(57)【要約】【課題】短時間で効率よく暖機することができる、燃料電池システムを提供する。【解決手段】循環燃料タンク２２の循環室５２には、潜熱蓄熱材（過冷却蓄熱材）５４と、潜熱蓄熱材５４に接続された発核アクチュエータ５５とが設けられている。冷間時に、発核アクチュエータ５５を動作させて、過冷却状態の潜熱蓄熱材５４に固相の核を生じさせることにより、潜熱蓄熱材５４を液相から固相に相転移させることができる。相転移により、潜熱蓄熱材５４から潜熱が放出され、その潜熱により、循環燃料タンク２２内に貯留されている液体燃料が暖められる。そのため、暖機のための液体燃料電池２の自己発熱を不要とすることができるか、または、その自己発熱させる時間を短縮することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜／電極接合体を備える燃料電池と、
前記燃料電池に供給される液体燃料が循環する燃料循環路と、
前記燃料循環路を循環する液体燃料が貯留される燃料タンクと、
前記燃料タンク内に、少なくとも一部が液体燃料に浸かるように配設された潜熱蓄熱材と、
前記潜熱蓄熱材に接続され、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に固相の核を生じさせる発核アクチュエータとを備える、燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料循環路に介装された燃料循環ポンプと、
前記燃料循環路内の液体燃料の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出される温度が所定温度未満であるときに、前記燃料循環ポンプを停止させた状態で、前記発核アクチュエータを動作させ、前記温度検出手段によって検出される温度が前記所定温度以上に上昇した後、前記燃料循環ポンプを作動させる制御手段とをさらに備える、請求項１に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体燃料電池を備える燃料電池システムが知られている。液体燃料電池は、たとえば、固体高分子膜の両側にアノード（燃料極）およびカソード（酸素極）を貼り合わせて一体化した膜／電極接合体を備えている。アノードにヒドラジンなどの液体燃料が供給されるとともに、カソードに空気が供給されると、発電反応が生じ、アノードとカソードとの間に起電力が発生する。
【０００３】
液体燃料電池は、冷間時に、十分な発電性能を発揮することができない。そのため、燃料電池システムの冷間始動時には、燃料電池システムを低効率運転させて、液体燃料電池の自己発熱による暖機が行われる。しかしながら、液体燃料電池の自己発熱による暖機は、暖機完了までに費やされる時間および液体燃料が無駄になるという問題があった。
【０００４】
水素ガスと酸素ガスとの反応によって発電する燃料電池を備えるシステムにおいて、燃料電池の冷却経路を流通する冷媒に潜熱蓄熱材を用い、過冷却液体状態の潜熱蓄熱材に刺激を与えて、潜熱蓄熱材を結晶化させることにより、潜熱蓄熱材から放出される潜熱で燃料電池システムを暖機することが提案されている。この構成であれば、燃料電池システムの暖機のための燃料電池の自己発熱を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１６３４１号公報
【特許文献２】特開２００４−３２７１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、かかる提案の構成では、冷却経路上で熱エネルギの損失が生じ、燃料電池システムを効率よく暖機することができない。
【０００７】
本発明の目的は、短時間で効率よく暖機することができる、燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、膜／電極接合体を備える燃料電池と、前記燃料電池に供給される液体燃料が循環する燃料循環路と、前記燃料循環路を循環する液体燃料が貯留される燃料タンクと、前記燃料タンク内に、少なくとも一部が液体燃料に浸かるように配設された潜熱蓄熱材と、前記潜熱蓄熱材に接続され、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に固相の核を生じさせる発核アクチュエータとを備える。
【０００９】
