JP2004179128A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】細菌による燃料電池の早期劣化を未然に回避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】例えば固体高分子電解質膜６ｄの両面に燃料極６ａ（アノード）及び空気極６ｂ（カソード）を構成すると共に、燃料極６ａに燃料ガスとして水素ガスを供給し、空気極６ｂに酸化剤ガスとして酸素ガスを供給して燃料ガスと空気中に含まれる酸化剤ガスとを反応させ、電力を発生させる燃料電池を備えた燃料電池システムＳにおいて、燃料極６ａに燃料ガスを加湿供給するためのアノード側水経路５６と、空気極６ｂに酸化剤ガスを加湿供給するためのカソード側水経路５８と、燃料電池６を冷却するための冷却水経路５７とを備え、各水経路５６、５７、５８の少なくとも一つは、殺菌処理手段として電極５３、５４若しくはＵＶランプ５１を備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体高分子電解質膜の両面にアノード及びカソードを構成すると共に、アノードに燃料ガスを供給し、カソードに酸化剤ガスを供給して燃料ガスと空気中に含まれる酸化剤ガスとを反応させ、電力を発生させる燃料電池を備えた燃料電池システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、天然ガス、都市ガス、メタノール、ＬＰＧ、ブタンなどの燃料ガスを水素ガスに改質する改質器と、一酸化炭素を変成するＣＯ変成器と、一酸化炭素を除去するＣＯ除去器（以下、これら改質器と、ＣＯ変成器と、ＣＯ除去器とを合わせて改質装置と称す。）と、水素によって発電する燃料電池などを備えた燃料電池発電システムが提案されている。
【０００３】
特に、家庭用の小型電源として固体高分子形燃料電池発電システムが用いられており、係る燃料電池発電システムにおける燃料電池は、固体高分子電解質膜の一方の側に燃料極（アノード）、他方の側に空気極（カソード）の両電極を配したセルを多数積層して構成されている。燃料極側には、純水素ガス又は改質器で改質された水素リッチガスなどの燃料ガスが供給される。また、空気極側には、ファンなどによって送給された酸素ガスを含む酸化剤ガスが供給される。
【０００４】
燃料ガスと酸化剤ガスが供給されると、燃料極側では、燃料ガス中の水素ガスが化学反応を生じ、プロトンと電子を生成する。プロトンは固体高分子電解質膜を通って空気極側に進み、電子は、外部回路を流れる。空気極では、酸化剤中の酸素ガスと、固体高分子電解質膜を通って移動したプロトン及び外部回路を通って流入した電子が化学反応を生じ、水を生ずると共に起電力を発生する。
【０００５】
ここで、燃料極側に供給される燃料ガス及び空気極側に供給される酸化剤ガスは、電解質膜における電気抵抗を低減すると共に、膜中の水移動を活発化させるため、湿潤状態であることが望ましい。
【０００６】
そこで、従来では、酸化剤ガスは、水が貯溜された水タンクを通過した後、空気極側に供給していた（例えば、特許文献１参照。）。これに加えて、燃料ガスを、水処理装置にて純水とされた水を通過した後、燃料極側に供給していたものもある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２１６８２４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の燃料電池発電システムでは、酸化剤ガスが通過する水タンクの水や燃料ガスが通過する水は、格別に殺菌処理が施されていないため、市水中に細菌などが含有されている場合には、燃料電池を構成する燃料極や空気極の表面に化学反応を阻害する物質を析出させるおそれがある。そのため、燃料極や空気極の有効面積が減縮され、発電効率の低下を招く問題がある。また、この化学反応を阻害する物質により燃料電池が早期に劣化する問題がある。
【０００９】
