(57)【要約】【課題】燃料ガス循環経路から排出弁を介してのアノードオフガスの排出異常を正確に判定できる信頼性の高い燃料電池システム。【解決手段】燃料ガス循環経路５から分岐して先端が大気開放するアノードオフガス排出経路７と、アノードオフガスの不純物の濃度を測定するセンサ８と、アノードオフガス排出経路７に設けられアノードオフガス排出経路７を開閉する排出弁９と、アノードオフガス排出経路７において排出弁９を間に挟むように、且つアノードオフガスと接触可能に配置された第１電極１１、第２電極１２と、第１電極１１と第２電極１２とを絶縁するようにアノードオフガス排出経路７に設けられた絶縁部１０と、第１電極１１と第２電極１２に接続された電圧計１３と、センサ８の測定値により排出弁９を開いた時に電圧計１３により計測した電圧が所定値以下にならなかった場合に異常と判定する制御器１４とを備える。【選択図】図１
2019110031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、前記燃料電池のアノードに燃料ガスを供給する燃料ガス供給器と、前記アノードに前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給経路と、前記アノードから排出されるアノードオフガスを前記燃料ガスとして前記燃料ガス供給経路に戻すための燃料ガス循環経路と、前記燃料ガス循環経路から分岐し先端が大気開放するアノードオフガス排出経路と、前記アノードオフガス排出経路に設けられ前記アノードオフガス排出経路を開閉する排出弁と、前記アノードオフガスと接触可能に配置された第１電極と、前記排出弁と前記アノードオフガス排出経路の前記先端との間の前記アノードオフガス排出経路内のガスと接触可能に配置された第２電極と、一端が前記第１電極に接続され他端が前記第２電極に接続された電圧計と、制御器とを備えた燃料電池システムであって、前記制御器は、前記アノードオフガスに含まれる不純物の濃度が所定濃度に達する前に前記排出弁を開き、前記排出弁を開いた時に、前記電圧計により計測した電圧が所定値以下にならなかった場合は、前記アノードオフガスの排出に異常があると判定する、又は前記燃料電池システムの状態若しくは異常を報知する、又は運転を停止する燃料電池システム。
【請求項２】
前記アノードオフガス排出経路において、前記排出弁より燃料電池側の部分、もしくは前記排出弁と前記排出弁より燃料電池側の部分を第１電極、前記排出弁より大気開放側の部分、もしくは前記排出弁と前記排出弁より大気開放側の部分を第２電極とし、前記第１電極と前記第２電極とは絶縁する請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
燃料電池と、前記燃料電池のアノードに燃料ガスを供給する燃料ガス供給器と、前記アノードに前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給経路と、前記アノードから排出されるアノードオフガスを前記燃料ガスとして前記燃料ガス供給経路に戻すための燃料ガス循環経路と、前記燃料ガス循環経路から分岐し先端が大気開放するアノードオフガス排出経路と、前記アノードオフガス排出経路に設けられ前記アノードオフガス排出経路を開閉する排出弁と、前記アノードオフガスと接触可能に配置された第１電極と、前記排出弁と前記アノードオフガス排出経路の前記先端との間の前記アノードオフガス排出経路内のガスと接触可能に配置された第２電極と、一端が前記第１電極に接続され他端が前記第２電極に接続された電圧計とを備えた燃料電池システムの運転方法であって、前記アノードオフガスに含まれる不純物の濃度が所定濃度に達する前に前記排出弁を開き、前記排出弁を開いた時に、前記電圧計により計測した電圧が所定値以下にならなかった場合は、前記アノードオフガスの排出に異常があると判定する、又は前記燃料電池システムの状態若しくは異常を報知する、又は運転を停止する燃料電池システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池から排出されるアノードオフガスを燃料ガスとして利用するための燃料ガス循環経路から高濃度の不純物を含むアノードオフガスを排出する燃料電池システム及びその運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高分子電解質膜を用いた燃料電池のアノードに燃料ガスとして水素を、カソードに酸化剤ガスとして空気を供給して発電する燃料電池システムにおいて、燃料電池から排出されるアノードオフガスを循環して使用する場合、高分子電解質膜を介してカソード側からアノード側へ窒素が透過して蓄積し燃料電池システムの出力が低下するため、アノード側に蓄積した窒素を排出する必要がある。
