JP2004342479A - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池システムに関し、特に、原燃料を改質器に供給するための吐出ポンプの改良技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料電池システムをオンボード発電機として運用する燃料電池電気自動車においては、メタノールなどの炭化水素系液体原燃料を原燃料タンクに貯溜し、これを車上で水素リッチな燃料ガスに改質する方式が知られている。液体燃料であれば、車両の搭載性及び可搬性に優れている上に、エネルギー密度の点においても水素ガスを貯蔵する方式よりも優れている。原燃料タンクに貯溜した原燃料を改質器に供給するための吐出ポンプとして、従来では電動式の吐出ギヤポンプを用いており、原燃料の供給経路にリリーフバルブを設けることで、吐出圧の変動に伴い過圧された原燃料を原燃料タンクに還流させ、ポンプの吐出圧力が一定になるように構成していた。モータ駆動式の吐出ポンプで改質器にメタノールを供給する構成を開示した文献として、例えば、特開2001−247200号公報が知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−247200号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、原燃料タンクから改質器へ原燃料を供給するための原燃料供給ラインにおいては、上流側の圧力が高圧(例えば、350kPaAbs)になるため、電動ポンプには高い吐出能力が要求される。このような要求を満たすためには、原燃料タンクから原燃料を汲み上げるためのポンプと、これを駆動するモータは何れもその体格(容量)、重量が大きなものとなる。さらに、電動モータは常時一定回転数で運転させる必要があり、補機類の消費電力が大きくなる。車両に搭載される燃料電池システムとしては、ポンプなどの補機類は小サイズ、軽量、低消費電力であることが望ましい。
【0005】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、小サイズ、軽量、低消費電力の原燃料吐出ポンプを備えた燃料電池システムを提案することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の燃料電池システムは、燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、燃料電池に酸化ガスを供給するためのエアコンプレッサと、燃料ガスを生成するための原燃料(液体原燃料)を貯溜する原燃料タンクと、原燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する改質器と、エアコンプレッサから作動エアの供給を受けて、原燃料タンクに貯溜する原燃料を改質器に供給するエア駆動式ポンプを備える。改質器に原燃料を供給するための吐出ポンプとしてエア駆動式ポンプを採用することにより、小サイズ、軽量化を図ることができる。さらに、吐出ポンプを駆動するための電力を要しないため、燃料電池電気自動車に搭載される補機類として好適である。
【0007】
本発明の好適な形態として、上述の構成に加えて、エアコンプレッサからエア駆動式ポンプに供給される作動エアのエア圧を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段が検出したエア圧に基づいて作動エアを所定のエア圧に制御する圧力制御手段を備える。エア駆動式ポンプに供給する作動エアは圧力変動のない安定したエアであることが要求されるため、作動エア圧が略一定となるように圧力調整を行うことが望ましい。
【0008】
ここで、上述の「圧力検出段」には、作動エア圧を計測する圧力センサだけでなく、例えば、作動エアの生成源となるエアコンプレッサの回転数から作動エア圧を推定するエア圧推定手段が含まれる。この他に、エアコンプレッサからエア駆動式ポンプに作動エアを供給するための作動エア流路に設置されたPWM制御式制御弁のデューティ値などから作動エア圧を推定するエア圧推定手段も圧力検出手段に含まれる。また、「圧力制御手段」には、作動エア圧を基にエアコンプレッサの回転数をフィードバック制御する手段だけでなく、例えば、エアコンプレッサからエア駆動式ポンプに作動エアを供給するための作動エア流路に設置された制御弁をPWM制御する手段などが含まれる。
