[發明專利]燃料電池系統

有效

• 申請號: 201710205830.1
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107275661B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 水野淳;戶田茂;塚本啟司;本間弘樹
• 申請（專利權）人: 本田技研工業株式會社
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;孟偉青

本發明提供一種燃料電池系統，其可防止供給重整氣體的燃料電池組內的碳析出。本發明的燃料電池系統(10A)的特征在于，其具備：將包含烴的原燃料部分氧化而生成一氧化碳和氫的部分氧化重整器(22)；使上述一氧化碳和水蒸氣進行變換反應而生成二氧化碳和氫的變換反應器(23)；利用在上述部分氧化重整器(22)和上述變換反應器(23)中的至少一者中生成的上述氫與氧化劑氣體的電化學反應而進行發電的燃料電池組(20)；和將上述燃料電池組(20)的排氣中包含的水蒸氣供給至上述變換反應器(23)的排氣回流配管(P6)。

技術領域

本發明涉及燃料電池系統。

背景技術

以往，已知使用重整氣體作為燃料氣體的燃料電池系統(例如，參見專利文獻1、2等)。作為該重整氣體，可以舉出：將烴作為原燃料而在下述式(1)中所示的水蒸氣重整反應中得到的氣體、或在下述式(2)所示的部分氧化反應中得到的氣體。

-CH₂-+H₂O→CO+2H₂…式(1)

-CH₂-+1/2O₂→CO+H₂…式(2)

這樣的燃料電池系統具有下述優點：具備使用部分氧化反應(其與水蒸氣重整反應相比反應速度快)的重整氣體供給裝置時，氣體處理效率優異，從這方面來看，能夠實現燃料電池系統的小型化(緊湊化)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-160465號公報

專利文獻2：日本特開2010-67534號公報

發明內容

發明所要解決的課題

然而，如下述式(3)所示，在重整氣體中較多含有的CO(一氧化碳)會析出碳(C)。

所析出的碳會在燃料電池組內產生焦化。

因此，本發明的課題在于提供一種燃料電池系統，其可防止供給重整氣體的燃料電池組內的碳析出。

用于解決課題的方案

可解決上述課題的本發明的燃料電池系統的特征在于，其具備：將原燃料部分氧化而生成一氧化碳和氫的部分氧化重整器；使上述一氧化碳和水蒸氣進行變換反應而生成二氧化碳和氫的變換反應器；利用在上述部分氧化重整器和上述變換反應器中的至少一者中生成的上述氫與氧化劑氣體的電化學反應而進行發電的燃料電池組；和將上述燃料電池組的排氣中包含的水蒸氣供給至上述變換反應器的排氣回流配管。

若利用該燃料電池系統，通過變換反應器所產生的變換反應，燃料氣體中的一氧化碳濃度降低，從而可防止燃料電池組內的碳析出。

另外，這樣的燃料電池系統也可以為如下構成：上述燃料電池組通過將固體氧化物型燃料電池層積兩個以上而形成，上述排氣包含上述固體氧化物型燃料電池的陽極排出氣體。

若利用該燃料電池系統，通過陽極排出氣體供給在變換反應器中使用的水蒸氣。由此，能夠將陽極排出氣體中包含的未燃的燃料氣體進行再利用，燃料電池系統的發電效率提高。

另外，這樣的燃料電池系統也可以為如下構成：其具備將使上述原燃料發生部分氧化的氧化劑氣體供給至上述部分氧化重整器的氧化劑氣體供給流道，接近上述變換反應器而配置有上述氧化劑氣體供給流道以使得在上述氧化劑氣體供給流道中流通的上述氧化劑氣體與上述變換反應器進行熱交換而能夠將上述變換反應器冷卻。