JP4961698B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
(1/2)O2 + 2H+ + 2e- → H2O (2)
H2 + (1/2)O2 → H2O (3)
式(1)はアノードにおける反応を示したものであり、式(2)はカソードにおける反応を示している。そして、全体では、式(3)に示す反応が進行する。なお、カソードにおいて生成される水は生成水と呼ばれる。
23,水素ガス供給流路33を通り、アノードに供給される。
kPa に収まるように調整弁20及び電磁弁機能を含む酸化剤ガス圧力調整弁21の開度を調整する。ここで、酸化剤ガス圧力調整弁21とは、酸化剤ガスの圧力を調整する弁のことである。
12内の気液分離膜の内側にアノードオフガスを、外側にアノードオフガスより露点温度の低いドライガスを流すことにより、アノードオフガスに含まれる水分を除去する。
(第2実施形態)
図2は、本発明の第2実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示す図である。
12に導かれドライガスとなり、その他のガスは加湿器13に導かれる。
(第3実施形態)
図3は、本発明の第3実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示す図である。
Claims (13)
- 燃料ガスが供給されるアノードと、酸化剤ガスが供給されるカソードとを有する燃料電池と、前記アノードから排出されるアノードオフガスを前記アノードに供給するガス循環流路とを有し、前記アノードオフガスに含まれる水分を除去する水分除去装置を前記ガス循環流路に配置する燃料電池システムにおいて、
前記水分除去装置は、ガスバリア性を有する水透過膜を挟んで前記アノードオフガスと前記アノードオフガスに含まれる水分を吸湿するためのドライガスを流す構成を備え、
前記燃料電池を構成するセルのセル電圧を検出するセル電圧検出手段、または、前記燃料電池の温度を検出する温度検出手段の少なくとも一方と、
前記水分除去装置に供給する前記アノードオフガスの圧力及び前記水分除去装置に供給する前記ドライガスの圧力を、それぞれ検出するガス圧力検出手段と、
前記水分除去装置に供給する前記アノードオフガスの圧力を制御する圧力調整手段と、
前記水分除去装置に供給する前記ドライガスの圧力を調整する圧力調整手段と、を有し、
それぞれの圧力調整手段が、前記セル電圧検出手段または前記温度検出手段の検出値と前記ガス圧力検出手段の信号に基づいて制御されることを有することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムにおいて、
前記水透過膜が中空糸膜であり、前記水分除去装置は、前記中空糸膜を束ねた複数の移動相から構成されることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムにおいて、
前記アノードオフガスの露点温度より前記ドライガスの露点温度が低いことを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項2記載の燃料電池システムにおいて、
前記中空糸膜の内側にアノードオフガスを、外側にドライガスを流すことを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項4記載の燃料電池システムにおいて、
前記アノードオフガスと前記ドライガスとを対向する方向に流すことを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料ガスの圧力を調整する調整弁と、前記アノードに供給される燃料ガスの圧力を検出する燃料ガス圧力検出手段とを備え、前記燃料ガス圧力検出手段により検出された燃料ガスの圧力が、所定の範囲内になるように前記調整弁の開閉タイミングを制御することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムにおいて、
前記アノードに供給される燃料ガスの露点温度を0〜10℃とし、前記カソードに供給される酸化剤ガスの露点温度を30〜50℃とすることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムにおいて、
前記ドライガスは、空気ブロアから供給させることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムにおいて、
前記カソードから排出された前記アノードガスよりも露点温度が低いカソードオフガスを前記ドライガスとして、前記水分除去装置に供給することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムにおいて、
前記カソードから排出されたカソードオフガスの窒素濃度を高める処理を行う窒素富化装置を有し、窒素富化装置から排出されたカソードオフガスを前記ドライガスとして、前記水分除去装置に供給することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムにおいて、
前記水分除去装置に流されたドライガスを、前記酸化剤ガスとして使用することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項8記載の燃料電池システムにおいて、
前記空気ブロアから前記水分除去装置に至るドライガスの供給ラインと、前記水分除去装置から前記燃料電池のカソードへ至る酸化剤ガスの供給ラインと、前記ドライガスの供給ラインから分離し、前記酸化剤ガスの供給ラインに合流するバイパスラインとを備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項12記載の燃料電池システムにおいて、
前記バイパスラインに前記ドライガスの流量を調整する調整弁を設けることを特徴とする燃料電池システム。
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