JP2023044073A - 複合燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】水素エンジンでの燃焼を効率よく行うことができる複合燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池の燃料オフガス排出流路及び酸化剤オフガス排出流路の下流に水素エンジンを接続し、当該水素エンジンの吸気を利用して当該燃料電池のカソードへの酸化剤ガスの供給を行う複合燃料電池システム。【選択図】図１

Description

本開示は、複合燃料電池システムに関する。

燃料電池（ＦＣ）は、１つの単セル（以下、セルと記載する場合がある）又は複数の単セルを積層した燃料電池スタック（以下、単にスタックと記載する場合がある）で構成され、水素等の燃料ガスと酸素等の酸化剤ガスとの電気化学反応によって電気エネルギーを取り出す発電装置である。なお、実際に燃料電池に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスは、酸化・還元に寄与しないガスとの混合物である場合が多い。特に酸化剤ガスは酸素を含む空気である場合が多い。
なお、以下では、燃料ガスや酸化剤ガスを、特に区別することなく単に「反応ガス」あるいは「ガス」と呼ぶ場合もある。また、単セル、及び、単セルを積層した燃料電池スタックのいずれも、燃料電池と呼ぶ場合がある。

燃料電池車両（以下車両と記載する場合がある）等に搭載されて用いられる燃料電池システムに関して種々の研究がなされている。
例えば特許文献１では、改質ガス型の燃料電池のアノード排ガスを水素エンジンに直接導入し、水素エンジンを動力にガスヒートエアコンのコンプレッサを回転させる技術が開示されている。

特開２００９－２３０９２７号公報

水素エンジンの安定燃焼のためには、燃料である水素と酸素を速やかにエンジン燃焼室内で混合する必要があり、従来技術のような燃料電池の燃料オフガス利用だけでは難しいという問題がある。

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、水素エンジンでの燃焼を効率よく行うことができる複合燃料電池システムを提供することを主目的とする。

本開示の複合燃料電池システムは、燃料電池の燃料オフガス排出流路及び酸化剤オフガス排出流路の下流に水素エンジンを接続し、当該水素エンジンの吸気を利用して当該燃料電池のカソードへの酸化剤ガスの供給を行う複合燃料電池システムであって、
前記複合燃料電池システムは、前記燃料電池、燃料ガス系、酸化剤ガス系、前記水素エンジン、制御部を有し、
前記燃料ガス系は、燃料ガス供給部、燃料ガス供給流路、前記燃料オフガス排出流路、燃料ガスバイパス流路を有し、
前記酸化剤ガス系は、酸化剤ガス吸気口、酸化剤ガス供給流路、前記酸化剤オフガス排出流路を有し、
前記燃料ガス供給流路は、前記燃料ガス供給部と前記燃料電池のアノード入口とを接続し、当該燃料電池のアノードに水素を含む燃料ガスを供給することを可能にし、
前記燃料オフガス排出流路は、前記燃料電池のアノード出口と前記水素エンジンとを接続し、当該燃料電池のアノード出口から排出される燃料オフガスを当該水素エンジンに供給することを可能にし、
前記酸化剤ガス供給流路は、前記酸化剤ガス吸気口と前記燃料電池のカソード入口とを接続し、当該燃料電池のカソードに酸化剤ガスを供給することを可能にし、
前記酸化剤オフガス排出流路は、前記燃料電池のカソード出口と前記水素エンジンとを接続し、
前記燃料ガスバイパス流路は、前記燃料ガス供給部と前記水素エンジンとを接続し、且つ、前記燃料電池を迂回し、当該燃料ガス供給部から当該水素エンジンに直接燃料ガスを供給可能にし、
前記制御部は、前記燃料ガス供給部から前記燃料電池のアノード及び前記水素エンジンに供給する燃料ガスの供給量を制御することを特徴とする。