更に、酸化剤ガスには、通常空気が用いられるため、空気中に存在する細菌等の物質が水に流入し、当該水と共に、細菌を含んだ酸化剤ガスが燃料電池に送給され、同様に燃料電池に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明は、従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、細菌による燃料電池の早期劣化を未然に回避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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１の発明の燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させ、電力を発生させる燃料電池を備えたものであって、燃料電池の水経路に殺菌処理手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明によれば、燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させ、電力を発生させる燃料電池を備えた燃料電池システムにおいて、燃料電池の水経路に殺菌処理手段を備えるので、燃料電池の水経路に、細菌が侵入し、繁殖する不都合を未然に回避することができるようになる。これにより、細菌による燃料電池の早期劣化を防止することができるようになる。
【００１３】
請求項２の発明の燃料電池システムは、固体高分子電解質膜の両面にアノード及びカソードを構成すると共に、アノードに燃料ガスを供給し、カソードに酸化剤ガスを供給して燃料ガスと空気中に含まれる酸化剤ガスとを反応させ、電力を発生させる燃料電池を備えたものであって、アノードに燃料ガスを加湿供給するためのアノード側水経路と、カソードに酸化剤ガスを加湿供給するためのカソード側水経路と、燃料電池を冷却するための冷却水経路とを備え、各水経路の少なくとも一つは、殺菌処理手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明によれば、固体高分子電解質膜の両面にアノード及びカソードを構成すると共に、アノードに燃料ガスを供給し、カソードに酸化剤ガスを供給して燃料ガスと空気中に含まれる酸化剤ガスとを反応させ、電力を発生させる燃料電池を備えた燃料電池システムにおいて、アノードに燃料ガスを加湿供給するためのアノード側水経路と、カソードに酸化剤ガスを加湿供給するためのカソード側水経路と、燃料電池を冷却するための冷却水経路とを備え、各水経路の少なくとも一つは、殺菌処理手段を備えるので、各水経路内の水を殺菌処理することができるようになる。これにより、これら水経路を介して燃料電池内に細菌が侵入し、早期に燃料電池が劣化することを未然に回避することができるようになる。
【００１５】
請求項３の発明の燃料電池システムは、上記各発明において、殺菌処理手段は、紫外線照射装置であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明によれば、上記各発明において、殺菌処理手段は、紫外線照射装置であるので、紫外線により水経路内の水を効率的に殺菌処理することができるようになる。
【００１７】
請求項４の発明の燃料電池システムは、請求項１又は請求項２の発明において、殺菌処理手段は、水経路中に少なくとも一部浸漬し、電気化学的手法により水を殺菌処理する電極であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明において、殺菌処理手段は、水経路中に少なくとも一部浸漬し、電気化学的手法により水を殺菌処理する電極であるので、電気化学的手法により水経路の水中にオゾンを生成することができるようになる。これにより、効率的に水経路の水を殺菌処理することができるようになる。
【００１９】
請求項５の発明の燃料電池システムは、上記発明に加えて、カソード側水経路は、加湿タンクを備え、該加湿タンク中の水を電極により電気化学的手法により殺菌処理することを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明によれば、上記発明に加えて、カソード側水経路は、加湿タンクを備え、該加湿タンク中の水を電極により電気化学的手法により殺菌処理するので、空気と共に加湿タンク内に侵入する細菌を、電気化学的手法により加湿タンク内の水中に生成されるオゾンにより効率的に殺菌処理することができるようになる。
【００２１】
これにより、空気によって、加湿タンク内に侵入する細菌を効果的に殺菌することができ、燃料電池内に細菌が侵入することを未然に回避することができるようになる。これによっても、燃料電池の早期劣化を防止することができるようになる。
