固体电解质型燃料电池制造技术

本发明专利技术提供一种固体电解质型燃料电池，通过恰当地变更燃料电池模块的运行条件，可在长期间内保持性能。本发明专利技术是一种固体电解质型燃料电池(1)，其特征在于，具有：燃料电池模块(2)；燃料供给装置(38)；氧化剂气体供给装置(45)；及控制器(110)，控制从燃料供给装置供给的燃料量，控制器具备：劣化判定电路(110a)，判定燃料电池模块的劣化；及劣化应对电路(110b)，根据基于该劣化判定电路的劣化判定而变更燃料电池模块的运行条件，劣化判定电路储存基于由劣化应对电路变更的运行条件的燃料电池模块的运行结果，根据所储存的运行结果执行进一步的劣化判定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种固体电解质型燃料电池。
技术介绍
固体电解质型燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell 以下也称为“SOFC”)是将氧化物离子导电性固体电解质用作电解质，在其两侧安装电极，在一侧供给燃料气体，在另一侧供给氧化剂(空气、氧等)，并在较高的温度下进行动作的燃料电池。在该SOFC中，利用经过氧化物离子导电性固体电解质的氧离子和燃料的反应生成水蒸气或二氧化碳，产生电能及热能。向SOFC外部取出电能，使用于各种电气用途。另一方面，热能用于使燃料、SOFC及氧化剂等的温度上升。而且，公知燃料电池单电池经过长期间的使用会逐渐劣化。在日本国特开 2007-87756号公报(专利文献1)中记载有固体氧化物型燃料电池。在该燃料电池中记载有，通过调节燃料流量而使燃料电池单电池的劣化减少。而且，在日本国特开2003-217627号公报(专利文献幻中记载有燃料供给量控制装置、燃料供给量控制方法及电力供给系统。该燃料供给量控制装置构成为，当由于燃料电池单电池劣化导致相对于规定的燃料供给量所能取出的电力降低时，补偿燃料供给量。专利文献1 日本国特开2007-87756号公报专利文献2 日本国特开2003-217627号公报但是，通常由于燃料电池单电池针对运行条件变更的响应极慢，因此在变更燃料供给量等的运行条件后，需要数小时左右的较长时间才能将其反映于输出电力。而且，由于燃料电池单电池的输出电力被外气温度、外气湿度、运行履历等非常多的主要因素影响，因此这使掌握燃料电池单电池的状态变得更难。因此，例如时时刻刻检测出燃料电池单电池的劣化，根据所检测出的燃料电池单电池的劣化连续地补偿燃料供给量等的运行条件是非常困难的。此外，由于误判燃料电池单电池的劣化而导致进行不恰当的运行条件的补偿时，有时会促进燃料电池单电池劣化， 在连续地进行这种不恰当的运行条件的补偿时，促进燃料电池单电池劣化的风险变得更尚ο而且，相反可以考虑预先预测燃料电池单电池可能发生的劣化，根据燃料电池单电池的运行时间等进行提前设定的运行条件的补偿。但是，由于燃料电池单电池各个个体之间的差异较大，即使根据除运行时间以外的运行履历，所需的补偿量也不同，因此很难预先设定有效的运行条件的补偿，在进行了不恰当的补偿时，会促进燃料电池单电池劣化。
技术实现思路
于是，本专利技术的目的在于提供一种固体电解质型燃料电池，通过恰当地变更燃料电池模块的运行条件，可在长期间内保持性能。为了解决上述课题，本专利技术是一种固体电解质型燃料电池，其特征在于，具有燃4料电池模块，具备多个固体电解质型燃料电池单电池；燃料供给装置，向该燃料电池模块供给燃料；氧化剂气体供给装置，向燃料电池模块供给氧化剂气体；及控制器，通过控制从燃料供给装置供给的燃料量来控制上述燃料电池模块的运行，控制器具备劣化判定电路，根据从燃料电池模块的运行结果得到的规定的测定值判定燃料电池模块的劣化；及劣化应对电路，由该劣化判定电路判定了燃料电池模块存在劣化时，变更燃料电池模块的运行条件以应对劣化，控制器还构成为，在劣化判定电路判定了燃料电池模块存在劣化时，根据由劣化应对电路变更的运行条件使燃料电池模块运行，其后，取得从基于变更后的运行条件的燃料电池模块的运行结果得到的规定的测定值并进行储存，通过对比所储存的测定值和其后新取得的规定的测定值，判定运行条件变更后所发生的燃料电池模块的进一步劣化的加重度，另一方面，构成为当判定为燃料电池模块未劣化时，不更新已储存的测定值。