CN102099952B

CN102099952B - 燃料电池系统

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Publication number: CN102099952B
Application number: CN2008801080966A
Authority: CN
Inventors: 中西治通; 有川英一; 内笹井和也
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2028-10-17
Also published as: CN102099952A; US8945788B2; US20110236779A1; JP5218555B2; WO2010044170A1; JPWO2010044170A1

Abstract

一种由交叉引起的燃料的消耗量更少且能够经济地使用的燃料电池系统。燃料电池系统具备：燃料电池(10)；主燃料供给系统(12)，该主燃料供给系统(12)用于向燃料电池(10)供给作为液体燃料的主燃料；副燃料供给系统(13)，该副燃料供给系统(13)用于向燃料电池(10)供给饱和蒸气压力比主燃料低的作为液体燃料的副燃料；ECU(30)，该ECU(30)在使燃料电池(10)的动作停止时控制各部分，以将存在于燃料电池(10)内的主燃料置换为副燃料。

Description

燃料电池系统

技术领域

本发明涉及包含燃料电池的燃料电池系统。

背景技术

作为包含固体高分子形燃料电池(以下，简称为燃料电池)和向其供给燃料等的机构的系统(以下，称为燃料电池系统)，已知有向燃料电池供给氢的燃料电池系统，或通过都市煤气、甲醇等的改质产生氢并将该氢向燃料电池供给的燃料电池系统(例如，参照专利文献2、4、5)。而且，也已知有将甲醇、乙醇等直接(不改质)向燃料电池供给的燃料电池系统(例如，参照专利文献1、3)。

向燃料电池直接供给液体(甲醇等)类型的燃料电池系统具有以下优点，即，不需要烃水蒸气转化装置，能够使用比氢容易储藏和输送的液体作为燃料。但是，在向燃料电池直接供给液体燃料时，会产生液体燃料通过电解质膜而到达阴极的现象。该现象称为交叉，若产生交叉，则燃料被白白浪费掉。而且，若交叉的液体燃料在阴极侧被氧化，则燃料电池的输出下降。因此，难以产生交叉的电解质膜或不使交叉的液体燃料氧化的催化剂(例如，参照专利文献1)的开发不断发展。

专利文献1：日本特开2008-016344号公报

专利文献2：日本特表2006-511923号公报

专利文献3：日本特开2008-097838号公报

专利文献4：日本特开2001-250573号公报

专利文献5：日本特开2003-017096号公报

若对阴极侧的催化剂想办法，则能够防止由交叉引起的输出下降。但是，即使如此想办法，也无法阻止交叉本身的发生。因此，期望有能够经济地(以应用成本不上升的形式)减少由交叉引起的燃料的消耗量的技术。

另外，已有的燃料电池系统具有起动(尤其是低温下的起动)花费时间且难以对输出(发电量)进行较大变更的缺点。因此，期望不存在所述缺点的燃料电池系统。

发明内容

因此，本发明的第一课题在于提供一种由交叉引起的燃料的消耗量更少且能够经济地运用的燃料电池系统。

另外，本发明的第二课题在于提供一种具有能够作为如下系统工作的结构的燃料电池系统，即，所述系统为由交叉引起的燃料的消耗量更少的系统、能够进行发电量的较大变更的系统等。

为了解决上述第一课题，本发明的第一形态的燃料电池系统具备：燃料电池，该燃料电池通过使供给的液体燃料与氧化剂在其内部进行电化学反应而进行发电；燃料电池控制部，该燃料电池控制部为了使所述燃料电池动作而向所述燃料电池供给第一液体燃料，在使所述燃料电池的动作停止时，通过向所述燃料电池供给饱和蒸气压力比所述第一液体燃料低的第二液体燃料，用所述第二液体燃料置换所述燃料电池内的所述第一液体燃料。

