JP2004055378A

JP2004055378A - 車両搭載用燃料電池システム

Info

Publication number: JP2004055378A
Application number: JP2002212309A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hashimoto; 橋本　隆志; Shizuo Yamamoto; 山元　静雄; Katsuyuki Fujii; 藤井　勝幸; Hitoshi Shimonosono; 下野園　均
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-22
Also published as: JP4007105B2

Abstract

【課題】極低温時にも加湿することのできる、凍結のおそれのない燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池スタック１４に供給するガスを純水により加湿するようにした燃料電池システムにおいて、減圧雰囲気で不凍液より純水を選択的に透過分離するパーべーパレーション膜２２ｃを備える膜モジュール２２と、不凍液をこの膜モジュール２２に供給する不凍液の供給系２１と、膜モジュール２２に減圧雰囲気を及ぼして透過した純水を燃料電池スタック１４に供給する供給ガス中に混入する加湿手段２６、１３、３１とを備える。膜モジュール２２で不凍液から分離抽出した純水を利用して供給ガスを加湿する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両に搭載される燃料電池、とくにその起動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃料電池スタックにおける加湿方法としては、水の状態で直接スタック内まで導き、多孔質材を介して供給ガスを加湿するものが、特開平０９−００７６２１号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような燃料電池スタックの加湿構造では、絶縁性等のことを考えるとスタックに導く加湿用の水は、極めて電気伝導度の低い純水であることが必要条件となる。この場合、氷点下２０℃レベルの極低温下においてはスタックの冷却も兼ねる純水が凍ってしまい、燃料電池システムを起動させることが不可能となるという問題点があった。加えて、凍結時の相変態により純水に体積変化が発生するので、熱交換器等を破損させてしまう可能性もある。
【０００４】
本発明の目的は、極低温時にも加湿することのできる、凍結のおそれのない燃料電池システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料電池スタックに供給するガスを純水により加湿するようにした燃料電池システムにおいて、減圧雰囲気で不凍液より純水を選択的に分離透過するパーべーパレーション膜（浸透気化膜：ｐｅｒｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を備える膜モジュールと、不凍液をこの膜モジュールに供給する不凍液の供給系と、膜モジュールに減圧雰囲気を及ぼして透過した純水を前記燃料電池スタックに供給する供給ガス中に混入する加湿手段と、を備えている。
【０００６】
【作用・効果】
本発明によれば、不凍液より純水を選択的に透過可能なパーべーパレーション膜を用いることで、基本的にシステム内に存在する液相は不凍液のみになり、純水系を持たずに燃料電池の起動時の加湿が可能となり、従って氷点下温度環境下においても、凍結のおそれなく、供給ガスを加湿させ起動させることができる。
【０００７】
【実施形態】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
【０００８】
図１は第１実施形態であり、車両に搭載された燃料電池システムを概略的に示している。
【０００９】
１４は燃料電池スタックで、供給ガス通路１５及び排出ガス通路１６を有している。ただし、この場合、供給ガス通路１５は、燃料電池スタック１４の空気極に供給する空気（酸素）の供給系のみを示し、燃料ガスである水素の供給系は図示を省略してある。供給ガス通路１５には、空気を加圧するコンプレッサ１１と、加圧空気を冷却するアフタークーラ１２と、空気に純水を供給して加湿する加湿器１３が備えられる。
