(57)【要約】【課題】パージ水素を除湿する除湿器に溜まった水分を、簡単に排除できるようにする。【解決手段】水素供給装置１は、高圧水素タンク７に貯蔵された水素を燃料電池２に供給する水素供給流路２１と、燃料電池２から排出された水素を水素供給流路２１に戻す水素循環流路２２と、水素循環流路２２から水素を排出する排出流路２３と、排出流路２３に排出されたパージ水素を貯蔵し貯蔵したパージ水素を燃料電池２に供給可能な水素吸蔵合金タンク７と、排出流路２３に設けられパージ水素から水分を除去する除湿器１０Ａ，１０Ｂと、水素供給流路２１から分岐して高圧水素タンク７から供給される水素を除湿器１０Ａ，１０Ｂに流通させる乾燥用流路２５と、除湿器１０Ａ，１０Ｂ内の水分量に応じて水素供給流路２１と乾燥用流路２５とを切り替える第１切替弁４とを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧水素タンクに貯蔵された水素を燃料電池に供給する水素供給流路と、前記燃料電池から排出された水素を前記水素供給流路に戻す水素循環流路と、前記水素循環流路から水素を排出する排出流路と、前記排出流路に排出されたパージ水素を貯蔵し、該貯蔵したパージ水素を前記燃料電池に供給可能な水素吸蔵合金タンクと、前記排出流路に設けられ前記パージ水素から水分を除去する除湿器とを備え、前記除湿器の水分を前記高圧水素タンクから供給される水素で除去し、該水素を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料電池の水素供給装置。
【請求項２】
前記水素供給流路から分岐して、前記高圧水素タンクから供給される水素を前記除湿器に流通させる乾燥用流路を設け、前記水素供給流路と前記乾燥用流路とを前記除湿器内の水分量に応じて切り替える切替弁を備えたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の水素供給装置。
【請求項３】
前記除湿器は水透過膜型除湿器で構成されており、水透過膜を隔てて一方の流路に前記排出流路を接続し、他方の流路に前記水素供給流路を接続することにより、前記パージ水素を除湿し前記高圧水素タンクから供給される水素を加湿することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の水素供給装置。
【請求項４】
請求項１に記載の水素供給装置を用いた燃料電池の水素供給方法であって、前記除湿器内の水分量が所定値以上のときに、前記除湿器の水分を前記高圧水素タンクから供給される水素で除去し該水素を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料電池の水素供給方法。
【請求項５】
請求項３に記載の水素供給装置を用いた燃料電池の水素供給方法であって、前記除湿器にパージ水素を流通させる前に、予め前記除湿器に高圧水素タンクから供給される水素を流通させて前記水透過膜を乾燥させることを特徴とする燃料電池の水素供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧水素タンクから燃料電池に水素を供給する水素供給装置および水素供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池のアノード電極表面には電気化学反応によって生成された水、二酸化炭素、窒素等の異物が付着し、この現象が生じるとアノード電極表面の実効面積が減少するため発生電圧が低下する。そこで，従来は、水素通路への水素供給量を発電時よりも増加させ、その水素とともに異物を排出している。以下、このときに排出される水素をパージ水素と称す。
このパージ水素を水素吸蔵合金で回収し、再利用する装置としては特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−８６８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水分を含むパージ水素を水素吸蔵合金に吸蔵させると、水素吸蔵合金の表面が水分によって酸化され被毒されてしまい、水素吸蔵合金が劣化するという問題がある。
