(57)【要約】【課題】急激な負荷変動時にも電池本体に供給される改質ガス中のＣＯ濃度を許容範囲内に抑えて、電池電圧が不安定にならないことを可能にすることと、過渡的なバーナ燃焼の不安定により発生するＣＯやメタン等の未燃分を処理して、安定した負荷追従機能を提供することのできる燃料電池システムを得ることを目的とする。【解決手段】原燃料を燃料改質器で改質して得た改質ガスを電池本体へ供給する燃料電池システムにおいて、前記電池本体の上流に、上記改質ガスを処理する光触媒反応器と、上記光触媒反応器へ紫外線を照射する紫外線照射装置を備えたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原燃料を燃料改質器で改質して得た改質ガスを電池本体へ供給する燃料電池システムにおいて、
前記電池本体の上流に、上記改質ガスを処理する光触媒反応器と、
上記光触媒反応器へ紫外線を照射する紫外線照射装置を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記光触媒反応器の上流に、前記改質ガスへ空気を混合するための空気供給手段をさらに備えたこと特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記電池本体の電池電圧が、所定値よりも低下しているときには、前記紫外線照射装置から紫外線を照射させて前記光触媒反応器の光触媒反応を行わせるとともに、前記空気供給手段により、前記改質ガスへ空気を混合するようにしたことを特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記紫外線照射装置の電源は、前記電池本体から供給するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記光触媒反応器には、光触媒を表面にコーティングした透明な球状樹脂からなる光触媒部材が充填されることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記光触媒反応器の前記光触媒部材を充填する容器は、前記紫外線照射装置から照射される紫外線を透過可能な透明壁を備えたことを特徴とする請求項５記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記光触媒反応器の前記光触媒部材を充填する容器は、前記紫外線照射装置から照射される紫外線を遮光する遮光部材からなり、上記紫外線照射装置から照射される紫外線を上記容器内部へ導く光導通手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記容器の内面には、光触媒がコーティングされていることを特徴とする請求項６または請求項７記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記光触媒は、酸化チタンであることを特徴とする請求項５または請求項８記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記光触媒は、酸化チタンにルテニウムを添加したものであることを特徴とする請求項請求項５または請求項８記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
原燃料を燃料改質器で改質して得た改質ガスを電池本体へ供給するとともに、上記電池本体から排出される排燃料を上記燃料改質器のバーナで燃焼処理する燃料電池システムにおいて、
上記バーナで燃焼処理された後の排ガスを処理する光触媒反応器と、
上記光触媒反応器へ紫外線を照射する紫外線照射装置を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１２】
前記電池本体の負荷変動が、所定値よりも大きい場合には、前記紫外線照射装置から紫外線を照射させて前記光触媒反応器の光触媒反応を行わせるようにしたことを特徴とする請求項１１記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
