(57)【要約】  本発明は、高温型燃料電池システムにおいて電気を生成する方法に関する。当該方法では、ガスは、前記燃料電池のアノード側（100）で循環される。アノード側（100）のガス組成が定められ、組成情報が提供され、燃料電池で電気を生成するための温度条件が調節される。当該方法では、前記組成情報を用いて、前記燃料電池システムへの制御された予備水供給を実行し、必要な場合、前記水供給を変更し、前記組成情報を用いて、アノード側（100）で制御されたガス循環を実行し、必要な場合、前記ガス循環を変更し、前記組成情報を用いて、前記燃料電池システムへの制御されたガス供給を実行し、必要な場合、前記ガス供給を変更することにより、燃料電池システムの定格出力が制御される。これにより、前記燃料電池システムの定格出力が変更され、前記高温型燃料電池システムにおける燃料として使用されるガスの、電気生成条件が実質的に最適に維持される。
2012518887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を用いて電気を生成する高温型燃料電池システムであって、
各燃料電池は、アノード側、カソード側、および前記アノード側とカソード側の間の電解質を有し、
当該高温型燃料電池システムは、アノード側にガスを循環する手段を有し、
当該高温型燃料電池システムは、
アノード側でのガス組成を定め、組成情報を提供する手段と、
前記組成情報を用いて、アノード側で、制御されたガス循環を実行する手段と、
前記組成情報を用いて、当該燃料電池システムに、制御された予備水供給を実行する手段と、
当該燃料電池システムにおける所望の温度条件を調節する少なくとも一つの熱交換器と、
前記組成情報を用いて、当該燃料電池システムに、制御されたガス供給を実行する手段と、
必要な際に、前記水供給を変更し、前記組成情報を用いて、当該燃料電池システムに制御された予備水供給を実行する前記手段を制御し、
必要な際に、前記ガス循環を変更し、前記組成情報を用いて、アノード側で、制御されたガス循環を実行する前記手段を制御し、さらに
必要な際に、前記ガス供給を変更して、前記組成情報を用いて、当該高温型燃料電池システムに制御されたガス供給を実行する前記手段を制御することにより、
当該燃料電池システムの定格出力を制御する手段と、
を有し、
これにより、当該高温型燃料電池システムの定格出力が変更され、当該高温型燃料電池システムにおいて、燃料として使用されるガスにとって、実質的に電気生成に最適な条件が維持されることを特徴とする高温型燃料電池システム。
【請求項２】
当該高温型燃料電池システムは、前記組成情報を用いて、水の量および／または温度を変化させることにより、制御された予備水供給を実行する手段を有することを特徴とする請求項1に記載の高温型燃料電池システム。
【請求項３】
当該高温型燃料電池システムは、前記組成情報を用いて、前記ガスの量および／または温度を変化させることにより、制御されたガス循環を実行する手段を有することを特徴とする請求項1に記載の高温型燃料電池システム。
【請求項４】
当該高温型燃料電池システムは、前記組成情報を用いて、前記少なくとも一つの熱交換器の動作を誘導する通過配置を有することを特徴とする請求項1に記載の高温型燃料電池システム。
【請求項５】
当該高温型燃料電池システムは、前記組成情報を用いて、前記少なくとも一つの熱交換器の効率を制御する通過配置を有することを特徴とする請求項1に記載の高温型燃料電池システム。
【請求項６】
当該高温型燃料電池システムは、アノード側でのガス組成を定め、組成情報として、前記ガス中の酸素と炭素の間の関係（O／C関係）を提供する手段を有することを特徴とする請求項1に記載の高温型燃料電池システム。
【請求項７】
当該高温型燃料電池システムは、アノード側でのガス循環と予備水供給の間の前記アノード流特性を制御することにより、当該高温型燃料電池システムの定格出力を制御する手段を有することを特徴とする請求項1に記載の高温型燃料電池システム。
【請求項８】
高温型燃料電池システムにおいて電気を生成する方法であって、
ガスは、前記燃料電池のアノード側で循環され、
当該方法は、
アノード側のガス組成を定め、組成情報を提供するステップと、
燃料電池で電気を生成するように、所望の温度条件を調節するステップと、
前記組成情報を用いて、前記燃料電池システムへの制御された予備水供給を実行し、必要な場合、前記水供給を変更し、
