(57)【要約】 【課題】  燃料電池システムにおいて、内部流路に蓄積した不純物の少なくとも一部を排出する技術を提供する。【解決手段】  本発明は、燃料電池システムである。この燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとが供給される反応流路を有する燃料電池と、反応流路の少なくとも一部への不純物の蓄積を検知する蓄積検知部と、検知に応じて、反応流路の少なくとも一部に蓄積された不純物を燃焼させる不純物燃焼部とを備えることを特徴とする。【選択図】  図４
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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、
燃料ガスと酸化剤ガスとが供給される反応流路を有する燃料電池と、
前記反応流路の少なくとも一部への不純物の蓄積を検知する蓄積検知部と、
前記検知に応じて、前記反応流路の少なくとも一部に蓄積された不純物を燃焼させる不純物燃焼部と、
を備えることを特徴とする、燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムであって、
前記蓄積検知部は、前記反応流路の流路抵抗を計測するとともに、前記計測された流路抵抗が所定の閾値を超えた場合には、前記検知が行われたとみなすように構成されており、
前記流路抵抗は、前記反応流路における流量と、前記反応流路における圧力損失とに応じて計測される、燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池システムであって、
前記不純物燃焼部は、前記検知に応じて、前記反応流路の少なくとも一部に前記燃料ガスと前記酸化剤ガスの混合気を供給する、燃料電池システム。
【請求項４】
請求項３記載の燃料電池システムであって、
前記不純物燃焼部は、間欠的に前記混合気を供給する、燃料電池システム。
【請求項５】
請求項３または４に記載の燃料電池システムであって、
前記蓄積検知部は、前記反応流路のうち酸化剤ガスが供給されるカソード流路への不純物の蓄積を検知し、
前記不純物燃焼部は、前記カソード流路に前記混合気を供給する、燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
前記反応流路は、前記反応流路内に燃焼用の触媒を有する、燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記燃料電池システムの起動時に、前記反応流路内の不純物を燃焼させる起動時不純物燃焼部を備える、燃料電池システム。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池は、無機プロトン導電体から成る電解質層と、前記電解質層に接合される水素透過性金属層とを備える、燃料電池システム。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の燃料電池システムを備える移動体であって、
前記移動体は、少なくとも前記移動体の停止時と前記移動体の減速時とを含む所定の状態において、前記反応流路内の不純物を燃焼させる所定状態時不純物燃焼部を有することを特徴とする、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水素透過膜型燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムには、水素透過性金属層を燃料電池セルの電解質層に備えるものがある。このような燃料電池セルにおいて、小型化を図るために流路のピッチを狭くすることが要請されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１０９２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、流路のピッチを狭くすると、流路自体も狭くなって流路への不純物の蓄積によって流路抵抗が増大しやすくなる。流路抵抗の増大は、燃料電池システムの運転に要する動力を増大させるだけでなく、燃料電池セルの破損の要因にもなるといった問題があった。
【０００５】
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、燃料電池システムにおいて、内部流路に蓄積した不純物の少なくとも一部を排出する技術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】
【０００６】
本発明は、燃料電池システムであって、