【００１０】
燃料電池スタック１４では、図示しない燃料ガスの供給系から供給される水素と、空気中の酸素とを反応させて発電し、この反応後の排出ガスが排出ガス通路１６に導かれる。この排出ガス通路１６には排出ガスを冷却し、排出ガス中に含まれる水蒸気を復水させるための、フィンなどよる自然空冷、あるいは冷却源をもつ、熱交換器２８が設けられる。
【００１１】
１７は車両冷却系１０に備えられるリザーバタンクであり、このリザーバタンク１７には極低温時にも凍結することのない不凍液が蓄えられ、車両冷却系１０に循環させられる。不凍液としては、たとえば、ロングライフクーラント（水とエチレングリコールの混合液）を使用する。このリザーバタンク１７には、前記熱交換器２８において復水した水を環流するため、熱交換器２８の下流から分岐した環流路２８ａが接続される。
【００１２】
一方、リザーバタンク１７から、不凍液の一部をパーベーパレーション膜モジュール（以下単に膜モジュールという）２２に循環させる循環経路２１が設けられ、この膜モジュール２２によって不凍液中から純水を分離抽出する。
【００１３】
このため、膜モジュール２２の入口部２２ａに接続する循環経路２１には、開閉バルブ１９ａ、フィルタ２０、供給ポンプ１８が配置され、膜モジュール２２の出口部２２ｄからリザーバタンク１７に戻る循環経路２１には開閉バルブ１９ｂが配置される。
【００１４】
膜モジュール２２の内部はＡ型ゼオライト膜、ポリビニール膜などで構成される浸透気化膜である、パーベーパレーション膜２２ｃで仕切られ、このパーベーパレーション膜２２ｃの外側領域には前記入口部２２ａと出口部２２ｄが接続され、これに対してパーベーパレーション膜２２ｃを透過した純水が抽出される内側領域は、モジュール透過出口部２２ｂが連通する。
【００１５】
この透過出口部２２ｂには前記加湿器１３に接続する透過純水経路２７が接続し、この純水経路２７には切替バルブ２４が設けられ、互いに並列な補助タンク２３ａとバイパス路２３ｂ、さらにその下流に遮断バルブ２５、減圧ポンプ２６が配置される。
【００１６】
減圧ポンプ２６の作動でパーベーパレーション膜２２ｃの下流側を吸引減圧することにより、上流側の不凍液から純水がパーベーパレーション膜２２ｃを透過して純水経路２７側へと分離抽出される。
【００１７】
５０はコントローラであり、コントローラ５０によって燃料電池スタック１４の極低温からの起動時など、前記供給ポンプ１８、減圧ポンプ２６、切替バルブ２４、遮断バルブ２５などが制御され、不凍液中の純水を抽出して加湿器１３に供給するようにしている。
【００１８】
コントローラ５０には、燃料電池スタック１４もしくは補助タンク２３ａの内部温度を検出する温度センサ５５、燃料電池スタック１４の供給ガスの湿度を検出する湿度センサ５６（もしくは燃料電池スタック電極膜の電気伝導度を測定可能なセンサ）などからの信号が入力し、これらに基づいて供給ガスに対する純水による加湿制御が行われる。
【００１９】
図２にはコントローラ５０による制御動作のルーチンを示し、図２を参照しながら併せて作用について説明する。
【００２０】
まず、ステップＳ１０で燃料電池の起動命令を読み込むと、ステップＳ１１で切替バルブ２４をバイパス路２３ｂ側に切り替える。
【００２１】
そして、ステップＳ１２で供給ポンプ１８、減圧ポンプ２６を駆動する。
【００２２】
これにより、車両冷却系１０より分岐された不凍液循環経路２１を介して膜モジュール２２に不凍液が供給される。膜モジュール２２の透過下流側に接続するは純水経路２７は、減圧ポンプ２６により減圧雰囲気に保たれる。このため膜モジュール２２の不凍液供給側と透過側とで圧力差が生じ、この圧力差を利用してパーべーパレーション膜２２ｃは、供給側の不凍液から透過側へ純水成分のみを選択して透過する。このように分離抽出された純水は、バイパス路２３ａ、遮断バルブ２５、減圧ポンプ２６から加湿器１３に導かれる。
【００２３】
ステップＳ１３では加湿器１３による燃料電池スタック１４の供給ガスに対する加湿を開始する。ステップＳ１４では前記湿度センサ５６の検出したスタック電極膜の湿度を発電反応に必要な湿度に相当する所定値と比較し、湿度が所定値を越えたなら、ステップＳ１５に進んで、燃料電池スタック１４に燃料ガスとしての水素ガスの供給を開始し、燃料電池スタック１４を始動する。
