燃料電池システム、特に改質器12、燃料電池スタック26、アフタバーナ36、および熱交換器46は、これらの構成要素を環境から熱的に絶縁する熱絶縁物10によって取り囲まれている。燃料および酸化剤供給ライン14、18、22、38および40内に設けられた送出手段を作動し、閉ループ制御するための制御器(図示せず)が更に設けられる。
次に図2を参照すると、第2の実施形態例による燃料電池システムの概略図が示されている。冗長な繰返しを避けるために、第1の実施形態と比較して違う点だけを、以下に論じる。更なる実施形態例において論じるように、混合器42を介してカソード排出ガスを混合すると生じる1つの影響は、始動時にカソード排出ガスが依然として冷たい、すなわち熱交換器46を介してカソード供給空気を十分に予熱するのに十分なほど熱くないため、システムを始動する際に起こり得る遅延である。これが、第2の実施形態における有利な更なる発展形態では、カソード排出ガス・バイパス・ライン48が、燃料電池スタック26と混合器42の間でカソード排出ガス・ライン44から分岐されて、熱交換器46の下流にある他方の端部のところの排出ガス出口20内に移される理由である。カソード排出ガス・バイパス・ライン48には、一種の絞り弁のような弁50が設けられ、それを用いて、混合器42に供給されるカソード排出ガスの流れを制御することができる。カソード排出ガスの温度を制御するために、温度センサ52も、熱交換器46の上流、より正確には、カソード排出ガス・ライン44内のカソード排出ガス・バイパス・ライン48の分岐の上流に配設される。一代替手段として、熱交換器46に至るアノード排出ガスの入口温度を感知するために、温度センサ52を混合器42と熱交換器46の間に配設することもできる。この温度センサを調べることにより、電子制御器54がそれに対応して弁50を作動させることができる。システム始動時に、弁50は、カソード排出ガスの大部分がカソード排出ガス・バイパス・ライン48を介して熱交換器46をバイパスするように十分に開かれ、その結果、熱交換器46が、高速システム始動ができるように、すなわちカソード供給空気ライン28内のカソード供給空気の高速予熱ができるように、高温のアフタバーナ排出ガスだけを、またはそれを主として受け取る。システムがある運転温度に達し、その結果、カソード排出ガスの温度も上昇した後、弁50が更に連続して閉じられ、したがって、より多くのカソード排出ガスが混合器42に、したがって熱交換器46に供給され、その結果、回収効果が達成される。弁50がこのように制御される場合、温度センサ52によって感知される温度は、指令変数としての働きをする。熱応力を除去するために、弁50は、好ましくは、熱絶縁物10の外側に構成され、したがって、自動車排気系で知られるEGR弁のような標準的な構成要素を使用することが可能になる。構造的には、カソード排出ガス・ライン44は、好ましくはアフタバーナ36を覆って構成される。例えば、カソード排出ガス・ライン44を、アフタバーナ36を取り囲むらせん管(スパイラル・チューブ)として構成することができる。一代替手段として、カソード排出ガス・ライン44が、アフタバーナ36を二重シェル・スリーブ(double shell sleeve)として覆い、その隙間を通ってカソード排出ガスが流れることもできる。
更なるバージョンでは、カソード排出ガス・ライン44に、カソード排出ガス流の閉ループ制御がそれを用いて可能な、制御可能な送出手段を設けることができる。
上記の説明において開示し、図中に示し、特許請求する本発明の特徴は、本発明をそれら自体でも、任意の組合せにおいても達成するのに極めて重要となり得ることが理解されよう。
10…熱絶縁物、12…改質器、14…第1の燃料ライン、16…燃料タンク、18…第2の燃料ライン、20…排出ガス出口、22…第1の酸化剤ライン、24…リフォーメート・ライン、26…燃料電池スタック、28…カソード供給空気ライン、30…電気端子、32…アノード排出ガス・ライン、34…混合器、36…アフタバーナ、38…第3の燃料ライン、40…第2の酸化剤ライン、42…混合器、44…カソード排出ガス・ライン、46…熱交換器、48…カソード排出ガス・バイパス・ライン、50…弁、52…温度センサ、54…電子制御器
Claims (7)
- 燃料電池(26)における反応によりアノード排出ガスおよびカソード排出ガスにするために、アノード端部で水素に富むガスをまたカソード端部で酸化剤の供給を受け取る燃料電池(26)と、
前記アノード排出ガスの供給を受け取るアフタバーナ(36)と、
アフタバーナ排出ガスの供給を受け取り、それを用いて、前記燃料電池(26)のカソード端部に供給するための酸化剤を予熱することができる熱交換器(46)と、を備える燃料電池システムであって、
カソード排出ガス・ライン(44)を介して前記アフタバーナ(36)の下流にある前記熱交換器(46)まで、前記カソード排出ガスの供給が可能であることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記燃料電池(26)と熱交換器(46)の間の前記カソード排出ガスを完全にまたは一部分岐することができる弁(50)が設けられることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記弁(50)が、少なくとも前記燃料電池(26)、前記アフタバーナ(36)、および前記熱交換器(46)を周囲から熱的に絶縁する絶縁物(10)の外側に位置することを特徴とする請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記熱交換器(46)の上流にある前記カソード排出ガス・ライン(44)内に、温度センサ(52)が設けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池システム。
- 前記カソード排出ガス・ライン(44)が、前記アフタバーナ(36)を取り囲む覆いとしての構造を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池システム。
- 前記アフタバーナ(36)に酸化剤を供給するための酸化剤供給ライン(40)内に、別個に制御可能な送出手段が設けられることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の燃料電池システム。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の燃料電池システムを備える自動車両。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006029743A DE102006029743A1 (de) | 2006-06-28 | 2006-06-28 | Brennstoffzellensystem |
PCT/DE2006/001720 WO2008000201A1 (de) | 2006-06-28 | 2006-09-28 | Brennstoffzellensystem |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010512611A true JP2010512611A (ja) | 2010-04-22 |
Family
ID=37866168
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009516865A Withdrawn JP2010512611A (ja) | 2006-06-28 | 2006-09-28 | 燃料電池システム |
JP2009516877A Withdrawn JP2009541952A (ja) | 2006-06-28 | 2007-06-12 | 燃料電池システム |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009516877A Withdrawn JP2009541952A (ja) | 2006-06-28 | 2007-06-12 | 燃料電池システム |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20090176137A1 (ja) |
EP (2) | EP2033251A1 (ja) |
