JP3443276B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
に関する。 【０００２】 【従来の技術】燃料電池を用いて発電を行う燃料電池シ
ステムは、通常、燃料電池本体と、当該燃料電池本体に
燃料ガスである水素ガスを供給する水素ガス供給手段
と、空気等の酸化剤を燃料電池本体に供給するファン等
の酸化剤供給手段と、電池を冷却する電池冷却手段とか
ら構成されている。 【０００３】上記の水素ガス供給手段において、メタノ
ールやナフサなどの燃料を、水蒸気を用いて改質反応す
ることにより水素リッチな改質ガスを生成して、燃料電
池本体に供給するものがある。この場合、水蒸気改質反
応に用いる水蒸気の水源としては、システム外から別途
供給する水を用いるのが一般的であるが、特に、固体高
分子型燃料電池を用いたシステムの場合には、この改質
反応に用いる水の他に、通常、固体高分子膜の湿潤のた
めの水も必要であるので、システム全体の水収支の向上
が望まれる。 【０００４】このような課題に対して例えば、特開平７
−７３８９４号公報に、固体高分子型燃料電池本体から
排出されるカソードガスである空気から水凝縮器によっ
て水を回収し、回収された水を前記水蒸気改質反応、或
は燃料ガスや酸化剤の加湿に使用することで、システム
全体の水収支を向上させた技術が開示されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
システムにおいて、水凝縮器を作動させるためにはこれ
に冷媒を送り込む必要がある。例えば、水凝縮器に冷媒
として直接外気を送り込むことが考えられるが、この場
合には、酸化剤としての空気を供給するためのファンの
他にこの外気を送り込むためのファンを別途設置しなけ
ればならなず、反応空気を供給するためのファンの他に
さらにファンを設置することになって、システム構成が
それだけ繁雑になってしまうといった問題が残る。 【０００６】また、前記水凝縮器に水などの媒体を循環
させて、前記料電池本体から排出される空気を冷却する
ことも考えられるが、この場合にはこの空気の熱を外気
に放出するための例えば、ファンと熱交換器とからなる
放熱機構を設置することになり前記同様の問題が残って
しまう。そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされた
ものであって、システム構成が繁雑になることを極力抑
えながら、水回収が可能な燃料電池システムを提供する
ことを目的としてなされたものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、アノードとカソードとを配してなるセル
を備えた燃料電池本体と、当該燃料電池本体のアノード
側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、カソード
側に酸化剤を供給する酸化剤供給手段とを備えた燃料電
池システムであって、前記燃料電池本体のカソード側か
ら排出される酸化剤の熱を、前記酸化剤供給手段によっ
て供給される酸化剤と熱交換することで、前記カソード
側から排出される酸化剤から水を回収する水回収手段を
備えている。 【０００８】この構成によって、システム構成が煩雑に
なることを極力抑えつつ、水回収を実現することができ
る。即ち、水回収手段は、酸化剤供給手段が供給する酸
化剤に放熱するので、別途にファン等を設けなくても燃
料電池本体から排出される酸化剤を冷却して水を回収す
ることができる。また、燃料電池本体に供給される酸化
剤は、水回収において燃料電池本体から排出される酸化
剤を冷却する際に温められるので、燃料電池本体の反応
空気入口側と出口側での温度差が小さくなり、燃料電池
本体内部の温度分布が均一化されるという効果も奏す
る。 【０００９】ここで、前記燃料電池本体のカソード側か
ら排出される酸化剤の通路に水凝縮部を設置し、そして
この水凝縮部に酸化剤を供給する送風部を取り付け、さ
らに水凝縮器からダクトを前記燃料電池本体に隣接して
設けて、送風部によって外気から水凝縮部内に取り入れ
られた空気をこのダクトから燃料電池本体に酸化剤とし
て供給する構成とすれば、更に、燃料電池本体の当該ダ
クトと対向する部分からの放熱を防止する。これによっ
て燃料電池本体内の温度分布を均一化する効果は顕著に
なる。 【００１０】特に、燃料電池本体端部には、通常、金属
性で熱伝導性の高いエンドプレートが配されているので
温度低下しやすいが、ダクトをこのエンドプレートに燐
接して設ければ、エンドプレートからの放熱を防止し、
電池端部での温度低下を防止することができる。なお、
ダクトは断熱性を有するものである方が、前記燃料電池
本体の放熱を防止する効果は向上し、また、ダクト内を
流通する反応空気の温度低下をも防止することができる
ので望ましい。 【００１１】また、燃料電池本体のカソード側に供給さ
れる酸化剤の通路と、燃料電池本体のカソード側から排
出される酸化剤の通路とにヒートパイプを架設する構成
とすれば、カソード側から排出される酸化剤の熱は、こ
のヒートパイプを介してカソード側に供給される酸化剤
と熱交換されるので、水回収をより簡単な構成で実現す
ることができる。 【００１２】また、前記燃料ガス供給手段が、水蒸気生
成部と改質部とを備える改質器を用いて、原燃料から水
蒸気改質して得た水素リッチなガスを供給するものであ
る場合、前記水蒸気生成部で発生させる水蒸気の水源と
して、前記水回収手段によって得られる水を用いること
ができる。ここで、固体高分子型燃料電池を用いたシス
テムであれば、比較的高い水回収率が期待できるので、
前記水回収手段は極めて効果的である。 【００１３】加えて、固体高分子型燃料電池システムで
は、通常、前記改質反応に加え燃料電池本体を湿潤させ
るための水も必要であって多量の水を消費するため、水
を回収してシステム全体の水収支の向上を図る意義は大
きい。この固体高分子型燃料電池システムにおいて、前
記水回収手段によって回収した水を前記燃料ガス及び空
気少なくとも一方の加湿に用いることもできる。 【００１４】 【発明の実施の形態】以下、燃料電池システムの一例で
ある実施の形態に係る固体高分子型燃料電池システムに
ついて図面を参照にしながら説明する。図１は、固体高
分子型燃料電池システム１（以下「システム１」とい