【００２２】
請求項６の発明の燃料電池システムは、請求項４又は請求項５の発明に加えて、電極は、貴金属電極又は貴金属被覆電極により構成されることを特徴とする。
【００２３】
請求項６の発明によれば、請求項４又は請求項５の発明に加えて、電極は、貴金属電極又は貴金属被覆電極により構成されるので、当該電極を殺菌対象の水中に少なくとも一部浸漬し、電気化学的手法により、効率的にオゾンを生成することができるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。本実施例における燃料電池システムは、ＰＥＦＣ装置Ｔ（ポリマ・エレクトロライト・フューエル・セル）を備えた固体高分子形燃料電池発電システムＳである。
【００２５】
この燃料電池発電システムＳは、上記ＰＥＦＣ装置Ｔの他に燃料電池発電システムの発電において生じる熱を有効的に利用するコージェネレーションシステムを構築するため、貯湯タンク７を含む熱回収装置を有している。
【００２６】
ここで、図１を参照して固体高分子形燃料電池発電システムＳについて説明する。この燃料電池発電システムＳでは、天然ガス、都市ガス、メタノール、ＬＰＧ、ブタン等の原料の供給源である原料供給源１と、原料ガスから硫黄成分を除去する脱硫器２と、改質装置１３と、固体高分子形の燃料電池６とを備える。改質装置１３は、原料ガスから燃料ガスとなる水素と、二酸化炭素及び一酸化炭素を含む改質ガスを生成する改質器３と、この改質器３からの改質ガスに含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変成するＣＯ変成器４と、このＣＯ変成器４からの未変性の一酸化炭素を除去するＣＯ除去器５とを備えている。
【００２７】
燃料電池６は、改質装置１３のＣＯ除去器５からの一酸化炭素が除去された後の水素（燃料ガス）と空気中に含まれる酸素（酸化剤ガス）とを反応させて電力を発生させるものであり、この燃料電池６は、固体高分子電解質膜６ｄの両面に燃料極（アノード）６ａと、空気極（カソード）６ｂを配した図示しないセルが多数積層して構成され、更に、この燃料電池６を冷却するための冷却部６ｃを備えている。
【００２８】
前記原料供給源１からはガス管１７が延出され、このガス管１７には電磁開閉弁１８及び昇圧ポンプ１９が設けられ、ガス管１７は脱硫器２に接続される。脱硫器２はガス管２２を介して改質装置１３の改質器３に接続される。そして、この改質器３は、図示しないガス管により、ＣＯ変性器４、ＣＯ除去器５と順次接続されている。この改質装置１３には、昇圧ポンプ４０が設けられた配管４１を介して水タンク２１が接続される。
【００２９】
ここで、水タンク２１は、水道管４７を通じて市水が供給された水処理装置８よって純水とされた水を貯留するものである。本実施例において水処理装置８は、例えばイオン交換樹脂により構成されており、これにより、市水は純水とされる。
【００３０】
尚、水処理装置８にて純水とされた水は、この他にも、昇圧ポンプ４４により各配管９、１０を介して水タンク１１及び空気加湿タンク１２に搬送される。また、水道管４７を通じて市水は、貯湯タンク７にも供給されているものとする。
【００３１】
そして、ＣＯ除去器５は、ガス管２３を介して水タンク１１に接続され、この水タンク１１は、配管２４を介して燃料電池６の燃料極６ａに接続される。この燃料極６ａは、配管３７を介して改質装置１３に接続されていると共に、配管３７には、ドレン水配管３８が接続されている。これにより、水タンク１１と、配管２４及び配管３７により燃料極６ａに燃料ガスとしての水素ガスを加湿供給するアノード側水経路５６が構成される。
【００３２】
また、水タンク１１は、配管２５を介して燃料電池６の冷却部６ｃに接続され、冷却部６ｃは、熱回収用熱交換器２７が介設された配管２６を介して再び水タンク１１に接続されている。これにより、水タンク１１をアノード側水経路５６と共有したかたちで、水タンク１１と、配管２５、熱回収用熱交換器２７及び配管２６により燃料電池６を冷却するための冷却水経路５７が構成される。
【００３３】
ここで、アノード側水経路５６及び冷却水経路５７の両者を兼ねている水タンク１１には、殺菌処理手段としてＵＶランプ（紫外線照射装置）５１が設けられている。これにより、アノード側水経路５６及び冷却水経路５７中の水を紫外線により殺菌処理することが可能となる。