本開示の複合燃料電池システムによれば、水素エンジンでの燃焼を効率よく行うことができる。

図１は、本開示の複合燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。

本開示の複合燃料電池システムは、燃料電池の燃料オフガス排出流路及び酸化剤オフガス排出流路の下流に水素エンジンを接続し、当該水素エンジンの吸気を利用して当該燃料電池のカソードへの酸化剤ガスの供給を行う複合燃料電池システムであって、
前記複合燃料電池システムは、前記燃料電池、燃料ガス系、酸化剤ガス系、前記水素エンジン、制御部を有し、
前記燃料ガス系は、燃料ガス供給部、燃料ガス供給流路、前記燃料オフガス排出流路、燃料ガスバイパス流路を有し、
前記酸化剤ガス系は、酸化剤ガス吸気口、酸化剤ガス供給流路、前記酸化剤オフガス排出流路を有し、
前記燃料ガス供給流路は、前記燃料ガス供給部と前記燃料電池のアノード入口とを接続し、当該燃料電池のアノードに水素を含む燃料ガスを供給することを可能にし、
前記燃料オフガス排出流路は、前記燃料電池のアノード出口と前記水素エンジンとを接続し、当該燃料電池のアノード出口から排出される燃料オフガスを当該水素エンジンに供給することを可能にし、
前記酸化剤ガス供給流路は、前記酸化剤ガス吸気口と前記燃料電池のカソード入口とを接続し、当該燃料電池のカソードに酸化剤ガスを供給することを可能にし、
前記酸化剤オフガス排出流路は、前記燃料電池のカソード出口と前記水素エンジンとを接続し、
前記燃料ガスバイパス流路は、前記燃料ガス供給部と前記水素エンジンとを接続し、且つ、前記燃料電池を迂回し、当該燃料ガス供給部から当該水素エンジンに直接燃料ガスを供給可能にし、
前記制御部は、前記燃料ガス供給部から前記燃料電池のアノード及び前記水素エンジンに供給する燃料ガスの供給量を制御することを特徴とする。

本開示の複合燃料電池システムによれば、燃料電池からのオフガスに加えて、水素エンジンに直接水素を含む燃料ガスを供給することが可能である。従って、水素エンジンでの燃焼を効率よく行う事が可能である。本開示の複合燃料電池システムによれば、水素エンジンに直接水素を含む燃料ガスを供給することが可能であるため、水素エンジンに供給するオフガスは、少なくとも酸化剤オフガスを含み、必要に応じて燃料オフガスを含む。

図１は、本開示の複合燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。
図１に示す複合燃料電池システム１００は、燃料電池１０と、燃料ガス供給部２０と、燃料ガス供給流路２１と、燃料オフガス排出流路２２と、燃料ガスバイパス流路２３と、インジェクタ２４と、リニアソレノイドバルブ２５と、酸化剤ガス吸気口３０と、酸化剤ガス供給流路３１と、酸化剤オフガス排出流路３２と、酸化剤ガスバイパス流路３３と、酸化剤ガス圧力調整弁３４と、酸化剤ガスバイパス弁３５と、酸化剤ガス供給流路分岐部３６と、酸化剤オフガス排出流路合流部３７と、冷媒流路４１と、ラジエータ４２と、冷媒バイパス流路４３と、冷媒用三方弁４４と、冷媒流路合流部４５と、制御部５０と、水素エンジン６０と、排気流路６１を備える。

本開示の複合燃料電池システムは、燃料電池、燃料ガス系、酸化剤ガス系、水素エンジン、制御部を有する。
本開示の複合燃料電池システムは、燃料電池の燃料オフガス排出流路及び酸化剤オフガス排出流路の下流に水素エンジンを接続し、当該水素エンジンに燃料である水素と酸素を供給し、且つ、当該水素エンジンの吸気を利用して当該燃料電池のカソードへの酸化剤ガスの供給を行う。
水素エンジンは、燃料である水素と酸素を水素エンジンの燃焼室内で混合して燃焼を行い、水蒸気を発生させる。水素エンジンとしては、従来公知のものを採用することができる。本開示においては、水素エンジンの燃料として燃料電池の燃料オフガス及び酸化剤オフガスを用い、且つ、燃料ガス供給部からの燃料ガスを用いる。
水素エンジンには、燃焼により発生した水蒸気等を含む燃焼後気体を排気する排気流路が接続されていてもよい。

本開示の複合燃料電池システムは、通常、駆動源として電動機を有する車両に搭載されて用いられる。
また、本開示の複合燃料電池システムは、二次電池の電力でも走行可能な車両に搭載されて用いられてもよい。
車両は、燃料電池車両であってもよい。
車両は、本開示の複合燃料電池システムを備えていてもよい。
電動機は、特に限定されず、従来公知の駆動モータであってもよい。