この構成によれば、冷間時に、発核アクチュエータを動作させて、過冷却状態の潜熱蓄熱材に固相の核を生じさせることにより、潜熱蓄熱材を液相から固相に相転移させることができる。相転移により、潜熱蓄熱材から潜熱が放出され、その潜熱により、燃料タンク内に貯留されている液体燃料が暖められる。そのため、暖機のための燃料電池の自己発熱を不要とすることができるか、または、その自己発熱させる時間を短縮することができる。その結果、暖機のために費やされる液体燃料の量を低減することができる。また、潜熱蓄熱材から放出される潜熱により、燃料電池に供給される液体燃料が直接暖められるので、液体燃料が間接的に暖められる場合と比較して、熱エネルギの損失が少なく、短時間で暖機を完了させることができる。
【００１０】
よって、短時間で効率よく暖機することができる。
【００１１】
また、燃料電池の自己発熱が不可能な低温時においても、潜熱蓄熱材から放出される潜熱により、液体燃料を燃料電池の自己発熱が可能な温度にまで昇温させることができ、燃料電池の自己発熱による暖機を可能にすることができる。
【００１２】
燃料電池システムは、燃料循環路に介装された燃料循環ポンプと、燃料循環路内の液体燃料の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段によって検出される温度が所定温度未満であるときに、燃料循環ポンプを停止させた状態で、発核アクチュエータを動作させ、温度検出手段によって検出される温度が所定温度以上に上昇した後、燃料循環ポンプを作動させる制御手段とをさらに備えていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、液体燃料の温度が所定温度に達していない状態で、燃料循環ポンプが駆動されることを防止できる。これにより、燃料電池の自己発熱が不可能な低温時に、燃料循環ポンプが駆動されることによるエネルギの無駄を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、短時間で効率よく暖機することができ、暖機に費やされる時間および液体燃料の無駄を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置が適用される燃料電池システムの構成図である。
【図２】燃料電池システムの電気的構成の要部を示すブロック図である。
【図３】暖機制御の内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
＜システム構成＞
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置が適用される燃料電池システムの構成図である。
【００１９】
燃料電池システム１は、たとえば、モータを走行用駆動源として搭載した車両（自動車）に搭載される。燃料電池システム１は、液体燃料電池２、燃料循環機構３および給排気機構４を備えている。
【００２０】
液体燃料電池２は、所定数（たとえば、１００〜２００）のセルが一方向に積層された、いわゆるセルスタックを有している。各セルは、膜／電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）、膜／電極接合体の両側に配置されたセパレータ、および膜／電極接合体と各セパレータとの間に介在されたガス拡散層（ＧＤＬ：Gas Diffusion Layer）を備えている。
【００２１】
膜／電極接合体は、固体高分子膜１１の両側にアノード（燃料極）１２およびカソード（酸素極）１３を貼り合わせて一体化したものである。固体高分子膜１１は、たとえば、アニオン（ＯＨ−）を透過させる性質を有する。
【００２２】
セパレータの両面には、たとえば、葛折り状に屈曲した凹溝（図示せず）が形成されている。アノード１２に対向する凹溝は、燃料流路として形成されている。燃料流路の一端および他端は、それぞれ燃料入口１４および燃料出口１５に接続されている。膜／電極接合体のカソード１３に対向する凹溝は、エア流路として形成されている。エア流路の一端および他端は、それぞれエア入口１６およびエア出口１７に接続されている。
【００２３】
また、液体燃料電池２には、液体燃料電池２から出力される電力を蓄えておくための二次電池５が昇圧コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）６を介して接続されている。液体燃料電池２から出力される電力は、昇圧コンバータ６で昇圧されて、二次電池５に供給される。
【００２４】
燃料循環機構３には、燃料供給タンク２１、循環燃料タンク２２および気液分離器２３が含まれる。
【００２５】
