JP2003151590A

JP2003151590A - 燃料電池用加湿システム

Info

Publication number: JP2003151590A
Application number: JP2001343777A
Authority: JP
Inventors: Koji Suzuki; 晃次鈴木
Original assignee: Toyo Roki Mfg Co Ltd
Current assignee: Roki Co Ltd
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の貯水型の燃料電池用加湿システム、あ
るいは水蒸気型の燃料電池用加湿システムとは全く異な
る新しい概念の燃料電池用加湿システムを提供する。【解決手段】水蒸気透過膜１２の内側に空気を送り、
水蒸気が前記水蒸気透過膜１２を透過するように前記水
蒸気透過膜１２の内外で水蒸気の濃度差を生じさせ、前
記水蒸気透過膜１２を透過する水蒸気を利用して燃料電
池本体７に供給する湿潤空気を生成する。水蒸気透過膜
１２を透過する水蒸気を利用して湿潤空気を生成するこ
とで、燃料電池本体７に湿潤空気を供給することが可能
になる。水蒸気透過膜１２は水蒸気のみを透過させるの
で、水蒸気透過膜１２を透過することのないダストやＳ
Ｏ₂等のガス成分をそのまま排気すれば、燃料電池本体
７にダストやＳＯ₂等のガス成分が取り込まれることが
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池本体に湿
潤空気を供給するための燃料電池用加湿システムに関
し、特に自動車等の移動体に搭載される固体高分子型燃
料電池（ＰＦＰＣ）本体に湿潤空気を供給するための燃
料電池用加湿システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は、水素と大気中の酸素を電気
化学的に反応させることによって電気を発生させる。発
電効率が高く、また消費地に設置できるため送電損失が
なく、しかもコージェネレーション（熱・電気併給）用
としても適していることから、燃料電池には省エネルギ
ー効果も期待できる。

【０００３】固体高分子型燃料電池は、水素（Ｈ₂）が
持っている化学エネルギーを燃焼過程を経ずに直接電気
エネルギーに変換する。小容量のものでは、従来のガソ
リンエンジン、ディーゼルエンジンなど熱機関と比較す
るとエネルギー変換効率が高く、また低コストでコンパ
クト性に優れていることから、次世代自動車などの高効
率動力源として期待されている。

【０００４】燃料電池本体には空気が送り込まれる。燃
料電池本体内で化学反応を促進させるためには空気を湿
らせる必要がある。またダストや特定ガスが燃料電池本
体の吸着力のある燃料電池の電極シートに付着すると、
ダストや特定ガスが水素ガスや酸素ガスが電極シートに
付着するのを妨げ、これにより水素と酸素との化学反応
が妨げられる。特に大気中の二酸化硫黄（ＳＯ₂）の硫
黄成分は化学反応の妨げになるといわれているので、不
純物として取り除く必要がある。したがって燃料電池本
体に送り込まれる空気は、加湿・除塵・ガス除去が行わ
れている必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６は従来の貯水型の
燃料電池用加湿システムを示す。このシステムでは大気
中から取り込んだ空気を水槽１に溜められた水の中をぶ
くぶく通して、その後、空気を燃料電池２に供給する。
水の中を空気が通れば、空気が湿るし、空気中のダスト
が取り除かれ水の上に浮き、またＮＯ_X、ＳＯ_X等の空気
中の特定ガス成分もある程度が水に溶けて除去される。

【０００６】この水槽を用いた燃料電池用加湿システム
は、極めて簡単に空気を湿らせることができるので、燃
料電池の初期性能を評価するのに最適に用いられる。し
かし燃料電池を長期間使用したことを考慮すると、水槽
１の中の水に除塵したダストが溜まったり、除去したガ
スが解け込んだりするので、水が汚くなる。このため汚
れた水を処理したり、汚れた水を捨てて新しい水と取替
えたりする必要がある。また水の中を通しただけでは、
ＳＯ_Xを完全に吸収することができないおそれがあり、
さらに空気を水の中に通すのは、人がストローで空気を
ぶくぶく水中に吹き込むのと同じように圧力損失が大き
いという問題もある。

