JP2004127758A

JP2004127758A - 燃料電池システム

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Publication number: JP2004127758A
Application number: JP2002291206A
Authority: JP
Inventors: Hisazumi Oshima; 大島　久純; Toshiyuki Kawai; 河合　利幸; Masahiko Suzuki; 鈴木　昌彦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: JP4048900B2

Abstract

【課題】低温状態のとき、固体高分子膜の耐熱温度を超えることなく、燃料電池を高効率で加熱することができる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池システムを以下の構成とする。燃料電池１に対して、カップリングコンデンサ３、マッチングボックス４を介して、交流電圧発生回路５を接続する。交流電圧発生回路５にバッテリー６接続する。また、スイッチ２を燃料電池１と交流電圧発生回路５の間に設ける。そして、０℃以下の低温状態のとき、スイッチ２をオンにし、バッテリー６から供給される直流電圧を交流電圧発生回路５にて所定の周波数の交流電圧に変換する。そして、この交流電圧をマッチングボックス４にてインピーダンス整合をとって燃料電池１に印加する。これにより、燃料電池１の内部の氷や固体高分子膜を誘電損失により加熱する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素と酸素との化学反応により電気エネルギーを発生させる燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水素と空気（酸素）との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池システムが知られている。燃料電池としては、例えば車両用等の駆動源として考えられている高分子電解質型燃料電池がある。この燃料電池は、複数のセルから構成されており、このセルは固体高分子膜の両面に電極（燃料極、空気極）が接合されたＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、セパレータとを有している。
【０００３】
発電の仕組みを説明すると、燃料極に水素を供給し、空気極に空気を供給することで、燃料極では水素燃料が水素イオンと電子に分かれる。水素イオンは固体高分子膜中を移動し、電子は外部回路を通って空気極に達する。これにより電流が流れる。空気極では酸素、電子及び水素イオンが反応して水が生成する。
【０００４】
このような燃料電池においては、燃料電池を、０℃以下の低温状態にて起動させようとしたとき、水が内部に残留している場合、電極近傍に存在している水分が凍結し、水素や酸素の拡散が阻害され発電できない。また、内部に残留している水が凍結していない場合でも、低温状態では、反応により生成した水が周囲に付着し凍結することで、発電できないという問題がある。
【０００５】
このため、燃料電池を低温で起動させる方法として、次のように燃料電池を加熱することで燃料電池を起動させる方法が提案されている。例えば、水素吸蔵合金の発熱特性を利用して燃料電池を加熱する方法（特許文献１、２参照）や、空気と一緒に低濃度の水素を供給し、電極の表面で発生する水素と酸素の反応熱を利用して、燃料電池を加熱する方法である（特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２１３６５０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−３０２２０１号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００１−１８９１６４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者では、ＭＥＡの他に冷却水配管、冷却水循環ポンプ、及びセパレータ等の発電に必要でない部分も加熱してしまうため、有効に熱エネルギーを利用することができない。このため、燃料電池が起動するまでの加熱時間が長いという問題がある。また、この加熱時間を短縮させるためには、燃料電池を加熱するための熱源の発熱容量を大きくしなければならないという問題がある。
