(57)【要約】【課題】固体高分子膜からなる電解質膜を有する燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、比較的簡易な構成で、膜電極接合体の長寿命化を図る。【解決手段】燃料電池システム１００は、固体高分子型の燃料電池１０を備えており、水素供給配管２０には、水素を加湿するための、加湿量を制御可能な加湿器４０が配設されている。制御ユニット６０は、燃料電池１０が備える膜電極接合体の湿潤状態を変化させることによって、膜電極接合体における発電集中部位が、順次、移動するように、加湿器４０による水素の加湿量を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
固体高分子からなる電解質膜を有する膜電極接合体を備える燃料電池と、
前記燃料電池における発電に供する反応ガスを、前記燃料電池に供給する反応ガス供給部と、
前記燃料電池に供給される反応ガスの加湿を行う加湿器と、
前記加湿器による前記反応ガスの加湿量を制御する制御部と、
を備える燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記燃料電池による発電量を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部によって検出された発電量が、前記反応ガスの供給量に応じて規定された所定量以下になったときに、前記反応ガスの加湿量を、増加、または、減少させる、燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、所定の周期で、前記反応ガスの加湿量を変化させる、燃料電池システム。
【請求項４】
固体高分子からなる電解質膜を有する膜電極接合体を備える燃料電池の運転方法であって、
前記燃料電池における発電に供する反応ガスを加湿する加湿工程と、
前記加湿された反応ガスを、前記燃料電池に供給する供給工程と、を備え、
前記加湿工程は、前記反応ガスの加湿量を制御する加湿制御工程を含む、
運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システム、および、燃料電池の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素と酸素との電気化学反応によって発電する燃料電池がエネルギ源として注目されている。この燃料電池には、電解質膜として固体高分子膜を用いた膜電極接合体を備える固体高分子型燃料電池がある。
【０００３】
そして、固体高分子型燃料電池では、一般に、発電に供する反応ガス（燃料ガス、および、酸化剤ガス）の濃度分布や、膜電極接合体の温度分布、湿潤状態（含水量の分布）に応じて、発電分布が生じる。つまり、上記濃度分布や、温度分布や、湿潤状態が不均一な場合には、発電分布も不均一となる。そして、膜電極接合体において、上述した発電分布の不均一により、発電が集中する部位では、他の部位と比較して、電極触媒が早期に劣化し、また、クロスリークの発生も起こるので、発電性能が低下する。
【０００４】
そこで、従来、燃料電池に備えられた膜電極接合体における発電分布を均一化するための種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、燃料電池において、膜電極接合体の面方向に沿って反応ガスを供給、および、排出するための孔（供給口、および、排出口）を、膜電極接合体の周囲に複数設け、いずれの孔を供給口、または、排出口として使用するかを変更可能とし、膜電極接合体の表面における反応ガスの流れ方向を連続的に変化させることによって、電極面内を均一な状態に維持し、出力の安定化を図る技術が記載されている。また、下記特許文献２には、燃料電池において、膜電極接合体が備える電極触媒層について、反応ガス流路の上流側の触媒量を、下流側の触媒量よりも少なくすることによって、反応ガスの濃度が比較的高く、発電が集中しやすい反応ガス流路の上流側における発電の集中を緩和して発電の均一化を図る技術が記載されている。そして、これらの技術によれば、膜電極接合体の部分的な早期劣化を抑制することも可能であり、膜電極接合体の長寿命化を図ることもできる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３７９２６２５号明細書