【０００３】
アノードオフガスを排出する際に、アノードオフガス中の水素濃度が高い状態で排出すると、過剰に水素を排出することになり燃料電池システムの発電効率が低下してしまう。また、水素濃度が過剰に低い状態になってから排出すると、燃料電池システムの出力が低下したり、アノード側の触媒層が劣化したりする。
【０００４】
そこで、排出される水素を最小限に抑えつつ、発電効率を向上させる燃料電池の運転方法の従来例としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。図６は、特許文献１に開示された従来の燃料電池システムのブロック図を示すものである。
【０００５】
図６に示すように、従来の燃料電池システム１０１は、燃料電池１０２と、燃料電池１０２のアノードに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給器１０３および燃料ガス供給経路１０４と、燃料電池１０２で消費されなかったアノードオフガスを燃料供給経路へ循環させる燃料ガス循環経路１０５と、燃料ガス循環経路１０５においてアノードオフガスを循環させる循環ポンプ１０６と、燃料電池１０２における反応で使用されない不純物を燃料ガス循環経路１０５から排出するアノードオフガス排出経路１０７と、制御器１１３を備えている。
【０００６】
また、このアノードオフガス排出経路１０７に第１排出弁１０８と、第１排出弁１０８の下流に第２排出弁１０９を設け、第１排出弁１０８と第２排出弁１０９との間の圧力をパージライン圧力センサ１１２によって検出し、圧力の時間変化によりアノードオフガス排出経路１０７内の気体密度を推定し、推定結果に基づいて第１排出弁１０８及び第２排出１０９の開閉を制御してアノードオフガスを排出することで排出される水素を最小限に抑えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２４０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された従来のものは、アノードオフガス排出経路に第１排出弁と第２排出弁を設け、第１排出弁と第２排出弁の間の計測される圧力の時間変化より気体密度を推定している。この気体密度は、水素濃度が高くなると低くなり、水素濃度が低くなると高くなる。
【０００９】
従来の構成において、第１排出弁と第２排出弁の間で水による閉塞が発生してアノードオフガスの水素濃度が推定される水素濃度よりも高くなる場合は、水素を過剰に排出することになり、発電効率が低下する。一方、アノードオフガスの水素濃度が推定される水素濃度より低くなる場合は、不純物を含むアノードオフガスが十分に排出されず、アノードオフガス経路中の水素濃度が低い状態のままとなるため、燃料電池の出力が低下したり、アノード側の触媒層が不純物により劣化したりする。
【００１０】
以上のように、前記従来の構成では、第１排出弁と第２排出弁の間で水による閉塞が発生した場合、アノードオフガスの水素濃度と、推定される水素濃度が異なると、アノードオフガスが過剰に排出されたり、排出が不十分となったりして、アノードオフガスが正常に排出されているか判断できないという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、従来の課題を解決するもので、アノードオフガスが正常に排出されているかどうかを正確に判定できる信頼性の高い燃料電池システムとその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、アノードに燃料ガスを供給する燃料ガス供給器と、アノードから排出されるアノードオフガスを燃料ガスとして燃料ガス供給経路に戻すための燃料ガス循環経路と、燃料ガス循環経路から分岐し先端が大気開放するアノードオフガス排出経路と、アノードオフガス排出経路に設けられアノードオフガス排出経路を開閉する排出弁と、アノードオフガスと接触可能に配置された第１電極と、排出弁とアノードオフガス排出経路の先端との間のアノードオフガス排出経路内のガスと接触可能に配置された第２電極と、一端が第１電極に接続され他端が第２電極に接続された電圧計と、制御器とを備えており、制御器は、アノードオフガスに含まれる不純物の濃度が所定濃度に達する前に排出弁を開き、排出弁を開いた時に、電圧計により計測した電圧が所定値以下にならなかった場合は、アノードオフガスの排出に異常があると判定する、又は燃料電池システムの状態若しくは異常を報知する、又は運転を停止するものである。
