[发明专利]固体电解质型燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体电解质型燃料电池，尤其涉及根据要求发电量使输出电力可变的固体电解质型燃料电池。

背景技术

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2)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

如上所述，在日本国特开2003-217627号公报(专利文献2)记载的燃料供给量控制装置中，根据相对于一定的燃料供给量的输出电力来补偿燃料供给量。但是，由于劣化而进行如下控制，即对相对于燃料供给量的输出电力降低的燃料电池的燃料供给量进行增量补偿，将输出电力保持于劣化前的水平时，存在如下问题，即该控制反而促进了燃料电池劣化。对于因补偿而促进了劣化的燃料电池，如果实施进一步的补偿，则陷入进一步促进了劣化这样的恶性循环，有时会大幅度地缩短燃料电池的寿命。

发明内容

因而，本发明的目的在于提供一种固体电解质型燃料电池，对于劣化加重的燃料电池单电池，能够抑制劣化加重。

为了解决上述的课题，本发明是一种根据要求发电量使发电电力可变的固体电解质型燃料电池，其特征在于，具有：燃料电池模块，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，对应于要求发电量，使从燃料供给装置供给的燃料供给量变化，控制器在推断或判定燃料电池模块劣化以后，使要求发电量变化时的燃料供给量单位时间内的变化率降低。

在如此构成的本发明中，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，控制器在推断或判定燃料电池模块劣化以后，使燃料供给量相对于要求发电量变化的单位时间内的变化率降低。

根据如此构成的本发明，由于推断或判定燃料电池模块劣化时，使燃料供给量单位时间内的变化率降低，因此燃料电池模块的温度变化变缓，能够抑制燃料电池模块的劣化加重。

在本发明中，优选控制器根据燃料电池模块的运行时间，推断燃料电池模块的劣化。

根据如此构成的本发明，由于根据运行时间推断燃料电池模块的劣化，因此能够简便地进行抑制劣化加重的控制。

在本发明中，优选上述燃料电池模块的劣化越是加重，或燃料电池模块越是长期间运行，则控制器越是使要求发电量变化时的燃料供给量单位时间内的变化率较大地降低。

根据如此构成的本发明，由于按照燃料电池模块的劣化加重程度，变更燃料供给量的变化率，因此可确保输出电力相对于要求发电量的跟踪性，并抑制燃料电池模块的劣化加重。

在本发明中，优选控制器在推断或判定劣化已加重至规定的状态以后，中止对应于要求发电量的控制，控制从燃料供给装置供给的燃料供给量，以输出规定的电力。

根据如此构成的本发明，由于在劣化加重至规定的状态后，输出一定的电力，因此能够使燃料电池模块的温度变化更少，可抑制燃料电池模块的劣化加重。

而且，本发明是一种根据要求发电量使发电电力可变的固体电解质型燃料电池，其特征在于，具有：燃料电池模块，具备多个固体电解质型燃料电池单电池；燃料供给部件，向该燃料电池模块供给燃料；氧化剂气体供给部件，向燃料电池模块供给氧化剂气体；及控制部件，对应于要求发电量，使从燃料供给部件供给的燃料供给量变化，控制部件在推断或判定燃料电池模块劣化以后，使要求发电量变化时的燃料供给量单位时间内的变化率降低。