【特許文献２】特開２００５−４４７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載された技術では、燃料電池、および、燃料電池を備える燃料電池システムの構成が複雑化するという課題を招く。また、上記特許文献２に記載された技術では、膜電極接合体の製造工程が複雑化するという課題を招く。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、固体高分子膜からなる電解質膜を有する燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、比較的簡易な構成で、膜電極接合体の長寿命化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］燃料電池システムであって、固体高分子からなる電解質膜を有する膜電極接合体を備える燃料電池と、前記燃料電池における発電に供する反応ガスを、前記燃料電池に供給する反応ガス供給部と、前記燃料電池に供給される反応ガスの加湿を行う加湿器と、前記加湿器による前記反応ガスの加湿量を制御する制御部と、を備えることを要旨とする。
【００１０】
先に説明したように、固体高分子型燃料電池では、膜電極接合体の湿潤状態に応じて、発電分布が生じる。例えば、膜電極接合体において、フラッディング（水分過多）や、ドライアップ（水分不足）が生じている領域では、所望の発電が行われず、湿潤状態が適切な領域において発電が集中しやすくなる。本適用例では、燃料電池に供給される反応ガスの加湿量を制御することによって、反応ガスの流れ方向の上流から下流にかけての膜電極接合体の湿潤状態を変化させることができる。つまり、膜電極接合体において、発電が集中する領域（発電集中部位）を、順次、移動させることができる。したがって、膜電極接合体における発電分布を、経時的に均一化することができる。この結果、発電集中による膜電極接合体の部分的な早期劣化を抑制することが可能となり、早期の出力低下を抑制し、また、膜電極接合体の長寿命化を図ることができる。また、本適用例によれば、燃料電池システムの構成や、膜電極接合体の製造工程を複雑化することもない。
【００１１】
なお、本適用例において、「反応ガスの加湿量を制御する」とは、反応ガスの単位体積当たりに含まれる水分量を制御することを意味している。そして、反応ガスの体積当たりに含まれ得る水分量は、反応ガスの温度によって変化する。したがって、本適用例の燃料電池システムに、加湿すべき反応ガスの温度を検出する検出部を備えるようにし、上記制御部が、この検出部によって検出された反応ガスの温度に基づいて、反応ガスの単位体積当たりに含まれる水分量を制御するようにすることが好ましい。
【００１２】
［適用例２］適用例１の燃料電池システムにおいて、さらに、前記燃料電池による発電量を検出する検出部を備え、前記制御部は、前記検出部によって検出された発電量が、前記反応ガスの供給量、および、加湿量に応じて規定された所定量以下になったときに、前記反応ガスの加湿量を、増加、または、減少させるようにしてもよい。本適用例では、燃料電池への反応ガスの供給量に対して、燃料電池による発電量が所定量以下になったときには、膜電極接合体において、発電の集中による部分的な劣化が生じている、あるいは、生じつつあると判断し、反応ガスの加湿量を、増加、または、減少させる。こうすることによって、燃料電池による発電量に基づいて、膜電極接合体における発電集中部位を、順次、移動させ、発電集中による膜電極接合体の部分的な早期劣化を抑制して、早期の出力低下を抑制し、また、膜電極接合体の長寿命化を図ることができる。
【００１３】
［適用例３］上記適用例２の燃料電池システムでは、燃料電池による発電量に基づいて、反応ガスの加湿量を変化（増加、または、減少）させるものとしたが、燃料電池による発電量に関わらずに、反応ガスの加湿量を変化させるようにしてもよい。すなわち、適用例１の燃料電池システムにおいて、前記制御部は、所定の周期で、前記反応ガスの加湿量を変化させるようにしてもよい。こうすることによって、膜電極接合体における発電集中部位を、周期的に移動させ、発電集中による膜電極接合体の部分的な早期劣化を抑制して、早期の出力低下を抑制し、また、膜電極接合体の長寿命化を図ることができる。なお、加湿量の変化の周期は、任意に設定可能である。
【００１４】
本発明は、上述の燃料電池システムとしての構成の他、燃料電池の運転方法の発明として構成することもできる。また、これらを実現するコンピュータプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体、そのプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で実現することが可能である。なお、それぞれの態様において、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。
【００１５】
本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、燃料電池システムの動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。また、記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置などコンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．燃料電池システムの構成：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料電池システム１００の概略構成を示す説明図である。この燃料電池システム１００は、燃料電池１０を備えている。この燃料電池１０は、固体高分子型燃料電池であり、固体高分子からなる電解質膜１０ｍの両面に、それぞれ、アノード側ガス拡散電極（アノード１０ａ）、および、カソード側ガス拡散電極（カソード１０ｃ）を接合した膜電極接合体接合体を備えている。
【００１７】
燃料電池１０（膜電極接合体）のアノード１０ａには、水素を貯蔵した水素タンク（図示省略）から、水素供給配管２０を介して、燃料ガスとしての水素が供給される。水素供給配管２０には、レギュレータ２２が配設されており、アノード１０ａに供給される水素の供給圧力、および、供給量が調整される。また、水素供給配管２０には、アノード１０ａに供給される水素の加湿を行うための加湿器４０が配設されている。この加湿器４０は、加湿量を任意に制御することが可能な加湿器である。アノード１０ａから排出されるアノードオフガスは、アノードオフガス排出配管５６を介して、燃料電池１０の外部に排出される。
【００１８】
燃料電池１０（膜電極接合体）のカソード１０ｃには、空気供給配管３０を介して、エアコンプレッサ３２によって圧縮された圧縮空気が、酸素を含有した酸化剤ガスとして供給される。カソード１０ｃから排出されるカソードオフガスは、カソードオフガス排出配管３４を介して、燃料電池１０の外部に排出される。
【００１９】
また、燃料電池システム１００は、燃料電池１０における発電量を検出する発電量検出部５０を備えている。
【００２０】
燃料電池システム１００の運転は、制御ユニット６０によって制御される。制御ユニット６０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ（書き換え可能なＲＯＭを含む）などを備えるマイクロコンピュータとして構成されている。制御ユニット６０には、例えば、燃料電池１０への要求出力や、発電量検出部５０によって検出された発電量等の各種信号やデータが入力される。そして、制御ユニット６０のＣＰＵは、入力された信号やデータに基づいて、ＲＯＭに記憶された各種プログラムを実行し、例えば、各種バルブや、エアコンプレッサ３２や、加湿器４０の制御等、システムの運転を制御する。制御ユニット６０は、本発明における制御部に相当する。以下、本発明の特徴である加湿器４０の運転制御について説明する。
【００２１】
Ａ２．加湿器の運転制御：
図２は、第１実施例における加湿器４０の運転制御の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池システム１００の運転中に、制御ユニット６０のＣＰＵが実行する処理である。
【００２２】
なお、本実施例では、制御ユニット６０のＲＯＭに、前回の燃料電池システム１００の運転停止時の加湿器４０による加湿量、および、加湿量の初期値が記録されている。そして、燃料電池システム１００の運転開始時、すなわち、加湿器４０の運転制御開始時には、ＣＰＵは、前回の燃料電池システム１００の運転停止時の加湿量を、ＲＯＭから読み出して加湿器４０に設定し、水素の加湿を行う。
【００２３】