【００１３】
この構成とすることにより、アノードオフガス排出経路に閉塞がなくアノードオフガスの排出が正常に行われている場合は、第１電極に接触しているガスと、第２電極に接触しているガスとは組成が同じであるため、電極間に化学ポテンシャルの差は生じない。
【００１４】
化学ポテンシャルの差は、ネルンストの式より起電力として表されるので、電極間の電圧を計測すると、電圧は所定値以下を示す。一方、排出経路で閉塞が発生した場合は、第１電極と接触しているガスと第２電極に接触しているガス組成が異なるので、化学ポテンシャルが異なる。
【００１５】
したがって電極間で計測された電圧は所定値以下とはならないので、アノードオフガスが正常に排出されているか正確に判定できる信頼性の高い燃料電池システムとすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の燃料電池システムは、電圧計により検出した電圧の変化でガス組成を検知しアノードオフガスの排出が正常に行われているか否かを判定できる。これにより、適切にアノードオフガスを排出できるようになるので、燃料電池システムの信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料電池システムのブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における燃料電池システムのアノードオフガス排出経路の構成図
【図３】本発明の実施の形態１における燃料電池システムのアノードオフガス排出制御処理を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態１の実施例２における燃料電池システムのアノードオフガス排出経路の構成図
【図５】本発明の実施の形態２における燃料電池システムのアノードオフガス排出経路の構成図
【図６】従来の燃料電池システムのブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、燃料電池と、燃料電池のアノードに燃料ガスを供給する燃料ガス供給器と、アノードに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給経路と、アノードから排出されるアノードオフガスを燃料ガスとして燃料ガス供給経路に戻すための燃料ガス循環経路と、燃料ガス循環経路から分岐し先端が大気開放するアノードオフガス排出経路と、アノードオフガス排出経路に設けられアノードオフガス排出経路を開閉する排出弁と、アノードオフガスと接触可能に配置された第１電極と、排出弁とアノードオフガス排出経路の先端との間のアノードオフガス排出経路内のガスと接触可能に配置された第２電極と、一端が第１電極に接続され他端が第２電極に接続された電圧計と、制御器とを備えた燃料電池システムであって、制御器は、アノードオフガスに含まれる不純物の濃度が所定濃度に達する前に排出弁を開き、排出弁を開いた時に、電圧計により計測した電圧が所定値以下にならなかった場合は、アノードオフガスの排出に異常があると判定する、又は燃料電池システムの状態若しくは異常を報知する、又は運転を停止する燃料電池システムである。
【００１９】
これにより正常にアノードオフガスの排出が行われている場合は、第１電極に接触しているガスと、第２電極が接触しているガスの組成が同じであるので電圧は所定値以下を示し、正常にアノードオフガスの排出が行われていない場合は、第１電極に接触しているガスと第２電極に接触しているガスの組成が異なるので電圧は所定値以上を示すことから、アノードオフガスの排出が正常に行われているかどうか判断することができる。
【００２０】
第２の発明は、特に第１の発明の、アノードオフガス排出経路において排出弁より燃料電池側の部分、もしくは排出弁と燃料電池側の部分を第１電極、排出弁より大気開放側の部分、もしくは排出弁と大気開放側の部分を第２電極とし、第１電極と第２電極とは絶縁するものである。
【００２１】
これにより、各電極を個別部品ではなく、配管と一体化させることで機器構成を簡略化し、信頼性を向上させることができる。
【００２２】
