JP2003109644A - 燃料電池の発電方法及び燃料電池システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い発電効率を得ることができる、燃料電池
の発電方法、及び燃料電池システムを提供する。 【解決手段】 固体電解質１１を挟んでアノード電極と
１２とカソード電極１３とが配され、アノード電極１２
にアノードガスを接触させるとともにカソード電極１３
にカソードガスを接触させて、アノード電極１２とカソ
ード電極１３との間に電力を発生させるＳＯＦＣ１０を
用いて発電する方法において、アノードガスとして、ブ
タンを含むガスを用いるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池を用いて
高効率で発電することのできる発電方法及びシステムに
関するものであって、例えば、溶融炭酸塩型燃料電池，
固体電解質型燃料電池等といった、６００℃以上の高温
で運転される燃料電池に適用することができるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は、水素、一酸化炭素等の燃料
が有する化学的エネルギーを直接電気エネルギーに変換
して取り出すことができる装置であり、カルノーサイク
ルの制約を受けずエネルギー変換効率が高いことや、エ
ネルギー変換をクリーンに行えること等から、従来から
の火力発電装置等に替わる次世代の発電装置として注目
されている。中でも、固体電解質型燃料電池（Ｓｏｌｉ
ｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：以下「ＳＯＦ
Ｃ」という）は、発電効率が約６０％と非常に高い、使
用する燃料を幅広く選択できる、等といった利点を有し
ており、実用化に向けてとりわけ大きな期待が寄せられ
ている。このＳＯＦＣは、例えば酸素イオン（Ｏ^2-）伝
導性を有するイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）
等、特定のイオン種を伝導させる性質を持つ固体を電解
質として用いるもので、固体のイオン伝導率（導電率）
が著しく高まるような高温下（９００℃以上、より好ま
しくは１０００℃程度）で運転し、発電させるものであ
る。

【０００３】図９に、燃料電池としてＳＯＦＣを用い
た、燃料電池システムの一例を示す。この図に示すよう
に、ＳＯＦＣ１００は、酸素イオン導電体であるＹＳＺ
から構成されている固体電解質１０１を挟んで、アノー
ド電極（負極）１０２とカソード電極（正極）１０３が
設けられている。アノード電極１０２の外側には、ガス
流路１０４が形成されており、またカソード電極１０３
の外側には、ガス流路１０５が形成されている。これら
アノード電極１２及びカソード電極１３には、外部負荷
である外部電気回路Ｒが接続されている。

【０００４】このＳＯＦＣ１００を運転して発電させる
には、ＳＯＦＣ１００を予め９００〜１０００℃程度に
加熱し、固体電解質１０１の導電率を高めておいて、ガ
ス流路１０４に、水素（Ｈ₂），一酸化炭素（ＣＯ）又
はメタン（ＣＨ₄）等の燃料ガス（アノードガス）を導
入するとともに、ガス流路１０５に、空気（Ａｉｒ）又
は酸素（Ｏ₂）などの酸化剤ガス（カソードガス）を導
入する。こうすると、カソード電極１０３では、次の式
（１）に示す反応が起こる。 １／２Ｏ₂ ＋ ２ｅ^- → Ｏ^2- （１） 式（１）で生成された酸素イオンは、固体電解質１０１
を透過してアノード電極 まで流れていき、アノード電
極１０２では、次の式（２）〜（４）に示す反応が起こ
る。 Ｈ₂ ＋ Ｏ^2- → Ｈ₂Ｏ ＋ ２ｅ^- （２） ＣＯ ＋ Ｏ^2- → ＣＯ₂ ＋ ２ｅ^- （３） ＣＨ₄ + ４Ｏ^2- → ２Ｈ₂Ｏ ＋ ＣＯ₂ ＋ ８ｅ^- （４） これら式（２）〜（４）に示すように、アノード電極１
０３では電子（ｅ^-）が生成されることにより電力が発
生し、この電力は外部電気回路Ｒへと取り出すことがで
き、ここで消費される。なお、図９においては、電子
（ｅ^-）の流れと電流（Ｉ）の流れとを、矢印で示して
いる。

【０００５】このような反応によって得られる電気エネ
ルギーと、燃料全体の持つエネルギーとの関係は、次式
で与えられる。 ΔＨ＝ΔＧ＋ΔＱ ここで、ΔＨは反応の内部エネルギー変化(エンタルピ
ー変化)、ΔＧは自由エネルギー変化、ΔＱは熱量であ
り、各々の単位はｋＪ／ｍｏｌである。このΔＧは、取
り出しうる最大の仕事（電気量）であるので、ΔＧとΔ
Ｈとの比率ΔＧ／ΔＨは、燃料電池から得られる理論的
に最大の発電効率（理論効率）となる。

【０００６】アノードガスとしてＨ₂を用いた場合のΔ
Ｇ／ΔＨと温度との関係を、図１０に示す。この図に示
すように、温度が上昇すると理論効率は低下する傾向に
ある。この図からは一見、低温で作動させれば高い効率
が得られるようであるが、低温で作動させる場合には反
応速度が低下し、また材料の抵抗が増加することから、
結果として低温では十分な出力が得られない。従って高
温型の燃料電池は、できる限り高い温度で運転されるの
が通例であり、理論効率がやや低い条件下で発電させざ
るを得なかった。

【０００７】更に、アノードガスとしてＣＨ₄，ＣＯを
用いた場合のΔＧ／ΔＨと温度との関係を、図１１に示
す。この図では、図１０と重複するが、比較のためにＨ
₂に関しても示している。この図から明らかなように、
Ｈ₂，ＣＯは温度に従って顕著に理論効率が低下する
が、ＣＨ₄はほぼ一定値を示す。このように、燃料電池
はガスの組成によって効率が異なり，また温度の上昇と
ともに効率が低下することが欠点であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】これまでも、燃料電池
の発電効率を高めために、様々な検討が行われてきた。
しかしそれらは、例えば、電極とガスとの接触面積を増
大させる、あるいは電解質の厚みを極薄とする、等とい
った、燃料電池の構成に関するものが殆どであり、燃料
電池に供給するためのガスに関しての検討は、殆どなさ
れてこなかった。そのため、高い開発コストやメンテナ
ンスコスト等がかかり、結果的に発電コストの高騰化を
招くといった問題があった。