【００３４】
他方、上記空気加湿タンク１２は、配管３１を介して空気供給源３０と接続され、配管３２を介して燃料電池６の空気極６ｂに接続される。この空気極６ｂは、配管３４を介して熱回収用熱交換器３３に接続される。この熱回収用熱交換器３３には、排気ダクト３５が接続され、熱回収用熱交換器３３内の排気を外部に排出する構成とされている。更に、この熱回収用熱交換器３３には、配管３６を介して凝縮タンク５２が接続され、更にこの凝縮タンク５２は、配管５９を介して空気加湿タンク１２に接続されている。これにより、空気加湿タンク１２と、配管３２と、配管３４と、熱回収用熱交換器３３と、配管３６と、凝縮タンク５２及び配管５９により、空気極６ｂに酸化剤ガスとしての空気中の酸素を加湿供給するカソード側水経路５８が構成される。
【００３５】
ここで、空気加湿タンク１２には、殺菌処理手段として一対の電極５３、５４が設けられている。これら電極５３、５４は、何れも、例えば白金又は白金とイリジウムの合金などの貴金属電極、又は白金又は白金とイリジウムの合金を被覆した貴金属被覆電極により構成されており、空気加湿タンク１２内に貯溜される水に少なくとも一部が浸漬された状態で設けられている。また、これら電極５３、５４には、該電極５３及び５４に電力を供給するための電源５５が接続されている。尚、この電源５５は、当該燃料電池システムＳが稼働している場合には、詳細は後述する系統連系インバータ１６より電源供給を行っても良いものとする。
【００３６】
他方、上記貯湯タンク７は、昇圧ポンプ４５により温水配管４２を介して上述した熱回収用熱交換器２７と接続されていると共に、昇圧ポンプ４６により温水配管４３を介して上述した熱回収用熱交換器３３と接続されている。
【００３７】
以上の構成により、燃料電池発電システムＳの運転が開始されると、原料供給源１から原料ガスが、電磁開閉弁１８を介して昇圧ポンプ１９に入り、当該昇圧ポンプ１９にて昇圧されて、脱硫器２に供給される。ここで原料ガスから硫黄成分が除去される。この脱硫器２に、例えば活性炭等の吸着反応を利用した触媒を使用した場合、常温で、硫黄成分を除去することができる。この脱硫器２を経た原料ガスは、ガス管２２を介して改質装置１３の改質器３に供給される。
【００３８】
この改質器３では、水素、二酸化炭素及び一酸化炭素を含む改質ガスが生成される。この改質器３を経たガスは、ＣＯ変成器４に供給され、ここでは改質ガスに含まれる一酸化炭素が二酸化炭素に変性される。このＣＯ変成器４を経たガスは、ＣＯ除去器５に供給され、ここではＣＯ変成器４を経たガス中の未変性の一酸化炭素が除去される。
【００３９】
このＣＯ除去器５を経た当該一酸化炭素が除去された後の水素（燃料ガス）が、ガス管２３を介して水タンク１１に供給される。このとき、水タンク１１には、予め水道管４７を介して水処理装置８に供給され、当該水処理装置８にて純水とされた水が貯溜されている。この水タンク１１では、ＵＶランプ５１がＯＮとされることにより、該水タンク１１に貯溜される水が紫外線により殺菌処理される。このため、アノード側水経路５６に設けられる水タンク１１内に供給された水素（燃料ガス）は、当該殺菌処理された水にて加湿された後、ガス管２４を介して固体高分子形の燃料電池６の燃料極６ａに供給される。
【００４０】
他方、空気供給源３０から酸化剤ガスとしての酸素を含んだ空気が空気加湿タンク１２に供給される。このとき、空気加湿タンク１２には、予め水道管４７を介して水処理装置８に供給され、当該水処理装置８にて純水とされた水が貯溜されている。
【００４１】
ここで、空気加湿タンク１２には、殺菌処理手段として上述した如き一対の電極５３、５４が設けられていることから、電源５５により、電極５３、５４に電力が供給されると、空気加湿タンク１２内に貯溜された水は、電気化学的手法（例えば電解）により処理される。上述した如く、電極５３及び５４は、白金又は白金とイリジウムの合金などの貴金属電極、又は白金又は白金とイリジウムの合金を被覆した貴金属被覆電極により構成されていることから、当該電気化学的手法による処理により、空気加湿タンク１２内の水中にオゾンが生成される。これにより、空気加湿タンク１２内に貯溜された水は、オゾンにより殺菌処理される。尚、このとき、空気加湿タンク１２内に供給された酸素ガス（酸化剤ガス）を含む空気中に細菌等が混入している場合であっても、該空気加湿タンク１２を通過する際に、細菌が空気加湿タンク１２内の水中に混入することにより、殺菌処理される。
