JP5266626B2 - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5266626B2 JP5266626B2 JP2006171349A JP2006171349A JP5266626B2 JP 5266626 B2 JP5266626 B2 JP 5266626B2 JP 2006171349 A JP2006171349 A JP 2006171349A JP 2006171349 A JP2006171349 A JP 2006171349A JP 5266626 B2 JP5266626 B2 JP 5266626B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- fuel cell
- oxidant
- electrode
- gas
- 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 - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Description
この反応により、白金等の触媒を担持しているカーボン担体の腐食が起こり、燃料電池を劣化させてしまう。そのため、このような劣化を抑制した種々の起動手法が開発されているが、起動時の劣化の原因が酸化剤極および燃料極の両者に空気が存在していることという点に鑑みれば、停止時に何らかの処置を行うことにより、起動時の劣化を抑制することも考えられる。
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。燃料電池システムは、固体高分子電解質膜を挟んで酸化剤極と燃料極とを対設した燃料電池構造体(燃料電池セル)をセパレータで挟持して、これを複数積層して構成される燃料電池スタック1を備える。この燃料電池スタック1は、燃料極に燃料ガスが供給されるとともに、酸化剤極に酸化剤ガスが供給されることにより、これらのガスを電気化学的に反応させて電力を発生する。本実施形態では、燃料ガスとして水素を、酸化剤ガスとして酸素(具体的には、酸素を含む空気)を用いるケースについて説明する。この燃料電池システムは、例えば、車両を駆動する電動モータの電源として、車両に搭載して使用される。
図8は、本発明の第2の実施形態にかかる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。この第2の実施形態にかかる燃料電池システムが第1の実施形態のそれと相違する点は、燃料電池スタック1を構成する発電セル1aが抵抗体4を備えた点にある。この抵抗体4は、燃料極と酸化剤極との間に接続されており、両極間において電気的な抵抗要素として機能する。なお、本実施形態にかかる燃料電池システムの構成は、第1の実施形態のそれと基本的に同じであるため、同一の構成要件には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
1a 発電セル
3 制御装置
4 抵抗体
10 水素系
11 燃料タンク
12 水素供給弁
13 水素調圧弁
14 水素循環ポンプ
15 エゼクタ
16 水素系出口弁(パージ弁)
20 空気系
21 コンプレッサ
22 空気調圧弁
23 空気系入口弁
24 空気系出口弁
30 電流取出部
31 制御部
32 電圧センサ
33 水素圧力センサ
34 空気圧力センサ
35 空気流量センサ
L10 水素供給流路
L11 水素循環流路
L12 水素排出流路
L20 空気供給流路
L21 空気排出流路
Claims (4)
- 燃料極に燃料ガスが供給されるとともに、酸化剤極に酸化剤ガスが供給されることにより、前記燃料ガスと前記酸化剤ガスとを電気化学的に反応させて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池の酸化剤極に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給流路と、前記酸化剤極から前記酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出流路とを含む酸化剤ガス系と、
前記燃料電池の燃料極から前記燃料ガスを排出する燃料ガス排出流路を含む燃料ガス系と、
前記酸化剤ガス系に設けられており、自己の動作状態に応じて、前記酸化剤ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制する酸化剤系規制手段と、
前記燃料ガス系に設けられており、自己の動作状態に応じて、前記燃料ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制する燃料系規制手段と、
前記燃料電池から電流を取り出す電流取出手段と、
システムの停止時に実行する停止制御として、前記電流取出手段によって取り出す電流を前記燃料極において水素不足が生じないように制御することにより、前記燃料電池の酸化剤極に存在する前記酸化剤ガスを消費し、前記酸化剤系規制手段の動作状態を制御することにより、前記酸化剤ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制し、前記燃料系規制手段の動作状態を制御することにより、前記燃料ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制する制御手段とを有する燃料電池システムであって、
前記燃料電池は、前記燃料極と前記酸化剤極との間を電気的に接続するとともに、当該極間において電気的な抵抗要素となる抵抗体をさらに有し、
前記抵抗体は、前記停止制御を終了した後に、前記燃料電池の電圧がゼロとなるような抵抗値に設定されており、
前記燃料電池は、一対の燃料極と酸化剤極とで構成される発電セルを、複数積層したスタック構造を有し、
前記抵抗体は、個々の発電セルに対応して、或いは、複数の発電セルに対応して複数設けられており、
前記抵抗体のそれぞれは、第1の抵抗体よりも外気が進入し易い箇所に設けられた第2の抵抗体の方が、前記第1の抵抗体よりも抵抗値が低く設定されることを特徴とする燃料電池システム。 - 燃料極に燃料ガスが供給されるとともに、酸化剤極に酸化剤ガスが供給されることにより、前記燃料ガスと前記酸化剤ガスとを電気化学的に反応させて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池の酸化剤極に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給流路と、前記酸化剤極から前記酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出流路とを含む酸化剤ガス系と、
前記燃料電池の燃料極から前記燃料ガスを排出する燃料ガス排出流路を含む燃料ガス系と、
前記酸化剤ガス系に設けられており、自己の動作状態に応じて、前記酸化剤ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制する酸化剤系規制手段と、
前記燃料ガス系に設けられており、自己の動作状態に応じて、前記燃料ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制する燃料系規制手段と、
前記燃料電池から電流を取り出す電流取出手段と、
システムの停止時に実行する停止制御として、前記電流取出手段によって取り出す電流を前記燃料極において水素不足が生じないように制御することにより、前記燃料電池の酸化剤極に存在する前記酸化剤ガスを消費し、前記酸化剤系規制手段の動作状態を制御することにより、前記酸化剤ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制し、前記燃料系規制手段の動作状態を制御することにより、前記燃料ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制する制御手段とを有する燃料電池システムであって、
前記燃料電池は、前記燃料極と前記酸化剤極との間を電気的に接続するとともに、当該極間において電気的な抵抗要素となる抵抗体をさらに有し、
前記抵抗体は、前記停止制御を終了した後に、前記燃料電池の電圧がゼロとなるような抵抗値に設定されており、
前記燃料電池は、一対の燃料極と酸化剤極とで構成される発電セルを、複数積層したスタック構造を有し、
前記抵抗体は、個々の発電セルに対応して、或いは、複数の発電セルに対応して複数設けられており、
前記抵抗体のそれぞれは、第1の抵抗体よりも前記酸化剤ガス供給流路および前記酸化剤ガス排出流路から近い箇所に設けられた第2の抵抗体の方が、前記第1の抵抗体よりも抵抗値が低く設定されることを特徴とする燃料電池システム。 - 燃料極に燃料ガスが供給されるとともに、酸化剤極に酸化剤ガスが供給されることにより、前記燃料ガスと前記酸化剤ガスとを電気化学的に反応させて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池の酸化剤極に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給流路と、前記酸化剤極から前記酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出流路とを含む酸化剤ガス系と、
前記燃料電池の燃料極から前記燃料ガスを排出する燃料ガス排出流路を含む燃料ガス系と、
前記酸化剤ガス系に設けられており、自己の動作状態に応じて、前記酸化剤ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制する酸化剤系規制手段と、