前記組成情報を用いて、アノード側で制御されたガス循環を実行し、必要な場合、前記ガス循環を変更し、
前記組成情報を用いて、前記燃料電池システムへの制御されたガス供給を実行し、必要な場合、前記ガス供給を変更することにより、
前記燃料電池システムの定格出力を制御するステップと、
を有し、
これにより、前記燃料電池システムの定格出力が変更され、前記高温型燃料電池システムにおける燃料として使用されるガスの、電気生成条件が実質的に最適に維持されることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記水供給は、前記組成情報を用いて、前記水の量および／または温度を変化させることにより変更されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記ガス循環は、前記組成情報を用いて、前記ガスの量および／または温度を変化させることにより変更されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１１】
前記所望の温度条件を調節する動作は、前記組成情報を用いて、通過配置によって誘導されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１２】
前記所望の温度条件を調節する際の効率は、前記組成情報を用いて、通過配置により制御されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１３】
アノード側でのガス組成は、組成情報として、前記ガスの酸素と炭素の間の関係（O／C関係）を提供するように定められることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１４】
前記定格出力の制御は、アノード側でのガス循環と予備水供給の間のアノード流特性を制御することにより、達成されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、高温型燃料電池システムにおける改良型燃料互換性配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界のエネルギーのほとんどは、石油、石炭、天然ガス、または原子力発電により生産されている。これらのすべての生産方法は、例えば、安定供給性や環境親和性に関する特有の問題を抱えている。環境のことを考慮した場合、特に、石油および石炭は、燃焼によって汚染を引き起こすという問題がある。原子力発電の問題としては、少なくとも、使用済み燃料の貯蔵がある。
【０００３】
特に、環境問題のため、より環境に配慮した、例えば、前述のエネルギー源を超えるバッテリ効率を有する、新たなエネルギー源が開発されている。燃料電池装置は、将来のエネルギー変換装置として有望視されており、この場合、環境に優しいプロセスにおいて、例えばバイオガスのような燃料を、化学反応を介して直接電気に変換することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図1に示すように、燃料電池は、アノード側100と、カソード側102と、両者の間の電解質材料104とを有する。固体酸化物型燃料電池（SOFC）では、カソード側102に酸素が供給され、この酸素は、カソードからの電子を受領して、マイナスの酸化物イオンに還元される。マイナスの酸化物イオンは、電解質材料104を通り、アノード側100に至り、ここで使用燃料と反応して、水と、典型的には二酸化炭素（CO2）とが生成される。アノード100とカソード102の間には、外部電気回路111があり、これは、燃料電池用の負荷110を有する。
【０００５】
