压缩装置和压缩装置的控制方法与流程

本公开涉及压缩装置和压缩装置的控制方法。

背景技术：

1、近年来，作为全球变暖对策之一，利用由燃料电池发电的电力驱动电动机而行驶的无碳燃料电池车受到关注。但是，在燃料电池车的普及中，如何完善作为燃料的氢气供给的基础设施，并在全国范围内广泛地设置氢气站成为课题。特别是氢的精制压缩装置的大型化以及庞大的设置成本等，成为氢气站在全国展开的障碍。

2、因此，在即将到来的无碳的氢社会中，除了制造氢之外，还要求开发出能够高密度地储存氢气，并且能够以小容量且低成本进行输送或利用的技术。特别是，为了向燃料供给基础设施稳定地供给氢，提出了对高纯度的氢气进行精制和升压的各种方案。

3、燃料电池车等的燃料气体一般使用被压缩到几十mpa的高压氢气。该高压氢气例如可以通过水电解装置从水中利用电化学反应生成低压氢气后，利用机械式的压缩装置将氢压缩至高压而得到。

4、相对于此，在专利文献1和专利文献2中提出了电化学式的压缩装置，其通过将以氢为主要成分的低压的含氢气体供给到阳极，并且以电化学方式仅使氢透过电解质膜，从而能够在阴极中进行氢的精制和高压化。

5、在该方式中，为了对低压的含氢气体进行压缩，使用电解质膜，在电解质膜的两面分别设置阳极和阴极的电极催化剂层。另外，在各个电极催化剂层上分别配设有阳极供电体和阴极供电体。并且，通过由阳极隔板和阴极隔板来保持阳极供电体、阴极供电体和电解质膜的层叠体，构成电化学单元。再者，在阳极隔板上设有用于从外部向阳极供给低压的含氢气体，并且从阳极向外部导出剩余的含氢气体的流路。在阴极隔板上设有用于将在阴极被压缩了的高压的阴极气体(氢气)导出到外部的流路。

6、在此，专利文献1提出了以下方案：在电化学单元中压缩含氢气体时，如果由于水蒸气的冷凝热、电解质膜的电阻引起的ir损耗产生的发热而导致电池温度上升，则通过提高含氢气体的露点，能够在系统的起动时适当地进行电解质膜的加湿。

7、专利文献2提出了以下方案：在压缩装置的氢压缩运转中，适时地使阳极中的含氢气体或阴极中的阴极气体的相对湿度上升。具体而言，为了能够减轻由于氢压缩运转而存在于电化学单元内部的水分向外部流出所引起的电解质膜的含水率下降，间歇性地或基于电压增加等信号进行控制，使上述气体的相对湿度上升。

8、在先技术文献

9、专利文献1：日本特许第6765060号公报

10、专利文献2：日本特开2019-210205号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、本公开中，作为一个例子，其课题在于提供一种与以往相比能够更适当地调整被供给到阳极的含氢气体的相对湿度的压缩装置和压缩装置的控制方法。

3、用于解决课题的手段

4、本公开的一个技术方案(aspect)的压缩装置，具备：通过对阳极和阴极之间施加电压，使供给到阳极的含氢气体中的氢经由电解质膜移动到阴极并且进行压缩的压缩机；调整被供给到所述阳极的含氢气体的露点的第1调整器；调整被供给到所述阳极的含氢气体的温度的第2调整器；以及基于被供给到所述阳极的含氢气体的压力，控制所述第1调整器和所述第2调整器中的至少一者的控制器。

5、本公开的一个技术方案的压缩装置的控制方法，具备通过对阳极和阴极之间施加电压，使供给到阳极的含氢气体中的氢经由电解质膜移动到阴极并且进行压缩的步骤，在所述步骤中，基于被供给到所述阳极的含氢气体的压力，控制被供给到所述阳极的含氢气体的露点和温度中的至少一者。

6、发明的效果

7、本公开的一个技术方案的和压缩装置的控制方法，与以往相比能够更适当地调整被供给到阳极的含氢气体的相对湿度。

技术特征：

1.一种压缩装置，具备：

2.根据权利要求1所述的压缩装置，当被供给到所述阳极的含氢气体的压力上升时，所述控制器控制所述第1调整器，使被供给到所述阳极的含氢气体的露点上升。

3.根据权利要求1或2所述的压缩装置，当被供给到所述阳极的含氢气体的压力上升时，所述控制器控制所述第2调整器，使被供给到所述阳极的含氢气体的温度下降。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的压缩装置，当被供给到所述阳极的含氢气体的压力下降时，所述控制器控制所述第1调整器，使被供给到所述阳极的含氢气体的露点下降。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的压缩装置，当被供给到所述阳极的含氢气体的压力下降时，所述控制器控制所述第2调整器，使被供给到所述阳极的含氢气体的温度上升。

6.一种压缩装置的控制方法，具备通过对阳极和阴极之间施加电压，使被供给到阳极的含氢气体中的氢经由电解质膜移动到阴极并且进行压缩的步骤，

7.根据权利要求6所述的压缩装置的控制方法，当被供给到所述阳极的含氢气体的压力上升时，使被供给到所述阳极的含氢气体的露点上升。

8.根据权利要求6或7所述的压缩装置的控制方法，当被供给到所述阳极的含氢气体的压力上升时，使被供给到所述阳极的含氢气体的温度下降。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的压缩装置的控制方法，当被供给到所述阳极的含氢气体的压力下降时，使被供给到所述阳极的含氢气体的露点下降。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的压缩装置的控制方法，当被供给到所述阳极的含氢气体的压力下降时，使被供给到所述阳极的含氢气体的温度上升。

技术总结
一种压缩装置，具备：通过对阳极和阴极之间施加电压，使被供给到阳极的含氢气体中的氢经由电解质膜移动到阴极并且进行压缩的压缩机；调整被供给到所述阳极的含氢气体的露点的第1调整器；调整被供给到所述阳极的含氢气体的温度的第2调整器；以及基于被供给到所述阳极的含氢气体的压力，控制所述第1调整器和所述第2调整器中的至少一者的控制器。

技术研发人员：嘉久和孝,酒井修,喜多洋三
受保护的技术使用者：松下知识产权经营株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16