【０００７】また他の燃料電池用加湿システムとして、
水蒸気を使用した水蒸気型の燃料電池用加湿システムも
知られている。この水蒸気型の燃料電池用加湿システム
では、都市ガスを水素に改質する（すなわち、都市ガス
等の中に含まれているメタンガスと水蒸気を反応させて
水素を取り出す）改質器から水蒸気を取り出し、あるい
は燃料電池本体で水素と酸素との化学反応により生成さ
れる水を取り出して空気を加湿している。

【０００８】しかし水蒸気型の燃料電池用加湿システム
にあっては、加湿用の水分中にイオン化した成分が含ま
れている可能性がある。具体的には、燃料電池本体で生
成される水は、水素と酸素との化学反応により生成され
る水なので、少なからずイオン化した成分が含まれる可
能性がある。改質器ではメタンガスと水蒸気を反応させ
て水蒸気を燃焼させているので、水蒸気中にＣＯやＣＯ
₂が含まれる可能性がある。さらに水蒸気を改質器ある
いは燃料電池本体から取り出すための配管等の設備が必
要になり、構造が複雑になってしまうという問題もあ
る。

【０００９】そこで、本発明は従来の貯水型の燃料電池
用加湿システム、あるいは水蒸気型の燃料電池用加湿シ
ステムとは全く異なる新しい概念の燃料電池用加湿シス
テムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものでない。

【００１１】本発明者は上記課題を解決するために、水
蒸気を選択して透過させる水蒸気透過膜を使って、加湿
・除塵・ガス除去を一気に行なった。具体的には請求項
１の発明は、水蒸気透過膜（１２）の内側あるいは外側
のどちらか一方に空気を送り、水蒸気が前記水蒸気透過
膜（１２）を透過するように前記水蒸気透過膜（１２）
の内外で水蒸気の濃度差を生じさせ、前記水蒸気透過膜
（１２）を透過する水蒸気を利用して燃料電池本体
（７）に供給する湿潤空気を生成することを特徴とする
燃料電池用加湿システムにより、上述した課題を解決す
る。

【００１２】この発明によれば、水蒸気透過膜の内側あ
るいは外側に空気を送ると、水蒸気透過膜の内外で水蒸
気の濃度差が生じ、これにより水蒸気のみが選択的に水
蒸気透過膜を透過する。水蒸気透過膜を透過する水蒸気
を利用して湿潤空気を生成することで、燃料電池本体に
湿潤空気を供給することが可能になる。水蒸気透過膜は
水蒸気のみを透過させるので、水蒸気透過膜を透過する
ことのないダストやＳＯ₂等のガス成分をそのまま排気
すれば、燃料電池本体にダストやＳＯ₂等のガス成分が
取り込まれることがない。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１に記載の燃料
電池用加湿システムにおいて、燃料電池用加湿システム
は、前記水蒸気透過膜（１２）の内外で水蒸気の濃度差
を生じさせることができるように、前記水蒸気透過膜
（１２）の内側あるいは外側のどちらか一方に空気を送
るための圧縮機（１１）、並びに前記水蒸気透過膜（１
２）の内側あるいは外側のどちらか他方から空気を吸い
出すためのファン（１５）を有することを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、水蒸気透過膜の内側と
外側とで水蒸気の濃度差を生じさせ易くなるので、水蒸
気が確実に水蒸気透過膜を透過する。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
の燃料電池用加湿システムにおいて、前記水蒸気透過膜
（１２）は、複数本のチューブ状に形成されると共に、
ケーシング（１３）に収納されていることを特徴とす
る。

