(57)【要約】【課題】燃料電池周辺の構成を簡略化することができる燃料電池システムを提供すること。【解決手段】  燃料電池３を備える燃料電池システム２において、液体燃料を貯留する第２燃料タンク２２内の液体燃料を冷却器３１で冷却し、冷却された液体燃料を燃料電池３に供給する。これにより、発電によって発熱した燃料電池３を、冷却された液体燃料で冷却する。また、冷却器３１で冷却された還流ライン３３内の液体燃料の濃度を濃度センサ３５で測定する。【選択図】図１
2015032351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料成分を含む液体燃料を貯留する燃料タンクと、
前記液体燃料中の燃料成分を消費して発電する燃料電池と、
前記燃料タンク内の液体燃料を前記燃料電池に供給する供給ラインと、
前記燃料タンク内の液体燃料を冷却する冷却手段と、
前記燃料タンク内の液体燃料を前記冷却手段に供給する冷却ラインと、
前記冷却手段で冷却された液体燃料を前記燃料タンクに戻す還流ラインと、
前記還流ライン内を流れる液体燃料中の燃料成分の濃度を測定する濃度センサと
を備える
ことを特徴とする、燃料電池システム。
【請求項２】
前記還流ラインは、第１ラインと、前記第１ラインに対して、並列するように、上流側端部および下流側端部が接続される第２ラインとを備え、
前記濃度センサは、前記第１ラインおよび前記第２ラインのいずれか一方を流れる液体燃料中の燃料成分の濃度を測定する
ことを特徴とする、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、車両などに搭載される燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両などに搭載される燃料電池システムとして、メタノール、ジメチルエーテル、ヒドラジンなどの液体燃料を使用する固体高分子形の燃料電池を備える燃料電池システムが知られている。
【０００３】
例えば、燃料電池に燃料を供給する燃料給排部と、燃料電池に酸素を供給する酸素給排部と、燃料電池に冷却水を供給する給排水部とを備える燃料電池システムが知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、特許文献１に記載の燃料電池システムでは、冷却水を循環させるためのポンプなどを給排水部に設ける必要があり、燃料電池周辺の構成を簡略化することが困難である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、燃料電池周辺の構成を簡略化することができる燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の燃料電池システムは、燃料成分を含む液体燃料を貯留する燃料タンクと、前記液体燃料中の燃料成分を消費して発電する燃料電池と、前記燃料タンク内の液体燃料を前記燃料電池に供給する供給ラインと、前記燃料タンク内の液体燃料を冷却する冷却手段と、前記燃料タンク内の液体燃料を前記冷却手段に供給する冷却ラインと、前記冷却手段で冷却された液体燃料を前記燃料タンクに戻す還流ラインと、前記還流ライン内を流れる液体燃料中の燃料成分の濃度を測定する濃度センサとを備えることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、燃料タンク内の液体燃料を冷却手段で冷却し、冷却手段で冷却された液体燃料を燃料電池に供給することができる。
【０００９】
そのため、別途、燃料電池を冷却するための構成を設けることなく、冷却された液体燃料によって燃料電池を冷却することができる。
【００１０】
その結果、燃料電池周辺の構成を簡略化することができる。
【００１１】
しかも、この構成によれば、冷却手段で冷却された液体燃料を燃料タンクに戻す還流ライン内の液体燃料中の燃料成分の濃度を測定する濃度センサを備えている。
【００１２】