う）の構成を示すブロック図である。 【００１５】これに示すように本システム１は、燃料電
池本体２と、メタノール等の原燃料を用いて水蒸気改質
して水素リッチな改質ガスを得る改質器３と、この改質
器３に外設されたバーナー３ａと、前記改質ガス中の一
酸化炭素を酸素存在下で選択的に酸化する選択酸化触媒
を配したＣＯ除去器４と、一酸化炭素が除去された水素
リッチな改質ガスを加湿するための加湿器５と、燃料電
池本体２から排出されるカソードガスである空気を冷却
して水を回収する水凝縮器６と、この水凝縮器６を経由
して燃料電池本体２に外気を送り込むファン７と、電池
本体冷却および改質反応に用いる水を貯蔵するためのタ
ンク８と、電池冷却のための循環水を冷却する熱交換器
９と、ガス系および水系配管１２〜１９と、水系配管１
７に挿設されたポンプ１０，水系配管１９に挿設された
ポンプ１１とから構成されている。 【００１６】燃料電池本体２は、図８に示すように（図
８は、燃料電池本体２の組立図である。）電解質層とし
ての固体高分子膜２０１の一方の側にアノード２０２を
配し、他方の側にカソード２０３を配したセル２０４
と、水素ガスチャネルが形成されたセパレータ板２０５
と、空気チャネルが形成されたセパレータ板２０６と、
冷却水通路が形成された冷却プレート２０７と、シール
部材２０８および２０９とが所定数積層され、その両面
が一対のエンドプレート２１０および２１１（図２参
照）で締付られて構成されている。なお、本実施の形態
では、アノードおよびカソードには、白金が担持された
カーボン粉末を結着剤によってカーボンペーパに固定し
て作製されたものを用いる。 【００１７】水素ガス供給・排出用マニホールドは、電
池スタックのコーナー部分に開設さた貫通孔によって形
成され、冷却水供給・排出用マニホールドは、それと別
のコーナー部分に開設された貫通孔によって形成されて
いる。また、反応空気の流通路を形成するために、前記
セパレータ板２０６の外周シール部にはガスチャネルと
連通された切り欠き部２０６ａが設けられている。 【００１８】改質器３は、図９に示すように、部分酸化
部３００と、水蒸気生成部３０１と、改質部３０２から
なる反応槽３０を有する。なお、図９は改質器３の構造
を示す正面図である。前記部分酸化部３００には、原燃
料を部分的に酸化して二酸化炭素と水素ガスを生成する
例えば、白金担持アルミナ等の触媒層が配されている。
当該部分酸化部３００はその上部で、配管１２と連結さ
れておりこの配管１２から原燃料が供給されて、さら
に、ファンによって空気の供給を受ける。 【００１９】前記水蒸気生成部３０１には、金属からな
る充填材が充填され部分酸化部３００で発生する熱を用
いて水蒸気を生成する。当該水蒸気生成部３０１はその
上部で、配管１９でタンク８と連結されており、この配
管１９からポンプ１１によって水蒸気の水源としての水
が供給される。前記改質部３０２には、部分酸化部３０
０からの高温の燃料を水蒸気生成部３０１で生成される
水蒸気を用いて、主に水素リッチなガスを生成する改質
触媒層が配されている。 【００２０】なお、前記改質器３の構成は、特願平８−
１２５９６９の明細書に記載されたものと同様のもので
ある。加湿器５は、配管１３で改質器３と連結され、配
管１４によって燃料電池本体２の前記水素ガス供給用マ
ニホールドと連結されている。そして、前記配管１３に
は、ＣＯ除去器４が挿設されている。 【００２１】前記改質器３で生成された改質ガスには、
略１０００ｐｐｍ程度の一酸化炭素が含まれるが、電極
反応に悪影響を与えるのを回避するために、前記ＣＯ除
去器４によって一酸化炭素が選択的に酸化されて略１０
０ｐｐｍと低濃度に除去される。そして、前記加湿器５
で加湿され、配管１４から燃料電池本体２に供給され
る。 【００２２】バーナ３ａは、配管１５によって前記水素
ガス排出用マニホールドと連結されており、燃料電池本
体２から排出される未反応水素ガスは当該バーナ３ａに
よって燃焼され、前記改質器３の熱源として用いられ
る。また、前記冷却水供給用マニホールドは、配管１７
によってタンク８と、前記冷却水排出用マニホールドは
配管１８によってタンク８と連結されており、ポンプ１
０の駆動によりタンク８内の水が配管１７から燃料電池
本体２に供給される。そして、前記冷却水排出用マニホ
ールドから排出された電池冷却に供された水は、前記配
管１８に挿設された熱交換器９で所定温度に冷却されて
タンク８内に貯蔵される。これによって、タンク８内の
貯蔵水は所定の温度に維持される。 【００２３】次に、上記システム１における水回収手段
について説明する。図２は、前記システム１の要部組立
図であり、図３は、図２でのＸ線矢視正面図である。本
実施の形態では水凝縮器６として、公知のプレートフィ
ン型熱交換器を用いる。 【００２４】この水凝縮器６は、水平方向にガス流通路
Ｔ１が開設されたプレートＰ１と垂直方向にガス通路Ｔ
２が開設されたプレートＰ２とが、交互に積層された積
層体である（図２では、４枚のプレートＰ１と３枚のプ
レートＰ２とが積層されている。）。そして、水平方向
のガス通路Ｔ１には、フィン６１が挿設されて熱交換率
の向上を図っている。 【００２５】なお、フィン６１としては、図４に示すよ
うな構造のものを用いることができる。このような水凝
縮器６は、次のように燃料電池本体２に対して設置され
る。つまり、燃料電池本体２の反応空気排出側の側面２
ａに枠体６２を取着し、この枠体６２の内周６２ａに中
空で角筒状の連結部材６３を立設し、当該連結部材６３
に前記水凝縮器６が取り付けられている。 【００２６】この構成によって、燃料電池本体２から排
出されるカソードガスである空気（以下「排空気」とい
う。）は連結部材６３の内周側壁６３ａが形成する通路
から、前記ガス通路Ｔ１に拡散される。なお、この連結
部材６３の側壁がなす通路の長さはできるだけ短い方が
当該通路内での水凝縮を防止できるので望ましい。ま
た、水凝縮器６の上面には、マニホールド６４が取着さ
れており、このマニホールド６４の中央部にはファン７
が取り付けられている。そして、水凝縮器６の前記ガス
通路Ｔ２に空気を送り込む。 【００２７】水凝縮器６には、ファン７が送る空気を、
水凝縮器６から燃料電池本体２に反応空気として案内す
るダクト２０が、その入口側２０ａが前記ガス通路Ｔ２
と連通し、その出口２０ｂが燃料電池本体２の空気入り
口側２ｂに望み、前記切り欠き部２０６ａと連通された