【００１６】この発明によれば、水蒸気透過膜の内側の
空間を外側の空間とを区画することができるので、水蒸
気透過膜の内側と外側とで濃度差を生じさせ易くなる。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１ないし３いず
れかに記載の燃料電池用加湿システムにおいて、前記水
蒸気透過膜（１２）の上流側にはプレフィルタ（１４）
が設けられることを特徴とする。

【００１８】この発明のように水蒸気透過膜が詰まらな
い程度にプレフィルタで比較的大径のダストを除塵する
のが望ましい。

【００１９】請求項５の発明は、特定ガス透過膜（１
７）の内側あるいは外側のどちらか一方に空気を送り、
特定ガスが前記特定ガス透過膜（１７）を透過するよう
に前記特定ガス透過膜（１７）の内外で特定ガスの濃度
差を生じさせ、前記特定ガス透過膜（１７）を透過する
特定ガスを除去し、特定ガスを除去した空気を水蒸気透
過膜（１２）の内側あるいは外側のどちらか一方に送
り、水蒸気が前記水蒸気透過膜（１２）を透過するよう
に前記水蒸気透過膜（１２）の内外で水蒸気の濃度差を
生じさせ、前記水蒸気透過膜（１２）を透過する水蒸気
を利用して燃料電池本体（７）に供給する湿潤空気を生
成することを特徴とする燃料電池用加湿システムによ
り、上述した課題を解決する。

【００２０】この発明によれば、特定ガス透過膜の内側
あるいは外側に空気を送ると、特定ガス透過膜の内外で
特定ガスの濃度差が生じ、これにより特定ガスのみが選
択的に特定ガス透過膜を透過する。特定ガス透過膜を透
過する特定ガスは水蒸気透過膜に送られることなく除去
される。そして、特定ガスを除去した空気を水蒸気透過
膜の内側あるいは外側に送ると、水蒸気透過膜の内外で
水蒸気の濃度差が生じ、これにより水蒸気のみが選択的
に水蒸気透過膜を透過する。水蒸気透過膜を透過する水
蒸気を利用して湿潤空気を生成することで、燃料電池本
体に湿潤空気を供給することが可能になる。水蒸気透過
膜は水蒸気のみを透過させるので、水蒸気透過膜を透過
することのないダストをそのまま排気すれば、燃料電池
本体にダストも取り込まれることがない。特定ガス及び
水蒸気透過膜の２種類の膜を併用することで、より確実
に特定ガスの除去、及び湿潤空気の確保が可能になる。

【００２１】請求項６の発明は、請求項５に記載の燃料
電池用加湿システムにおいて、燃料電池用加湿システム
は、前記特定ガス透過膜（１７）の内外で特定ガスの濃
度差を生じさせることができるように、特定ガスが除去
された空気の一部を前記特定ガス透過膜（１７）の内側
あるいは外側のどちらか他方に戻し、前記水蒸気透過膜
（１２）の内外で水蒸気の濃度差を生じさせることがで
きるように、水蒸気が除去された空気の一部を前記水蒸
気透過膜（１２）の内側あるいは外側のどちらか他方に
戻すことを特徴とする。

【００２２】この発明によれば、水蒸気透過膜に送られ
る空気からあらかじめ水蒸気が除去されているので、水
蒸気透過膜によって水蒸気が除去された空気の一部を水
蒸気透過膜の内側あるいは外側のどちらか他方に戻し
（所謂パージ空気を利用し）ても湿潤空気に特定ガスが
含まれることがない。パージ空気を利用することができ
るので、別途ファンを設けることなく、水蒸気透過膜の
内外で水蒸気の濃度差を容易に生じさせることができ
る。