前記電池本体の起動時に、前記紫外線照射装置から紫外線を照射させて前記光触媒反応器の光触媒反応を行わせるようにしたことを特徴とする請求項１１記載の燃料電池システム。
【請求項１４】
前記電池本体の停止時に、前記紫外線照射装置から紫外線を照射させて前記光触媒反応器の光触媒反応を行わせるようにしたことを特徴とする請求項１１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、原燃料を燃料改質器で改質して得た改質ガスを電池本体へ供給する燃料電池システム、および、原燃料を燃料改質器で改質して得た改質ガスを電池本体へ供給するとともに、上記電池本体から排出される排燃料を上記燃料改質器のバーナで燃焼処理する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に燃料電池システムは、都市ガスなどの炭化水素系燃料を改質して得られる水素と、空気中の酸素とを電気化学的に反応させて発電するものであり、高い発電効率が得られる特長がある。しかも大気汚染物質の排出が少なく低騒音という環境性に優れた発電システムとして評価されている。燃料電池は、電解質の種類により型式が分けられるが、最近では、電解質に固体高分子膜を用いたタイプの燃料電池を用いて、一般家庭用をターゲットとした開発が盛んに進められている。
【０００３】
このような燃料電池システムの構成例として、改質器、ＣＯ変成器、ＣＯ選択酸化器および燃料電池本体から構成されるシステムがある（例えば特許文献１参照）。都市ガス配管から供給される原燃料は、改質に必要な水蒸気と混合された後、改質器に供給されて、次の化学反応式で示される改質反応とシフト反応が同時に進行して水素リッチ（水素濃度が高いこと。以下同じ）な改質ガスとなる。
【０００４】
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ  →  ＣＯ２＋３Ｈ２  （改質反応）
【０００５】
ＣＯ  ＋Ｈ２Ｏ  →  ＣＯ２＋  Ｈ２  （シフト反応）
【０００６】
次に、改質ガス中のＣＯ濃度を更に低減してより水素リッチな改質ガスを得るために、改質器を出たガスはＣＯ変成器に供給されて、次に示すシフト反応によりＣＯ濃度が低減される。このとき、ＣＯ変成器出口のＣＯ濃度は約１％となる。
【０００７】
ＣＯ  ＋Ｈ２Ｏ  →  ＣＯ２＋  Ｈ２  （シフト反応）
【０００８】
改質ガス中に含まれるＣＯは、電池本体の触媒毒となることが知られており、その運転温度が低いほど電池本体の電圧低下は顕著となる。特に、固体高分子型燃料電池の運転温度は約８０℃と比較的低い温度であるため、ＣＯ濃度の許容値としては１０ｐｐｍ程度に抑えることが必要である。そのため、従来の固体高分子型燃料電池システムでは、ＣＯ変成器の下流にＣＯ選択酸化器を設置することが必要とされており、ＣＯ変成器を出た改質ガスに少量の空気を混合させてＣＯ選択酸化器に供給し、そこで次に示すＣＯ酸化反応を選択的に進行させてＣＯ濃度を低減していた。
【０００９】
ＣＯ  ＋（１／２）Ｏ２  →  ＣＯ２  （ＣＯ酸化反応）
【００１０】
ＣＯ選択酸化器を出た改質ガスは、燃料電池の燃料極に供給され、電池本体で電気化学反応が進行して直流電力が発生する。一般的に、電池本体では供給された改質ガスの約８割が発電に寄与し、残りは未反応の水素を含む排燃料として、改質器バーナに供給され燃焼処理されるとともに、改質反応の熱源として熱回収される。
【特許文献１】特開２００３−１９７２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
さて、上述した燃料電池システムにおいて、特に家庭用に設置する場合は、家庭の負荷変動に追従するような運転を要求されることが多い。一般に、家庭用の負荷変動速度は非常に速いため、燃料電池システムではＣＯ変成器やＣＯ選択酸化器などの熱容量による温度追従遅れからこれら反応器の運転温度が変動して、ＣＯ選択酸化器出口の改質ガスのＣＯ濃度を電池本体の許容値以内に制御することは困難となる。そのため、負荷変動時のＣＯ濃度変動により電池電圧が不安定となり、さらには負荷追従運転が困難となる課題があった。
