【課題】水素精製に際し作り出される不純な水素流を燃料電池又は燃料電池のスタックに運ぶ前に、この混合流から望ましくない不純物を取り除くように精製する装置を提供する。
【解決手段】水素精製装置１０は、純粋な又は実質的に純粋な水素ガスを含む流れ３４をそれ自体から作り出すために水素ガスを含む混合ガス流２４を受容するように構成される分離薄膜組立体２０を収容するエンクロージャー１２を含む。分離組立体２０は少なくとも１つの水素浸透性及び／又は水素選択性膜４６を含んでおり、かつ幾つかの実施形態では、採取導管をその間に画定し、支持部によって分離される１対の全体的に反対側にある膜領域を含む少なくとも１つの薄膜被覆を含む。エンクロージャー１２は、単数又は複数の膜４６と類似又は同じ熱膨脹係数を有する材料から構成される構成要素を含む。 （もっと読む）

熱的に準備された燃料処理アセンブリと水素生成燃料電池システムは同じものを備える。熱的に準備された燃料処理アセンブリは加熱された格納構造の内部区画内に収容された少なくとも一つの水素生成領域を備える。ある実施形態において、この加熱された格納構造はオーブンである。ある実施形態において、この区画には精製領域および／又は加熱アセンブリも含まれる。ある実施形態において、この格納構造は、内部区画を閾値温度またはそれ以上に加熱し維持するように構成される。この閾値温度は適当な水素生成温度に対応する。ある実施形態において、燃料電池システムが電力を生成しない、および／又はシステムの運用負荷を満たすだけの電力を生成しない間、この格納構造はこの温度を維持するように構成される。ある実施形態において、燃料電池システムは格納構造に電力を供給しうる電源に対するバックアップ電力を提供するために構成される。
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パージ制御システムを有する圧力揺動吸着（ＰＳＡ）アセンブリ、そして、同一物を含む水素生成アセンブリ及び／又は燃料電池システムである。ＰＳＡアセンブリは、生成物水素ストリーム及び副生成物ストリームを混合ガスストリームから生成するために、ＰＳＡサイクルに従って作動される。副生成物ストリームは、混合ガスストリームを生じる水素生成領域を加熱しうる加熱アセンブリへの燃料ストリームとして移送されうる。ＰＳＡアセンブリは、予め定められた、非定値プロファイル等に従って、利用されるパージガスの流れを調整するように構成されうる。いくつかの実施の形態において、閾値で又は閾値の決定された範囲で副生成物ストリームの流量及び／又は燃料価を維持するために、副生成物ストリームから生成される被加熱排出ストリームの一酸化炭素の濃度を制限するために、パージガスの流れは、調整される。
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温度に基づく破過検出及び圧力揺動吸着（ＰＳＡ）アセンブリ及び同一物を有する水素生成アセンブリ及び／又は燃料電池システムにも関し、同一物を作動する方法にも対する。検出システム（１４０）は、ＰＳＡアセンブリ（７３）の吸着材ベッドの吸着体（１００）に関連する測定温度を検出して、少なくともそれに対して部分的に応答して（例えば測定温度及び少なくとも一つの基準温度の関係に応答して）ＰＳＡアセンブリの作動を少なくとも制御するように構成されている。基準温度は、ＰＳＡアセンブリにおいて他で測定される格納された値、前に測定された温度及び／又は温度を含みうる。いくつかの実施の形態では、基準温度は、測定温度が検出される吸着体の下流の吸着体に関連する。いくつかの実施の形態では、ＰＳＡサイクル及び／又はその部材は、測定温度及び参照温度の関係によって、少なくとも部分的には決定される。
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水素生成アセンブリ、その部材及び同一物を含む燃料電池システム。いくつかの実施の形態において、水素生成アセンブリは、異なる燃料を利用する別々の起動及び主要なバーナーアセンブリを有するヒータアセンブリを含む。いくつかの実施の形態では、加熱アセンブリは、水素生成アセンブリを起動するために多量の液体燃料を利用するように構成されているが、他の実施の形態において、気体燃料が使われる。いくつかの実施の形態では、起動中に使用する燃料は、少なくとも２５容量％の水を含む。いくつかの実施の形態では、燃料電池システムは、１００−１０００ワットの範囲の定格出力を有する。いくつかの実施の形態では、水素生成アセンブリは、携帯用システムである。