JP (2) | JP2010512611A (ja) |
KR (2) | KR20090005233A (ja) |
CN (2) | CN101479871A (ja) |
AU (2) | AU2006345057A1 (ja) |
BR (2) | BRPI0621742A2 (ja) |
CA (2) | CA2653418A1 (ja) |
DE (1) | DE102006029743A1 (ja) |
EA (2) | EA200870482A1 (ja) |
WO (2) | WO2008000201A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008034674B8 (de) * | 2008-07-25 | 2021-08-26 | Daimler Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenvorrichtung in einer Kaltstartphase sowie Brennstoffzellenvorrichtung |
AT510354B1 (de) * | 2010-08-25 | 2014-06-15 | Vaillant Group Austria Gmbh | Brennstoffzellenanlage |
KR101447335B1 (ko) * | 2012-12-24 | 2014-10-06 | 포스코에너지 주식회사 | 배열을 활용한 스팀터빈 연계 고효율 연료전지 하이브리드 시스템 |
GB201312329D0 (en) * | 2013-07-09 | 2013-08-21 | Ceres Ip Co Ltd | Improved fuel cell systems and methods |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3516807A (en) * | 1966-04-06 | 1970-06-23 | Texas Instruments Inc | Apparatus for producing hydrogen gas by the partial oxidation of a carbonaceous fuel containing hydrogen |
US4098959A (en) * | 1976-12-27 | 1978-07-04 | United Technologies Corporation | Fuel cell fuel control system |
DE19947254A1 (de) * | 1999-09-30 | 2001-04-05 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Zufuhr flüssiger Medien zu Verbrauchern einer Brennstoffzellenanlage |
JP2001158604A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素発生装置、およびそれを組み込んだ発電装置 |
JP2001229941A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP3674441B2 (ja) * | 2000-02-16 | 2005-07-20 | 日産自動車株式会社 | 改質器制御装置 |
JP3921910B2 (ja) * | 2000-02-18 | 2007-05-30 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
US6365291B1 (en) * | 2000-04-05 | 2002-04-02 | Utc Fuel Cells, Llc | Direct antifreeze solution concentration control system for a fuel cell power plant |
DE10142578A1 (de) * | 2001-09-02 | 2003-04-10 | Webasto Thermosysteme Gmbh | System zum Erzeugen elektrischer Energie und Verfahren zum Betreiben eines Systems zum Erzeugen elektrischer Energie |
US6838062B2 (en) * | 2001-11-19 | 2005-01-04 | General Motors Corporation | Integrated fuel processor for rapid start and operational control |
US6699612B2 (en) * | 2001-12-26 | 2004-03-02 | Utc Fuel Cells, Llc | Fuel cell power plant having a reduced free water volume |
JP3820992B2 (ja) * | 2002-01-08 | 2006-09-13 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
US7410016B2 (en) * | 2002-06-24 | 2008-08-12 | Delphi Technologies,Inc. | Solid-oxide fuel cell system having a fuel combustor to pre-heat reformer on start-up |
US6921596B2 (en) * | 2002-06-24 | 2005-07-26 | Delphi Technologies, Inc. | Solid-oxide fuel cell system having an integrated reformer and waste energy recovery system |
JP4402867B2 (ja) * | 2002-07-26 | 2010-01-20 | パナソニック電工株式会社 | 改質装置 |
US7169495B2 (en) * | 2003-05-06 | 2007-01-30 | Versa Power Systems, Ltd. | Thermally integrated SOFC system |
JP2005071636A (ja) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの停止制御装置 |
JP2005174745A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Ebara Ballard Corp | 燃料電池システムの運転方法及び燃料電池システム |
DE10360458A1 (de) * | 2003-12-22 | 2005-07-28 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Brennstoffzellensystem |
-
2006
- 2006-06-28 DE DE102006029743A patent/DE102006029743A1/de not_active Ceased
- 2006-09-28 BR BRPI0621742-7A patent/BRPI0621742A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2006-09-28 CN CNA2006800549205A patent/CN101479871A/zh active Pending
- 2006-09-28 AU AU2006345057A patent/AU2006345057A1/en not_active Abandoned
- 2006-09-28 EP EP06828484A patent/EP2033251A1/de not_active Withdrawn
- 2006-09-28 WO PCT/DE2006/001720 patent/WO2008000201A1/de active Application Filing