【００１２】
また、燃料電池本体から排出される排燃料流量は、負荷変動とともに変化するため、改質器バーナの燃焼空気の追従遅れ等によりバーナの燃焼性が過渡的に不安定となり、場合によりＣＯやメタン等の未燃分が過渡的に排出されてしまう課題があった。
【００１３】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、急激な負荷変動時にも電池本体に供給される改質ガス中のＣＯ濃度を許容範囲内に抑えて、電池電圧が不安定にならないことを可能にすることと、過渡的なバーナ燃焼の不安定により発生するＣＯやメタン等の未燃分を処理して、安定した負荷追従機能を提供することのできる燃料電池システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、原燃料を燃料改質器で改質して得た改質ガスを電池本体へ供給する燃料電池システムにおいて、前記電池本体の上流に、上記改質ガスを処理する光触媒反応器と、上記光触媒反応器へ紫外線を照射する紫外線照射装置を備えたものである。
【００１５】
また、前記光触媒反応器の上流に、前記改質ガスへ空気を混合するための空気供給手段をさらに備えたものである。
【００１６】
また、前記電池本体の電池電圧が、所定値よりも低下しているときには、前記紫外線照射装置から紫外線を照射させて前記光触媒反応器の光触媒反応を行わせるとともに、前記空気供給手段により、前記改質ガスへ空気を混合するようにしたものである。
【００１７】
また、前記紫外線照射装置の電源は、前記電池本体から供給するようにしたものである。
【００１８】
また、前記光触媒反応器には、光触媒を表面にコーティングした透明な球状樹脂からなる光触媒部材が充填されるものである。
【００１９】
また、前記光触媒反応器の前記光触媒部材を充填する容器は、前記紫外線照射装置から照射される紫外線を透過可能な透明壁を備えたものである。
【００２０】
また、前記光触媒反応器の前記光触媒部材を充填する容器は、前記紫外線照射装置から照射される紫外線を遮光する遮光部材からなり、上記紫外線照射装置から照射される紫外線を上記容器内部へ導く光導通手段を備えたものである。
【００２１】
また、前記容器の内面には、光触媒がコーティングされているものである。
【００２２】
また、前記光触媒は、酸化チタンである。
【００２３】
また、前記光触媒は、酸化チタンにルテニウムを添加したものである。
【００２４】
また、原燃料を燃料改質器で改質して得た改質ガスを電池本体へ供給するとともに、上記電池本体から排出される排燃料を上記燃料改質器のバーナで燃焼処理する燃料電池システムにおいて、上記バーナで燃焼処理された後の排ガスを処理する光触媒反応器と、上記光触媒反応器へ紫外線を照射する紫外線照射装置を備えたものである。
【００２５】
また、前記電池本体の負荷変動が、所定値よりも大きい場合には、前記紫外線照射装置から紫外線を照射させて前記光触媒反応器の光触媒反応を行わせるようにしたものである。
【００２６】
また、前記電池本体の起動時に、前記紫外線照射装置から紫外線を照射させて前記光触媒反応器の光触媒反応を行わせるようにしたものである。
【００２７】
また、前記電池本体の停止時に、前記紫外線照射装置から紫外線を照射させて前記光触媒反応器の光触媒反応を行わせるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２８】
したがって、本発明によれば、急激な負荷変動時や起動から負荷移行の過渡時に、電池本体に供給される改質ガス中のＣＯ濃度を許容範囲内に抑えて電池電圧が不安定とならないようにすることが可能となるため、安定した負荷追従機能を実現できるという効果を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施例にかかる燃料電池システムの構成例を示している。
【００３１】