【００１０】
また、後者では、電極近辺を効率良く加熱することができるが、この方法では加熱温度が固体高分子膜の耐熱温度を超え、固体高分子膜が変形、劣化してしまう恐れがある。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、低温状態のとき、固体高分子膜の耐熱温度を超えることなく、燃料電池を高効率で加熱することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、燃料電池（１）と、交流電圧発生手段（５、６）とを有し、交流電圧発生手段（５、６）は燃料電池（１）に交流電圧を印加し、燃料電池（１）の内部の氷または高分子膜のうち、少なくともどちらか一方を誘電損失により加熱することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、ＭＥＡ中に存在する氷を直接加熱し、氷を融解させることができる。また、高分子膜を直接加熱することで、加熱された高分子膜の熱を利用して、ＭＥＡ中の氷を融解させることができる。このように燃料電池の起動に必要な部位を直接加熱することから、高効率で効果的に燃料電池を加熱することができる。
【００１４】
また、本発明では氷の誘電損失特性を利用した加熱を行うことから、燃料電池の内部の温度が高分子膜の耐熱温度を越えることはない。このため、固体高分子膜が変形、劣化してしまう恐れはない。なお、交流電圧としては、氷を誘電損失により融解させることができる周波数の交流電圧を用いる。例えば周波数が１００Ｈｚ〜２５０ｋＨｚの交流電圧を用いるのが好適である。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、燃料電池（１）は複数のセル（１ａ）を有して構成されており、複数のセル（１ａ）のうち、一部のセルに交流電圧を印加することを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、燃料電池を構成する複数のセル全部に交流電圧を印加する場合と比較して、燃料電池に印加する電圧を低くすることができる。これにより、燃料電池を構成する複数のセル全部に交流電圧を印加する場合よりも、交流電圧発生手段を構成する電力回路を小型化することができる。
【００１７】
例えば、請求項３に示すように、燃料電池（１）に電気的に接続され、スイッチング回路（３１ａ）を有する出力電圧の変換回路（３１）と、出力電圧の変換回路（３１）に電気的に接続された直流電源（６）とを備える燃料電池システムにおいて、交流電圧発生手段として、直流電源（６）とスイッチング回路（３１ａ）とを利用し、直流電源（６）から出力された直流電圧をスイッチング回路（３１ａ）を用いて交流電圧に変換して、燃料電池（１）に所定周波数の交流電圧を印加することができる。
【００１８】
また、請求項４に示すように、燃料電池に燃料ガスと空気が供給され、燃料電池の出力が少しでも得られる状態である場合では、燃料電池（１）に電気的に接続され、スイッチング回路（３１ａ）を有する出力電圧の変換回路（３１）と、出力電圧の変換回路（３１）に電気的に接続された直流電源（６）とを備える燃料電池システムにおいて、交流電圧発生手段として、燃料電池（１）とスイッチング回路（３１ａ）とを利用し、燃料電池から出力された直流電圧をスイッチング回路を用いて、交流電圧に変換して、燃料電池（１）に所定周波数の交流電圧を印加することができる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に本実施形態における燃料電池システムの構成を示す。燃料電池システムは、燃料電池１にスイッチ２、カップリングコンデンサ３、及びマッチングボックス４を介して、交流電圧発生回路５が接続されており、交流電圧発生回路５にはバッテリー６が接続された構成となっている。
【００２１】
燃料電池１は固体高分子電解質型燃料電池であり、基本単位となるセルが複数積層されて構成されたスタック構造となっている。各セル１ａは、図示しないが、ＭＥＡとセパレータとを有して構成されている。ＭＥＡは固体高分子膜が一対の電極で挟まれた構成である。ＭＥＡは水素や酸素といった反応ガス等の供給通路をかねているセパレータに挟持されている。また、燃料電池１は発電した電力を取り出すための電極１１（負極１２、正極１３）を備えている。