本開示の複合燃料電池システムは、燃料電池を備える。
燃料電池は、単セルを１つのみ有するものであってもよいし、単セルを複数個積層した積層体である燃料電池スタックであってもよい。
単セルの積層数は特に限定されず、例えば、２～数百個であってもよい。
燃料電池スタックは、単セルの積層方向の両端にエンドプレートを備えていてもよい。

燃料電池の単セルは、少なくとも電解質膜を含み、通常、膜電極ガス拡散層接合体を備える。
膜電極ガス拡散層接合体は、アノード側ガス拡散層及び、アノード触媒層及び、電解質膜及び、カソード触媒層及び、カソード側ガス拡散層をこの順に有する。

カソード（酸化剤極）は、カソード触媒層及びカソード側ガス拡散層を含む。
アノード（燃料極）は、アノード触媒層及びアノード側ガス拡散層を含む。
カソード触媒層及びアノード触媒層をまとめて触媒層と称する。
触媒層は、例えば、電気化学反応を促進する触媒金属、プロトン伝導性を有する電解質、及び、電子伝導性を有する担体等を備えていてもよい。
触媒金属としては、例えば、白金（Ｐｔ）、及び、Ｐｔと他の金属とから成る合金（例えばコバルト、及び、ニッケル等を混合したＰｔ合金）等を用いることができる。
電解質としては、フッ素系樹脂等であってもよい。フッ素系樹脂としては、例えば、ナフィオン溶液等を用いてもよい。
上記触媒金属は担体上に担持されており、各触媒層では、触媒金属を担持した担体（触媒担持担体）と電解質とが混在していてもよい。
触媒金属を担持するための担体は、例えば、一般に市販されているカーボンなどの炭素材料等が挙げられる。

カソード側ガス拡散層及びアノード側ガス拡散層をまとめてガス拡散層と称する。
ガス拡散層は、ガス透過性を有する導電性部材等であってもよい。
導電性部材としては、例えば、カーボンクロス、及びカーボンペーパー等のカーボン多孔質体、並びに、金属メッシュ、及び、発泡金属などの金属多孔質体等が挙げられる。

電解質膜は、パーフルオロスルホン酸（ＰＦＳＡ）膜であればよい。
電解質膜としては、例えば、ナフィオン膜（デュポン社製）等であってもよい。

単セルは、必要に応じて膜電極ガス拡散層接合体の両面を挟持する２枚のセパレータを備えてもよい。２枚のセパレータは、一方がアノード側セパレータであり、もう一方がカソード側セパレータである。本開示では、アノード側セパレータとカソード側セパレータとをまとめてセパレータという。
セパレータは、反応ガス及び冷媒等の流体を単セルの積層方向に流通させるための供給孔及び排出孔を有していてもよい。冷媒としては、低温時の凍結を防止するために例えばエチレングリコールと水との混合溶液を用いることができる。
供給孔は、燃料ガス供給孔、酸化剤ガス供給孔、及び、冷媒供給孔等が挙げられる。
排出孔は、燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔、及び、冷媒排出孔等が挙げられる。
セパレータは、１つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、１つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒排出孔を有していてもよい。
セパレータは、ガス拡散層に接する面に反応ガス流路を有していてもよい。また、セパレータは、ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
セパレータがアノード側セパレータである場合は、１つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、１つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒排出孔を有していてもよく、アノード側セパレータは、アノード側ガス拡散層に接する面に燃料ガス供給孔から燃料ガス排出孔に燃料ガスを流す燃料ガス流路を有していてもよく、アノード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に冷媒供給孔から冷媒排出孔に冷媒を流す冷媒流路を有していてもよい。
セパレータがカソード側セパレータである場合は、１つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、１つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒排出孔を有していてもよく、カソード側セパレータは、カソード側ガス拡散層に接する面に酸化剤ガス供給孔から酸化剤ガス排出孔に酸化剤ガスを流す酸化剤ガス流路を有していてもよく、カソード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に冷媒供給孔から冷媒排出孔に冷媒を流す冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、ガス不透過の導電性部材等であってもよい。導電性部材としては、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン、及び、プレス成形した金属（例えば、鉄、アルミニウム、及び、ステンレス等）板等であってもよい。また、セパレータが集電機能を備えるものであってもよい。

燃料電池スタックは、各供給孔が連通した入口マニホールド、及び、各排出孔が連通した出口マニホールド等のマニホールドを有していてもよい。
入口マニホールドは、アノード入口マニホールド、カソード入口マニホールド、及び、冷媒入口マニホールド等が挙げられる。
出口マニホールドは、アノード出口マニホールド、カソード出口マニホールド、及び、冷媒出口マニホールド等が挙げられる。

本開示においては、燃料ガス、及び、酸化剤ガスをまとめて反応ガスと称する。アノードに供給される反応ガスは、燃料ガスであり、カソードに供給される反応ガスは酸化剤ガスである。燃料ガスは、主に水素を含有するガスであり、水素であってもよい。酸化剤ガスは、酸素を含有するガスであり、酸素、空気、乾燥空気等であってもよい。

複合燃料電池システムは、燃料ガス系を備える。
燃料ガス系は、燃料電池に燃料ガスを供給する。
燃料ガス系は燃料ガス供給部、燃料ガス供給流路、燃料オフガス排出流路、燃料ガスバイパス流路等を備えていてもよい。
燃料ガス供給部は、燃料ガスを燃料電池のアノード及び水素エンジンの少なくともいずれか一方に供給する。
燃料ガス供給部としては、例えば、燃料タンク等が挙げられ、具体的には、液体水素タンク、圧縮水素タンク等が挙げられる。
燃料ガス供給部は、制御部と電気的に接続される。燃料ガス供給部は、制御部からの制御信号に従って、燃料ガス供給部の主止弁の開閉が制御されることにより燃料ガスの燃料電池及び水素エンジンの少なくともいずれか一方への供給のＯＮ／ＯＦＦが制御されてもよい。
燃料ガス供給流路は、燃料ガス供給部と燃料電池のアノード入口とを接続する。燃料ガス供給流路は、燃料電池のアノードへの水素を含む燃料ガスの供給を可能にする。アノード入口は、燃料ガス供給孔、アノード入口マニホールド等であってもよい。
燃料電池の低温時などは水素エンジンだけを始動できるように、燃料ガス供給流路にリニアソレノイドバルブ等の燃料ガス供給弁を配置してもよい。リニアソレノイドバルブは制御部と電気的に接続され、制御部は、燃料電池の温度等に応じてリニアソレノイドバルブの開閉及び開度を制御してもよい。
複合燃料電池システムは、温度取得部を備えていてもよい。
温度取得部は、燃料電池の温度を取得する。燃料電池の温度は、燃料電池を流れる冷媒の温度であってもよい。温度取得部は、制御部と電気的に接続される。制御部は、温度取得部によって取得された燃料電池の温度を検知する。温度取得部は、従来公知の温度センサ、温度計等を採用することができる。
燃料オフガス排出流路は、燃料電池のアノード出口と水素エンジンとを接続する。
燃料オフガス排出流路は、燃料電池のアノード出口から排出される燃料オフガスを水素エンジンに供給することを可能にする。アノード出口は、燃料ガス排出孔、アノード出口マニホールド等であってもよい。
燃料オフガスは、アノードにおいて未反応のまま通過した燃料ガス及び、カソードで生成した生成水がアノードに到達した水分等を含んでいてもよい。燃料オフガスは、触媒層及び電解質膜等で生成した腐食物質及び、掃気時にアノードに供給されてもよい酸化剤ガス等を含む場合がある。
燃料ガスバイパス流路は、燃料ガス供給部と水素エンジンとを接続する。燃料ガスバイパス流路は、燃料電池を迂回し、燃料ガス供給部から水素エンジンに直接燃料ガスを供給可能にする。
水素は従来の液体燃料に比べて、燃焼速度が速いため、水素エンジンの燃焼室内に短時間で噴射することが求められる。そのために水素エンジンに水素を含む燃料ガスを高圧噴射してもよい。高圧噴射のために、燃料ガスバイパス流路にインジェクタを配置してもよい。インジェクタは制御部と電気的に接続され、制御部は、水素エンジンからの水素の要求量に応じてインジェクタの開閉及び開度を制御してもよい。