【００２３】請求項７の発明は、請求項５又は６に記載
の燃料電池用加湿システムにおいて、前記特定ガスがＳ
Ｏ₂であることを特徴とする。

【００２４】空気中のＳＯ₂は空気極の耐久性能に特に
悪影響を及ぼすので、除去するのが望ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下添付図面に基づいて本発明の
燃料電池用加湿システムの実施形態を説明する。図１は
本発明の燃料電池用加湿システムが適用される固体高分
子型燃料電池（ＰＦＰＣ）システムを示す。周知のよう
に燃料電池システムは、水素及び空気を燃料電池本体に
供給して電気化学反応を起こし、化学エネルギーを電気
エネルギーに変換する。そしてこの燃料電池システム
は、電池本体７内で水素と酸素との電気化学反応を起こ
させるための電池本体システム３と、電池本体７の燃料
極８に水素を供給できるように、都市ガスあるいはＬＰ
Ｇ等に含まれるメタンガスと水蒸気を反応させてメタン
ガスを水素に改質するための改質システム４と、電池本
体７の空気極９に空気を供給するための大気導入システ
ム５と、燃料電池本体７を冷却したり、燃料電池本体７
内の固体高分子イオン交換膜の水分を維持したりするた
めの冷却システム６とを備える。加湿システムは大気導
入システム５に組み込まれ、導入された大気を加湿す
る。

【００２６】図２は本発明の第１の実施形態における燃
料電池用加湿システムを示す。この燃料電池用加湿シス
テムは、大気中から圧縮機１１を経て水蒸気透過膜１２
の内側に圧縮空気を送り、該水蒸気透過膜１２を透過す
る水蒸気を利用して湿潤空気を生成し、燃料電池本体７
に該湿潤空気を供給する。

【００２７】水蒸気透過膜１２は水蒸気のみを透過させ
るという性質を持った例えば中空糸膜からなる。本実施
形態の使用方法と異なり、水蒸気透過膜１２は湿潤空気
から乾燥空気を取り出すのに使われるのが一般的であ
る。例えば圧縮機を使うと露点が上がって水蒸気含有量
が多くなり、水滴が発生しやすくなる。この水滴が錆等
の原因になって機器に悪影響を及ぼす。このため水蒸気
透過膜は、圧縮空気中の水蒸気含有量を少なくして乾燥
空気にするのに用いられることが多い。

【００２８】水蒸気透過膜は図３に示すように、例えば
直径がφ０．５ｍｍあるいは０．７ｍｍ程度のチューブ
状に形成され、圧縮空気を水蒸気透過膜の内側に送る
と、水蒸気のみを膜の内側から外側へ（すなわち半径方
向に）透過させる。水蒸気が取り除かれた乾燥空気は水
蒸気透過膜の軸線方向の端部から排気される。

【００２９】チューブ状の水蒸気透過膜１２はモジュー
ル化され、図４に示すように円筒状のケーシング１３内
に軸線方向に沿って複数本収納されている。ケーシング
１３には圧縮空気の入口１３ａ、水蒸気が取り除かれた
乾燥空気の排気口１３ｂ、水蒸気透過膜を透過する水蒸
気をケーシング１３から取り出すためのパージ空気入口
１３ｃ及びパージ空気出口１３ｄが形成される。

【００３０】図２に示すように、ケーシング１３の上流
側にはプレフィルタ１４が設けられる。このプレフィル
タ１４は荒目に設定され、水蒸気透過膜１２にダストが
詰まらない程度に除塵する。またケーシング１３の入口
側がプレフィルタ１４を介して、水蒸気透過膜１２の内
側に圧縮空気を送るための圧縮機１１に接続され、ケー
シング１３のパージ空気出口１３ｄが水蒸気透過膜１２
の外側から空気を吸い出すためのファン１５に接続され
る。ケーシング１３の排気口１３ｂからは、チューブ状
の水蒸気透過膜１２を軸線方向に通過した空気が排気さ
れる。