【００２２】
マッチングボックス４は、スイッチ２を介して負極１２、正極１３に電気的に接続されている。マッチングボックス４は、燃料電池１の特性に合わせてインピーダンス整合をとり、無効電力を発生させないようにする回路である。スイッチ２は交流電圧発生回路５と燃料電池１との接続を電気的に切り離すためのものである。
【００２３】
また、マッチングボックス４とスイッチ２の間にカップリングコンデンサ３が接続されている。カップリングコンデンサ３は燃料電池１の出力（直流電圧）が交流電圧発生回路５に印加されるのを防ぎつつ、交流電圧発生回路５からの交流電圧を燃料電池１に印加するためのものである。交流電圧発生回路５は、例えば水晶発振器を有する直流／交流の変換回路である。
【００２４】
次に燃料電池の加熱方法を説明する。まず、スイッチ７をオンにする。バッテリー６から供給される直流電圧を交流電圧発生回路５にて所定の周波数の交流電圧に変換する。このとき、交流電圧の周波数を例えば２５０ｋＨｚとし、振幅を燃料電池１を構成する１セル１ａあたりに印加される電圧が−１．２３Ｖを越えず、＋１．０〜−１．０Ｖとなるように設定する。波形は例えば正弦波である。なお、本実施形態における交流電圧は商業用電力の周波数よりも高いので、以下では、この交流電圧を単に高周波と呼ぶ。
【００２５】
そして、マッチングボックス４にてインピーダンス整合をとり、交流電圧を燃料電池１に印加する。このようにして、燃料電池１を構成する各セル１ａに対して、高周波加熱を行う。なお、本実施形態でいう高周波加熱とは、各セル１ａ中の電極等に付着している氷や高分子膜を誘電損失により加熱することである。このように、本実施形態によれば氷を直接加熱し、または高分子膜に発生した熱により氷を加熱することができる。
【００２６】
本実施形態では、燃料電池１が起動するのに必要な部位、すなわち、高分子膜や電極から構成されるＭＥＡを直接加熱している。したがって、セパレータや、その他の冷却水配管、冷却水循環ポンプ等の発電に必要でない部分も加熱する燃料電池システムと比較して、高効率に加熱することができる。
【００２７】
ここで、図２に本実施形態における燃料電池システムにて、−１０℃環境温度に置かれた燃料電池１を加熱したときの燃料電池１の内部温度の時間変化を示す。上記従来の欄に記載した発電に必要でない部分も加熱する燃料電池システムでは、図示しないが、０℃を越えるまで１０分以上かかってしまうのに対して、本実施形態では、図２に示すように、これよりも早く０℃よりも高い温度にすることができる。すなわち、低温状態にて燃料電池が起動するまでの時間を従来よりも短縮させることができる。
【００２８】
また、本実施形態での加熱方法は、主に氷の誘電損失により氷を融解するものであり、図２に示すように、燃料電池１の温度が０℃を越えたときでは、温度上昇が小さく、固体高分子膜の耐熱温度を越えることはない。したがって、本実施形態によれば、固体高分子膜の耐熱温度よりも低い温度で燃料電池を加熱することから、固体高分子膜の変形や劣化を防ぐことができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、燃料電池の温度が０℃を越えた後、温度上昇が小さいので、燃料電池の温度が０℃付近を越えた後、または燃料電池が起動した後、図示しないがヒータ等の熱を用いて燃料電池１を加熱する。これにより、発電効率が高い定常運転が可能な温度（例えば８０℃）まで、燃料電池１の内部の温度を上昇させる。
【００３０】
このように、燃料電池１が起動するまで燃料電池１を高周波加熱し、燃料電池１が起動できる温度にする。そして、燃料電池１が起動できる温度から定常運転となる温度まで、ヒータ等の加熱手段を用いて、燃料電池１を加熱する。すなわち、起動時間での高周波加熱と暖気運転期間での一般的な加熱方法とを組み合わせることで、低温状態の環境下にて、短時間で燃料電池１を起動させ、定常運転させることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、交流電圧の周波数を２５０ｋＨｚとした場合を説明したが、氷や高分子膜の誘電損失が発生する範囲内の周波数であればよい。例えば１００〜２５０ｋＨｚ内のうちの任意の周波数とすることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