そのため、冷却手段で一定範囲の温度に冷却された液体燃料中の燃料成分の濃度を測定することができ、液体燃料中の燃料成分の濃度を精度よく測定することができる。
【００１３】
また、本発明の燃料電池システムでは、前記還流ラインは、第１ラインと、前記第１ラインに対して、並列するように、上流側端部および下流側端部が接続される第２ラインとを備え、前記濃度センサは、前記第１ラインおよび前記第２ラインのいずれか一方を流れる液体燃料中の燃料成分の濃度を測定することが好適である。
【００１４】
この構成によれば、濃度センサは、第１ラインおよび第２ラインのいずれか一方の液体燃料中の燃料成分の濃度を測定するので、液体燃料中の燃料成分の濃度をより精度よく測定することができる。
【００１５】
また、還流ライン内の液体燃料を第１ラインと第２ラインとに分流して、分流されて比較的小流量となった液体燃料中の燃料成分の濃度を濃度センサで測定することができる。
【００１６】
そのため、液体燃料中の燃料成分の濃度を、より精度よく測定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、燃料電池周辺の構成を簡略化することができ、さらに、液体燃料の濃度を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態としての燃料電池システムを搭載した電動車両の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．電動車両の全体構成
図１は、本発明の一実施形態としての燃料電池システムを搭載した電動車両の概略構成図である。
【００２０】
図１において、電動車両１は、燃料電池を動力源とする車両である。電動車両１は、燃料電池システム２を搭載している。
【００２１】
燃料電池システム２は、燃料電池３と、燃料給排部４と、空気給排部５と、制御部６と、動力部７とを備えている。
（１）燃料電池
燃料電池３は、液体燃料が直接供給されるアニオン交換形燃料電池である。燃料電池３は、電動車両１の中央下側に配置されている。燃料電池３は、複数の単位セル１１と、１対のエンドプレート１２とを備えている。
【００２２】
各単位セル１１は、略平板形状に形成されている。各単位セル１１は、その厚み方向（図１の紙面左右方向）において互いに積層され、セルスタック１０を構成している。以下、燃料電池３の説明において、単位セル１１の積層方向を、積層方向と記載する。各単位セル１１は、図１中の拡大図に示すように、膜電極接合体１３と、アノード側セパレータ１４と、カソード側セパレータ１５とを備えている。
【００２３】
膜電極接合体１３は、略平板形状に形成されており、電解質膜１６と、アノード電極１７と、カソード電極１８とを備えている。
【００２４】
電解質膜１６は、アニオン交換形の高分子電解質膜から形成されている。
【００２５】
アノード電極１７は、電解質膜１６の積層方向一方側（図１の紙面右側）の表面に、薄層として積層されている。アノード電極１７は、例えば、触媒を担持した触媒担体により形成されている。なお、アノード電極１７は、触媒担体を用いずに、触媒から、直接形成することもできる。
【００２６】
カソード電極１８は、電解質膜１６の積層方向他方側（図１の紙面左側）の表面に、薄層として積層されている。カソード電極１８は、例えば、触媒を担持した触媒担体により形成されている。なお、カソード電極１８は、触媒担体を用いずに、触媒から、直接形成することもできる。
【００２７】
アノード側セパレータ１４は、膜電極接合体１３の積層方向一方側に配置されている。アノード側セパレータ１４は、ガス不透過性の導電性材料から略平板形状に形成されている。アノード側セパレータ１４の積層方向他方面には、積層方向一方に凹む葛折状の凹溝が形成されている。アノード側セパレータ１４の積層方向他方面は、アノード電極１７に接触している。アノード側セパレータ１４の凹溝は、アノード電極１７の積層方向一方面とともに、燃料流路１９を形成する。燃料流路１９は、エンドプレート１２の後述する燃料供給口１２Ａおよび燃料排出口１２Ｂに連続している。