【００２４】
そして、燃料電池スタック１４の始動後は、ステップＳ１６で補助タンク２３ａの温度を、温度センサ５５の検出値から判断し、氷点下以下ならば、ステップＳ１７で、切替バルブ２４をバイパス路２３ｂ側に保ち続け、膜モジュール２２で透過抽出した純水を、そのままバイパス路２３ｂから加湿器１３へ導き、加湿を行う。
【００２５】
温度センサ５５の出力から氷点下以上になったことを検出したら、ステップＳ１８に進んで、切替バルブ２４を補助タンク２３ａ側に切り替える。これにより膜モジュール２２で分離抽出した純水は、一部が補助タンク２３ａに蓄えられながら、必要量が加湿器１３へと送り込まれる。
【００２６】
このようにして燃料電池スタック１４への供給ガスを加湿し、良好な発電反応を実行させることができるが、車両冷却系１０の不凍液は、水の抽出により次第にその水分濃度が低下していく。しかし、熱交換器２８において燃料電池スタック１４からの排出ガス中に含まれる水蒸気が復水され、これが環流路２８ａを介してリザーバタンク１７に導入されるので、不凍液の濃度を一定に維持することが可能となる。なお、排出ガス中に水分量は、燃料ガスの流量に応じたものとなり、通常は膜モジュール２２で抽出される純水量よりも多くなるので、環流路２８ａを流れる流量を、膜モジュール２２での純水の抽出量に一致させるように制御すると、不凍液の濃度を一定にすることが可能となる。
【００２７】
燃料電池起動時の温度が氷点下よりも高いとき、つまり凍結のおそれのないときは、切替バルブ２４を補助タンク２３ａ側に切替ておくことにより、始動後、直ちに補助タンク２３ａに蓄えられている純水を加湿のために供給できるので、燃料電池の起動時間を純水系を備えるものと同じように短縮できる。
【００２８】
また、減圧ポンプ２６については、常時駆動するのではなく、膜モジュール２２が所定の減圧雰囲気にあれば、遮断バルブ２５を閉じて、停止することができる。つまり、膜モジュール２２の下流側の圧力を検出する圧力センサを設置し、検出圧力が所定の減圧状態を維持するように、コントローラ５０により減圧ポンプ２６の作動と遮断バルブ２５の開閉を制御することで、減圧ポンプ２６の駆動を最小限にしながら、純水の分離抽出を行うことができる。
【００２９】
このように本実施形態によれば、膜モジュール２２によって不凍液中から透過抽出した純水を加湿器１３に供給するので、極低温時にも系内が凍結することなく、供給ガスの加湿を行うことが可能となる。
【００３０】
また、燃料電池スタック１４からの排出ガス中から水蒸気を復水してリザーバタンク１７に環流することで、不凍液の水分濃度が低下するのを防止できる。
【００３１】
さらに、膜モジュール２２において純水を分離された不凍液に対しては、排出ガス中から水分を回収して補充することにより、燃料電池システムとしての水収支を、別の水分補給手段を備えることなく、成立させることもできる。
【００３２】
燃料電池スタック１４に対する燃料ガスである水素の供給は、必要な加湿状態を得てから開始するので、燃料ガスの起動消費量を最小限することができる。
【００３３】
次に、図３に示す第２の実施形態を説明する。
【００３４】
ただし、以下の説明では、第１の実施形態と異なる部分を中心にして説明することにする。
【００３５】
膜モジュール２２は、図示するように、不凍液の供給側である入口部２２ａが、膜モジュール２２の鉛直下方に位置するように設けられ、その出口部２２ｄｔが上方に位置する。循環経路２１には入口側の開閉バルブ１９ａ、フィルタ２０、出口側の開閉バルブ１９ｂが設けられる。また、膜モジュール２２から分離した純水を取り出す透過出口部２２ｂが下方に設けられる。
【００３６】
これにより、循環経路２１に前記供給ポンプ１８を設けなくても、自然対流により膜モジュール２２に不凍液を供給することが可能となっている。
【００３７】
そして、膜モジュール２２の周囲にはヒータ２９が配置され、コントローラ５０によって通電を制御し、膜モジュール２２の温度を一定以上に保持し、不凍液中からの純水の分離機能を高めている。
【００３８】
なお、このために膜モジュール２２の温度を検出する温度センサ５８が設けられ、この検出値がコントローラ５０に入力されるようになっている。
【００３９】
次に、コントローラ５０の実行する制御動作を示す図４のフローチャートを参照しながら、作用を説明する。