【００４２】
このため、カソード側水経路５８に設けられる空気加湿タンク１２内に供給された酸素（酸化剤ガス）は、当該殺菌処理された水にて加湿された後、ガス管３２を介して固体高分子形の燃料電池６の空気極６ｂに供給される。これにより、燃料電池６に水素ガス（燃料ガス）と酸素ガス（酸化剤ガス）が供給されると、燃料極６ａ側では、水素ガスが化学反応を生じ、プロトンと電子を生成する。プロトンは固体高分子電解質膜６ｄを通って空気極６ｂ側に進み、電子は、図示しない外部回路を流れる。空気極６ｂでは、酸素ガスと、固体高分子電解質膜６ｄを通って移動したプロトン及び外部回路を通って流入した電子が化学反応を生じ、水を生ずると共に起電力を発生する。
【００４３】
ここで、燃料極６ａ側に供給される水素ガス及び空気極６ｂ側に供給される酸素ガスは、それぞれ水タンク１１及び空気加湿タンク１２において殺菌処理された後の水により加湿された後、燃料電池６に送られているため、固体高分子電解質膜６ｄにおける電気抵抗を低減することができると共に、当該膜６ｄ中の水移動を活発化させることができるようになる。
【００４４】
また、燃料電池６内に水素ガス及び酸素ガスと共に送出される水は、殺菌処理されているため、燃料電池６内部に細菌が侵入し、繁殖することを防止することができるようになる。これにより、燃料電池６の早期劣化を回避することができるようになり、装置の延命化を図ることができるようになる。
【００４５】
空気極６ｂから配管３４に導出された空気は、燃料電池６の発熱反応によって温度上昇しており、この温度上昇した排気空気は、上記貯湯タンク７の水が温水配管４３を介して循環する熱回収用熱交換器３３で熱回収された後、排気ダクト３５を通じて外部に放出される。このとき、熱回収用熱交換器３３での熱交換によって、貯湯タンク７の水が温度上昇する。他方、燃料電池６の化学反応において生じた水は、温度上昇した排気空気中に水蒸気として存在しているため、熱回収用熱交換器３３にて貯湯タンク７の水と熱交換した際に凝縮され、配管３６を介して凝縮タンク５２に流入する。この凝縮タンク５２にて凝縮された水の温度を下げ、配管５３を介して再び空気加湿タンク１２に戻す。再びこの空気加湿タンク１２にて水処理装置８を介して空気加湿タンク１２内に流入した市水と共に、殺菌処理手段としての電極５３、５４によりオゾンによる殺菌処理が行われる。
【００４６】
これにより、空気極６ｂを通過した水を熱回収用熱交換器３３及び凝縮タンク５２を介して再び空気加湿タンク１２に戻し、更にオゾンによる殺菌処理を行うことにより、より一層高い殺菌効果を得ることができるようになる。
【００４７】
燃料電池６では、電気化学反応が行われるため、この電気化学反応により活性化過電圧、濃度過電圧、抵抗過電圧による熱が発生する。このとき、燃料電池６の冷却部６ｃには、図示しないポンプにより、水タンク１１の水が供給され、当該冷却部６ｃを経た水は、配管２６を介して熱回収用熱交換器２７を通過し、再び水タンク１１に帰還する冷却水経路５７が構成されている。
【００４８】
ここで、熱回収用熱交換器２７には、上記貯湯タンク７の水が温水配管４２を介して循環しているため、貯湯タンク７の水が温度上昇し、水タンク１１の水の温度が低下する。これにより、水タンク１１の水が冷却部６ｃを循環することにより、燃料電池６が冷却される。このとき、水タンク１１には、上述した如く殺菌処理手段としてのＵＶランプ５１が設けられているため、冷却水経路５７内を流通する水をも紫外線により殺菌可能となり、燃料電池６の冷却部６ｃ内及び冷却水経路５７を構成する配管２６内に細菌が侵入し、繁殖することを未然に回避することができるようになる。これによっても、燃料電池６の早期劣化の防止を図ることができると共に、システムの衛生を保つことができるようになる。
【００４９】
尚、上述した如く貯湯タンク７の水は発電の際に生じる熱を利用して温度上昇するため、この熱を利用して市水から温水を生成し、この温水は、家庭において図示しない風呂やキッチンなどに供給することができる。これにより、燃料電池発電システムＳが、コージェネレーションシステムの形態をとることが可能となり、エネルギーの有効活用が図られる。したがって、高い総合熱効率が得られるので、原燃料の消費量が減少し、二酸化炭素の排出量が低減される。