また、本実施例では、理解を容易にするため、燃料電池１０への要求出力は一定であり、燃料電池１０のアノード１０ａ、および、カソード１０ｃには、それぞれ、一定量の水素、および、空気が供給されるものとする。
【００２４】
加湿器４０の運転制御が開始されると、まず、ＣＰＵは、発電量検出部５０によって、燃料電池１０による発電量Ｗを検出し（ステップＳ１００）、検出された発電量Ｗが、発電量に関する閾値Ｗｔｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。閾値Ｗｔｈの値は、例えば、燃料電池１０の特性に基づいて、任意に設定可能である。発電量Ｗが、閾値Ｗｔｈ以よりも大きい場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ＣＰＵは、そのままの加湿量で加湿器４０の運転を行い、ステップＳ１００に戻る。
【００２５】
一方、ステップＳ１００で検出された発電量Ｗが、閾値Ｗｔｈ以下である場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、膜電極接合体の一部の領域において、発電の集中による劣化が生じつつあるものと判断し、加湿器４０による水素の加湿量Ｈを増加させる（ステップＳ１２０）。このとき、ＣＰＵは、増加させた加湿量Ｈを、ＲＯＭに記録する。なお、加湿器４０による水素の加湿量Ｈを増加させることによる作用、および、効果については、後述する。
【００２６】
次に、ＣＰＵは、増加させた加湿量Ｈが、加湿量に関する閾値Ｈｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３０）。閾値Ｈｔｈの値は、例えば、加湿器４０の加湿性能に基づいて、任意に設定可能である。加湿量Ｈが、閾値Ｈｔｈ未満である場合には、ＣＰＵは、そのままの加湿量で加湿器４０の運転を行い、ステップＳ１００に戻る。一方、加湿量Ｈが、閾値Ｈｔｈ以上である場合には、ＣＰＵは、加湿量Ｈを初期値に戻し、加湿器４０の運転を継続する。
【００２７】
Ａ３．作用、および、効果：
図３は、上述した加湿器４０の運転制御による作用、および、効果を示す説明図である。図３（ａ）に、燃料電池１０の運転時間（発電時間）と発電量との関係を示した。また、図３（ｂ）に、加湿器４０の運転時間と加湿量との関係を示した。また、図３（ｃ）〜（ｆ）に、図３（ａ），（ｂ）に示した各期間（ｔ０≦ｔ＜ｔ１，ｔ１≦ｔ＜ｔ２，ｔ２≦ｔ＜ｔ３，ｔ３≦ｔ）内のある時点における、膜電極接合体の各発電分布を示した。なお、図３（ｃ）〜（ｆ）では、膜電極接合体を、水素の入口からアノードオフガスの出口にかけて４つの領域１〜４に分割し、各領域における発電量を模式的に示した。また、図３（ｃ）〜（ｆ）において、ハッチングが付された領域の面積が、領域１〜４における総発電量に相当する。
【００２８】
図３（ｂ）に示したように、燃料電池１０による発電初期の期間ｔ０≦ｔ＜ｔ１では、加湿器４０は、一定の加湿量Ｈ＝Ｈ０（初期値）で、水素の加湿を行う。この期間においては、膜電極接合体における領域１〜４の各湿潤状態は、それぞれ適切な値に維持されており、また、アノード１０ａに供給された水素は、領域１〜領域４にかけて、順次、発電に消費される。したがって、図３（ｃ）に示したように、領域１〜４における発電量は、領域１から領域４にかけて減少していく。つまり、発電は、領域１に集中する。このため、領域１の膜電極接合体（主として、電極触媒）は、運転時間とともに、領域２〜４よりも早く劣化し、図３（ａ）に示したように、膜電極接合体全体の発電量Ｗは、運転時間とともに、所定値Ｗｐから低下していく。そして、時刻ｔ１において、発電量Ｗが閾値Ｗｔｈ以下になると、図３（ｂ）に示したように、加湿器４０の加湿量Ｈを、加湿量Ｈ＝Ｈ１（Ｈ１＞Ｈ０）に増加させる。
【００２９】
そして、期間ｔ１≦ｔ＜ｔ２では、加湿器４０は、一定の加湿量Ｈ＝Ｈ１で、水素の加湿を行う。時刻ｔ１において、加湿器４０の加湿量Ｈを、加湿量Ｈ＝Ｈ１に増加させると、膜電極接合体における領域１では、フラッディングが発生して、水素の消費量、および、発電量が低下する。この結果、図３（ｄ）に示したように、膜電極接合体において、発電の集中する領域は、領域２に移動する。そして、図３（ａ）に示したように、膜電極接合体全体の発電量Ｗは、所定値Ｗｐに回復する。そして、先に説明した領域１と同様に、領域２の膜電極接合体（主として、電極触媒）は、運転時間とともに、領域３，４よりも劣化し、図３（ａ）に示したように、膜電極接合体全体の発電量Ｗは、運転時間とともに、所定値Ｗｐから低下していく。そして、時刻ｔ２において、発電量Ｗが閾値Ｗｔｈ以下になると、図３（ｂ）に示したように、加湿器４０の加湿量Ｈを、加湿量Ｈ＝Ｈ２（Ｈ２＞Ｈ１）に増加させる。