図2には、高温型燃料電池装置の一例として、SOFC装置が示されている。SOFC装置は、燃料として、例えば天然ガス、バイオガス、メタノール、または炭化水素混合物を含む他の化合物を利用することができる。図2において、SOFC装置は、スタック103状に構成された、2以上の、通常複数の燃料電池を有する（SOFCスタック）。各燃料電池は、図1に示したような、アノード100およびカソード102の構造を有する。使用済み燃料の一部は、フィードバック配置109において再循環され、各アノードを通る。また、図2のSOFC装置は、燃料熱交換器105および改質器107を有する。熱交換器は、燃料電池プロセスにおける熱条件を制御するために使用され、2以上のものを、SOFC装置の異なる位置に配置しても良い。循環ガス中の余剰の熱エネルギーは、1または2以上の熱交換器105で回収され、SOFC装置に利用され、または外部熱回収ユニットにおいて利用される。改質器107は、例えば天然ガスのような燃料を、燃料電池での消費に適した組成物に変換する装置であり、例えば水素とメタン、二酸化炭素、一酸化炭素、および不活性ガスを含む組成物に変換する。ただし、各SOFC装置は、必ずしも改質器を有する必要はない。
【０００６】
測定手段115（燃料フローメータ、電流計、および温度計）を使用することにより、アノード再循環ガスを介して、SOFC装置の運転に必要な測定が実施される。アノード100で使用されたガスの一部のみが、フィードバック配置109において、アノードに再循環され、ガスの他の一部は、アノード100から排気114される。
【０００７】
固体酸化物型燃料電池（SOFC）装置は、電気化学的変換装置であり、燃料の酸化により、直接電気を生成する。SOFC装置の利点は、高効率で、長期間安定で、低排出で、低コストであることである。主な欠点は、高作動温度のため、起動時間が長く、機械的および化学的な適合性の問題を有することである。
【０００８】
大型の固体酸化物型燃料電池システムは、例えばブロワー、反応器、熱交換器等、多くの部材を有し、これらは、公称作動点（nominal  operation  point）用に寸法化する必要がある。特に、熱交換器の場合、流れが所定値から大きく異なると、効率は、急激に変化する。また、大型システムでは、部材の熱容量が大きくなり、このため温度レベルの安定化が遅くなる。これは、改質器および燃料電池スタックのような、燃料電池システムの温度感応部材の機能に影響を及ぼす。これらの影響のため、寸法化点（nominal  sizing  point）とは異なる他のいくつかの作動点において、固体酸化物型燃料電池システムの動作が難しくなり、あるいは少なくとも、システム効率が低下してしまう。異なる作動点は、必要な電力出力の変動、例えば、いくつかのバイオガスの場合における、燃料品質の想定される変動を含む。この場合、SOFCシステムで想定された燃料以外のいくつかの他の燃料で、SOFCシステムを作動させる必要が生じる。このため、いわゆるジュアル燃料許容性が必要となるが、従来技術の対応策では、妥当な効率でこれを実現することはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、異なる状況下において、システム構成の最小限の変化で、燃料組成、例えばメタン量が大きく異なるガスを利用することが可能な、燃料電池システムを提供することである。
【００１０】
これは、燃料電池を用いて電気を生成する高温型燃料電池システムであって、各燃料電池は、アノード側、カソード側、および前記アノード側とカソード側の間の電解質を有し、アノード側にガスを循環する手段を有する高温型燃料電池システムによって達成される。当該高温型燃料電池システムは、
アノード側でのガス組成を定め、組成情報を提供する手段と、
前記組成情報を用いて、アノード側で、制御されたガス循環を実行する手段と、
前記組成情報を用いて、当該燃料電池システムに、制御された予備水供給を実行する手段と、
当該燃料電池システムにおける所望の温度条件を調節する少なくとも一つの熱交換器と、
前記組成情報を用いて、当該燃料電池システムに、制御されたガス供給を実行する手段と、
必要な際に、前記水供給を変更し、前記組成情報を用いて、当該燃料電池システムに制御された予備水供給を実行する前記手段を制御し、
必要な際に、前記ガス循環を変更し、前記組成情報を用いて、アノード側で、制御されたガス循環を実行する前記手段を制御し、さらに
必要な際に、前記ガス供給を変更して、前記組成情報を用いて、当該高温型燃料電池システムに制御されたガス供給を実行する前記手段を制御することにより、
当該燃料電池システムの定格出力を制御する手段と、
を有し、
これにより、当該高温型燃料電池システムの定格出力が変更され、当該高温型燃料電池システムにおいて、燃料として使用されるガスにとって、実質的に電気生成に最適な条件が維持されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の焦点は、高温型燃料電池システムにおいて電気を生成する方法であって、ガスは、前記燃料電池のアノード側で循環される方法である。当該方法は、