即，在工作停止中的燃料电池内部存在容易蒸发(饱和蒸气压力高)的液体燃料的情况下，由于在阴极侧交叉的液体燃料比较早地蒸发，因此交叉进行。另一方面，在动作停止中的燃料电池内部存在难以蒸发(饱和蒸气压力低)的液体燃料的情况下，由于在阴极侧交叉的液体燃料不会较早地蒸发，因此在电解质膜的阴极侧形成液体燃料的层(液体燃料浓度高的部分)，作为其结果，交叉的进行停止。因此，为了使交叉不进行，考虑使用难以蒸发的液体燃料，但是，这样的液体燃料比容易蒸发的液体燃料(乙醇、甲醇等)价格高。

并且，在通常情况下，如果使用廉价的(饱和蒸汽压力比第2液体燃料低)第一液体燃料作为燃料，并且，在燃料电池停止时，将燃料电池内的第一液体燃料置换为饱和蒸气压力更高的第二液体燃料，则使用成本(发电成本)不会上升，能够在燃料电池的停止中防止燃料(第一液体燃料以及第二液体燃料)由于交叉而白白地消耗掉。因此，在本发明中，燃料电池系统为上述结构。

本发明的第一形态的燃料电池系统可以使用作为电解质膜而具备阳离子交换膜的燃料电池、作为电解质膜而具备阴离子交换膜的燃料电池中的任意一个来实现。但是，阴离子交换膜是与阳离子交换膜相比交叉的燃料量少的电解质膜。而且，当电解质膜为阴离子交换膜时，能够在阴极侧使用催化剂(非铂催化剂)，所述催化剂不使交叉的燃料氧化。因此，在实现本发明的燃料电池系统时，希望采用使用阴离子交换膜作为各电解质膜的燃料电池。

另外，本发明的第一形态的燃料电池系统中的第二液体燃料(燃料电池控制部向燃料电池供给的第二液体燃料)只要饱和蒸汽压力比第一液体燃料高即可。但是，若使第二液体燃料为难以冻结的物质、例如乙二醇，则也能够抑制燃料电池的冻结。

另外，作为燃料电池控制部，可以采用如下装置，即，在使燃料电池的动作开始时，从开始一直向燃料电池供给第一液体燃料的装置；或者“在使燃料电池的动作开始时，通过供给所述第二液体燃料而使所述燃料电池的动作开始，之后，将向所述燃料电池供给的液体从所述第二液体燃料切换为所述第一液体燃料”的装置。但是，在第二液体燃料的燃料电池的输出电压比第一液体燃料高的情况下，希望采用后者的燃料电池控制部。原因是，在这种情况下，若采用后者的燃料电池控制部，则能够实现在燃料电池起动时使燃料电池的输出电压迅速上升到必要值的燃料电池系统。

此外，若燃料电池起动时的第二液体燃料的供给时间过长，则平均的发电成本上升。而且，在使第二液体燃料的供给时间为一定时间的情况下，考虑在燃料电池内部等产生冻结的温度下，进行向第一液体燃料的切换。因此，希望上述燃料电池控制部在燃料电池的温度成为规定温度以上时进行从第二液体燃料向第一液体燃料的切换。

另外，本发明的第二形态的燃料电池系统具备：燃料电池，该燃料电池通过使供给的燃料与氧化剂在其内部进行电化学反应而进行发电；燃料电池控制部，该燃料电池控制部能够向所述燃料电池供给多种燃料，从所述多种燃料中选择与所述燃料电池的状态相对应的燃料并供给到所述燃料电池。

即，本发明的第二形态的燃料电池系统具有根据燃料电池的状态动态地切换向燃料电池供给的燃料的结构。因此，如果作为该燃料电池系统的“多种燃料”，采用上述的第一液体燃料以及第二液体燃料，作为“燃料电池控制部”，采用在燃料电池的动作停止时(燃料电池成为此种状态时)将第二液体燃料向燃料电池供给的装置，则能够得到由交叉引起的燃料的消耗量更少且能够经济地运用的燃料电池系统。而且，如果作为“多种燃料”，采用供给它们时的燃料电池的输出电压不同的两种(或两种以上)的燃料，作为“燃料电池控制部”，采用如下装置，即，在需要更大的燃料电池的输出电力量时，将使燃料电池的输出电压变高的燃料(或者燃料电池的输出电压变得最高的燃料)向燃料电池供给的装置，则能够实现在必要时能够增大发电量的燃料电池系统。

