【手続補正書】
【提出日】平成19年8月24日(2007.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されて所定の発電部位が所定温度で動作して発電する燃料電池と、前記供給される燃料ガスを加湿するアノード側加湿器と、前記供給される酸化剤ガスを加湿するカソード側加湿器と、前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する加熱装置とを備え、
前記燃料ガス及び酸化剤ガスが、前記加熱装置によって加熱された前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器により前記所定温度より高い露点を有するように加湿されて前記燃料電池に供給されるように構成されている、固体高分子型燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池から排出される燃料ガスから水を回収する燃料側水回収器と、
前記燃料電池から排出される酸化剤ガスから水を回収する酸化剤側水回収器とを更に備え、
前記燃料側水回収器及び前記酸化剤側水回収器により回収された水が用いられて前記燃料電池に供給される燃料ガス及び酸化剤ガスの少なくとも何れか一方が加湿されるように構成されている、請求項１記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料電池から排出される燃料ガスから水を回収する燃料側水回収器と、
前記燃料電池から排出される酸化剤ガスから水を回収する酸化剤側水回収器とを更に備え、
前記燃料側水回収器及び前記酸化剤側水回収器により回収された水が、前記燃料電池から排出され前記アノード側加湿器に供給される燃料ガス、及び、前記燃料電池から排出され前記カソード側加湿器に供給される酸化剤ガス、の少なくとも何れか一方に供給されるように構成されている、請求項１記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項４】
前記所定の発電部位が、前記燃料電池における前記供給される前記燃料ガス及び酸化剤ガスが前記発電のための電気化学反応に最初に消費される部位である、請求項１記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項５】
前記加熱装置が、前記燃料ガス又は前記燃料電池から排出される燃料ガスを燃焼して発生する熱を利用して前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する、請求項１記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料電池が、熱媒体が通流されて前記所定温度で動作して発電し、
前記加熱装置が、前記燃料電池から排出される前記熱媒体の熱を利用して前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する、請求項１記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料ガスの前駆体から前記燃料ガスを生成する改質器を更に備え、
前記加熱装置が、前記前駆体を燃焼して発生する熱を利用して前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する、請求項１記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項８】
前記燃料ガスの前駆体から前記燃料ガスを生成する改質器を更に備え、
前記加熱装置が、前記改質器から排出される廃熱を利用して前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する、請求項１記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項９】
前記燃料電池と前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器とが一体化されかつ一括断熱されている、請求項１記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項１０】
燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されて所定の発電部位が所定温度で動作して発電する燃料電池と、前記供給される燃料ガスを加湿するアノード側加湿器と、前記供給される酸化剤ガスを加湿するカソード側加湿器と、前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する加熱装置とを用い、
前記燃料ガス及び酸化剤ガスを前記加熱装置によって加熱された前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器により前記所定温度より高い露点を有するように加湿し、
前記加湿した燃料ガス及び酸化剤ガスを前記燃料電池に供給する、固体高分子型燃料電池システムの運転方法。
【請求項１１】
前記燃料電池から排出される燃料ガスから水を回収する燃料側水回収器と、
前記燃料電池から排出される酸化剤ガスから水を回収する酸化剤側水回収器とを更に用い、
前記燃料側水回収器及び前記酸化剤側水回収器により回収された水を用いて前記燃料電池に供給される燃料ガス及び酸化剤ガスの少なくとも何れか一方を加湿する、請求項１０記載の固体高分子型燃料電池システムの運転方法。
【請求項１２】
前記燃料電池から排出される燃料ガスから水を回収する燃料側水回収器と、