【００３０】
そして、期間ｔ２≦ｔ＜ｔ３では、加湿器４０は、一定の加湿量Ｈ＝Ｈ２で、水素の加湿を行う。時刻ｔ２において、加湿器４０の加湿量Ｈを、加湿量Ｈ＝Ｈ２に増加させると、膜電極接合体における領域１，２では、フラッディングが発生して、水素の消費量、および、発電量が低下する。この結果、図３（ｅ）に示したように、膜電極接合体において、発電の集中する領域は、領域３に移動する。そして、図３（ａ）に示したように、膜電極接合体全体の発電量Ｗは、所定値Ｗｐに回復する。そして、先に説明した領域１，２と同様に、領域３の膜電極接合体（主として、電極触媒）は、運転時間とともに劣化し、図３（ａ）に示したように、膜電極接合体全体の発電量Ｗは、運転時間とともに、所定値Ｗｐから低下していく。そして、時刻ｔ３において、発電量Ｗが閾値Ｗｔｈ以下になると、図３（ｂ）に示したように、加湿器４０の加湿量Ｈを、加湿量Ｈ＝Ｈ３（Ｈ３＞Ｈ２）に増加させる。
【００３１】
そして、図示した期間ｔ３≦ｔでは、加湿器４０は、一定の加湿量Ｈ＝Ｈ３で、水素の加湿を行う。時刻ｔ３において、加湿器４０の加湿量Ｈを、加湿量Ｈ＝Ｈ３に増加させると、膜電極接合体における領域１〜３では、フラッディングが発生して、水素の消費量、および、発電量が低下する。この結果、図３（ｆ）に示したように、膜電極接合体において、発電の集中する領域は、領域４に移動する。そして、図３（ａ）に示したように、膜電極接合体全体の発電量Ｗは、所定値Ｗｐに回復する。そして、先に説明した領域１〜３と同様に、領域４の膜電極接合体（主として、電極触媒）は、運転時間とともに劣化し、図３（ａ）に示したように、膜電極接合体全体の発電量Ｗは、運転時間とともに、所定値Ｗｐから低下していく。
【００３２】
以上説明したように、第１実施例における加湿器４０の運転制御によれば、燃料電池１０の発電量Ｗに基づいて、加湿器４０による水素の加湿量Ｈを変化（増加）させることによって、水素の流れ方向の上流から下流にかけての膜電極接合体の湿潤状態を変化させることができる。つまり、膜電極接合体における発電集中部位を、順次、移動させることができる。したがって、第１実施例の燃料電池システム１００によれば、燃料電池１０が備える膜電極接合体の発電分布を、経時的に均一化し、発電集中による膜電極接合体（主として、電極触媒）の部分的な早期劣化を抑制することが可能となり、早期の出力低下を抑制し、また、膜電極接合体の長寿命化を図ることができる。
【００３３】
Ｂ．第２実施例：
第２実施例の燃料電池システム１００の構成は、第１実施例の燃料電池システム１００とほぼ同じであるため、図示、および、詳細な説明については省略する。ただし、第２実施例の燃料電池システム１００では、加湿器４０の運転制御が、第１実施例における加湿器４０の運転制御と異なっている。具体的には、第２実施例における加湿器４０の運転制御では、燃料電池１０の発電量Ｗに関わらずに、加湿器４０による水素の加湿量Ｈを周期的に変化させる。
【００３４】
図４は、第２実施例における加湿器４０の運転制御の態様を示す説明図である。加湿器４０の運転時間と加湿量との関係を示した。図から分かるように、第２実施例では、加湿器４０による水素の加湿量Ｈを、加湿量Ｈ＝Ｈ１〜Ｈ３の間で、段階的、かつ、周期的に変化させている。加湿量Ｈの変化の周期は、任意に設定可能である。加湿器４０による水素の加湿量Ｈを、このように制御することによって、燃料電池１０が備える膜電極接合体における発電集中部位を、段階的、かつ、周期的に移動させることができる。
【００３５】
したがって、第２実施例の燃料電池システム１００によっても、燃料電池１０が備える膜電極接合体の発電分布を、経時的に均一化し、発電集中による膜電極接合体（主として、電極触媒）の部分的な早期劣化を抑制することが可能となり、早期の出力低下を抑制し、また、膜電極接合体の長寿命化を図ることができる。
【００３６】
Ｃ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
【００３７】
Ｃ１．変形例１：