此外，如果作为“多种燃料”，采用融点(冻结容易度)不同的两种(或两种以上)的燃料，作为“燃料电池控制部”，采用在燃料电池处于起动中时(系统起动时)将融点低的燃料(或者融点最低的燃料)向燃料电池供给的装置，则能够实现在低温起动时难以产生问题(能够在更低温下起动)的燃料电池系统。而且，如果在“多种燃料”中包含挥发性(点火性)极低的燃料，作为“燃料电池控制部”，采用在燃料电池的状态成为异常状态时将该燃料向燃料电池供给的装置，则能够实现不停止输出而能够应对燃料电池的异常的燃料电池系统。

当然，如果适当选择“多种燃料”，并且，作为“燃料电池控制部”，采用在适当的时期(由燃料电池的状态决定的时期)进行向燃料电池供给的燃料的切换的装置，则能够实现同时具有上述各种效果的燃料电池系统。因此，可以说，该第二形态的燃料电池系统是具有如下结构的燃料电池系统，即，能够作为由交叉引起的燃料的消耗量更少的系统、能够进行输出的大变更的系统等而动作的结构。

根据本发明，能够提供由交叉引起的燃料的消耗量更少且能够经济运用的燃料电池系统等。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的燃料电池系统的概略结构图。

图2是第一实施方式的燃料电池系统具备的两个转换阀所取得的状态的说明图。

图3是第一实施方式的燃料电池系统具备的两个转换阀所取得的其它状态的说明图。

图4是第一实施方式的燃料电池系统内的ECU执行的起动时处理的流程图。

图5是第一实施方式的燃料电池系统内的ECU执行的停止时处理的流程图。

图6是第一实施方式的燃料电池系统内的燃料电池的系统停止中的状态的说明图。

图7是本发明的第二实施方式的燃料电池系统内的ECU执行的通常控制处理的流程图。

符号说明：

1 燃料电池系统

10 燃料电池

11i、11o 转换阀

12 主燃料供给系统

13 副燃料供给系统

14 氧化剂供给系统

15 主燃料箱

16 主燃料用泵

17 副燃料箱

18 副燃料用泵

19 空气用泵

20 MEA

21 阴离子交换膜

22a 阳极侧催化剂层

22c 阴极侧催化剂层

23a 阳极侧扩散层

23c 阴极侧扩散层

24a 阳极侧集电板

24c 阴极侧集电板

25a 燃料流路

25c 空气流路

28 温度传感器

30 ECU

具体实施方式

以下，参照附图详细说明用于实施本发明的具体实施方式。

(第一实施方式)

图1示出本发明的第一实施方式的燃料电池系统1的概略结构。此外，本实施方式的燃料电池系统1是作为燃料电池机动车的电源系统而开发的。更具体来说，燃料电池系统1是作为向燃料电池机动车的由DC-DC转换器、变换器、蓄电池、车辆用电动机等构成的部分(在图1中，“负载”)供给电力的系统而开发的。

如图所示，燃料电池系统1具备燃料电池10、主燃料供给系统12、副燃料供给系统13、氧化剂供给系统14、ECU30等。

燃料电池10是具备MEA(膜电极复合体)20的燃料电池，该MEA20在阴离子交换膜21的一方的面上形成阳极侧催化剂层22a以及阳极侧扩散层23a，在另一方的面上形成阴极侧催化剂层22c以及阴极侧扩散层23c。在MEA20的阳极侧(阳极侧扩散层23a侧)，设置有阳极侧集电板24a以及燃料流路25a。而且，在MEA20的阴极侧(阴极侧扩散层23c侧)设置有阴极侧集电板24c以及空气流路25c。

