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公開番号2025091591
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023206907
出願日2023-12-07
発明の名称電気化学システム
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人真明センチュリー
主分類C25B 9/00 20210101AFI20250612BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】負荷運転の稼働準備が整うまでの時間を短縮できる電気化学システムを提供する。
【解決手段】電気化学システムは、燃料極と、空気極と、燃料極と空気極とを離隔する固体酸化物の電解質と、を含むセルを複数積層したスタックと、燃料極および空気極に供給されるガスの量を調節する調節弁と、セルを加熱する加熱装置と、を備え、無負荷運転から負荷運転に切り替える起動時に、調節弁および加熱装置を制御する起動部を備え、起動部は、加熱装置の出力を高くし、調節弁によりガスの量を増やす。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とを離隔する固体酸化物の電解質と、を含むセルを複数積層したスタックと、
前記燃料極および前記空気極に供給されるガスの量を調節する調節弁と、
前記セルを加熱する加熱装置と、を備える電気化学システムであって、
無負荷運転から負荷運転に切り替える起動時に、前記調節弁および前記加熱装置を制御する起動部を備え、
前記起動部は、前記加熱装置の出力を高くし、前記調節弁により前記ガスの量を増やす電気化学システム。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記負荷運転から前記無負荷運転に切り替える休止時に、前記調節弁および前記加熱装置を制御する休止部を備え、
前記休止部は、前記加熱装置の出力を低くし、前記調節弁により前記ガスの量を減らす請求項１記載の電気化学システム。
【請求項３】
前記セルの温度に関する温度を検知する温度計を備え、
前記起動部は、前記温度計が検知した温度が、第１の温度と同等以下のときに作動する請求項１記載の電気化学システム。
【請求項４】
前記セルの温度に関する温度を検知する温度計を備え、
前記休止部は、前記温度計が検知した温度が、第２の温度と同等以上のときに作動する請求項２記載の電気化学システム。
【請求項５】
前記加熱装置は、前記ガスを加熱するヒータを含む請求項１から４のいずれかに記載の電気化学システム。
【請求項６】
前記セルの温度に関する温度を検知する温度計と、
前記温度計が検知した温度に基づいて前記ヒータの出力を調整する調整部と、を備える請求項５記載の電気化学システム。
【請求項７】
前記調整部は、前記負荷運転中の前記ヒータの出力を、前記起動時における前記ヒータの出力よりも低くする請求項６記載の電気化学システム。
【請求項８】
前記調整部は、前記起動時からの運転時間の経過に伴い、前記ヒータの出力を徐々に低くする請求項６記載の電気化学システム。
【請求項９】
前記温度計は、前記スタックから排出される前記ガスの温度を検知する第１の温度計を含み、
前記調整部は、前記負荷運転中に、前記第１の温度計が検知した温度を前記セルの温度と推定し、前記ヒータの出力を調整する請求項６記載の電気化学システム。
【請求項１０】
前記セルは電解セルである請求項１から４のいずれかに記載の電気化学システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料極と空気極とを隔離する電解質を含む固体酸化物形のセルを複数積層したスタックを備える電気化学システムに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形のセルを複数積層したスタックを備える電気化学システムは、セルの作動温度に加熱されたスタックにガスが供給され、ガスの化学エネルギーを電気エネルギーに変換して発電したり、ガスを電気分解して燃料を合成したりする。特許文献１に開示された先行技術では、発電や電気分解を待機している無負荷運転のときに、加熱装置によってスタックは予め設定された温度に維持される。無負荷運転から負荷運転に切り替えると、スタックにガスが供給され発電や電気分解が起こる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－２１６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無負荷運転から負荷運転に切り替えるとスタックに供給されるガスの量が増えるため、作動温度に維持されたスタックはガスで冷やされる。先行技術は、予め設定された温度よりもスタックの温度が低くなると加熱装置がスタックを加熱するが、スタックの温度が低くなったことを検知してからスタックの加熱を始めるため、負荷運転の稼働準備が整うまで時間がかかるという問題点がある。
【０００５】
本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、負荷運転の稼働準備が整うまでの時間を短縮できる電気化学システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するための第１の態様は、燃料極と、空気極と、燃料極と空気極とを離隔する固体酸化物の電解質と、を含むセルを複数積層したスタックと、燃料極および空気極に供給されるガスの量を調節する調節弁と、セルを加熱する加熱装置と、を備える電気化学システムであって、無負荷運転から負荷運転に切り替える起動時に、調節弁および加熱装置を制御する起動部を備え、起動部は、加熱装置の出力を高くし、調節弁によりガスの量を増やす。
【０００７】
第２の態様は、第１の態様において、負荷運転から無負荷運転に切り替える休止時に、調節弁および加熱装置を制御する休止部を備え、休止部は、加熱装置の出力を低くし、調節弁によりガスの量を減らす。
【０００８】
第３の態様は、第１又は第２の態様において、セルの温度に関する温度を検知する温度計を備え、起動部は、温度計が検知した温度が、第１の温度と同等以下のときに作動する。
【０００９】
第４の態様は、第１から第３の態様のいずれかにおいて、セルの温度に関する温度を検知する温度計を備え、休止部は、温度計が検知した温度が、第２の温度と同等以上のときに作動する。
【００１０】
第５の態様は、第１から第４の態様のいずれかにおいて、加熱装置は、ガスを加熱するヒータを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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