燃料供給タンク２１には、たとえば、液体燃料である常温のヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）が貯留されている。燃料供給タンク２１には、燃料補給管２４の一端が接続されている。燃料補給管２４の他端は、循環燃料タンク２２に接続されている。燃料補給管２４の途中部には、燃料供給ポンプ２５が介装されている。
【００２６】
循環燃料タンク２２内は、仕切壁５１により、循環室５２およびリザーバ室５３に分けられている。仕切壁５１の上端と循環燃料サブタンク２２内の天面との間には、間隔が生じており、循環室５２とリザーバ室５３とは、それらの上部で互いに連通している。循環室５２およびリザーバ室５３には、電解液と混合された液体燃料、たとえば、水酸化カリウム水溶液と混合されたヒドラジンが貯留されている。
【００２７】
また、循環室５２には、潜熱蓄熱材（過冷却蓄熱材）５４と、潜熱蓄熱材５４に接続された発核アクチュエータ５５とが設けられている。潜熱蓄熱材５４は、少なくとも一部が循環室５２に貯留されている液体燃料（液体燃料を含む液体）に浸かるように、好ましくは、その全体が循環室５２に貯留されている液体燃料に浸かる位置に配置されている。
【００２８】
潜熱蓄熱材５４は、過冷却状態をとり得る材料からなる。その材料として、酢酸ナトリウム３水和物および糖アルコール類（エリスリトール、スレイトールなどに融点調整剤、過冷却調整剤、劣化防止剤を加えたもの）を例示することができる。
【００２９】
発核アクチュエータ５５は、過冷却状態の潜熱蓄熱材５４に刺激を与えることにより潜熱蓄熱材５４に固相の核を生じさせるものである。発核アクチュエータ５５としては、潜熱蓄熱材５４に電圧または超音波振動を付与するものや、機械的振動を付与するバネなど例示することができる。
【００３０】
循環燃料タンク２２には、循環室５２から液体燃料を送出するための第１送出管５６の一端と、リザーバ室５３から液体燃料を送出するための第２送出管５７の一端とが接続されている。第１送出管５６の他端は、三方弁５８の入口ポートの１つに接続されている。第２送出管５７の他端は、三方弁５８の別の１つの入口ポートに接続されている。三方弁５８の出口ポートには、燃料供給管２６の一端が接続されている。燃料供給管２６の他端は、液体燃料電池２の燃料入口１４に接続されている。燃料供給管２６の途中部には、燃料循環ポンプ２７が介装されている。
【００３１】
液体燃料電池２の燃料出口１５には、燃料排出管２８の一端が接続されている。燃料排出管２８の他端は、気液分離器２３に接続されている。
【００３２】
気液分離器２３の底部には、燃料帰還管２９の一端が接続されている。燃料帰還管２９の他端は、循環燃料タンク２２に接続されている。また、気液分離器２３の上部には、パージ管３０の一端が接続されている。パージ管３０の途中部には、パージ電磁弁３１が介装されている。
【００３３】
給排気機構４には、エアコンプレッサ４１、気液分離器４２および排ガス処理器４３が含まれる。
【００３４】
エアコンプレッサ４１の吸込口には、吸気管４４の一端が接続されている。
【００３５】
エアコンプレッサ４１の吐出口には、エア供給管４５の一端が接続されている。エア供給管４５の他端は、液体燃料電池２のエア入口１６に接続されている。
【００３６】
液体燃料電池２のエア出口１７には、エア排出管４６の一端が接続されている。エア排出管４６の他端は、気液分離器４２に接続されている。
【００３７】
気液分離器４２の底部には、還流管４７の一端が接続されている。還流管４７の他端は、気液分離器２３に接続されている。還流管４７の途中部には、還流電磁弁４８が介装されている。気液分離器４２の上部には、パージ管４９の一端が接続されている。パージ管４９の途中部には、エア背圧調整弁５０が介装されている。
【００３８】
液体燃料電池２による発電のために、三方弁５８の入口ポートの１つが選択的に開かれる。そして、燃料循環ポンプ２７が駆動される。燃料循環ポンプ２７が駆動されると、循環燃料タンク２２に貯留されている液体燃料（液体燃料を含む液体）が燃料供給管２６に吸い出される。そして、燃料供給管２６を液体燃料が流通し、その液体燃料が液体燃料電池２の燃料入口１４から液体燃料電池２の燃料流路に供給される。
【００３９】
また、液体燃料電池２による発電のために、エアコンプレッサ４１が駆動される。エアコンプレッサ４１が駆動されると、エア（大気）が吸気管４４に取り込まれる。吸気管４４に取り込まれたエアは、エアコンプレッサ４１で圧縮されて、エアコンプレッサ４１からエア供給管４５に送り出される。そして、エア供給管４５を流通するエアが液体燃料電池２のエア入口１６から液体燃料電池２のエア流路に供給される。