【0009】
改質器に原燃料を供給するためのエア駆動式ポンプとしては、エア駆動式ダイアフラムポンプが好適である。
【0010】
【発明の実施の形態】
[発明の実施形態1]
以下、図1を参照して本発明の好適な第1実施形態について説明する。
同図は原燃料タンクから改質器へ原燃料を供給するための原燃料供給路を中心とするシステム構成図である。この燃料電池システムは、主に、液体原燃料を貯溜するための原燃料タンク24と、原燃料を水素リッチな燃料ガスに改質するための改質器22と、酸化ガスと燃料ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池23と、燃料タンク24に貯溜された原燃料を改質器22に供給するためのエア駆動式ポンプ18と、エア駆動式ポンプ18に作動エアを供給するためのエアコンプレッサ12と、要求負荷に応じてエアコンプレッサ12などの補機類の駆動制御を行う制御部40を備えて構成されている。
【0011】
エアコンプレッサ12はモータ13から供給される回転トルクによって作動し、エアフィルタ11を介して車外から吸引したエアを加圧する。エアコンプレッサ12から出力される加圧エア(圧縮空気)の一部は酸化ガス流路31を経由して燃料電池23の空気極に供給され、電池反応に供するための酸化ガスとして利用される。また、エアコンプレッサ12から出力される加圧エアの他の一部は酸化ガス流路31から分岐する作動エア流路32を経由してサージタンク15に供給され、エア駆動式ポンプ18を作動させるための作動エアとして利用される。作動エアを一旦、サージタンク15に蓄えることにより、エア圧の脈動を吸収することができる。サージタンク15には内圧(背圧)を検出するための圧力センサ25が設けられており、内圧に変動が生じると、内圧が略一定値に保持されるように、制御部40によってエアコンプレッサ12の回転数がフィードバック制御される。
【0012】
サージタンク15に導入された加圧エアは作動エア流路33を経由し、エア駆動式ポンプ18を作動する。エア駆動式ポンプ18を作動させるための作動エアはできるだけ圧力変動のない安定したエア圧を有し、かつ、不純物の含有量が少ないエアであることが望ましい。このため、作動エア流路33には、加圧エアに含有されている粉塵、水分、油分、オイルミストなどを除去するためのエアフィルタ16と、エア圧を一定値(例えば、300kPaAbs)に調整するためのレギュレータ17が配設されている。エア駆動式ポンプ18としては、エア駆動式ダイアフラムポンプ(プロセスポンプ)が好適である。
【0013】
原燃料タンク24には、メタノール(C2H5OH)と水が予め所定の比率で混合された混合溶液が貯溜されている。ここでは、原燃料としてメタノールと水の混合溶液を例示するが、これに限られるものではなく、例えば、メタン(CH4)、エタン(C2H5)、プロパン(C3H8)、ブタン(C4H10)、エタノール(C2H5OH)、ジメチルエーテル(CH3OCH3)、アセトン(CH3C(=O)CH3)、ガソリン、軽油、天然ガスなどの炭化水素系液体原燃料を利用することができる。エア駆動式ポンプ18は一定のエア圧に調整された作動エアの供給を受けて原燃料タンク24から原燃料を吸引し、原燃料供給路50に原燃料を吐出する。原燃料は安定した圧力で改質器22に供給される必要があるため、原燃料供給路50にはエア駆動式ポンプ18の脈動を吸収し、圧力変動を吸収するためのダンパ19と、原燃料の圧力を一定に調整するためのレギュレータ20が配設されている。
【0014】
インジェクタ21は、原燃料供給路50から供給される原燃料を霧状にして改質器22内部に噴射する。改質器22に供給された原燃料は蒸気化された後に改質反応の作用を受けて水素リッチな燃料ガスに改質される。原燃料を燃料ガスに改質するための改質反応として、改質効率に優れた水蒸気改質(Steam reforming)と、始動性に優れた部分酸化改質(Partial oxidation reforming)と、両者を組み合わせたオートサーマル改質(Auto thermal reforming)などがある。メタノールを銅−亜鉛系触媒などの改質触媒に接触させて水蒸気改質を行うと、下記の(1)式に示すメタノール分解反応と、(2)式に示す一酸化炭素のシフト反応とが同時に進行し、全体として(3)式に示す改質反応が生じる。