アノード側のガス組成を定め、組成情報を提供するステップと、
燃料電池で電気を生成するように、所望の温度条件を調節するステップと、
前記組成情報を用いて、前記燃料電池システムへの制御された予備水供給を実行し、必要な場合、前記水供給を変更し、
前記組成情報を用いて、アノード側で制御されたガス循環を実行し、必要な場合、前記ガス循環を変更し、
前記組成情報を用いて、前記燃料電池システムへの制御されたガス供給を実行し、必要な場合、前記ガス供給を変更することにより、
前記燃料電池システムの定格出力を制御するステップと、
を有し、
これにより、前記燃料電池システムの定格出力が変更され、前記高温型燃料電池システムにおける燃料として使用されるガスの、電気生成条件が実質的に最適に維持される。
【００１２】
本発明は、必要が生じた際に、アノードガス組成情報を用いて、前記予備水供給を変更し、必要が生じた際に、前記ガス循環を変更し、必要が生じた際に、燃料電池システムへのガス供給を変更することにより、予備水供給システムとアノードガス循環システムの間のアノード流特性が制御され、これにより、燃料電池システムの定格出力が変更され、燃料電池システムにおいて使用されるガスが、実質的に異なる種類のガスに変更されても、最適な電気生成条件が確保されるという事実に基づくものである。
【００１３】
本発明の利点は、高温型燃料電池システムに使用される公称ガスを、システム構成の
最小限の変更で変更することができることである。この効果は、同一燃料電池装置で使用されるガスが燃料組成、例えばメタン量に大きな差異を有する場合であっても得られ、異なるガスのため燃料電池装置を並列構成しておく必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】単一の燃料電池構造を示す図である。
【図２】SOFC装置の一例を示した図である。
【図３】本発明の好適実施例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
固体酸化物型燃料電池（SOFC）は、複数の形状を有し得る。平坦形状（図1）は、典型的なサンドイッチ型形状であり、燃料電池の多くのタイプに使用されている。ここで、電解質104は、両電極、アノード100とカソード102の間に介在される。また、SOFCは管状形状で構成されても良く、例えば、空気または燃料が管の内部を流通し、他方のガスが、管の外側に沿って流通する。また、これは、燃料として使用されるガスが、管の内側を通り、空気が管の外側に沿って流通するように配置されても良い。管は、燃料から空気をシールするように構成されることが好ましい。平坦構造は、比較的低い抵抗を有するため、平坦構造の特性は、管状構造の特性よりも良好である。
【００１６】
SOFCの他の形状は、変更平坦セル（MPCまたはMPSOFC）を含む。これは、従来の平坦セルの平坦構造が、波状構造に置換されたものである。そのような構成は、平坦セル（低抵抗性）と管状セルの両方の利点を有するため、より好ましい。
【００１７】
SOFCに使用されるセラミックは、高温に達するまでは、イオン活性を示さない。このため、スタックは、600℃〜1000℃の範囲に加熱される必要がある。酸素（図1）の酸化物イオンへの還元は、カソード102で生じる。次に、これらのイオンは、固体酸化物電解質104を通り、アノード100に輸送され、ここで、燃料として使用されるガスを電気化学的に酸化する。この反応において、副生成物として、水および二酸化炭素と、2つの電子が生じる。これらの電子は、その後、外部回路111を通り、利用される。その後、サイクルが繰り返され、再度電子がカソード材料102に導入される。
【００１８】
大きな固体酸化物型燃料電池では、燃料は、通常、天然ガス（主としてメタン）、別のバイオガス（主として窒素および／または二酸化炭素による希釈メタン）、およびアルコールを含む、燃料を含む他の高次炭化水素である。メタンおよび高次炭化水素は、燃料電池スタックに導入する前に、またはスタック103内部に（部分）的に導入する前に、改質器107（図2）で改質することが必要である。改質反応には、ある量の水分が必要であるが、さらに、高次の炭化水素によって生じる炭素発生（コーキング）を抑制するため、追加の水が必要となる。この水は、アノードガス排気流の循環により、内部提供され得る。これは、燃料電池反応において、余分の水が生成され、および／または予備の水が供給される（例えば、直接新しい水の供給、または排気凝縮の循環）からである。また、アノード循環配置により、アノードガス中の未使用燃料の一部および希釈物がプロセスにフィードバックされる一方、予備水供給配置では、プロセスの添加物は、水のみである。