同図において、原燃料は、燃料改質器の改質反応により水素濃度が高濃度のガス（水素リッチガス）に改質された後に、ＣＯ変成器２へ送られる。ＣＯ変成器２は、燃料改質器１から出力された水素リッチガスの水素濃度をシフト反応により更に高めるものであり、このＣＯ変成器２から出た水素リッチガスは、空気と混合されて、ＣＯ選択酸化器３へ送られる。
【００３２】
ＣＯ選択酸化器３は、空気と混合された水素リッチガスをＣＯ選択酸化反応により電池本体１０の触媒毒となるＣＯを更に低減するためのものであり、このＣＯ選択酸化器３から出た水素リッチガスは、開閉弁４を介して供給される空気と混合されて、光触媒反応器５へ送られ、この光触媒反応器５を通過した後に、電池本体６の水素極へ供給される。また、電池本体６から排出されるガスは、燃料改質器１のバーナ１ａへ送られ、バーナ１ａで燃焼処理されるとともに、燃料改質器１の改質反応の熱源となり熱回収される。バーナ１ａから排出された燃焼排ガスは、大気放出される。
【００３３】
また、紫外線照射装置７は、光触媒反応器５に紫外線を照射するためのものであり、その電源は、電池本体６より供給されている。また、電圧計８は、電池本体６のスタック電圧を測定するものであり、電流計９は、電池本体６から出力される電力の負荷電流を測定するものである。電圧計８の電圧測定値Ｖｓ、および、電流計９の電流測定値Ｉｓは、制御装置１０へ加えられている。
【００３４】
制御装置１０は、電流測定値Ｉｓと運転時間に基づいて、電池本体６の出力電圧の基準値を算出し、その基準値と電圧測定値Ｖｓとの比較に基づいて、負荷変動時や起動から負荷移行の過渡状態で、電池電圧が基準値から低下したことを検知して、制御信号ＳＳ１により紫外線照射装置７の動作を開始して、光触媒反応器５に紫外線を照射するとともに、制御信号ＳＳ２により開閉弁４を開動作させて、ＣＯ酸化に必要な空気を光触媒反応器５に供給する。
【００３５】
図２（ａ）は、光触媒反応器５の構成例を示している。
【００３６】
同図において、壁部材５ａは、透明な材質からなり、その内部には、光触媒粒ＢＺが多数充填されている。壁部材５ａの上下は、それぞれシール部材５ｂ、５ｃを介して、蓋部材５ｄ，５ｅにより封止されており、蓋部材５ｄの中央部に形成された孔から処理対象となるガスが流入し、蓋部材５ｅの中央部に形成された孔から処理後のガスが流出する。
【００３７】
また、紫外線照射装置７の紫外線照射ランプ７ａ，７ｂは、光触媒反応器５の壁部材５ａの外側に配設されていて、この紫外線照射ランプ７ａ，７ｂから出力される紫外線は、壁部材５ａを透過して内部に収容された光触媒粒ＢＺに照射される。
【００３８】
光触媒粒ＢＺの一例を同図（ｂ）に示す。
【００３９】
この光触媒粒ＢＺは、球状に成型された透明樹脂粒ＣＲに、光触媒ＴＯをコーティングしたものである。ここで、光触媒ＴＯとしては、酸化チタンや、酸化チタンにルテニウムを添加したものを用いることができる。
【００４０】
図３は、制御装置１０の構成例を示している。
【００４１】
同図において、電流計９から出力される電流測定値Ｉｓおよび運転時間Ｈｒは、基準値演算部１０ａに加えられている。基準値演算部１０ａは、例えば、図４に示すような曲線ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３に従って、電流測定値Ｉｓに対応した電圧の基準値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を算出する。
【００４２】
ここで、曲線ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３は、それぞれ運転時間Ｈｒの経過に伴っていずれか１つが選択される。例えば、運転時間Ｈｒが時間ＴＡより小さい場合には、曲線ＣＶ１が選択され、運転時間Ｈｒが時間ＴＡ以上ＴＢ未満の場合には、曲線ＣＶ２が選択され、運転時間Ｈｒが時間ＴＢ以上の場合には、曲線ＣＶ３が選択される。
【００４３】
したがって、曲線ＣＶ１が選択された場合には、基準値ＶＤＣとしては、値Ｖ１が選択され、曲線ＣＶ２が選択された場合には、基準値ＶＤＣとしては、値Ｖ２が選択され、曲線ＣＶ３が選択された場合には、基準値ＶＤＣとしては、値Ｖ３が選択される。
