專(zhuān)利名稱(chēng)：具有可選擇性調(diào)節(jié)的直接和間接內(nèi)重整的內(nèi)重整燃料電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池，并且尤其涉及以改進(jìn)燃料電池組件內(nèi)溫度分布的方式應(yīng)用供應(yīng)燃料的內(nèi)重整的高溫燃料電池組件。
背景技術(shù)：
通常在使用燃料電池時(shí)將電池布置在一個(gè)組件(通常為堆疊)中以產(chǎn)生可用的功率級(jí)。通常還利用含氫燃料(比如甲烷)作為燃料電池組件的燃料供應(yīng)以及重整這種燃料以產(chǎn)生用來(lái)流過(guò)該組件的含氫燃料過(guò)程氣體。
在高溫內(nèi)重整的燃料電池組件中，比如在內(nèi)重整的熔融碳酸鹽燃料電池組件中，燃料供應(yīng)在組件的內(nèi)部被重整以產(chǎn)生燃料過(guò)程氣體。該氣體隨后被輸送通過(guò)該組件的燃料電池的陽(yáng)極室。在其經(jīng)過(guò)陽(yáng)極室時(shí)，燃料過(guò)程氣體與承載在該組件的燃料電池的陰極室中的氧化劑過(guò)程氣體進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。電化學(xué)反應(yīng)通過(guò)將陽(yáng)極室和陰極室分隔開(kāi)并在兩者間傳導(dǎo)帶電離子的電解質(zhì)來(lái)發(fā)生。這使得該組件產(chǎn)生希望的電能或輸出。
內(nèi)重整的高溫燃料電池組件的有利之處在于其避免了對(duì)于昂貴且復(fù)雜的外重整裝備的需求。另外，吸熱(即吸收或需要熱量)的重整反應(yīng)能有利地用來(lái)幫助冷卻該組件。
通過(guò)利用蒸汽重整催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)重整燃料電池組件中燃料供應(yīng)的重整。催化劑布置在該組件內(nèi)碳?xì)浠衔锶剂瞎?yīng)的路徑中，從而重整該燃料供應(yīng)并產(chǎn)生燃料過(guò)程氣體。已經(jīng)使用了兩種形式的內(nèi)重整直接和間接的。每種都基于重整催化劑相對(duì)于該組件的燃料電池的陽(yáng)極室具體的放置關(guān)系。
在直接內(nèi)重整中，重整催化劑布置在燃料電池陽(yáng)極室中直接將碳?xì)浠衔锶剂线\(yùn)載到燃料電池陽(yáng)極的陽(yáng)極通路中，即布置在直接與陽(yáng)極電極相通的陽(yáng)極通路中。其優(yōu)點(diǎn)是直接將重整工藝中產(chǎn)生的含氫燃料氣體提供給該電極。然而，在這種類(lèi)型的布置中，由于重整催化劑處于直接運(yùn)載碳?xì)浠衔锶剂系年?yáng)極通路中，催化劑就通過(guò)陽(yáng)極電極和陽(yáng)極通路暴露于該組件燃料電池的電解質(zhì)。長(zhǎng)時(shí)間之后，這種暴露會(huì)降低催化劑的性能。
在間接內(nèi)重整中，重整催化劑布置在燃料電池組件內(nèi)與直接和陽(yáng)極電極相通的陽(yáng)極通路相隔離或移開(kāi)的腔室或通路中。重整的過(guò)程氣體隨后被發(fā)送到這些陽(yáng)極通路以進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。間接內(nèi)重整的優(yōu)點(diǎn)是，由于重整催化劑位于隔離的通路中，就能更好地保護(hù)催化劑免受由于燃料電池電解質(zhì)所導(dǎo)致的毒化或劣化。
美國(guó)專(zhuān)利No.4,182,795描述了一種系統(tǒng)和方法，其中高溫燃料電池通過(guò)與直接將燃料供應(yīng)氣體運(yùn)載到陽(yáng)極電極的陽(yáng)極通路隔開(kāi)的通路進(jìn)行間接內(nèi)重整。在該系統(tǒng)和方法中，隔離通路中的流動(dòng)基于所希望的總體冷卻程度與陽(yáng)極通路中的流動(dòng)無(wú)關(guān)地設(shè)定。而且，兩個(gè)流動(dòng)路徑分離的管道和外部接頭以及閥用來(lái)將重整的氣體傳送到陽(yáng)極電極。