【００１９】
図3には、本発明による好適実施例の一例を示す。図において、作動モード、アノード循環と予備水供給の比、ならびにガス処理反応器、熱交換器および燃料電池スタックに流れるアノード流特性は、ほぼ一定に維持されると同時に、改質反応およびコーキングの防止に適当な水量が確保される。この固体酸化物型燃料電池システムは、手段120を有し、この手段は、組成情報を提供するため、アノード側100でのガス組成を定める。本発明のこの好適実施例では、この組成情報は、燃料として使用される前記ガス中の酸素と炭素の間の関係、すなわちO／C関係である。また、組成情報は、水の体積の情報および／または水素と炭素の間の関係、すなわちH／C関係を有しても良い。O／C関係および／または水の体積情報および／またはH／C関係は、計算プロセスにより定められることが好ましい。従って、前記ガス組成を定める手段120は、例えば、コンピュータ126または他の装置に設置された計算プロセッサである。当然のことながら、前記手段120は、ガス流の所望の値を測定する測定機器であっても良い。
【００２０】
さらに、本発明の好適実施例による固体酸化物型燃料電池システム（図3）は、少なくとも一つの熱交換器105を有し、この熱交換器は、燃料電池システムにおける所望の温度状態を調節する。また、組成情報は、熱交換器に利用されても良く、通過配置を用いて、前記少なくとも一つの熱交換器の動作が誘導される。前記少なくとも一つの熱交換器の効率は、組成情報を利用する前記通過配置を使用することにより、制御されても良い。この通過配置は、直接蒸気流、アノード循環供給、もしくはこれらの組み合わせを通す、1または2以上の管を有する。
【００２１】
前記組成情報は、手段122により利用され、この手段は、ガスの量および／または温度を変化させることにより、アノード側100での制御されたガス循環を実行する。また、前記組成情報は、手段124によって利用され、この手段は、水の量および／または温度を変化させ、燃料電池システムへの制御された予備水供給を実行する。また、本発明による実施例は、手段123を有し、この手段は、前記組成情報を用いて、ガスの量および／または温度を変化させることにより、燃料電池システムへの制御されたガス供給を実行する。これらの制御の手段122、123、124は、全て、1または2以上の制御プロセッサを有し、この制御プロセッサは、例えば同じ制御コンピュータ126に配置され、または図3に示すように、手段122、123、124は、別個に配置される。
【００２２】
燃料として使用されるガスが、例えば、天然ガスからバイオガスに交換されると、燃料電池システムの定格出力が変更され、固体酸化物型燃料電池システムの燃料として使用されるガスにとって、電力発生条件が実質的に最適なものに維持される。これは、手段126によって行われ、この手段126は、前述のように、前記組成情報を利用して、燃料電池システムへの制御された予備水供給を実行する前記手段124を制御し、前述のように、前記組成情報を利用して、アノード側100での制御されたガス循環を実行する前記手段122を制御し、さらに、前述のように、前記組成情報を利用して、燃料電池システムへの制御されたガス供給を実行する前記手段123を制御することにより、固体酸化物型燃料電池システムの定格出力を制御する。また、固体酸化物型燃料電池システムの定格出力を制御する手段126は、1または2以上の制御プロセッサを有し、これらの制御プロセッサは、例えば、図3に示すように、制御コンピュータ126内に配置される。手段126は、コンピュータと称されるが、本発明は、例えば、1つの制御ロジック回路、またはこれと等価物のみを有する手段126でも実施することができる。
【００２３】
