移動式電源供給システムで使用する固体酸化物形燃料電池モジュールが提供される。固体酸化物形燃料電池モジュールは、実質的に閉鎖された内部キャビティを画定する壁構造体を備えたハウジングを有し、このハウジングは、外壁面および内壁面を有する。また、固体酸化物形燃料電池モジュールは、ハウジングの外壁面から内壁面に壁面を貫通して延び、かつ内部キャビティと流体連通する開口部を有する。３層固体酸化物形燃料電池をハウジングに取り付け、開口部を実質的に覆うように位置決めする。
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複数の燃料電池セルを有する燃料電池セルスタック（３２）において、燃料電池セルの各々は、第１の面にある酸化剤反応ガス流域チャネル（１２〜１５）と、第１の面と反対側の第２の面にある燃料反応ガス流域チャネル（１９，１９ａ）と、を有する一対の導電性、多孔質、および実質的に親水性のプレート（１７）の間に形成されている。各プレートは、ガス拡散層（ＧＤＬ）を有する酸素極電極（２２）と、ＧＤＬを有する燃料極電極（２３）とを含み、一体化された電極アセンブリ（２０）によって隣接するプレートから分離され、各ＧＤＬと膜（２１）との間には触媒が配置されている。セルスタック上には、管（３４）を有する凝縮器（３３）があり、この管は、チャンバ（４３）内の酸化剤排気から流出した水蒸気を凝縮させる冷却剤空気（３９，４０）を収容する。セル間ウィックストリップ（２６）は、凝縮物を収容して、凝縮物をスタックの全長に沿ってすべてのセルに案内する。セル内ウィックストリップ（１Ｇ，１〜ａ）は、片側または両側の表面でセル相互間ウィックストリップからの水を各セルの面全体に沿って下方に案内する。反応空気は、エアポンプ（４９）から空気入口管（４８）を通って空気入口マニホルド（４７）に供給される。
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燃料電池発電装置システム（２２）は、古い条件下でもエンタルピー回収装置（４０）を作動させる能力を含む。バイパス構成により、選択された条件下で回収装置の一つまたは複数の部分を選択的に迂回できる。一例では、選択された温度条件下でエンタルピー回収装置（４０）が完全に迂回されて装置を凍結させ、後で、より好適な温度条件下で使用される。別の例では、システム開始動作中にエンタルピー回収装置（４０）が選択的に迂回される。一例では、エンタルピー回収装置（４０）と関連する加熱器（６０）が含まれる。別の例では、エンタルピー回収装置（４０）の一部分に供給される酸化剤を予熱することが含まれる。
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燃料電池発電装置（１９、１９ａ）は、スタック（２０、２０ｃ）内に配置された複数の燃料電池セル（７０、７０ａ、７０ｃ）を備え、各燃料電池は、燃料反応ガスチャネル（７４）および酸化剤反応ガスチャネル（８２）を有し多孔質で少なくとも部分的に親水性の水輸送プレート（７５、８１）を備え、水チャネル（７８、８５、７８ａ、８５ａ、７８ｃ、８５ｃ）が前記水輸送プレートと水を交換する。停止時に、マイクロ真空ポンプ（４６）か、１つもしくは２つの弁（８９、９０、１１８、１２０）か、逆止弁（９５、９９）か、水チャネル内の毛管力かのいずれかを用いて、水チャネルおよび水輸送プレートに水を保持し、凍結した場合には起動時に反応ガスの流れを妨げる恐れのある水の反応物チャネルへの浸入を阻止する。
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燃料電池スタックアッセンブリ（ＣＳＡ）（５６）を有する燃料電池発電設備（１１５）のための燃料処理システム（ＦＰＳ）（１１０）が提供される。ＦＰＳ（１１０）は、一酸化炭素（ＣＯ）を含有する炭化水素改質物を受け取ってシフト反応により改質物中のＣＯの濃度を低減するための水性ガスシフト（ＷＧＳ）反応セクション（１２、１２０）と、ＣＯの濃度をＣＳＡ（５６）の作動で許容可能なレベルにさらに低減するための選択的酸化（ＰＲＯＸ）セクション（４０）とを含む。ＦＰＳ（１１０）は、改質物のＣＯの濃度を相対的に低いレベルに低減するための高活性触媒を有する反応器（１２４）を含むＷＧＳセクション（１２、１２０）によって改良され、それによって、ＦＰＳ（１１０）の構造体積を相対的に低減する。高活性触媒は、２５０℃と同じほど低い温度で活性であり、ナノ結晶性酸化セリウム基担体上のＰｔおよびＲｅからなる貴金属が上にあるセリア触媒とすることができる。ＷＧＳ反応器（１２４）内の触媒の使用は、改質物中のＣＯの濃度を２，０００ｐｐｍｖ以下に低減し、かつ、ＦＰＳ（１１０）内の選択的酸化のために低温ＰＲＯＸ反応器（４６）のみを必要とする。