美國(guó)專(zhuān)利No.4,365,007公開(kāi)了一種應(yīng)用直接內(nèi)重整的燃料電池系統(tǒng)和方法。在此情況下，重整催化劑布置在通過(guò)多孔隔板與將燃料供應(yīng)氣體運(yùn)載到燃料電池陽(yáng)極的陽(yáng)極通路相通的通路中。多孔隔板用來(lái)將催化劑與燃料電池的電解質(zhì)部分地隔離，并且該系統(tǒng)還依賴(lài)于含催化劑通路和陽(yáng)極通路之間的壓力差以將重整的氣體提供給陽(yáng)極電極并防止電解質(zhì)蒸汽達(dá)到催化劑。該系統(tǒng)的成本由于需要復(fù)雜的陽(yáng)極集電器來(lái)提供隔離通路和陽(yáng)極通路以及多孔隔板的額外材料而非常高。而且，利用差壓來(lái)將重整的燃料氣體通過(guò)多孔隔板均勻地傳送到陽(yáng)極通路可能難以實(shí)現(xiàn)。
美國(guó)專(zhuān)利No.4,567,117公開(kāi)了一種技術(shù)，其能用于利用間接或直接內(nèi)重整的燃料電池。在此情況下，對(duì)用于重整的催化劑進(jìn)行修整以提高燃料電池中均勻的溫度分布。尤其，催化劑直接應(yīng)用于陽(yáng)極集電器中形成隔離通路或陽(yáng)極通路的那些部件，并且活性地分布以重整燃料電池較熱區(qū)域中更多的氣體從而降低溫度不均勻性。上述針對(duì)795`專(zhuān)利和007`專(zhuān)利所述的對(duì)于直接內(nèi)重整和間接內(nèi)重整的限制也適用于此，同時(shí)還取決于本專(zhuān)利的技術(shù)應(yīng)用于直接的還是間接的內(nèi)重整燃料電池。
美國(guó)專(zhuān)利No.4,788,110描述了一種可用于直接內(nèi)重整燃料電池的技術(shù)，其中陽(yáng)極集電器形成了含催化劑通路，該含催化劑通路相對(duì)于也由集電器形成的陽(yáng)極通路部分地屏蔽。具有這種構(gòu)造，催化劑的部分屏蔽使得其不容易參與重整過(guò)程并且因而降低了其作用。
美國(guó)專(zhuān)利No.5,175,062描述了一種間接內(nèi)重整燃料電池堆疊。重整單元沿著堆疊的長(zhǎng)度相隔一定距離地布置。每個(gè)重整單元包括在其角落處具有燃料供給口含U形催化劑腔或通路。來(lái)自重整單元的重整氣體傳遞到歧管，歧管將重整氣體供給到與堆疊燃料電池的陽(yáng)極電極相通的陽(yáng)極通路以進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。在該系統(tǒng)中，由于對(duì)于燃料供給管尺寸的要求，就出現(xiàn)了相對(duì)高的燃料氣體壓降并且增大了該系統(tǒng)的成本。
美國(guó)專(zhuān)利No.5,348,814描述了一種間接內(nèi)重整燃料電池的堆疊，其也具有沿著堆疊長(zhǎng)度分布的重整單元。在該堆疊中，歧管處于內(nèi)部。由于用來(lái)在堆疊中形成每個(gè)重整單元的雙極板的復(fù)雜性，堆疊的成本相對(duì)較高。
美國(guó)專(zhuān)利No.5,660,941公開(kāi)了一種間接內(nèi)重整燃料電池堆(疊)，其中用于隔離的重整腔中的催化劑元件具有不同的構(gòu)造。其中描述了板狀催化劑元件和用于插入在陽(yáng)極集電器頂部之上的支撐催化劑丸的篩孔型元件。
美國(guó)專(zhuān)利No.4,877,693描述了一種應(yīng)用間接和直接內(nèi)重整燃料電池的堆疊。間接內(nèi)重整通過(guò)利用沿著燃料電池堆疊長(zhǎng)度分布的含催化劑通路來(lái)進(jìn)行。這些通路與直接將燃料供應(yīng)氣體運(yùn)載到堆疊的燃料電池陽(yáng)極電極的陽(yáng)極通路隔開(kāi)。直接重整由布置在陽(yáng)極通路中的催化劑來(lái)進(jìn)行。在此情況下，新鮮供應(yīng)氣體穿過(guò)含催化劑通路并被部分地重整。部分重整的氣體隨后穿過(guò)陽(yáng)極通路，在該處氣體被進(jìn)一步重整并且重整的氣體進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。歧管用來(lái)將部分重整的氣體從隔離的含催化劑通路接到陽(yáng)極通路。
