JP2510982B2 - 内部改質型溶融炭酸塩燃料システムの起動方法 - Google Patents
内部改質型溶融炭酸塩燃料システムの起動方法Info
- Publication number
- JP2510982B2 JP2510982B2 JP60279185A JP27918585A JP2510982B2 JP 2510982 B2 JP2510982 B2 JP 2510982B2 JP 60279185 A JP60279185 A JP 60279185A JP 27918585 A JP27918585 A JP 27918585A JP 2510982 B2 JP2510982 B2 JP 2510982B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- fuel
- exhaust gas
- steam
- storage tank
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
-
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
-
- 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
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
-
- 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
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
- H01M8/04302—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during start-up
-
- 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
- H01M8/0625—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 in a modular combined reactor/fuel cell structure
-
- 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
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
- H01M8/04022—Heating by combustion
-
- 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
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
-
- 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
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は内部改質型溶融炭酸塩燃料電池システムに係
わり、特に燃料電池に起動時速やかな昇温を可能にした
燃料電池システムの起動方法に関する。
わり、特に燃料電池に起動時速やかな昇温を可能にした
燃料電池システムの起動方法に関する。
従来、溶融炭酸塩燃料電池の起動時に於ける昇温方法
には燃料電池積層体の両端に電熱板を設け、熱電導によ
り昇温する方法、高温ガスたとえば外部で加熱された燃
料ガス、酸化剤ガスをそれぞれ電池の燃料ガス流路、酸
化剤流路に通して昇温する方法、電解質保持体に面積抵
抗が１〜100Ωcm2の金属で被覆した電解質保持体を混合
し、これに通電してジュール熱により昇温する方法（例
えば特許公報特開昭58−129785号）等が提案されてい
る。
には燃料電池積層体の両端に電熱板を設け、熱電導によ
り昇温する方法、高温ガスたとえば外部で加熱された燃
料ガス、酸化剤ガスをそれぞれ電池の燃料ガス流路、酸
化剤流路に通して昇温する方法、電解質保持体に面積抵
抗が１〜100Ωcm2の金属で被覆した電解質保持体を混合
し、これに通電してジュール熱により昇温する方法（例
えば特許公報特開昭58−129785号）等が提案されてい
る。
しかしながら、これらの方法を、電池内部に炭化水素
ガスたとえばメタンの水蒸気改質触媒を充填し、電池に
直接メタンと水蒸気を吸込んで次の（１），（２）式に