状態で取り付けられている。また、このダクト２０は、
燃料電池本体２の下面のエンドプレート２１１の表面の
略全面に接触し、断熱性を有するものである。 【００２８】なお、ダクト２０は屈曲しているため、電
池入口付近では主にコーナー部分（２箇所）での圧損に
より風量が低下するので、前記ファン７の送風量は少し
多めに設定することが望ましい。また、空気流通路下流
側で水凝縮器６の下部には、水受け板６５が取着されて
いる。そして、この水受け板６５に、連結管１６ａが取
着され、当該連結管１６ａは前記配管１６と連結され、
回収された水は前記タンク８に貯蔵される構成となって
いる。 【００２９】以上の構成のシステム１では、通常作動時
には、以下のように作動する。改質器３は、タンク８か
らポンプ１１によって水の供給を受けて、改質器３内の
水蒸気生成部３０１で水蒸気を生成し、この水蒸気を燃
料とを用いて改質部３０２で水素リッチなアノードガス
を生成する。そして、当該改質ガスはＣＯ除去器４で一
酸化炭素が低濃度に低減された後、次に加湿器５で所定
の湿度になるように加湿されて燃料電池本体２に供給さ
れる。一方、反応空気がファン７によって供給されて発
電がなされる。なお、燃料電池本体２を所定の温度に維
持するよう冷却水が循環される。 【００３０】燃料電池本体２のカソード側からの電池作
動温度付近の温度に達した排空気は、水凝縮器６内の前
記ガス通路Ｔ１を流れ、その際、前記ガス通路Ｔ２に供
給される室温程度の空気に対して放熱し冷却される。前
記排空気には、カソードでの還元反応による反応生成水
や、アノードガスが加湿されることで、アノード側から
固体高分子膜内を移動してきた水が水蒸気として含有さ
れているので、このように冷却されれば、排空気中に含
有された水蒸気は凝縮される。 【００３１】この凝縮水は、前記水受け板６５で収集さ
れ、配管１６を通ってタンク８に貯蔵され、改質反応や
燃料電池本体を冷却する循環水として利用される。この
ようにシステム１では、１つのファン７で、水回収のた
めの排空気の冷却と、反応空気の供給をなすので、その
ぶんシステム構成が簡素である。また、排空気の冷却に
供されたファン７によって取り入れられた空気は、排空
気の冷却によって温められ、この温められた空気が反応
空気として燃料電池本体に供給されるので、燃料電池本
体内の温度分布は均一化される。特に、燃料電池本体の
空気入口側と出口側との温度差を小さくすることができ
る。 【００３２】さらに、本システム１においては、エンド
プレート２１１が略全面が断熱性のダクト２０と接触し
ているので、エンドプレート２１１からの放熱は防止さ
れる。従って、当該ダクトは、燃料電池本体２内の温度
分布を均一化するのに寄与することになる。このように
燃料電池本体内の温度が均一化されれば、電極における
電気化学的反応はより均一に進行するので、電池電圧及
び電池寿命を向上させることができる。 【００３３】なお、前記ダクト２０は、エンドプレート
に接触していなくても、この放熱防止が可能な程度に離
隔して配してもよい。 〔実施例〕上記実施の形態に基づいた固体高分子型燃料
電池システムにおいて、電流密度；５００ｍＡ／ｃｍ
２、電池作動温度；８０℃、外気温度；室温（２０℃〜
３０℃）、反応空気利用率；２０％、水凝縮器の熱交換
能力；７０％，水素ガス加湿温度；８０℃，出力１ＫＷ
の条件で運転させた場合の水の回収量並びにガス温度を
測定した。 【００３４】燃料電池本体から排出される排空気は、水
凝縮器で略８０℃から略５０〜６０℃に冷却され、水の
回収量は８．３ｃｃ／ｍｉｎであった。なお、前記の条
件で運転した場合に理論的に得られる水分量は、４６．
６ｃｃ／ｍｉｎ（計算値）であることから、本システム
の水回収率は１７．８％である。 【００３５】次に、当該システムでの燃料電池本体のセ
ル積層方向の温度分布を測定した。この温度分布の測定
結果を同図５（ａ）に示した。 〔比較例〕比較例として、図５（ｂ）に示すように、反
応空気を供給するためのファンと、排空気を冷却するた
めのファンとを別個に設置した固体高分子型燃料電池シ
ステムを用い、前記実施例と同様の条件で運転した場合
の燃料電池本体内のセル積層方向の温度分布を測定し
た。この測定結果を同図５（ｂ）に示した。 【００３６】比較例の燃料電池システムでは、図５
（ｂ）に示すように、燃料電池本体内の温度は、反応空
気入口側が略４０℃で、反応空気出口側が略８０℃であ
り、略４０℃近い温度差があった。一方、図５（ａ）に
示すように本発明に係るシステムの場合には、燃料電池
本体内の空気入口側と出口側の温度差は、約１０℃と比
較例と比べて極めて小さかった。これは、燃料電池本体
に供給される反応空気が、水凝縮器を通過することで略
電池作動温度近くまで加熱されているからである。実際
その空気温を測定すると７０℃〜７５℃付近であった。 【００３７】また、実施例では、燃料電池本体の下端部
分での低温の領域（７０℃）が、比較例に比べて狭かっ
た。これは、上述したようにダクト２０をエンドプレー
ト２１１に密接させて配置してあるため、放熱が防止さ
れたからである。なお、図５は、燃料電池本体の正面図
である。 〔変形例〕 （１） 前記燃料電池本体２を水凝縮器６と共に９０°
回転して、当該燃料電池本体２からの排空気の流れる方
向を重力方向と同方向とすれば、凝縮された水が重力に
よって滴下されるので、凝縮器内に滞留する水をも回収
することができ水回収効率が向上する。 【００３８】（２） ファン７を水凝縮器の下部に取り
付け、ダクトの配置を電池スタック上面と接触するよう
に配置することもできる。この場合も前記同様の効果を
奏する。 （３） 図６に示すように水凝縮器を前記連結板６３を
介在させて直列に連結し、各水凝縮器を冷却するファン
Ｆ１を上面（図６では、燃料電池本体に隣接した水凝縮
器）に、他方ファンＦ２を下面（図６では、燃料電池本
体に離隔した水凝縮器）に設置した構成にすることもで
きる。この場合、上下のエンドプレート２１０および２
１１それぞれに、各水凝縮器から延設され端部で合流す
るダクトＤ１，Ｄ２を密接させれば、燃料電池本体上下
らの放熱を防止することができ、燃料電池本体内の温度
分布は一層均一化される。 【００３９】なお、前記ファンＦ１，Ｆ２の送風量を前
記の場合の略半分にしても、反応空気は電池スタックの
積層方向上下側から供給されることになるので、低送風
量でも電池スタックの積層方向に渡って均一に反応空気