一種最新的應(yīng)用間接和直接內(nèi)重整的燃料電池堆疊在受讓給與本申請(qǐng)為相同受讓人的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.10/269,481中公開(kāi)。在該堆疊中，含催化劑隔離通路的形式為沿著堆疊的長(zhǎng)度分布且包含U形流動(dòng)路徑的重整單元。重整單元的出口和具有含催化劑陽(yáng)極通路的陽(yáng)極室的進(jìn)口與同一歧管相通以使得來(lái)自重整單元的部分重整的供應(yīng)氣體被傳遞到陽(yáng)極通路。在該系統(tǒng)中，而且，燃料供應(yīng)布置在該同一歧管中以防止系統(tǒng)泄漏。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有直接和間接內(nèi)重整的燃料電池組件，其更能適于燃料電池組件在組件壽命過(guò)去之后的變化；本發(fā)明的又一目的是提供一種具有直接和間接內(nèi)重整的燃料電池組件，其能在使用不同成分的燃料時(shí)更好地實(shí)現(xiàn)希望的溫度分布和性能；和本發(fā)明的再一目的是提供一種具有直接和間接內(nèi)重整的燃料電池組件，其能在面對(duì)催化劑劣化時(shí)更好地實(shí)現(xiàn)希望的溫度分布和性能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的原理，以上和其它目的在一種燃料電池系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，這種燃料電池系統(tǒng)包括具有一個(gè)或多個(gè)燃料電池且適于包括一個(gè)或多個(gè)直接內(nèi)重整通路和一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路以重整燃料供應(yīng)的燃料電池組件、以及用來(lái)選擇性地和可調(diào)節(jié)地對(duì)第一和第二燃料供應(yīng)部分至相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路和一個(gè)或多個(gè)直接內(nèi)重整通路的接合進(jìn)行控制的接合組件。在以后將描述的本發(fā)明實(shí)施例中，接合組件分別將第一和第二燃料供應(yīng)部分導(dǎo)向至間接內(nèi)重整通路和組合組件。后來(lái)的組合組件還從間接內(nèi)重整通路接收輸出。組合組件的組合輸出隨后被供給到燃料電池組件的直接內(nèi)重整通路。
管道接頭將第一和第二燃料供應(yīng)部分分別導(dǎo)向至供給間接重整通路和組合組件的第一和第二管道。第一和第二管道中的閥允許對(duì)第一和第二燃料供應(yīng)部分進(jìn)行有選擇的調(diào)節(jié)。


在結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的以上和其它特點(diǎn)和方面將會(huì)變得更加明顯，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例具有直接和間接內(nèi)重整的燃料電池系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例具有直接和間接內(nèi)重整的燃料電池系統(tǒng)；圖3示出了如同481`申請(qǐng)那樣的具有直接和間接內(nèi)重整的燃料電池系統(tǒng)；圖4示出了對(duì)于圖1所示本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)性地測(cè)得的堆疊溫度；圖5示出了對(duì)于圖3所示481`申請(qǐng)的燃料電池系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)性地測(cè)得的堆疊溫度；圖6示出了與圖3所示481`申請(qǐng)的燃料電池系統(tǒng)相比，在圖1所示本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的堆疊溫度分布中測(cè)得的改進(jìn)；和圖7示出了各種燃料作為溫度的函數(shù)而計(jì)算的重整效率。