- 2006-09-28 JP JP2009516865A patent/JP2010512611A/ja not_active Withdrawn
- 2006-09-28 US US12/302,363 patent/US20090176137A1/en not_active Abandoned
- 2006-09-28 KR KR1020087029480A patent/KR20090005233A/ko not_active Application Discontinuation
- 2006-09-28 CA CA002653418A patent/CA2653418A1/en not_active Abandoned
- 2006-09-28 EA EA200870482A patent/EA200870482A1/ru unknown
-
2007
- 2007-06-12 EA EA200870483A patent/EA200870483A1/ru unknown
- 2007-06-12 US US12/302,436 patent/US20090155653A1/en not_active Abandoned
- 2007-06-12 CA CA002653413A patent/CA2653413A1/en not_active Abandoned
- 2007-06-12 JP JP2009516877A patent/JP2009541952A/ja not_active Withdrawn
- 2007-06-12 WO PCT/DE2007/001036 patent/WO2008000217A1/de active Application Filing
- 2007-06-12 KR KR1020087029481A patent/KR20090005234A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-06-12 AU AU2007264246A patent/AU2007264246A1/en not_active Abandoned
- 2007-06-12 BR BRPI0712585-2A patent/BRPI0712585A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-06-12 CN CNA2007800215995A patent/CN101479874A/zh active Pending
- 2007-06-12 EP EP07785537A patent/EP2033255A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090176137A1 (en) | 2009-07-09 |
EP2033251A1 (de) | 2009-03-11 |
EA200870482A1 (ru) | 2009-04-28 |
US20090155653A1 (en) | 2009-06-18 |
AU2007264246A1 (en) | 2008-01-03 |
WO2008000217A1 (de) | 2008-01-03 |
JP2009541952A (ja) | 2009-11-26 |
DE102006029743A1 (de) | 2008-01-03 |
CA2653418A1 (en) | 2008-01-03 |
CA2653413A1 (en) | 2008-01-03 |
KR20090005233A (ko) | 2009-01-12 |
EP2033255A1 (de) | 2009-03-11 |
KR20090005234A (ko) | 2009-01-12 |
EA200870483A1 (ru) | 2009-04-28 |
BRPI0712585A2 (pt) | 2012-10-16 |
CN101479871A (zh) | 2009-07-08 |
BRPI0621742A2 (pt) | 2011-12-20 |
WO2008000201A1 (de) | 2008-01-03 |
AU2006345057A1 (en) | 2008-01-03 |
CN101479874A (zh) | 2009-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8557460B2 (en) | Hydrogen system and method for starting up a hydrogen system | |
JP5026662B2 (ja) | 燃料電池系及び該系用のバーナ装置 | |
US20080081233A1 (en) | Energy generation unit comprising at least one high temperature fuel cell | |
CN101743658B (zh) | 用于运行燃料电池的方法以及燃料电池设备 | |
US20090263682A1 (en) | Fuel cell system and method for the operation of a reformer | |
EP3392949B1 (en) | Control method for fuel cell system and fuel cell system | |
US11196059B2 (en) | Fuel cell system | |
US6692853B2 (en) | Recovery system of heat energy in a fuel cell system | |
US20100015479A1 (en) | Assembly for producing a hydrogenous gas | |
US20060292410A1 (en) | Fuel cell system for a vehicle | |
JP2010512611A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5328661B2 (ja) | カソード給気を予熱するための装置を備えた燃料電池システム | |
CN113079706B (zh) | 燃料电池***及其用途和操作方法 | |
CN111712956B (zh) | 用于燃料电池***的换热器和燃料电池***的运行方法 | |
JP4009536B2 (ja) | 内燃機関と、燃料電池と、触媒コンバータとを備えた車両 | |
JPWO2018051468A1 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2003068346A (ja) | 燃料電池の改質装置 | |
US6713202B2 (en) | Multifuel fuel cell system and a method for its operation | |
US6787115B2 (en) | Passive element for fuel processor start up transient temperature control | |
KR20090028628A (ko) | 개질기와 애프터버너를 구비한 연료 전지 시스템 | |
JP7249813B2 (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システム始動方法 | |
JP2005050563A (ja) | 燃料改質システム | |
JP2004199931A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2003238108A (ja) | 燃料改質装置および燃料改質方法 | |
FR2915319A1 (fr) | Dispositif et procede de mise en temperature lors du demarrage d'un systeme de pile a combustible embarque a bord d'un vehicule automobile |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20101005 |