JP6475723B2 - マルチスタック電気化学セルシステムおよび使用方法 - Google Patents
マルチスタック電気化学セルシステムおよび使用方法Info
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Description
3 MEA
5 流路構造
7A アノード
7B カソード
8 電解質膜
10 電気化学セル
11、12、13、14、15 セルスタック
16、17、18、19、20 流体逆止弁
21、22、23、24、25、31 流入口ライン
26、27、28、29、30 流出口ライン
32 流入口選択弁
33 流出口弁
34 パージライン
35 パージ弁
40 マルチスタックシステム
44 デバイス
45 制御器
Claims (18)
- 電気化学セルスタックシステムであって、該セルスタックシステムは、
複数の第一の導管により互いに流体連結された複数の電気化学セルスタックであり、各第一の導管は、少なくとも2つのセルスタックを連結してセルスタックのループを形成し、該複数のセルスタックのそれぞれは、第一の流体を受けるための流入端および第二の流体を放出するための流出端を有する、電気化学セルスタック;
複数の第一の弁であり、少なくとも1つの第一の弁は、各第一の導管上に位置し、該第一の弁は、流体の流動を実質的に阻止するための閉じた配置であってもよいし、流体の流動を許容するための開いた配置であってもよい、第一の弁;
複数の流入ラインにより、該複数のセルスタックのそれぞれの該流入端に流体連結され、該第一の流体を含有するように設計されている、流体源;
複数の流出ラインにより、該複数のセルスタックのそれぞれの該流出端に流体連結され、該第二の流体を受けるように設計されている、パージ機構;
前記複数のセルスタックのうちどれが前記第一のセルスタックであり、前記複数のセルスタックのうちどれが前記第二のセルスタックであるかを制御し、さらに、前記第一のセルスタックがいつ変更されるか、および前記第二のセルスタックがいつ変更されるかを制御する、制御器;および
電圧を測定するように設計された、少なくとも1つの測定デバイス
を含み、
該セルスタックシステムは、該流体源から該複数のセルスタックの第一のセルスタックの該流入端に、該複数の流入ラインの第一の流入ラインを介して、該第一の流体を送るように設計されており、さらに、該複数のセルスタックの第二のセルスタックの該流出端から、該複数の流出ラインの第一の流出ラインを介して、該第二の流体を受けるように設計されており;
該制御器は、該電圧が予め決められた閾値を超える場合、前記複数のセルスタックのうちどのセルスタックにおいて前記流体の流れが流動することを阻止するかを切り換え;
該セルスタックシステムは、該複数のセルスタックのうちの1つのセルスタックの少なくとも1つのパラメーターが正常な作動範囲から外れていると感知された場合、そのセルスタックを隔離するように設計されている、上記電気化学セルスタックシステム。 - 前記複数のセルスタックのいずれかが、前記第一のセルスタックであってもよく、前記複数のセルスタックのいずれかが、前記第二のセルスタックであり得るように、前記シス
テムが設計されている、請求項1に記載の電気化学セルスタックシステム。 - ある時点における前記複数の第一の弁の1つのみが、前記閉じた配置になるように設計されている、請求項2に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 前記閉じた配置の前記第一の弁が、前記第一のセルスタックと前記第二のセルスタックとの間に位置している、請求項3に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 流入口弁をさらに含み、該流入口弁は、前記流体源と前記複数の流入ラインとの間に位置しており、前記第一の流体を、前記第一の流体源から前記第一の流入ラインを介して前記第一のセルスタックに向かわせるように設計されている、請求項1に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 流出口弁をさらに含み、該流出口弁は、前記複数の流出ラインと前記パージ機構との間に位置しており、前記第二の流体を、前記第二のセルスタックから前記第一の流出ラインを介して前記パージ機構に向かわせるように設計されている、請求項1に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 前記第一の流体が、前記第二の流体と異なっている、請求項1に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 前記第一の流体が、前記第二の流体より低い濃度の非水素ガスを含有する、請求項1に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 電気化学セルスタックシステムであって、該セルスタックシステムは、
互いに流体連結されてループを形成する複数のセルスタック;および
電圧を測定するように設計された、少なくとも1つの測定デバイス
を含み、
流体が、該ループ中の該複数のセルスタック間を流動し、
該システムは、該セルスタックのいずれか2つの間における該流体の流動を実質的に阻止するように設計されており、
該システムは、該複数のセルスタックのうちどの2つのセルスタックにおいて該流体の流れがその間を流動することを阻止するかを切り換えるように設計されており;
該制御器は、該電圧が予め決められた閾値を超える場合、前記2つのセルスタックのうちどのセルスタックにおいて前記流体の流れがその間を流動することを阻止するかを切り換え;
該セルスタックシステムは、該複数のセルスタックのうちの1つのセルスタックの少なくとも1つのパラメーターが正常な作動範囲から外れていると感知された場合、そのセルスタックを隔離するように設計されている、上記電気化学セルスタックシステム。 - その間の流体の流動が所与の時点で実質的に阻止されている前記セルスタックが、第一のセルスタックおよび第二のセルスタックを包含し、該第一のセルスタックは、流体源から第一の流体を受けるように設計されており、さらに該第一の流体を隣の前記ループ中の複数のセルスタックに連続的に放出するように設計されており、該第二のセルスタックは、該第一の流体を受けるための前記ループ中の最後のセルスタックであり、該第二のセルスタックは、第二の流体をパージ弁に放出するように設計されている、請求項9に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 前記第二の流体が、前記第一の流体より高濃度の汚染物質を包含する、請求項10に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 前記複数のセルスタックのそれぞれが、前記ループ中で複数の導管により流体連結されており、該複数の導管のそれぞれが、連結された燃料電池スタック間の流体の流動が実質的に阻止されている第一の配置と、連結された燃料電池スタック間の流体の流動が許容されている第二の配置とを切り換えるように設計された弁を包含する、請求項10に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 前記流体源を複数の流入口ラインに流体連結する流入口弁をさらに含み、該流入口弁は、前記複数のセルスタックのそれぞれに該複数の流入口ラインの1つを介して流体連結されており、さらに、前記流体源から前記第一の流体を受けて、前記第一の流体を、ある時点における該複数の流入口ラインの1つを介して前記第一のセルスタックに送るように設計されている、請求項10に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 前記パージ弁を複数の流出口ラインに流体連結する流出口弁をさらに含み、該流出口弁は、前記複数のセルスタックのそれぞれに該複数の流出口ラインの1つを介して流体連結されており、さらに、ある時点における該複数の流出口ラインの1つを介して前記第二のセルスタックから前記第二の流体を受けて、前記第二の流体を前記パージ弁に送るように設計されている、請求項10に記載の電気化学セルシステム。
- 制御器をさらに含み、該制御器は、前記流入口弁および前記流出口弁に機能するように連結されており、前記流体の流れがその間を流動することを阻止されている前記複数のセルスタックのセルスタックを切り換えるように設計されている、請求項10に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 前記セルスタックのそれぞれが、複数の個々のセルを包含し、電圧が、セルスタック中の該複数の個々のセルの1つ、セルスタック中の該個々のセルの平均電圧、またはセルスタックの該複数の個々のセルの最大電圧に基づき測定される、請求項9に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 前記複数のセルスタックのそれぞれが、少なくとも3つの他のセルスタックに流体連結されている、請求項9に記載の電気化学セルスタックシステム。
- 前記複数のセルスタックが、水素圧縮機または水素精製器の少なくとも1つを包含する、請求項9に記載の電気化学セルスタックシステム。
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