第３の発明は、燃料電池と、燃料電池のアノードに燃料ガスを供給する燃料ガス供給器と、アノードに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給経路と、アノードから排出されるアノードオフガスを燃料ガスとして燃料ガス供給経路に戻すための燃料ガス循環経路と、燃料ガス循環経路から分岐し先端が大気開放するアノードオフガス排出経路と、アノードオフガス排出経路に設けられたアノードオフガス排出経路を開閉する排出弁と、アノードオフガスと接触可能に配置された第１電極と、排出弁とアノードオフガス排出経路の先端との間のアノードオフガス排出経路内のガスと接触可能に配置された第２電極と、一端が第１電極に接続され他端が第２電極に接続された電圧計とを備えた燃料電池システムの運転方法であって、アノードオフガスに含まれる不純物である窒素の濃度が所定濃度に達する前に排出弁を開き、排出弁を開いた時に、電圧計により計測した電圧が所定値以下にならなかった場合は、アノードオフガスの排出に異常があると判定する、又は燃料電池シス
テムの状態若しくは異常を報知する、又は運転を停止する燃料電池システムの運転方法である。
【００２３】
これにより、正常にアノードオフガスの排出が行われている場合は、第１電極に接触しているガスと、第２電極が接触しているガスの組成が同じであるので電圧は所定値以下を示し、一方、正常にアノードオフガスの排出が行われていない場合は、第１電極に接触しているガスと第２電極に接触しているガスの組成が異なり電圧は所定値以上を示すことから、アノードオフガスの排出が正常に行われているかどうか判断することが可能な燃料電池システムの運転方法を提供できる。さらに、測定結果の信頼性が低下するという懸念がなく、燃料電池システムの信頼性を高くすることができる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明するが、この実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における燃料電池システムのブロック図である。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態１における燃料電池システムのアノードオフガス排出経路の構成図である。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態１における燃料電池システムのアノードオフガス排出制御処理を示すフローチャートである。
【００２８】
図１及び図２に示すように、本実施の形態の燃料電池システム１は、燃料電池２と、燃料電池２のアノードに燃料ガスとして水素を供給する燃料ガス供給器３と、燃料電池２のカソードに酸化剤ガスとして水素を供給する酸化剤ガス供給器１５と、燃料ガス供給器３からアノードに水素を供給するための燃料ガス供給経路４と、アノードから排出されるアノードオフガスを燃料ガス供給経路４に戻すための燃料ガス循環経路５と、燃料ガス循環経路５に設けられた循環ポンプ６と、燃料ガス循環経路５から分岐して先端が大気開放するアノードオフガス排出経路７と、燃料ガス循環経路５に設けられアノードオフガスの不純物の濃度を測定するセンサ８と、アノードオフガス排出経路７に設けられアノードオフガス排出経路７を開閉する排出弁９と、アノードオフガス排出経路７において排出弁９および絶縁部１０の下流側に設けられた絶縁部１０と、アノードオフガス排出経路７において排出弁９の上流側のアノードオフガスと接触可能に配置された第１電極１１と、排出弁９の下流側のアノードオフガス排出経路７内のアノードオフガスと接触可能に配置された第２電極１２と、第１電極１１と第２電極１２に接続された電圧計１３と、制御器１４とで構成される。
【００２９】
次に、以上のように構成された本実施の形態の燃料電池システム１によるアノードオフガスの排出制御処理を図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００３０】
まず、燃料電池２が発電している状態で、燃料ガス循環経路５のアノードオフガスに含まれる不純物の濃度を、センサ８を用いて求める（Ｓ０１）。
【００３１】
次に、燃料ガス循環経路５のアノードオフガスに含まれる不純物の濃度が所定の上限濃度に達するかどうかを判定する（Ｓ０２）。本実施の形態では、所定の上限濃度を４０％とする。
【００３２】
不純物の濃度が上限濃度に達すると排出弁９を開き（Ｓ０３）、電圧計１３が示す電圧計測を開始する（Ｓ０４）。不純物の濃度が上限濃度に達していない場合は、再度Ｓ０１
に戻る。
【００３３】
次に、電圧計１３の電圧が所定値以上であるかどうかを判定する（Ｓ０５）。所定値とは、第１電極１１に接触するガスと、第２電極１２が接触するガスの組成が同じ場合に示される電圧であり、０Ｖである。
【００３４】
Ｓ０５で電圧計１３が示す電圧が所定値より大きかった場合は、アノードオフガスの排出に異常があると判定し異常を報知する（Ｓ０６）。次に、排出弁９を閉じ（Ｓ０７）、運転を停止する（Ｓ０８）。