図３に本実施形態における燃料電池システムの構成を示す。第１実施形態では、燃料電池１の電極１１に交流電圧発生回路５を接続していたが、本実施形態では、図３に示すように、燃料電池１を構成する複数のセル１ａのうち、一部のセル１ａに交流電圧発生回路５を接続した構成となっている。その他の構成部は第１実施形態と同じである。
【００３３】
第１実施形態では、燃料電池１を構成する複数のセルの全部を高周波加熱していたが、本実施形態では、一部のセルだけを高周波加熱する。そして、高周波加熱しないセルに対しては、加熱されたセル１ａからの熱伝導により暖める。このようにしても、燃料電池１の内部の発電に必要な部分を加熱していることから、従来における冷却水配管、冷却水循環ポンプ等の発電に必要でない部分も加熱する燃料電池システムと比較して、高効率に加熱することができる。
【００３４】
また、第１実施形態では燃料電池１の全体に高周波を印加するため、各セルに印加するための電圧の合計が交流電圧発生回路５の出力電圧である。これに対して、本実施形態では、一部のセルにのみ高周波を印加することから、第１実施形態と比較して、交流電圧発生回路５の出力電圧を低くすることができる。このため、交流電圧発生回路５の回路構成を簡略化することができる。
【００３５】
なお、図３では１つのセル１ａに交流電圧発生回路５を接続した構成となっているが、全部のセルのうち、１つ以上任意の数のセルに交流電圧発生回路５を接続することもできる。また、燃料電池１の中央に位置するセル１ａを高周波加熱しているが、高周波加熱するセルの位置は燃料電池１の中央に限らず、どの位置のセルを加熱しても良い。高周波加熱するセルの数やセルの位置等は、燃料電池１中のセル全体の熱容量や、高周波加熱時の昇温レート等を考慮して任意に設定する。
【００３６】
（第３実施形態）
図３に本実施形態における燃料電池システムの構成を示す。本実施形態では、第１実施形態での図１に示す燃料電池システムに対して、燃料電池１の内部に取り付けられた温度センサ２１と、制御回路２２とが追加され、交流電圧発生回路５が周波数可変交流電圧発生回路２３に置き換えられた構成となっている。なお、第１実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
【００３７】
白香蘭、外２名、日本冷凍空調学会論文集、Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．３（１９９９）、ｐ．２６３−２７１や近藤聡信、橋口隆吉編、「材料科学講座、物質の電気的性質」、朝倉書店、ｐ１５２に示されるように、氷の高周波加熱にはその温度に適した周波数がある。このことを説明するために図５に氷の温度と誘電損率の関係を示す。なお、この図は後者の文献より引用したものである。図５に示すように、ある特定の周波数の交流電界において、氷の誘電損率は温度によって変化し、ある温度のときに誘電損率は最も大きくなる。誘電損率が最も大きいとき、氷の発熱量が最も多い。そして、誘電損率が最も大きいときの温度は、周波数の大きさによって異なる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、燃料電池１の内部温度を温度センサ２１にて計測しする。この計測結果を基にして、各温度における最適な周波数のデータ（データマップ２４）を内蔵した制御回路２２により、周波数可変交流電圧発生回路２３から出力される交流電圧の周波数を制御する。このときの周波数の可変範囲は例えば、１００〜２５０ｋＨｚとする。
【００３９】
このように燃料電池１の内部温度に応じた周波数の交流電圧を印加することで、第１実施形態と比較して、より高効率に燃料電池１を加熱することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、燃料電池１の電極１１に高周波を印加し、燃料電池１を構成するセル全部を加熱する場合を説明したが、第２実施形態のように、一部のセルに高周波を印加して高周波加熱をすることもできる。
【００４１】
（第４実施形態）
本実施形態では、燃料電池自動車の電力回路の一部を利用して、燃料電池１を高周波加熱する方法を説明する。図６に燃料電池自動車の電力回路の構成を示し、図７に本実施形態における燃料電池システムの構成を示す。
【００４２】