複合燃料電池システムは、酸化剤ガス系を備える。
酸化剤ガス系は、酸化剤ガス吸気口、酸化剤ガス供給流路、酸化剤オフガス排出流路を有し、必要に応じて、酸化剤ガスバイパス流路、酸化剤ガスバイパス弁等を備えていてもよい。
酸化剤ガス吸気口は、酸化剤ガス系に酸化剤ガスを取り込むための吸気口である。
酸化剤ガス供給流路は、酸化剤ガス吸気口と燃料電池のカソード入口とを接続する。酸化剤ガス供給流路は、当該燃料電池のカソードに酸化剤ガスを供給することを可能にする。カソード入口は、酸化剤ガス供給孔、カソード入口マニホールド等であってもよい。
酸化剤ガス供給流路には、従来公知のエアコンプレッサを配置してもよい。エアコンプレッサは、制御部と電気的に接続され、制御部によってその駆動が制御されてもよい。
酸化剤オフガス排出流路は、燃料電池のカソード出口と水素エンジンとを接続する。
酸化剤オフガス排出流路は、燃料電池のカソードから排出される酸化剤ガスである酸化剤オフガスの水素エンジンへの供給を可能にする。カソード出口は、酸化剤ガス排出孔、カソード出口マニホールド等であってもよい。
酸化剤オフガス排出流路には、酸化剤ガス圧力調整弁が設けられていてもよい。
酸化剤ガス圧力調整弁は、制御部と電気的に接続され、制御部によって酸化剤ガス圧力調整弁が開弁されることにより、反応済みの酸化剤ガスである酸化剤オフガスを酸化剤オフガス排出流路から水素エンジンへ供給する。また、酸化剤ガス圧力調整弁の開度を調整することにより、カソードに供給される酸化剤ガス圧力（カソード圧力）を調整してもよい。なお、酸化剤オフガスは、酸化剤ガスの成分と同じであってもよく、酸素、空気、乾燥空気等であってもよく、水蒸気等が含まれていてもよい。
酸化剤ガスバイパス流路は、酸化剤ガス供給流路から分岐し、燃料電池を迂回し、酸化剤ガス供給流路の分岐部と酸化剤オフガス排出流路の合流部とを接続する。
酸化剤ガスバイパス流路には、酸化剤ガスバイパス弁が配置される。酸化剤ガスバイパス弁は、酸化剤ガス用三方弁であってもよく、酸化剤ガス用三方弁の場合は、酸化剤ガス供給流路の分岐部に配置してもよい。
酸化剤ガスバイパス弁は、制御部と電気的に接続され、制御部によって酸化剤ガスバイパス弁が開弁されることにより、燃料電池への酸化剤ガスの供給が不要な場合に燃料電池を迂回して酸化剤ガスを酸化剤オフガス排出流路から水素エンジンへ供給することができる。

複合燃料電池システムは、冷却系を備えていてもよい。
冷却系は、燃料電池の温度を調節する。
冷却系は、冷媒流路を有し、必要に応じて、冷媒バイパス流路、冷媒用三方弁を有していてもよい。
冷媒流路は、燃料電池内外を冷媒が循環することを可能にする。冷媒流路は、燃料電池に設けられる冷媒供給孔及び冷媒排出孔に連通し、冷媒を燃料電池内外で循環させることを可能にする。
冷媒流路には、冷媒供給部が設けられていてもよい。冷媒供給部は、制御部と電気的に接続される。冷媒供給部は、制御部からの制御信号に従って駆動される。冷媒供給部は、制御部によって冷媒供給部から燃料電池に供給される冷媒の流量を制御される。これにより燃料電池の温度が制御されてもよい。冷媒供給部は、例えば、冷却水ポンプ等が挙げられる。
冷媒流路には、冷却水の熱を放熱するラジエータが設けられていてもよい。
冷媒流路には、冷媒を蓄えるリザーブタンクが設けられていてもよい。

冷媒バイパス流路は、冷媒流路から冷媒用三方弁を介して分岐し、且つ、燃料電池を迂回して水素エンジンに設けられる冷媒供給孔及び冷媒排出孔に連通し、冷媒流路の下流の合流部で冷媒流路と合流する。冷媒バイパス流路は、冷媒を水素エンジン内外で循環させることを可能にする。これにより水素エンジンの温度が制御されてもよいし、冷媒が水素エンジンの熱源として利用されてもよい。
冷媒用三方弁は、冷媒流路から冷媒バイパス流路への冷媒の供給を制御することを可能にする。冷媒用三方弁は、制御部と電気的に接続される。冷媒用三方弁は、制御部からの制御信号に従って各弁の開閉が制御される。