【００４０】
この制御ルーチンは、膜モジュール２２の加熱動作を除いて、図２と同じであり、したがって、主として異なる部分についてのみ説明する。
【００４１】
ステップＳ１０、ステップＳ１１で燃料電池の起動後に、切替バルブ２４をバイパス側に切替えたら、前述した不凍液の透過制御である、ステップＳ１２以降に移行するとともに、ステップＳ２２以降の動作も同時に実行する。
【００４２】
すなわち、ステップＳ２２ではヒータ２９に通電し、加熱を開始する。ステップＳ２３で温度センサ５８の出力を、膜モジュール２２、ないしは不凍液の温度が６０〜８０℃に相当する設定値と比較する。膜モジュール２２の温度が設定値に達したならば、ステップＳ２４に進んでヒータ２９への通電を停止し、設定値以下ならば通電を維持し、このようにして膜モジュール２２の温度をパーベーパレーション膜２２ｃによる純水の分離効率が良好な状態に保持される。
【００４３】
このようにして本実施形態によれば、膜モジュール２２を加熱しながら純水の透過分離を同時に行うので、純水を効率よく透過させることができ、燃料電池スタック１４の起動までの時間を短縮することができる。
【００４４】
また、膜モジュール２２への不凍液の供給を自然対流を利用して行うので、供給ポンプが省け、かつその制御も不要となり、システムの簡略化が図れる。
【００４５】
さらに第３の実施形態を図５に基づいて説明する。
【００４６】
この実施形態では、純水経路２７に減圧ポンプ２６の代わりにエゼクタ３１を設けて、膜モジュール２２の透過下流側を減圧するようにしている。
【００４７】
供給ガス通路１５のコンプレッサ１１の上流にエゼクタ３１を配置し、このエゼクタ３１にコンプレッサ１１に吸い込まれる供給ガスを流し、エゼクタ３１に接続した純水経路２７を減圧するようにした。
【００４８】
この場合には、コンプレッサ１１によりエゼクタ３１を通過する供給ガスを加速し、このとき発生するに負圧により純水経路２７を減圧し、膜モジュール２２のパーベーパレーション膜２２ｃの上流と下流に圧力差を生じさせる。
【００４９】
このようにして膜モジュール２２では不凍液から純水を分離抽出し、これを純水経路２７を経由してエゼクタ３１により吸い込んで、供給ガスに混入する。したがって、この場合、加湿器を設けなくても供給ガスを加湿することも可能となる。
【００５０】
なお、膜モジュール２２の周囲を加熱するヒータ２９を併設することにより、上記と同じく膜モジュール２２での純水透過効率を良好に維持できる。
【００５１】
また、膜モジュール２２については、図３の実施形態と同じように、自然対流を利用して不凍液を循環させる構成とすることもできる。
【００５２】
したがって本実施形態にあっては、エゼクタ３１により膜モジュール２２に必要な減圧雰囲気と、供給ガスの加湿を行うことができるので、減圧ポンプ、加湿器を省略でき、システム構成の簡略化がはかれる。
【００５３】
第４の実施形態につき図６に基づいて説明する。
【００５４】
この実施形態では、システムの起動時に燃料ガスの供給を開始する前に、供給ガスとしての空気の加湿を効率よく行うもので、供給ガスの循環経路３５を構成してある。
【００５５】
このため、図５に示す第３の実施形態の構成を基本として、エゼクタ３１と燃料電池スタック１４をバイパスして循環経路３５が形成される。循環経路３５は燃料電池スタック１４の排出ガス通路１６の熱交換器２８の上流より分岐し、エゼクタ３１の上流側に接続する。循環経路３５の途中には循環バルブ３６ａが設けられ、また、熱交換器２８の入口側に循環バルブ３６ｂ、エゼクタ３１の上流側にも循環バルブ３６ｃがそれぞれ設けられる。
【００５６】
そして、システムの起動時には循環バルブ３６ａを開き、循環バルブ３６ｂ、３６ｃを閉じることで、コンプレッサ１１の作動により供給ガスが密閉型の循環経路３５を循環し、より効率よく加湿が行えるようになっている。
【００５７】
コントローラ５０が実行する図７に示すフローチャートを参照しながら、制御動作を説明する。
【００５８】
図４のフローチャートと異なる部分を中心に説明すると、起動指令後にステップＳ１２ａで、循環バルブ３６ａ〜３６ｃの開閉を行う。この場合、循環バルブ３６ａは開き、循環バルブ３６ｂ、３６ｃは閉じる。ステップＳ１２ｂでは、エアコンプレッサ１１を作動させ、エゼクタ３１による加湿を開始する。