図６に示すように、燃料電池自動車の電力回路は、例えば燃料電池１と、バッテリー６と、出力電圧の変換回路としてのＤＣ／ＤＣコンバータ３１と、インバータ３２と、モータ３３とを有して構成されている。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１はバッテリー６の出力を昇圧してインバータ３１に印加する。またはＤＣ／ＤＣコンバータ３１は燃料電池１の電極１１に接続されており、燃料電池１の出力を降圧してバッテリー６に印加し、バッテリー６を充電する。
【００４４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は具体的に、スイッチング素子３１ａを主として構成されたスイッチング回路と、制御回路３１ｂと、ダイオード３１ｃと、コンデンサ３１ｄと、変圧器３１ｅとを有している。例えば、バッテリー６の出力を昇圧する場合では、制御回路３１ｂによりスイッチング素子３１ａを制御することで、バッテリー６から供給された直流電圧をインバータ３２に印加する。
【００４５】
インバータ３２は燃料電池１やバッテリー６から供給される直流電圧を、３相交流電圧に変換してモータ３３に供給する。モータ３３は例えば３相同期モータであり、インバータを介して供給された電力によって回転駆動力を発生し、この回転駆動力を車両における車軸を介して、前輪、後輪に伝え、車両を走行させる。
【００４６】
本実施形態では、図７に示すように、電気自動車の電力回路に含まれるバッテリー６とＤＣ／ＤＣコンバータ３１に含まれているスイッチング素子３１ａとを利用して、燃料電池１を高周波加熱する。
【００４７】
具体的には、図６に対し、スイッチング素子３１ｆ及びダイオード３１ｇを図７のように挿入する。スイッチング素子３１ｆは制御回路にて制御する。
【００４８】
今、各スイッチング素子に▲１▼から▲４▼までの番号を図７のように付し、その動作を説明する。まず、▲１▼、▲２▼をＯＮ、▲３▼、▲４▼をＯＦＦとすることで、変圧器３１ｅに電圧を印加する。次に▲３▼、▲４▼をＯＮ、▲１▼、▲２▼をＯＦＦとすることで、燃料電池１に変圧器３１ｅに発生する電圧を印加し、燃料電池１を充電する。そして、▲２▼、▲３▼をＯＮ、▲１▼、▲４▼をＯＦＦとすることで、燃料電池１に蓄積された電荷を放電する。この一連の動作を所望の周波数で繰り返すことで、燃料電池１中の氷や高分子膜を高周波加熱する。なお、交流電圧の周波数や、加熱するセルの数等は、上述した各実施形態と同様にする。
【００４９】
このようにしても、上述した各実施形態と同様の効果を有し、加えて以下の効果も有する。
【００５０】
上記従来技術の欄に記載した水素吸蔵合金の発熱特性を利用して燃料電池を加熱する従来技術では、燃料電池を加熱するために、機器の構成が複雑であったり、機器の部品点数が増大していた。これに対して、本実施形態では、電気自動車の電力回路中のバッテリー６及びＤＣ／ＤＣコンバータ３１に含まれているスイッチング素子３１ａを利用することで、燃料電池１に高周波を印加している。このため、燃料電池システムに別途、燃料電池１を加熱するための交流電圧発生回路を搭載する必要がない。このように既存部品を活用することで、燃料電池システムを上述した従来技術よりも簡単な構成とすることができる。
【００５１】
（第５実施形態）
図８に本実施形態における燃料電池システムの構成の一部を示す。本実施形態では、第４実施形態における図７に示す構成を一部変更したものであり、例えば図６中のＤＣ／ＤＣコンバータ３１に含まれているスイッチング素子３１ａを介して、燃料電池１をショートさせる構成となっている。
【００５２】
本実施形態は、燃料電池１に燃料ガスと空気が供給され、燃料電池１が発電可能となり、燃料電池１の出力が少しでも得られる状態である場合の加熱方法である。低温状態であっても、燃料電池１の出力が少しでも得られる場合、燃料電池１そのものを電源とみなすことができる。そこで、スイッチング素子３１ａを制御することで、燃料電池１の出力を所望の周波数として、燃料電池１をショートさせる。このようにして、燃料電池１を高周波加熱しても、上記した各実施形態と同様の効果を有する。
【００５３】
本実施形態によれば、燃料電池１を加熱するための交流電圧発生回路を搭載しなくても、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１に含まれているスイッチング素子３１ａを利用することで、燃料電池に高周波を印加することができる。なお、本実施形態の燃料電池１を加熱するための電力回路は、交流電圧による瞬間的なショート回路なので、燃料電池１の内部温度が均一となるように、そのＤＵＴＹ比を調整することで燃料電池１が熱暴走することを防止できる。これにより、燃料電池１の加熱温度が、固体高分子膜の耐熱温度を越えることを防ぐことができる。
