燃料電池系統及其熱回收方法

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

101150022

專利證號

I 580104

專利獲證名稱

燃料電池系統及其熱回收方法

專利所屬機關 (申請機關)

國立交通大學

獲證日期

2017/04/21

技術說明

高溫型燃料電池熱電系統係由氣體熱交換器、燃料重組器、燃料電池堆與後燃器等元件配置而成，其優點在於高的能量轉換效率，能量轉出型式包括電能與熱能。一般常見之燃料電池熱電系統可能因為開發者／使用者的地域關係，並未透過系統架構設計的方式來提高其電能輸出比例，因此常見的熱電系統設計較不適用電能需求遠大於熱能需求的地區，例如亞熱帶地區。 本發明提出一新的燃料電池熱電系統架構，適用於使用的燃料在重組產生氫氣過程為吸熱反應。本發明利用5組熱交換器的設計，讓後燃器所產生的廢熱大部分用於協助燃料電池電化學反應的進行，此做法可以降低後燃器氣體輸出的溫度，並使得系統有較高的電能／熱能輸出比例。此外，亦透過熱交換器的設計，讓進入燃料電池堆的陽極氣體溫度與陰極氣體溫度相近，藉此降低燃料電池的熱應力問題，提高電池壽命。本發明同時提出在該系統架構下的系統溫度控制方式，此控制方式透過後燃器額外的空氣輸入來進行，與現行的作法相較之下，其優點是溫度控制硬體架構簡單，且對於控制輸入的限制較少。 This invention proposes a novel SOFC-CHP system architecture suitable for the SOFC systems that their hydrogen reforming processes are endothermic. In this invention, five heat exchangers are designed to ensure most of the heat generated by the after burner is recycled to assist the electricity power generation. This approach not only maximizes the ratio of electricity power output, but also lowers the operating temperature of the after burner and heat exchangers. Furthermore, the gas after the reformer and the heated air are designed to go through one more heat exchange process before they get into the cell stack. This approach minimizes the temperature difference in the cell stack. Thus, it reduces the complexity of the stack temperature control problem.

備註

本會(收文號1120019924)同意該校112年4月7日陽明交大研產學字第1120010771號函申請終止維護專利(國立陽明交通大學)

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