JP6488112B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
請求項3に係る燃料電池システムは、前記第1セルスタック、前記第2セルスタック、及び前記第3セルスタックは、前記第3セルスタック、前記第1セルスタック、前記第2セルスタックの順に積層されて一体的にモジュール化され、前記第3セルスタックと前記第1セルスタックとの境界で陰極が共通化され、前記第3セルスタックの陽極は前記陰極と積層方向の反対側に設けられ、前記第1セルスタックと前記第2セルスタックとの境界で陽極が共通化され、前記第2セルスタックの陰極は、前記第1セルスタックの積層方向の反対側に設けられている。
図1、図2において、本実施形態に係る燃料電池システム10は、複数の燃料電池の一例たる第1セルスタック11及び第2セルスタック12と、流路14と、電気配線16,18とを有している。
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図1、図2において、本実施形態に係る燃料電池システム10では、改質器24で水蒸気改質された燃料が、流路14Aを通じて第1セルスタック11に供給される。これにより、第1セルスタック11において発電が行われる。第1セルスタック11で利用されなかった燃料は、流路14Bを通じて第2セルスタック12に供給される。これにより、第2セルスタック12において発電が行われる。このように本実施形態では、第1セルスタック11及び第2セルスタック12が、燃料の流路14に直列に接続されているので、燃料を有効利用して、発電効率を高めることができる。
なお、カスケード型の燃料電池において特定のセルスタックでの燃料利用率が過大、即ちカスケード型の燃料電池において特定のセルスタックと他のセルスタックとの燃料利用率のバランスが偏ると、燃料利用率が大きいセルスタックの負荷が過大となり、電極寿命が低下する。この観点から本実施形態では燃料利用率の上限を、単独セルスタックで構成される燃料電池で通常採用される75%と同等の値に設定している。
図3、図4において、本実施形態に係る燃料電池システム20は、複数の燃料電池として、第3セルスタックと、流路14における第3セルスタックの下流側に位置する第1セルスタック11と、第1セルスタック11の下流側に位置する第2セルスタック12とを有している。図中、第3セルスタック13は「Cell Stack−C」とも表記される。第3セルスタック13は、例えば固体酸化物形燃料電池(SOFC)であり、燃料電池セル26が電気的に直列に積層されて構成されている。
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図3、図4において、本実施形態に係る燃料電池システム20では、改質器34で水蒸気改質された燃料が、流路14Cを通じて第3セルスタック13に供給される。これにより、第3セルスタック13において発電が行われる。第3セルスタック13で利用されなかった燃料は、流路14Aを通じて第1セルスタック11に供給される。これにより、第1セルスタック11において発電が行われる。第1セルスタック11で利用されなかった燃料は、流路14Bを通じて第2セルスタック12に供給される。これにより、第2セルスタック12において発電が行われる。
以上、本発明の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
Claims (3)
- 燃料を用いて各々が発電を行い、互いに積層されて一体的にモジュール化された、第1セルスタック及び第2セルスタックと、
前記第1セルスタック及び前記第2セルスタックに直列に前記燃料を供給する流路と、
前記第1セルスタックと前記第2セルスタックとの境界で共通化された陰極と、前記第1セルスタックと前記第2セルスタックの各々について前記陰極と積層方向の反対側に設けられた陽極に、前記第1セルスタックと前記第2セルスタックが並列になるように各々接続され、前記第1セルスタック及び前記第2セルスタックで発電された電力を取り出す電気配線と、を有する燃料電池システム。 - 燃料を用いて発電を行う複数の燃料電池と、
前記複数の燃料電池に直列に前記燃料を供給する流路と、
前記複数の燃料電池の電極に、前記複数の燃料電池が並列になるように接続され、前記複数の燃料電池で発電された電力を取り出す電気配線と、
を有し、
前記複数の燃料電池として、第3セルスタックと、前記流路における前記第3セルスタックの下流側に位置する第1セルスタックと、前記第1セルスタックの下流側に位置する第2セルスタックとを有し、
前記第3セルスタックと前記第1セルスタックの間の前記流路に対して、燃料が追加供給される、燃料電池システム。 - 前記第1セルスタック、前記第2セルスタック、及び前記第3セルスタックは、前記第3セルスタック、前記第1セルスタック、前記第2セルスタックの順に積層されて一体的にモジュール化され、
前記第3セルスタックと前記第1セルスタックとの境界で陰極が共通化され、前記第3セルスタックの陽極は前記陰極と積層方向の反対側に設けられ、
前記第1セルスタックと前記第2セルスタックとの境界で陽極が共通化され、前記第2セルスタックの陰極は、前記第1セルスタックの積層方向の反対側に設けられている、請求項2に記載の燃料電池システム。
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