よる反応を生じせしめて水素を発生させ、 CH4＋H2O→3H2＋CO …（１） CH4＋2H2O→4H2＋CO2 …（２） 同時にその水素を燃料として電気エネルギーで得る内
部改質型溶融炭酸塩燃料電池に適用した場合、充填した
前記水蒸気改質触媒の重量に相当するだけ熱容量が増加
し、電池の起動時にその作動温度650〜700℃まで電池全
体を昇温するには、より長時間を要するという問題があ
る。
ガスたとえばメタンの水蒸気改質触媒を充填し、電池に
直接メタンと水蒸気を吸込んで次の（１），（２）式に
よる反応を生じせしめて水素を発生させ、 CH4＋H2O→3H2＋CO …（１） CH4＋2H2O→4H2＋CO2 …（２） 同時にその水素を燃料として電気エネルギーで得る内
部改質型溶融炭酸塩燃料電池に適用した場合、充填した
前記水蒸気改質触媒の重量に相当するだけ熱容量が増加
し、電池の起動時にその作動温度650〜700℃まで電池全
体を昇温するには、より長時間を要するという問題があ
る。
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、内部改質型溶
融炭酸塩燃料電池の昇温，起動をより短時間に行ない得
る燃料電池システムを提供することにある。
融炭酸塩燃料電池の昇温，起動をより短時間に行ない得
る燃料電池システムを提供することにある。
本発明は燃料極排ガスラインに、排ガスを冷却して排
ガス中の水分を除去する気水分離器を接続し、この気水
分離器に水分を除去した排ガスを貯蔵するための貯蔵タ
ンクを接続し、更に、この貯蔵タンク中の排ガスを必要
に応じて燃料ガス流路に供給するバルブを燃料極入口ラ
インの接続して成る内部改質型溶融炭酸塩燃料電池シス
テムであり、更に、本発明は気水分離器と排ガス貯蔵タ
ンクとの間に更に排ガス中の水素を選択的に吸引，貯蔵
する水素吸蔵合金を利用した水素貯蔵タンクを設け、必
要に応じて燃料ガス流路に貯蔵した水素を供給するバル
ブを燃料極入口ラインに接続した内部改質型溶融炭酸塩
燃料電池である。
ガス中の水分を除去する気水分離器を接続し、この気水
分離器に水分を除去した排ガスを貯蔵するための貯蔵タ
ンクを接続し、更に、この貯蔵タンク中の排ガスを必要
に応じて燃料ガス流路に供給するバルブを燃料極入口ラ
インの接続して成る内部改質型溶融炭酸塩燃料電池シス
テムであり、更に、本発明は気水分離器と排ガス貯蔵タ
ンクとの間に更に排ガス中の水素を選択的に吸引，貯蔵
する水素吸蔵合金を利用した水素貯蔵タンクを設け、必
要に応じて燃料ガス流路に貯蔵した水素を供給するバル
ブを燃料極入口ラインに接続した内部改質型溶融炭酸塩
燃料電池である。
本発明の燃料電池では、電池の起動昇温時において上
記バルブを閉じた状態で起動昇温させ、上記燃料ガス流
路の温度が200〜500℃の範囲で上記バルブを開いて上記
貯蔵タンクから水素（H2），一酸化炭素（CO），炭酸ガ
ス（CO2）からなる燃料排ガスを燃料ガス流路に供給し
て、Ni系の改質触媒の存在下で（３），（４）式による
H2とCO,およびH2とCO2との反応を生じせしめ、その反応
熱（発熱）を利用して電池の速やかな昇温を行なわせる
ものである。
記バルブを閉じた状態で起動昇温させ、上記燃料ガス流
路の温度が200〜500℃の範囲で上記バルブを開いて上記
貯蔵タンクから水素（H2），一酸化炭素（CO），炭酸ガ
ス（CO2）からなる燃料排ガスを燃料ガス流路に供給し
て、Ni系の改質触媒の存在下で（３），（４）式による
H2とCO,およびH2とCO2との反応を生じせしめ、その反応
熱（発熱）を利用して電池の速やかな昇温を行なわせる
ものである。
3H2＋CO→CH4＋H2O−52×103kcal/kmole（発熱反応） …（３） 4H2＋CO2→CH4＋2H2O−42.6 ×103kcal/kmole（発熱反応） …（４） （３），（４）式は（１），（２）式の改質反応の逆
反応であり、いわゆるメタネーション反応と呼ばれる反
応である。（３），（４）式の反応が主に進行するか、
（１），（２）式の反応が主に進行するかは化学平衡に
よって決まり、本発明はNi系触媒の存在下で200〜500℃
においては（３），（４）式が主に進行することに基づ
くものである。該温度範囲はちょうど電池の昇温過程の
範囲にある。内部改質用に燃料極に装填される触媒はNi
系の触媒であり、メタネーション触媒として兼用でき
る。
反応であり、いわゆるメタネーション反応と呼ばれる反
応である。（３），（４）式の反応が主に進行するか、
（１），（２）式の反応が主に進行するかは化学平衡に
よって決まり、本発明はNi系触媒の存在下で200〜500℃
においては（３），（４）式が主に進行することに基づ