在如此构成的本专利技术中，控制器控制燃料供给装置及氧化剂气体供给装置，向燃料电池模块供给燃料及氧化剂气体。而且，控制器所具备的劣化判定电路判定燃料电池模块的劣化，劣化应对电路根据劣化判定变更燃料电池模块的运行条件。劣化判定电路储存基于由劣化应对电路变更的运行条件的燃料电池模块的运行结果，根据所储存的运行结果执行进一步的劣化判定。根据如此构成的本专利技术，由于储存基于由劣化应对电路变更的运行条件的燃料电池模块的运行结果，根据所储存的运行结果执行进一步的劣化判定，因此劣化判定电路可以分数次判定劣化。即，由于能够在吸收了劣化状态的状态下进行下次的劣化判定，因此不会蓄积劣化判定误差，可切实地防止误判。由此，可按照劣化状态恰当地变更运行条件，可在长期间内保持性能。在本专利技术中，优选还具有检测固体电解质型燃料电池单电池的温度的温度检测传感器，劣化判定电路根据以规定的劣化判定运行条件运行时的固体电解质型燃料电池单电池的温度，判定燃料电池模块的劣化。根据如此构成的本专利技术，由于劣化判定电路根据以规定的劣化判定运行条件运行时的固体电解质型燃料电池单电池的温度，判定燃料电池模块的劣化，因此可防止劣化的误判。在本专利技术中，优选还具备检测燃料电池模块的输出电力的电力检测传感器，劣化判定电路根据以规定的劣化判定运行条件运行时的燃料电池模块的输出电力，判定燃料电池模块的劣化。根据如此构成的本专利技术，由于劣化判定电路根据以规定的劣化判定运行条件运行时的燃料电池模块的输出电力，判定燃料电池模块的劣化，因此可使劣化的判定精度提高。在本专利技术中，优选劣化判定电路作为从运行结果得到的规定的测定值储存固体电解质型燃料电池单电池的温度，根据该温度，执行燃料电池模块的进一步的劣化判定。根据如此构成的本专利技术，劣化判定电路作为运行结果储存固体电解质型燃料电池单电池的温度，根据该温度，执行燃料电池模块的进一步的劣化判定，因此，可恰当地掌握燃料电池模块劣化的加重程度。在本专利技术中，优选劣化判定电路在燃料电池模块的初期运行时，作为基准温度储存对应于规定的运行条件的固体电解质型燃料电池单电池的温度，根据该基准温度，执行燃料电池模块最初的劣化判定。根据如此构成的本专利技术，由于根据燃料电池单电池初期的基准温度，执行燃料电池模块最初的劣化判定，因此即使具备固体电解质型燃料电池单电池的燃料电池模块存在个体差异时，也能够正确地进行劣化判定。在本专利技术中，优选劣化应对电路在劣化判定电路多次连续或在规定时间内持续判定了燃料电池模块的劣化时，变更燃料电池模块的运行条件。根据如此构成的本专利技术，由于在多次连续判定了劣化时，或在规定时间内持续判定了劣化时，变更运行条件，因此即使在暂时存在故障等时也能够正确地进行劣化判定。在本专利技术中，优选劣化判定电路在由劣化应对电路变更了运行条件之后，在经过规定的劣化判定时间后执行下一次燃料电池模块的劣化判定。根据如此构成的本专利技术，由于在经过规定的劣化判定时间后，执行劣化判定，因此能够在燃料电池模块的稳定的运行状态下执行劣化判定，可正确地进行劣化判定。在本专利技术中，优选由劣化应对电路变更了运行条件时，劣化判定电路作为从运行结果得到的规定的测定值储存燃料电池模块相对于变更后的运行条件的输出电力，根据该输出电力，判定燃料电池模块的进一步的劣化。根据如此构成的本专利技术，由于由劣化应对电路变更了运行条件时，储存变更后的运行条件的输出电力，执行进一步的劣化判定，因此可防止误判并进行多次劣化判定。在本专利技术中，优选控制器在固体电解质型燃料电池单电池的温度达到规定的上限温度时，将上限温度时的输出电力作为从燃料电池模块输出的最大电力即额定输出电力， 而进行以后的控制。根据如此构成的本专利技术，由于将上限温度时的输出电力作为额定输出电力，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：重住司，大江俊春，土屋胜久，中野清隆，川村昌之，
申请(专利权)人：TOTO株式会社，
类型：发明
国别省市：