燃料ガスと酸化剤ガスとが供給される反応流路を有する燃料電池と、
前記反応流路の少なくとも一部への不純物の蓄積を検知する蓄積検知部と、
前記検知に応じて、前記反応流路の少なくとも一部に蓄積された不純物を燃焼させる不純物燃焼部と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の燃料電池システムは、反応流路の少なくとも一部への不純物の蓄積の検知に応じて、燃料電池が有する反応流路の少なくとも一部に蓄積された不純物を燃焼させるので、反応流路への不純物の蓄積に起因する燃料電池スタック２１０の発電効率の低下を抑制することができる。ここで、不純物燃焼部は、燃料ガスが供給される流路に対してのみ不純物の燃焼処理を行うように構成しても良いし、酸化剤ガス（たとえば空気）が供給される流路に対してのみ不純物の燃焼処理を行うように構成しても良いし、あるいは双方の流路に対して不純物の燃焼処理を行うように構成しても良い。なお、「不純物を燃焼」は、不純物を化学変化させるだけでなく、燃焼熱によって不純物を気化させるといった相変化をも含む広い概念を有する。
【０００８】
上記燃料電池システムにおいて、前記蓄積検知部は、前記反応流路の流路抵抗を計測するとともに、前記計測された流路抵抗が所定の閾値を超えた場合には、前記検知が行われたとみなすように構成されており、
前記流路抵抗は、前記反応流路における流量と、前記反応流路における圧力損失とに応じて計測されるようにしても良い。
【０００９】
こうすれば、高い信頼性で不純物の蓄積を検知することができるとともに、燃料電池スタック内部の圧力異常による燃料電池スタックの破損の可能性を極めて小さくすることができる。
【００１０】
上記燃料電池システムにおいて、前記不純物燃焼部は、前記検知に応じて、前記反応流路の少なくとも一部に前記燃料ガスと前記酸化剤ガスの混合気を供給するようにしても良い。こうすれば、混合気を流路内で燃焼させることによって、不純物を燃焼させることができる。
【００１１】
上記燃料電池システムにおいて、前記不純物燃焼部は、間欠的に前記混合気を供給する、ようにしても良い。こうすれば、燃料電池スタックの温度を過度に高くすることなく、上流から下流まで均等に不純物を除去することができる。
【００１２】
上記燃料電池システムにおいて、前記蓄積検知部は、前記反応流路のうち酸化剤ガスが供給されるカソード流路への不純物の蓄積を検知し、
前記不純物燃焼部は、前記カソード流路に前記混合気を供給するようにしても良い。こうすれば、大気に含まれる有機溶剤その他の有機物を排出することができる。
【００１３】
上記燃料電池システムにおいて、前記反応流路は、前記反応流路内に燃焼用の触媒を有するようにしても良い。こうすれば、触媒燃焼を促進することができるので、不純物が排出されやすくなるとともに不純物の蓄積も生じにくくなる。
【００１４】
上記燃料電池システムにおいて、さらに、前記燃料電池システムの起動時に、前記反応流路内の不純物を燃焼させる起動時不純物燃焼部を備えるようにしても良い。こうすれば、不純物の蓄積が十分に少ないことが確認されてから発電が開始されることになるので、燃料電池スタックの破損の可能性を小さくするとともに燃料電池システムの異常動作発生の可能性を小さくすることができる。
【００１５】
上記燃料電池システムにおいて、前記燃料電池は、無機プロトン導電体から成る電解質層と、前記電解質層に接合される水素透過性金属層とを備えるようにしても良い。このような構造を有する燃料電池は、小型化を図るために特に流路を狭くすることが要請されているため顕著な効果を奏する。
【００１６】
上記燃料電池システムを備える移動体では、少なくとも前記移動体の停止時と前記移動体の減速時とを含む所定の状態において、前記反応流路内の不純物を燃焼させる所定状態時不純物燃焼部を有するようにしても良い。こうすれば、たとえば運転中に不純物が急激に蓄積されたような状況においても直ちに不純物除去の処理を実行することができるという利点がある。
【００１７】
なお、本発明は、燃料電池システムの運転方法、燃料電池からの不純物の排出方法、この燃料電池システムを搭載した移動体などの装置その他の種々の態様で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．本発明の実施例における燃料電池システムの構成：
Ｂ．本発明の実施例における燃料電池システムの起動処理：
Ｃ．変形例：
【００１９】
Ａ．本発明の実施例における燃料電池システムの構成：