【００３１】水蒸気透過膜１２の内側に水蒸気濃度の高
い圧縮した空気を送り、水蒸気透過膜１２の外側を圧縮
する前の空気で囲むと、濃度差によって水蒸気が濃度の
濃い方（この実施形態では水蒸気透過膜１２の内側）か
ら薄い方（この実施形態では水蒸気透過膜１２の外側）
に流れる。水蒸気透過膜１２を透過する水蒸気はファン
１５によって吸い込まれ、空気を湿潤する。生成された
湿潤空気はファンによって燃料電池本体７に供給され
る。一方水蒸気が取り除かれた乾燥空気は、水蒸気透過
膜１２内を軸線方向に通過して排気される。

【００３２】水蒸気透過膜１２の直径は例えば０．５ｍ
ｍとか０．７ｍｍに設定され、大気から取り込まれる通
常のダスト（例えばごみ、埃）よりも極端に大きい。水
蒸気透過膜１２自体はメッシュ状に形成されているので
はく、水蒸気のみが透過する非多孔質の膜状に形成され
ている。このため空気中のダストは、チューブ状の水蒸
気透過膜を半径方向に通過することなく、水蒸気透過膜
を軸線方向に通過して乾燥空気と一緒に排出される。

【００３３】水蒸気透過膜１２を軸線方向に通過するこ
とができない粗大ダストは、あらかじめプレフィルタ１
４で除塵されている。水蒸気透過膜１２の直径は例えば
０．５ｍｍとか０．７ｍｍと大きいので、プレフィルタ
１４の目が粗くても、水蒸気透過膜１２が目詰まりを起
こすことがない。したがって圧力損失が少ない加湿シス
テムが得られる。しかも水蒸気透過膜１２は半永久的に
使用でき、メンテナンスの際はプレフィルタ１４のみの
交換ですむので簡単なメンテナンスになる。

【００３４】また水蒸気透過膜１２は水蒸気のみを透過
させるので、大気中に含まれるＳＯ _X、ＮＯ_X等のガスは
選択されずに、そのまま排気される。

【００３５】水蒸気透過膜１２を利用することで、大気
中から水蒸気のみを取り出して燃料電池本体７に湿潤空
気を供給することが可能になり、しかも水蒸気透過膜１
２を透過することのないダストやＳＯ_X等のガス成分を
そのまま排気することが可能になる。したがって加湿・
除塵・ガス除去を一気に行なうことができる燃料電池用
加湿システムが得られる。またこの燃料電池用加湿シス
テムは大気導入システム５に組み込むだけでいいので、
改質器あるいは燃料電池本体７から蒸気を取り出す必要
もなく、このためシンプルな構造が期待できる。

【００３６】ここでファン１５を設けた理由について説
明する。本来の水蒸気透過膜１２では、乾燥空気として
排気した空気を水蒸気透過膜１２の周囲に戻す所謂パー
ジ空気によって、水蒸気透過膜１２の内側と外側とで水
蒸気の濃度差をつくっている。しかし一旦排気した空気
を戻すと、ＳＯ_Xやダストを含んだ空気を湿潤空気に戻
すことになってしまう。このためファン１５を用いて水
蒸気透過膜１２の内側と外側とで濃度差をつくる必要が
ある。

【００３７】図５は本発明の第２の実施形態における燃
料電池用加湿システムを示す。この実施形態では、ＳＯ
₂透過膜１７（請求項中の特定ガス透過膜が対応）及び
水蒸気透過膜１２からなる目的の違う２種類の膜を利用
して加湿・除塵・ガス除去を行っている。

【００３８】図５に示すように、大気中から圧縮機１１
及びプレフィルタ１４を経て圧縮空気がＳＯ₂透過膜１
７の内側に送られる。ＳＯ₂透過膜１７は空気からＳＯ₂
を除去し、ＳＯ₂を除去した空気を水蒸気透過膜１２に
送る。水蒸気透過膜１２は水蒸気のみを透過させ、水蒸
気を透過させた後の乾燥空気を排気する。水蒸気透過膜
１２を透過した水蒸気を利用して湿潤空気が生成され、
生成された湿潤空気が燃料電池本体７に供給される。