を供給するという効果も奏する。 （４） 図７に示すように電池スタックに対して反応空
気供給・排出用マニホールドＭ１，Ｍ２を取り付け、そ
れらマニホールドＭ１，Ｍ２空間にヒートパイプＨＰを
架設し、反応空気排出用マニホールドＭ２空間内の排空
気の熱をこのヒートパイプＨＰを介して反応空気供給用
マニホールドＭ１空間内の空気と熱交換することで、水
回収する構成とすることもできる。 【００４０】この構成によれば、前記放熱機構における
ファンを反応空気供給用のファンと共用とするため、シ
ステム構成がそれだけ簡素になる。なお、ヒートパイプ
ＨＰはエンドプレートの外部（外気側）ではなく、エン
ドプレートの内部（電池側）に設ければ、電池内温度の
均一化を図るという効果を奏する。 【００４１】前記ヒートパイプＨＰに代えて、配管とポ
ンプを用いて冷媒を循環させる構成としてもよいが、ヒ
ートパイプＨＰを用いる方が、システム構成をより簡略
できるので望ましい。またこの場合、反応空気供給用の
ファンを、空気供給用マニホールドＭ１近傍に配置し、
燃料電池本体に反応空気を直線的に供給することがで
き、屈曲部分を有するダクト内を流通させる場合のよう
に圧損が殆どないので、ファンをより小型化することが
でき、システム構成上望ましい。 【００４２】（５） 回収した水を前記実施の形態で
は、燃料電池冷却用及び改質反応に使用しているがこれ
に限定されないのは言うまでもなく、加湿器での燃料ガ
スの加湿や反応空気の加湿に使用することもできる。 （６） なお、リン酸型燃料電池などのように燃料電池
本体から排出されるカソードガス中の水蒸気の殆どが反
応生成水に由来するものである場合、水の回収率はあま
り期待できないが、その他においては前記システムと略
同様の効果を奏する。 【００４３】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の燃料
電池システムによれば、燃料電池本体と、当該燃料電池
本体のアノード側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手
段と、カソード側に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と
を備えた燃料電池システムであって、前記燃料電池本体
のカソード側から排出される酸化剤の熱を、前記酸化剤
供給手段によって供給される酸化剤と熱交換すること
で、水を回収する水回収手段を備えているので、システ
ム構成が繁雑になることを極力抑えつつ、水回収を実現
するものである。 【００４４】また、前記水回収手段が、前記燃料電池本
体のカソード側から排出される酸化剤の通路に配置され
た水凝縮部を備えるものであって、前記空気供給手段
が、前記水凝縮部を冷却する送風部と、この送風部によ
って外気から水凝縮部内に送り込まれた空気を酸化剤と
して前記燃料電池本体に供給する燃料電池本体に隣接し
て配置されたダクトとを備えるので、水回収を簡素な構
成で実現すると同時に、燃料電池本体の放熱を防止する
ことによって当該燃料電池本体内の温度分布の均一化に
寄与する。 【００４５】また、本発明の燃料電池システムは、燃料
電池本体のカソード側から排出される酸化剤の通路と燃
料電池本体のカソード側に供給される酸化剤の通路とに
ヒートパイプを架設するというより簡単な構成で水回収
を実現する。また、前記燃料ガス供給手段が、水蒸気改
質して生成した水素リッチなガスを供給するものである
場合、この改質反応での水蒸気の水源に、前記水回収手
段によって回収される水を用いることができる。特に、
水回収手段において比較的高い水回収率が期待できる固
体高分子型燃料電池を用いたシステムであれば、当該回
収水をシステム内で利用することは効果的である。 【００４６】この固体高分子型燃料電池システムにおい
て、前記水回収手段によって回収した水を前記燃料ガス
及び空気等の酸化剤少なくとも一方の加湿に用いること
もできる。
に関する。 【０００２】 【従来の技術】燃料電池を用いて発電を行う燃料電池シ
ステムは、通常、燃料電池本体と、当該燃料電池本体に
燃料ガスである水素ガスを供給する水素ガス供給手段
と、空気等の酸化剤を燃料電池本体に供給するファン等
の酸化剤供給手段と、電池を冷却する電池冷却手段とか
ら構成されている。 【０００３】上記の水素ガス供給手段において、メタノ
ールやナフサなどの燃料を、水蒸気を用いて改質反応す
ることにより水素リッチな改質ガスを生成して、燃料電
池本体に供給するものがある。この場合、水蒸気改質反
応に用いる水蒸気の水源としては、システム外から別途
供給する水を用いるのが一般的であるが、特に、固体高
分子型燃料電池を用いたシステムの場合には、この改質
反応に用いる水の他に、通常、固体高分子膜の湿潤のた
めの水も必要であるので、システム全体の水収支の向上
が望まれる。 【０００４】このような課題に対して例えば、特開平７
−７３８９４号公報に、固体高分子型燃料電池本体から
排出されるカソードガスである空気から水凝縮器によっ
て水を回収し、回収された水を前記水蒸気改質反応、或
は燃料ガスや酸化剤の加湿に使用することで、システム
全体の水収支を向上させた技術が開示されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
システムにおいて、水凝縮器を作動させるためにはこれ
に冷媒を送り込む必要がある。例えば、水凝縮器に冷媒
として直接外気を送り込むことが考えられるが、この場
合には、酸化剤としての空気を供給するためのファンの
他にこの外気を送り込むためのファンを別途設置しなけ
ればならなず、反応空気を供給するためのファンの他に
さらにファンを設置することになって、システム構成が
それだけ繁雑になってしまうといった問題が残る。 【０００６】また、前記水凝縮器に水などの媒体を循環
させて、前記料電池本体から排出される空気を冷却する
ことも考えられるが、この場合にはこの空気の熱を外気
に放出するための例えば、ファンと熱交換器とからなる
放熱機構を設置することになり前記同様の問題が残って
しまう。そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされた
ものであって、システム構成が繁雑になることを極力抑
えながら、水回収が可能な燃料電池システムを提供する