図１は、本発明の一実施例としての燃料電池システムを備える電気自動車の概略構成図である。電気自動車１００は、電源システム２０と、負荷部３０と、制御部５０とを備えている。電源システム２０は、電気自動車１００の動力源としての電力を供給する。負荷部３０は、供給された電力を電気自動車１００を駆動するための機械的動力に変換する。制御部５０は、電源システム２０と負荷部３０とを制御する。
【００２０】
電源システム２０は、燃料電池システム２００と、２次電池２６と、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４と、燃料電池システム２００の出力電圧と出力電流とを計測するための電圧計６９と電流計６７と、２次電池２６の残存量を計測するための残存容量モニタ２８と、を備えている。
【００２１】
負荷部３０は、駆動回路３６と、モータ３１と、ギヤ機構３２と、車輪３４とを備えている。駆動回路３６は、モータ３１を駆動するための回路であり、たとえばトランジスタインバータで構成されている。モータ３１で発生した動力は、ギヤ機構３２を介して車輪３４に伝達される。
【００２２】
制御部５０は、燃料電池システム２００と、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４と、駆動回路３６とに電気的に接続されており、これらの回路の制御を含む各種の制御を実行する。制御部５０の各種の制御動作は、制御部５０に内蔵されている図示しないメモリ内に格納されたコンピュータプログラムを、制御部５０が実行することによって実現される。このメモリとしては、ＲＯＭやハードディスクなどの種々の記録媒体を利用することが可能である。
【００２３】
図２は、本発明の一実施例としての燃料電池システム２００の構成を示す説明図である。燃料電池システム２００は、燃料電池スタック２１０と、燃料電池スタック２１０に燃料を供給する改質器２３０と、燃料電池スタック２１０から排出されるアノードオフガスを浄化する浄化器２３４と、燃料電池スタック２１０を冷却するための熱交換機２６０と、を備えている。
【００２４】
燃料電池スタック２１０は、アノード流路２１２と、カソード流路２１４と、冷却水流路２２２と、電力出力端子２１６、２１８とを備えている。アノード流路２１２は、発電時において改質器２３０で生成された燃料ガスが供給される流路である。カソード流路２１４は、発電時において外部から供給される空気が酸化ガスとして供給される流路である。冷却水流路２２２は、熱交換機２６０で空気冷却された冷却水が導入される流路である。
【００２５】
燃料電池システム２００は、さらに、空気供給ポンプ２８４と、パージガス供給ポンプ３００と、カソード流路用混合気生成バルブ２９２と、ベンチュリー２９３と、アノード流路用混合気生成バルブ２９４と、燃料ガス供給バルブ２９０と、温度センサ２８６と、燃料ガス流量計２８１ｆと、空気流量計２８１ａと、カソードオフガス帰還流路２１５と、を備えている。空気供給ポンプ２８４は、カソード流路２１４に空気を供給するためのポンプである。パージガス供給ポンプ３００は、アノード流路２１２から水素ガスをパージ（排出）するために空気をアノード流路２１２に供給するためのポンプである。カソードオフガス帰還流路２１５は、燃料電池システム２００の起動時や低出力時といったときに改質器２３０にカソードオフガス（Ｏ2、Ｎ2、Ｈ2Ｏを含む）を帰還させる流路である。
【００２６】
カソード流路用混合気生成バルブ２９２は、ベンチュリー２９３を介してカソード流路２１４に燃料ガスと空気の混合気を供給するためのバルブである。ベンチュリー２９３を介しているのは、改質器２３０で生成された比較的に低圧の燃料ガスを、空気供給ポンプ２８４から供給された比較的に高圧の空気に流れ込ませるためである。さらに、カソード流路用混合気生成バルブ２９２は、空気供給ポンプ２８４から供給された空気が改質器２３０側に逆流しないように逆流防止機能を備えている。
【００２７】
カソード流路に混合気を供給できるように構成されているのは、カソード流路２１４内に備えられた図示しない触媒によって触媒燃焼を引き起こして、以下の二つの目的を達成するためである。第１の目的は、燃料電池スタック２１０を加熱するためである。第２の目的は、カソード流路２１４内に蓄積された不純物を排出するためである。
【００２８】
第１の目的である燃料電池スタック２１０の加熱は、触媒燃焼で生ずる熱によって実現される。この加熱は、燃料電池スタック２１０の温度を発電運転が可能な約２００〜６００℃程度まで上昇させるために行われる。一方、第２の目的であるカソード流路内の不純物の排出は、混合気がカソード流路２１４内で燃焼することに起因する固形不純物の燃焼や気化によって実現される。
【００２９】
