燃料电池系统技术方案

提供一种即使在控制部发生了异常停止的情况下也能够防止燃料极的氧化劣化的燃料电池系统。燃料电池系统(1)具备：SOFC(10)，其通过还原气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电；控制部(40)，其控制向SOFC供给还原气体和氧化剂气体；探测部(45)，其探测从控制部发送的该控制部的正常信号的停止或该控制部的异常信号；以及维持部(50)，其根据探测部的探测结果使SOFC的燃料极维持还原状态。维持部具备向燃料极供给氢来作为还原气体的氢供给系统(51)。统(51)。统(51)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及一种燃料电池系统。

技术介绍

[0002]近年来，正在推进固体氧化物型燃料电池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)的开发。SOFC是如下一种发电机构：在空气极生成的氧化物离子透过电解质向燃料极移动，在燃料极氧化物离子通过与氢或一氧化碳反应，由此来产生电能。SOFC在当前已知的燃料电池的形态中具有发电的动作温度最高(例如600℃～1000℃)且发电效率最高的特性。
[0003]专利文献1公开了一种燃料电池系统，其具备：检测单元，其检测不再向SOFC供给燃料的状态；以及紧急停止单元，其根据检测单元的检测结果来使SOFC紧急停止。该燃料电池系统还具备控制单元，控制单元以检测单元检测不到燃料为条件，来实施停止供给燃料和氧化剂而向SOFC供给非活性气体的保护动作。
[0004]专利文献2公开了一种发电系统，其具备：排气管路(vent line)，其从供来自SOFC的废燃料气体流通的废燃料气体管路分支出；设置在排气管路中的截止阀和节流孔；以及测量单元，其测量SOFC的系统压差并输出到控制装置。在该发电系统中，在控制装置发生了故障的情况下，控制截止阀和节流孔等，以使燃料气体和氧化性气体的供给系统及排出系统切断，从而使由测量单元测量出的压差成为规定值。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2006
‑
66244号公报
[0008]专利文献2：日本特开2016
>‑
91644号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]然而，在专利文献1中，当控制单元停止时，不仅无法控制燃料和氧化剂的供给，而且也无法控制保护动作的实施。因此，无法使燃料极保持还原状态，存在燃料极发生氧化劣化这样的问题。
[0011]另外，在专利文献2中，只不过是仅维持系统压差(燃料极与空气极的压差)，在控制装置发生故障时没有使燃料极为还原状态，因此在该文献中也存在燃料极发生氧化劣化这样的问题。
[0012]本专利技术是鉴于该问题点而完成的，其目的之一在于提供一种即使在控制部发生了异常停止的情况下也能够防止燃料极的氧化劣化的燃料电池系统。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]本实施方式的燃料电池系统的一个方式的特征在于，具备：固体氧化物型燃料电池，其由被供给还原气体的燃料极和被供给氧化剂气体的空气极夹着电解质，通过还原气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电；控制部，其控制向所述固体氧化物型燃料电池
供给还原气体和氧化剂气体；探测部，其探测从所述控制部发送的该控制部的正常信号的停止和/或该控制部的异常信号；以及维持部，其根据所述探测部的探测结果，使所述燃料极维持还原状态。
[0015]专利技术的效果
[0016]根据本专利技术，能够以控制部发送异常信号或无法发送正常信号为条件，利用维持部使燃料极维持还原状态。由此，能够防止变为高温的燃料极发生氧化劣化。
附图说明
[0017]图1是示出第一实施方式的燃料电池系统的框图。
[0018]图2是用于说明燃料电池系统的异常停止时的动作的时间图。
[0019]图3是示出第二实施方式的燃料电池系统的框图。
[0020]图4是示出第三实施方式的燃料电池系统的框图。
具体实施方式
[0021][第一实施方式][0022]参照图1来详细地说明第一实施方式的燃料电池系统。图1是示出第一实施方式的燃料电池系统的框图。