本発明の好適実施例では、制御手段126によるこの定格出力の制御は、ガス組成を定める前記手段120を用い、さらに、前述のような前記制御手段122および／または123および／または124を用いることにより、アノード側でのガス循環と、予備水供給との間で、アノード流特性を制御することにより実行される。図3において2方向の矢印で示すように、制御手段122、123、124と126との間には、2方向に制御情報が流れ、制御手段126に、例えば、フィードバック情報が提供され、本発明による前述の制御配置によって、燃料電池システムにおける制御プロセスの状態が活性に維持される。
【００２４】
以上、SOFCに関して示したが、本発明は、MCFC（溶融炭酸塩型燃料電池）、および400℃以上の温度で作動する他の高温型燃料電池に利用することもできる。MCFCは、高温型燃料電池であり、溶融炭酸塩混合物からなる電解質が使用され、この電解質は、多孔質で化学的に不活性なセラミックマトリクス、例えばBASEと呼ばれるβアルミナ固体電解質のマトリクスに設置される。
【００２５】
本発明では、同様のSOFC（またはMCFCまたは他の燃料電池）システム部品および部材を、ジュアル燃料（例えば天然ガス、バイオガス）作動システムに、首尾良く使用することが可能となる。このシステムは、オン／オフタイプであり、使用ガスに応じて動作モードを選択するスイッチを有しても良い。本発明の好適実施例（図3）では、システムは、自動制御システムであることが好ましく、これにより、前述のように、ガス組成の変化に追従して、その動作モードが変更される。使用ガス中のメタン量は、ほぼ100％（天然ガス）と30％以下（「低級」バイオガス）の間で変化させることができる。本発明の好適実施例では、多くの、あるいは全てのSOFCシステム部品および部材は、燃料として使用されるガス種が異なっても、共通である。また、適当な場合、本発明は、燃料として使用されるガス種の違いにより、SOFC装置システムの部品および部材のごく僅かが共通化されるようにして、利用しても良い。
【００２６】
本発明によるこれらの実現は、特に、燃料として、希釈バイオガスを使用する際に重要である。これは、従来のアノード循環では、ループ構造内に不活性部分が生じ、適正な量の水を提供するためには、極めて高いアノード循環流が必要となるためである。これは、バイオガスの用途から、従来の天然ガス用途に適用を変更する際に、ガス処理部材および部品の過度の大型化につながる。本発明では、アノード循環と予備水供給の比を変更することにより、同じシステム部品および部材を、異なるガスでの動作に、使用することができる。また、システム出力および特に効率は、良好なままであり、あるいは少なくとも適正な値のままである。
【００２７】
同様に、本発明は、電力出力を制御する必要のあるニーズに、すなわち、高い効率を維持したまま、必要な導入燃料流を制御する際に、適用することができる。また、本発明は、燃料品質の想定される変動に、同様に適用することができる。これは、例えば、通常のバイオガスの適用の際に必要となる。変動が大きい従来のシステムでは、コーキングを防止するため、大きな安全マージンが必要となる。本発明では、燃料組成の間接的な、または直接オンライン測定が適用され、必要な水量が制御され、アノード側での流特性が実質的に一定に維持される。コーキングの防止には、小さな安全マージンで十分である。
【００２８】
添付の図面および詳細な説明を参照して、本発明について説明したが、本発明は、これに限定されることを意味するものではなく、本発明は、特許請求の範囲に規定された範囲内で、各種変更が可能である。
【図１】
2012518887.tif 000003
【図２】
2012518887.tif 000004
【図３】
2012518887.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月22日(2010.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を用いて電気を生成する高温型燃料電池システムであって、
各燃料電池は、アノード側、カソード側、および前記アノード側とカソード側の間の電解質を有し、
当該高温型燃料電池システムは、アノード側にガスを循環する手段と、当該燃料電池システムにおける所望の温度条件を調節する少なくとも一つの熱交換器とを有し、
当該高温型燃料電池システムは、
前記アノード側でのガス組成を定め、組成情報として、少なくとも、前記ガス中の酸素と炭素の間の関係（O／C関係）を提供する手段と、