アノード流路用混合気生成バルブ２９４は、アノード流路２１２に燃料ガスと空気の混合気を供給するためのバルブである。アノード流路２１２にも混合気を供給できるように構成されているのは、アノード流路２１２内に備えられた図示しない触媒によって触媒燃焼を引き起こして、上記と同様の目的を達成するためである。
【００３０】
パージガス供給ポンプ３００は、以下の二つの役割を有する。
（１）燃料電池スタック２１０による発電停止後において、アノード流路２１２から水素を含む燃料ガスをパージする。水素を含む燃料ガスをパージするのは、発電停止後においてアノード流路２１２に残留する水素によって後述する水素透過膜の水素脆化を抑制するためである。
（２）燃料電池スタック２１０による発電開始前において、アノード流路２１２の流路抵抗の計測に利用する。これにより、アノード流路２１２の流路抵抗の計測においても燃料ガスを排出せずに済むことになる。
【００３１】
アノード流路２１２の流路抵抗の計測は、アノード流路２１２内のガスの流量と、アノード流路２１２の圧力損失と、予め準備されたマップ（図示せず）とに基づいて行われる。アノード流路２１２内のガスの流量は、流量計２８１ｆによって計測することができる。アノード流路２１２の圧力損失は、アノード流路２１２の上流側と下流側に装備された二つの圧力計２８２ｆ、２８３ｆの計測値の差によって計測することができる。マップは、ガスの流量と、圧力損失とに基づいて流路抵抗を算出できるように予め準備されたものである。
【００３２】
一方、カソード流路２１４の流路抵抗の計測は、流量計２８１ａによって計測されるガスの流量と、カソード流路２１４の上流側と下流側に装備された二つの圧力計２８２ａ、２８３ａの計測値の差によって計測される圧力損失と、予め準備されたマップ（図示せず）とに基づいてアノード流路２１２と同様に行うことができる。
【００３３】
図３は、本発明の一実施例としての燃料電池を構成する燃料電池セル２１０ｃの構造の概略を表わす断面模式図である。燃料電池セル２１０ｃは、水素透過性金属層２２と電解質層２１とから成る電解質部２３と、電解質層２１上に形成される触媒層２４と、触媒層２４上に配設されるカソード電極２５と、これらの構造をさらに外側から挟持する二つのガスセパレータ２７、２９とを備えている。
【００３４】
アノード流路２１２（図２）は、ガスセパレータ２７と水素透過性金属層２２との間にその一部が形成されている。カソード流路２１４は、ガスセパレータ２９とカソード電極２５との間にその一部が形成されている。冷却水流路２２２は、二つのガスセパレータ２７、２９の外側に形成されている。
【００３５】
水素透過性金属層２２は、水素透過性を有する金属によって形成される層である。この層は、たとえば、パラジウム（Ｐｄ）やパラジウム合金により形成することができる。あるいは、バナジウム（Ｖ）その他の５族金属（Ｖの他、ニオブ、タンタル等）や５族金属の合金を基材として、少なくともその一方の面（アノード流路２１２側の面）にＰｄやＰｄ合金層を形成した多層膜とすることができる。
【００３６】
電解質層２１は、無機プロトン伝導体から成る固体電解質である。電解質層２１を構成する固体電解質としては、たとえばＢａＣｅＯ3やＳｒＺｒＯ3、バイロクロア、ＣｓＨＳＯ4、ＣｓＨ2ＰＯ4といった導電体を使用することができる。電解質層２１の形成は、水素透過性金属層２２上に、上記固体酸化物を生成させることによって実現することができる。具体的な形成方法としては、たとえば、物理蒸着（ＰＶＤ）や化学蒸着（ＣＶＤ）といった種々の手法を用いることができる。
【００３７】
このように、水素透過性金属層２２上に電解質層２１を薄膜化しているのは、電解質層２１の膜抵抗をより低減させるためである。これにより、本実施例の構成では、従来の固体電解質型燃料電池の運転温度よりも低い温度である約２００〜６００℃程度で燃料電池を運転することが可能となっている。
【００３８】
触媒層２４は、カソードで進行する電気化学反応を促進するために設けられた層である。この層は、白金（Ｐｔ）その他の貴金属を備える層として形成されている。カソード電極２５は、ＢａＰｒＣｏＯ3やＢａＰｒＭｎＯ3、ＬａＳｒＭｎＯ3といった多孔質のセラミックその他のガス透過性を有する導電性部材によって形成されるガス拡散電極である。二つのガスセパレータ２７、２９は、カーボンや金属などの導電性材料で形成されたガスを透過しない部材である。
【００３９】
Ｂ．本発明の実施例における燃料電池システムの起動処理：
図４は、本発明の実施例における燃料電池システムの起動処理の内容を示すフローチャートである。この起動処理では、制御部５０は、アノード流路２１２とカソード流路２１４の双方の流路抵抗が所定の閾値以下となることを確認してから加熱処理や反応ガスの供給といった発電開始までのシーケンスを進めるように構成されている。
