[发明专利]混合动力装置以及混合动力系统

说明书

技术领域

本发明涉及具备电解单元堆装置和燃料电池单元堆装置的混合动力装置以及具备该混合动力装置的混合动力系统。

背景技术

近几年，作为下一代能量，提出了将能够使用燃料气体(含氢气体)和含氧气体(空气)来得到电力的固体氧化物型的燃料电池单元(SOFC)排列多个而成的燃料电池单元堆装置。

另一方面，近几年作为制造氢的其他方法，也提倡了使用具备固体氧化物型的电解质膜的电解单元(SOEC)的高温水蒸气电解法。

进而，还提出了将该固体氧化物型的燃料电池单元(SOFC)和固体氧化物型的电解单元(SOEC)组合而成的固体电解质型燃料电池发电设备(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平11-214021号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述专利文献1中，仅仅是将固体氧化物型的燃料电池单元(SOFC)和固体氧化物型的电解单元(SOEC)进行组合的情况作为框图来进行了记载，而对于具体的构成并没有任何启示，希望得到一种更高效率的构成。

因此，本发明的目的在于提供一种将电解单元堆装置和燃料电池单元堆装置组合而成的、效率更高的混合动力装置以及具备该混合动力装置的混合动力系统。

用于解决课题的手段

本发明的混合动力装置的特征在于，具备：电解单元堆装置，其具有电解单元堆，所述电解单元堆具备多个从包含水蒸气的气体生成含氢的气体的电解单元；和燃料电池单元堆装置，其具有燃料电池单元堆，所述燃料电池单元堆具备多个燃料电池单元，并构成为由所述电解单元堆装置生成的含氢的气体的至少一部分被供给到所述燃料电池单元堆装置，在所述燃料电池单元堆的附近配置有用于生成包含向所述电解单元堆装置供给的水蒸气的气体的气化器。

此外，本发明的混合动力系统的特征在于，具备上述的混合动力装置、和用于向所述燃料电池单元堆装置的所述歧管供给含氧的气体或水蒸气的辅助装置。

进而，本发明的混合动力系统的特征在于，具备：上述的混合动力装置；和控制装置，其在该混合动力装置的运行停止处理中进行控制，使得停止向所述燃料电池单元堆装置的外部负载的电流的供给，并且在所述燃料电池单元的温度成为给定温度以下之后，停止向所述电解单元堆装置的电流的供给以及向所述气化器的水的供给。

发明效果

本发明的混合动力装置由于能够高效率地将水蒸气供给到电解单元堆装置，并且能够改善燃料电池单元堆装置的温度分布，能够提高发电效率，因此能够成为高效率的混合动力装置。

此外，本发明的混合动力系统能够成为可靠性得到提高的混合动力系统。

附图说明

图1是表示本实施方式的混合动力装置的一例的外观立体图。

图2(a)是摘取构成本实施方式的混合动力装置的电解单元堆装置的一部分来进行表示的俯视图，(b)是摘取构成本实施方式的混合动力装置的燃料电池单元堆装置的一部分来进行表示的俯视图。

图3是表示本实施方式的混合动力装置的另一例的外观立体图。

图4是表示本实施方式的混合动力装置的又一例的外观立体图。

图5是表示构成图4所示的混合动力装置的电解单元堆装置的一例的剖面图。

图6是表示本实施方式的混合动力装置的又一例的外观立体图。

图7(a)、(b)是表示本实施方式的混合动力系统的一例的框图。

图8是与本实施方式的混合动力系统的起动相关的流程图。

具体实施方式

图1是表示本实施方式的混合动力装置的一例的外观立体图。另外，在以下的说明中，针对同一要素使用同一符号来进行说明。

如图1所示，本实施方式的混合动力装置1具备固体氧化物型的电解单元堆装置2、和固体氧化物型的燃料电池单元堆装置3。

在电解单元堆装置2中，通过供给水蒸气，并且在电解单元堆装置2中流动电流(施加电压)，从而产生电解反应，生成含氢的气体。

另一方面，在燃料电池单元堆装置3中，通过供给燃料气体即含氢的气体，从而能够产生发电反应并获得电力。

因此，通过将该电解单元堆装置和燃料电池单元堆装置进行组合，除了能够得到含氢的气体以外，还能够获得电力，能够成为高效率的混合动力装置。