【0015】
CH3OH → CO+2H2−90.0kJ/mol …(1)
CO+H2O → CO2+H2+40.5kJ/mol …(2)
CH3OH+H2O → CO2+3H2−49.5kJ/mol …(3)
【0016】
改質器22で生成された燃料ガスはCO成分が除去された上で、燃料ガス流路34を経由して燃料電池23の燃料極に供給される。これと同時に、エアコンプレッサ12からは、加圧された酸化ガスが酸化ガス流路31を経由して燃料電池23の空気極に供給される。燃料電池23の燃料極では(4)式の酸化反応が生じるとともに、空気極では(5)式の還元反応が生じる。燃料電池23全体としては(6)式の起電反応が生じる。燃料電池20への燃料ガスと酸化ガスの供給量は、圧力調整弁14,26の開度を調整することにより行われる。電池反応に供した酸化ガスと燃料ガスはそれぞれ酸素オフガス、水素オフガスとなって燃料電池23から排出される。
【0017】
H2 → 2H++2e− …(4)
(1/2)O2+2H++2e− → H2O …(5)
H2+(1/2)O2 → H2O …(6)
【0018】
燃料電池23としては、固体高分子電解質型燃料電池、アルカリ性電解質型燃料電池、酸性電解質型燃料電池、溶融塩電解質型燃料電池、固体電解質型燃料電池、リン酸型燃料電池などを用いることができるが、この中でも固体高分子電解質型の燃料電池が望ましい。高分子電解質型の燃料電池は、常温で起動できるために起動時間が短い、常温で高い電流密度が得られる、低負荷運転が可能、小型軽量化が可能といったメリットがあり、車両搭載用の燃料電池として優れた特性を備えている。
【0019】
制御部40は、マイクロコンピュータを中心としたコンピュータシステムとして構成されており、システム制御に必要な各種のプログラム及び各種データを記憶したROM41と、ROM41に格納されたプログラムを読み取ってこれを実行するCPU42と、CPU42のワークメモリとして機能するRAM43と、圧力センサ25、アクセル開度センサ61、車速センサ62などの各種センサ信号を入力し、これらのセンサ信号に基づいてモータ13、インジェクタ21、圧力調整弁14,26などの補機類の駆動制御を行うための信号を出力する入出力ポート44を備えて構成されている。
【0020】
制御部40は、アクセル開度センサ61、車速センサ62が出力するアクセル開度信号、車速信号などから要求負荷を算出し、燃料電池23に要求される発電量を得るために、エアコンプレッサ12を駆動するためのモータ13の回転数を制御するとともに、インジェクタ21の噴霧量や、圧力調整弁14,26の開度を調整することで、改質器22に投入される原燃料量と、燃料電池23に供給される反応ガス(燃料ガス、酸化ガス)の流量を調整している。また、上述したように、制御部40は圧力センサ25のセンサ信号を取得することにより、サージタンク15の内圧が略一定となるように圧力調整を行っている。
【0021】
本実施形態によれば、原燃料を改質器に供給するための吐出ポンプとして、エア駆動式ポンプ18を採用することにより、吐出ポンプの体格を小サイズにしつつ、軽量化を図ることができる。燃料電池電気自動車に搭載される補機類は、できるだけ省スペースかつ軽量のものが要求されるため、エア駆動式ポンプ18は原燃料吐出ポンプとして好適である。さらに、エア駆動式ポンプ18を駆動するには電力を消費しないため、低消費電力化を図ることができる。
【0022】
また、燃料電池23に酸化ガスを供給するためのエアコンプレッサ12からエア駆動式ポンプ18に作動エアを供給する構成であるため、エア駆動式ポンプ18を駆動するための専用のエアコンプレッサを設ける必要がなく、部品点数の削減、軽量化、低コスト化を実現できる。
【0023】
尚、上述の説明においては、作動エア圧を計測する手段として、圧力センサ25を用いる例を説明したが、これに限らず、例えば、作動エアの生成源となるエアコンプレッサ12の回転数から作動エア圧を推定するエア圧推定手段を用いてもよい。この他に、作動エア流路32にPWM制御式の制御弁(図示せず)を設置し、この制御弁のデューティ値などから作動エア圧を推定してもよい。また、上述の説明においては、作動エア圧を基にエアコンプレッサ12の回転数をフィードバック制御することにより、作動エア圧が略一定となるように圧力調整を行う例を説明したが、これに限らず、例えば、作動エア流路32にPWM制御式の制御弁(図示せず)を設置し、作動エア圧が略一定となるように制御弁のデューティ値を調整してもよい。後述する第2実施形態においても同様である。
【0024】
[発明の実施形態2]
以下、図2を参照して本発明の好適な第2実施形態について説明する。
同図において、図1と同一符号の機器類等は同一のものを示すものとし、その詳細な説明は省略する。上述の第1実施形態においては、メタノールと水の混合溶液を原燃料タンク24に貯溜し、これをエア駆動式ポンプ18で汲み上げて原燃料供給路50に供給する構成としたが、本実施形態においては、メタノールなどの炭化水素系液体原燃料と、改質反応用の水をそれぞれ別体の原燃料タンク24−1と水タンク24−2に貯溜し、それぞれを第1エア駆動式ポンプ18−1と第2エア駆動式ポンプ18−2で汲み取り、原燃料供給路50−1と水供給路50−2のそれぞれに供給する。
【0025】
より詳細には、サージタンク15には、エアフィルタ16を介して第1作動エア流路33−1と、第2作動エア流路33−2とが接続しており、サージタンク15に蓄えられた作動エアが第1エア駆動式ポンプ18−1と、第2エア駆動式ポンプ18−2のそれぞれに供給される。第1作動エア流路33−1と第2作動エア流路33−2にはそれぞれ第1レギュレータ17−1と第2レギュレータ17−2が配設されており、作動エア圧を一定値に調整している。原燃料タンク24−1に貯溜されている原燃料は第1エア駆動式ポンプ18−1によって吸引され、原燃料供給路50−1に供給される。原燃料供給路50−1には脈取りをするための第1ダンパ19−1と、原燃料圧を一定に調整するための第1レギュレータ20−1とが配設されており、原燃料の圧力が一定に保持された状態で原燃料噴射用インジェクタ21−1に原燃料が供給される。
【0026】
一方、水タンク24−2に貯溜されている水は第2エア駆動式ポンプ18−2によって吸引され、水供給路50−2に供給される。水供給路50−2には脈取りをするための第2ダンパ19−2と、水圧を一定に調整するための第2レギュレータ20−2とが配設されており、水圧が一定に保持された状態で水噴射用インジェクタ21−2に水が供給される。原燃料噴射用インジェクタ20−1から改質器22へ噴霧される原燃料量と、水噴射用インジェクタ20−2から改質器22へ噴霧される水量は、燃料電池23の運転状態や要求負荷などに応じて、制御部40によって適宜制御される。
【0027】
本実施形態によれば、原燃料と水をそれぞれ別系統で改質器22に供給することにより、原燃料量と水量の比率を燃料電池23の運転状態に応じて好適な値に調整することができるため、改質効率を高めることができる。また、原燃料と水のそれぞれを改質器22に供給するための吐出ポンプとして、エア駆動式ポンプを採用することにより、吐出ポンプの小サイズ化、軽量化、及び低消費電力化を実現することが可能であり、燃料電池電気自動車に搭載される補機類として好適である。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、改質器に原燃料を供給するための吐出ポンプとしてエア駆動式ポンプを採用することにより、小サイズ及び軽量化を図ることができる。さらに、吐出ポンプを駆動するための電力を要しないため、燃料電池電気自動車に搭載される補機類として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の燃料電池システムの構成図である。
【図2】第2実施形態の燃料電池システムの構成図である。
【符号の説明】
12…エアコンプレッサ 13…モータ 15…サージタンク 18…エア駆動式ポンプ 22…改質器 23…燃料電池 24…原燃料タンク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a technique for improving a discharge pump for supplying raw fuel to a reformer.
