JP4645063B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
陰極反応:2H+ + 2e− + (1/2)O2 → H2O ・・・(2)
ステップS160は第1実施形態のステップS30と同じ制御なのでここでの説明は省略する。
9 水ポンプ(水供給手段)
10 循環流路
11 バブルセンサ(気泡検出手段)
20 負圧ポンプ(圧力調整手段)
21 気液共用ポンプ(水供給手段、圧力調整手段)
27 圧力センサ(圧力検出手段)
28 圧力センサ(圧力検出手段)
52 セパレータ
53 アノード流路(ガス流路)
54 カソード流路(ガス流路)
55 水流路
Claims (14)
- ポーラスタイプのセパレータを燃料電池のアノード側とカソード側の少なくともどちらか一方に備えた燃料電池システムにおいて、
前記セパレータの一方の面に設けられ、前記燃料電池のアノードまたはカソードに供給する反応ガスが流れるガス流路と、
前記ガス流路を設けた前記セパレータの背面に設けられた水流路と、
前記燃料電池に水を供給する水供給手段と、
前記水供給手段によって供給される水の圧力を調整する水圧力調整手段と、
前記燃料電池の起動時に前記セパレータの乾燥状態を検出する乾燥状態検出手段と、
前記乾燥状態検出手段によって前記セパレータが乾燥していると判断された場合に、前記水圧力調整手段によって前記水流路と前記ガス流路に圧力差を発生させ、前記セパレータを加湿する加湿制御手段と、を備えたことを特徴とする燃料電池システム。 - 前記加湿制御手段は、前記水供給手段によって前記水流路に水を供給することを特徴とした請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記加湿制御手段は、前記水供給手段によって供給される水を前記ガス流路へ選択的に切り換える水切替手段を備え、前記水切替手段によって前記ガス流路に水を供給することを特徴とした請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記加湿制御手段は、前記水流路の圧力を調整する圧力調整手段を備え、前記水圧力調整手段に加え、前記圧力調整手段によって前記水流路と前記ガス流路に圧力差を発生させ、前記セパレータを加湿することを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。
- 前記圧力調整手段は、前記水流路の圧力を負圧にすることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池システム。
- 前記加湿制御手段は、前記ガス流路内の水を排出する水排出手段を備え、前記セパレータを加湿した後に、前記水排出手段によって前記ガス流路内の水を排出し、前記燃料電池による発電を開始することを特徴とする請求項3から5のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
- 前記乾燥状態検出手段は、前記燃料電池の運転停止時間を検出する運転停止時間検出手段を備え、前記運転停止時間が所定時間よりも長い場合に前記セパレータが乾燥していると判断することを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
- 前記乾燥状態検出手段は、前記燃料電池の運転停止時間を検出する運転停止時間検出手段と、
前記燃料電池の停止時の温度を検出し、温度履歴を記憶する温度検出手段と、を備え、前記運転停止時間と前記温度履歴に基づいて前記セパレータの乾燥状態を検出することを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載の燃料電池システム。 - 前記乾燥状態検出手段が、前記水流路の気泡を検出する気泡検出手段を備え、前記水流路内の水に気泡が混入していると前記セパレータが乾燥していると判断することを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
- 前記乾燥状態検出手段が、前記ガス流路の圧力を検出する圧力検出手段を備え、前記圧力が所定圧力よりも低い場合には、前記セパレータが乾燥していると判断することを特徴とした請求項1から9のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
- 前記水供給手段によって前記水流路へ水を循環させる水循環流路と、
前記水流路と前記循環流路を遮断する遮断手段と、を備え、
氷点下起動時に前記セパレータが乾燥していると、前記遮断手段によって前記水流路を遮断し、前記燃料電池を発電させ、前記燃料電池の温度が所定温度を超えた後に前記加湿制御手段により前記セパレータを加湿することを特徴とする請求項1から10のいずれか一つに記載の燃料電池システム。 - 前記氷点下起動時に、前記燃料電池の温度が前記所定温度よりも低い氷点を超えると、前記水循環流路に水を循環させることを特徴とする請求項11に記載の燃料電池システム。
- 前記循環流路を流れる水の循環流量を制御する流量制御手段を備え、
前記氷点下起動時に前記流量制御手段によって制御された前記水循環路を循環する循環流量が、前記所定温度を超えた後に流れる循環流量よりも少ないことを特徴とする請求項12に記載の燃料電池システム。 - 前記氷点下起動時に、前記燃料電池の温度が氷点を超えると、前記水供給手段によって前記水流路に水を供給し、前記遮断手段によって前記水流路と前記循環流路を遮断し、前記水流路に水を充填させることを特徴とする請求項11から13のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
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