具體實(shí)施例方式
圖3示意性地示出了481`申請(qǐng)中所述類(lèi)型的燃料電池系統(tǒng)101，該申請(qǐng)的內(nèi)容以參考的方式結(jié)合于此。在圖3中，系統(tǒng)101包括具有一個(gè)或多個(gè)燃料電池102的燃料電池組件101A，每個(gè)燃料電池102具有陽(yáng)極室103、陰極室104以及位于其間的電解質(zhì)105。雖然只是示出了一個(gè)燃料電池102，但是燃料電池組件101A通常具有很多彼此疊置以形成燃料電池堆(疊)的電池102。
燃料電池102的燃料電池陽(yáng)極室103包括陽(yáng)極電極103A和陽(yáng)極通路103B。陽(yáng)極通路包含重整催化劑并且與陽(yáng)極電極103A直接相通。于是，陽(yáng)極通路導(dǎo)致了含碳?xì)浠衔锶剂瞎?yīng)的直接內(nèi)重整并將重整的含碳?xì)浠衔锶剂线^(guò)程氣體直接應(yīng)用于陽(yáng)極電極。
燃料電池組件101A還包括位于組件101A中的又一通路106，該通路106與陽(yáng)極通路103B移開(kāi)或隔開(kāi)并且還包含用來(lái)對(duì)新鮮碳?xì)浠衔锕?yīng)燃料進(jìn)行間接內(nèi)重整的催化劑。再次，雖然只是示出了一個(gè)通路，組件101A通常具有多個(gè)沿著燃料電池組件的長(zhǎng)度分布的通路106并且這些通路通常由與組件的燃料電池?zé)崃魍ǖ母鱾€(gè)重整單元所構(gòu)成。
在圖3的系統(tǒng)中，新鮮供應(yīng)燃料111穿過(guò)過(guò)熱器107，該過(guò)熱器還從燃料電池102的陰極室104的出口接收排出的氧化劑氣體。新鮮供應(yīng)燃料通過(guò)穿過(guò)過(guò)熱器107而被加熱，被加熱的新鮮供應(yīng)燃料隨后進(jìn)入間接內(nèi)重整通路106，在該處一部分被加熱的新鮮供應(yīng)燃料被重整以產(chǎn)生含氫燃料過(guò)程氣體。剩余新鮮供應(yīng)燃料和含氫燃料過(guò)程氣體的混合物隨后被接到直接內(nèi)重整陽(yáng)極通路103B，在該處又一部分剩余新鮮供應(yīng)燃料被轉(zhuǎn)變?yōu)楹瑲淙剂线^(guò)程氣體。
在穿過(guò)陽(yáng)極通路時(shí)，含氫燃料過(guò)程氣體與燃料電池的陰極室104中的氧化劑過(guò)程氣體通過(guò)陽(yáng)極和陰極電池103A和104A以及電解質(zhì)105經(jīng)受電化學(xué)轉(zhuǎn)變。這樣就產(chǎn)生了所希望的電輸出的產(chǎn)生。
同樣還示出，來(lái)自陽(yáng)極通路的陽(yáng)極排氣(其包含未使用的含氫燃料過(guò)程氣體)被供應(yīng)到混合單元108，混合單元108還接收新鮮氧化劑供應(yīng)氣體(所示為空氣)。在混合單元108中混合之后，所得到的混合流被供應(yīng)到氧化器109，在該處燃燒陽(yáng)極排氣以將氣流中氧化劑供應(yīng)氣體的溫度升高到燃料電池102所需的溫度。
在使用新鮮供應(yīng)燃料的間接和直接內(nèi)重整時(shí)，圖3所示的系統(tǒng)因而能降低催化劑劣化的影響，因?yàn)榇呋瘎└俚乇┞队陔娊赓|(zhì)。其還能更好地實(shí)現(xiàn)燃料電池內(nèi)希望的溫度分布，以便在希望的溫度下工作。然而，雖然對(duì)于給定成分的新鮮供應(yīng)燃料能實(shí)現(xiàn)這些作用，但是成分的變化將降低性能。而且，由于在電池和堆疊的操作壽命過(guò)去之后會(huì)出現(xiàn)催化劑劣化，性能再次會(huì)受損。
因此，為了能更好地使燃料電池系統(tǒng)101適應(yīng)于不同成分的新鮮供應(yīng)燃料和催化劑劣化，圖3所示的系統(tǒng)已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行了修改以提供對(duì)于向間接內(nèi)重整通路106和直接內(nèi)重整陽(yáng)極通路103B供應(yīng)燃料的更大程度的控制。圖1示出了具有這種增加的控制措施的本發(fā)明的第一實(shí)施例。
在圖1中，與圖3中相同的部件已經(jīng)類(lèi)似地進(jìn)行標(biāo)識(shí)。尤其，根據(jù)本發(fā)明，在圖1中，圖3所示系統(tǒng)已經(jīng)被修改為包括接合組件201，其用來(lái)可調(diào)節(jié)地和選擇性地控制新鮮燃料供應(yīng)111的第一和第二部分111A和11B向間接內(nèi)重整通路106和直接內(nèi)重整陽(yáng)極通路103B的流動(dòng)。更具體地，組件201包括管道接頭202，在該處新鮮供應(yīng)燃料111的第一和第二部分111A和111B被分段或分割并可分別用于第一和第二管道或管線202A和202B。第一管道202A通向間接內(nèi)重整通路106并且第二管道通向同樣為接合組件201一部分的組合器203。
組合器203將留在間接內(nèi)重整通路106中的部分重整的氣體和剩余新鮮供應(yīng)燃料氣體與由管道202B所運(yùn)載的新鮮供應(yīng)燃料的第二部分111B組合起來(lái)。這種組合的氣流隨后供給入直接內(nèi)重整陽(yáng)極通路103B，用于進(jìn)一步重整和電化學(xué)反應(yīng)。組件201還包括分別處于管道202A和202B中的閥204和205，用于允許對(duì)新鮮供應(yīng)燃料的第一和第二部分111A和111B進(jìn)行調(diào)節(jié)。
應(yīng)理解，閥204和205允許對(duì)相應(yīng)的新鮮燃料供應(yīng)部分進(jìn)行獨(dú)立的調(diào)節(jié)，這使得組件101A中希望的溫度分布更好地適應(yīng)于不同的新鮮燃料供應(yīng)成分。因而，通過(guò)控制閥205，例如，能實(shí)現(xiàn)組件101A中更適宜的溫度分布。更具體地，如果新鮮燃料供應(yīng)111的成分是如此的以致于其在間接內(nèi)重整通路106中將被過(guò)度地重整，通過(guò)將閥205打開(kāi)更大，能增大新鮮燃料供應(yīng)部分111B，從而降低新鮮燃料供應(yīng)部分111A以使得適量的燃料供應(yīng)將在間接通路106中被重整。而且，在燃料電池組件101A的工作時(shí)間增加且在直接內(nèi)重整通路103B中的催化劑劣化時(shí)，閥204能被更大地打開(kāi)以使得更多的新鮮供應(yīng)燃料在間接內(nèi)重整通路106中被重整以解決通路103B中催化劑的劣化。
應(yīng)理解，在本發(fā)明的圖1實(shí)施例中，在新鮮燃料供應(yīng)通過(guò)過(guò)熱器107之后，接合組件201響應(yīng)于新鮮燃料供座。在本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖2所示，接合組件201位于過(guò)熱器107的前面。
如圖2所示，在新鮮供應(yīng)燃料111進(jìn)入過(guò)熱器107之前，管道接頭202接收新鮮供應(yīng)燃料111并形成可分別用于第一和第二管道或管線202A和202B的新鮮供應(yīng)燃料111的第一和第二部分111A和111B。在此情況下，第一管道202A通向過(guò)熱器107并從過(guò)熱器107通向間接內(nèi)重整通路106。第二管道202B也通向組合器203而不穿過(guò)過(guò)熱器。
利用該實(shí)施例，新鮮供應(yīng)燃料的第一部分111A從而在與來(lái)自間接內(nèi)重整通路106的氣流相組合時(shí)處于比燃料電池組件溫度更低的溫度下。這就允許了對(duì)組件的額外冷卻。
圖4和5分別示出了圖1所示本發(fā)明的燃料電池組件和481`申請(qǐng)的燃料電池組件在等同工作點(diǎn)處試驗(yàn)地測(cè)得的溫度。圖5中對(duì)于481`申請(qǐng)組件的測(cè)量示出了燃料進(jìn)口面(fuel inlet face)附近接近650℃的溫度。對(duì)于本發(fā)明的組件，燃料進(jìn)口面溫度降低到620℃之下，如圖4所示。