前記燃料ガス系に設けられており、自己の動作状態に応じて、前記燃料ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制する燃料系規制手段と、
前記燃料電池から電流を取り出す電流取出手段と、
システムの停止時に実行する停止制御として、前記電流取出手段によって取り出す電流を前記燃料極において水素不足が生じないように制御することにより、前記燃料電池の酸化剤極に存在する前記酸化剤ガスを消費し、前記酸化剤系規制手段の動作状態を制御することにより、前記酸化剤ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制し、前記燃料系規制手段の動作状態を制御することにより、前記燃料ガス系から前記燃料電池への外気の進入を規制する制御手段とを有する燃料電池システムであって、
前記制御手段は、前記燃料電池の酸化剤極への前記酸化剤ガスの供給を停止して、前記燃料電池の燃料極への前記燃料ガスの供給を継続した状態において前記電流取出手段によって取り出す電流を制御して、前記酸化剤極における前記酸化剤ガスを消費したことを判断した場合に、前記電流取出手段による電流の取り出しを停止するとともに前記燃料電池の燃料極への前記燃料ガスの供給を停止し、前記燃料電池の酸化剤極に存在する前記酸化剤ガスの濃度と、前記燃料電池の燃料極に供給される前記燃料ガスの状態とに基づいて、前記電流取出手段によって取り出す電流を制御することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記制御手段は、前記酸化剤極における前記酸化剤ガスが消費されたことを条件として、前記電流取出手段による電流の取り出しを停止することを特徴とする請求項3に記載された燃料電池システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006171349A JP5266626B2 (ja) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | 燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006171349A JP5266626B2 (ja) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | 燃料電池システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008004337A JP2008004337A (ja) | 2008-01-10 |
JP5266626B2 true JP5266626B2 (ja) | 2013-08-21 |
Family
ID=39008560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006171349A Expired - Fee Related JP5266626B2 (ja) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | 燃料電池システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5266626B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010085222A2 (en) * | 2009-01-22 | 2010-07-29 | Utc Power Corporation | Preventing air intrusion into hydrogen-stabilized fuel cells during shutdown |
JP5592657B2 (ja) * | 2010-01-13 | 2014-09-17 | 大阪瓦斯株式会社 | コージェネレーションシステム |
JP5592656B2 (ja) * | 2010-01-13 | 2014-09-17 | 大阪瓦斯株式会社 | 燃料電池用の運転制御装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4632501B2 (ja) * | 2000-09-11 | 2011-02-16 | 大阪瓦斯株式会社 | 燃料電池の停止保管方法 |
JP4904661B2 (ja) * | 2002-11-21 | 2012-03-28 | 株式会社デンソー | 燃料電池システム |
JP4907861B2 (ja) * | 2004-11-17 | 2012-04-04 | 東芝燃料電池システム株式会社 | 燃料電池発電システムとその停止保管方法、停止保管プログラム |
-
2006
- 2006-06-21 JP JP2006171349A patent/JP5266626B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008004337A (ja) | 2008-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4617675B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4993293B2 (ja) | 燃料電池システム及び移動体 | |
US8765315B2 (en) | Fuel cell system and method of controlling fuel cell system | |
JP5428307B2 (ja) | 燃料電池システム | |
WO2006109756A1 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2007257956A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5168825B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2008047353A (ja) | 燃料電池システム | |
CA2597570C (en) | Fuel cell system with voltage detection device | |
CN109786788B (zh) | 燃料电池*** | |
JP2007179786A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5168828B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2006079891A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5266626B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5077636B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2009129760A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 | |
KR101851830B1 (ko) | 연료 전지 시스템 및 그 제어 방법 | |
JP2005197156A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2005116402A (ja) | 燃料電池システムの起動方法 | |
JP2008084603A (ja) | 燃料電池システム及びそのパージ方法 | |
JP4940573B2 (ja) | 燃料ガス供給装置 | |
JP5136874B2 (ja) | 燃料電池システム及び排気弁の異常判定方法 | |
JP2008130358A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2008004445A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2009076261A (ja) | 燃料電池システム及びその起動方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090325 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120228 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120427 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121204 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130304 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20130311 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130409 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130422 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5266626 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |