JP2019175751A - 燃料電池システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ヒドラジン燃料電池の排気に含まれる反応生成物（アンモニア）を吸着除去する小形で吸着材交換判断の容易な吸着筒を備えた燃料電池システムを提供する。【解決手段】車両１において、燃料電池システム２は、燃料電池３と燃料供給ライン２５と空気供給ライン４１と燃料排出ライン２６と空気排出ライン４２と燃料排出ライン２６および空気排出ライン４２が合流する合流ライン８１と合流ライン８１に介在された吸着筒８２とを備える。吸着筒８２は反応生成物の吸着によって発熱または温度変化しない第１吸着材が充填される第１充填部と反応生成物の吸着によって吸熱する第２吸着材が充填される第２充填部とを備える。吸着筒８２は、第１センサーで検知された第１充填部内の温度と第２センサーで検知された第２充填部内の温度との温度差を観測し、温度差が所定のしきい値以上である場合に吸着材交換信号を送信するモニター制御部を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、液体燃料が消費される燃料電池を備える燃料電池システムに関する。
従来、車両などに搭載される燃料電池システムとして、メタノール、ジメチルエーテル、ヒドラジンなどの液体燃料を消費する固体高分子形の燃料電池を備える燃料電池システムが知られている。
例えば、液体燃料が供給されるアノードと、空気が供給されるカソードとが、固体高分子膜からなる電解質層を挟んで対向配置されている固体高分子形の燃料電池が提案されている。
このようなシステムでは、燃料電池のアノードに液体燃料が供給されるとともに、燃料電池のカソードに空気が供給されることによって、電気化学反応が生じ、起電力が発生する。例えば、液体燃料がヒドラジンである場合には、下記式（１）および（２）の電気化学反応が生じる。
（１）Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−（アノードでの反応）
（２）Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ− （カソードでの反応）
アノードに供給されたヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）は、副反応を惹起し、反応生成物としてアンモニア（ＮＨ３）が生じる場合がある。
一方、このような燃料電池では、未消費の液体燃料が、アノードにおいて反応することなく電解質層を透過し、カソードに漏出する場合がある（クロスリーク現象）。
そして、カソードに漏出した液体燃料（ヒドラジン）も副反応を惹起し、反応生成物としてアンモニアが生じる場合がある。
このようなアンモニアが、外部へ排出されると、環境負荷を生じる場合がある。
そのため、アンモニアを外部へ排出することなく、除去する方法が検討されている。
具体的には、燃料電池から排出されたアンモニアを含む排ガスを、中和剤（硫酸）を内蔵した排ガス処理装置に通過させ、アンモニアを除去する燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１４−１０７０８３公報
しかるに、特許文献１の燃料電池システムでは、中和剤を貯蔵するタンクを必要とするため、燃料電池システムが大型化するという不具合がある。
そこで、中和剤を貯蔵するタンクに代えて、排ガスが排気される排気管に、アンモニアを吸着するための吸着材を充填した吸着筒を介在させることで、燃料電池システムを小型化することも検討される。
一方、このような吸着材は、使用に応じて劣化するため交換する必要がある。
吸着材の交換の時期を判断するために、排気管に、アンモニアを検知するためのガスセンサーを設けることが検討される。
しかし、排気管にガスセンサーを設けると、燃料電池システムの構成が複雑化するという不具合がある。
本発明の目的は、第１吸着材および第２吸着材が充填された除去手段を用いて、小型化を図るとともに、第１吸着材および第２吸着材の温度差を観測するという簡易な構成により、第１吸着材および第２吸着材の交換時期を判断できる燃料電池システムを提供することにある。
本発明[１]は、液体燃料が消費される燃料電池と、前記燃料電池に対して液体燃料を供給する燃料供給経路と、前記燃料電池に対して空気を供給する空気供給経路と、前記液体燃料の反応生成物および反応生成水を含む排出液を、前記燃料電池から排出する燃料排出経路と、未消費の空気とともに、前記反応生成物を、前記燃料電池から排出する空気排出経路と、前記燃料排出経路および前記空気排出経路が合流する合流経路と、前記合流経路に介在され、前記反応生成物を除去する除去手段とを備え、前記除去手段は、未消費の空気とともに、前記反応生成物を流入する流入部と、前記流入部よりも下流側において、第１吸着材が充填される第１充填部と、前記第１充填部よりも下流側において、第２吸着材が充填される第２充填部と、前記第２充填部よりも下流側において、未消費の空気を排出する排出部とを備えるケーシング、前記第１充填部内の温度を検知する第１センサー、前記第２充填部内の温度を検知する第２センサー、および、前記第１センサーで検知した温度と前記第２センサーで検知した温度との温度差を観察する観察部を備え、前記第１吸着材は、前記反応生成物の吸着によって発熱または温度変化しない吸着材であり、前記第２吸着材は、前記反応生成物の吸着によって吸熱する吸着材であり、前記観察部は、前記温度差が所定のしきい値以上である場合に、前記第１吸着材および前記第２吸着材の交換を通知する、燃料電池システムである。
この燃料電池システムによれば、燃料供給経路から燃料電池に供給され、燃料排出経路に排出された反応生成物と、燃料供給経路から燃料電池に供給され、クロスリーク現象により、空気排出経路に排出された未消費の液体燃料の副反応により生成した反応生成物、および、未消費の空気とは、合流経路から除去手段に供給される。
そのため、除去手段において、反応生成物を吸着材と接触させて、分離することができる。
しかも、この燃料電池システムによれば、除去手段は、第１吸着材が充填される第１充填部と、第１充填部よりも下流側において、第２吸着材が充填される第２充填部とを備えている。また、第１吸着材は、反応生成物の吸着によって発熱または温度変化しない吸着材であり、第２吸着材は、反応生成物の吸着によって吸熱する吸着材である。また、第１充填部内の温度（Ｔ１）および第２充填部内の温度（Ｔ２）は、それぞれ、第１センサーおよび第２センサーによって検知されており、観察部によって、Ｔ１およびＴ２の温度差が観察されている。
そして、この燃料電池システムにおいて、第１吸着材および第２吸着材の交換時期前（第１吸着材が劣化する前）には、第１吸着材が、すべての反応生成物を吸着する。このとき、Ｔ１およびＴ２は同じ温度である。すなわち、Ｔ１およびＴ２の温度差は、ほぼゼロに近い。
一方、第１吸着材および第２吸着材の交換時期が近付く（第１吸着材が劣化する）と、第１吸着材が、反応生成物の一部を吸着できなくなる。第１吸着材が吸着できなかった反応生成物の一部は、第２吸着材によって、吸着される。第２吸着材が反応生成物を吸着すると、吸熱によって、Ｔ２はＴ１よりも低くなり、Ｔ１およびＴ２に温度差ができる。そして、第１吸着材の劣化が進むに従って、この温度差は大きくなる。そして、この温度差が所定のしきい値以上である場合に、第１吸着材および第２吸着材の交換が通知される。
そのため、この燃料電池システムによれば、Ｔ１およびＴ２の温度差を観測するという簡易な構成により、第１吸着材および第２吸着材の交換時期を判断することができる。
本発明[２]は、前記第１吸着材は、ゼオライトまたはスルホ基を有するイオン交換樹脂であり、前記第２吸着材は、カルボキシル基を有するイオン交換樹脂であることを特徴とする、上記[１]に記載の燃料電池システムを含んでいる。
この燃料電池システムによれば、第１吸着材は、ゼオライトまたはスルホ基を有するイオン交換樹脂であり、第２吸着材は、カルボキシル基を有するイオン交換樹脂であるため、Ｔ１およびＴ２の温度差をより確実にすることができる。
本発明の燃料電池システムによれば、第１吸着材および第２吸着材が充填された除去手段を用いて、小型化を図るとともに、第１吸着材および第２吸着材の温度差を観測するという簡易な構成により、第１吸着材および第２吸着材の交換時期を判断できる。
図１は、本発明に係る燃料電池システムの一実施形態を搭載した電動車両の概略構成図である。 図２は、図１に示す燃料電池システムに搭載される水分離装置を示す概略構成図である。 図３は、図２に示す膜ユニットの径方向に沿う概略断面図である。 図４は、図１に示す燃料電池システムに搭載される吸着筒を示す概略構成図である。
図１において、電動車両１は、燃料電池およびバッテリを選択的に動力源とするハイブリッド車両であって、燃料電池システム２を搭載している。
燃料電池システム２は、燃料電池３と、燃料給排部４と、空気給排部５と、水分供給部２３と、制御部６と、動力部７とを備えている。
（１）燃料電池
燃料電池３は、液体燃料が消費され、液体燃料が直接供給および排出される、例えば、アニオン交換型燃料電池またはカチオン交換型燃料電池であって、電動車両１の中央下側に配置されている。
燃料電池３に供給され、また、燃料電池３から排出される液体燃料としては、例えば、ヒドラジン（例えば、無水ヒドラジンや、ヒドラジン１水和物などの水加ヒドラジンなどを含む）などが挙げられる。
なお、以下において、燃料電池３に供給される液体燃料を供給液、一方、燃料電池３から排出される液体燃料を排出液として、それぞれ区別する。
燃料電池３は、電解質層８と、電解質層８の一方側に配置され、液体燃料が供給されるアノード９と、電解質層８の他方側に配置され、空気（酸素）が供給されるカソード１０とを有する単位セル２１（燃料電池セル）が、セパレータ（図示せず）を介して複数積層されたスタック構造として形成されている。なお、図１では、積層される複数の単位セル２１の内、電動車両１の前後方向途中に配置される単位セル２１だけを拡大して表わし、その他の単位セル２１については簡略化して記載している。
電解質層８は、例えば、アニオン成分またはカチオン成分が移動可能な層であり、アニオン交換膜またはカチオン交換膜を用いて形成されている。
アノード９は、アノード電極１１と、アノード電極１１に液体燃料（供給液）を供給するための燃料供給部材１２とを備えている。
アノード電極１１は、電解質層８の一方面に形成されている。アノード電極１１の電極材料としては、例えば、アノード触媒が担持された多孔質担体（触媒担持多孔質担体）などが挙げられる。
燃料供給部材１２は、セパレータとしても兼用され、ガス不透過性の導電性部材からなる。燃料供給部材１２には、その表面から凹む葛折状の溝が形成されている。そして、燃料供給部材１２は、溝の形成された表面がアノード電極１１に対向接触されている。これにより、アノード電極１１の一方面と燃料供給部材１２の他方面（溝の形成された表面）との間には、アノード電極１１全体に液体燃料（供給液）を接触させながら通過させるための燃料供給路１３が形成される。
燃料供給路１３には、液体燃料（供給液）をアノード９内に流入させるための燃料供給口１４が一端側（下側）に形成され、液体燃料（排出液）をアノード９から排出するための燃料排出口１５が他端側（上側）に形成されている。
カソード１０は、カソード電極１６と、カソード電極１６に空気（酸素）を供給するための空気供給部材１７とを備えている。
カソード電極１６は、電解質層８の他方面に形成されている。カソード電極１６の電極材料としては、例えば、カソード触媒が担持された多孔質担体（触媒担持多孔質担体）などが挙げられる。
空気供給部材１７は、セパレータとしても兼用され、ガス不透過性の導電性部材からなる。空気供給部材１７には、その表面から凹む葛折状の溝が形成されている。そして、空気供給部材１７は、溝の形成された表面がカソード電極１６に対向接触されている。これにより、カソード電極１６の他方面と空気供給部材１７の一方面（溝の形成された表面）との間には、カソード電極１６全体に空気を接触させながら通過させるための空気供給路１８が形成される。
空気供給路１８には、空気をカソード１０内に流入させるための空気供給口１９が他端側（上側）に形成され、空気をカソード１０から排出するための空気排出口２０が一端側（下側）に形成されている。
また、このような燃料電池３において、複数の単位セル２１をそれぞれ区分する１つのセパレータは、上記燃料供給部材１２および上記空気供給部材１７を兼ね備える。換言すると、セパレータは、その一方側面において、燃料供給部材１２として作用するとともに、他方側面において、空気供給部材１７として作用する。
（２）燃料給排部
燃料給排部４は、液体燃料を貯蔵するための燃料タンク２４と、燃料タンク２４から燃料電池３（具体的には、アノード９の燃料供給路１３）に対して、供給液を供給する燃料供給経路の一例としての燃料供給ライン２５と、燃料電池３（具体的には、アノード９の燃料供給路１３）から反応生成物（後述）および反応生成水（後述）を含む排出液を排出する燃料排出経路の一例としての燃料排出ライン２６と、燃料排出ライン２６から燃料供給ライン２５へ排出液を輸送する還流ライン２８とを備えている。
なお、燃料供給ライン２５と燃料排出ライン２６との間には、燃料電池３が介在されており、また、燃料排出ライン２６と還流ライン２８との間には、第１気液分離器２７（後述）が介在されている。
燃料タンク２４は、燃料電池３よりも後方、電動車両１の後側に配置されている。燃料タンク２４には、液体燃料として、例えば、ヒドラジンなどが貯蔵されている。
燃料供給ライン２５の一方側（上流側）端部は、燃料タンク２４に接続されている。また、燃料供給ライン２５の他方側（下流側）端部は、燃料電池３（具体的には、アノード９の燃料供給口１４）に接続されている。
また、燃料供給ライン２５の流れ方向途中には、燃料供給ポンプ３０が介在されており、また、その下流側には、燃料供給弁３１が設けられている。
燃料供給ポンプ３０としては、例えば、ロータリーポンプ、ギヤポンプなどの回転式ポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復式ポンプなど、公知の送液ポンプが用いられる。燃料供給ポンプ３０は、コントロールユニット７０（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット７０（後述）からの制御信号が、燃料供給ポンプ３０に入力され、コントロールユニット７０（後述）が、燃料供給ポンプ３０の駆動および停止を制御する。
また、燃料供給弁３１は、燃料供給ライン２５を開閉するための弁であって、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。また、燃料供給弁３１は、コントロールユニット７０（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット７０（後述）からの制御信号が、燃料供給弁３１に入力され、コントロールユニット７０（後述）が、燃料供給弁３１の開閉を制御する。
このような燃料供給ポンプ３０の駆動、および、燃料供給弁３１の開閉により、燃料タンク２４から、液体燃料（供給液）が、燃料電池３へ供給される。
燃料排出ライン２６の一方側（上流側）端部は、燃料電池３（具体的には、アノード９の燃料排出口１５）に接続されている。また、燃料排出ライン２６の他方側（下流側）端部は、第１気液分離器２７に接続されている。
このような燃料排出ライン２６により、排出液が燃料電池３から排出され、第１気液分離器２７に輸送される。
第１気液分離器２７は、例えば、中空の容器からなり、その底部（底面）には、第１気液分離器２７の内外を流通させる底部流通口３３が２つ形成されている。また、第１気液分離器２７の上部には、第１気液分離器２７の内外を流通させる上部流通口３４が１つ形成されている。
第１気液分離器２７は、燃料電池３よりも電動車両１の前後方向後方、かつ、電動車両１の上下方向上方において、２つの底部流通口３３が、それぞれ、燃料排出ライン２６および還流ライン２８（後述）に接続されている。
上部流通口３４には、第１気液分離器２７で分離されたガス（気体）（反応生成物（後述）を含む）を排出するためのガス排出管３６が接続されている。ガス排出管３６の一方側（上流側）端部は、上部流通口３４に接続されている。ガス排出管３６の下流側は、空気排出ライン４２（後述）の下流側と合流し、１本の合流ライン８１（後述）となる。また、ガス排出管３６の流れ方向途中には、ガス排出弁３７が設けられている。
ガス排出弁３７は、ガス排出管３６を開放して第１気液分離器２７内の圧力を開放するための弁であって、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。ガス排出弁３７は、コントロールユニット７０（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット７０（後述）からの制御信号がガス排出弁３７に入力され、コントロールユニット７０（後述）が、ガス排出弁３７の開閉を制御する。
還流ライン２８の一方側（上流側）端部が、第１気液分離器２７の底部流通口３３に接続されるとともに、還流ライン２８の他方側（下流側）端部が、燃料供給ライン２５の流れ方向途中、詳しくは、燃料供給ポンプ３０および燃料供給弁３１よりも下流側の燃料供給ライン２５に接続されている。
また、還流ライン２８の流れ方向途中には、燃料還流ポンプ３８が介在されている。
燃料還流ポンプ３８としては、例えば、ロータリーポンプ、ギヤポンプなどの回転式ポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復式ポンプなど、公知の送液ポンプが用いられる。燃料還流ポンプ３８は、コントロールユニット７０（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット７０（後述）からの制御信号が、燃料還流ポンプ３８に入力され、コントロールユニット７０（後述）が、燃料還流ポンプ３８の駆動および停止を制御する。
これにより、燃料排出ライン２６内を輸送される排出液が、燃料排出ライン２６、第１気液分離器２７および還流ライン２８を介して、燃料供給ライン２５に輸送される。そして、燃料タンク２４から輸送された液体燃料（１次供給液）と混合され、濃度調整された後、供給液（２次供給液）として、燃料電池３に戻ることにより、アノード９を循環するクローズドライン（閉流路）が形成される。
（３）空気給排部
空気給排部５は、燃料電池３（具体的には、カソード１０空気供給路１８）に対して空気を供給する空気供給経路の一例としての空気供給ライン４１と、カソード１０から排出される未消費の空気とともに、反応生成物（後述）を排出するための空気排出経路の一例としての空気排出ライン４２とを備えている。
空気供給ライン４１の一方側（上流側）端部が大気中に開放されている。空気供給ライン４１の他方側（下流側）端部が空気供給口１９に接続されている。空気供給ライン４１の流れ方向途中には、空気供給ポンプ４３が介在されており、また、その下流側には、空気供給弁４４が設けられている。
空気供給ポンプ４３としては、例えば、エアコンプレッサなど、公知の送気ポンプが用いられる。空気供給ポンプ４３は、コントロールユニット７０（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット７０（後述）からの制御信号が、空気供給ポンプ４３に入力され、コントロールユニット７０（後述）が、空気供給ポンプ４３の駆動および停止を制御する。
空気供給弁４４は、空気供給ライン４１を開閉するための弁であって、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。空気供給弁４４は、コントロールユニット７０（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット７０（後述）からの制御信号が、空気供給弁４４に入力され、コントロールユニット７０（後述）が、空気供給弁４４の開閉を制御する。
空気排出ライン４２の一方側（上流側）端部は、空気排出口２０に接続されている。空気排出ライン４２の下流側は、ガス排出管３６の下流側と合流し、１本の合流経路の一例としての合流ライン８１となる。
合流ライン８１の一方側（上流側）端部は、ガス排出管３６の下流側端部および空気排出ライン４２の下流側端部と接続され、これらが合流するように構成されている。合流ライン８１の下流側端部はドレンとされる。
このような合流ライン８１により、燃料排出ライン２６と空気排出ライン４２とが合流する。その結果、燃料電池３（アノード９）から、燃料排出ライン２６を介して、第１気液分離器２７に輸送され、第１気液分離器２７で分離された反応生成物（後述）と、燃料電池３（カソード１０）から空気排出ライン４２を介して排出される未消費の空気および反応生成物（後述）とを、吸着筒８２（後述）において一括して処理することができる。
（４）水分供給部
水分供給部２３は、燃料電池３において液体燃料の電気化学反応（後述）によって生じる反応生成水を回収し、空気供給ライン４１に供給するために設備されている。
具体的には、水分供給部２３は、排出液から反応生成水を分離するための水分離装置４７と、水分供給ライン４９とを備えている。
水分離装置４７は、第１気液分離器２７を介して還流ライン２８に流入する排出液から、排出液に含まれる反応生成水を分離するための装置であって、還流ライン２８における燃料還流ポンプ３８よりも上流側に介在されている。
このような水分離装置４７は、図２に示されるように、膜ユニット５２と、減圧装置５３とを備えている。
膜ユニット５２は、図３に示されるように、ハニカムセラミック担体５４と、ハニカムセラミック担体５４に担持される水分離膜５５とを備えている。
ハニカムセラミック担体５４は、例えば、アルミナなどのセラミックからなる略円筒部材であって、その径方向内側には、略六角形の貫通孔（パス）５６が、複数形成されている。
各貫通孔（パス）５６は、ハニカムセラミック担体５４の軸線方向を貫通する流体通路として形成されており、その周壁面は、水分離膜５５により被覆されている。
水分離膜５５は、排出液中に含まれる未反応の液体燃料などを遮断する一方、反応生成水を透過させる膜であって、特に制限されないが、例えば、孔径が１ｎｍ以下の炭素膜などが挙げられる。水分離膜５５の孔径は、例えば、１ｎｍ以下、好ましくは、０．５ｎｍ以下であり、通常、０．３ｎｍ以上である。
そして、このような膜ユニット５２は、その長手方向が排出液の流れ方向に沿うように還流ライン２８に介在されている（図２参照）。これにより、膜ユニット５２の貫通孔５６（水分離膜５５により被覆された貫通孔５６）内に、排出液が通過可能とされ、水分離膜５５の厚み方向一方側（貫通孔５６の内側）に、排出液が接触可能とされている。また、水分離膜５５の厚み方向他方側（貫通孔５６の外側）には、ハニカムセラミック担体５４が接触される。
減圧装置５３は、膜ユニット５２の径方向外側を減圧するために設備されている。
具体的には、図２に示されるように、減圧装置５３は、例えば、膜ユニット５２を収容する収容部５７と、減圧ポンプ５８とを備えており、減圧ポンプ５８の駆動によって、収容部５７内、すなわち、水分離膜５５（膜ユニット５２）の周囲を減圧可能としている。減圧ポンプ５８としては、公知のポンプが用いられる。
そして、このような減圧装置５３によって膜ユニット５２の径方向外側を減圧することにより、排出液に含有される反応生成水を水蒸気化して、膜ユニット５２の径方向内側から外側に（水分離膜５５の厚み方向一方側から他方側に）水蒸気を透過させ、膜ユニット５２内を通過する排出液から反応生成水を分離することができる（浸透気化法）。
水分供給ライン４９の一方側（上流側）端部は、図１に示すように、水分離装置４７（収容部５７）に接続されている。水分供給ライン４９の他方側（下流側）端部は、空気供給ライン４１（空気供給弁４４の下流側、かつ、燃料電池３の上流側の空気供給ライン４１）に接続されている。
また、水分供給ライン４９の流れ方向途中には、水分供給ポンプ６４が介在されており、また、その下流側には、水分供給弁６５が設けられている。さらに、水分供給ライン４９において、水分供給弁６５よりも下流側には、インジェクタ６２が設けられている。
水分供給ポンプ６４としては、例えば、ロータリーポンプ、ギヤポンプなどの回転式ポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復式ポンプなど、公知の送液ポンプが用いられる。水分供給ポンプ６４は、コントロールユニット７０（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット７０（後述）からの制御信号が、水分供給ポンプ６４に入力され、コントロールユニット７０（後述）が、水分供給ポンプ６４の駆動および停止を制御する。
水分供給弁６５は、水分供給ライン４９を開閉するための弁であって、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。また、水分供給弁６５は、コントロールユニット７０（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット７０（後述）からの制御信号が、水分供給弁６５に入力され、コントロールユニット７０（後述）が、水分供給弁６５の開閉を制御する。
インジェクタ６２は、水分供給ライン４９内を通過する排出液から分離された反応生成水を空気供給ライン４１（空気供給弁４４の下流側、かつ、燃料電池３の上流側の空気供給ライン４１）内に向かって噴射する。また、インジェクタ６２は、コントロールユニット７０（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット７０（後述）からの制御信号が、インジェクタ６２に入力され、コントロールユニット７０（後述）が、インジェクタ６２の駆動および停止を制御する。
このような水分供給ライン４９により、水分離装置４７によって液体燃料（排出液）から分離された反応生成水が、空気供給ライン４１（空気供給弁４４の下流側、かつ、燃料電池３の上流側の空気供給ライン４１）へ供給される。
（５）制御部
制御部６は、燃料電池システム２のコントロールユニット７０を備えている。
コントロールユニット７０は、電動車両１における電気的な制御を実行するユニット（例えば、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータから構成されている。
（６）動力部
動力部７は、燃料電池３から出力される電気エネルギを電動車両１の駆動力として機械エネルギに変換するためのモータ７１と、モータ７１に電気的に接続されるインバータ７２と、モータ７１による回生エネルギを蓄電するための動力用バッテリ７３と、ＤＣ/ＤＣコンバータ７４とを備えている。
モータ７１は、燃料電池３よりも前方、電動車両１の前側に配置されている。モータ７１としては、例えば、三相誘導電動機、三相同期電動機など、公知の三相電動機が挙げられる。
インバータ７２は、モータ７１と燃料電池３との間に配置されている。インバータ７２は、燃料電池３で発電された直流電力を交流電力に変換する装置であって、例えば、公知のインバータ回路が組み込まれた電力変換装置が挙げられる。また、インバータ７２は、配線により、燃料電池３およびモータ７１にそれぞれ電気的に接続されるとともに、図示しないが、コントロールユニット７０と電気的に接続されており、これにより、燃料電池３の発電を制御している。
動力用バッテリ７３としては、例えば、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池など、公知の二次電池が挙げられる。また、動力用バッテリ７３は、インバータ７２と燃料電池３との間の配線に接続され、これにより、燃料電池３からの電力を蓄電可能、かつ、モータ７１に電力を供給可能とされている。
ＤＣ/ＤＣコンバータ７４は、動力用バッテリ７３と燃料電池３との間に配置されている。ＤＣ/ＤＣコンバータ７４は、燃料電池３の出力電圧を昇降圧する機能を有し、燃料電池３の電力および動力用バッテリ７３の入出力電力を調整する機能を有している。
そして、ＤＣ/ＤＣコンバータ７４は、コントロールユニット７０と電気的に接続されており（図１の破線参照）、これにより、コントロールユニット７０から出力される出力制御信号の入力に応じて、燃料電池３の出力（出力電圧）を制御する。
また、ＤＣ/ＤＣコンバータ７４は、配線により、燃料電池３および動力用バッテリ７３にそれぞれ電気的に接続されているとともに、配線の分岐により、インバータ７２に電気的に接続されている。
これにより、ＤＣ/ＤＣコンバータ７４からモータ７１への電力は、インバータ７２において直流電力から三相交流電力に変換され、三相交流電力としてモータ７１に供給される。
２．燃料電池システムによる発電
上記した燃料電池システム２において、コントロールユニット７０の制御により、燃料供給弁３１が開かれ、燃料供給ポンプ３０および燃料還流ポンプ３８が駆動されることにより、液体燃料が、燃料供給ライン２５を介してアノード９に供給される。
一方、空気供給弁４４が開かれ、空気供給ポンプ４３が駆動されることにより、空気が空気供給ライン４１を介してカソード１０に供給される。
なお、燃料供給弁３１は、液体燃料が所定量供給されるように、コントロールユニット７０の制御により、適宜開閉される。
アノード９では、液体燃料が、アノード電極１１と接触しながら燃料供給路１３を通過する。
一方、カソード１０では、空気が、カソード電極１６と接触しながら空気供給路１８を通過する。
そして、各電極（アノード電極１１およびカソード電極１６）において電気化学反応が生じ、起電力が発生する。例えば、アニオン交換型燃料電池であって、液体燃料がヒドラジンである場合には、電気化学反応は、下記式（１）〜（３）の通りとなる。
（１） Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ− （アノード電極１１での反応）
（２） Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ− （カソード電極１６での反応）
（３） Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ （燃料電池３全体での反応）
すなわち、ヒドラジンが供給されたアノード電極１１では、ヒドラジンとカソード電極１６での反応で生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）とが反応して、窒素（Ｎ２）および水（Ｈ２Ｏ）が生成するとともに、電子（ｅ−）が発生する（上記式（１）参照）。
そして、アノード電極１１で発生した電子（ｅ−）は、図示しない外部回路を経由してカソード電極１６に到達する。つまり、この外部回路を通過する電子（ｅ−）が、電流となる。
一方、カソード電極１６では、電子（ｅ−）と、外部からの供給もしくは燃料電池３での反応で生成した水（Ｈ２Ｏ）と、空気供給路１８を流れる空気中の酸素（Ｏ２）とが反応して、水酸化物イオン（ＯＨ−）が生成する（上記式（２）参照）。
そして、生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）が、電解質層８を通過してアノード電極１１に到達し、上記と同様の反応（上記式（１）参照）が生じる。
このようなアノード電極１１およびカソード電極１６での電気化学的反応が連続的に生じることによって、燃料電池３全体として、上記式（３）で表わされる反応が生じて、燃料電池３に起電力が発生する。
そして、発生した起電力が、配線を介して、ＤＣ/ＤＣコンバータ７４に送電され、動力部７では、インバータ７２およびモータ７１、および／または、動力用バッテリ７３に送電される。そして、モータ７１では、インバータ７２により三相交流電力に変換された電気エネルギが電動車両１の車輪を駆動させる機械エネルギに変換される。一方、動力用バッテリ７３では、その電力が充電される。
また、燃料電池３（アノード９）から排出される排出液は、燃料排出ライン２６を通過して、上流側の底部流通口３３から第１気液分離器２７に流入する。
第１気液分離器２７では、未反応のヒドラジンおよび反応生成水（上記式（１）のＨ２Ｏ）と、ガス（反応生成物（後述）を含む）とが分離され、未反応のヒドラジンおよび反応生成水は還流ライン２８に流入され、水分離装置４７に供給される。
水分離装置４７によって、未反応のヒドラジンと反応生成水とが分離される。分離された反応生成水は、水分供給ライン４９を介して、空気供給ライン４１（空気供給弁４４の下流側、かつ、燃料電池３の上流側の空気供給ライン４１）へ供給される。
これにより、空気供給ライン４１に供給される空気が加湿される。
一方、水分離装置４７によって分離された未反応のヒドラジンは、還流ライン２８を介して、燃料供給ライン２５へ供給される。
３．除去手段
上記した燃料電池システム２において、合流ライン８１の流れ方向途中には、反応生成物（後述）を除去する除去手段の一例としての吸着筒８２が介在されている。
吸着筒８２は、具体的には、吸着筒８２の流れ方向と、合流ライン８１の流れ方向（電動車両１の前後方向）とが、互いに直交するように、合流ライン８１の流れ方向途中に介在されている。すなわち、吸着筒８２の流れ方向は、電動車両１の上下方向に沿う。
吸着筒８２は、図４に示すように、ケーシング８３と、入口側分離部材８４と、出口側分離部材８５と、中央分離部材８６と、第１センサー１００と、第２センサー１０１と、観察部の一例としてのモニター制御部１０２とを備えている。
ケーシング８３は、未消費の空気とともに、反応生成物（後述）を流入する流入部８８と、流入部８８よりも下流側に連続して接続され、第１吸着材９８（後述）および第２吸着材９９（後述）を充填する充填部８９と、充填部８９よりも下流側に連続して接続され、未消費の空気を排出する排出部９０とを備える。
流入部８８は、中空の円筒形状を有し、合流ライン８１の外径と同じ内径を有する。流入部８８の上（上流側）端部は、合流ライン８１と接続される。詳しくは、合流ライン８１の吸着筒８２より上流側の端部は、下方に向かってＬ字状に屈曲して流入部８８に嵌合している。
充填部８９は、中央円筒部９２と、中央円筒部９２よりも上流側に連続して接続される上側漏斗部９３と、中央円筒部９２よりも下流側に連続して接続される下側漏斗部９４とを一体的に備える。
中央円筒部９２は、充填部８９の中央に位置し、中空の円筒形状を有する。中央円筒部９２の内径は、合流ライン８１よりも大きい。具体的には、中央円筒部９２の内径は、合流ライン８１の内径の例えば、２倍以上２０倍以下である。
上側漏斗部９３は、中央円筒部９２から連続して上流側に向かうにつれて縮径する略漏斗形状に形成されている。
下側漏斗部９４は、中央円筒部９２から連続して下流側に向かうにつれて縮径する略漏斗形状に形成されている。
排出部９０は、中空の円筒形状を有し、合流ライン８１の外径と同じ内径を有する。排出部９０の下（下流側）端部は、合流ライン８１と接続される。詳しくは、合流ライン８１の吸着筒８２より下流側の端部は、上方に向かってＬ字状に屈曲して排出部９０に嵌合している。
入口側分離部材８４は、流入部８８の内径と同じ外径を有する円柱状形状を有し、合流ライン８１よりも下流側において、流入部８８内に嵌合されている。
このような入口側分離部材８４は、第１吸着材９８（後述）の通過を阻止するとともに、未消費の空気および反応生成物（後述）の通過を許容するメッシュ部材からなる。入口側分離部材８４には、第１吸着材９８（後述）の大きさよりも小さな穴が多数整列配置されている。
出口側分離部材８５は、排出部９０の内径と同じ外径を有する円柱状形状を有し、合流ライン８１よりも上流側において、排出部９０内に嵌合されている。
このような出口側分離部材８５は、第２吸着材９９（後述）の通過を阻止するとともに、未消費の空気の通過を許容するメッシュ部材からなる。出口側分離部材８５には、第２吸着材９９（後述）の大きさよりも小さな穴が多数整列配置されている。
中央分離部材８６は、中央円筒部９２の内径と同じ外径を有する円板状形状を有し、中央円筒部９２内（ケーシング８３内）の上下方向中央に嵌合されている。
このような中央分離部材８６は、第１吸着材９８（後述）および第２吸着材９９（後述）の通過を阻止するとともに、未消費の空気および反応生成物（後述）の通過を許容するメッシュ部材からなる。このような中央分離部材８６には、第１吸着材９８（後述）および第２吸着材９９（後述）の大きさよりも小さな穴が多数整列配置されている。
このような中央分離部材８６によって、中央円筒部９２内（ケーシング８３内）は、上下方向に区画されている。具体的には、中央分離部材８６の上下方向に対して、相対的に上側（上流側）（詳しくは、上側漏斗部９３の上流側端部から、中央分離部材８６の上流側端部）は、第１吸着材９８（後述）が充填される第１充填部９５として区画され、中央分離部材８６の上下方向に対して、相対的に下側（下流側）（詳しくは、中央分離部材８６の下流側端部から、下側漏斗部９４の下流側端部）は、第２吸着材９９（後述）が充填される第２充填部９６として区画されている。すなわち、ケーシング８３は、第１吸着材９８（後述）が充填される第１充填部９５と、第１充填部９５よりも下流側において、第２吸着材９９（後述）が充填される第２充填部９６とを備えている。
第１充填部９５には、反応生成物（後述）を吸着できる第１吸着材９８が充填されている。
第１吸着材９８は、反応生成物（後述）の吸着によって発熱または温度変化しない吸着材であって、反応生成物（後述）がアンモニアである場合には、反応生成物（後述）の吸着によって発熱する吸着材として、例えば、ゼオライトが挙げられ、反応生成物（後述）の吸着によって温度変化しない吸着材として、例えば、スルホ基を有するイオン交換樹脂などが挙げられる。
第２充填部９６には、反応生成物（後述）を吸着できる第２吸着材９９が充填されている。
第２吸着材９９は、反応生成物の吸着によって吸熱する吸着材であり、反応生成物（後述）がアンモニアである場合には、例えば、カルボキシル基を有するイオン交換樹脂などのアンモニア吸着材などが挙げられる。
第１センサー１００は、第１充填部９５内の温度（Ｔ１）を検知する公知の温度センサーである。第１センサー１００は、第１充填部９５内（第１充填部９５の内壁面）に設けられている。
第２センサー１０１は、第２充填部９６内の温度（Ｔ２）を検知する公知の温度センサーである。第２センサー１０１は、第２充填部９６内（第２充填部９６の内壁面）に設けられている。
モニター制御部１０２は、第１センサー１００および第２センサー１０１と電気的に接続されている（図４の破線参照）。また、モニター制御部１０２は、コントロールユニット７０と電気的に接続されている（図１の破線参照）。
モニター制御部１０２には、次に述べるＴ１およびＴ２の差（温度差）を演算するための演算回路を備えている。モニター制御部１０２には、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１、および、第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２が入力される。これにより、モニター制御部１０２は、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１、および、第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２の差（温度差）を演算する。このような演算は、電動車両１の運転時おいて、常時、実施される。そして、この温度差が所定のしきい値以上である場合に、モニター制御部１０２からコントロールユニット７０に通知信号が送信される。
そして、このような吸着筒８２によって、反応生成物（後述）を除去する。
詳しくは、合流ライン８１を介して、吸着筒８２に供給された、未消費の空気および反応生成物（後述）は、流入部８８を介して、入口側分離部材８４から第１充填部９５内に流入する。そして、反応生成物（後述）は、第１吸着材９８と接触し、第１吸着材９８に反応生成物（後述）が吸着される。その後、未消費の空気は、中央分離部材８６から第２充填部９６内に流入し、出口側分離部材８５から排出部９０に流入した後、第２出口側分離部材８７から再び合流ライン８１に排出される。
４．反応生成物の除去
上記のような燃料電池３では、液体燃料が副反応を惹起し、反応生成物を生じる場合がある。
具体的には、例えば、液体燃料がヒドラジンである場合には、下記式（４）が参照されるように、ヒドラジンが副反応を惹起し、反応生成物としてアンモニアが生じる場合がある。
（４） ２Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２ＮＨ３＋２Ｈ２Ｏ
このような場合、燃料電池３（アノード９）から排出される排出液は、未反応のヒドラジンと、反応生成水（上記式（１）のＨ２Ｏ）と、アンモニア（上記式（４）のＮＨ３）を含む。そして、この排出液は、燃料排出ライン２６を通過して、上流側の底部流通口３３から第１気液分離器２７に流入する。