ことを目的としてなされたものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、アノードとカソードとを配してなるセル
を備えた燃料電池本体と、当該燃料電池本体のアノード
側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、カソード
側に酸化剤を供給する酸化剤供給手段とを備えた燃料電
池システムであって、前記燃料電池本体のカソード側か
ら排出される酸化剤の熱を、前記酸化剤供給手段によっ
て供給される酸化剤と熱交換することで、前記カソード
側から排出される酸化剤から水を回収する水回収手段を
備えている。 【０００８】この構成によって、システム構成が煩雑に
なることを極力抑えつつ、水回収を実現することができ
る。即ち、水回収手段は、酸化剤供給手段が供給する酸
化剤に放熱するので、別途にファン等を設けなくても燃
料電池本体から排出される酸化剤を冷却して水を回収す
ることができる。また、燃料電池本体に供給される酸化
剤は、水回収において燃料電池本体から排出される酸化
剤を冷却する際に温められるので、燃料電池本体の反応
空気入口側と出口側での温度差が小さくなり、燃料電池
本体内部の温度分布が均一化されるという効果も奏す
る。 【０００９】ここで、前記燃料電池本体のカソード側か
ら排出される酸化剤の通路に水凝縮部を設置し、そして
この水凝縮部に酸化剤を供給する送風部を取り付け、さ
らに水凝縮器からダクトを前記燃料電池本体に隣接して
設けて、送風部によって外気から水凝縮部内に取り入れ
られた空気をこのダクトから燃料電池本体に酸化剤とし
て供給する構成とすれば、更に、燃料電池本体の当該ダ
クトと対向する部分からの放熱を防止する。これによっ
て燃料電池本体内の温度分布を均一化する効果は顕著に
なる。 【００１０】特に、燃料電池本体端部には、通常、金属
性で熱伝導性の高いエンドプレートが配されているので
温度低下しやすいが、ダクトをこのエンドプレートに燐
接して設ければ、エンドプレートからの放熱を防止し、
電池端部での温度低下を防止することができる。なお、
ダクトは断熱性を有するものである方が、前記燃料電池
本体の放熱を防止する効果は向上し、また、ダクト内を
流通する反応空気の温度低下をも防止することができる
ので望ましい。 【００１１】また、燃料電池本体のカソード側に供給さ
れる酸化剤の通路と、燃料電池本体のカソード側から排
出される酸化剤の通路とにヒートパイプを架設する構成
とすれば、カソード側から排出される酸化剤の熱は、こ
のヒートパイプを介してカソード側に供給される酸化剤
と熱交換されるので、水回収をより簡単な構成で実現す
ることができる。 【００１２】また、前記燃料ガス供給手段が、水蒸気生
成部と改質部とを備える改質器を用いて、原燃料から水
蒸気改質して得た水素リッチなガスを供給するものであ
る場合、前記水蒸気生成部で発生させる水蒸気の水源と
して、前記水回収手段によって得られる水を用いること
ができる。ここで、固体高分子型燃料電池を用いたシス
テムであれば、比較的高い水回収率が期待できるので、
前記水回収手段は極めて効果的である。 【００１３】加えて、固体高分子型燃料電池システムで
は、通常、前記改質反応に加え燃料電池本体を湿潤させ
るための水も必要であって多量の水を消費するため、水
を回収してシステム全体の水収支の向上を図る意義は大
きい。この固体高分子型燃料電池システムにおいて、前
記水回収手段によって回収した水を前記燃料ガス及び空
気少なくとも一方の加湿に用いることもできる。 【００１４】 【発明の実施の形態】以下、燃料電池システムの一例で
ある実施の形態に係る固体高分子型燃料電池システムに
ついて図面を参照にしながら説明する。図１は、固体高
分子型燃料電池システム１（以下「システム１」とい
う）の構成を示すブロック図である。 【００１５】これに示すように本システム１は、燃料電
池本体２と、メタノール等の原燃料を用いて水蒸気改質
して水素リッチな改質ガスを得る改質器３と、この改質
器３に外設されたバーナー３ａと、前記改質ガス中の一
酸化炭素を酸素存在下で選択的に酸化する選択酸化触媒
を配したＣＯ除去器４と、一酸化炭素が除去された水素
リッチな改質ガスを加湿するための加湿器５と、燃料電
池本体２から排出されるカソードガスである空気を冷却
して水を回収する水凝縮器６と、この水凝縮器６を経由
して燃料電池本体２に外気を送り込むファン７と、電池
本体冷却および改質反応に用いる水を貯蔵するためのタ
ンク８と、電池冷却のための循環水を冷却する熱交換器
９と、ガス系および水系配管１２〜１９と、水系配管１
７に挿設されたポンプ１０，水系配管１９に挿設された
ポンプ１１とから構成されている。 【００１６】燃料電池本体２は、図８に示すように（図
８は、燃料電池本体２の組立図である。）電解質層とし
ての固体高分子膜２０１の一方の側にアノード２０２を
配し、他方の側にカソード２０３を配したセル２０４
と、水素ガスチャネルが形成されたセパレータ板２０５
と、空気チャネルが形成されたセパレータ板２０６と、
冷却水通路が形成された冷却プレート２０７と、シール
部材２０８および２０９とが所定数積層され、その両面
が一対のエンドプレート２１０および２１１（図２参
照）で締付られて構成されている。なお、本実施の形態
では、アノードおよびカソードには、白金が担持された
カーボン粉末を結着剤によってカーボンペーパに固定し
て作製されたものを用いる。 【００１７】水素ガス供給・排出用マニホールドは、電
池スタックのコーナー部分に開設さた貫通孔によって形
成され、冷却水供給・排出用マニホールドは、それと別
のコーナー部分に開設された貫通孔によって形成されて
いる。また、反応空気の流通路を形成するために、前記
セパレータ板２０６の外周シール部にはガスチャネルと
連通された切り欠き部２０６ａが設けられている。 【００１８】改質器３は、図９に示すように、部分酸化
部３００と、水蒸気生成部３０１と、改質部３０２から
なる反応槽３０を有する。なお、図９は改質器３の構造
を示す正面図である。前記部分酸化部３００には、原燃
料を部分的に酸化して二酸化炭素と水素ガスを生成する
例えば、白金担持アルミナ等の触媒層が配されている。
当該部分酸化部３００はその上部で、配管１２と連結さ
れておりこの配管１２から原燃料が供給されて、さら
に、ファンによって空気の供給を受ける。 【００１９】前記水蒸気生成部３０１には、金属からな