前記組成情報を用いて、アノード側で、制御されたガス循環を実行する手段と、
前記組成情報を用いて、当該燃料電池システムに、制御された予備水供給を実行する手段と、
前記組成情報を用いて、当該燃料電池システムに、制御されたガス供給を実行する手段と、
前記アノード側での前記ガス循環と前記予備水供給の間のアノード流特性を制御することにより、当該燃料電池システムの定格出力を制御する手段と、
前記組成情報を用いて、当該燃料電池システムに制御された予備水供給を実行する前記手段を制御し、必要な際に、前記水供給を変更し、
前記組成情報を用いて、アノード側で、制御されたガス循環を実行する前記手段を制御し、必要な際に、前記ガス循環を変更し、さらに
前記組成情報を用いて、当該高温型燃料電池システムに制御されたガス供給を実行する前記手段を制御し、必要な際に、前記ガス供給を変更することにより、
当該燃料電池システムの定格出力を制御する手段と、
を有し、
これにより、当該高温型燃料電池システムの定格出力が変更され、当該高温型燃料電池システムにおいて、燃料として使用されるガスにとって、実質的に電気生成に最適な条件が維持されることを特徴とする高温型燃料電池システム。
【請求項２】
当該高温型燃料電池システムは、前記組成情報を用いて、水の量および／または温度を変化させることにより、制御された予備水供給を実行する手段を有することを特徴とする請求項1に記載の高温型燃料電池システム。
【請求項３】
当該高温型燃料電池システムは、前記組成情報を用いて、前記ガスの量および／または温度を変化させることにより、制御されたガス循環を実行する手段を有することを特徴とする請求項1に記載の高温型燃料電池システム。
【請求項４】
当該高温型燃料電池システムは、前記組成情報を用いて、前記少なくとも一つの熱交換器の動作を誘導する通過配置を有することを特徴とする請求項1に記載の高温型燃料電池システム。
【請求項５】
当該高温型燃料電池システムは、前記組成情報を用いて、前記少なくとも一つの熱交換器の効率を制御する通過配置を有することを特徴とする請求項1に記載の高温型燃料電池システム。
【請求項６】
高温型燃料電池システムにおいて電気を生成する方法であって、
ガスは、前記燃料電池のアノード側で循環され、燃料電池で電気を生成するため、所望の温度条件が調節され、
当該方法では、
前記アノード側のガス組成を定め、組成情報として、少なくとも、前記ガス中の酸素と炭素の間の関係（O／C関係）を提供し、
前記燃料電池システムには、予備水供給が配置され、
アノード側での前記ガス循環と前記予備水供給の間で、アノード流特性を制御することにより、定格出力の制御が行われ、
前記燃料電池システムの定格出力は、
前記組成情報を用いて、前記燃料電池システムへの制御された予備水供給を実行し、必要な場合、前記水供給を変更し、
前記組成情報を用いて、アノード側で制御されたガス循環を実行し、必要な場合、前記ガス循環を変更し、
前記組成情報を用いて、前記燃料電池システムへの制御されたガス供給を実行し、必要な場合、前記ガス供給を変更することにより、
制御され、
これにより、前記燃料電池システムの定格出力が変更され、前記高温型燃料電池システムにおける燃料として使用されるガスの、電気生成条件が実質的に最適に維持されることを特徴とする方法。
【請求項７】
前記水供給は、前記組成情報を用いて、前記水の量および／または温度を変化させることにより変更されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記ガス循環は、前記組成情報を用いて、前記ガスの量および／または温度を変化させることにより変更されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項９】
前記所望の温度条件を調節する動作は、前記組成情報を用いて、通過配置によって誘導されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項１０】
前記所望の温度条件を調節する際の効率は、前記組成情報を用いて、通過配置により制御されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【国際調査報告】
2012518887.tif 000006
2012518887.tif 000007
2012518887.tif 000008