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本発明は、水素精製装置、その構成部材、それらを備えた燃料処理装置、および、それらを備えた燃料電池システム、に関するものである。水素精製装置は、例えば圧力容器といったような容器を具備している。容器は、分離アセンブリを収容している。分離アセンブリは、水素ガスおよび他のガスを含有した混合ガス流を受領し得るよう構成されているとともに、その混合ガス流から、少なくとも実質的に純粋な水素ガスを含有してなる水素リッチな透過物流を生成し得るよう構成されている。いくつかの実施形態においては、容器は、ガスケットなしでシールされる。分離アセンブリは、少なくとも１つの水素透過性のおよび／または水素選択的なメンブランを備えている。いくつかの実施形態においては、水素選択性メンブランは、容器に対して恒久的にかつ直接的に固定される。
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少なくとも1つの液体および/または気体燃料流(408)を受け取り、前記流れを空気(410)と混合し、かつ混合した流れを燃焼して燃料処理装置に熱を供給する燃焼器組立体(400')。燃焼器組立体の燃料流(408)は、燃料処理および/または燃料電池システムによって生成された少なくとも1つの可燃性流として生成し、かつ非燃焼目的のために、燃料処理および/または燃料電池システムの別の部分に送出される流れと同じ組成を有し得る。さらに、燃焼器組立体(400')は、燃料処理装置、例えば、水蒸気改質器が水素ガスを製造する供給物流と、同じ炭素含有原料を含み、かつ/または同じ全体的な組成を有する燃料流(82)を受け取りかつ気化することができる。
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燃料電池システムの部材の作動を制御するための燃料電池システム及び方法であり、燃料供給源及び燃料電池スタックを含む。いくつかの例において、燃料供給源は、燃料電池スタックに供給燃料を供給圧力で提供するように構成される。燃料電池スタックは、供給アンペア数で電流を生成する。いくつかの例において、コントロールシステムは、燃料電池スタックで検出された圧力に基づいて燃料電池スタックの作動を制御するように構成される。いくつかの例において、目標供給アンペア数は、電流が所望の圧力で目標生成アンペア数で生成されるときに燃料電池スタックが供給燃料の所定の割合で消費するような、検出圧力に基づいて決定される。
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１次電源（１４）にバックアップ電力を供給する補助燃料電池システム（１６）、並びに少なくとも１つの１次電源（１４）及び少なくとも１つの補助燃料電池システム（１６）に関連付けられたエネルギー消費システム（１２）。 補助燃料電池システム（１６）は、燃料及び酸化剤、例えば水素及び酸素ガスから電流を生成するように適合された少なくとも１つの燃料電池スタック（２４）を含む。 補助燃料電池システム（１６）は更に水素ガスソース等の燃料ソースを含み、このソースは、水素ガスまたは他の燃料を生成するように適合された燃料処理装置を含むことができる。 エネルギー消費システム（１２）は、１次電源または補助燃料電池システム（１６）から電流を選択的に取り出すように適合されている。 ソース選択システムは、エネルギー消費システム（１２）と１次電源（１４）またはエネルギー消費システム（１２）と補助燃料電池システム（１６）との間の電気的連絡を選択的に確立する。

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燃料電池デバイスの電圧状態をモニターするための集合体および方法。モニターすることは、燃料電池デバイスとの直接的な電気伝導または機械的接触なしに提供できる。これは、電気コンタクトの組の間の電圧を表示する電磁エネルギーまたは放射を生成するよう適合させられた、燃料電池デバイス上の１組の電気コンタクトに結合された検出器によって提供できる。これにより、検出器から隔てられたモニターは、生成された電磁エネルギーを検出し、電圧差を表現する出力信号を生成するのに使用できる。いくつかの例では、複数の燃料電池デバイスまたは重ねられた一組の燃料電池デバイスをモニターできる。デジタル信号を生成でき、１つまたは複数の燃料電池デバイスの動作条件の簡略化された指示を供給できる。追加情報を提供するために、多数のデジタル信号が使用できる。
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