【００３５】
一方、電圧計１３が示す電圧が所定値以下であった場合は、アノードオフガスの排出に異常がないと判定する（Ｓ０９）。次に、アノードオフガス排出経路７の不純物の濃度が所定の下限濃度以下となったかどうかを判定する（Ｓ１０）。本実施形態では下限濃度は１０％とする。
【００３６】
燃料ガス循環経路５の不純物の濃度が所定の下限濃度以下となった場合は、排出弁９を閉とし（Ｓ１１）、排出処理を終了し、Ｓ０１に戻る。下限濃度以下とならなかった場合は、再びＳ０５に戻る。このような制御を行うことで、アノードオフガスに含まれる不純物の濃度を正確に把握して適切な処理を行える。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の燃料電池システム１は、アノードオフガス排出経路７に設けられたアノードオフガス排出経路７を開閉する排出弁９と、アノードオフガス排出経路７において排出弁９の下流側に設けられた絶縁部１０と、アノードオフガス排出経路７において排出弁９の上流側のアノードオフガスと接触可能に配置された第１電極１１と、排出弁９および絶縁部１０とアノードオフガス排出経路７の先端との間のアノードオフガス排出経路７内のガスと接触可能に配置された第２電極１２と、一端が第１電極１１に接続され他端が第２電極１２に接続された電圧計１３と、制御器１４とを備えた燃料電池システム１とし、電圧計１３により検出した電圧の変化でガス組成を検知することにより、アノードオフガスの排出が正常に行われているか否かを判定することができる。
【００３８】
また、アノードオフガスの排出を流量や圧力で検知する方式と比較して、アノードオフガスの水素濃度と、推定される水素濃度の違いが小さくなるため、流量計や圧力計の閉塞による測定結果の信頼性が低下するという懸念がない、信頼性の高い燃料電池システム１の運転方法とすることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、燃料ガスに水素を用いたが、水素ガスに限らず、本実施の形態で実施可能であれば、どんなガスでも構わない。
【００４０】
なお、本実施の形態では、電圧計の材質はガスに対する耐食性があれば、どんな材質を選定しても構わない。
【００４１】
なお、本実施の形態では、異常があると判定した後、異常を報知し、その後運転を停止する燃料電池システム１としているが、異常があると判定する燃料電池システム１、または異常があると判定した後、異常を報知する燃料電池システム１としても構わない。
【００４２】
また、本実施の形態では、センサ８に不純物ガスセンサを用いたが、水素ガス濃度を直接検出するセンサ８であっても構わない。
【実施例】
【００４３】
以下、本実施の形態１のより具体的な内容について実施例を用いて説明する。なお、こ
の実施例によって本発明が限定されるものではない。
【００４４】
（実施例１）
図１及び図２に示す燃料電池システム１を用い、アノードオフガス排出経路７には、図２の詳細に示す通り、排出弁９、絶縁部１０、第１電極１１、第２電極１２を設置する構成とした。また、電圧計１３で第１電極１１と第２電極１２間の電圧を計測した。
【００４５】
絶縁部１０はＰＴＦＥ等の絶縁性を持つ材質（ニチアス製ＴＯＭＢＯ  ＮＯ．９０００）のガスケットとし、排出弁９との接続には絶縁ボルトを使用し、第１電極１１、排出弁９と第２電極１２とを絶縁させた。
【００４６】
第１電極１１と第２電極１２には、アノードオフガス配管経路内に設置できる３ｍｍ角の金板を用いた。この金板からそれぞれ電圧計に電圧を計測するための信号線を取り出し電圧計１３に接続した。
【００４７】
電圧計１３は、ＣＯＳＴＯＭ  ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ社製のデジタルマルチメータＣＤＭ−２０００Ｄを使用した。
【００４８】
この構成において、第１電極１１に接触するガスを水素、第２電極１２に接触するガスと空気として電圧を予め測定した結果、電圧計は７７．５ｍＶを示した。また、第１電極１１に接触するガスを純水素、第２電極１２に接触するガスも純水素とし、電圧を予め計測した結果、電圧計は０ｍＶを示した。
【００４９】
センサ８には超音波ガス濃度計（第一熱研株式会社製ＵＳ１００）を用いて窒素濃度を計測した。
【００５０】
まず燃料電池２に燃料ガスとして水素を、酸化剤ガスとして空気を供給して、アノードオフガスを循環して発電を開始した。センサ８の窒素濃度が４０％を示した際に排出弁９が作動して、アノードオフガスが排出された。その際、電圧計１３は０ｍＶを示した。その後、センサ８の窒素濃度が１０％を示した際に、排出弁９が閉まることを確認した。