【００４４】
このようにして、基準値演算部１０ａで算出された基準値ＶＤＣは、差分演算部１０ｂの基準値入力として加えられる。差分演算部１０ｂの比較値入力には、電圧計８から出力される電圧測定値Ｖｓが加えられており、差分演算部１０ｂは、（Ｖｓ−ＶＤＣ）なる差分演算を実行し、その演算結果を差分値ＤＶとして判定演算部１０ｃへ出力する。
【００４５】
判定演算部１０ｃは、差分値ＤＶの絶対値が所定値以下の場合には、電池本体６の電池電圧が基準値以内であると判断して、制御信号ＳＳ１，ＳＳ２をオフ出力する。これにより、開閉弁４は閉動作するとともに、紫外線照射装置７はオフ動作（非点灯）する。一方、差分値ＤＶの絶対値が所定値を超えている場合には、電池本体６の電池電圧が基準値から低下したと判断して、制御信号ＳＳ１，ＳＳ２をオン出力する。これにより、開閉弁４は開動作するとともに、紫外線照射装置７はオン動作（点灯）する。
【００４６】
以上の構成で、この燃料電池システムを運転する際、起動時には、電池本体６の出力電圧が立ち上がるとともに、停止時には、電池本体６の出力電源が徐々に低下し、また、電源負荷が変動すると、それに伴って電池本体６の出力電圧も変動する。
【００４７】
このような状態で、制御装置１０が、電池本体６の電圧測定値Ｖｓの値が基準値より低下したと判断した場合には、制御信号ＳＳ１，ＳＳ２をオン出力し、それにより、開閉弁４が開動作するとともに、紫外線照射装置７がオン動作する。
【００４８】
これにより、光触媒反応器５の上流で水素ガスに空気が混合されるとともに、光触媒反応器５の光触媒粒ＢＺは、次式に示すような光触媒反応を行う。
【００４９】
ＣＯ＋（１／２）Ｏ２＋ｈν→ ＣＯ２    （光触媒反応）
【００５０】
ここで、ｈνは、紫外線のエネルギーである。
【００５１】
これにより、電池本体６に供給される改質ガスのＣＯ濃度を低減することが可能となり、燃料電池システムの動作が不安定になっている状態で電池電圧が不安定とならないようにすることが可能となるため、燃料電池システムの負荷追従機能がより安定する。
【００５２】
図５は、本発明の他の実施例にかかる燃料電池システムの一例を示している。なお、同図において図１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００５３】
同図において、原燃料は、燃料改質器により水素濃度が高濃度のガス（水素リッチガス）に改質された後に、ＣＯ変成器２へ送られる。ＣＯ変成器２は、燃料改質器１から出力された水素リッチガスの水素濃度をシフト反応により更に高めるものであり、このＣＯ変成器２から出た水素リッチガスは、空気と混合されて、ＣＯ選択酸化器３へ送られる。
【００５４】
ＣＯ選択酸化器３は、空気と混合された水素リッチガスをＣＯ選択酸化反応により電池本体１０の触媒毒となるＣＯを更に低減するためのものであり、このＣＯ選択酸化器３から出力される水素リッチガスは、光触媒反応器５へ送られ、この光触媒反応器５を通過した後に、電池本体６の水素極へ供給される。また、電池本体６から排出されるガスは、燃料改質器１のバーナ１ａへ送られ、バーナ１ａで燃焼処理されるとともに、燃料改質器１の改質反応の熱源となり熱回収される。バーナ１ａから排出された燃焼排ガスは、光触媒反応器５を通った後に、大気放出される。
【００５５】
また、紫外線照射装置７は、光触媒反応器５に紫外線を照射するためのものであり、その電源は、電池本体６より供給されている。また、電圧計８は、電池本体６のスタック電圧を測定するものであり、電流計９は、電池本体６から出力される電力の負荷電流を測定するものである。電圧計８の電圧測定値Ｖｓ、および、電流計９の電流測定値Ｉｓは、制御装置１０へ加えられている。
【００５６】
制御装置１０は、電流測定値Ｉｓと運転時間に基づいて、電池本体６の出力電圧の基準値を算出し、その基準値と電圧測定値Ｖｓとの比較に基づいて、負荷変動時や起動から負荷移行の過渡状態で、電池電圧が基準値から低下したことを検知して、制御信号ＳＳ１により紫外線照射装置７の動作を開始して、光触媒反応器６に紫外線を照射する。