此外，在图1中只表示了一个MEA20，但是实际的燃料电池10具备各多个MEA20、燃料流路25a、空气流路25c等。更具体来说，实际的燃料电池10是经由作为阳极侧集电板24a、阴极侧集电板24c、燃料流路25a以及空气流路25c而起作用的部件(所谓的双极板)层叠多个MEA20的装置。

另外，在该燃料电池10的MEA20中采用的阳极侧催化剂层22a是使用甲醇的氧化活性低的催化剂的部件。此外，燃料电池10具备：与各燃料流路25a连接的燃料供给口以及燃料排出口；与各空气流路25c连接的空气供给口及空气排出口。

在燃料电池10上安装有用于测量燃料电池10的温度的温度传感器28。在燃料电池10的燃料供给口安装有转换阀11i(详细情况后面叙述)。而且，在燃料电池10的燃料排出口也安装有转换阀11o(详细情况后面叙述)。

经由转换阀11i、11o而与燃料电池10连接的主燃料供给系统12，是由主燃料箱15、主燃料用泵16、配管等构成的系统，该主燃料箱15用于储存作为比较廉价的液体燃料的主燃料(在本实施方式中为乙醇)，该主燃料用泵16用于将主燃料箱15内的主燃料供给到燃料电池10，该配管连接各部分。此外，虽然省略图示，但是在主燃料供给系统12的从转换阀11o到主燃料箱15的配管的中途设置有气液分离器和乙醇·水分离器，该气液分离器用于从排放燃料(从燃料排出口排出的燃料、CO₂、水的混合物)中除去CO₂，该乙醇·水分离器用于从排放燃料中除去水。

经由转换阀11i、11o与燃料电池10连接的副燃料供给系统13是由副燃料箱17、副燃料用泵18、配管等构成的系统，该副燃料箱17用于储存作为饱和蒸气压力比主燃料低的液体燃料的副燃料(在本实施方式中为乙二醇)，该副燃料用泵18用于将副燃料箱17内的副燃料供给到燃料电池10，该配管连接各部分。该副燃料供给系统13也与主燃料供给系统12相同，在从转换阀11o到副燃料箱17的配管的中途设置有未图示的气液分离器和乙二醇·水分离器。

并且，如图2、图3示意地表示那样，转换阀11i及11o是能够将主燃料供给系统12、副燃料供给系统13中的任一方与燃料电池10连接的三通阀(在本实施方式中为电磁阀)。

氧化剂供给系统14(图1)是由用于向燃料电池10供给空气的空气用泵19(所谓的空气压缩机)、配管等构成的系统。如已说明的那样，由于燃料电池10是使用阴离子交换膜21的装置(必须向阴极供给水分的燃料电池)，因此，在该氧化剂供给系统14的到达燃料电池10的空气供给口的配管的中途设置有混合器(未图示)，该混合器用于使来自空气用泵19的空气中含有水分。

ECU(电子控制单元)30是如下的单元，即，基于设置在系统搭载车辆上的各种传感器(加速踏板传感器等)的输出，以使燃料电池10产生所期望的电力的方式控制燃料电池系统1内的各部分(主燃料用泵16、转换阀11i以及11o等)。在此，所谓系统搭载车辆是指搭载有燃料电池系统1的燃料电池汽车。此外，ECU30是基于来自系统搭载车辆内的蓄电池(图1中的“负载”的元件)的电力而动作的单元。

该ECU30作为如下单元而构成(编程序)，即，在开始燃料电池10的发电动作时(在本实施方式中，在系统搭载车辆的点火开关接通时)，进行图3所示的顺序的起动时处理。

即，在开始燃料电池10的发电动作时，ECU30首先以向燃料电池10供给副燃料以及空气(含有水分的空气)的方式控制各部分(步骤S101)。即，ECU30控制转换阀11i、11o，以将副燃料供给到燃料电池10(参照图3)，并且，控制副燃料用泵17以及空气用泵19，从而使动作开始。