【００５４】
（他の実施形態）
なお、第４、５実施形態では、電気自動車の電力回路を例として説明したが、家庭用の燃料電池システムにおいても、同様にシステム内の既存のスイッチング素子を利用して、燃料電池内部の氷や高分子膜を高周波加熱することができる。
【００５５】
具体的には、家庭用の燃料電池システムは、通常、バッテリーと、燃料電池から出力された直流電圧をスイッチング素子により交流電圧に変換する回路とを備えている。第４実施形態においては、この回路に含まれているバッテリー６とスイッチング素子とを利用しスイッチング素子を制御することで、第５実施形態ににおいては、燃料電池とスイッチング素子とを利用し、スイッチング素子を制御する。これにより、別途、燃料電池を加熱するための交流電圧発生回路を搭載しなくても、燃料電池に交流電圧を印加することができる。
【００５６】
また、家庭用燃料電池システムの場合、商業用電力を用いて、交流電圧を燃料電池に印加することもできる。例えば、ＡＣ／ＡＣコンバータを用いて、商業用電力の周波数を所望の周波数に変化し、この交流電圧を燃料電池に印加する。若しくは、商業用電力（交流電圧）を直流電圧に変換し、再度交流電圧に変換する回路を用いて、所望の周波数の交流電圧を燃料電池に印加することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における燃料電池システムの主要部構成を示す概念図である。
【図２】第１実施形態における燃料電池システムにおいて、−１０℃環境温度下で燃料電池を加熱したときの燃料電池の内部温度の時間変化を示す図である。
【図３】第２実施形態における燃料電池システムの主要部構成を示す概念図である。
【図４】第３実施形態における燃料電池システムの主要部構成を示す概念図である。
【図５】各周波数の交流電圧における氷の誘電損率と温度との関係を示す図である。
【図６】燃料電池自動車の電力回路を示す図である。
【図７】第４実施形態における燃料電池システムの主要部構成を示す概念図である。
【図８】第５実施形態における燃料電池システムの主要部構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１…燃料電池、２…スイッチ、３…カップリングコンデンサ、
４…マッチングボックス、５…交流電圧発生回路、６…バッテリー、
１１…電極、１２…負極、１３…正極、２１…温度センサ、
２２…制御回路、２３…周波数可変交流電圧発生回路、２４…マップデータ、
３１…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３１ａ…スイッチング素子、
３２…インバータ、３３…モータ。

Claims

燃料電池（１）と、交流電圧発生手段（５、６）とを有し、前記交流電圧発生手段（５、６）は前記燃料電池（１）に交流電圧を印加し、前記燃料電池（１）の内部の氷または高分子膜の少なくとも一方を誘電損失により加熱することを特徴とする燃料電池システム。
前記燃料電池（１）は複数のセル（１ａ）を有して構成されており、前記交流電圧発生手段（５、６）は前記複数のセル（１ａ）のうち、一部のセルに前記交流電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
前記燃料電池（１）に電気的に接続され、スイッチング回路（３１ａ）を有する出力電圧の変換回路（３１）と、前記出力電圧の変換回路（３１）に電気的に接続された直流電源（６）とを備え、
前記交流電圧発生手段として、前記直流電源（６）と前記スイッチング回路（３１ａ）とを利用し、前記直流電源（６）から出力された直流電圧を前記スイッチング回路（３１ａ）を用いて交流電圧に変換して、前記燃料電池（１）に前記交流電圧を印加することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
前記燃料電池（１）に電気的に接続され、スイッチング回路（３１ａ）を有する出力電圧の変換回路（３１）を有し、
前記交流電圧発生手段として、前記燃料電池（１）と前記スイッチング回路（３１ａ）とを利用し、前記燃料電池から出力された直流電圧を前記スイッチング回路を用いて交流電圧に変換して、前記燃料電池（１）に前記交流電圧を印加することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。