【０００９】本発明者らはこうした点に着目し、独自に
鋭意検討した結果、アノードガスの成分組成を変化させ
ることによって、燃料電池の発電効率を高められること
を見出した。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、高い発電効率を得ることができる、燃料電池の発電
方法、及び燃料電池システムを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電解質を挟んでアノード電極とカソード電極とが配
され、前記アノード電極にアノードガスを接触させると
ともに前記カソード電極にカソードガスを接触させて、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に電力を発
生させる燃料電池を用いて発電する方法であって、前記
アノードガスとして、ブタンを含むガスを用いることを
特徴とする。

【００１２】このように、アノードガスとして、ブタン
を含むガスを用いるようにしているので、従来から用い
られていた燃料電池の構成を変更することなく、容易に
発電効率を向上させることができる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の燃料電池の発電方法であって、前記アノードガスが、
第１の成分として水素，一酸化炭素又はメタンを含むと
ともに、第２の成分として前記ブタンを前記アノードガ
ス全量中に４０〜５０ｍｏｌ％含むことを特徴とする。

【００１４】このように、従来からアノードガスとして
用いられていた水素，一酸化炭素又はメタンといったガ
スに、４０〜５０ｍｏｌ％のブタンを含ませるようにし
ているので、簡易な方法で発電効率を向上させることが
できる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の燃料電池の発電方法であって、前記アノードガスが、
第１の成分として天然ガスを含むとともに、第２の成分
として前記ブタンを前記アノードガス全量中に５〜１５
ｍｏｌ％含むことを特徴とする。

【００１６】このように、天然ガスに５〜１５ｍｏｌ％
のブタンを含ませるようにしているので、天然ガスを特
に改質等しなくてもよく、簡易な方法で発電効率を向上
させることができる。

【００１７】請求項４に記載の発明は、電解質を挟んで
アノード電極とカソード電極とが配され、前記アノード
電極にアノードガスを接触させるとともに前記カソード
電極にカソードガスを接触させて、前記アノード電極と
前記カソード電極との間に電力を発生させる燃料電池を
用いて発電する方法であって、前記アノードガスとし
て、プロパンを含むガスを用いることを特徴とする。

【００１８】このように、アノードガスとして、プロパ
ンを含むガスを用いるようにしているので、従来から用
いられていた燃料電池の構成を変更することなく、容易
に発電効率を向上させることができる。

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の燃料電池の発電方法であって、前記アノードガスが、
第１の成分として水素，一酸化炭素又はメタンを含むと
ともに、第２の成分として前記プロパンを前記アノード
ガス全量中に４０〜６０ｍｏｌ％含むことを特徴とす
る。

【００２０】このように、従来からアノードガスとして
用いられていた水素，一酸化炭素又はメタンといったガ
スに、４０〜６０ｍｏｌ％のプロパンを含ませるように
しているので、簡易な方法で発電効率を向上させること
ができる。

【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
何れかに記載の燃料電池の発電方法であって、前記燃料
電池として、前記電解質が固体である固体電解質型燃料
電池を用いることを特徴とする。

【００２２】このように、固体電解質型燃料電池を用い
るようにしているので、高温域での運転における発電効
率の低下を効果的に抑制することができ、より高い発電
効率を得ることができる。

【００２３】請求項７に記載の発明は、電解質を挟んで
アノード電極とカソード電極とが配され、前記アノード
電極にアノードガスを接触させるとともに前記カソード
電極にカソードガスを接触させて、前記アノード電極と
前記カソード電極との間に電力を発生させる燃料電池を
用いたシステムであって、前記アノードガスの少なくと
も一成分としてのブタンを、前記燃料電池に供給するブ
タン供給手段と、該ブタン供給手段からの前記燃料電池
への前記ブタンの流量を調整するブタン流量調整手段
と、を備えることを特徴とする。

【００２４】このように、ブタン供給手段とブタン流量
調整手段とを備えるようにしているので、燃料電池へ供
給されるブタンの流量を的確に調整することができ、迅
速且つ正確に発電効率を高めることができる。

【００２５】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の燃料電池システムであって、前記アノードガスの第１
の成分としての水素，一酸化炭素又はメタンを、前記燃
料電池に供給する第１成分供給手段と、前記ブタン流量
調整手段と連動し、前記ブタンの流量に対応させて前記
第１成分供給手段からの前記燃料電池への前記水素，一
酸化炭素又はメタンの流量を調整する第１成分流量調整
手段と、を備えることを特徴とする。

【００２６】このように、第１成分供給手段と、ブタン
流量調整手段と連動する第１成分流量調整手段とを備え
るようにしているので、燃料電池に供給するアノードガ
ス中に占めるブタンの割合が一定となるように、第１の
成分の流量とブタンの流量とを的確に調整することがで
きる。

【００２７】請求項９に記載の発明は、請求項７に記載
の燃料電池システムであって、前記アノードガスの第１
の成分としての天然ガスを、前記燃料電池に供給する天
然ガス供給手段と、前記ブタン流量調整手段と連動し、
前記ブタンの流量に対応させて前記天然ガス供給手段か
ら前記燃料電池への天然ガスの流量を調整する天然ガス
流量調整手段と、を備えることを特徴とする。

【００２８】このように、天然ガス供給手段と、ブタン
流量調整手段と連動する天然ガス流量調整手段とを備え
るようにしているので、燃料電池に供給するアノードガ
ス中に占めるブタンの割合が一定となるように、天然ガ
スの流量とブタンの流量とを的確に調整することができ
る。

【００２９】請求項１０に記載の発明は、電解質を挟ん
でアノード電極とカソード電極とが配され、前記アノー
ド電極にアノードガスを接触させるとともに前記カソー
ド電極にカソードガスを接触させて、前記アノード電極
と前記カソード電極との間に電力を発生させる燃料電池
を用いたシステムであって、前記アノードガスの少なく
とも一成分として、プロパンを前記燃料電池に供給する
プロパン供給手段と、該プロパン供給手段から前記燃料
電池への前記プロパンの流量を調整するプロパン流量調
整手段と、を備えることを特徴とする。