くものである。該温度範囲はちょうど電池の昇温過程の
範囲にある。内部改質用に燃料極に装填される触媒はNi
系の触媒であり、メタネーション触媒として兼用でき
る。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
実施例１ 内部改質型溶融炭酸塩燃料電池の本体は、電解質板
１、それを挟む燃料極板２および酸化剤極板３、Ni系の
水蒸気改質触媒４が装填された燃料ガス流路５、酸化剤
流路６からなる。電解質は炭酸リチウム，炭酸カリウム
等の混合溶融塩が用いられ、炭酸イオン（CO3 2-）が電
荷担体となる。燃料ガス流路５には炭化水素ガス、たと
えばメタン11及びスチーム12の混合ガスの供給ライン13
が接続され、また該流路５の出口は燃料極排ガスライン
14に接続され、該排ガスライン14は燃焼器31、リサイク
ルライン15、さらに分岐ライン16を通って本発明による
気液分離器21と排ガス貯蔵タンク22につながっている。
該排ガス貯蔵タンクの出口ライン23はバルブ24を通って
メタン，スチームの供給ライン13につながっている。
１、それを挟む燃料極板２および酸化剤極板３、Ni系の
水蒸気改質触媒４が装填された燃料ガス流路５、酸化剤
流路６からなる。電解質は炭酸リチウム，炭酸カリウム
等の混合溶融塩が用いられ、炭酸イオン（CO3 2-）が電
荷担体となる。燃料ガス流路５には炭化水素ガス、たと
えばメタン11及びスチーム12の混合ガスの供給ライン13
が接続され、また該流路５の出口は燃料極排ガスライン
14に接続され、該排ガスライン14は燃焼器31、リサイク
ルライン15、さらに分岐ライン16を通って本発明による
気液分離器21と排ガス貯蔵タンク22につながっている。
該排ガス貯蔵タンクの出口ライン23はバルブ24を通って
メタン，スチームの供給ライン13につながっている。
燃焼器31にはバルブ32を通してメタン33の供給ライン
34および燃焼用の空気供給ライン35が接続される。燃焼
器31からの燃焼ガスライン36は酸化剤流路６につなが
れ、さらに該流路出口は酸化剤極排ガスライン37につな
がれ、図示を省略しているが次のエネルギ回収工程、及
び該排ガスの冷却器40を有する該排ガスリサイクルライ
ン38につながれる。該リサイクルライン38は燃焼ガスラ
イン36に接続される。
34および燃焼用の空気供給ライン35が接続される。燃焼
器31からの燃焼ガスライン36は酸化剤流路６につなが
れ、さらに該流路出口は酸化剤極排ガスライン37につな
がれ、図示を省略しているが次のエネルギ回収工程、及
び該排ガスの冷却器40を有する該排ガスリサイクルライ
ン38につながれる。該リサイクルライン38は燃焼ガスラ
イン36に接続される。
通常の運転時には電池は650〜700℃に保持されて、メ
タン11およびスチーム12は供給ライン13を通って燃料ガ
ス流路５に供給され、該流路で（１），（２）式の反応
を生じてH2を生成する。生成したH2燃料にして燃料極２
では（５）式の反応を生じる。一方、酸化剤流路６には
酸素（O2）,CO2が燃焼ガスライン36及び酸化剤極排ガス
のリサイクルライン38から供給されて酸化剤極３におい
て（６）式の反応を生じ、結果として2e-なる電気エネ
ルギを得る。
タン11およびスチーム12は供給ライン13を通って燃料ガ
ス流路５に供給され、該流路で（１），（２）式の反応
を生じてH2を生成する。生成したH2燃料にして燃料極２
では（５）式の反応を生じる。一方、酸化剤流路６には
酸素（O2）,CO2が燃焼ガスライン36及び酸化剤極排ガス
のリサイクルライン38から供給されて酸化剤極３におい
て（６）式の反応を生じ、結果として2e-なる電気エネ
ルギを得る。
H2＋CO3 2-→H2O＋CO2＋2e- …（５） 1/2O2＋CO2＋2e-→CO3 2- …（６） しかしながら、燃料極においては生成したH2をすべて
消費することは困難でありH2は残存して燃料極排ガスは
残H2,CO,CO2,H2O及び若干の未反応CH4から成る。前記の
燃焼ガスライン36におけるO2,CO2を含むガスは燃料極排
ガスライン14からの排ガスを燃焼器31において空気ライ
ン35からの空気よって燃焼して得られる。また燃料極排
ガスの一部は該排ガスライン14からリサイクルライン15
を通して燃料極にリサイクルされ、該排ガス中のH2OはC
H4の改質反応に、H2は電池反応に再利用される。
消費することは困難でありH2は残存して燃料極排ガスは
残H2,CO,CO2,H2O及び若干の未反応CH4から成る。前記の