る充填材が充填され部分酸化部３００で発生する熱を用
いて水蒸気を生成する。当該水蒸気生成部３０１はその
上部で、配管１９でタンク８と連結されており、この配
管１９からポンプ１１によって水蒸気の水源としての水
が供給される。前記改質部３０２には、部分酸化部３０
０からの高温の燃料を水蒸気生成部３０１で生成される
水蒸気を用いて、主に水素リッチなガスを生成する改質
触媒層が配されている。 【００２０】なお、前記改質器３の構成は、特願平８−
１２５９６９の明細書に記載されたものと同様のもので
ある。加湿器５は、配管１３で改質器３と連結され、配
管１４によって燃料電池本体２の前記水素ガス供給用マ
ニホールドと連結されている。そして、前記配管１３に
は、ＣＯ除去器４が挿設されている。 【００２１】前記改質器３で生成された改質ガスには、
略１０００ｐｐｍ程度の一酸化炭素が含まれるが、電極
反応に悪影響を与えるのを回避するために、前記ＣＯ除
去器４によって一酸化炭素が選択的に酸化されて略１０
０ｐｐｍと低濃度に除去される。そして、前記加湿器５
で加湿され、配管１４から燃料電池本体２に供給され
る。 【００２２】バーナ３ａは、配管１５によって前記水素
ガス排出用マニホールドと連結されており、燃料電池本
体２から排出される未反応水素ガスは当該バーナ３ａに
よって燃焼され、前記改質器３の熱源として用いられ
る。また、前記冷却水供給用マニホールドは、配管１７
によってタンク８と、前記冷却水排出用マニホールドは
配管１８によってタンク８と連結されており、ポンプ１
０の駆動によりタンク８内の水が配管１７から燃料電池
本体２に供給される。そして、前記冷却水排出用マニホ
ールドから排出された電池冷却に供された水は、前記配
管１８に挿設された熱交換器９で所定温度に冷却されて
タンク８内に貯蔵される。これによって、タンク８内の
貯蔵水は所定の温度に維持される。 【００２３】次に、上記システム１における水回収手段
について説明する。図２は、前記システム１の要部組立
図であり、図３は、図２でのＸ線矢視正面図である。本
実施の形態では水凝縮器６として、公知のプレートフィ
ン型熱交換器を用いる。 【００２４】この水凝縮器６は、水平方向にガス流通路
Ｔ１が開設されたプレートＰ１と垂直方向にガス通路Ｔ
２が開設されたプレートＰ２とが、交互に積層された積
層体である（図２では、４枚のプレートＰ１と３枚のプ
レートＰ２とが積層されている。）。そして、水平方向
のガス通路Ｔ１には、フィン６１が挿設されて熱交換率
の向上を図っている。 【００２５】なお、フィン６１としては、図４に示すよ
うな構造のものを用いることができる。このような水凝
縮器６は、次のように燃料電池本体２に対して設置され
る。つまり、燃料電池本体２の反応空気排出側の側面２
ａに枠体６２を取着し、この枠体６２の内周６２ａに中
空で角筒状の連結部材６３を立設し、当該連結部材６３
に前記水凝縮器６が取り付けられている。 【００２６】この構成によって、燃料電池本体２から排
出されるカソードガスである空気（以下「排空気」とい
う。）は連結部材６３の内周側壁６３ａが形成する通路
から、前記ガス通路Ｔ１に拡散される。なお、この連結
部材６３の側壁がなす通路の長さはできるだけ短い方が
当該通路内での水凝縮を防止できるので望ましい。ま
た、水凝縮器６の上面には、マニホールド６４が取着さ
れており、このマニホールド６４の中央部にはファン７
が取り付けられている。そして、水凝縮器６の前記ガス
通路Ｔ２に空気を送り込む。 【００２７】水凝縮器６には、ファン７が送る空気を、
水凝縮器６から燃料電池本体２に反応空気として案内す
るダクト２０が、その入口側２０ａが前記ガス通路Ｔ２
と連通し、その出口２０ｂが燃料電池本体２の空気入り
口側２ｂに望み、前記切り欠き部２０６ａと連通された
状態で取り付けられている。また、このダクト２０は、
燃料電池本体２の下面のエンドプレート２１１の表面の
略全面に接触し、断熱性を有するものである。 【００２８】なお、ダクト２０は屈曲しているため、電
池入口付近では主にコーナー部分（２箇所）での圧損に
より風量が低下するので、前記ファン７の送風量は少し
多めに設定することが望ましい。また、空気流通路下流
側で水凝縮器６の下部には、水受け板６５が取着されて
いる。そして、この水受け板６５に、連結管１６ａが取
着され、当該連結管１６ａは前記配管１６と連結され、
回収された水は前記タンク８に貯蔵される構成となって
いる。 【００２９】以上の構成のシステム１では、通常作動時
には、以下のように作動する。改質器３は、タンク８か
らポンプ１１によって水の供給を受けて、改質器３内の
水蒸気生成部３０１で水蒸気を生成し、この水蒸気を燃
料とを用いて改質部３０２で水素リッチなアノードガス
を生成する。そして、当該改質ガスはＣＯ除去器４で一
酸化炭素が低濃度に低減された後、次に加湿器５で所定
の湿度になるように加湿されて燃料電池本体２に供給さ
れる。一方、反応空気がファン７によって供給されて発
電がなされる。なお、燃料電池本体２を所定の温度に維
持するよう冷却水が循環される。 【００３０】燃料電池本体２のカソード側からの電池作
動温度付近の温度に達した排空気は、水凝縮器６内の前
記ガス通路Ｔ１を流れ、その際、前記ガス通路Ｔ２に供
給される室温程度の空気に対して放熱し冷却される。前
記排空気には、カソードでの還元反応による反応生成水
や、アノードガスが加湿されることで、アノード側から
固体高分子膜内を移動してきた水が水蒸気として含有さ
れているので、このように冷却されれば、排空気中に含
有された水蒸気は凝縮される。 【００３１】この凝縮水は、前記水受け板６５で収集さ
れ、配管１６を通ってタンク８に貯蔵され、改質反応や
燃料電池本体を冷却する循環水として利用される。この
ようにシステム１では、１つのファン７で、水回収のた
めの排空気の冷却と、反応空気の供給をなすので、その
ぶんシステム構成が簡素である。また、排空気の冷却に
供されたファン７によって取り入れられた空気は、排空
気の冷却によって温められ、この温められた空気が反応
空気として燃料電池本体に供給されるので、燃料電池本
体内の温度分布は均一化される。特に、燃料電池本体の
空気入口側と出口側との温度差を小さくすることができ
る。 【００３２】さらに、本システム１においては、エンド
プレート２１１が略全面が断熱性のダクト２０と接触し
ているので、エンドプレート２１１からの放熱は防止さ