【００４０】
液体燃料電池２の燃料流路を液体燃料が流通し、エア流路をエアが流通すると、液体燃料電池２において、発電反応（電気化学反応）が生じ、その電気化学反応による起電力が発生する。
【００４１】
具体的には、アノード１２において、反応式（１）で示される反応が生じ、窒素ガス（Ｎ２）、水（Ｈ２Ｏ）および電子（ｅ−）が生成される。電子は、外部回路（図示せず）を介して、カソード１３に移動する。窒素ガスおよび水は、未反応の液体燃料とともに、燃料流路から燃料出口１５を通して燃料排出管２８に流出する。一方、カソード１３では、反応式（２）で示される反応が生じ、アニオン（ＯＨ−）が生成される。アニオンは、固体高分子膜１１を透過して、アノード１２に移動する。
【００４２】
Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−    ・・・（１）
【００４３】
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−    ・・・（２）
【００４４】
この結果、アノード１２とカソード１３との間に、発電反応（電気化学反応）による起電力が発生する。
【００４５】
液体燃料電池２の燃料流路を流通した液体は、燃料出口１５から燃料排出管２８に排出される。燃料排出管２８に排出される液体には、ヒドラジン、窒素ガスおよび水が含まれる。燃料排出管２８に排出される液体は、燃料排出管２８を通して、気液分離器２３に流入する。気液分離器２３では、燃料排出管２８から流入する液体からその液体に含まれる気体が分離される。
【００４６】
脱気された液体は、気液分離器２３内の下部（底部）に集まり、気液分離器２３から燃料帰還管２９を通して循環燃料タンク２２の循環室５２に戻る。
【００４７】
こうして、液体燃料を含む液体は、循環燃料タンク２２、燃料供給管２６、液体燃料電池２の燃料流路、燃料排出管２８、気液分離器２３および燃料帰還管２９を含む燃料循環路を循環する。
【００４８】
気液分離器２３内で液体から分離された気体は、気液分離器２３からパージ管３０に流出し、パージ管３０を排ガス処理器４３に向けて流通する。そして、パージ管３０を流通する気体は、排ガス処理器４３を経由して、大気に放出される。気体が排ガス処理器４３を経由することにより、気体から有害物質などが除去される。
【００４９】
液体燃料電池２のエア流路を流通したエアは、エア出口１７からエア排出管４６に排出される。
【００５０】
液体燃料電池２内では、水および液体燃料が膜／電極接合体のアノード１２から固体高分子膜１１を透過してカソード１３に移動する、いわゆるクロスリークが発生する。そのため、エア排出管４６に流出するエアには、そのクロスリークした液体燃料および水の蒸気が含まれる。
【００５１】
エア排出管４６に流出した気体は、エア排出管４６を流通して、気液分離器４２に流入する。気液分離器４２では、エア排出管４６から流入する気体とそのエアに含まれる液体とが分離される。
【００５２】
液体が除去された気体は、気液分離器４２からパージ管４９に流出し、パージ管４９を排ガス処理器４３に向けて流通する。そして、パージ管４９を流通する気体は、排ガス処理器４３を経由して、大気に放出される。気体が排ガス処理器４３を経由することにより、気体から有害物質などが除去される。
【００５３】
一方、脱気された液体は、気液分離器４２内の下部（底部）に集まる。還流電磁弁４８が閉じられている間、その液体は、気液分離器４２内の下部に溜められる。気液分離器４２内に溜められた液体は、還流制御が実行されることにより、気液分離器４２から循環燃料タンク２２に液体を還流される。具体的には、還流制御では、エア背圧調整弁５０の開度が小さくされて、気液分離器４２内の圧力が通常よりも高められた状態で、還流電磁弁４８が開かれる。気液分離器４２内の液体は、気液分離器４２内の圧力により、還流管４７を通して、気液分離器２３に送られる。気液分離器２３に流入した液体は、気液分離器２３内の下部（底部）に集まり、燃料帰還管２９を流通して、燃料帰還管２９から循環燃料タンク２２に戻る。
【００５４】
燃料電池システム１の稼働中に、循環燃料タンク２２に液体燃料を補給する必要が生じると、燃料供給ポンプ２５が駆動される。燃料供給ポンプ２５が駆動されると、燃料供給タンク２１から燃料補給管２４に液体燃料が汲み出される。そして、その液体燃料が燃料補給管２４を通して循環燃料タンク２２の循環室５２に供給される。
