[發明專利]固體氧化物型燃料電池

在審

• 申請號: 201310300965.8
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103579648A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 赤木陽祐;阿部俊哉;大塚俊治;土屋勝久;松尾卓哉;渡邊直樹;大村肇;田中修平;星子琢也
• 申請（專利權）人: TOTO株式會社
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/12;H01M8/06;H01M8/24
• 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;栗濤

1.一種固體氧化物型燃料電池，是殘余氣體燃燒電池燃燒器方式的固體氧化物型燃料電池，供給至燃料電池單電池的燃料從一端流出，通過使流出的殘余氣體燃燒來加熱重整部，其特征在于，具有：

燃料電池模塊，具備在使燃料流過的內部通路上形成有燃料極的多個燃料電池單電池單元；

重整部，配置在該燃料電池模塊內的所述多個燃料電池單電池單元的上方，通過使所述燃料和重整用氧化劑氣體進行化學反應而引起的部分氧化重整反應以及使所述燃料和重整用水蒸氣進行化學反應而引起的水蒸氣重整反應來生成氫；

蒸發室，在所述多個燃料電池單電池單元的上方，與所述重整部鄰接配置，使所被供給的水蒸發；

燃燒室，配置在所述燃料電池模塊內，使流過所述內部通路的燃料在所述各燃料電池單電池單元的上端燃燒，加熱上方的所述重整部及所述蒸發室；

燃料供給部件，通過向所述重整部供給燃料，從而將在所述重整部中重整的燃料送入所述各燃料電池單電池單元；

重整用氧化劑氣體供給部件，向所述重整部供給重整用氧化劑氣體；

供水部件，向所述蒸發室供給重整用水；

發電用氧化劑氣體供給部件，向所述多個燃料電池單電池單元的氧化劑氣體極供給發電用氧化劑氣體；

及控制部件，在所述燃料電池模塊的起動工序中，控制所述燃料供給部件、所述重整用氧化劑氣體供給部件及所述供水部件，在所述重整部內發生部分氧化重整反應及水蒸氣重整反應，使所述多個燃料電池單電池單元升溫至可進行發電的溫度，

所述控制部件在所述起動工序的整個期間內，控制所述重整用氧化劑氣體供給部件及所述供水部件，避免在所述重整部內單獨發生部分氧化重整反應。

2.根據權利要求1所述的固體氧化物型燃料電池，其特征在于，所述控制部件作為所述重整部內的燃料重整工序僅執行在所述重整部內同時發生部分氧化重整反應及水蒸氣重整反應的ATR工序以及在所述重整部內僅發生水蒸氣重整反應的SR工序。

3.根據權利要求2所述的固體氧化物型燃料電池，其特征在于，所述控制部件控制所述重整用氧化劑氣體供給部件，使重整用氧化劑氣體的供給量在所述重整部內實現僅由部分氧化重整反應進行的燃料重整，與重整用氧化劑氣體中的氧O₂和燃料中的碳C的比值O₂/C＝0.4相比，始終使氧O₂的比例變少。

4.根據權利要求3所述的固體氧化物型燃料電池，其特征在于，所述控制部件將所述ATR工序分成多個階段來執行，在所述ATR工序的初期階段，控制所述供水部件，使供水量變為最少。

5.根據權利要求4所述的固體氧化物型燃料電池，其特征在于，所述控制部件在所述重整部的溫度達到發生部分氧化重整反應的溫度之前使所述供水部件開始供水，避免在所述重整部內單獨發生部分氧化重整反應。

6.根據權利要求5所述的固體氧化物型燃料電池，其特征在于，所述控制部件在使流過所述各燃料電池單電池單元的內部通路的燃料點燃后，在所述重整部的溫度達到發生部分氧化重整反應的溫度之前使所述供水部件開始供水。

7.根據權利要求6所述的固體氧化物型燃料電池，其特征在于，所述控制部件在執行使流過所述各燃料電池單電池單元的內部通路的燃料點燃的點火工序之前使所述供水部件工作，在所述點火工序中使所述供水部件停止，并且在點燃后使所述供水部件開始供水。

8.根據權利要求4所述的固體氧化物型燃料電池，其特征在于，所述控制部件在從所述ATR工序的初期階段即ATR1工序轉入下一個階段即ATR2工序時，使供水量增加，另一方面，將重整用氧化劑氣體供給量保持于一定。

9.根據權利要求8所述的固體氧化物型燃料電池，其特征在于，所述控制部件在從所述ATR1工序轉入所述ATR2工序時，將燃料供給量保持于一定。

10.根據權利要求9所述的固體氧化物型燃料電池，其特征在于，所述控制部件構成為在所述ATR2工序之后執行ATR3工序，從所述ATR2工序轉入所述ATR3工序時，變更燃料供給量及重整用氧化劑氣體供給量，另一方面，將供水量保持于一定。