燃焼ガスライン36におけるO2,CO2を含むガスは燃料極排
ガスライン14からの排ガスを燃焼器31において空気ライ
ン35からの空気よって燃焼して得られる。また燃料極排
ガスの一部は該排ガスライン14からリサイクルライン15
を通して燃料極にリサイクルされ、該排ガス中のH2OはC
H4の改質反応に、H2は電池反応に再利用される。
さらに、燃料極排ガスの一部は該排ガスライン14から
分岐ライン16を通って本発明による気液分離器21に導か
れ、冷却によってスチームを凝縮して水分７を除去し、
排ガス貯蔵タンク22に蓄積される。この時バルブ24は閉
じられた状態にある。
分岐ライン16を通って本発明による気液分離器21に導か
れ、冷却によってスチームを凝縮して水分７を除去し、
排ガス貯蔵タンク22に蓄積される。この時バルブ24は閉
じられた状態にある。
起動のための常温からの昇温時には、まずバルブ32を
開いてメタン33を供給ライン34を通して燃焼器31に供給
し、空気ライン35からの空気によって燃焼して高温燃焼
ガスを発生させる。高温燃焼ガスをライン36から酸化剤
流路６に通すことによって高温燃焼ガスの持つ顕熱を電
池に与えて昇温する。一方の燃焼ガス流路５には高温の
メタンあるいは、及びスチームを通して昇温する。
開いてメタン33を供給ライン34を通して燃焼器31に供給
し、空気ライン35からの空気によって燃焼して高温燃焼
ガスを発生させる。高温燃焼ガスをライン36から酸化剤
流路６に通すことによって高温燃焼ガスの持つ顕熱を電
池に与えて昇温する。一方の燃焼ガス流路５には高温の
メタンあるいは、及びスチームを通して昇温する。
電池温度、特に燃料ガス流路５の温度が上記の操作に
よって200℃以上に達した時、燃料ガス流路５への高温
のメタンあるいは、及びスチームの供給を停止、バルブ
24を開いて排ガス貯蔵タンク22からライン23,13を通し
て該タンク内のH2,CO,CO2からなる貯蔵ガスを燃料ガス
流路５に供給する。燃料ガス流路５において、H2,CO,CO
2はNi系の改質触媒の存在下、（３），（４）の反応を
起こして反応熱を生じ、加熱スチームによる顕熱供給時
以上の速度で昇温が行なわれる。電池が昇温して500℃
以上になると化学平衡上（３），（４）式の反応は緩慢
になるが、500℃以上からは代ってH2を燃料として
（５），（６）式による電池反応が生じて発熱し、電池
を昇温させる。
よって200℃以上に達した時、燃料ガス流路５への高温
のメタンあるいは、及びスチームの供給を停止、バルブ
24を開いて排ガス貯蔵タンク22からライン23,13を通し
て該タンク内のH2,CO,CO2からなる貯蔵ガスを燃料ガス
流路５に供給する。燃料ガス流路５において、H2,CO,CO
2はNi系の改質触媒の存在下、（３），（４）の反応を
起こして反応熱を生じ、加熱スチームによる顕熱供給時
以上の速度で昇温が行なわれる。電池が昇温して500℃
以上になると化学平衡上（３），（４）式の反応は緩慢
になるが、500℃以上からは代ってH2を燃料として
（５），（６）式による電池反応が生じて発熱し、電池
を昇温させる。
以上のごとくして、本発明のよれば酸化剤流路６へ高
温燃焼ガスの顕熱を与える従来の昇温方法と併用して、
200〜500℃の範囲では（３），（４）式のメタネーショ
ン反応熱を、500℃以上では（５），（６）式のよる電
池反応熱を加えることによって電池作動温度へのより速
やかな昇温を達成することができる。さらにメタネーシ
ョンは反応によって生成したCH4は燃料極排ガスライン1
4からライン34を通して燃料器31に供給され、電池昇温
用の高温燃焼ガスを発生することができる。
温燃焼ガスの顕熱を与える従来の昇温方法と併用して、
200〜500℃の範囲では（３），（４）式のメタネーショ
ン反応熱を、500℃以上では（５），（６）式のよる電
池反応熱を加えることによって電池作動温度へのより速
やかな昇温を達成することができる。さらにメタネーシ
ョンは反応によって生成したCH4は燃料極排ガスライン1
4からライン34を通して燃料器31に供給され、電池昇温
用の高温燃焼ガスを発生することができる。
実施例２ 第２図は本発明の他の実施例であり、第１図と同一部
分は同一符号で示す。第１図と異なるのは、水分除去後
の燃料極排ガスをH2とCO,CO2に分けて貯蔵、および燃料
極流路に供給するようにしたことである。すなわちH2は
H2を選択的に吸収，貯蔵する水素吸蔵合金による水素貯
蔵タンク51により貯蔵し、CO,CO2は第１図と同様に貯蔵
タンク22によって貯蔵するようにしたことである。これ