【００５５】
＜電気的構成＞
【００５６】
図２は、燃料電池システムの電気的構成の要部を示すブロック図である。
【００５７】
燃料電池システム１は、ＦＣ−ＥＣＵ（電子制御ユニット）６１を備えている。ＦＣ−ＥＣＵ６１は、ＣＰＵ６２およびメモリ６３を含む。
【００５８】
ＦＣ−ＥＣＵ６１には、燃料電池システム１に設けられた各種センサが接続されている。各種センサには、温度センサ６４が含まれる。温度センサ６４は、循環燃料タンク２２の循環室５２に貯留されている液体燃料の温度を検出する。
【００５９】
また、ＦＣ−ＥＣＵ６１は、車両に搭載されている車両ＥＣＵ７１と双方向に通信可能に接続されている。車両ＥＣＵ７１は、車両に備えられているアクセルペダルの操作量などに基づいて、走行用駆動源であるモータの駆動に必要な電力に応じた要求電力をＦＣ−ＥＣＵ６１に入力する。
【００６０】
ＦＣ−ＥＣＵ６１は、車両ＥＣＵ７１から入力される要求電力および各種センサから入力される信号に基づいて、昇圧コンバータ６、燃料供給ポンプ２５、燃料循環ポンプ２７、コンプレッサ４１および発核アクチュエータ５５の駆動を制御し、パージ電磁弁３１、還流電磁弁４８、エア背圧調整弁５０、三方弁５８の開閉を制御する。
【００６１】
＜暖機制御＞
【００６２】
図３は、暖機制御の内容を示すフローチャートである。
【００６３】
車両のイグニッションキースイッチがオンにされて、燃料電池システム１が始動（ＦＣ始動）される際には（ステップＳ１のＹＥＳ）、ＦＣ−ＥＣＵ６１により、以下の処理が実行される。
【００６４】
まず、温度センサ６４の出力が参照されて、循環燃料タンク２２の循環室５２に貯留されている液体燃料の温度（以下、単に「燃料温度」という。）が所定の閾値Ａよりも低いか否かが判定される（ステップＳ２）。
【００６５】
燃料温度が閾値Ａよりも低い場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、燃料電池システム１の暖機が必要であるうえ、液体燃料電池２における暖機発電が不能な状態（冷間）であると判断されて、発核アクチュエータ５５が駆動される（ステップＳ３）。燃料温度が閾値Ａよりも低い状態では、潜熱蓄熱材５４が過冷却状態になっている。発核アクチュエータ５５が駆動されると、発核アクチュエータ５５により、過冷却状態の潜熱蓄熱材５４に刺激が与えられて、潜熱蓄熱材５４に固相の核が生じる。この固相の核が生じると、潜熱蓄熱材５４が液相から固相に一気に相転移する。相転移により、潜熱蓄熱材５４から潜熱が放出され、その潜熱により、循環燃料タンク２２の循環室５２に貯留されている液体燃料が暖められる。
【００６６】
その後、燃料温度が所定の閾値Ｂを超えたか否かが判定される（ステップＳ４）。閾値Ｂは、閾値Ａよりも高い温度に設定されている。
【００６７】
潜熱蓄熱材５４から放出される潜熱で液体燃料が直接暖められ、液体燃料が閾値Ｂを超える温度に昇温すると（ステップＳ４のＹＥＳ）、燃料循環ポンプ２７の駆動が開始される（ステップＳ５）。これにより、液体燃料が燃料循環路を循環し始める。
【００６８】
その後、燃料温度が閾値Ａ以上に上昇したか否かが判定される（ステップＳ６）。
【００６９】
燃料温度が閾値Ａに達すると（ステップＳ６のＹＥＳ）、液体燃料電池２における暖機発電が可能であると判断されて、コンプレッサ４１が駆動されて、液体燃料電池２での暖機発電が開始される（ステップＳ７）。すなわち、液体燃料電池２での発電反応が開始され、その発電反応による発生する反応熱により、液体燃料電池２などの暖機が促進される。
【００７０】
その後、燃料温度が所定の閾値Ｃ以上になったか否かが判定される（ステップＳ８）。閾値Ｃは、閾値Ａよりも高い温度であり、燃料電池システム１の暖機を必要としない温度に設定されている。
【００７１】
燃料温度が閾値Ｃに達すると（ステップＳ８のＹＥＳ）、燃料電池システム１の暖機が完了したと判断され（ステップＳ９）、液体燃料電池２を通常発電させる通常発電制御が開始されて、この暖機制御のための処理がリターンされる。通常発電制御では、昇圧コンバータ６が制御されて、車両ＥＣＵ７１から入力される要求電力に応じた電力が昇圧コンバータ６から出力される。
【００７２】
