FI123291B - Förfarande och reglerarrangemang för en bränslecellanordning - Google Patents
Förfarande och reglerarrangemang för en bränslecellanordning Download PDFInfo
- Publication number
- FI123291B FI123291B FI20106241A FI20106241A FI123291B FI 123291 B FI123291 B FI 123291B FI 20106241 A FI20106241 A FI 20106241A FI 20106241 A FI20106241 A FI 20106241A FI 123291 B FI123291 B FI 123291B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fuel
- information
- fuel cell
- cell device
- constituents
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 188
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 35
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 31
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 17
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- -1 oxygen ion Chemical class 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 2
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBOXTJCIIVUZEN-UHFFFAOYSA-N [C].[O] Chemical compound [C].[O] OBOXTJCIIVUZEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0444—Concentration; Density
- H01M8/04447—Concentration; Density of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/024—Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
- H01M8/04388—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04791—Concentration; Density
- H01M8/04798—Concentration; Density of fuel cell reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Claims (12)
1. Reglerarrangemang för en bränslecellanordning för utnyttjande av ett sädant bränsle som omfattar väsentligt varierande koncentrationsvärden för beständsdelar-5 na, var bränslecell i bränslecellanordningen omfattande en anodsida (100) och en katodsida (102) och en elektrolyt (104) mellan anodsidan och katodsidan, bränslecellanordningen omfattande bränsleceller i bränslecellstackar (103), och medel (120) för att ästadkomma ett bränsleflöde via bränslecellernas anodsidor (100), kännetecknat av att reglerarrangemanget omfattar en akustisk mätenhet (122) 10 för att sända akustiska signaler in i bränsleflödet med sändare (124, 125), och mot-tagare (126, 127) för att motta de sända akustiska signalerna frän bränsleflödet för att skapa mätinformation, och reglerarrangemanget omfattar en processeringsenhet (128) för att behandla nämnda mätinformation ätminstone pä basis av tidsdifferen-ser i de mottagna akustiska signalerna för bestämning av bränslets flödeshastighet 15 och för att skapa genomsnittlig akustisk hastighetsinformation om bränslet och en analysenhet (130) som integrerad i den akustiska mätenhetens (122) funktion för att skapa koncentrationsinformation om ätminstone en beständsdel i bränslet, vilken koncentrationsinformation utnyttjas tillsammans med nämnda genomsnittliga akustiska hastighetsinformation av processedngredskapen (128) vid bestämning av tvä 20 andra beständsdelars koncentration i bränslets sammansättning, sä att bränslets sammansättning bestäms ätminstone för regiering av bränslets utnyttjandegrad och för regiering av bränslecellsanordningens O/C-förhällande utgäende frän den be-stämda sammansättningen för bränslet och den bestämda flödeshastigheten för bränslet. 25 cvj
2. Reglerarrangemang för en bränslecellanordning enligt patentkrav 1, känneteck- ^ nat av att bränslet är biogas som innefattar ätminstone metan (CH4), koldioxid ^ (C02) och kväve (N2) som nämnda beständsdelar med väsentligt varierande kon- i >- centrationsvärden. CO x 30 CC
3. Reglerarrangemang för en bränslecellanordning enligt patentkrav 1, känneteck-^ nat av att bränslet är biogas som innefattar ätminstone metan (CH4), koldioxid CO ° (C02), kväve (N2) och syre (02) som nämnda beständsdelar med väsentligt varie- o ^ rande koncentrationsvärden. 35 16
4. Reglerarrangemang för en bränslecellanordning enligt patentkrav 1, känneteck-nat av att analysenheten (130) är en enskild gasanalysator (130) för bestämning av en beständsdels procentuella andel i bränslet som koncentrationsinformation, som utnyttjas av processeringsredskapen (128) vid bestämning av de tvä andra be- 5 ständsdelarnas procentuella andelar i bränslesammansättningen.