【００５７】
したがって、電池本体６の出力電圧が低下し、制御装置１０が、電池本体６の電圧測定値Ｖｓの値が基準値より低下したと判断した場合には、制御信号ＳＳ１をオン出力し、それにより、紫外線照射装置７がオン動作する。
【００５８】
これにより、光触媒反応器５の光触媒粒ＢＺは、上述したような光触媒反応を行い、それにより、排ガス中に含まれる未燃ガス成分であるＣＯやメタンが光分解処理される作用が得られる。その結果、過渡的なバーナ燃焼の不安定により発生するＣＯやメタン等の未燃分を処理して、安定した負荷追従機能を提供することのできる燃料電池システムを得る効果が得られる。
【００５９】
図６は、本発明のさらに他の実施例にかかる燃料電池システムの一例を示している。なお、同図において、図１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００６０】
同図において、原燃料は、燃料改質器により水素濃度が高濃度のガス（水素リッチガス）に改質された後に、ＣＯ変成器２へ送られる。ＣＯ変成器２は、燃料改質器１から出力された水素リッチガスの水素濃度をシフト反応により更に高めるものであり、このＣＯ変成器２から出た水素リッチガスは、空気と混合されて、ＣＯ選択酸化器３へ送られる。
【００６１】
ＣＯ選択酸化器３は、空気と混合された水素リッチガスをＣＯ選択酸化反応により電池本体１０の触媒毒となるＣＯを更に低減するためのものであり、このＣＯ選択酸化器３から出た水素リッチガスは、開閉弁４を介して供給される空気と混合されて、光触媒反応器５へ送られ、この光触媒反応器５を通過した後に、電池本体６の水素極へ供給される。また、電池本体６から排出されるガスは、燃料改質器１のバーナ１ａへ送られ、バーナ１ａで燃焼処理されるとともに、燃料改質器１の改質反応の熱源となり熱回収される。バーナ１ａから排出された燃焼排ガスは、光触媒反応器５’を通った後に、大気放出される。
【００６２】
また、紫外線照射装置７，７’は、光触媒反応器５，５’に紫外線を照射するためのものであり、その電源は、電池本体６より供給されている。また、電圧計８は、電池本体６のスタック電圧を測定するものであり、電流計９は、電池本体６から出力される電力の負荷電流を測定するものである。電圧計８の電圧測定値Ｖｓ、および、電流計９の電流測定値Ｉｓは、制御装置１０へ加えられている。
【００６３】
制御装置１０は、電流測定値Ｉｓと運転時間に基づいて、電池本体６の出力電圧の基準値を算出し、その基準値と電圧測定値Ｖｓとの比較に基づいて、負荷変動時や起動から負荷移行の過渡状態で、電池電圧が基準値から低下したことを検知して、制御信号ＳＳ１により紫外線照射装置７，７’の動作を開始して、光触媒反応器５，５’に紫外線を照射するとともに、制御信号ＳＳ２により開閉弁４を開動作させて、ＣＯ酸化に必要な空気を光触媒反応器５に供給する。
【００６４】
以上の構成で、制御装置１０が、電池本体６の電圧測定値Ｖｓの値が基準値より低下したと判断した場合には、制御信号ＳＳ１，ＳＳ２をオン出力し、それにより、開閉弁４が開動作するとともに、紫外線照射装置７，７’がオン動作する。
【００６５】
これにより、光触媒反応器５の上流で水素ガスに空気が混合されるとともに、光触媒反応器５，５’の光触媒粒ＢＺは、上述したような光触媒反応を行う。
【００６６】
それにより、電池本体６に供給される改質ガスのＣＯ濃度を低減することが可能となり、燃料電池システムの動作が不安定になっている状態で電池電圧が不安定とならないようにすることが可能となるため、燃料電池システムの負荷追従機能がより安定するとともに、排ガス中に含まれる未燃ガス成分であるＣＯやメタンが光分解処理される作用が得られる。その結果、過渡的なバーナ燃焼の不安定により発生するＣＯやメタン等の未燃分を処理して、安定した負荷追従機能を提供することのできる燃料電池システムを得る効果が得られる。
【００６７】
図７は、光触媒反応器５の他の例を示している。なお、同図において、図２と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００６８】