れる。従って、当該ダクトは、燃料電池本体２内の温度
分布を均一化するのに寄与することになる。このように
燃料電池本体内の温度が均一化されれば、電極における
電気化学的反応はより均一に進行するので、電池電圧及
び電池寿命を向上させることができる。 【００３３】なお、前記ダクト２０は、エンドプレート
に接触していなくても、この放熱防止が可能な程度に離
隔して配してもよい。 〔実施例〕上記実施の形態に基づいた固体高分子型燃料
電池システムにおいて、電流密度；５００ｍＡ／ｃｍ
２、電池作動温度；８０℃、外気温度；室温（２０℃〜
３０℃）、反応空気利用率；２０％、水凝縮器の熱交換
能力；７０％，水素ガス加湿温度；８０℃，出力１ＫＷ
の条件で運転させた場合の水の回収量並びにガス温度を
測定した。 【００３４】燃料電池本体から排出される排空気は、水
凝縮器で略８０℃から略５０〜６０℃に冷却され、水の
回収量は８．３ｃｃ／ｍｉｎであった。なお、前記の条
件で運転した場合に理論的に得られる水分量は、４６．
６ｃｃ／ｍｉｎ（計算値）であることから、本システム
の水回収率は１７．８％である。 【００３５】次に、当該システムでの燃料電池本体のセ
ル積層方向の温度分布を測定した。この温度分布の測定
結果を同図５（ａ）に示した。 〔比較例〕比較例として、図５（ｂ）に示すように、反
応空気を供給するためのファンと、排空気を冷却するた
めのファンとを別個に設置した固体高分子型燃料電池シ
ステムを用い、前記実施例と同様の条件で運転した場合
の燃料電池本体内のセル積層方向の温度分布を測定し
た。この測定結果を同図５（ｂ）に示した。 【００３６】比較例の燃料電池システムでは、図５
（ｂ）に示すように、燃料電池本体内の温度は、反応空
気入口側が略４０℃で、反応空気出口側が略８０℃であ
り、略４０℃近い温度差があった。一方、図５（ａ）に
示すように本発明に係るシステムの場合には、燃料電池
本体内の空気入口側と出口側の温度差は、約１０℃と比
較例と比べて極めて小さかった。これは、燃料電池本体
に供給される反応空気が、水凝縮器を通過することで略
電池作動温度近くまで加熱されているからである。実際
その空気温を測定すると７０℃〜７５℃付近であった。 【００３７】また、実施例では、燃料電池本体の下端部
分での低温の領域（７０℃）が、比較例に比べて狭かっ
た。これは、上述したようにダクト２０をエンドプレー
ト２１１に密接させて配置してあるため、放熱が防止さ
れたからである。なお、図５は、燃料電池本体の正面図
である。 〔変形例〕 （１） 前記燃料電池本体２を水凝縮器６と共に９０°
回転して、当該燃料電池本体２からの排空気の流れる方
向を重力方向と同方向とすれば、凝縮された水が重力に
よって滴下されるので、凝縮器内に滞留する水をも回収
することができ水回収効率が向上する。 【００３８】（２） ファン７を水凝縮器の下部に取り
付け、ダクトの配置を電池スタック上面と接触するよう
に配置することもできる。この場合も前記同様の効果を
奏する。 （３） 図６に示すように水凝縮器を前記連結板６３を
介在させて直列に連結し、各水凝縮器を冷却するファン
Ｆ１を上面（図６では、燃料電池本体に隣接した水凝縮
器）に、他方ファンＦ２を下面（図６では、燃料電池本
体に離隔した水凝縮器）に設置した構成にすることもで
きる。この場合、上下のエンドプレート２１０および２
１１それぞれに、各水凝縮器から延設され端部で合流す
るダクトＤ１，Ｄ２を密接させれば、燃料電池本体上下
らの放熱を防止することができ、燃料電池本体内の温度
分布は一層均一化される。 【００３９】なお、前記ファンＦ１，Ｆ２の送風量を前
記の場合の略半分にしても、反応空気は電池スタックの
積層方向上下側から供給されることになるので、低送風
量でも電池スタックの積層方向に渡って均一に反応空気
を供給するという効果も奏する。 （４） 図７に示すように電池スタックに対して反応空
気供給・排出用マニホールドＭ１，Ｍ２を取り付け、そ
れらマニホールドＭ１，Ｍ２空間にヒートパイプＨＰを
架設し、反応空気排出用マニホールドＭ２空間内の排空
気の熱をこのヒートパイプＨＰを介して反応空気供給用
マニホールドＭ１空間内の空気と熱交換することで、水
回収する構成とすることもできる。 【００４０】この構成によれば、前記放熱機構における
ファンを反応空気供給用のファンと共用とするため、シ
ステム構成がそれだけ簡素になる。なお、ヒートパイプ
ＨＰはエンドプレートの外部（外気側）ではなく、エン
ドプレートの内部（電池側）に設ければ、電池内温度の
均一化を図るという効果を奏する。 【００４１】前記ヒートパイプＨＰに代えて、配管とポ
ンプを用いて冷媒を循環させる構成としてもよいが、ヒ
ートパイプＨＰを用いる方が、システム構成をより簡略
できるので望ましい。またこの場合、反応空気供給用の
ファンを、空気供給用マニホールドＭ１近傍に配置し、
燃料電池本体に反応空気を直線的に供給することがで
き、屈曲部分を有するダクト内を流通させる場合のよう
に圧損が殆どないので、ファンをより小型化することが
でき、システム構成上望ましい。 【００４２】（５） 回収した水を前記実施の形態で
は、燃料電池冷却用及び改質反応に使用しているがこれ
に限定されないのは言うまでもなく、加湿器での燃料ガ
スの加湿や反応空気の加湿に使用することもできる。 （６） なお、リン酸型燃料電池などのように燃料電池
本体から排出されるカソードガス中の水蒸気の殆どが反
応生成水に由来するものである場合、水の回収率はあま
り期待できないが、その他においては前記システムと略
同様の効果を奏する。 【００４３】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の燃料
電池システムによれば、燃料電池本体と、当該燃料電池
本体のアノード側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手
段と、カソード側に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と
を備えた燃料電池システムであって、前記燃料電池本体
のカソード側から排出される酸化剤の熱を、前記酸化剤
供給手段によって供給される酸化剤と熱交換すること
で、水を回収する水回収手段を備えているので、システ
ム構成が繁雑になることを極力抑えつつ、水回収を実現
するものである。 【００４４】また、前記水回収手段が、前記燃料電池本