【００３０】このように、プロパン供給手段とプロパン
流量調整手段とを備えるようにしているので、燃料電池
へ供給されるプロパンの流量を的確に調整することがで
き、迅速且つ正確に発電効率を高めることができる。

【００３１】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載の燃料電池システムであって、前記アノードガスの
第１の成分としての水素，一酸化炭素又はメタンを、前
記燃料電池に供給する第１成分供給手段と、前記プロパ
ン流量調整手段と連動し、前記プロパンの流量に対応さ
せて前記第１成分供給手段からの前記燃料電池への水
素，一酸化炭素又はメタンの流量を調整する第１成分流
量調整手段と、を備えることを特徴とする。

【００３２】このように、第１成分供給手段と、プロパ
ン流量調整手段と連動する第１成分流量調整手段とを備
えるようにしているので、燃料電池に供給するアノード
ガス中に占めるプロパンの割合が一定となるように、第
１の成分の流量とプロパンの流量とを的確に調整するこ
とができる。

【００３３】請求項１２に記載の発明は、請求項７〜１
０の何れかに記載の燃料電池システムであって、前記燃
料電池として、前記電解質が固体である固体電解質型燃
料電池を用いることを特徴とする。

【００３４】このように、固体電解質型燃料電池を用い
るようにしているので、高温域での運転における発電効
率の低下を効果的に抑制することができ、より高い発電
効率を得ることができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃料電池の発
電方法及び燃料電池システムの実施の形態について、図
面を参照して説明する。

【００３６】［第１の実施形態］先ず、第１の実施形態
について、図１乃至図４を用いて説明する。本実施形態
に係る燃料電池システムは、図１に示すように、ＳＯＦ
Ｃ（固体電解質型燃料電池）１０と、ＳＯＦＣ１０にア
ノードガスを導入するアノードガス導入装置２０と、Ｓ
ＯＦＣ１０にカソードガスを導入するカソードガス導入
装置３０と、を備えた構成となっている。

【００３７】ＳＯＦＣ１０は、固体電解質（電解質）１
１と、固体電解質１１を挟んで配されたアノード電極１
２及びカソード電極１３と、アノードガスを流してこの
アノードガスをアノード電極１２に接触させるためのア
ノードガス流路１４と、カソードガスを流してこのカソ
ードガスをカソード電極１３に接触させるためのカソー
ドガス流路１５と、を備えている。

【００３８】固定電解質（電解質）１１は、ＹＳＺ（イ
ットリア安定化ジルコニア）から構成されており、酸素
イオン（Ｏ^2-）を選択的に透過させる酸素イオン導電体
としての機能を有するものである。このＹＳＺは、上述
した通り、１０００℃程度まで加熱されると酸素イオン
の伝導率が著しく高まるので、燃料電池１には、固体電
解質１１を加熱するための図示しない加熱手段が設けら
れている。

【００３９】アノード電極１２の外側には、アノードガ
スをアノード電極１２に接触させるための、アノードガ
ス流路１４が形成されている。アノードガスは、このア
ノードガス流路１４の一端部側に形成された吸気口１４
ａからアノードガス流路１４内に吸気され、アノード電
極１２に接触されて反応した後、アノードガス流路１４
の他端部側に形成された排気口１４ｂからアノード排ガ
スとして排気されるようになっている。また、カソード
電極１３の外側には、カソードガスをカソード電極１３
に接触させるための、カソードガス流路１５が形成され
ている。カソードガスは、このカソードガス流路１５の
一端部側に形成された吸気口１５ａからカソードガス流
路１５内に吸気され、カソード電極１３と接触されて反
応した後、カソードガス流路１５の他端部側に形成され
た排気口１５ｂからカソード排ガスとして排気されるよ
うになっている。

【００４０】これらアノード電極１２及びカソード電極
１３には、外部負荷である外部電気回路Ｒが接続されて
おり、ＳＯＦＣ１０で発電された電力はここで消費され
る。

【００４１】アノードガス導入装置２０は、アノードガ
ス流路１４内にアノードガスを導入するものであって、
アノードガスの主ガス（第１の成分）を貯蔵する主ガス
貯蔵タンク（第１成分供給手段）２１と、アノードガス
の副ガス（第２の成分）としてのブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）を
貯蔵するブタン貯蔵タンク（ブタン供給手段）２２と、
アノードガス流路１４への主ガスの流量を調整する流量
調整器（第１成分流量調整手段）２３と、アノードガス
流路１４へのブタンの流量を調整する流量調整器（ブタ
ン流量調整手段）２４と、を備えている。

【００４２】主ガス貯蔵タンク２１とブタン貯蔵タンク
２２とは、吸気口１４ａと配管等を介して各々連結され
ており、主ガスと副ガス（ブタン）とを混合したガス
を、アノードガスとしてＳＯＦＣ１０に供給することが
できるようになっている。主ガス貯蔵タンク２１は、ア
ノードガスの主ガスとしての、水素（Ｈ₂），一酸化炭
素（ＣＯ）又はメタン（ＣＨ₄）を含むガス一旦貯蔵し
ておき、これら水素，一酸化炭素又はメタンを含むガス
を、アノードガス流路１４へと導入するものである。流
量調整器２３は、主ガス貯蔵タンク２１からの配管等の
出側に設けられており、その開度が制御されることで、
主ガス貯蔵タンク２１からの主ガスの流量を調整するこ
とができるようになっている。また、ブタン貯蔵タンク
２２は、アノードガスの副ガス、すなわちアノードガス
のうちの主ガス以外の成分としてのブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）
を一旦貯蔵しておき、このブタンをアノードガス流路１
４へと導入するものである。流量調整器２４は、ブタン
貯蔵タンク２２からの配管等の出側に設けられており、
その開度が制御されることで、ブタン貯蔵タンク２２か
らのブタンの流量を調整することができるようになって
いる。なお、ここでいう「ブタン」とは、ｎ−ブタンと
ｉ−ブタンの双方を含むものである。