によりH2とCO,CO2をそれぞれライン52およびライン23か
ら最適な供給比になるようバルブ53,24により供給量を
調節して供給することができ、燃料ガス流路５でのメタ
ネーション反応を高効率で行なわしめることができる。
水素貯蔵タンクからH2を排出するには、水素貯蔵タンク
の温度を高めることによって行なわれる。
分は同一符号で示す。第１図と異なるのは、水分除去後
の燃料極排ガスをH2とCO,CO2に分けて貯蔵、および燃料
極流路に供給するようにしたことである。すなわちH2は
H2を選択的に吸収，貯蔵する水素吸蔵合金による水素貯
蔵タンク51により貯蔵し、CO,CO2は第１図と同様に貯蔵
タンク22によって貯蔵するようにしたことである。これ
によりH2とCO,CO2をそれぞれライン52およびライン23か
ら最適な供給比になるようバルブ53,24により供給量を
調節して供給することができ、燃料ガス流路５でのメタ
ネーション反応を高効率で行なわしめることができる。
水素貯蔵タンクからH2を排出するには、水素貯蔵タンク
の温度を高めることによって行なわれる。
上記実施例１及び２に於いて、それぞれの貯蔵タンク
からのガスの排出はバルブ24,53を手動で行なっていた
が、燃料ガス流路の温度を自動的に検出し、この検出温
度によって自動的にバルブの開閉乃至排出ガス量の調整
を行なうこともできる。
からのガスの排出はバルブ24,53を手動で行なっていた
が、燃料ガス流路の温度を自動的に検出し、この検出温
度によって自動的にバルブの開閉乃至排出ガス量の調整
を行なうこともできる。
本発明によれば、メタネーション反応熱を利用するこ
とによって、電池のより速やかな昇温，起動ができ電力
需要の変化に、より速やかな対応が可能となる。またメ
タネーション反応熱を利用することによって外部からの
燃料供給が少なくてすみ、経済的に有利となる。
とによって、電池のより速やかな昇温，起動ができ電力
需要の変化に、より速やかな対応が可能となる。またメ
タネーション反応熱を利用することによって外部からの
燃料供給が少なくてすみ、経済的に有利となる。
第１図は本発明の一実施例を説明するための図で、内部
改質型溶融炭酸塩燃料電池の起動時に於ける燃料ガスの
流れ図を示す。第２図は本発明の他の実施例を説明する
図で、同じく内部改質型溶融炭酸塩燃料電池の燃料ガス
の流れ図を示す。 １……電解質板、２……燃料極、３……酸化剤極、４…
…改質触媒、５……燃料ガス流路、６……酸化剤流路、
11……メタン、12……スチーム、14……燃料極排ガスラ
イン、21……気水分離器、22……排ガス貯蔵タンク、51
……水素貯蔵タンク。
改質型溶融炭酸塩燃料電池の起動時に於ける燃料ガスの
流れ図を示す。第２図は本発明の他の実施例を説明する
図で、同じく内部改質型溶融炭酸塩燃料電池の燃料ガス
の流れ図を示す。 １……電解質板、２……燃料極、３……酸化剤極、４…
…改質触媒、５……燃料ガス流路、６……酸化剤流路、
11……メタン、12……スチーム、14……燃料極排ガスラ
イン、21……気水分離器、22……排ガス貯蔵タンク、51
……水素貯蔵タンク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東山 和寿 日立市久慈町4026番地 株式会社日立製 作所日立研究所内 (72)発明者 大塚 馨象 日立市久慈町4026番地 株式会社日立製 作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−210573（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−32255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−218073（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−31299（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (2)
- 【請求項１】燃料極と接する燃料ガス流路にNi系の水蒸
気改質触媒を装填し、上記燃料ガス流路に炭酸水素ガス
と水蒸気を直接供給して電気エネルギーを得る内部改質
型溶融炭酸塩燃料電池システムの起動方法において、燃
料極排ガスラインに該排ガスラインからの排ガスを冷却
すると共に排ガスの中の水分を除去する気水分離器を接
続し、該気水分離器によって水分を除去されたガスを貯
蔵する貯蔵タンクを上記気水分離器に接続し、更に上記
貯蔵タンク中のガスを上記燃料ガス流路に供給するバル