そのため、パージ水素中の水分を吸着剤で除去することも考えられているが、その場合、吸着剤にある程度の水分が吸着されたときに吸着剤の再生を行って吸着された水分を放出する必要があるが、吸着剤の再生にはヒーターなどで加熱しなければならず、余計なエネルギーを消費してしまうのでエネルギーマネージメント上、不利になる。
【０００５】
そこで、この発明は、パージ水素の水分を除湿器で除去し、さらに除湿器の水分を乾燥した水素で除去し、その水素を燃料電池に供給することにより、省エネルギーが可能な燃料電池の水素供給装置および水素供給方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、高圧水素タンク（例えば、後述する実施の形態における高圧水素タンク３）に貯蔵された水素を燃料電池（例えば、後述する実施の形態における燃料電池２）に供給する水素供給流路（例えば、後述する実施の形態における水素供給流路２１，４１）と、前記燃料電池から排出された水素を前記水素供給流路に戻す水素循環流路（例えば、後述する実施の形態における水素循環流路２２，４２）と、前記水素循環流路から水素を排出する排出流路（例えば、後述する実施の形態における排出流路２３，４３）と、前記排出流路に排出されたパージ水素を貯蔵し貯蔵したパージ水素を前記燃料電池に供給可能な水素吸蔵合金タンク（例えば、後述する実施の形態における水素吸蔵合金タンク７）と、前記排出流路に設けられ前記パージ水素から水分を除去する除湿器（例えば、後述する実施の形態における除湿器１０Ａ，１０Ｂ，５０）とを備え、前記除湿器の水分を前記高圧水素タンクから供給される水素で除去し、該水素を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料電池の水素供給装置（例えば、後述する実施の形態における水素供給装置１）である。
このように構成することにより、パージ水素の水分を除湿器で除去し、除湿されたパージ水素を水素吸蔵合金タンクに供給することができる。また、高圧水素タンクに貯蔵された高圧水素は露点が低く、この高圧水素タンクから供給される水素は極めて湿度が低いので、この水素で除湿器の水分を除去し、除湿器内を乾燥させることができる。さらに、除湿器から水分を除去することによって加湿された水素を燃料電池に供給することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記水素供給流路から分岐して、前記高圧水素タンクから供給される水素を前記除湿器（例えば、後述する実施の形態における除湿器１０Ａ，１０Ｂ）に流通させる乾燥用流路（例えば、後述する実施の形態における乾燥用流路２５）を設け、前記水素供給流路と前記乾燥用流路とを前記除湿器内の水分量に応じて切り替える切替弁（例えば、後述する実施の形態における第１切替弁４）を備えたことを特徴とする。
このように構成することにより、除湿器内の水分量に応じて、高圧水素タンクから供給される水素を除湿器に流通させて除湿器内を乾燥させることができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記除湿器（例えば、後述する実施の形態における除湿器５０）は水透過膜型除湿器で構成されており、水透過膜（例えば、後述する実施の形態における水透過膜５２）を隔てて一方の流路（例えば、後述する実施の形態における一次側通路５３）に前記排出流路を接続し、他方の流路（例えば、後述する実施の形態における二次側通路５４）に前記水素供給流路を接続することにより、前記パージ水素を除湿し前記高圧水素タンクから供給される水素を加湿することを特徴とする。
このように構成することにより、パージ水素の除湿と高圧水素タンクから供給される水素の加湿を同時に行うことができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の水素供給装置を用いた燃料電池の水素供給方法であって、前記除湿器内の水分量が所定値以上のときに、前記除湿器の水分を前記高圧水素タンクから供給される水素で除去し、該水素を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料電池の水素供給方法である。