【００４３】流量調整器２３と流量調整器２４とは、図
示しない制御手段によって、互いに連動するようになっ
ている。この制御手段が、ＳＯＦＣ１０から出力させた
い電力量等に応じて、主ガスの流量及びブタンの流量の
各々の最適値を演算し、その結果に応じて流量調整器２
３及び流量調整器２４の開度を制御することで、アノー
ドガス中のブタンの含有率が所定の割合となるように、
各々の流量が調整されるようになっている。すなわち、
水素，一酸化炭素又はメタンの流量とブタンの流量と
を、相互に対応させることができる。

【００４４】カソードガス導入装置３０は、カソードガ
ス流路１５内にカソードガスを導入するものであって、
吸気口１５ａと配管等によって連結され、カソードガス
を貯蔵するカソードガス貯蔵タンク３１と、カソードガ
ス流路１５へのカソードガスの流量を調整する流量調整
器３２と、を備えている。

【００４５】カソードガス貯蔵タンク３１は、カソード
ガスとしての、空気（Ａｉｒ）又は酸素（Ｏ₂）を一旦
貯蔵しておき、これら空気又は酸素をカソードガス流路
１５へと導入するものである。流量調整器３２は、カソ
ードガス貯蔵タンク３１からの配管等の出側に設けられ
ており、その開度を制御されることで、カソードガス貯
蔵タンク３１からのカソードガスの流量を調整すること
ができるようになっている。また、この流量調整器３２
も、上記した図示しない制御手段によって動作される。
この制御手段が、ＳＯＦＣ１０から出力させたい電力量
等に応じて、カソードガスの流量の最適値を演算し、そ
の結果に応じて流量調整器３２の開度を制御すること
で、アノードガスの流量に対応させてカソードガスの流
量が調整されるようになっている。

【００４６】この燃料電池システムを用いた発電方法に
おいては、ＳＯＦＣ１０を予め９００℃以上、より好ま
しくは１０００℃程度に加熱しておき、アノードガスを
アノードガス流路１４に、カソードガスをカソードガス
流路１５に各々導入して、ＳＯＦＣ１０を運転する。こ
うすることで、アノード電極１２及びカソード電極１３
では、上記した式（１）〜（４）に示した反応が進行し
て、電力が発生する。この電力は外部電気回路Ｒへと取
り出すことができ、ここで消費される。なお、図１にお
いては、電子（ｅ^-）の流れと電流（Ｉ）の流れとを、
矢印で示している。アノード電極１２側では、余剰のア
ノードガス、及び反応によって生成した水（Ｈ₂Ｏ），
二酸化炭素（ＣＯ₂）は、アノード排ガスとして排気口
１４ｂからＳＯＦＣ１０の外部へと排出される。また、
カソード電極１３側では、余剰のカソードガスは、カソ
ード排ガスとして排気口１５ｂからＳＯＦＣ１０の外部
へと排出される。

【００４７】流量調整器２３、流量調整器２４及び流量
調整器３２は、制御手段によって互いに連動するように
制御され、ＳＯＦＣ１０から取り出す電力量に対応させ
て、アノードガス及びカソードガスの各々の流量を調整
する。すなわち、ＳＯＦＣ１０から取り出す電力量を大
きくする場合には、アノードガスの流量及びカソードガ
スの流量を大きくして、投入エネルギーを大きくする。
また逆に、電力量を小さくする場合には、アノードガス
の流量及びカソードガスの流量を小さくして、投入エネ
ルギーを小さくする。

【００４８】ここで、流量調整器２３と流量調整器２４
とは、アノードガス中に占めるブタンの比率を一定に維
持するようにして、水素，一酸化炭素又はメタンの流量
とブタンの流量とを調整する。ここでは、アノードガス
全量中に４０〜５０ｍｏｌ％のブタンが含まれるように
して、互いのガスの流量が調整される。

【００４９】ここで、アノードガスとして各種ガスを用
いた場合における各々の理論発電効率（理論効率）を、
図２に示す。本効率は、熱力学の物性定数表から求める
ことができる。この図から明らかなように、ブタン（Ｃ
₄Ｈ₁₀）は、温度に対して理論効率が上昇する傾向にあ
る。これは、Ｃ₄Ｈ₁₀の反応においてはエントロピーが
減少し、その減少の度合いが温度とともに大きくなる事
を意味する。従って、Ｃ₄Ｈ₁₀を適量添加することで、
理論効率を一定に維持することが可能である。

【００５０】また一例として、水素（Ｈ₂）にブタン
（Ｃ₄Ｈ₁₀）を添加した場合の、添加割合と理論効率と
の関係を、図３に示す。この図から明らかなように、Ｈ
₂を用いた場合には、温度の上昇とともに理論効率が大
きく下がるので、効率を向上させるためには、アノード
ガス全体に占めるＣ₄Ｈ₁₀の割合が４０〜５０ｍｏｌ％
（０．４〜０．５）程度となるように、Ｃ₄Ｈ₁₀を添加
すればよいことがわかる。なお、Ｃ₄Ｈ₁₀を添加するこ
とによる効率上昇の効果を、図４に示す。

【００５１】本実施形態に係る燃料電池の発電方法にお
いては、アノードガスとして、ブタンを含むガスを用い
るようにしている。このように、カソードガスの成分組
成を変更するだけで発電効率を向上させることができる
ので、従来から用いられていた燃料電池の構成を変更す
ることなく、容易に発電効率を向上させることができる
とともに、発電コストの低廉化を図ることができる。

【００５２】また、アノードガスが、主ガスとして水
素，一酸化炭素又はメタンを含むとともに、副ガスとし
てのブタンをアノードガス全量中に４０〜５０ｍｏｌ％
含むようにしている。このように、従来からアノードガ
スとして用いられていた水素，一酸化炭素又はメタンと
いったガスに、一定量のブタンを含ませることで、発電
効率を向上させることができるので、簡易な方法で的確
に発電効率を向上させることができる。