[0002]
[Prior art]
In a fuel cell electric vehicle that operates a fuel cell system as an on-board generator, a system is used in which a hydrocarbon-based liquid raw fuel such as methanol is stored in a raw fuel tank and is reformed on the vehicle into hydrogen-rich fuel gas. It has been known. A liquid fuel is excellent in the mountability and portability of a vehicle, and is also superior in terms of energy density as compared with a method of storing hydrogen gas. Conventionally, an electric discharge gear pump has been used as a discharge pump for supplying the raw fuel stored in the raw fuel tank to the reformer, and by providing a relief valve in the raw fuel supply path, the discharge pressure fluctuates. Accordingly, the over-pressurized raw fuel is returned to the raw fuel tank so that the discharge pressure of the pump becomes constant. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-247200 is known as a document that discloses a configuration in which methanol is supplied to a reformer by a motor-driven discharge pump.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-247200 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the raw fuel supply line for supplying the raw fuel from the raw fuel tank to the reformer, the pressure on the upstream side becomes high (for example, 350 kPa Abs), so that the electric pump is required to have high discharge capacity. . In order to satisfy such demands, both the pump for pumping the raw fuel from the raw fuel tank and the motor for driving the pump have a large size (capacity) and weight. Further, the electric motor needs to be constantly operated at a constant rotation speed, and the power consumption of the auxiliary equipment increases. In a fuel cell system mounted on a vehicle, it is desirable that auxiliary equipment such as a pump be small in size, light in weight, and low in power consumption.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to solve such a problem and to propose a fuel cell system provided with a raw fuel discharge pump of small size, light weight, and low power consumption.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that receives power of a fuel gas and an oxidizing gas to generate power, an air compressor that supplies an oxidizing gas to the fuel cell, and a fuel gas. A raw fuel tank that stores raw fuel (liquid raw fuel) to be produced, a reformer that reforms the raw fuel into hydrogen-rich fuel gas, and a raw fuel tank that receives working air from an air compressor An air-driven pump for supplying the raw fuel stored in the tank to the reformer is provided. By employing an air-driven pump as a discharge pump for supplying raw fuel to the reformer, a small size and light weight can be achieved. Further, since electric power for driving the discharge pump is not required, it is suitable as auxiliary equipment mounted on a fuel cell electric vehicle.
[0007]
As a preferred embodiment of the present invention, in addition to the above-described configuration, based on a pressure detection unit that detects an air pressure of working air supplied from the air compressor to the air-driven pump, based on the air pressure detected by the pressure detection unit Pressure control means for controlling the working air to a predetermined air pressure is provided. Since the working air supplied to the air-driven pump is required to be stable air with no pressure fluctuation, it is desirable to adjust the pressure so that the working air pressure becomes substantially constant.
[0008]
Here, the above-mentioned "pressure detection stage" includes not only a pressure sensor for measuring the working air pressure, but also, for example, an air pressure estimating means for estimating the working air pressure from the rotation speed of an air compressor serving as a working air generation source. Is included. In addition, the air pressure estimating means for estimating the operating air pressure from the duty value of a PWM control type control valve installed in the operating air flow path for supplying the operating air from the air compressor to the air driven pump is also used for pressure detection. Included in the means. The "pressure control means" includes not only means for feedback-controlling the rotation speed of the air compressor based on the working air pressure, but also, for example, a working air flow for supplying working air from the air compressor to the air-driven pump. Means for performing PWM control of a control valve installed in a road are included.