上記第１実施例では、加湿器４０の運転制御において、燃料電池１０による発電量Ｗに基づいて、段階的に増加させるようにしたが、本発明は、これに限られず、段階的に減少させるようにしてもよい。
【００３８】
Ｃ２．変形例２：
上記第１実施例では、加湿器４０の運転制御のステップＳ１３０（図２参照）において、加湿量Ｈが閾値Ｈｔｈ以上となった場合に、加湿量Ｈを初期値に戻し、運転を継続するようにしたが、本発明は、これに限られない。例えば、発電量Ｗに関する閾値Ｗｔｈを、発電集中による膜電極接合体の部分的な劣化が比較的大きいと判断可能な程度の小さな値に設定した場合には、加湿器４０の運転制御のステップＳ１３０において、加湿量Ｈが閾値Ｈｔｈ以上となった場合に、加湿量Ｈを初期値に戻すことなく、燃料電池１０の交換時期であることを警告する警告処理を行うようにしてもよい。警告処理としては、例えば、警告ランプを点灯させたり、警告音をならしたりする処理が挙げられる。
【００３９】
Ｃ３．変形例３：
上記第１実施例では、加湿器４０の運転制御において、説明の便宜上、燃料電池１０への要求出力は一定であり、燃料電池１０のアノード１０ａ、および、カソード１０ｃには、それぞれ、一定量の水素、および、空気が供給されるものとしたが、本発明は、これに限られない。燃料電池１０への要求出力は、随時、変化し得るので、燃料電池１０への要求出力が変化した場合には、燃料電池１０への要求出力や、水素の供給量に応じて、発電量に関する閾値Ｗｔｈや、加湿器４０による水素の加湿量Ｈを設定するようにすればよい。このような各設定値の組み合わせは、制御ユニット６０内のＲＯＭに予め記録しておけばよい。
【００４０】
Ｃ４．変形例４：
上記第２実施例では、加湿器４０の運転制御において、図４に示したように、加湿器４０による水素の加湿量Ｈを段階的、かつ、周期的に変化させるものとしたが、本発明は、これに限られない。加湿量Ｈの変化の態様は、周期的であればよく、種々の態様を適用可能である。
【００４１】
図５は、第２実施例の変形例としての加湿器４０の運転制御について示す説明図である。加湿器４０の運転時間と加湿量との関係を示した。図５（ａ）〜（ｄ）に示したように、加湿器４０による水素の加湿量Ｈを、連続的、かつ、周期的に変化させるようにしてもよい。
【００４２】
Ｃ５．変形例５：
上記実施例では、燃料電池システム１００において、水素供給配管２０に加湿器４０が配設されているものとしたが、本発明は、これに限られない。本発明では、膜電極接合体の湿潤状態を制御することができればよいので、水素供給配管２０、および、空気供給配管３０の少なくとも一方に、加湿量を制御可能な加湿器を配設するようにすればよい。
【００４３】
Ｃ６．変形例６：
上記実施例において、水素に含まれ得る水分量は、水素の温度によって変化する。したがって、上記実施例の燃料電池システム１００に、加湿すべき水素の温度を検出する温度センサを備えるようにし、制御ユニット６０が、この温度センサによって検出された水素の温度に基づいて、水素の単位体積当たりに含まれる水分量を制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施例としての燃料電池システム１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例における加湿器４０の運転制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】加湿器４０の運転制御による作用および効果を示す説明図である。
【図４】第２実施例における加湿器４０の運転制御の態様を示す説明図である。
【図５】第２実施例の変形例としての加湿器４０の運転制御について示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００…燃料電池システム
１０…燃料電池
１０ａ…アノード
１０ｃ…カソード
１０ｍ…電解質膜
２０…水素供給配管
２２…レギュレータ
３０…空気供給配管
３２…エアコンプレッサ
３４…カソードオフガス排出配管
４０…加湿器
５０…発電量検出部
５６…アノードオフガス排出配管
６０…制御ユニット
【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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