【００５３】更に、本実施形態に係る燃料電池システム
においては、アノードガス導入装置２０が、主ガス貯蔵
タンク２１と、ブタン貯蔵タンク２２と、互いに連動し
て主ガス及びブタンの流量を各々調整する流量調整器２
３及び流量調整器２４と、を備えるようにしている。そ
のため、ＳＯＦＣ１０に供給するアノードガス中に占め
るブタンの割合が一定となるように、主ガスの流量とブ
タンの流量とを的確に調整することができ、迅速且つ正
確に発電効率を高めることができるとともに、運転条件
の変化にも迅速に対応して、高い発電効率を常に維持す
ることができる。

【００５４】更に、燃料電池として、９００℃以上の高
温域で運転されるＳＯＦＣ１０を用いるようにしている
ので、高温域での運転における発電効率の低下を効果的
に抑制することができ、より高い発電効率を得ることが
できる。

【００５５】なお、本実施形態においては、アノードガ
スの主ガスを水素，一酸化炭素又はメタンを含むガスと
して、これに所定の割合でブタンを添加するようにして
いるが、これに限定されるものではなく、アノードガス
の全成分をブタンとしてもよい。

【００５６】［第２の実施形態］次に、本発明の第２の
実施形態について、図２、図５及び図６を用いて説明す
る。なお、本実施形態における燃料電池システムは、上
記第１の実施形態の燃料電池システムにおける構成と比
較して、アノードガス導入装置の構成が異なるのみであ
る。そのため、第１の実施形態におけると同一の構成要
素には同一の符号を付して、その詳しい説明は省略する
こととする。

【００５７】本実施形態に係る燃料電池システムは、図
５に示すように、ＳＯＦＣ（固体電解質型燃料電池）１
０と、ＳＯＦＣ１０にアノードガスを導入するアノード
ガス導入装置４０と、ＳＯＦＣ１０にカソードガスを導
入するカソードガス導入装置３０と、を備えた構成とな
っている。

【００５８】アノードガス導入装置４０は、アノードガ
ス流路１４内にアノードガスを導入するものであって、
アノードガスの主ガス（第１の成分）を貯蔵する主ガス
貯蔵タンク（第１成分供給手段）２１と、アノードガス
の副ガス（第２の成分）としてのプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）を
貯蔵するプロパン貯蔵タンク（プロパン供給手段）４１
と、アノードガス流路１４への主ガスの流量を調整する
流量調整器（第１成分流量調整手段）２３と、アノード
ガス流路１４へのプロパンの流量を調整する流量調整器
（プロパン流量調整手段）４２と、を備えている。

【００５９】主ガス貯蔵タンク２１とプロパン貯蔵タン
ク４１とは、吸気口１４ａと配管等を介して各々連結さ
れており、主ガスと副ガス（プロパン）とを混合したガ
スを、アノードガスとしてＳＯＦＣ１０に供給すること
ができるようになっている。主ガス貯蔵タンク２１は、
アノードガスの主ガスとしての、水素（Ｈ₂），一酸化
炭素（ＣＯ）又はメタン（ＣＨ₄）を含むガス一旦貯蔵
しておき、これら水素，一酸化炭素又はメタンをアノー
ドガス流路１４へと導入するものである。流量調整器２
３は、主ガス貯蔵タンク２１からの配管等の出側に設け
られており、その開度が制御されることで、主ガス貯蔵
タンク２１からの主ガスの流量を調整することができる
ようになっている。また、プロパン貯蔵タンク４１は、
アノードガスの副ガス、すなわちアノードガスのうちの
主ガス以外の成分としてのプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）を一旦貯
蔵しておき、このプロパンをアノードガス流路１４へと
導入するものである。流量調整器４２は、プロパン貯蔵
タンク２２からの配管等の出側に設けられており、その
開度が制御されることで、プロパン貯蔵タンク４１から
のプロパンの流量を調整することができるようになって
いる。

【００６０】流量調整器２３と流量調整器４２とは、図
示しない制御手段によって、互いに連動するようになっ
ている。この制御手段が、ＳＯＦＣ１０から出力させた
い電力量等に応じて、主ガスの流量及びプロパンの流量
の各々の最適値を演算し、その結果に応じて流量調整器
２３及び流量調整器４２の開度を制御することで、アノ
ードガス中のプロパンの含有率が所定の割合となるよう
に、各々の流量が調整されるようになっている。すなわ
ち、水素，一酸化炭素又はメタンの流量とプロパンの流
量とを、相互に対応させることができる。

【００６１】この燃料電池システムを用いた発電方法に
おいては、ＳＯＦＣ１０を予め９００℃以上、より好ま
しくは１０００℃程度に加熱しておき、アノードガスを
アノードガス流路１４に、カソードガスをカソードガス
流路１５に各々導入して、ＳＯＦＣ１０を運転する。こ
うすることで、アノード電極１２及びカソード電極１３
では、上記した式（１）〜（４）に示した反応が進行し
て、電力が発生する。この電力は外部電気回路Ｒへと取
り出すことができ、ここで消費される。なお、図５にお
いては、電子（ｅ^-）の流れと電流（Ｉ）の流れとを、
矢印で示している。アノード電極１２側では、余剰のア
ノードガス、及び反応によって生成した水（Ｈ₂Ｏ），
二酸化炭素（ＣＯ₂）は、アノード排ガスとして排気口
１４ｂからＳＯＦＣ１０の外部へと排出される。また、
カソード電極１３側では、余剰のカソードガスは、カソ
ード排ガスとして排気口１５ｂからＳＯＦＣ１０の外部
へと排出される。

【００６２】流量調整器２３、流量調整器４２及び流量
調整器３２は、制御手段によって互いに連動するように
制御され、ＳＯＦＣ１０から取り出す電力量に対応させ
て、アノードガス及びカソードガスの各々の流量を調整
する。すなわち、ＳＯＦＣ１０から取り出す電力量を大
きくする場合には、アノードガスの流量及びカソードガ
スの流量を大きくして、投入エネルギーを大きくする。
また逆に、電力量を小さくする場合には、アノードガス
の流量及びカソードガスの流量を小さくして、投入エネ
ルギーを小さくする。

【００６３】ここで、流量調整器２３と流量調整器４２
とは、アノードガス中に占めるプロパンの比率を一定に
維持するようにして、水素，一酸化炭素又はメタンの流
量とプロパンの流量とを調整する。ここでは、アノード
ガス全量中に４０〜６０ｍｏｌ％のプロパンが含まれる
ようにして、互いのガスの流量が調整される。