【００５９】
このとき、循環経路３５は完全に密閉された循環系を構成し、エアコンプレッサ１１の作動により空気は、燃料電池スタック１４、排出ガス通路１６、循環経路３５、エゼクタ３１を経てエアコンプレッサ１１に戻る。
【００６０】
膜モジュール２２はエゼクタ３１により減圧され、純水経路１６には分離抽出された純水が導かれ、エゼクタ３１より循環する空気中に混入される。循環ガスの流速は高められ、純水経路１６は減圧度が増すため、膜モジュール２２による純水の分離作用が促進される。同時に、循環経路内の供給ガスは循環に伴って加湿されていき、飽和蒸気圧が上昇するので、より多くの水蒸気を効率良く取込むことが可能となる。
【００６１】
このようにして、供給ガスの湿度が、ステップＳ１４で、スタック電極膜の湿度を発電反応に必要な湿度に相当する所定値を越えたなら、ステップＳ１５ａに進んで、循環バルブ３６ａ〜３６ｃを通常の状態に戻し、つまり、循環バルブ３６ａを閉じ、循環バルブ３６ｂと３６ｃを開き、供給ガスが燃料電池スタック１４から排出ガス通路２６、熱交換器２８へと流れるように、流路切替を行う。さらに、ステップＳ１５ｂに進んで、燃料電池スタック１４に燃料ガスとしての水素ガスの供給を開始し、燃料電池スタック１４を始動する。
【００６２】
この以降のルーチンは、図２のフローチャートと同じであり、説明は省略するが、このようにして、燃料ガスである水素の供給を開始するまでの間に、供給ガスとしての空気を十分に加湿することができる。
【００６３】
したがって、本実施形態によれば、システムの起動時に密閉型の循環経路３５でエアコンプレッサ１１を作動させることで、循環ガスの流速を高め、エゼクタ３１による膜モジュール２２に対する減圧度を高め、純水の透過効率を向上させられる。また、循環する供給ガスに対する加湿による飽和水蒸気圧が上昇し、より効率のよい加湿が可能となり、このため起動時間の短縮がはかれる。
【００６４】
なお、膜モジュール２２に対する不凍液の供給は図３と同じように自然対流を利用して行うようにすることもできる。
【００６５】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、また発明の技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることはいうまでもない。
【００６６】
なお、不凍液から純水を選択的に透過させる機能を有するパーべーパレーション膜の具体例としては、上記のとおり、Ａ型ゼオライト膜やポリビニール膜等が挙げられるが、上記説明に合致し、本発明にて適用可能なものであれば、この限りではない。また不凍液の具体例としては、ロングライフクーラントなどが挙げられるが、極低温にて凍結することがなく、かつ不凍液から純水を選択的に透過させる機能を有するパーべーパレーション膜にて分離することが可能である（即ち、互いの分子の大きさが上記パーべーパレーション膜にて純水と分離可能な大きさを有する）純水との混合液体であれば、本発明における不凍液に含まれる。
【００６７】
なお、本発明における一連の説明で、氷点下、極低温と言っているのは、特別な併記をしていない限りは、−５０［℃］レベルまでも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両搭載用燃料電池システムを示す概略構成図である。
【図２】同じくその制御動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る車両搭載用燃料電池システムを示す概略構成図である。
【図４】同じくその制御動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る車両搭載用燃料電池システムを示す概略構成図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る車両搭載用燃料電池システムを示す概略構成図である。
【図７】同じくその制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　車両冷却系（不凍液循環系）
１１　エアコンプレッサ
１２　アフタークーラ
１３　加湿器
１４　燃料電池スタック
１５　供給ガス通路
１６　排出ガス通路
１７　リザーバタンク
１８　供給ポンプ
２１　不凍液循環経路