【００４０】
ステップＳ１００では、制御部５０は、燃料電池システム２００の起動処理を開始する。具体的には、制御部５０は、空気供給ポンプ２８４とパージガス供給ポンプ３００とを起動するとともに、アノード流路２１２とカソード流路２１４の流量がそれぞれ所定の値となるように空気供給ポンプ２８４とパージガス供給ポンプ３００の吐出量を調整する。この際、カソード流路用混合気生成バルブ２９２、アノード流路用混合気生成バルブ２９４、および燃料ガス供給バルブ２９０は、閉じたままである。
【００４１】
ステップＳ２００では、制御部５０は、アノード流路２１２とカソード流路２１４の流路抵抗を計測する。各々の流路抵抗の計測は、アノード流路２１２とカソード流路２１４の流量がそれぞれ所定の値に安定した状態において、それぞれ前述の方法で行われる。
【００４２】
ステップＳ３００では、制御部５０は、計測された各々の流路抵抗が閾値よりも大きいか否かを決定する。閾値は、アノード流路２１２とカソード流路２１４のそれぞれについて定められている。この結果、二つの流路のうちの少なくとも一方の流路について流路抵抗が閾値を超えた場合には、後述する不純物燃焼除去処理が実行される（ステップＳ５００）。
【００４３】
不純物燃焼除去処理は、流路抵抗が閾値以下となるまで繰り返し実行されるが（ステップＳ４００）、不純物燃焼除去処理の回数が所定の回数ｎに達すると警告を表示して燃料電池システムの起動が中止される（ステップＳ６００）。一方、二つの流路の双方の流路抵抗が閾値以下となった場合には、処理がステップＳ７００に進められる。
【００４４】
ステップＳ７００では、制御部５０は、加熱処理を実行する。加熱処理は、発電可能な温度となるまでの間、前述の方法によってアノード流路２１２とカソード流路２１４の少なくとも一方に燃焼ガスと空気の混合気を供給することによって行われる。
【００４５】
ステップＳ８００では、制御部５０は、アノード流路２１２とカソード流路２１４とへの反応ガスの供給を開始し、燃料電池システム２００において発電が開始される（ステップＳ９００）。
【００４６】
不純物燃焼除去処理は、アノード流路２１２とカソード流路２１４の少なくとも一方の流路にパルス状に混合気を供給することによって行われる。パルス状に混合気を供給するのは、燃料電池スタック２１０の温度を過度に高くすることなく、上流から下流まで均等に不純物を除去することができるからである。ただし、このような混合気の供給方法は、本発明の必須の構成要件ではなく、一定の流速で供給するように構成しても良い。
【００４７】
上記の効果を得るためには、必ずしも混合気がパルス状に供給される必要はなく、周期的あるいは非周期的であるかを問わず流速が変化するように供給されていれば良い。また、混合気の流速がゼロとされる期間が必要ではなく、速い流速と遅い流速とが繰り返されるように混合気が供給されていればよい。このような混合気の供給状態が、特許請求の範囲における「間欠的に」に相当する。間欠的な混合気の供給には、流速の速い混合気によって、流路２１２、２１４からの不純物の排出を促進させることもできるという利点もある。
【００４８】
なお、パルス状に混合気を供給する場合には、たとえば燃料電池スタック２１０の温度に応じてパルス幅（混合気が供給される期間）やパルス間隔（混合気が供給されない期間）を変えるように構成することも可能である。具体的には、温度が高いときにはパルス幅を小さくしあるいはパルス間隔を大きくすることで単位時間当たりに供給される混合気量を少なくし、温度が低いときにはパルス幅を大きくしあるいはパルス間隔を小さくすることで単位時間当たりに供給される混合気量を多くするように構成しても良い。一方、間欠的に混合気を供給する場合にも、「速い流速の期間」や「遅い流速の期間」を、パルス幅やパルス間隔と同様に変更して混合気の供給量を調整するように構成することも可能である。
【００４９】
ここで、不純物燃焼除去処理で不純物が除去できるのは、たとえば不純物が燃焼可能な有機物である場合には燃焼によって気化して排出することが可能であり、さらに、触媒燃焼に起因する熱応力によって固形物が剥離することも発生し得るからである。また、不純物が燃焼可能でなくても燃焼熱による気化によって排出されることもある。
【００５０】
このように、本実施例では、燃料電池システム２００の起動時において、燃料電池スタック２１０の内部流路２１２、２１４から不純物が除去されるので、内部流路２１２、２１４からへの不純物蓄積に起因する燃料電池スタック２１０の発電効率の低下を抑制することができる。
【００５１】