【００６４】ここで、図２において示したように、プロ
パン（Ｃ₃Ｈ₈）は、温度に対して理論効率が上昇する傾
向にある。これは、Ｃ₃Ｈ₈の反応においてはエントロピ
ーが減少し、その減少の度合いが温度とともに大きくな
る事を意味する。従って、Ｃ ₃Ｈ₈を適量添加すること
で、理論効率を一定に維持することが可能である。

【００６５】また一例として、水素（Ｈ₂）にプロパン
（Ｃ₃Ｈ₈）を添加した場合の、添加割合と理論効率との
関係を、図６に示す。この図から明らかなように、Ｈ₂
を用いた場合には、温度の上昇とともに理論効率が大き
く下がるので、効率を向上させるためには、アノードガ
ス全体に占めるＣ₃Ｈ₈の割合が４０〜６０ｍｏｌ％
（０．４〜０．６）程度となるように、Ｃ₃Ｈ₈を添加す
ればよいことがわかる。

【００６６】本実施形態に係る燃料電池の発電方法にお
いては、アノードガスとして、プロパンを含むガスを用
いるようにしている。このように、カソードガスの成分
組成を変更するだけで発電効率を向上させることができ
るので、従来から用いられていた燃料電池の構成を変更
することなく、容易に発電効率を向上させることができ
るとともに、発電コストの低廉化を図ることができる。

【００６７】また、アノードガスが、主ガスとして水
素，一酸化炭素又はメタンを含むとともに、副ガスとし
てのプロパンをアノードガス全量中に４０〜６０ｍｏｌ
％含むようにしている。このように、従来からアノード
ガスとして用いられていた水素，一酸化炭素又はメタン
といったガスに、一定量のプロパンを含ませることで、
発電効率を向上させることができるので、簡易な方法で
的確に発電効率を向上させることができる。

【００６８】更に、本実施形態に係る燃料電池システム
においては、アノードガス導入装置４０が、主ガス貯蔵
タンク２１と、プロパン貯蔵タンク４１と、互いに連動
して主ガス及びプロパンの流量を各々調整する流量調整
器２３及び流量調整器４２と、を備えるようにしてい
る。そのため、ＳＯＦＣ１０に供給するアノードガス中
に占めるプロパンの割合が一定となるように、主ガスの
流量とプロパンの流量とを的確に調整することができ、
迅速且つ正確に発電効率を高めることができるととも
に、運転条件の変化にも迅速に対応して、高い発電効率
を常に維持することができる。

【００６９】更に、燃料電池として、９００℃以上の高
温域で運転されるＳＯＦＣ１０を用いるようにしている
ので、高温域での運転における発電効率の低下を効果的
に抑制することができ、より高い発電効率を得ることが
できる。

【００７０】なお、本実施形態においては、アノードガ
スの主ガスを水素，一酸化炭素又はメタンを含むガスと
して、これに所定の割合でプロパンを添加するようにし
ているが、これに限定されるものではなく、アノードガ
スの全成分をプロパンとしてもよい。

【００７１】［第３の実施形態］本発明の第３の実施形
態について、図２、図７及び図８を用いて説明する。な
お、本実施形態における燃料電池システムは、上記第１
の実施形態の燃料電池システムにおける構成と比較し
て、アノードガス導入装置の構成が異なるのみである。
そのため、第１の実施形態におけると同一の構成要素に
は同一の符号を付して、その詳しい説明は省略すること
とする。

【００７２】本実施形態に係る燃料電池システムは、図
７に示すように、ＳＯＦＣ（固体電解質型燃料電池）１
０と、ＳＯＦＣ１０にアノードガスを導入するアノード
ガス導入装置５０と、ＳＯＦＣ１０にカソードガスを導
入するカソードガス導入装置３０と、を備えた構成とな
っている。

【００７３】アノードガス導入装置５０は、アノードガ
ス流路１４内にアノードガスを導入するものであって、
アノードガスの主ガス（第１の成分）としての天然ガス
（ＬＮＧ）を貯蔵する天然ガス貯蔵タンク（天然ガス供
給手段）５１と、アノードガスの副ガス（第２の成分）
としてのブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）を貯蔵するブタン貯蔵タン
ク（ブタン供給手段）２２と、アノードガス流路１４へ
の天然ガスの流量を調整する流量調整器（天然ガス流量
調整手段）５２と、アノードガス流路１４へのブタンの
流量を調整する流量調整器（ブタン流量調整手段）２４
と、を備えている。

【００７４】天然ガス貯蔵タンク５１とブタン貯蔵タン
ク２２とは、吸気口１４ａと配管等を介して各々連結さ
れており、主ガス（天然ガス）と副ガス（ブタン）とを
混合したガスを、アノードガスとしてＳＯＦＣ１０に供
給することができるようになっている。天然ガス貯蔵タ
ンク５１は、アノードガスの主ガスとしての天然ガスを
一旦貯蔵しておき、この天然ガスをアノードガス流路１
４へと導入するものである。流量調整器５２は、天然ガ
ス貯蔵タンク５１からの配管等の出側に設けられてお
り、その開度が制御されることで、天然ガス貯蔵タンク
５１からの天然ガスの流量を調整することができるよう
になっている。なお、天然ガス（ＬＮＧ）の代表的な組
成は、以下の通りである。 ＣＨ₄ ：８８．９９ｍｏｌ％ Ｃ₂Ｈ₆ ： ８．９２ｍｏｌ％ Ｃ₃Ｈ₈ ： １．６０ｍｏｌ％ Ｃ₄Ｈ₁₀ ： ０．４６ｍｏｌ％ Ｎ₂ ： ０．０３ｍｏｌ％

【００７５】また、ブタン貯蔵タンク２２は、アノード
ガスの副ガス、すなわちアノードガスのうちの主ガス以
外の成分としてのブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）を一旦貯蔵してお
き、このブタンをアノードガス流路１４へと導入するも
のである。流量調整器２４は、ブタン貯蔵タンク２２か
らの配管等の出側に設けられており、その開度が制御さ
れることで、ブタン貯蔵タンク２２からのブタンの流量
を調整することができるようになっている。