【００５０】
尚、上記において燃料極６ａから排出される未反応水素ガスは、改質器３が、内部に図示しないバーナを有していることから、配管３７を介して、オフガスとしてバーナに供給される。また、燃料電池６における化学反応により生じ、燃料極６ａに一部残存、若しくは、移動した水及び改質装置１３において生じたドレン水は、ドレン水配管３８により外部に排出されるものとする。
【００５１】
そして、上述した如く燃料電池６にて水素ガス（燃料ガス）と空気中の酸素（酸化剤ガス）とを化学反応させて発電された電力は、昇圧コンバータ１５を経て、１００Ｖにまで昇圧され、系統連系インバータ１６に送られ、ここから、単相３線の１００Ｖ／２００Ｖの電源として図示しない家庭に供給される。
【００５２】
尚、本実施例では、カソード側水経路５８における殺菌処理手段として、空気加湿タンク１２に電極５３、５４を設けているが、これ以外にも図２に示す如く凝縮タンク５２の下流側に水タンク６９を設け、係る水タンク６９中に凝縮タンク５２からの水を貯溜し、該水中に少なくとも電極５３、５４の一部を浸漬して係る水タンク６９において、オゾンを発生させても良いものとする。そして、水タンク６９においてオゾンにより殺菌処理された後の水を再び空気加湿タンク１２に戻すことにより、殺菌処理された水をカソード側水経路５８中に循環させることができ、これによっても、効率的な殺菌処理を行うことができるようになり、燃料電池６内に細菌が繁殖することを未然に回避することができ、燃料電池６の早期劣化を防止することができる。
【００５３】
また、更に本実施例では、カソード側水経路５８における空気加湿タンク１２に設けられる殺菌処理手段は、電極５３、５４により構成し、アノード側水経路５６及び冷却水経路５７における水タンク１１に設けられる殺菌処理手段は、ＵＶランプ５１により構成されているが、両者とも殺菌処理手段を電極により構成しても良く、また、ＵＶランプにより構成しても良いものとする。
【００５４】
上記において、アノード側水経路５６に殺菌処理手段としてオゾンを発生させる電極５３、５４を設ける場合には、生成されるオゾンが水タンク１１中における水素（燃料ガス）に悪影響を及ぼさないために、かかる場合には、殺菌処理手段の後段にオゾン除去手段、例えば水中のオゾン滞留時間を稼ぐためのタンクなどを設けても良いものとする。
【００５５】
更に、本実施例では、各水経路５６、５７、５８として各タンク１１、１２に殺菌処理手段を設けているが、当該殺菌処理手段は、各水経路５６、５７、５８中であれば、配管中であっても良いものとする。また、全ての水経路５６、５７、５８に殺菌処理手段を設けているが、何れか一つであっても良いものとする。また、アノード側水経路５６中に殺菌処理手段にて殺菌処理した後の水を流入させても、本発明を実現することができるため、市水を水処理装置８にて純水へ処理する際に、例えばＵＶランプ５０等の殺菌処理手段により水の殺菌処理を行っても同様の効果を奏するものとする。
【００５６】
尚、本実施例では、燃料電池として固体高分子形燃料電池を用いた燃料電池システムＳについて説明しているが、これ以外に、水経路を燃料電池に有しているものであれば他の種類の燃料電池を用いた燃料電池システムであっても、同様の効果が得られる。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述した如く請求項１の発明によれば、燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させ、電力を発生させる燃料電池を備えた燃料電池システムにおいて、燃料電池の水経路に殺菌処理手段を備えるので、燃料電池の水経路に、細菌が侵入し、繁殖する不都合を未然に回避することができるようになる。これにより、細菌による燃料電池の早期劣化を防止することができるようになる。
【００５８】
請求項２の発明によれば、固体高分子電解質膜の両面にアノード及びカソードを構成すると共に、アノードに燃料ガスを供給し、カソードに酸化剤ガスを供給して燃料ガスと空気中に含まれる酸化剤ガスとを反応させ、電力を発生させる燃料電池を備えた燃料電池システムにおいて、アノードに燃料ガスを加湿供給するためのアノード側水経路と、カソードに酸化剤ガスを加湿供給するためのカソード側水経路と、燃料電池を冷却するための冷却水経路とを備え、各水経路の少なくとも一つは、殺菌処理手段を備えるので、各水経路内の水を殺菌処理することができるようになる。これにより、これら水経路を介して燃料電池内に細菌が侵入し、早期に燃料電池が劣化することを未然に回避することができるようになる。