液体燃料電池２の通常発電が開始されると、燃料温度がさらに上昇し、循環燃料タンク２２の循環室５２に戻される高温の液体燃料から潜熱蓄熱材５４が受熱し、潜熱蓄熱材５４が固体状態から液体状態に融解する。また、燃料電池システム１の運転が停止されると、循環燃料タンク２２の循環室５２に液体燃料が戻され、その循環室５２に貯留されている液体燃料が自然冷却される。そして、燃料温度が潜熱蓄熱材５４の融点以下に低下すると、潜熱蓄熱材５４が過冷却状態になり、潜熱蓄熱材５４に潜熱が蓄熱される。
【００７３】
一方、燃料電池システム１の始動時の燃料温度が閾値Ａ以上である場合には（ステップＳ２のＮＯ）、燃料温度が閾値Ｃよりも低いか否かが判定される（ステップＳ１０）。
【００７４】
燃料温度が閾値Ｃ以上である場合には（ステップＳ１０のＮＯ）、燃料電池システム１の暖機は不要であると判断されて、この暖機制御のための処理がリターンされる。
【００７５】
燃料温度が閾値Ａ以上かつ閾値Ｃ未満である場合には（ステップＳ１０のＹＥＳ）、燃料電池システム１の暖機が必要な状態（冷間）であると判断されて、発核アクチュエータ５５が駆動される（ステップＳ１１）。燃料温度が閾値Ｃよりも低い状態においても、潜熱蓄熱材５４が過冷却状態になっている。そのため、発核アクチュエータ５５が駆動されると、潜熱蓄熱材５４が液相から固相に相転移し、潜熱蓄熱材５４から放出される潜熱により、循環燃料タンク２２の循環室５２に貯留されている液体燃料が暖められる。
【００７６】
また、この場合には、燃料循環ポンプ２７の駆動が開始されて、液体燃料の循環が開始されるとともに、コンプレッサ４１が駆動されて、液体燃料電池２での暖機発電が開始される（ステップＳ１２）。これにより、潜熱蓄熱材５４から放出される潜熱による液体燃料の加熱と、液体燃料電池２における暖機発電による自己発熱による暖機とが並行して行われる。その結果、燃料電池システム１が急速に暖機される。
【００７７】
その後、燃料温度が閾値Ｃに達すると（ステップＳ１３のＹＥＳ）、燃料電池システム１の暖機が完了したと判断され（ステップＳ９）、液体燃料電池２を通常発電させる通常発電制御が開始されて、この暖機制御のための処理がリターンされる。
【００７８】
以上のように、冷間時に、発核アクチュエータ５５を動作させて、過冷却状態の潜熱蓄熱材５４に固相の核を生じさせることにより、潜熱蓄熱材５４を液相から固相に相転移させることができる。相転移により、潜熱蓄熱材５４から潜熱が放出され、その潜熱により、循環燃料タンク２２内に貯留されている液体燃料が暖められる。そのため、暖機のための液体燃料電池２の自己発熱を不要とすることができるか、または、その自己発熱させる時間を短縮することができる。その結果、暖機のために費やされる液体燃料の量を低減することができる。また、潜熱蓄熱材５４から放出される潜熱により、液体燃料電池２に供給される液体燃料が直接暖められるので、液体燃料が間接的に暖められる場合と比較して、熱エネルギの損失が少なく、短時間で暖機を完了させることができる。
【００７９】
よって、短時間で効率よく暖機することができる。
【００８０】
また、液体燃料電池２の暖機発電による自己発熱が不可能な低温時においても、潜熱蓄熱材５４から放出される潜熱により、液体燃料を液体燃料電池２の暖機発電が可能な温度にまで昇温させることができ、液体燃料電池２の自己発熱による暖機を可能にすることができる。
【００８１】
また、燃料温度が閾値Ｂ以下である状態では、燃料循環ポンプ２７が駆動されない。これにより、液体燃料電池２の暖機発電が不可能な低温時に、燃料循環ポンプ２７が駆動されることによるエネルギの無駄を防止することができる。
【００８２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
【００８３】
たとえば、前述の実施形態では、燃料電池システム１が車両に搭載された場合を例にとった。しかしながら、燃料電池システム１は、車両以外の装置に搭載されてもよいし、それ単独で電源として構成されてもよい。
【００８４】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１    燃料電池システム
２    液体燃料電池（燃料電池）
２２  循環燃料タンク（燃料タンク、燃料循環路）
２６  燃料供給管（燃料循環路）
２８  燃料排出管（燃料循環路）
２３  気液分離器（燃料循環路）
２９  燃料帰還管（燃料循環路）
５４  潜熱蓄熱材
５５  発核アクチュエータ
２７  燃料循環ポンプ
６１  ＦＣ−ＥＣＵ（制御手段）
６４  温度センサ（温度検出手段）
【図１】
2014197509.tif 000003
【図２】
2014197509.tif 000004
【図３】
2014197509.tif 000005