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燃料電池発電装置（１０）の燃料電池（１２）内の燃料濃度を検出するために、燃料濃度センサ・セル（５４）を有する燃料電池発電装置（１０）が開示されている。燃料イグゾースト・ストリームの一部がセンサ・セル（５４）を通り、センサ・セル（５４）の膜電極アッセンブリ（６０）に隣接して流れるべく振り向けられる。燃料イグゾースト・ストリーム内の水素濃度の変化に比例する燃料電池（１２）にわたる電圧の変化が検出器（６８）によって検出される間、電力回路（６２）が燃料電池（１２）に対して電流を引き渡し、あるいは引き渡さないことができ、その変化は、燃料電池（１２）に対する燃料供給のレートをコントロールするためのコントローラ（１０８）に伝えられる。多孔質センサ水運搬プレート（７４）が、燃料電池（１２）の冷却、加湿、液体の引き渡しおよび除去を行う。
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互いに反対にある端部燃料電池を規定するスタック内に配列された複数の燃料電池を有する燃料電池スタックアッセンブリを作動させる方法であって、複数の燃料電池は、互いに反対にある端部燃料電池の間に中間の燃料電池を含んでおり、この方法は、燃料および酸化剤を中間の燃料電池に供給することを含み、それによって、一方または両方の端部燃料電池が、水素をその電池に亘って輸送しかつ熱を生成する、燃料電池スタックアッセンブリを作動させる方法。
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燃料電池発電装置を動作させて、内部負荷および外部負荷に電力を供給する方法は、内部負荷および外部負荷の電力要求を算定して、その電力要求を満たすのに充分な一定のＩＤＣ値を求めるステップ、この一定のＩＤＣ値での燃料電池発電装置の動作を維持するように、補助電力を内部負荷に、また、出力電力を外部負荷に供給するステップ、および、この一定のＩＤＣ値での燃料電池発電装置の動作を維持するように、上記内部負荷への補助電力および上記外部負荷への出力電力の少なくとも１つを調整するステップを含む。あらかじめ選択された電圧レンジ内での動作も実現される。
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燃料電池スタック（１０）の冷却液流れ場（２７）、冷却液ポンプ（３５）および熱交換器（４０）から、通常の作動時には閉じている弁（４６）を介して水を強制的に排出するのに燃料電池発電装置（９）の空気送出装置（１８）が使用される。停止工程の一部として、水を除去し、この停止工程においては、燃料電池スタックが空気ポンプの電力を供給するよう作動して水の除去（蒸気圧を低く保持する）を補助する。停止工程中では、アキュムレータ（３３）への水流は、弁（２９）によって遮断される。
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ＰＥＭ型燃料電池システム（１９）は、冷却剤蓄積装置（２８）として機能する、燃料電池スタック（２０）の下に隣接して配置された多機能酸化剤マニホールド（９８）を有する。凍結始動時に電気加熱器（４５）が、燃料電池電気出力（４７、５１）により電力供給される。補助ポンプ（５４）および導管（５５、５７、５８）が、上部冷却剤マニホールド（４１）内の酸化剤圧力を超える水（２８）を、さらなる氷を溶解するよう酸化剤排気から蓄積装置へ流れる前に温められるように酸化剤流れ区域内へと押しやる。代替として、溶解された冷却剤は、加熱のために冷却剤流路内へ酸化剤圧力によって押しやられる。導管（６１）は、冷却剤流れ区域から蓄積装置へ冷却剤を導く。蓄積装置冷却剤内に埋め込まれた凝縮熱交換器（６５）が、酸化剤排気を受け取る。凝縮熱交換器（７０）が、冷たい入口空気（７５）と、反対側の暖かい湿った酸化剤排気（７２）とを有し、液体を蓄積装置内へ凝縮させる。冷却剤の溶解は、蓄電池（８０）により電力供給される加熱器（４５）によるか、または循環する外部的に加熱された（８３）グリコールにより開始され得る。
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