此后，ECU30开始以下处理，即，监视“燃料电池温度≥既定温度并且经过时间≥既定时间”的成立(步骤S102)。在此，燃料电池温度是燃料电池10的温度(通过温度传感器28检测的温度)，经过时间是步骤S102的处理开始后的经过时间。既定温度、既定时间是预先确定的数值(温度、时间)。这些数值是以使燃料的切换在适当的定时进行的方式(详细情况后面叙述)决定的数值。

ECU30在“燃料电池温度≥既定温度并且经过时间≥既定时间”成立时(步骤S102；是)，控制各部分，以向燃料电池10供给主燃料(步骤S103)。即，在该步骤S103中，ECU30控制转换阀11i、11o(参照图2)，以向燃料电池10供给主燃料。而且，ECU30进行用于使副燃料用泵18的动作停止并使主燃料用泵16的动作开始的控制。

然后，进行这样的控制的ECU30结束该起动时处理(图4的处理)，开始通常的控制处理。

另外，ECU30构成为如下单元，即，在使燃料电池10的发电动作停止时(在本实施方式中，在系统搭载车辆的点火开关断开时)，进行图5所示的顺序的停止时处理的单元。

即，ECU30在使燃料电池10的发电动作停止时，首先，控制各部分，以使向燃料电池10的空气的供给停止，并且向燃料电池10供给副燃料(步骤S201)。更具体来说，ECU30进行以下控制，即，用于使主燃料用泵16以及空气用泵19的动作停止的控制；用于使转换阀11i、11o的状态成为图3所示的状态的控制；用于使副燃料用泵17的动作开始的控制。

此后，ECU30开始等待第二既定时间经过的处理(步骤S202)。在此，第二既定时间是作为将燃料电池10内的主燃料置换为副燃料所需的时间而预先决定的时间。

ECU30在经过第二既定时间时(步骤S202；是)，进行用于使副燃料用泵18的动作停止的控制(步骤S203)。然后，ECU30结束该停止时处理，并且停止动作。

从以上说明可知，本发明的第一实施方式的燃料电池系统1是为了使燃料电池10发电，原则上供给比较廉价的乙醇(主燃料)的系统，但是，在使燃料电池10停止时，成为以下系统，即，将燃料电池10内存在的乙醇置换为更难以蒸发(饱和蒸气压力低)的乙二醇(副燃料)的系统。

因此，本实施方式的燃料电池系统1成为如下系统，即，与仅使用乙醇作为燃料的既有的燃料电池系统(以下记为现有系统)相比，燃料(乙醇以及乙二醇)的由交叉引起的消耗量少的系统。而且，燃料电池系统1是能够以与现有系统相同的成本运用的系统。

具体来说，考虑在动作停止中的燃料电池10内存在乙醇的情况和存在乙二醇的情况。在前者的情况下，由于乙醇是容易蒸发的物质，因此，在阴极侧交叉的乙醇比较早地蒸发。即，在这种情况下，两极间的燃料浓度差保持为大的状态，其结果是，交叉进行。

另外，在后者的情况下，在一段时间后产生交叉。但是，由于乙二醇的蒸发速度慢，因此，若某程度量的乙二醇透过阳离子交换膜21，则如图6示意地表示的那样，形成为由乙二醇覆盖阳离子交换膜21的阴极侧的状态，即形成为交叉不再进一步进行的状态。

因此，在使燃料电池10停止时，用乙二醇置换存在于燃料电池10内的乙醇的燃料电池系统1，与现有系统相比，是燃料电池10的动作停止中(系统的动作停止中)的燃料的由交叉引起的消耗量少的系统。

另外，虽然乙二醇是比乙醇高价的物质，但是燃料电池系统1通常是以乙醇使燃料电池10起作用的系统。并且，如上所述，燃料电池系统1是由交叉引起的乙醇的消耗量少的系统(乙醇被白白消耗而失去的量以及与乙醇相关的运用成本下降的系统)。因此，燃料电池系统1虽然需要比较高价的乙二醇，但是能够以与现有系统同等的成本进行运用。