【００５１】
これにより第１電極１１と第２電極１２に接触するガスが同じ場合に、正常にアノードオフガスの排出処理が実行できることを確認できた。
【００５２】
（実施例２）
図４は、実施例２の燃料電池システム１のアノードオフガス排出経路の構成図を示すものである。図４に示す通り、絶縁部１０を排出弁９と大気開放側の間ではなく、排出弁９よりも燃料電池２側のアノードオフガス排出経路７に配置した以外は、実施例１と同じとし、実施例１と同じ手法でアノードオフガス排出時の電圧を計測した。
【００５３】
まず燃料電池２燃料ガスとして水素を、酸化剤ガスとして空気を供給して、アノードオフガスを循環して発電を開始した。センサ８の窒素濃度が４０％を示した際に排出弁９が作動して、アノードオフガスが排出された。その際、電圧計１３は０ｍＶを示した。その後、センサ８の窒素濃度が１０％を示した際に、排出弁９が閉まることを確認した。
【００５４】
これにより第１電極１１と第２電極１２に接触するガスが同じ場合に、正常にアノードオフガスの排出処理が実行できることを確認できた。
【００５５】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２の燃料電池システムのアノードオフガス排出経路の構成図を示す
ものである。
【００５６】
本実施の形態は、図５に示すアノードオフガス排出経路の構成以外は、実施の形態１と同じである。
【００５７】
図５に示す通り、アノードオフガス排出経路７において、排出弁９よりも燃料電池２側のアノードオフガス排出経路７の配管に電圧計１３の一方の端子を接続して第１電極１１とし、他方の端子を排出弁９よりも大気開放側のアノードオフガス排出経路７の配管に接続し、第２電極１２とした。
【００５８】
第１電極１１と排出弁９、第２電極１２と排出弁９との接続を、共に絶縁性ガスケット（ニチアス製ＴＯＭＢＯ  ＮＯ．９０００）と絶縁ボルトを用いて、配管と配管の間に絶縁体を設けた。配管は、導電性材料であるＳＵＳ３０４製の配管とした。この構成で、実施例１と同じ手法でアノードオフガス排出時の電圧を計測した。
【００５９】
まず、燃料電池２に燃料ガスとして水素を、酸化剤ガスとして空気を供給して、アノードオフガスを循環して発電を開始した。センサ８の窒素濃度が４０％を示した際に排出弁９が作動して、アノードオフガスが排出された。その際、電圧計は０ｍＶであった。その後、センサ８の窒素濃度が１０％を示した際に、排出弁９が閉まることを確認した。
【００６０】
これにより第１電極１１と第２電極１２に接触するガスが同じ場合に、正常にアノードオフガスの排出処理が実行できることを確認できた。
【００６１】
（変形例）
実施例２の構造で、予め排出弁９に水を入れて閉塞した状態にして、アノードオフガス排出時の電圧計１３により電圧を計測した。まず、燃料電池２に燃料ガスとして水素を、酸化剤ガスとして空気を供給して、アノードオフガスを循環して発電を開始した。
【００６２】
センサ８の窒素濃度が４０％を示した際に排出弁９が作動して、アノードオフガスが排出された。１分間経過後、電圧計１３は５ｍＶを示すと同時に、制御器の警告ブザーが作動した。
【００６３】
これにより、第１電極１１と第２電極１２に接触するガスが異なる場合に、異常を報知できることを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように本発明の燃料電池システムは、アノードオフガスが正常に排出されているかどうかを正確に判定でき、信頼性が高いので、燃料電池の電解質に高分子電解質膜を用い、燃料電池から排出されるアノードオフガスを燃料ガスとして利用するための燃料ガス循環経路から高濃度の不純物を含むアノードオフガスを排出弁を介して排出する燃料電池システムで信頼性が求められる用途に好適である。
【符号の説明】
【００６５】
１    燃料電池システム
２    燃料電池
３    燃料ガス供給器
４    燃料ガス供給経路
５    燃料ガス循環経路
６    循環ポンプ
７    アノードオフガス排出経路
８    センサ
９    排出弁
１０  絶縁部
１１  第１電極
１２  第２電極
１３  電圧計
１４  制御器
１５  酸化剤ガス供給器
【図１】
2019110031.tif 000003
【図２】
2019110031.tif 000004
【図３】
2019110031.tif 000005
【図４】
2019110031.tif 000006
【図５】
2019110031.tif 000007
【図６】
2019110031.tif 000008