[0023]如图1所示，燃料电池系统1具有固体氧化物型燃料电池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)10。SOFC 10具有将多个单体层叠或作为集合体来构成的电池堆。各单体具有由空气极和燃料极夹着电解质(均未图示)的基本结构，在各单体之间夹着隔膜。电池堆的各单体串联地电连接。SOFC 10是如下的发电机构：在空气极生成的氧化物离子透过电解质向燃料极移动，在燃料极氧化物离子通过与氢或一氧化碳反应来产生电能。
[0024]SOFC 10具有向燃料极供给燃料气体(还原气体)的阳极气体流路(燃料气体流路、还原气体流路)11以及向空气极供给氧化剂气体的阴极气体流路(氧化剂气体流路)12。作为燃料气体，利用城市燃气(甲烷气体)、天然气、诸如消化气体的生物气体等由烃类燃料组成的气体。作为氧化剂气体，能够例示出大气中的空气。
[0025]燃料电池系统1具备与阳极气体流路11的入口部连接的阳极气体供给路径21以及与阴极气体流路12的入口部连接的阴极气体供给路径22。在SOFC10发电时，经由阳极气体供给路径21向阳极气体流路11供给燃料气体，该燃料气体在阳极气体流路11中流动。另外，经由阴极气体供给路径22向阴极气体流路12供给氧化剂气体，该氧化剂气体在阴极气体流路12中流动。被供给到阳极气体流路11的燃料气体(还原气体)与被供给到阴极气体流路12的氧化剂气体发生电化学反应，由此产生直流电流(SOFC 10进行发电)。SOFC 10所产生的直流电流被逆变器(省略图示)转换为交流电流(DC/AC转换)。
[0026]在阴极气体供给路径22中设置有反应空气鼓风机24。阴极气体供给路径22利用反应空气鼓风机24将大气中的空气作为氧化剂气体取入并供给到阴极气体流路12。
[0027]燃料电池系统1具备与阳极气体流路11的出口部连接的阳极气体排出路径26以及与阴极气体流路12的出口部连接的阴极气体排出路径27。另外，燃料电池系统1具备与阳极气体排出路径26及阴极气体排出路径27连接的燃烧器28。阳极气体排出路径26将从阳极气体流路11的出口部排出的排出气体向燃烧器28排出，阴极气体排出路径27将从阴极气体流
路12的出口部排出的排出气体向燃烧器28排出。燃烧器28在通过对从SOFC 10排出的排出气体进行燃烧而去除了该排出气体中的杂质后进行排气。
[0028]燃料电池系统1具备从阳极气体排出路径26分支的再循环路径31。再循环路径31使从阳极气体流路11的出口部排出的排出气体从阳极气体排出路径26再循环到阳极气体供给路径21。在再循环路径31中设置有用于向再循环路径31内送出排出气体的再循环鼓风机32。在此，用于使排出气体再循环到阳极气体供给路径21中的再循环系统30由再循环路径31和再循环鼓风机32构成。
[0029]燃料电池系统1具有对该燃料电池系统1的各构成要素统一进行驱动控制的控制部40。更为具体地说，控制部40与省略了图示的阳极气体供给路径21的调节阀、反应空气鼓风机24以及再循环鼓风机32连接，在SOFC 10运转时执行这些各构成要素的驱动控制、接通断开控制或开闭控制。通过控制部40对上述调整阀、反应空气鼓风机24等进行的控制来控制燃料气体(还原气体)和氧化剂气体的供给。控制部40例如由PC(Personal Computer：个人计算机)或PLC(Programmabl本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池系统，其特征在于，具备：固体氧化物型燃料电池，其由被供给还原气体的燃料极和被供给氧化剂气体的空气极夹着电解质，通过还原气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电；控制部，其控制向所述固体氧化物型燃料电池供给还原气体和氧化剂气体；探测部，其探测从所述控制部发送的该控制部的正常信号的停止和/或该控制部的异常信号；以及维持部，其根据所述探测部的探测结果，使所述燃料极维持还原状态。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述维持部具备向所述燃料极供给氢来作为还原气体的氢供给系统。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述维持部具备：燃料供给系统，其用于供给烃类燃料；水供给系统，其用于供给水；以及重整部，其将从所述燃料供给系统供给的烃类燃料和从所述水供给系统供给的水进行重整来向所述燃料极供给还原气体。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥邦幸，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：