【００２８】
カソード側セパレータ１５は、膜電極接合体１３の積層方向他方側に配置されている。カソード側セパレータ１５は、ガス不透過性の導電性材料から略平板形状に形成されている。カソード側セパレータ１５の積層方向一方面には、積層方向他方に凹む葛折状の凹溝が形成されている。カソード側セパレータ１５の積層方向一方面は、カソード電極１８に接触している。カソード側セパレータ１５の凹溝は、カソード電極１８の積層方向他方面とともに、空気流路２０を形成する。空気流路２０は、エンドプレート１２の後述する空気供給口１２Ｃおよび空気排出口１２Ｄに連続している。
【００２９】
各エンドプレート１２は、絶縁性の樹脂などから略平板形状に形成されている。各エンドプレート１２は、セルスタック１０を挟むように、燃料電池３の積層方向両側に配置されている。積層方向一方側のエンドプレート１２には、その下端部に貫通形成される燃料供給口１２Ａと、その上端部に貫通形成される燃料排出口１２Ｂとが形成されている。積層方向他方側のエンドプレート１２には、その上端部に貫通形成される空気供給口１２Ｃと、その下端部に貫通形成される空気排出口１２Ｄとが形成されている。
（２）燃料給排部
燃料給排部４は、電動車両１において燃料電池３の後側に配置されている。燃料給排部４は、第１燃料タンク２１と、燃料タンクの一例としての第２燃料タンク２２と、燃料供給ライン２３と、燃料還流ライン２４と、排気ライン２５と、冷却ユニット３０とを備えている。
【００３０】
第１燃料タンク２１は、比較的高濃度の燃料成分を含む液体燃料を貯蔵する。液体燃料は、燃料成分を含んでいる。
【００３１】
燃料成分としては、例えば、ヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ２）、水加ヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ２・Ｈ２Ｏ）、炭酸ヒドラジン（（ＮＨ２ＮＨ２）２ＣＯ２）、塩酸ヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ２・ＨＣｌ）、硫酸ヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ２・Ｈ２ＳＯ４）、モノメチルヒドラジン（ＣＨ３ＮＨＮＨ２）、ジメチルヒドラジン（（ＣＨ３）２ＮＮＨ２、ＣＨ３ＮＨＮＨＣＨ３）、カルボンヒドラジド（（ＮＨＮＨ２）２ＣＯ）などのヒドラジン類が挙げられる。これらの燃料成分は、単独または２種類以上組み合わせて用いることができる。これらの燃料成分のうち、好ましくは、炭素を含まない化合物、すなわち、ヒドラジン、水加ヒドラジン、硫酸ヒドラジンなどが挙げられる。ヒドラジン、水加ヒドラジン、硫酸ヒドラジンなどは、ＣＯおよびＣＯ２の生成がなく、触媒の被毒が生じないことから、耐久性の向上を図ることができ、実質的なゼロエミッションを実現することができる。
【００３２】
第１燃料タンク２１内の液体燃料は、燃料成分そのものか、または、燃料成分を水などの溶媒で希釈して得られる高濃度の希釈液である。第１燃料タンク２１内の液体燃料中の燃料成分の濃度は、例えば、５０質量％以上であり、例えば、１００質量％以下である。
【００３３】
第２燃料タンク２２は、第１燃料タンク２１に接続されている。第２燃料タンク２２は、第１燃料タンク２１内の液体燃料を水などの溶媒で希釈した比較的低濃度の燃料成分を含む液体燃料を貯留する。第２燃料タンク２２内の液体燃料中の燃料成分の濃度は、例えば、１０質量％以上であり、例えば、５０質量％未満である。
【００３４】
燃料供給ライン２３は、第２燃料タンク２２から燃料電池３へ液体燃料を供給するための配管である。燃料供給ライン２３の供給方向上流端は、第２燃料タンク２２の下端部に接続されている。燃料供給ライン２３の供給方向下流端は、燃料電池３の燃料供給口１２Ａに接続されている。燃料供給ライン２３は、ポンプ２６を備えている。