このように構成することにより、除湿器内の水分量が所定値以上のときだけ、高圧水素タンクから供給される水素を除湿器に流通させて除湿器内を乾燥させることができる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項３に記載の水素供給装置を用いた燃料電池の水素供給方法であって、前記除湿器にパージ水素を流通させる前に、予め前記除湿器に高圧水素タンクから供給される水素を流通させて前記水透過膜を乾燥させることを特徴とする燃料電池の水素供給方法である。
このように構成することにより、除湿器にパージ水素を流通させる前に、除湿器の水透過膜を常に乾燥状態に保持することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る燃料電池の水素供給装置および水素供給方法の実施の形態を図１から図６の図面を参照して説明する。
〔第１の実施の形態〕
初めに、この発明の第１の実施の形態を図１から図３の図面を参照して説明する。
図１に第１の実施の形態における燃料電池の水素供給装置の概略構成を示す。水素供給装置１は燃料電池自動車に搭載されており、固体高分子電解質膜型の燃料電池２を備えている。
燃料電池２は、例えば固体ポリマーイオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み込んで形成されたセルを複数積層して構成されたスタックからなり、アノードに燃料として水素を供給し、カソードに酸化剤として酸素を含む空気を供給すると、アノードで触媒作用により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソードまで移動して、カソードで酸素と電気化学反応を起こして発電し、水が生成される。
【００１２】
高圧水素タンク３に貯蔵された水素は、水素供給流路２１を流通して燃料電池２の各セルのアノードに供給される。水素供給流路２１には、高圧水素タンク３に近い側から順に、第１切替弁４、加湿器５、エゼクタ６が設けられている。エゼクタ６は燃料電池２のアノードから排出されるアノードオフガスを水素供給流路２１に戻すためのものである。また、第１切替弁４は、水素供給流路２１と、この水素供給流路２１から分岐して設けられた乾燥用流路２５とを選択して切り替える弁である。
【００１３】
燃料電池２のアノードに供給された水素のうち発電に供されなかった水素、すなわち未反応の水素は、燃料電池２からアノードオフガスとして排出され、水素循環流路２２を通ってエゼクタ６に吸引され、高圧水素タンク３から供給される新鮮な水素と合流して再び燃料電池２のアノードに供給される。
一方、空気はエアコンプレッサ３０により所定圧力に加圧され、空気流路３１を通って燃料電池２のカソードに供給される。燃料電池２に供給された空気は発電に供された後、燃料電池２からカソードオフガスとしてカソードオフガス流路３２に排出される。
【００１４】
水素循環流路２２からは、アノードオフガスを水素循環流路２２から排出するための排出流路２３が分岐しており、この排出流路２３は水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵合金タンク（以下、ＭＨタンクという）７に接続されている。
排出流路２３には、水素循環流路２２に近い側から順に、排出弁８、第２切替弁９、二つの除湿器１０Ａ，１０Ｂ、ＭＨタンク入口弁１１が設けられている。
排出弁８は通常は閉じており、燃料電池２のアノードに水分等が溜まって発電状態に影響を及ぼす時などに開いて、水分等をアノードオフガスとともに排出するためのものである。以下、排出弁８から排出されるアノードオフガスをパージ水素と称す。
【００１５】
除湿器１０Ａ，１０Ｂは排出流路２３に並列的に接続されており、第２切替弁９は、排出流路２３を流通するガスを除湿器１０Ａ，１０Ｂのいずれに流通させるか選択的に切り替えるための弁である。除湿器１０Ａ，１０Ｂはいずれも水分を吸着する吸着剤（例えば、活性炭）を収容してなり、除湿器１０Ａあるいは１０Ｂにパージ水素を流通させることによりパージ水素は除湿される。
除湿器１０Ａ，１０Ｂで除湿されたパージ水素はＭＨタンク７に一時的に貯蔵され、必要に応じて、パージ水素供給流路２４を介して、第１切替弁４よりも下流で加湿器５よりも上流に位置する水素供給流路２１に戻され、燃料電池２に燃料として供給される。なお、パージ水素供給流路２４には、水素供給流路２１からＭＨタンク７に水素が逆流するのを防止するための逆止弁１２が設けられている。
【００１６】
排出流路２３において除湿器１０Ａ，１０ＢとＭＨタンク入口弁１１とを接続する流路は、乾燥用流路２５を介して第１切替弁４に接続されている。以下の説明の都合上、乾燥用流路２５と排出流路２３との接続部を「接続部Ａ」とする。第１切替弁４は、高圧水素タンク３から供給される水素を除湿器１０Ａ，１０Ｂを介さず水素供給流路２１によって直接燃料電池２へ供給するか乾燥用流路２５を介して除湿器１０Ａ，１０Ｂに供給するか選択的に切り替えるための弁である。
【００１７】
排出流路２３において排出弁８と第２切替弁９とを接続する流路は、加湿水素供給流路２６を介して、第１切替弁４よりも下流で加湿器５よりも上流に位置する水素供給流路２１に接続されている。以下の説明の都合上、加湿水素供給流路２６と排出流路２３との接続部を「接続部Ｂ」、加湿水素供給流路２６と水素供給流路２１との接続部を「接続部Ｃ」とする。なお、加湿水素供給流路２６には、水素供給流路２１から排出流路２３に水素が逆流するのを防止するための逆止弁１３が設けられている。
【００１８】
次に、この水素供給装置１を使用した水素供給方法を説明する。
通常時、第１切替弁４は、高圧水素タンク３から供給される水素を水素供給流路２１を介して加湿器５に供給し、乾燥用流路２５に供給しないように、流路を切り替える。また、通常時には、ＭＨタンク入口弁１１が開いており、所定のタイミングで排出弁８が開くと、水素循環流路２２から排出流路２３にパージ水素が排出され、このパージ水素は除湿器１０Ａあるいは１０Ｂを通って除湿され、ＭＨタンク入口弁１１を通ってＭＨタンク７に貯蔵される。したがって、ＭＨタンク７には水分を除去されたパージ水素が流入するので、ＭＨタンク７に収容されている水素吸蔵合金が酸化されることがなく、水素吸蔵合金の劣化を防止することができる。
なお、第２切替弁９は、除湿器１０Ａ内の水分量が所定値以上になると除湿器１０Ｂに流路を切り替え、除湿器１０Ｂ内の水分量が所定値以上になると除湿器１０Ａに流路を切り替える。
【００１９】
そして、例えば、除湿器１０Ａ内の水分量が所定値以上になると、除湿器１０Ａに対して次のようにして乾燥処理が実行される。
除湿器１０Ａに対する乾燥処理は排出弁８からパージ水素を排出していない時に、すなわち排出弁８が閉じられている間に実行される。
まず、ＭＨタンク入口弁１１を閉じ、第１切替弁４を切り替えて高圧水素タンク３から供給される水素を乾燥用流路２５に流通するようにし、加湿器５に供給しないようにする。また、これと同時に、第２切替弁９を切り替えて除湿器１０Ａにガスが流れるようにする。これにより、高圧水素タンク３から供給された水素は、水素供給流路２１から第１切替弁４を通って乾燥用流路２５に流れ、接続部Ａを経由して排出流路２３に流れ、除湿器１０Ａを流通した後、第２切替弁９を通って接続部Ｂに至り、さらに加湿水素供給流路２６を通って接続部Ｃから再び水素供給流路２１に戻り、さらに加湿器５、エゼクタ６を通って燃料電池２のアノードに供給される。
【００２０】
ここで、高圧水素タンク３に貯蔵されている水素は露点が極めて低く、高圧水素タンク３から供給される水素は湿度が極めて低い。したがって、高圧水素タンク３から供給される水素を除湿器１０Ａに流通させると、除湿器１０Ａ内の吸着剤に吸着されている水分が高圧水素タンク３から供給された水素に移動し、除湿器１０Ａ内を乾燥させることができるとともに、高圧水素タンク３から供給された水素を加湿することができる。そして、この加湿された水素を燃料電池２のアノードに供給することができる。すなわち、除湿器１０Ａ内の水分を高圧水素タンク３から供給される水素で除去し、該水素を燃料電池２に供給することができる。
【００２１】
除湿器１０Ａ内が乾燥したときには、第１切替弁４を切り替えて高圧水素タンク３から供給される水素を加湿器５に供給するようにし、乾燥用流路２５に流通しないようにする。また、第２切替弁９を切り替えて除湿器１０Ｂにガスが流れるようにするとともに、ＭＨタンク入口弁１１を開いて通常時に戻す。
このように、この水素供給装置１によれば、除湿器１０Ａ内を乾燥させるために新たなエネルギーを必要としないので、エネルギーマネージメント上、極めて有利である。また、除湿器１０Ａの乾燥に用いられた水素も燃料電池２の反応に寄与させることができるので、水素を無駄にしない。