此外，燃料电池系统1作为在燃料电池10起动时(参照图4)利用乙二醇使燃料电池10进行发电动作的系统而构成。并且，由于乙二醇与乙醇相比，是燃料电池10的输出电压变高的燃料，因此，燃料电池系统1是在系统起动时(燃料电池10的起动时)使燃料电池10的输出电压迅速上升到必要值的系统。

另外，由于乙二醇是难以冻结的物质，因此，燃料电池系统1是在低温起动时难以产生问题的系统(在现有系统难以起动的温度下也能够起动的系统)。

最后，对于在“燃料电池温度≥既定温度并且经过时间≥既定时间”成立时，将向燃料电池10供给的燃料从乙二醇切换为乙醇的理由进行说明。

如上所述，若利用乙二醇使燃料电池10进行发电动作，则能够使燃料电池10的输出电压迅速上升。但是，若乙二醇的供给时间过长，则燃料电池系统1的使用成本将上升。另外，在使乙二醇的供给时间为一定时间的情况下，存在以下可能性，即，在燃料电池10内或在配管内，在产生冻结的温度下进行向乙醇的切换。此外，希望燃料电池10的输出电压时常(在燃料电池温度比较高的状态下起动时也是如此)迅速上升。

并且，如果在作为既定温度而决定适当值的基础上引入“燃料电池温度≥既定温度”的条件，则能够使乙二醇的供给时间不会过长，并且，在切换燃料时能够不产生问题。而且，如果在作为既定时间而决定适当值的基础上引入“经过时间≥既定时间”的条件，则即使在燃料电池温度比较高的情况下，也能够使燃料电池10的输出电压迅速上升(利用乙二醇使燃料电池10进行发电动作)。因此，在作为既定温度、既定时间而决定适当值的基础上，在“燃料电池温度≥既定温度且经过时间≥既定时间”成立时，进行燃料的切换。

(第二实施方式)

本发明的第二实施方式的燃料电池系统是以如下方式改良第一实施方式的燃料电池系统1的系统，即，通过ECU30进行与上述控制稍微不同的控制。因此，以下，使用与说明第一实施方式的燃料电池系统1时使用的符号相同的符号，仅说明第二实施方式的燃料电池系统1内的ECU30的控制动作。

第二实施方式的燃料电池系统1内的ECU30(以下，标记为第二ECU30)是进行与已说明的装置内容相同的起动时处理(参照图4)、停止时处理(参照图5)的单元。

但是，第二ECU30以如下方式构成(编程序)，即，在起动时处理结束时，开始图7所示的顺序的通常控制处理。

即，结束起动时处理的第二ECU30开始进行如下处理(未图示)，即，以燃料电池10产生所希望的电力的方式进行控制的处理，并且，开始进行对以下情况进行监视的处理(步骤S301)，即，自身系统的状况成为需要提高燃料系统10的发电量的状况(燃料电池10的目标状态成为需要高发电量的状态)的情况。

然后，第二ECU20在需要提高燃料电池10的发电量时(步骤S301；是)控制各部分，从而向燃料电池10供给副燃料(步骤S302)。另外，在这种情况下，空气用泵19已经动作。因此，在该步骤302中，第二ECU30进行的控制是以下控制，即，用于使主燃料用泵16的动作停止的控制；用于使转换阀11i、11o的状态形成为图3所示的状态的控制；以及用于使副燃料用泵17的动作开始的控制。

此后，第二ECU30使监视如下情况的处理(步骤S303)开始，即，自身系统的状况成为无需事先提高燃料电池10的发电量的状况(使燃料电池10的发电量返回通常水平的状况)的情况。

并且，第二ECU20在无需事先提高燃料电池10的发电量的情况下(步骤S303；是)，从以向燃料电池10供给主燃料的方式控制各部分(步骤S304)开始，使步骤S301以后的处理再次开始。

总之，第二ECU30是在需要大幅提高自身系统(燃料电池10)的输出时，通过供给副燃料(与作为主燃料的乙醇相比，燃料电池10的输出电压变高的乙二醇)使燃料电池10进行发电动作的单元。因此，若使用具备第二ECU30的本发明的第二实施方式的燃料电池系统1，则在必要时使发电量(对负载的电力供给量)增大。