２２　パーべーパレーション膜モジュール
２２ｃ　パーべーパレーション膜
２３ａ　補助タンク
２３ｂ　バイパス路２４
２４　切替バルブ
２６　純水経路
２７　減圧ポンプ
２８　熱交換器
２９　ヒータ
３１　エゼクタ
３５　循環経路

Claims

燃料電池スタックに供給するガスを純水により加湿するようにした燃料電池システムにおいて、
減圧雰囲気で不凍液より純水を選択的に分離透過するパーべーパレーション膜を備える膜モジュールと、
不凍液をこの膜モジュールに供給する不凍液の供給系と、
膜モジュールに減圧雰囲気を及ぼして透過した純水を前記燃料電池スタックに供給する供給ガス中に混入する加湿手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
前記膜モジュールは、パーベーパレーション膜により内部が仕切られ、その上流領域には不凍液の供給系が接続され、下流領域には透過した純水を導く純水経路が接続される請求項１に記載の燃料電池システム。
前記加湿手段は、膜モジュールの純水透過側の純水経路を減圧する減圧ポンプと、減圧ポンプにより吸引した純水を供給ガス中に混入する加湿器とを備える請求項２に記載の燃料電池システム。
前記加湿手段は、膜モジュールの純水透過側の純水経路を減圧するように接続されたエゼクタと、供給ガスの通路に対してこのエゼクタと直列に配置されたエアコンプレッサとを備え、エアコンプレッサの作動によりエゼクタを通過する供給ガスに純水を吸引混入するようにした請求項２に記載の燃料電池システム。
前記膜モジュールの純水透過側の純水経路には、切替バルブと、切替バルブから分岐して並列に配置した補助タンクとバイパス路とを備える請求項２〜４のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
前記補助タンクの水温を検出する手段と、氷結しない水温のときに補助タンク側に切替バルブを切り替える手段を備える請求項５に記載の燃料電池システム。
前記純水経路には前記減圧ポンプの上流に配置した遮断バルブを備える請求項３に記載の燃料電池システム。
前記純水経路の減圧状態が所定値を維持するように、減圧ポンプと遮断バルブとを制御する手段を備える請求項７に記載の燃料電池システム。
前記燃料電池スタックの加湿状態を検出する手段と、システム起動時に所定の加湿状態となってから燃料ガスの供給を開始する制御手段を備える請求項１〜８のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
前記膜モジュールにはヒータが備えられる請求項１〜９のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
前記膜モジュールの温度を検出する手段と、膜モジュールの温度が所定値を維持するように前記ヒータの通電を制御する手段とを備える請求項１０に記載の燃料電池システム。
前記不凍液の供給系は、車両冷却系に接続するリザーバタンクと、リザーバタンクからの不凍液を膜モジュールに供給するポンプとを備える請求項１〜１１のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
前記不凍液の供給系は、車両冷却系に接続するリザーバタンクと、リザーバタンクからの不凍液を自然対流により膜モジュールに供給する供給路を備える請求項１〜１１のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
前記燃料電池スタックの排出ガス通路に設けた熱交換器と、
熱交換器において排出ガス中から復水した純水を前記リザーバタンクに導く供給路とを備える請求項１〜１３のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
前記燃料電池スタックの排出ガス通路から前記エゼクタの上流の供給ガス通路に短絡する循環経路と、この循環経路をエゼクタ、コンプレッサ、燃料電池スタックを順次供給ガスを循環させる密閉型の流路に切り替え可能な循環バルブと、を備え、システム起動時に循環経路に供給ガスを循環させながら加湿するようにした請求項４に記載の燃料電池システム。
前記供給ガスが所定の加湿状態となってから循環経路を閉じ、燃料電池スタックに対する燃料ガスの供給を開始する燃料ガス供給手段とを備える請求項１５に記載の燃料電池システム。