同図において、壁部材５ａ’は、紫外線を遮光可能な材質（例えば、鋼材等）からなり、壁部材５ａ’の内壁面には、光触媒５ｆがコーティングされている。また、壁部材５ａ’の内部には、光触媒粒ＢＺが多数充填されている。壁部材５ａの上下は、それぞれシール部材５ｂ、５ｃを介して、蓋部材５ｄ，５ｅにより封止されており、蓋部材５ｄの中央部に形成された孔から処理対象となるガスが流入し、蓋部材５ｅの中央部に形成された孔から処理後のガスが流出する。
【００６９】
また、紫外線照射装置７から出力される紫外線を光触媒反応器５”の容器内部へ導くための光ファイバ束ＦＢが設けられている。
【００７０】
したがって、紫外線照射装置７から出力される紫外線は、光ファイバ束ＦＢを通って光触媒反応器５”の容器内部へ導かれ、光触媒粒ＢＺに照射されるとともに、壁部材５ａ’の内壁面にコーティングされている光触媒５ｆに照射される。
【００７１】
これにより、光触媒粒ＢＺの表面の光触媒ＯＴおよび光触媒５ｆによる光触媒反応が得られる。
【００７２】
図８（ａ）は、制御装置１０の他の例を示している。
【００７３】
同図において、電流計９から出力される電流測定値Ｉｓは、微分演算部１０ｅに加えられる。微分演算部１０ｅは、電流測定値Ｉｓの変動値Ｉｄを算出するものであり、微分演算部１０ｅから出力される変動値Ｉｄは、判定演算部１０ｆへ加えられる。
【００７４】
判定演算部１０ｆは、入力される変動値Ｉｄの絶対値が所定範囲の場合には、制御信号ＳＳ１，ＳＳ２をオフ出力するとともに、入力される変動値Ｉｄの絶対値が所定範囲を超えていた場合には、制御信号ＳＳ１，ＳＳ２をオン出力する。
【００７５】
これにより、電池本体６の負荷変動が大きく、負荷電流の変動が大きい場合には、制御装置１０’から出力される制御信号ＳＳ１，ＳＳ２がオン出力される。
【００７６】
同図（ｂ）は、制御装置１０のさらに他の例を示している。
【００７７】
同図において、燃料電池システムの各種シーケンスデータは、シーケンス判別部１０ｈに加えられている。シーケンス判別部１０ｈは、入力される各種シーケンスデータのうち、起動動作期間に対応したシーケンス状態をあらわすもの、および、停止動作期間に対応したシーケンス状態をあらわすものが加えられている場合には、制御信号ＳＳ１，ＳＳ２をオン出力するとともに、それ以外の場合には、制御信号ＳＳ１，ＳＳ２をオフ出力する。
【００７８】
これにより、燃料電池システムの起動停止時のように、電池本体６の動作が不安定になっている場合には、制御装置１０’から出力される制御信号ＳＳ１，ＳＳ２がオン出力される。
【００７９】
なお、以上説明した実施例では、水蒸気改質方式による燃料処理系を備えた燃料電池システムに本発明を適用した場合についてを説明しているが、その他の方式であるオートサーマル改質方式または部分酸化改質方式による、燃料改質器と電池排燃料バーナの組合せを適用する燃料電池システムについても、本発明を同様にして適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施例にかかる燃料電池システムの構成例を示したブロック図。
【図２】光触媒反応器５の構成例を示した概略断面図。
【図３】制御装置１０の構成例を示したブロック図。
【図４】制御装置の基準値演算部の演算動作を説明するためのグラフ図。
【図５】本発明の他の実施例にかかる燃料電池システムの一例を示したブロック図。
【図６】本発明のさらに他の実施例にかかる燃料電池システムの一例を示したブロック図。
【図７】光触媒反応器５の他の例を示した概略断面図。
【図８】制御装置１０の他の例を示したブロック図。
【符号の説明】
【００８１】
１  燃料改質器
１ａ  バーナ
４  開閉弁
５，５’，５”  光触媒反応器
６  電池本体
７，７’  紫外線照射装置
８  電圧計
９  電流計
１０，１０’，１０”  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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