【００２２】
なお、除湿器１０Ａの乾燥処理中にパージ水素の排出タイミングとなった時には、乾燥処理を中断してパージ水素の排出を優先して行い、パージ水素の排出完了後に乾燥処理を再開してもよいし、あるいは、除湿器１０Ａに対する乾燥処理を優先し、この乾燥処理が完了するまでパージ水素の排出を禁止するようにしてもよい。また、除湿器１０Ａの乾燥処理中には除湿器１０Ｂによってパージ水素を除湿するように配管を構成することで除湿器１０Ａおよび１０Ｂを交互に運転することもできる。
【００２３】
次に、この実施の形態における除湿器１０Ａの乾燥処理制御について、図２のフローチャートに従って説明する。
図２に示される乾燥処理制御ルーチンは、図示しない電子制御装置によって一定時間毎に実行される。
まず、ステップＳ１０１において、除湿器１０Ａ内の水分量が所定値以上か否か判定する。除湿器１０Ａの水分量が所定値以上か否かの判定は、除湿器１０Ａへのパージ水素の流通回数（すなわち、排出弁８の開弁回数）が所定回数に達したか否かで判定してもよいし、あるいは、排出流路２３の除湿器１０Ａ，１０Ｂの下流に湿度センサ１４を設け、この湿度センサ１４で検出された湿度が所定値以上か否かで判定してもよいし、あるいは、除湿器１０Ａにパージ水素を流通させた積算時間が所定時間以上か否かで判定してもよい。
【００２４】
ステップＳ１０１における判定結果が「ＮＯ」（所定値より低い）である場合は、除湿器１０Ａによるパージ水素の除湿を続行する。
ステップＳ１０１における判定結果が「ＹＥＳ」（所定値以上）である場合は、ステップＳ１０２に進み、ＭＨタンク入口弁１１を閉じ、第１切替弁４を乾燥用流路２５側に切り替え、第２切替弁９を除湿器１０Ａ側に切り替えて、高圧水素タンク３から供給される水素を乾燥用流路２５を介して除湿器１０Ａに流し、除湿器１０Ａ内を除湿する。
【００２５】
次に、ステップＳ１０３に進み、除湿器１０Ａ内が乾燥したか否かを判定する。除湿器１０Ａ内が乾燥したか否かの判定は、除湿器１０Ａへのパージ水素の流通時間が所定時間を超えたか否かで判定してもよいし、あるいは、加湿水素供給流路２６に湿度センサ１５を設け、この湿度センサ１５で検出された湿度が所定値以下か否かで判定してもよい。
【００２６】
ステップＳ１０３における判定結果が「ＮＯ」（十分乾燥していない）である場合は、高圧水素タンク３から供給される水素の除湿器１０Ａへの供給を継続する。
一方、ステップＳ１０３における判定結果が「ＹＥＳ」（乾燥した）である場合は、ステップＳ１０４に進み、ガス流路を通常時に戻すために、第１切替弁４を加湿器５側に切り替え、第２切替弁９を除湿器１０Ｂ側に切り替え、ＭＨタンク入口弁１１を開いて、高圧水素タンク３から供給される水素を水素供給流路２１を介して加湿器５に流す。
このように乾燥処理を実行すると、除湿器１０Ａ内の水分量に応じて、高圧水素タンク３から供給される水素を除湿器１０Ａに流通させて除湿器１０Ａ内を乾燥させることができるので、必要以上に除湿器１０Ａを乾燥させることなく、適切な露点のパージ水素をＭＨタンク７に供給することができる。
なお、除湿器１０Ｂに対する乾燥処理も同様であるので、その説明は省略する。
【００２７】
図３は、除湿器１０Ａ内の水分濃度と、除湿器１０Ａ通過後のパージ水素の水分濃度の経時変化の一例を示すものである。
図３において（ａ）はパージ水素流量を示すとともに排出弁８の開弁タイミングを示しており、（ｂ）は除湿器１０Ａ内の水分濃度を示し、（ｃ）は除湿器１０Ａ通過後のパージ水素の水分濃度を示している。
図３（ｂ）に示すように、除湿器１０Ａにパージ水素が流通するたびに除湿器１０Ａ内の水分濃度が上昇する。そして、除湿器１０Ａ内の水分濃度が所定値に達した時に乾燥処理を実行すると、除湿器１０Ａ内の水分濃度が急激に低下する。
図３（ｃ）に示すように、除湿器１０Ａ通過後のパージ水素の水分濃度も除湿器１０Ａにパージ水素が流通するたびに上昇する。しかしながら、除湿器１０Ａ内の水分濃度が所定値に達した時に乾燥処理を実行しているので、除湿器１０Ａ通過後のパージ水素の水分濃度はＭＨ許容水分濃度を超えることはない。ここで、ＭＨ許容水分濃度とは、水素吸蔵合金が許容し得る水分濃度であり、このＭＨ許容水分濃度以下であれば水素吸蔵合金の酸化に対する影響が殆どない。