(变形方式)

上述各实施方式的燃料电池系统1能够进行各种变形。例如，各实施方式的燃料电池系统1分别使用乙醇、乙二醇作为主燃料、副燃料，但是，能够将燃料电池系统1变形为使用其它物质作为各燃料的燃料电池系统。

但是，如下表所示，乙二醇与通常的酒精相比，是饱和蒸气压力特别低的物质。而且，乙二醇也是难以冻结且燃料电池10的输出电压变高的物质。因此，希望副燃料为乙二醇。

[表1]

物质名	饱和蒸气压力
		乙二醇	0.0007kPa
乙醇	5.878kPa
		甲醇	12.3kPa
正丙醇	2.0kPa
		异丙醇	4.4kPa

另外，能够将各实施方式的燃料电池系统1变形为具备电解质膜为阳离子交换膜的燃料电池10的系统。但是，阳离子交换膜与阴离子交换膜21相比，是容易产生交叉的电解质膜，阳离子交换膜(＝强酸性电解质膜)的电极催化剂必须为具有耐腐蚀性且能使酒精氧化的铂系催化剂。因此，作为燃料电池10，希望采用使用阴离子交换膜21作为各电解质膜的燃料电池。

另外，以“减少燃料的由交叉引起的消耗量”以外的情况为目的，能够将各实施方式的燃料电池系统1变形为切换对燃料电池10供给的燃料的系统。具体来说，为了提高低温下的起动性，能够将第一实施方式的燃料电池系统1变形为切换向燃料电池10供给的燃料的系统(具备融点低的燃料和通常运转用的燃料，在起动时将前者的燃料向燃料电池10供给的系统)。

另外，能够将第二实施方式的燃料电池系统1变形为不进行起动时处理和停止时处理的系统(仅为了使发电量暂时上升而进行燃料的切换的系统)。

另外，能够将第二实施方式的燃料电池系统1变形为以下系统，即，该系统具备挥发性(点火性)极低的燃料和通常运转用的燃料，在燃料电池10的状态成为异常状态时，将前者的燃料向燃料电池10供给。此外，若进行这样的变形，则能够使第二实施方式的燃料电池系统1作为能够不停止输出地应对燃料电池10的异常的系统而起作用。

此外，能够事先将第二实施方式的燃料电池系统1变形为如下的系统，即，该系统具备多种燃料(需要高输出时用的燃料、低温起动用的燃料、燃料电池10的异常时用的燃料、通常运转用的燃料、由交叉引起的燃料消耗量的降低用的燃料等)，上述多种燃料适合于对于自身系统而产生的各种状况下的使用，该系统根据自身系统的实际状况而选择向燃料电池10供给的燃料。

产业上的可利用性

本发明涉及一种使燃料电池进行发电的燃料电池系统，能够利用于需要电力的各种各样的系统/装置。

Claims

1.一种燃料电池系统，其特征在于，具备：

燃料电池，该燃料电池通过使供给的液体燃料与氧化剂在其内部进行电化学反应而进行发电；

燃料电池控制部，该燃料电池控制部为了使所述燃料电池发电动作而向所述燃料电池供给第一液体燃料，在使所述燃料电池的发电动作停止时，通过向所述燃料电池供给饱和蒸气压力比所述第一液体燃料低的第二液体燃料，用所述第二液体燃料置换所述燃料电池内的所述第一液体燃料。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述燃料电池控制部在使所述燃料电池的发电动作开始时，通过供给所述第二液体燃料而使所述燃料电池的发电动作开始，然后，将向所述燃料电池供给的液体燃料从所述第二液体燃料切换为所述第一液体燃料。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述燃料电池控制部在所述燃料电池的温度成为规定温度以上时，将向所述燃料电池供给的液体从所述第二液体燃料切换为所述第一液体燃料。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第二液体燃料是乙二醇。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

用于所述燃料电池的各电解质膜是阴离子交换膜。