さらに、本実施例では、燃料電池による起動時毎に不純物除去の処理が実行されているので、不純物の蓄積が十分に少ないことが確認されてから発電が開始されることになるので、燃料電池スタックの破損の可能性を小さくするとともに燃料電池システムの異常動作発生の可能性を小さくすることができるという利点もある。
【００５２】
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、以下のような変形例が可能である。
【００５３】
Ｃ−１．上記実施例では、燃料電池による起動時毎に不純物除去の処理が実行されているが、たとえば車両の減速時や停止時といった燃料電池による発電の必要性が小さな時に実行するように構成しても良い。こうすれば、たとえば運転中に不純物が急激に蓄積されたような状況においても直ちに不純物除去の処理を実行することができるという利点がある。
【００５４】
さらに、燃料電池による発電の必要性が小さくないときにおいても流路抵抗が特定の閾値を超えた場合には不純物除去の処理を実行するように構成してもよい。ただし、このような構成では、各状況毎に閾値を変えるように構成することが好ましい。たとえば発電の必要性が小さくない時の閾値は、発電の必要性が小さな時の閾値よりも大きくすることが好ましい。
【００５５】
Ｃ−２．上記実施例では、加熱処理の前に不純物除去の処理が実行されているが、たとえば加熱処理（ステップＳ７００）の際や反応ガス供給開始（ステップＳ８００）の後に流路抵抗の計測を実行するとともに、流路抵抗が所定の閾値を超えた場合に不純物除去の処理を開始するように構成しても良い。
【００５６】
Ｃ−３．上記実施例では、アノード流路２１２とカソード流路２１４の双方で不純物除去の処理が行われているが、少なくとも一方の流路で行われればよい。たとえばアノード流路２１２で不純物除去の処理を行えば、改質時に発生して燃料ガス内に残存する不純物を排出することができる。一方、カソード流路２１４で不純物除去の処理を行えば、大気に含まれる有機溶剤その他の有機物を排出することができる。
【００５７】
Ｃ−４．上記実施例では、パージガスとして空気を使用しているが、たとえば蓄えられたアルゴンガスを供給するようにしても良い。一般に、パージガスは、水素を含まない気体であれば良い。
【００５８】
Ｃ−５．上記実施例では、流路抵抗に基づいて反応流路への不純物の蓄積状態が検知されているが、たとえば燃料電池への燃料供給量と発電出力とに応じて発電効率の観点から蓄積状態を推定するようにしても良い。
【００５９】
Ｃ−６．上記実施例では、燃料電池は、無機プロトン導電体から成る電解質層と、電解質層に接合される水素透過性金属層とを備えているが、本発明は他の電解質を備える燃料電池にも適用することができる。ただし、無機プロトン導電体から成る電解質層と、電解質層に接合される水素透過性金属層とを備える燃料電池は、小型化を図るために特に流路を狭くすることが要請されているため本発明は顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例としての燃料電池システムを備える電気自動車の概略構成図。
【図２】本発明の一実施例としての燃料電池システム２００の構成を示す説明図。
【図３】本発明の一実施例としての燃料電池を構成する燃料電池セル２１０ｃの構造の概略を表わす断面模式図。
【図４】本発明の実施例における燃料電池システムの起動処理の内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６１】
２０…電源システム
２１…電解質層
２２…水素透過性金属層
２３…電解質部
２４…触媒層
２５…カソード電極
２７…ガスセパレータ
２８…残存容量モニタ
２９…ガスセパレータ
３０…負荷部
３１…モータ
３２…ギヤ機構
３４…車輪
３６…駆動回路
５０…制御部
６４…ＤＣコンバータ
６７…電流計
６９…電圧計
１００…電気自動車
２００…燃料電池システム
２１０…燃料電池スタック
２１０ｃ…燃料電池セル
２１２…アノード流路
２１４…カソード流路
２１５…カソードオフガス帰還流路
２１６…電力出力端子
２２２…冷却水流路
２３０…改質器
２３４…浄化器
２６０…熱交換機
２８１ａ…空気流量計
２８１ｆ…燃料ガス流量計
２８４…空気供給ポンプ
２８６…温度センサ
２９０…燃料ガス供給バルブ
２９２…カソード流路用混合気生成バルブ
２９３…ベンチュリー管
２９４…アノード流路用混合気生成バルブ
３００…パージガス供給ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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