【００２８】
〔第２の実施の形態〕
次に、この発明の第２の実施の形態を図４から図６の図面を参照して説明する。
図４に第２の実施の形態における燃料電池の水素供給装置の概略構成を示す。高圧水素タンク３に貯蔵された水素は、水素供給流路４１を流通して固体高分子電解質膜型の燃料電池２のアノードに供給される。水素供給流路４１には、高圧水素タンク３に近い側から順に、除湿器５０、加湿器５、エゼクタ６が設けられている。燃料電池２のアノードから排出されるアノードオフガスは、水素循環流路４２を通ってエゼクタ６に吸引され、高圧水素タンク３から供給される新鮮な水素と合流して再び燃料電池２のアノードに供給される。
【００２９】
一方、空気はエアコンプレッサ３０により所定圧力に加圧され、空気流路３１を通って燃料電池２のカソードに供給される。燃料電池２に供給された空気は発電に供された後、燃料電池２からカソードオフガスとしてカソードオフガス流路３２に排出される。
水素循環流路４２からは、アノードオフガスを水素循環流路４２から排出するための排出流路４３が分岐しており、この排出流路４３は、前記した除湿器５０に接続され、さらに水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵合金タンク７に接続されている。また、排出流路４３には除湿器５０よりも上流側に、パージ水素を排出するための排出弁８が設けられている。
【００３０】
除湿器５０は、水透過膜型の除湿器であり、水透過膜を隔てて一方の流路にパージ水素を流し、他方の流路に高圧水素タンク３から供給される水素を流すことにより、パージ水素中の水分を高圧水素タンク３から供給される水素に移動させ、パージ水素を除湿するとともに、高圧水素タンク３から供給される水素を加湿する。
図５は、水透過型除湿器５０の概念図である。加湿器５０は、ケース５１の内部に多数の中空筒状の水透過膜５２を備え、水透過膜５２内が一次側通路（一方の流路）５３、水透過膜５２の外側が二次側通路（他方の流路）５４になっていて、一次側通路５３に排出流路４３が接続され、二次側通路５４に水素供給流路４１が接続される。
【００３１】
そして、一次側通路５３にパージ水素を流し、二次側通路５４に高圧水素タンク３から供給された水素（図５では「燃料水素」と記す）を流すと、高圧水素タンク３から供給される水素は湿度が極めて低いため水蒸気分圧が低く、パージ水素は水分を多く含んでいるため水蒸気分圧が高いので、一次側通路５３を流れるパージ水素中の水分が水透過膜５２を透過して二次側通路５４へと移動する。これにより、一次側通路５３を流れるパージ水素は除湿され、同時に、二次側通路５４を流れる高圧水素タンク３から供給された水素は加湿される。
したがって、ＭＨタンク７には水分を除去されたパージ水素が流入するので、ＭＨタンク７に収容されている水素吸蔵合金が酸化されることがなく、水素吸蔵合金の劣化を防止することができる。
【００３２】
また、高圧水素タンク３から供給された水素は除湿器５０の二次側通路５４を流通した後、加湿器５、エゼクタ６を通って燃料電池２のアノードに供給される。したがって、この第２の実施の形態においても、除湿器５０内の水分を高圧水素タンク３から供給される水素で除去し、該水素を燃料電池２に供給することができる。
尚、水透過型の除湿器５０の形式はこのような中空筒状の水透過膜５２を使用した形式のものに限るものではない。
【００３３】
除湿器５０で除湿されたパージ水素はＭＨタンク７に一時的に貯蔵され、必要に応じて、パージ水素供給流路４４を介して、除湿器５０よりも上流に位置する水素供給流路４１に戻され、燃料電池２に燃料として供給される。なお、パージ水素供給流路４４には、水素供給流路４１からＭＨタンク７に水素が逆流するのを防止するための逆止弁１２が設けられている。
【００３４】
なお、この第２の実施の形態における水素供給装置１では、除湿器５０の一次側通路５３にパージ水素が流れていないときにも、高圧水素タンク３から供給される水素が除湿器５０の二次側通路５４を流通するようになっているので、パージ水素が除湿器５０に流入してくる前に、予め水透過膜５２を乾燥状態にしておくことができる。