5. Reglerarrangemang för en bränslecellanordning enligt patentkrav 1, känneteck-nat av att analysenheten (130) är en sensor för infraröd strälning (infrared radiation, IR). 10
6. Reglerarrangemang för en bränslecellanordning enligt patentkrav 1, känneteck-nat av att reglerarrangemanget omfattar processeringsredskap (128) för utnytt-jande av den bestämda flödeshastigheten för bränslet och information om diame-tern hos bränslets flödesredskap (120) för att beräkna bränslets absoluta vo- 15 lumetriska flödesinformation.
7. Reglerförfarande för en bränslecellanordning för utnyttjande av ett sädant bränsle som omfattar väsentligt varierande koncentrationsvärden för beständsdelar-na, i vilket förfarande bränslecellanordningens bränsleceller är anordnade som 20 bränslecellstackar (103), och bränslet flödar via bränslecellernas anodsidor (100) i nämnda stackar, kännetecknat av att i reglerförfarandet sänds akustiska signaler in i bränsleflödet med sändare (124, 125), och de sända akustiska signalerna mottas frän bränsleflödet med mottagare (126, 127) för att skapa mätinformation som be-handlas ätminstone pä basis av tidsdifferenser i de mottagna akustiska signalerna 25 för bestämning av bränslets flödeshastighet och för att skapa genomsnittlig akustisk cvj hastighetsinformation om bränslet och i en separat analysprocess för bränslet gene- ^ reras koncentrationsinformation om ätminstone en beständsdel i bränslet, vilken koncentrationsinformation utnyttjas tillsammans med nämnda genomsnittliga akus- i ^ tiska hastighetsinformation vid bestämning av tvä andra beständsdelars koncentrat- x 30 ion, sä att bränslets sammansättning bestäms ätminstone för regiering av bränslets CC utnyttjandegrad och för regiering av bränslecellsanordningens O/C-förhällande ut-gäende frän den för bränslet bestämda sammansättningen och den för bränslet CD o bestämda flödeshastigheten. δ C\J 17
8. Reglerförfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att i förfarandet är bränslet biogas som innefattar ätminstone metan (CH4), koldioxid (C02) och kväve (N2) som nämnda beständsdelar med väsentligt varierande koncentrationsvärden.
9. Reglerförfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att i förfarandet är bränslet biogas, som innefattar ätminstone metan (CH4), koldioxid (C02), kväve (N2) och syre (02) som nämnda beständsdelar med väsentligt varierande koncentrationsvärden.
10. Reglerförfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att i förfarandet utförs en separat bränsleanalysprocess med en enskild gasanalysator (130) för bestämning av en av beständsdelarnas procentuella andel i bränslet som koncentrationsinform-ation, som utnyttjas vid bestämning av bränslesammansättningens tvä andra beständsdelarnas procentuella andelar. 15
11. Reglerförfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att i förfarandet utförs en separat analysprocess för bränslet med en sensor för infraröd strälning (infrared radiation, IR).
12. Reglerförfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att i förfarandet utnytt jas en bestämd flödeshastighet för bränslet och information om diametern hos bränslets flödesredskap (120) för att beräkna bränslets absoluta volumetriska flö-desinformation. CM δ CM i CM δ X cc CL Tj· CM CO O δ CM
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20106241A FI123291B (sv) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | Förfarande och reglerarrangemang för en bränslecellanordning |
| PCT/FI2011/050913 WO2012069693A1 (en) | 2010-11-24 | 2011-10-19 | Method and control arrangement for a fuel cell device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20106241A FI123291B (sv) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | Förfarande och reglerarrangemang för en bränslecellanordning |
| FI20106241 | 2010-11-24 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20106241A0 FI20106241A0 (sv) | 2010-11-24 |
| FI20106241A7 FI20106241A7 (sv) | 2012-05-25 |
| FI123291B true FI123291B (sv) | 2013-01-31 |
Family
ID=43269018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20106241A FI123291B (sv) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | Förfarande och reglerarrangemang för en bränslecellanordning |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI123291B (sv) |
| WO (1) | WO2012069693A1 (sv) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011088120A1 (de) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffzellensystem und Verfahren zu dessen Betrieb |
| CN107464944B (zh) | 2016-05-27 | 2021-02-02 | 通用电气公司 | 燃料电池系统及其操作方法 |
| DE102017215551A1 (de) | 2017-09-05 | 2019-03-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenvorrichtung |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6076392A (en) * | 1997-08-18 | 2000-06-20 | Metasensors, Inc. | Method and apparatus for real time gas analysis |
| US7204156B2 (en) * | 2005-07-29 | 2007-04-17 | Motorola, Inc. | Fuel cell system having fluidic oscillation flow meter |
| DE102006045921B4 (de) * | 2006-09-28 | 2022-07-14 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffzelle mit Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung von Gasanteilen |
| JP5141872B2 (ja) * | 2007-05-29 | 2013-02-13 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
-
2010
- 2010-11-24 FI FI20106241A patent/FI123291B/sv not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-10-19 WO PCT/FI2011/050913 patent/WO2012069693A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20106241A0 (sv) | 2010-11-24 |
| FI20106241A7 (sv) | 2012-05-25 |
| WO2012069693A1 (en) | 2012-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ni | Modeling and parametric simulations of solid oxide fuel cells with methane carbon dioxide reforming | |
| Basile et al. | Advanced membrane science and technology for sustainable energy and environmental applications | |
| Rui et al. | Modeling and analysis of carbon dioxide permeation through ceramic-carbonate dual-phase membranes | |
| Cinti et al. | Co‐electrolysis of water and CO2 in a solid oxide electrolyzer (SOE) stack | |
| WO2013141083A1 (ja) | ガス燃料の組成判別方法、ガス燃料の組成判別装置、燃料供給システム、及び、燃料電池システム | |
| FI123291B (sv) | Förfarande och reglerarrangemang för en bränslecellanordning | |
| Zhang et al. | Performance analysis and parametric study of a solid oxide fuel cell fueled by carbon monoxide | |
| KR100811982B1 (ko) | 연료 전지 시스템 및 그 제어 방법 | |
| US11056702B2 (en) | Efficient byproduct harvesting from fuel cells | |
| Gong et al. | Study of a renewable biomass fueled SOFC: the effect of catalysts | |
| Elizalde-Blancas et al. | Numerical modeling of SOFCs operating on biogas from biodigesters | |
| CN114580322B (zh) | 一种燃料电池水传输电拖拽效应的离散化建模方法 | |
| Sharma et al. | Electrochemical modeling and simulation of CO2 reduction in solid oxide electrolysis cells | |
| Mohammadpour et al. | A three-chamber electrochemical cell facilitated biogas upgrading and high-purity oxygen production | |
| KR101972433B1 (ko) | 연료전지 시스템 | |
| Fang et al. | Simultaneous production of electricity and hydrogen from methanol solution with a new electrochemical technology | |
| WO2013160522A1 (en) | Method and arrangement for determining enthalpy change of a fuel cell system | |
| Sánchez et al. | Potential of molten carbonate fuel cells to reduce the carbon footprint of large reciprocating engines | |
| Lin et al. | An analytical study of the PEM fuel cell with axial convection in the gas channel | |
| KR101601487B1 (ko) | 연료전지 스택의 임피던스 측정 장치 및 그 방법 | |
| Giddey et al. | Polymer electrolyte membrane fuel cell as a hydrogen flow rate monitoring device | |
| US20250116007A1 (en) | Electrochemical hydrogen separation and generation process for ammonia synthesis gas | |
| JP3135575U (ja) | 濃度測定可能な燃料タンク | |
| JP2006114373A (ja) | 単室型固体酸化物形燃料電池発電システム | |
| KR101999393B1 (ko) | 유체분석장치와 그 방법 및 유체분석장치를 구비한 연료전지 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 123291 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| MM | Patent lapsed |