【００３５】
ポンプ２６は、燃料供給ライン２３の途中に介在されている。ポンプ２６としては、例えば、ロータリーポンプ、ギヤポンプなどの回転式ポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復式ポンプなど、公知の送液ポンプが挙げられる。ポンプ２６は、第２燃料タンク２２内の液体燃料を燃料電池３に供給する。ポンプ２６は、ＥＣＵ５１（後述）に電気的に接続されている。
【００３６】
燃料還流ライン２４は、燃料電池３から第２燃料タンク２２へ液体燃料を還流するための配管である。燃料還流ライン２４の還流方向上流端は、燃料電池３の燃料排出口１２Ｂに接続されている。燃料還流ライン２４の還流方向下流端は、第２燃料タンク２２の上端部に接続されている。燃料還流ライン２４は、気液分離器２７を備えている。
【００３７】
気液分離器２７は、燃料還流ライン２４の途中に介在されている。気液分離器２７は、液体燃料とガス（気体）とを分離する。
【００３８】
排気ライン２５は、気液分離器２７で分離されたガスを電動車両１から外へ排気するための配管である。排気ライン２５の排気方向上流端は、気液分離器２７に接続されている。排気ライン２５の排気方向下流端は、大気開放されている。なお、排気ライン２５の途中には、ガスを無害化および無臭化するための図示しない浄化装置が介在されている。
【００３９】
冷却ユニット３０は、冷却手段の一例としての冷却器３１と、冷却ライン３２と、還流ライン３３とを備えている。
【００４０】
冷却器３１は、冷却ライン３２から供給される液体燃料を外気や冷媒で冷却するように構成されている。なお、冷却器３１において液体燃料を外気で冷却する場合には、空気給排部５の後述するポンプ４３で導入した外気を、図示しない配管により、冷却器３１に供給することもできる。冷却器３１としては、例えば、ラジエータが挙げられる。
【００４１】
冷却ライン３２は、第２燃料タンク２２から冷却器３１へ液体燃料を供給するための配管である。冷却ライン３２の供給方向上流端は、第２燃料タンク２２の下端部に接続されている。冷却ライン３２の供給方向下流端は、冷却器３１の供給口３１Ａに接続されている。冷却ライン３２は、ポンプ３４を備えている。
【００４２】
ポンプ３４は、冷却ライン３２の途中に介在されている。ポンプ３４としては、例えば、ロータリーポンプ、ギヤポンプなどの回転式ポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復式ポンプなど、公知の送液ポンプが挙げられる。ポンプ３４は、第２燃料タンク２２内の液体燃料を冷却器３１に供給する。ポンプ３４は、ＥＣＵ５１（後述）に電気的に接続されている。ポンプ３４は、後述する第１還流ライン３３Ａおよび第２還流ライン３３Ｂの流量を制御する。
【００４３】
還流ライン３３は、第１ラインの一例としての第１還流ライン３３Ａと、第２ラインの一例としての第２還流ライン３３Ｂとを備えている。
【００４４】
第１還流ライン３３Ａは、冷却器３１から第２燃料タンク２２へ液体燃料を還流するための配管である。第１還流ライン３３Ａの還流方向上流端は、冷却器３１の排出口３１Ｂに接続されている。第１還流ライン３３Ａの還流方向下流端は、第２燃料タンク２２の上端部に接続されている。第１還流ライン３３Ａを流れる液体燃料の流量は、例えば、０ｍｌ／分以上であり、例えば、２０Ｌ／分以下である。
【００４５】
第２還流ライン３３Ｂは、第１還流ライン３３Ａのバイパスラインである。すなわち、還流ライン３３は、第１還流ライン３３Ａに対して並列するように接続されている。第２還流ライン３３Ｂの上流側端部は、第１還流ライン３３Ａの途中に接続されている。第２還流ライン３３Ｂの下流側端部は、その上流側端部よりも還流方向下流において、第１還流ライン３３Ａの途中に接続されている。第２還流ライン３３Ｂを流れる液体燃料の流量は、第１還流ライン３３Ａを流れる液体燃料の流量よりも低く設定され、例えば、５ｍｌ／分以上であり、例えば、１００ｍｌ／分以下である。第２還流ライン３３Ｂは、濃度センサ３５を備えている。