第１気液分離器２７では、未反応のヒドラジンおよび反応生成水と、アンモニアとが分離される。このとき、アンモニアの大部分は、第１気液分離器２７で分離され、分離されたアンモニアは、ガス排出弁３７が開かれることにより、ガス排出管３６および合流ライン８１を介して吸着筒８２に供給される。
一方、分離された未反応のヒドラジンおよび反応生成水は、還流ライン２８に流入され、水分離装置４７に供給される。
水分離装置４７によって、未反応のヒドラジンと反応生成水とが、分離される。一方、この反応生成水は、第１気液分離器２７で分離できなかったアンモニアを含んでいる場合がある。このような場合には、アンモニアは、反応生成水とともに、水分供給ライン４９を介して、空気供給ライン４１へ供給される。
その後、このアンモニアは、燃料電池３（カソード１０）から空気排出ライン４２および合流ライン８１を介して吸着筒８２に供給される。
一方、単位セル２１においては、クロスリーク現象により、アノード９からカソード１０に漏出したヒドラジンも副反応を惹起し、反応生成物としてアンモニアが生じる。
このようなアンモニアは、未消費の空気とともに、燃料電池３（カソード１０）から空気排出ライン４２および合流ライン８１を介して吸着筒８２に供給される。
つまり、この燃料電池システム２では、燃料供給ライン２５から燃料電池３に供給されたヒドラジンの副反応によるアンモニアと、水分離装置４７で分離された反応生成水に含まれるアンモニアと、クロスリーク現象により、カソード１０に漏出したヒドラジンの副反応によるアンモニアとが、合流ライン８１を介して、吸着筒８２にまとめて供給される。
まとめて吸着筒８２に供給されたアンモニアは、上記したように、第１吸着材９８に吸着される。そして、アンモニアが分離された後、未消費の空気は、上記したように、再び合流ライン８１に排出される。
５．吸着材の交換の通知
この燃料電池システム２において、第１吸着材９８および第２吸着材９９の交換時期前（第１吸着材９８が劣化する前）には、上記したように、第１吸着材９８が、すべてのアンモニアを吸着する。このとき、第１吸着材９８がアンモニアの吸着によって発熱する吸着材である場合には、第１充填部９５内が温められ、また、第１吸着材９８がアンモニアの吸着によって温度変化しない吸着材である場合には、第１充填部９５内の温度は変わらない。また、アンモニアとともに、第１充填部９５に流入された未消費の空気は、第１充填部９５内を通過する。これにより、未消費の空気の温度は、第１充填部９５内において、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１と同じになる。その後、温度が第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１となった未消費の空気は、中央分離部材８６から第２充填部９６内に流入される。一方、すべてのアンモニアは、第１吸着材９８によって吸着されているため、第２充填部９６内には、アンモニアが流入されない。そのため、第２吸着材９９がアンモニアを吸着することはなく、第２吸着材９９の吸熱は起こらない。そして、温度が、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１である未消費の空気のみが、第２充填部９６内を通過することにより、第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２は、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１と同じになる。すなわち、このような場合には、Ｔ１およびＴ２の温度差は、ほぼゼロに近くなる。
一方、第１吸着材９８および第２吸着材９９の交換時期が近付く（第１吸着材９８が劣化する）と、第１吸着材９８が、アンモニアの一部を吸着できなくなる。第１吸着材９８が吸着できなかったアンモニアの一部は、未消費の空気とともに、中央分離部材８６から第２充填部９６内に流入される。そして、第２充填部９６内において、第２吸着材９９がアンモニアを吸着する。このとき、第２充填部９６内が、第２吸着材９９の吸着による吸熱によって、冷却される。そのため、第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２は、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１よりも低くなる。このような場合には、Ｔ１およびＴ２に温度差ができる。そして、第１吸着材９８の劣化が進むに従って、第１吸着材９８によるアンモニアの吸着量が低下する一方、第２吸着材９９によるアンモニアの吸着量が増加するため、この温度差は大きくなる。
この燃料電池システム２では、第１センサー１００および第２センサー１０１が、それぞれＴ１およびＴ２を検知し、モニター制御部１０２が、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１、および、第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２の温度差を観察する。そして、モニター制御部１０２は、この温度差が、モニター制御部１０２に予め設定された所定のしきい値以上である場合に、コントロールユニット７０に通知信号を送信する。
そして、通知信号を受け取ったコントロールユニット７０は、例えば、電動車両１のインストルメントパネルに交換を表示、警告音などの方法によって、第１吸着材９８および第２吸着材９９の交換をユーザーに通知する。
所定のしきい値とは、例えば、第１吸着材９８および第２吸着材９９の種類および充填量などによって、任意に選択できる値であり、例えば、下記式（５）で示される。
（Ｔ１−Ｔ１’）−（Ｔ２−Ｔ２’）＞５〜２０ （５）
なお、上記式（５）において、Ｔ１’およびＴ２’は、それぞれ、所定の時間前のＴ１およびＴ２の温度を示す。所定の時間とは、吸着筒８２に供給されるガスのアンモニア濃度によって決定される。アンモニアの濃度が、例えば、５００ｐｐｍ以上、好ましくは、１０００ｐｐｍ以上、また、例えば、１５０００ｐｐｍ以下、好ましくは、３０００ｐｐｍ以下である場合には、所定の時間は、１０秒以上、好ましくは、１５秒以上であり、また、例えば、３０秒以下、好ましくは、２５秒以下である。
（変形例）
上記した説明では、充填部８９は、中央円筒部９２と上側漏斗部９３と下側漏斗部９４とを一体的に備えたが、これに限定されず、充填部８９が上側漏斗部９３を備えず、上側漏斗部９３に代えて、上側漏斗部９３と同一形状の別部材（図示せず）を設けることもできる。
また、上記した説明では、充填部８９は、中央円筒部９２と上側漏斗部９３と下側漏斗部９４とを一体的に備えたが、充填部８９は、上側漏斗部９３および下側漏斗部９４のいずれか一方または両方を備えなくてもよい。