圖1所示本發(fā)明的組件與481`申請(qǐng)中的組件相比在溫度分布方面的改進(jìn)在圖6中示出。這里，能清楚地看出本發(fā)明的組件的燃料進(jìn)口區(qū)域的凈冷卻(net cooling)。這些實(shí)驗(yàn)通過(guò)將具有交替燃料的本發(fā)明應(yīng)用于給定組件設(shè)計(jì)模擬了在溫度分布方面希望的改進(jìn)。
圖7示出了對(duì)于不同燃料作為溫度函數(shù)計(jì)算的均衡重整效率。通常，燃料電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)在40％至80％之間的間接內(nèi)重整效率下獲得優(yōu)化的溫度分布。從圖7中能看出，這使得在燃料電池組件的運(yùn)行溫度為550-650℃時(shí)甲烷為理想的燃料。對(duì)于其它燃料，比如丙烷、丁烷和己烷，對(duì)于為甲烷設(shè)計(jì)的組件間接內(nèi)重整將接近100％。這又將導(dǎo)致組件的燃料進(jìn)口面過(guò)熱并在組件中產(chǎn)生高的溫度梯度。具有圖1所示本發(fā)明的組件，有效的間接內(nèi)重整能從閥205關(guān)閉的100％連續(xù)地調(diào)節(jié)到打開(kāi)的閥204和205處于適合選擇位置的40％或者更低。這對(duì)于多種燃料的操作提供了明顯的優(yōu)點(diǎn)，比如對(duì)于安全應(yīng)用。
在所有情況下，可以理解到，上述布置和方法僅僅是表示本發(fā)明應(yīng)用的很多可能的具體實(shí)施例的示例。在不偏離本發(fā)明精神和范圍之下，根據(jù)本發(fā)明的原理能很容易地設(shè)想很多且變化的其它布置。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)，包括具有一個(gè)或多個(gè)燃料電池且適于包括一個(gè)或多個(gè)直接內(nèi)重整通路和一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路以重整燃料供應(yīng)的燃料電池組件；和用來(lái)選擇性地和可調(diào)節(jié)地對(duì)第一和第二燃料供應(yīng)部分至相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路和一個(gè)或多個(gè)直接內(nèi)重整通路的接合進(jìn)行控制的接合組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池系統(tǒng)，其中所述燃料電池系統(tǒng)還包括用于加熱燃料供應(yīng)的加熱器；和所述接合組件從所述加熱器接收所述加熱的燃料供應(yīng)并且將所述加熱的燃料供應(yīng)分段為所述第一和第二燃料供應(yīng)部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池系統(tǒng)，其中所述燃料電池系統(tǒng)還包括加熱器；和所述接合組件接收燃料供應(yīng)、將所述燃料供應(yīng)分段為所述第一和第二燃料供應(yīng)部分并在所述第二燃料供應(yīng)部分被接到所述一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路之前將所述第二燃料供應(yīng)部分運(yùn)載通過(guò)所述加熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池系統(tǒng)，其中所述接合組件將所述第二燃料供應(yīng)部分與來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路的流相組合以形成組合流并將組合流接到所述一個(gè)或多個(gè)直接內(nèi)重整通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的燃料電池系統(tǒng)，其中所述接合組件包括接收燃料供應(yīng)并將所述燃料供應(yīng)分段為所述第一和第二燃料供應(yīng)部分的接頭點(diǎn)；組合器；將所述第一燃料供應(yīng)部分運(yùn)載到所述一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路的第一管道；將所述第二燃料供應(yīng)部分運(yùn)載到所述組合器的第二管