ブを燃料極入口ラインに接続してなる燃料電池の起動時
に、上記バルブを閉じた状態で上記燃料ガス流路に高温
の炭酸水素ガスと水蒸気を供給して起動昇温させ、上記
燃料ガス流路の温度が200〜500℃の範囲にある時に上記
バルブを開いて排ガス貯蔵タンク中のガスを上記燃料ガ
ス流路に供給し、昇温した通常の運転時に上記バルブを
閉じるようにしたことを特徴とする内部改質型溶融炭酸
塩燃料電池システムの起動方法。 - 【請求項２】燃料極と接する燃料ガス流路にNi系の水蒸
気改質触媒を装填し、上記燃料ガス流路に炭酸水素ガス
と水蒸気を直接供給して電気エネルギーを得る内部改質
型溶融炭酸塩燃料電池システムの起動方法において、燃
料極排ガスラインに該排ガスラインからの排ガスを冷却
すると共に排ガス中の水分を除去する気水分離器を接続
し、該気水分離器によって水分を除去された排ガスの中
の水素を選択的に吸収、貯蔵する水素吸蔵合金を利用し
た水素貯蔵タンクと他の残りのガスを貯蔵する排ガス貯
蔵タンクをそれぞれ上記気水分離器に接続し、更に上記
水素貯蔵タンク中の水素と上記排ガス貯蔵タンク中のガ
スとを上記燃料ガス流路の供給する各バルブをそれぞれ
燃料極入口ラインに接続してなる燃料電池の起動時に、
上記各バルブを閉じた状態で上記燃料ガス流路に高温の
炭化水素ガスと水蒸気を供給して起動昇温させ、上記燃
料ガス流路の温度が200〜500℃の範囲にある時に上記各
バルブを開くと共に調整して水素貯蔵タンク中の水素及
び排ガス貯蔵タンク中のガスを各々調整して上記燃料ガ
ス流路に供給し、昇温した通常の運転時に上記バルブを
閉じるようにしたことを特徴とする内部改質型溶融炭酸
塩燃料電池システムの起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60279185A JP2510982B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 内部改質型溶融炭酸塩燃料システムの起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60279185A JP2510982B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 内部改質型溶融炭酸塩燃料システムの起動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140375A JPS62140375A (ja) | 1987-06-23 |
| JP2510982B2 true JP2510982B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=17607623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60279185A Expired - Lifetime JP2510982B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 内部改質型溶融炭酸塩燃料システムの起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510982B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2802072B2 (ja) * | 1988-06-08 | 1998-09-21 | 松下電器産業株式会社 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| JPH0343964A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-25 | Hitachi Ltd | 燃料電池収納容器パージガス利用方法及び装置 |
| DK162961C (da) * | 1989-11-20 | 1992-05-25 | Haldor Topsoe As | Braendselscellekraftvaerk |
| DE19545186A1 (de) * | 1995-12-04 | 1997-06-05 | Siemens Ag | Verfahren zum Betreiben einer Hochtemperatur-Brennstoffzellenanlage und Hochtemperatur-Brennstoffzellenanlage |
| JP3835357B2 (ja) | 2002-06-12 | 2006-10-18 | 株式会社デンソー | 燃料電池システム |