また、上記した説明では、モニター制御部１０２に、所定のしきい値が予め設定されているが、これに限定されず、コントロールユニット７０に、所定のしきい値を設定することもできる。このような場合には、まず、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１、および、第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２は、モニター制御部１０２に入力される。そして、モニター制御部１０２は、この入力からＴ１およびＴ２の温度差を演算し、その温度差をコントロールユニット７０に入力する。そして、コントロールユニット７０は、この温度差が、コントロールユニット７０に予め設定された所定のしきい値以上になった場合に、交換を通知する。このような場合には、モニター制御部１０２およびコントロールユニット７０が観測部となる。
また、上記した説明では、モニター制御部１０２に、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１、および、第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２が入力されたが、モニター制御部１０２を設けずに、コントロールユニット７０に、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１、および、第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２が入力されてもよい。このような場合には、まず、コントロールユニット７０は、この入力からＴ１およびＴ２温度差を演算する。そして、コントロールユニット７０は、この温度差が、コントロールユニット７０に予め設定された所定のしきい値以上になった場合に、交換を通知する。このような場合には、コントロールユニット７０が観測部となる。
６．作用効果
この燃料電池システム２によれば、燃料供給ライン２５から燃料電池３に供給され、燃料排出ライン２６に排出された反応生成物（第１気液分離器２７で分離された反応生成物、および、第１気液分離器２７で分離されず、水分離装置４７で分離された反応生成水に含まれる反応生成物）と、燃料供給ライン２５から燃料電池３に供給され、クロスリーク現象により、空気排出ライン４２に排出された未消費の液体燃料の副反応により生成した反応生成物は、合流ライン８１を介して、未消費の空気とともに、まとめて吸着筒８２に供給される。そして、吸着筒８２において、反応生成物を吸着材９４と接触させて、分離することができる。
また、合流ライン８１に介在された吸着筒８２は、アンモニアを除去するための中和剤を貯蔵したタンクよりも小さくできるため、燃料電池システム２の小型化を図ることができる。
しかも、この燃料電池システム２によれば、上記したように、第１吸着材９８の劣化が進むに従って、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１および第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２の温度差が大きくなる。
そして、この燃料電池システム２は、上記の温度差を観察するモニター制御部１０２を備えており、モニター制御部１０２は、この温度差が所定のしきい値以上である場合に、第１吸着材９８および第２吸着材９９の交換をコントロールユニット７０に通知信号を送信する。
そして、通知信号を受け取ったコントロールユニット７０によって、第１吸着材９８および第２吸着材９９の交換がユーザーに通知される。
そのため、この燃料電池システム２によれば、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１、および、第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２の温度差を観測するという簡易な構成により、第１吸着材９８および第２吸着材９９の交換時期を判断することができる。
また、この燃料電池システム２によれば、第１吸着材９８は、ゼオライトまたはスルホ基を有するイオン交換樹脂であり、第２吸着材９９は、カルボキシル基を有するイオン交換樹脂であるため、第１センサー１００によって検知された温度Ｔ１、および、第２センサー１０１によって検知された温度Ｔ２の温度差をより確実にすることができる。
２ 燃料電池システム
３ 燃料電池
２５ 燃料供給ライン
２６ 燃料排出ライン
４１ 空気供給ライン
４２ 空気排出ライン
８１ 合流ライン
８２ 吸着筒
８３ ケーシング
８８ 流入部
９０ 排出部
９５ 第１充填部
９６ 第２充填部
９８ 第１吸着材
９９ 第２吸着材
１００ 第１センサー
１０１ 第２センサー
１０２ モニター制御部

Claims (2)

  1. 液体燃料が消費される燃料電池と、
    前記燃料電池に対して液体燃料を供給する燃料供給経路と、
    前記燃料電池に対して空気を供給する空気供給経路と、
    前記液体燃料の反応生成物および反応生成水を含む排出液を、前記燃料電池から排出する燃料排出経路と、
    未消費の空気とともに、前記反応生成物を、前記燃料電池から排出する空気排出経路と、
    前記燃料排出経路および前記空気排出経路が合流する合流経路と、
    前記合流経路に介在され、前記反応生成物を除去する除去手段とを備え、
    前記除去手段は、
    未消費の空気とともに、前記反応生成物を流入する流入部と、
    前記流入部よりも下流側において、第１吸着材が充填される第１充填部と、
    前記第１充填部よりも下流側において、第２吸着材が充填される第２充填部と、
    前記第２充填部よりも下流側において、未消費の空気を排出する排出部とを備えるケーシング、
    前記第１充填部内の温度を検知する第１センサー、
    前記第２充填部内の温度を検知する第２センサー、および、
    前記第１センサーで検知した温度と前記第２センサーで検知した温度との温度差を観察する観察部を備え、
    前記第１吸着材は、前記反応生成物の吸着によって発熱または温度変化しない吸着材であり、
    前記第２吸着材は、前記反応生成物の吸着によって吸熱する吸着材であり、
    前記観察部は、前記温度差が所定のしきい値以上である場合に、前記第１吸着材および前記第２吸着材の交換を通知することを特徴とする、燃料電池システム。
  2. 前記第１吸着材は、ゼオライトまたはスルホ基を有するイオン交換樹脂であり、
    前記第２吸着材は、カルボキシル基を有するイオン交換樹脂であ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。
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