[發明專利]固體電解質型燃料電池

有效

• 申請號: 201010500335.1
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102035004A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 重住司;大塚俊治;土屋勝久;中野清隆;大江俊春
• 申請（專利權）人: TOTO株式會社
• 主分類號: H01M8/10
• 分類號: H01M8/10;H01M8/04
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營

技術領域

本發明涉及一種固體電解質型燃料電池，尤其涉及一種使燃料和發電用氧化劑氣體進行反應來發電的固體電解質型燃料電池。

背景技術

固體電解質型燃料電池(Solid?Oxide?Fuel?Cell：以下也稱為“SOFC”)是將氧化物離子導電性固體電解質用作電解質，在其兩側安裝電極，在一側供給燃料氣體，在另一側供給氧化劑(空氣、氧等)，并在較高的溫度下進行發電的燃料電池。

在該SOFC中，利用經過氧化物離子導電性固體電解質的氧離子和燃料的反應生成水蒸氣或二氧化碳，產生電能及熱能。向SOFC外部取出電能，使用于各種電氣用途。另一方面，熱能使用于使燃料、重整器、水及氧化劑等的溫度上升。

日本國特許第2005-5213號公報(專利文獻1)中記載有包括固體電解質型燃料電池的發電·供熱水熱電聯供系統。在此處記載的燃料電池中，尺寸長的電池電堆豎立在鉛垂方向上，向其供給燃料氣體及含氧氣體。這些氣體在電池電堆中發生反應，生成電力。而且，反應中未使用的燃料氣體及含氧氣體在電池電堆的上端部燃燒，該燃燒熱量利用于加熱重整器、電池電堆等。

而且，在日本國特許第2009-32555號公報(專利文獻2)中記載有燃料電池裝置。在該燃料電池裝置中的起動處理工序中，用于供給燃料氣體的重整器及燃料電池單電池升溫至規定的溫度。而且，在起動處理工序中，在重整器內隨著溫度的上升而切換執行部分氧化重整反應(POX)、自熱重整反應(ATR)、水蒸氣重整反應(SR)，進行燃料的重整。

而且，在日本國特許第2009-32555號公報所記載的燃料電池裝置中，當電堆的溫度達到可開始發電的溫度后開始基于電堆的發電。由此，在電堆被充分加熱，并處于穩定的狀態下，開始發電。

專利文獻1：日本國特許第2005-5213號公報

專利文獻2：日本國特許第2009-32555號公報

但是，如日本國特許第2005-5213號公報中記載的固體電解質型燃料電池那樣，在燃料電池單電池的一端使發電中未使用的燃料燃燒，通過該燃燒熱量加熱燃料電池單電池的燃料電池中，存在難以加熱遠離燃料電池單電池燃燒部的部分的問題。即，如日本國特許第2005-5213號公報所記載的固體電解質型燃料電池那樣，在燃料電池單電池的上端部使燃料燃燒，通過該燃燒熱量加熱燃料電池單電池的燃料電池中，存在燃料電池單電池下部難以被加熱而容易在燃料電池單電池上產生溫度不均勻的問題。該溫度不均勻的問題在燃料電池單電池的尺寸長時尤為突出。

因此，在燃料電池起動到實際開始發電期間，使供給到燃料電池單電池的燃料燃燒，并使燃料電池單電池升溫至可發電的溫度的燃料電池中，如日本國特許第2009-32555號公報所記載的那樣，存在為使燃料電池單電池的溫度狀態充分穩定而需要較長時間的問題。即，在集中加熱燃料電池單電池一端部的燃料電池中，為使燃料電池單電池全體溫度均勻地充分升溫需要較長時間，因此，存在從起動到開始發電的起動時間變長的問題。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種固體電解質型燃料電池，能夠縮短從起動到開始發電的時間，并在充分穩定的狀態下開始發電。