| JP4956884B2 (ja) * | 2004-01-14 | 2012-06-20 | 株式会社デンソー | 燃料電池システム |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4831299A (ja) * | 1971-08-25 | 1973-04-24 | ||
| JPS57210573A (en) * | 1981-06-19 | 1982-12-24 | Hitachi Ltd | Fuel-cell generating system |
| JPS6032255A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | 内部改質形燃料電池 |
| JPH0624132B2 (ja) * | 1985-03-25 | 1994-03-30 | バブコツク日立株式会社 | 燃料電池装置 |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP60279185A patent/JP2510982B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62140375A (ja) | 1987-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1571727B1 (en) | Apparatus and method for operation of a high temperature fuel cell system using recycled anode exhaust | |
| EP1571726B1 (en) | Apparatus and method for high efficiency operation of a high temperature fuel cell system | |
| JPS5823169A (ja) | 燃料電池発電装置およびその運転方法 | |
| JPH1064568A (ja) | 電気エネルギー及び加熱のための熱を同時に形成する方法、並びに同方法を実施するためのプラント | |
| US4965143A (en) | Shutdown method for fuel cell system | |
| JP3530413B2 (ja) | 燃料電池発電システム及びその運転方法 | |
| JP3943405B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JP2510982B2 (ja) | 内部改質型溶融炭酸塩燃料システムの起動方法 | |
| JPH06203865A (ja) | 燃料電池システム | |
| JPH07230816A (ja) | 内部改質型固体電解質燃料電池システム | |
| JP2889807B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP4342172B2 (ja) | エネルギー併給システム | |
| JP2001023668A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JPH07230819A (ja) | 自己熱交換型断熱プレリフォーマを有する内部改質型固体電解質燃料電池システム | |
| JP2005327513A (ja) | 固体酸化物形燃料電池システムのホットスタンバイ法及びそのシステム | |
| JP4052784B2 (ja) | 熱電併給型燃料電池発電装置およびその運転方法 | |
| JP4176130B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JP3960001B2 (ja) | 一酸化炭素除去器及び燃料電池システム | |
| JPH1064566A (ja) | 燃料電池発電装置および該装置の廃熱回収方法 | |
| JP3239540B2 (ja) | 改質器の温度制御方法 | |
| JP3939333B2 (ja) | 給湯システム | |
| JP3467759B2 (ja) | 改質器の出口温度制御方法 | |
| JPS6266578A (ja) | 空冷式燃料電池の発電システム | |
| JPH0821412B2 (ja) | 燃料電池の発電方法 | |
| JPH08339815A (ja) | 燃料電池発電装置 |