【００３９】ＳＯ₂透過膜１７はＳＯ₂のみを透過させる
膜からなる。ＳＯ₂透過膜１７は水蒸気透過膜と同様に
例えばチューブ状に形成され、ケーシング内に収納され
ている。このＳＯ₂透過膜１７等の特定ガス透過膜は、
例えば大気汚染を測定するために空気中からＳＯ_X、Ｎ
Ｏ_X、ＣＯ、ＣＯ₂等の特定ガスを取り出すのに用いられ
ることが多い。

【００４０】ＳＯ₂透過膜１７の上流側にはプレフィル
タ１４が設けられる。このプレフィルタ１４は荒目に設
定され、ＳＯ₂透過膜１７にダストが詰まらない程度に
除塵する。

【００４１】上記第１の実施形態の水蒸気透過膜と同様
に、ＳＯ₂透過膜１７の内側に圧縮空気が送られる。Ｓ
Ｏ₂透過膜１７の外側にはＳＯ₂ガスが除去された空気の
一部がパージ空気１９として戻される。これにより、Ｓ
Ｏ₂透過膜１７の内外でＳＯ₂の濃度差が生じるので、Ｓ
Ｏ₂のみがＳＯ₂透過膜１７を透過する。ＳＯ₂透過膜１
７を透過したＳＯ₂は排気され、例えばＳＯ₂触媒２０に
吸着される。ＳＯ₂触媒２０を通過したクリーンエアが
大気中に排気される。

【００４２】水蒸気透過膜１２は上記第１の実施形態の
水蒸気透過膜１２と同様に、水蒸気のみを透過させる膜
からなる。水蒸気透過膜１２の内側には、ＳＯ₂が除去
された空気が送られる。水蒸気透過膜１２の外側には水
蒸気が除去された空気の一部がパージ空気１９として戻
される。これにより水蒸気透過膜１２の内外で水蒸気の
濃度差が生じるので、水蒸気のみが水蒸気透過膜１２を
透過する。水蒸気透過膜１２を透過する水蒸気は空気を
湿潤する。生成された湿潤空気は燃料電池本体７に供給
される。水蒸気が取り除かれた空気は、水蒸気透過膜１
２内を軸線方向に通して乾燥した空気となって排気され
る。

【００４３】この実施形態では、水蒸気透過膜１２に送
られる空気からあらかじめＳＯ₂が除去されている。こ
のため、水蒸気透過膜１２によって水蒸気が除去された
空気の一部を水蒸気透過膜１２の内側あるいは外側のど
ちらか他方に戻し（所謂パージ空気を利用し）ても湿潤
空気にＳＯ₂が含まれることがない。パージ空気を利用
することができるので、別途ファンを設けることなく、
水蒸気透過膜１２の内外で水蒸気の濃度差を容易に生じ
させることができる。また特定ガス及び水蒸気透過膜の
２種類の膜を併用することで、濃度差を生じさせ易いパ
ージ空気を利用することができ、この結果、特定ガスの
除去、及び湿潤空気の確保が確実に可能になる。

【００４４】なお、本発明の燃料電池用加湿システムは
上記実施形態に限られることなく、本発明の範囲を逸脱
しない範囲で種々変更が可能である。例えば本発明の燃
料電池用加湿システムの対象とする燃料電池は固体高分
子型の燃料電池に限られることがなく、溶融炭酸塩型、
固体電解質型等の燃料電池についても適用可能である。
また上記実施形態では、空気が水蒸気透過膜及びＳＯ₂
透過膜の内側に送られているが、外側に送られてもよ
い。また特定ガス透過膜が除去する気体はＳＯ₂のみな
らず、ＮＯ₂であってもよく、さらに種類の異なる複数
の気体を除去できるように特定ガス透過膜を直列的に複
数設けても良い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
蒸気透過膜の内側あるいは外側に空気を送ると、水蒸気
透過膜の内外で水蒸気の濃度差が生じ、これにより水蒸
気のみが選択的に水蒸気透過膜を透過する。水蒸気透過
膜を透過する水蒸気を利用して湿潤空気を生成すること
で、燃料電池本体に湿潤空気を供給することが可能にな
る。水蒸気透過膜は水蒸気のみを透過させるので、水蒸
気透過膜を透過することのないダストやＳＯ₂等のガス
成分をそのまま排気すれば、燃料電池本体にダストやＳ
Ｏ₂等のガス成分が取り込まれることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料電池用加湿システムが適用される
燃料電池システムを示す模式図。