【００７６】流量調整器２４と流量調整器５２とは、図
示しない制御手段によって、互いに連動するようになっ
ている。この制御手段が、ＳＯＦＣ１０から出力させた
い電力量等に応じて、天然ガスの流量及びブタンの流量
の各々の最適値を演算し、その結果に応じて流量調整器
２４及び流量調整器５２の開度を制御することで、アノ
ードガス中のブタンの含有率が所定の割合となるよう
に、各々の流量が調整されるようになっている。すなわ
ち、天然ガスの流量とブタンの流量とを、相互に対応さ
せることができる。

【００７７】この燃料電池システムを用いた発電方法に
おいては、ＳＯＦＣ１０を予め９００℃以上、より好ま
しくは１０００℃程度に加熱しておき、アノードガスを
アノードガス流路１４に、カソードガスをカソードガス
流路１５に各々導入して、ＳＯＦＣ１０を運転する。こ
うすることで、アノード電極１２及びカソード電極１３
では、上記した式（１）〜（４）に示した反応が進行し
て、電力が発生する。この電力は外部電気回路Ｒへと取
り出すことができ、ここで消費される。なお、図１にお
いては、電子（ｅ^-）の流れと電流（Ｉ）の流れとを、
矢印で示している。アノード電極１２側では、余剰のア
ノードガス、及び反応によって生成した水（Ｈ₂Ｏ），
二酸化炭素（ＣＯ₂）は、アノード排ガスとして排気口
１４ｂからＳＯＦＣ１０の外部へと排出される。また、
カソード電極１３側では、余剰のカソードガスは、カソ
ード排ガスとして排気口１５ｂからＳＯＦＣ１０の外部
へと排出される。

【００７８】流量調整器５２、流量調整器２４及び流量
調整器３２は、制御手段によって互いに連動するように
制御され、ＳＯＦＣ１０から取り出す電力量に対応させ
て、アノードガス及びカソードガスの各々の流量を調整
する。すなわち、ＳＯＦＣ１０から取り出す電力量を大
きくする場合には、アノードガスの流量及びカソードガ
スの流量を大きくして、投入エネルギーを大きくする。
また逆に、電力量を小さくする場合には、アノードガス
の流量及びカソードガスの流量を小さくして、投入エネ
ルギーを小さくする。

【００７９】ここで、流量調整器５２と流量調整器２４
とは、アノードガス中に占めるブタンの比率を一定に維
持するようにして、天然ガスの流量とブタンの流量とを
調整する。ここでは、アノードガス全量中に５〜１５ｍ
ｏｌ％のブタンが含まれるようにして、互いのガスの流
量が調整される。

【００８０】ここで、図２において示したように、ブタ
ン（Ｃ₄Ｈ₁₀）は、温度に対して理論効率が上昇する傾
向にあることから、Ｃ₄Ｈ₁₀を適量添加することで、理
論効率を一定に維持することが可能である。

【００８１】天然ガス（ＬＮＧ）にブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）
を添加した場合の、添加割合と理論効率との関係を、図
８に示す。この図から明らかなように、ＬＮＧの場合に
は、アノードガス全体に占めるＣ₄Ｈ₁₀の割合が５〜１
５ｍｏｌ％（０．０５〜０．１５）程度となるように、
Ｃ₄Ｈ₁₀を添加すればよいことがわかる。

【００８２】本実施形態に係る燃料電池の発電方法にお
いては、アノードガスが、主ガスとして天然ガスを含む
とともに、副ガスとしてのブタンをアノードガス全量中
に５〜１５ｍｏｌ％含むようにしている。そのため、天
然ガスを特に改質等しなくてもよく、簡易な方法で発電
効率を向上させることができる。また、添加するブタン
は僅かな量でよいので、発電コストの低廉化をも図るこ
とができる。

【００８３】また、本実施形態に係る燃料電池システム
においては、アノードガス導入装置５０が、天然ガス貯
蔵タンク５１と、ブタン貯蔵タンク２２と、互いに連動
して天然ガス及びブタンの流量を各々調整する流量調整
器５２及び流量調整器２４と、を備えるようにしてい
る。そのため、ＳＯＦＣ１０に供給するアノードガス中
に占めるブタンの割合が一定となるように、天然ガスの
流量とブタンの流量とを的確に調整することができ、迅
速且つ正確に発電効率を高めることができるとともに、
運転条件の変化にも迅速に対応して、高い発電効率を常
に維持することができる。

【００８４】更に、燃料電池として、９００℃以上の高
温域で運転されるＳＯＦＣ１０を用いるようにしている
ので、天然ガスを用いても、高温域での運転における発
電効率の低下を効果的に抑制することができ、より高い
発電効率を得ることができる。

【００８５】なお、上記各実施形態においては、本発明
をＳＯＦＣに適用させた場合について記載したが、これ
に限定されるものではなく、例えば６００℃前後で運転
される溶融炭酸塩型燃料電池（Ｍｏｌｔｅｎ Ｃａｒｂ
ｏｎａｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：「ＭＣＦＣ」とい
う）にも適用させることが可能である。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
上記の如き構成を採用しているので、従来からの燃料電
池を用いても、高い発電効率を得ることができ、発電コ
ストの低廉化を図ることのできる、燃料電池の発電方
法、及び燃料電池システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る燃料電池システムの第１の実
施形態を示す概略構成図である。