【００４６】
濃度センサ３５は、第２還流ライン３３Ｂの途中に介在されている。濃度センサ３５としては、公知の濃度計を適用することができ、例えば、液体燃料が水加ヒドラジン（ヒドラジンの水溶液）の場合、赤外分光法によりヒドラジンの赤外吸光度を測定するＩＲセンサ（赤外線センサ）などを適用することができる。また、濃度センサ３５は、ＥＣＵ５１（後述）に電気的に接続されている。
（３）空気給排部
空気給排部５は、空気供給ライン４１と、空気排出ライン４２とを備えている。
【００４７】
空気供給ライン４１は、電動車両１の外から燃料電池３へ空気を供給するための配管である。空気供給ライン４１の供給方向上流端は、大気開放されている。空気供給ライン４１の供給方向下流端は、燃料電池３の空気供給口１２Ｃに接続されている。空気供給ライン４１は、ポンプ４３を備えている。
【００４８】
ポンプ４３は、空気供給ライン４１の途中に介在されている。ポンプ４３としては、例えば、エアコンプレッサなどの公知の送気ポンプが挙げられる。
【００４９】
空気排出ライン４２は、燃料電池３から電動車両１の外へ空気を排出するための配管である。空気排出ライン４２の排出方向上流端は、燃料電池３の空気排出口１２Ｄに接続されている。空気排出ライン４２の排出方向下流端は、大気開放されている。
（４）制御部
制御部６は、ＥＣＵ５１を備えている。
【００５０】
ＥＣＵ５１は、電動車両１における電気的な制御を実行するコントロールユニット（すなわち、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータから構成されている。
（５）動力部
動力部７は、電動車両１の前端部において、いわゆるエンジンルーム内に配置されている。動力部７は、モータ５２と、バッテリー５３とを備えている。
【００５１】
モータ５２は、燃料電池３に電気的に接続されている。モータ５２は、燃料電池３から出力される電気エネルギーを電動車両１の駆動力として機械エネルギーに変換する。モータ５２としては、例えば、三相誘導電動機、三相同期電動機などの公知の三相電動機などが挙げられる。
【００５２】
バッテリー５３は、燃料電池３とモータ５２との間の配線に電気的に接続されている。バッテリー５３としては、例えば、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池などの公知の二次電池などが挙げられる。
２．発電動作
次いで、燃料電池システム２の発電動作について説明する。
【００５３】
電動車両１が作動されると、ＥＣＵ５１の制御により、燃料供給ライン２３のポンプ２６、および、空気供給ライン４１のポンプ４３が駆動される。
【００５４】
燃料供給ライン２３のポンプ２６が駆動すると、第２燃料タンク２２内の液体燃料は、燃料供給ライン２３を介して燃料電池３の燃料供給口１２Ａに供給される。燃料供給口１２Ａに供給された液体燃料は、アノード電極１７の積層方向一方面と接触しながら燃料流路１９内を流れ、燃料排出口１２Ｂから燃料還流ライン２４へ排出される。
【００５５】
また、空気供給ライン４１のポンプ４３が駆動すると、電動車両１の外部から空気が取り込まれ、空気供給ライン４１を介して燃料電池３の空気供給口１２Ｃに供給される。空気供給口１２Ｃに供給された空気は、カソード電極１８の積層方向他方面と接触しながら空気流路２０内を流れ、空気排出口１２Ｄから空気排出ライン４２へ排出される。
【００５６】
このとき、各単位セル１１では、燃料成分が、例えば、ヒドラジンである場合には、下記反応式（１）〜（３）で表される反応が生じ、燃料電池３の発電が行なわれる。
（１）  Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  （アノード電極１７での反応）
（２）  Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−  （カソード電極１８での反応）