したがって、水透過膜５２の水分吸収能力を高く維持した状態で（換言すると、除湿器５０の除湿性能を高く維持した状態で）パージ水素を除湿器５０に導入することができ、パージ水素が除湿器５０に流入してきたときにパージ水素中の水蒸気を素速く水透過膜５２に吸収させることができ、パージ水素中の水分を確実に除去することができる。
【００３５】
図６は、除湿器５０内の水分濃度と、除湿器５０通過後のパージ水素の水分濃度の経時変化の一例を示すものである。
図６において（ａ）はパージ水素流量を示すとともに排出弁８の開弁タイミングを示しており、（ｂ）は除湿器５０における水透過膜５２内の水分濃度を示し、（ｃ）は除湿器５０通過後のパージ水素の水分濃度を示している。
図６（ｂ）に示すように、除湿器５０にパージ水素が流通するたびに水透過膜５２内の水分濃度が一時的に上昇するが、直ぐに水透過膜５２内の水分濃度は減少していく。
一方、除湿器５０通過後のパージ水素の水分濃度は、図３（ｃ）に示すように、余り変化がなく、常にＭＨ許容水分濃度以下に保たれる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明するように、請求項１に係る発明によれば、パージ水素の水分を除湿器で除去し、除湿されたパージ水素を水素吸蔵合金タンクに供給することができるので、水素吸蔵合金の酸化を防止することができ、水素吸蔵合金の劣化を防止することができる。また、高圧水素タンクから供給される水素で除湿器内を乾燥させることができ、除湿器から水分を除去することによって加湿された水素を燃料電池に供給することができるので、除湿器内を乾燥させるために新たなエネルギーを必要とせず、エネルギーマネージメント上、極めて有利であるとともに、乾燥に用いられた水素も燃料電池の反応に寄与させることができるので、水素を無駄にしない。
【００３７】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、除湿器内の水分量に応じて、高圧水素タンクから供給される水素を除湿器に流通させて除湿器内を乾燥させることができるので、必要以上に除湿器を乾燥させることなく、適切な露点のパージ水素を水素吸蔵合金タンクに供給することができる。
請求項３に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、パージ水素の除湿と高圧水素タンクから供給される水素の加湿を同時に行うことができる。
【００３８】
請求項４に係る発明によれば、除湿器内の水分量が所定値以上のときだけ、高圧水素タンクから供給される水素を除湿器に流通させて除湿器内を乾燥させることができる。
請求項５に係る発明によれば、除湿器にパージ水素を流通させる前に、除湿器の水透過膜を常に乾燥状態に保持することができるので、除湿器の除湿性能を高く維持した状態でパージ水素を導入することができ、パージ水素中の水分を確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る水素供給装置の第１の実施の形態における概略構成図である。
【図２】前記第１の実施の形態における乾燥処理制御を示すフローチャートである。
【図３】前記第１の実施の形態において除湿器内および除湿器下流の水分濃度の経時変化を示す図である。
【図４】この発明に係る水素供給装置の第２の実施の形態における概略構成図である。
【図５】前記第２の実施の形態における水透過膜型除湿器の概念図である。
【図６】前記第２の実施の形態において除湿器内および除湿器下流の水分濃度の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１  燃料電池の水素供給装置
２  燃料電池
３  高圧水素タンク
４  第１切替弁
７  水素吸蔵合金タンク
８  排出弁
１０Ａ，１０Ｂ  除湿器
２１，４１  水素供給流路
２２，４２  水素循環流路
２３，４３  排出流路
２５  乾燥用流路
５０  除湿器
５２  水透過膜
５３  一次側通路（一方の流路）
５４  二次側通路（他方の流路）
【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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