体のカソード側から排出される酸化剤の通路に配置され
た水凝縮部を備えるものであって、前記空気供給手段
が、前記水凝縮部を冷却する送風部と、この送風部によ
って外気から水凝縮部内に送り込まれた空気を酸化剤と
して前記燃料電池本体に供給する燃料電池本体に隣接し
て配置されたダクトとを備えるので、水回収を簡素な構
成で実現すると同時に、燃料電池本体の放熱を防止する
ことによって当該燃料電池本体内の温度分布の均一化に
寄与する。 【００４５】また、本発明の燃料電池システムは、燃料
電池本体のカソード側から排出される酸化剤の通路と燃
料電池本体のカソード側に供給される酸化剤の通路とに
ヒートパイプを架設するというより簡単な構成で水回収
を実現する。また、前記燃料ガス供給手段が、水蒸気改
質して生成した水素リッチなガスを供給するものである
場合、この改質反応での水蒸気の水源に、前記水回収手
段によって回収される水を用いることができる。特に、
水回収手段において比較的高い水回収率が期待できる固
体高分子型燃料電池を用いたシステムであれば、当該回
収水をシステム内で利用することは効果的である。 【００４６】この固体高分子型燃料電池システムにおい
て、前記水回収手段によって回収した水を前記燃料ガス
及び空気等の酸化剤少なくとも一方の加湿に用いること
もできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る燃料電池システムの構成を示
すブロック図である。 【図２】前記システムにおける燃料電池本体を含む水回
収手段を示す要部組立図である。 【図３】図２におけるＸ−Ｘ線矢視正面図である。 【図４】水回収手段におけるフィンの種々の構造を示す
斜視図である。 【図５】実施例および比較例に係る燃料電池システムの
固体高分子型燃料電池本体を含む要部正面図である。 【図６】別な水回収手段の構成を示す正面図である。 【図７】更に、別な水回収手段の構成を示す斜視図であ
る。 【図８】前記システムにおける固体高分子型燃料電池本
体の構成を示す要部組立図である。 【図９】前記システムにおける改質器の構成を示す正面
図である。 【符号の説明】 １ 固体高分子型燃料電池システム ２ 固体高分子型燃料電池本体 ６ 水凝縮器 Ｐ１，Ｐ２ プレート Ｔ１ 排空気通路 Ｔ２ 反応空気通路 ６１ フィン ６２ 枠体 ６３ 連結板 ６４ マニホールド ６５ 水受け板 ７ ファン ２０ ダクト Ｆ１，Ｆ２ ファン Ｄ１，Ｄ２ ダクト ＨＰ ヒートパイプ
すブロック図である。 【図２】前記システムにおける燃料電池本体を含む水回
収手段を示す要部組立図である。 【図３】図２におけるＸ−Ｘ線矢視正面図である。 【図４】水回収手段におけるフィンの種々の構造を示す
斜視図である。 【図５】実施例および比較例に係る燃料電池システムの
固体高分子型燃料電池本体を含む要部正面図である。 【図６】別な水回収手段の構成を示す正面図である。 【図７】更に、別な水回収手段の構成を示す斜視図であ
る。 【図８】前記システムにおける固体高分子型燃料電池本
体の構成を示す要部組立図である。 【図９】前記システムにおける改質器の構成を示す正面
図である。 【符号の説明】 １ 固体高分子型燃料電池システム ２ 固体高分子型燃料電池本体 ６ 水凝縮器 Ｐ１，Ｐ２ プレート Ｔ１ 排空気通路 Ｔ２ 反応空気通路 ６１ フィン ６２ 枠体 ６３ 連結板 ６４ マニホールド ６５ 水受け板 ７ ファン ２０ ダクト Ｆ１，Ｆ２ ファン Ｄ１，Ｄ２ ダクト ＨＰ ヒートパイプ
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(56)参考文献 特開 昭62−229768（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−109422（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−73894（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−51058（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−54900（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−326005（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−188015（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−284107（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−247505（ＪＰ，Ａ)
実開 昭58−159165（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 8/00 - 8/24
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】アノード及びカソードを配したセルを備え
た燃料電池本体と、当該燃料電池本体のアノード側に燃
料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、カソード側に酸
化剤を供給する酸化剤供給手段とを備えた燃料電池シス
テムであって、前記燃料電池本体のカソード側から排出
される酸化剤の熱を、前記酸化剤供給手段によって供給
される酸化剤と熱交換することで、前記カソード側から
排出される酸化剤から水を回収する水回収手段を備えて
いることを特徴とする燃料電池システムにおいて、 前記水回収手段は、前記燃料電池本体のカソード側から
排出される酸化剤の通路に配置され、当該酸化剤を冷却
することによって水を凝縮する水凝縮部を備え、 前記酸化剤供給手段は、当該水凝縮部に酸化剤を送り込
む送風部と、 燃料電池本体に隣接して設けられ、前記送風部により水
凝縮部に送り込まれた酸化剤を燃料電池本体に案内する
ダクトと、を備えることを 特徴とする燃料電池システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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