（３）  Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ  （単位セル１１全体での反応）
これらの反応により、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）が消費されるとともに、水（Ｈ２Ｏ）および窒素ガス（Ｎ２）が生成され、起電力（４ｅ−）が発生される。発生した起電力は、図示しないインバータにより三相交流電力に変換された後、モータ５２に供給され、電動車両１の車輪を駆動させる機械エネルギーに変換される。なお、機械エネルギーに変換されなかった余剰の電力は、バッテリー５３に蓄電される。
【００５７】
また、燃料排出口１２Ｂから排出される液体燃料は、上記反応式（１）〜（３）の反応における反応熱により、例えば、３５℃〜８０℃に加熱される。燃料排出口１２Ｂから燃料還流ライン２４に排出された液体燃料は、気液分離器２７において、ガス（上記式（１）の反応において生成する窒素ガス（Ｎ２）や、複成するアンモニア（ＮＨ３）など）と分離されて、第２燃料タンク２２に還流される。
【００５８】
すると、第２燃料タンク２２内の液体燃料は、還流された液体燃料によって希釈されるとともに、加熱される。
【００５９】
ここで、この燃料電池システム２では、冷却ユニット３０によって第２燃料タンク２２内の液体燃料を冷却するとともに、第１燃料タンク２１から高濃度の液体燃料が供給されることによって第２燃料タンク２２内の液体燃料の濃度を調整する。
【００６０】
詳しくは、電動車両１が作動されると、ＥＣＵ５１の制御により、上記した燃料供給ライン２３のポンプ２６、および、空気供給ライン４１のポンプ４３が駆動されるとともに、冷却ユニット３０のポンプ３４が駆動される。
【００６１】
冷却ユニット３０のポンプ３４が駆動されると、第２燃料タンク２２内の液体燃料は、冷却ライン３２を介して冷却器３１の供給口３１Ａに供給される。供給口３１Ａに供給された液体燃料は、冷却器３１内を流れながら冷却され、排出口３１Ｂから還流ライン３３へ排出される。
【００６２】
排出口３１Ｂから排出された液体燃料の温度は、例えば、５０℃以下、好ましくは、４０℃以下であり、例えば、２０℃以上、好ましくは、２５℃以上である。
【００６３】
冷却ユニット３０の排出口３１Ｂから排出される液体燃料の温度と、燃料電池３の燃料排出口１２Ｂから排出される液体燃料との温度差は、例えば、１０℃以上、好ましくは、２０℃以上であり、例えば、３０℃以下、好ましくは、６０℃以下である。
【００６４】
排出口３１Ｂから第１還流ライン３３Ａに排出された液体燃料は、第１還流ライン３３Ａと第２還流ライン３３Ｂとの分岐部分において分流され、第１還流ライン３３Ａとともに第２還流ライン３３Ｂにも供給される。
【００６５】
第１還流ライン３３Ａに供給された液体燃料は、第１還流ライン３３Ａを介して第２燃料タンク２２に還流される。
【００６６】
第２還流ライン３３Ｂに供給された液体燃料は、濃度センサ３５によって燃料成分の濃度を測定された後、第１還流ライン３３Ａを介して第２燃料タンク２２に還流される。
【００６７】
なお、このとき、濃度センサ３５は、測定した濃度のデータをＥＣＵ５１に送信する。そして、濃度センサ３５によって測定された濃度が上記した第２燃料タンク２２内の液体燃料の下限値（具体的には、１０％）を下回ったときに、第１燃料タンク２１から高濃度の液体燃料が供給される。これにより、第２燃料タンク２２内の液体燃料の濃度は、上記した範囲内に調整される。
３．作用効果
この燃料電池システム２によれば、図１に示すように、第２燃料タンク２２内の液体燃料を冷却する冷却器３１を備えている。
【００６８】
これにより、第２燃料タンク２２内の液体燃料を冷却器３１で冷却し、冷却器３１で冷却された液体燃料を燃料電池３に供給することができる。
【００６９】