【００５９】
請求項３の発明によれば、上記各発明において、殺菌処理手段は、紫外線照射装置であるので、紫外線により水経路内の水を効率的に殺菌処理することができるようになる。
【００６０】
請求項４の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明において、殺菌処理手段は、水経路中に少なくとも一部浸漬し、電気化学的手法により水を殺菌処理する電極であるので、電気化学的手法により水経路の水中にオゾンを生成することができるようになる。これにより、効率的に水経路の水を殺菌処理することができるようになる。
【００６１】
請求項５の発明によれば、上記発明に加えて、カソード側水経路は、加湿タンクを備え、該加湿タンク中の水を電極により電気化学的手法により殺菌処理するので、空気と共に加湿タンク内に侵入する細菌を、電気化学的手法により加湿タンク内の水中に生成されるオゾンにより効率的に殺菌処理することができるようになる。
【００６２】
これにより、空気によって、加湿タンク内に侵入する細菌を効果的に殺菌することができ、燃料電池内に細菌が侵入することを未然に回避することができるようになる。これによっても、燃料電池の早期劣化を防止することができるようになる。
【００６３】
請求項６の発明によれば、請求項４又は請求項５の発明に加えて、電極は、貴金属電極又は貴金属被覆電極により構成されるので、当該電極を殺菌対象の水中に少なくとも一部浸漬し、電気化学的手法により、効率的にオゾンを生成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による固体高分子形燃料電池発電装置の一実施形態を示す回路図である。
【図２】本発明による固体高分子形燃料電池発電装置の一実施形態を示す回路図である。
【符号の説明】
Ｓ 固体高分子型燃料電池発電システム
Ｔ ＰＥＦＣ装置
１ 原料ガス
２ 脱硫器
６ 燃料電池
６ａ 燃料極（アノード）
６ｂ 空気極（カソード）
６ｃ 冷却部
６ｄ 固体高分子電解質膜
７ 貯湯タンク
８ 水処理装置
１１、６９ 水タンク
１２ 空気加湿タンク
５０、５１ ＵＶランプ（紫外線照射装置）
５２ 凝縮タンク
５３、５４ 電極
５５ 電源
５６ アノード側水経路
５７ 冷却水経路
５８ カソード側水経路

Claims (6)

1. 燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させ、電力を発生される燃料電池を備えた燃料電池システムにおいて、
   前記燃料電池の水経路に殺菌処理手段を備えることを特徴とする燃料電池システム。
2. 固体高分子電解質膜の両面にアノード及びカソードを構成すると共に、前記アノードに燃料ガスを供給し、前記カソードに酸化剤ガスを供給して前記燃料ガスと空気中に含まれる酸化剤ガスとを反応させ、電力を発生させる燃料電池を備えた燃料電池システムにおいて、
   前記アノードに燃料ガスを加湿供給するためのアノード側水経路と、
   前記カソードに酸化剤ガスを加湿供給するためのカソード側水経路と、
   前記燃料電池を冷却するための冷却水経路とを備え、
   前記各水経路の少なくとも一つは、殺菌処理手段を備えることを特徴とする燃料電池システム。
3. 前記殺菌処理手段は、紫外線照射装置であることを特徴とする請求項１又は請求項２の燃料電池システム。
4. 前記殺菌処理手段は、前記水経路中に少なくとも一部浸漬し、電気化学的手法により前記水経路中の水を殺菌処理する電極であることを特徴とする請求項１又は請求項２の燃料電池システム。
5. 前記カソード側水経路は、加湿タンクを備え、該加湿タンク中の水を前記電極により電気化学的手法により殺菌処理することを特徴とする請求項４の燃料電池システム。
6. 前記電極は、貴金属電極又は貴金属被覆電極により構成されることを特徴とする請求項４又は請求項５の燃料電池システム。

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