複合燃料電池システムは、バッテリを備えていてもよい。
バッテリ（二次電池）は、充放電可能なものであればよく、例えば、ニッケル水素二次電池、及び、リチウムイオン二次電池等の従来公知の二次電池が挙げられる。また、二次電池は、電気二重層コンデンサ等の蓄電素子を含むものであってもよい。二次電池は、複数個を直列に接続した構成であってもよい。二次電池は、エアコンプレッサ等に電力を供給する。二次電池は、例えば、家庭用電源等の車両の外部の電源から充電可能になっていてもよい。二次電池は、燃料電池の出力により充電されてもよい。二次電池の充放電は、制御部によって制御されてもよい。

制御部は、物理的には、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等の演算処理装置と、ＣＰＵで処理される制御プログラム及び制御データ等を記憶するＲＯＭ（リードオンリーメモリー）、並びに、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）等の記憶装置と、入出力インターフェースとを有するものである。また、制御部は、例えば、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の制御装置であってもよい。
制御部は、車両に搭載されていてもよいイグニッションスイッチと電気的に接続されていてもよい。制御部はイグニッションスイッチが切られていても外部電源により動作可能であってもよい。

制御部は、燃料ガス供給部から燃料電池のアノード及び水素エンジンに供給する燃料ガスの供給量を制御する。
制御部は、燃料ガス及び酸化剤ガスを効率的に活用する観点から、水素エンジンの水素消費量を燃料電池よりも大きくしてもよい。制御部は、燃料電池の低温時などは水素エンジンのみに燃料ガスを供給するように燃料ガス系を制御してもよい。具体的には、例えば、燃料ガス供給流路に配置されたリニアソレノイドバルブを閉じ、燃料ガスバイパス流路のインジェクタを開く制御を行ってもよい。

１０ 燃料電池
２０ 燃料ガス供給部
２１ 燃料ガス供給流路
２２ 燃料オフガス排出流路
２３ 燃料ガスバイパス流路
２４ インジェクタ
２５ リニアソレノイドバルブ
３０ 酸化剤ガス吸気口
３１ 酸化剤ガス供給流路
３２ 酸化剤オフガス排出流路
３３ 酸化剤ガスバイパス流路
３４ 酸化剤ガス圧力調整弁
３５ 酸化剤ガスバイパス弁
３６ 酸化剤ガス供給流路分岐部
３７ 酸化剤オフガス排出流路合流部
４１ 冷媒流路
４２ ラジエータ
４３ 冷媒バイパス流路
４４ 冷媒用三方弁
４５ 冷媒流路合流部
５０ 制御部
６０ 水素エンジン
６１ 排気流路
１００ 複合燃料電池システム

Claims (1)

1. 燃料電池の燃料オフガス排出流路及び酸化剤オフガス排出流路の下流に水素エンジンを接続し、当該水素エンジンの吸気を利用して当該燃料電池のカソードへの酸化剤ガスの供給を行う複合燃料電池システムであって、
   前記複合燃料電池システムは、前記燃料電池、燃料ガス系、酸化剤ガス系、前記水素エンジン、制御部を有し、
   前記燃料ガス系は、燃料ガス供給部、燃料ガス供給流路、前記燃料オフガス排出流路、燃料ガスバイパス流路を有し、
   前記酸化剤ガス系は、酸化剤ガス吸気口、酸化剤ガス供給流路、前記酸化剤オフガス排出流路を有し、
   前記燃料ガス供給流路は、前記燃料ガス供給部と前記燃料電池のアノード入口とを接続し、当該燃料電池のアノードに水素を含む燃料ガスを供給することを可能にし、
   前記燃料オフガス排出流路は、前記燃料電池のアノード出口と前記水素エンジンとを接続し、当該燃料電池のアノード出口から排出される燃料オフガスを当該水素エンジンに供給することを可能にし、
   前記酸化剤ガス供給流路は、前記酸化剤ガス吸気口と前記燃料電池のカソード入口とを接続し、当該燃料電池のカソードに酸化剤ガスを供給することを可能にし、
   前記酸化剤オフガス排出流路は、前記燃料電池のカソード出口と前記水素エンジンとを接続し、
   前記燃料ガスバイパス流路は、前記燃料ガス供給部と前記水素エンジンとを接続し、且つ、前記燃料電池を迂回し、当該燃料ガス供給部から当該水素エンジンに直接燃料ガスを供給可能にし、
   前記制御部は、前記燃料ガス供給部から前記燃料電池のアノード及び前記水素エンジンに供給する燃料ガスの供給量を制御することを特徴とする複合燃料電池システム。

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