[0009]
As an air-driven pump for supplying raw fuel to the reformer, an air-driven diaphragm pump is suitable.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment of the Invention]
Hereinafter, a preferred first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a system configuration diagram centering on a raw fuel supply path for supplying raw fuel from a raw fuel tank to a reformer. This fuel cell system mainly includes a raw fuel tank 24 for storing a liquid raw fuel, a
[0011]
The
[0012]
The pressurized air introduced into the
[0013]
The raw fuel tank 24 stores a mixed solution in which methanol (C 2 H 5 OH) and water are mixed at a predetermined ratio in advance. Here, a mixed solution of methanol and water is exemplified as a raw fuel, but is not limited thereto. For example, methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 5 ), propane (C 3 H 8 ), butane (C 4 H 10 ), ethanol (C 2 H 5 OH), dimethyl ether (CH 3 OCH 3 ), acetone (CH 3 C (= O) CH 3 ), gasoline, light oil, natural gas and other hydrocarbon-based liquid sources Fuel can be used. The air-driven
[0014]
The
[0015]
CH 3 OH → CO + 2H 2 -90.0 kJ / mol (1)
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 +40.5 kJ / mol (2)
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 3H 2 −49.5 kJ / mol (3)
[0016]
The fuel gas generated by the
[0017]
H 2 → 2H ++ 2e − (4)
(1/2) O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O (5)
H 2 + (1 /) O 2 → H 2 O (6)
[0018]
As the
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
According to the present embodiment, by employing the air-driven
[0022]
Further, since the working air is supplied from the
[0023]
In the above description, an example in which the
[0024]
[Embodiment 2 of the invention]
Hereinafter, a preferred second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the figure, the devices and the like having the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same devices, and a detailed description thereof will be omitted. In the first embodiment described above, the mixed solution of methanol and water is stored in the raw fuel tank 24, pumped by the air-driven
[0025]
More specifically, a first working air flow path 33-1 and a second working air flow path 33-2 are connected to the
[0026]
On the other hand, the water stored in the water tank 24-2 is sucked by the second air-driven pump 18-2 and supplied to the water supply path 50-2. The water supply path 50-2 is provided with a second damper 19-2 for pulsing and a second regulator 20-2 for adjusting the water pressure to a constant value, so that the water pressure is maintained at a constant value. The water is supplied to the water injector 21-2 in a state where the water is injected. The amount of raw fuel sprayed from the injector for fuel injection 20-1 to the
[0027]
According to the present embodiment, by supplying the raw fuel and the water to the
[0028]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, small size and weight reduction can be achieved by employ | adopting an air drive type pump as a discharge pump for supplying raw fuel to a reformer. Further, since electric power for driving the discharge pump is not required, it is suitable as auxiliary equipment mounted on a fuel cell electric vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel cell system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram of a fuel cell system according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
12
Claims (3)
前記燃料電池に前記酸化ガスを供給するためのエアコンプレッサと、
前記燃料ガスを生成するための原燃料を貯溜する原燃料タンクと、
前記原燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する改質器と、
前記エアコンプレッサから作動エアの供給を受けて、前記原燃料タンクに貯溜する原燃料を前記改質器に供給するエア駆動式ポンプと、
を備える、燃料電池システム。A fuel cell that receives power of fuel gas and oxidizing gas to generate power,
An air compressor for supplying the oxidizing gas to the fuel cell,
A raw fuel tank for storing raw fuel for producing the fuel gas,
A reformer for reforming the raw fuel into a hydrogen-rich fuel gas,
An air-driven pump that receives supply of working air from the air compressor and supplies raw fuel stored in the raw fuel tank to the reformer,
A fuel cell system comprising:
前記エアコンプレッサから前記エア駆動式ポンプに供給される作動エアのエア圧を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段が検出したエア圧に基づいて前記作動エアを所定のエア圧に制御する圧力制御手段を備える、燃料電池システム。The fuel cell system according to claim 1, wherein
Pressure detection means for detecting the air pressure of the working air supplied from the air compressor to the air-driven pump,
A fuel cell system comprising pressure control means for controlling the working air to a predetermined air pressure based on the air pressure detected by the pressure detection means.
前記エア駆動式ポンプは、エア駆動式ダイアフラムポンプである、燃料電池システム。The fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein
The fuel cell system, wherein the air-driven pump is an air-driven diaphragm pump.
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