道；來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路的流被接至所述組合器；并且所述組合器的組合流被接至所述一個(gè)或多個(gè)直接內(nèi)重整通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的燃料電池系統(tǒng)，其中所述接合組件還包括所述第一管道中用來(lái)調(diào)節(jié)第一燃料供應(yīng)部分的第一閥；和所述第二管道中用來(lái)調(diào)節(jié)第二燃料供應(yīng)部分的第二閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的燃料電池系統(tǒng)，其中所述燃料電池系統(tǒng)還包括位于所述接頭點(diǎn)之前且在所述燃料供應(yīng)被接收于所述接頭點(diǎn)之前對(duì)所述燃料供應(yīng)進(jìn)行加熱的加熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的燃料電池系統(tǒng)，其中所述加熱器用來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的陰極排氣對(duì)所述燃料供應(yīng)進(jìn)行加熱；和所述燃料電池系統(tǒng)還包括用來(lái)將來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的陽(yáng)極排氣與氧化劑供應(yīng)相混合的混合器；用來(lái)接收來(lái)自所述混合器的流的氧化器，所述氧化器的輸出用作所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的陰極進(jìn)氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的燃料電池系統(tǒng)，其中所述燃料電池系統(tǒng)還包括在所述接頭點(diǎn)之后且在所述第一燃料供應(yīng)部分被運(yùn)載到所述一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路之前對(duì)所述第一燃料供應(yīng)部分進(jìn)行加熱的加熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的燃料電池系統(tǒng)，其中所述加熱器用來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的陰極排氣對(duì)所述燃料供應(yīng)進(jìn)行加熱；和所述燃料電池系統(tǒng)還包括用來(lái)將來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的陽(yáng)極排氣與氧化劑供應(yīng)相混合的混合器；用來(lái)接收來(lái)自所述混合器的流的氧化器，所述氧化器的輸出用作所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的陰極進(jìn)氣。
全文摘要
一種燃料電池系統(tǒng)，其中具有一個(gè)或多個(gè)燃料電池的燃料電池組件適于包括一個(gè)或多個(gè)直接內(nèi)重整通路和一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路以重整燃料供應(yīng)。該系統(tǒng)還設(shè)有用來(lái)選擇性地和可調(diào)節(jié)地對(duì)第一和第二燃料供應(yīng)部分至相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)間接內(nèi)重整通路和一個(gè)或多個(gè)直接內(nèi)重整通路的接合進(jìn)行控制的接合組件。
文檔編號(hào)H01M8/12GK1914756SQ200480041367
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月6日
發(fā)明者斯高特·C·布蘭柴特, 拉馬克里什納·萬(wàn)卡特拉曼 申請(qǐng)人:燃料電池能有限公司