【図２】 アノードガスとして用いた各種ガスの理論
効率と温度との関係を示すグラフ図である。

【図３】 水素にブタンを添加した場合の、ブタンの
添加割合と理論効率との関係を示すグラフ図である。

【図４】 水素にブタンを添加した場合の、ブタンの
添加割合と理論効率の上昇度合いとのグラフ図である。

【図５】 本発明に係る燃料電池システムの第２の実
施形態を示す概略構成図である。

【図６】 水素にプロパンを添加した場合の、プロパ
ンの添加割合と理論効率との関係を示すグラフ図であ
る。

【図７】 本発明に係る燃料電池システムの第３の実
施形態を示す概略構成図である。

【図８】 天然ガスにブタンを添加した場合の、ブタ
ンの添加割合と理論効率との関係を示すグラフ図であ
る。

【図９】 従来の燃料電池システムの一例を示す概略
構成図である。

【図１０】 アノードガスとして水素を用いた場合の
理論効率と温度との関係を示すグラフ図である。

【図１１】 アノードガスとしてメタン又は一酸化炭
素を用いた場合の理論効率と温度との関係を示すグラフ
図である。

【符号の説明】

１０ ＳＯＦＣ（固体電解質型燃料電池、燃料電池） １１ 固体電解質 １２ アノード電極 １３ カソード電極 ２０ アノードガス導入装置 ２１ 主ガス貯蔵タンク（第１成分供給手段） ２２ ブタン貯蔵タンク（ブタン供給手段） ２３ 流量調整器（第１成分流量調整手段） ２４ 流量調整器（ブタン流量調整手段） ３０ カソードガス導入装置 ３１ カソードガス貯蔵タンク ３２ 流量調整器 ４０ アノードガス導入装置 ４１ プロパン貯蔵タンク（プロパン供給手段） ４２ 流量調整器（プロパン流量調整手段） ５０ アノードガス導入装置 ５１ 天然ガス貯蔵タンク（天然ガス供給手段） ５２ 流量調整器（天然ガス流量調整手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野内 昇 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 藤井 健太郎 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 武信 弘一 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 EE17 HH05 5H027 AA06 BA13 KK21

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解質を挟んでアノード電極とカソー
   ド電極とが配され、前記アノード電極にアノードガスを
   接触させるとともに前記カソード電極にカソードガスを
   接触させて、前記アノード電極と前記カソード電極との
   間に電力を発生させる燃料電池を用いて発電する方法で
   あって、 前記アノードガスとして、ブタンを含むガスを用いるこ
   とを特徴とする燃料電池の発電方法。
2. 【請求項２】 前記アノードガスが、第１の成分とし
   て水素，一酸化炭素又はメタンを含むとともに、第２の
   成分として前記ブタンを前記アノードガス全量中に４０
   〜５０ｍｏｌ％含むことを特徴とする請求項１に記載の
   燃料電池の発電方法。
3. 【請求項３】 前記アノードガスが、第１の成分とし
   て天然ガスを含むとともに、第２の成分として前記ブタ
   ンを前記アノードガス全量中に５〜１５ｍｏｌ％含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の発電方法。
4. 【請求項４】 電解質を挟んでアノード電極とカソー
   ド電極とが配され、前記アノード電極にアノードガスを
   接触させるとともに前記カソード電極にカソードガスを
   接触させて、前記アノード電極と前記カソード電極との
   間に電力を発生させる燃料電池を用いて発電する方法で
   あって、 前記アノードガスとして、プロパンを含むガスを用いる
   ことを特徴とする燃料電池の発電方法。
5. 【請求項５】 前記アノードガスが、第１の成分とし
   て水素，一酸化炭素又はメタンを含むとともに、第２の
   成分として前記プロパンを前記アノードガス全量中に４
   ０〜６０ｍｏｌ％含むことを特徴とする請求項４に記載
   の燃料電池の発電方法。
6. 【請求項６】 前記燃料電池として、前記電解質が固
   体である固体電解質型燃料電池を用いることを特徴とす
   る請求項１〜５の何れかに記載の燃料電池の発電方法。
7. 【請求項７】 電解質を挟んでアノード電極とカソー
   ド電極とが配され、前記アノード電極にアノードガスを
   接触させるとともに前記カソード電極にカソードガスを
   接触させて、前記アノード電極と前記カソード電極との
   間に電力を発生させる燃料電池を用いたシステムであっ
   て、 前記アノードガスの少なくとも一成分としてのブタン
   を、前記燃料電池に供給するブタン供給手段と、 該ブタン供給手段からの前記燃料電池への前記ブタンの
   流量を調整するブタン流量調整手段と、 を備えることを特徴とする燃料電池システム。
8. 【請求項８】 前記アノードガスの第１の成分として
   の水素，一酸化炭素又はメタンを、前記燃料電池に供給
   する第１成分供給手段と、 前記ブタン流量調整手段と連動し、前記ブタンの流量に
   対応させて前記第１成分供給手段からの前記燃料電池へ
   の前記水素，一酸化炭素又はメタンの流量を調整する第
   １成分流量調整手段と、 を備えることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池シ
   ステム。
9. 【請求項９】 前記アノードガスの第１の成分として
   の天然ガスを、前記燃料電池に供給する天然ガス供給手
   段と、 前記ブタン流量調整手段と連動し、前記ブタンの流量に
   対応させて前記天然ガス供給手段から前記燃料電池への
   天然ガスの流量を調整する天然ガス流量調整手段と、 を備えることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池シ
   ステム。
10. 【請求項１０】 電解質を挟んでアノード電極とカソ
    ード電極とが配され、前記アノード電極にアノードガス
    を接触させるとともに前記カソード電極にカソードガス
    を接触させて、前記アノード電極と前記カソード電極と
    の間に電力を発生させる燃料電池を用いたシステムであ
    って、 前記アノードガスの少なくとも一成分として、プロパン
    を前記燃料電池に供給するプロパン供給手段と、 該プロパン供給手段から前記燃料電池への前記プロパン
    の流量を調整するプロパン流量調整手段と、 を備えることを特徴とする燃料電池システム。
11. 【請求項１１】 前記アノードガスの第１の成分とし
    ての水素，一酸化炭素又はメタンを、前記燃料電池に供
    給する第１成分供給手段と、 前記プロパン流量調整手段と連動し、前記プロパンの流
    量に対応させて前記第１成分供給手段からの前記燃料電
    池への水素，一酸化炭素又はメタンの流量を調整する第
    １成分流量調整手段と、 を備えることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池
    システム。
12. 【請求項１２】 前記燃料電池として、前記電解質が
    固体である固体電解質型燃料電池を用いることを特徴と
    する請求項７〜１０の何れかに記載の燃料電池システ
    ム。