【図２】本発明の第１の実施形態における燃料電池用加
湿システムを示す模式図。

【図３】水蒸気透過膜を示す斜視図（一部断面を含
む）。

【図４】モジュール化された水蒸気透過膜を示す断面
図。

【図５】本発明の第２の実施形態における燃料電池用加
湿システムを示す模式図。

【図６】従来の加湿システムを示す模式図。

【符号の説明】

７…燃料電池本体１１…圧縮機１２…水蒸気透過膜１３…ケーシング１４…プレフィルタ１５…ファン１７…ＳＯ₂ガス透過膜（特定ガス透過膜）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水蒸気透過膜の内側あるいは外側のどち
らか一方に空気を送り、水蒸気が前記水蒸気透過膜を透
過するように前記水蒸気透過膜の内外で水蒸気の濃度差
を生じさせ、前記水蒸気透過膜を透過する水蒸気を利用
して燃料電池本体に供給する湿潤空気を生成することを
特徴とする燃料電池用加湿システム。
【請求項２】燃料電池用加湿システムは、前記水蒸気
透過膜の内外で水蒸気の濃度差を生じさせることができ
るように、前記水蒸気透過膜の内側あるいは外側のどち
らか一方に空気を送るための圧縮機、並びに前記水蒸気
透過膜の内側あるいは外側のどちらか他方から空気を吸
い出すためのファンを有することを特徴とする請求項１
に記載の燃料電池用加湿システム。
【請求項３】前記水蒸気透過膜は、複数本のチューブ
状に形成されると共に、ケーシングに収納されているこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池用加湿
システム。
【請求項４】前記水蒸気透過膜の上流側にはプレフィ
ルタが設けられることを特徴とする請求項１ないし３い
ずれかに記載の燃料電池用加湿システム。
【請求項５】特定ガス透過膜の内側あるいは外側のど
ちらか一方に空気を送り、特定ガスが前記特定ガス透過
膜を透過するように前記特定ガス透過膜の内外で特定ガ
スの濃度差を生じさせ、前記特定ガス透過膜を透過する
特定ガスを除去し、特定ガスを除去した空気を水蒸気透
過膜の内側あるいは外側のどちらか一方に送り、水蒸気
が前記水蒸気透過膜を透過するように前記水蒸気透過膜
の内外で水蒸気の濃度差を生じさせ、前記水蒸気透過膜
を透過する水蒸気を利用して燃料電池本体に供給する湿
潤空気を生成することを特徴とする燃料電池用加湿シス
テム。
【請求項６】燃料電池用加湿システムは、前記特定ガ
ス透過膜の内外で特定ガスの濃度差を生じさせることが
できるように、特定ガスが除去された空気の一部を前記
特定ガス透過膜の内側あるいは外側のどちらか他方に戻
し、前記水蒸気透過膜の内外で水蒸気の濃度差を生じさせる
ことができるように、水蒸気が除去された空気の一部を前記水蒸気透過膜の内
側あるいは外側のどちらか他方に戻すことを特徴とする
請求項５に記載の燃料電池用加湿システム。
【請求項７】前記特定ガスがＳＯ₂であることを特徴
とする請求項５又は６に記載の燃料電池用加湿システ
ム。