そのため、別途、燃料電池３を冷却するための構成を設けることなく、冷却された液体燃料によって燃料電池３を冷却することができる。つまり、この燃料電池システム２は、燃料電池３を冷却するための構成、具体的には、燃料電池３に冷却水を供給するための給排水部を備えていない。
【００７０】
その結果、燃料電池３周辺の構成を簡略化することができ、ひいては、燃料電池システム２の小型化、軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００７１】
また、この燃料電池システム２によれば、冷却器３１で冷却された液体燃料を第２燃料タンク２２に戻す還流ライン３３内を流れる液体燃料中の燃料成分の濃度を測定する濃度センサ３５を備えている。
【００７２】
ここで、濃度センサ３５としてＩＲセンサを使用する場合には、濃度センサ３５の測定部分が加熱されると、測定の精度が低下するという不具合を生じる。
【００７３】
しかし、この燃料電池システム２によれば、冷却器３１で一定範囲の温度に冷却された液体燃料の濃度を測定することができ、液体燃料の濃度を精度よく測定することができる。
【００７４】
しかも、この燃料電池システム２では、濃度センサ３５は、第２還流ライン３３Ｂ内を流れる液体燃料中の燃料成分の濃度を測定する。
【００７５】
そのため、分流されて比較的小流量となった第２還流ライン３３Ｂ内の液体燃料中の燃料成分の濃度を濃度センサ３５で測定することができる。
【００７６】
その結果、液体燃料中の燃料成分の濃度をより精度よく測定することができる。
【００７７】
また、この燃料電池システム２では、燃料電池３に供給された液体燃料は、燃料電池３内において燃料成分が消費され、その後、燃料還流ライン２４を介して第２燃料タンク２２に還流される。
【００７８】
これにより、第２燃料タンク２２内の液体燃料において、燃料還流ライン２４からの液体燃料が流入した部分は、相対的に濃度が低下する。
【００７９】
また、第２燃料タンク２２には、所定のタイミングで、第１燃料タンク２１から高濃度の液体燃料が供給される。
【００８０】
これにより、第２燃料タンク２２内の液体燃料において、第１燃料タンク２１からの液体燃料が流入した部分は、相対的に濃度が上昇する。
【００８１】
すると、燃料還流ライン２４からの液体燃料の還流、および、第１燃料タンク２１からの液体燃料の供給により、第２燃料タンク２２内の液体燃料に濃度勾配を生じる。
【００８２】
第２燃料タンク２２内の液体燃料に濃度勾配が生じると、第２燃料タンク２２内の液体燃料の濃度を正確に測定することが困難となる。また、燃料電池３に供給される液体燃料の濃度が不均一となり、燃料電池３における発電が不安定になるおそれがある。
【００８３】
しかし、この燃料電池システム２によれば、第２燃料タンク２２内の液体燃料を、冷却器３１で冷却しながら循環させることができる。
【００８４】
これにより、第２燃料タンク２２内の液体燃料を撹拌して濃度勾配を低減することができる。
【００８５】
しかも、濃度センサ３５は、第２燃料タンク２２内の液体燃料を循環させる還流ライン３３内の液体燃料中の燃料成分の濃度を測定する。
【００８６】
そのため、濃度勾配が低減された液体燃料中の液体成分の濃度を濃度センサ３５で測定でき、液体燃料中の燃料成分の濃度をより精度よく測定することができる。
【００８７】
また、濃度勾配が低減された液体燃料を燃料電池３に供給することができ、燃料電池３において安定して発電することができる。
【００８８】
なお、上記した実施形態では、濃度センサ３５は、第２還流ライン３３Ｂ内の液体燃料の燃料成分の濃度を測定しているが、第１還流ライン３３Ａ内の液体燃料の燃料成分の濃度を測定することもできる。
【符号の説明】
【００８９】
２      燃料電池システム
３      燃料電池
２２    第２燃料タンク
２３    燃料供給ライン
３１    冷却器
３２    冷却ライン
３３    還流ライン
３３Ａ  第１還流ライン
３３Ｂ  第２還流ライン
３５    濃度センサ
【図１】
2015032351.tif 000003