前記燃料電池から排出される酸化剤ガスから水を回収する酸化剤側水回収器とを更に用い、
前記燃料側水回収器及び前記酸化剤側水回収器により回収された水を、前記燃料電池から排出され前記アノード側加湿器に供給される燃料ガス、及び、前記燃料電池から排出され前記カソード側加湿器に供給される酸化剤ガス、の少なくとも何れか一方に供給する、請求項１０記載の固体高分子型燃料電池システムの運転方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
そして、これらの目的を達成するために、本発明に係る固体高分子型燃料電池システムは、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されて所定の発電部位が所定温度で動作して発電する燃料電池と、前記供給される燃料ガスを加湿するアノード側加湿器と、前記供給される酸化剤ガスを加湿するカソード側加湿器と、前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する加熱装置とを備え、前記燃料ガス及び酸化剤ガスが、前記加熱装置によって加熱された前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器により前記所定温度より高い露点を有するように加湿されて前記燃料電池に供給されるように構成されている。かかる構成とすると、水蒸気過飽和状態の燃料ガス及び酸化剤ガスがセルの内部に供給されることになり、これによってセルの内部に配設されている固体高分子電解質膜が十分に加湿されるので、その乾燥を全面的に防止することが可能になる。その結果、固体高分子電解質膜の経時的な損傷が防止され、常に安定した電圧を得ることが可能になる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この場合、前記燃料電池から排出される燃料ガスから水を回収する燃料側水回収器と、前記燃料電池から排出される酸化剤ガスから水を回収する酸化剤側水回収器と、を更に備え、前記燃料側水回収器及び前記酸化剤側水回収器により回収された水が用いられて前記燃料電池に供給される燃料ガス及び酸化剤ガスの少なくとも何れか一方が加湿されるように構成されている。
又、上記の場合、前記燃料電池から排出される燃料ガスから水を回収する燃料側水回収器と、前記燃料電池から排出される酸化剤ガスから水を回収する酸化剤側水回収器と、を更に備え、前記燃料側水回収器及び前記酸化剤側水回収器により回収された水が、前記燃料電池から排出され前記アノード側加湿器に供給される燃料ガス、及び、前記燃料電池から排出され前記カソード側加湿器に供給される酸化剤ガス、の少なくとも何れか一方に供給されるように構成されている。
又、上記の場合、前記所定の発電部位が、前記燃料電池における前記供給される前記燃料ガス及び酸化剤ガスが前記発電のための電気化学反応に最初に消費される部位である。かかる構成とすると、セルの内部に配設されている固体高分子電解質膜が実質的にかつ十分に加湿されるので、固体高分子電解質膜の経時的な損傷が実質的に防止され、常に安定した電圧を得ることが可能になる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
又、上記の場合、前記加熱装置が、前記燃料ガス又は前記燃料電池から排出される燃料ガスを燃焼して発生する熱を利用して前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する。かかる構成とすると、燃料ガス又は燃料電池から排出される燃料ガスを燃焼して得られる熱は高温であるため、アノード側加湿器及びカソード側加湿器の加熱が効率良く行われるようになる。又、スタックに供給する燃料ガスはその全てが発電に利用されるのではなく一部は排出されるが、その排出される燃料ガスを再利用するので、燃料ガスを有効に利用することが可能になる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
又、上記の場合、前記燃料電池が、熱媒体が通流されて前記所定温度で動作して発電し、前記加熱装置が、前記燃料電池から排出される前記熱媒体の熱を利用して前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する。かかる構成とすると、熱の利用効率が改善された固体高分子型燃料電池システムを提供することが可能になる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
又、上記の場合、前記燃料ガスの前駆体から前記燃料ガスを生成する改質器を更に備え、前記加熱装置が、前記前駆体を燃焼して発生する熱を利用して前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する。かかる構成とすると、燃料ガス前駆体の一部を事前にアノード側加湿器及びカソード側加湿器の加熱に利用するため、排出される燃料ガスの排出量を低減することが可能になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
又、上記の場合、前記燃料ガスの前駆体から前記燃料ガスを生成する改質器を更に備え、前記加熱装置が、前記改質器から排出される廃熱を利用して前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する。かかる構成とすると、改質器から排出された廃熱は高温であるため、アノード側加湿器及びカソード側加湿器の加熱が効率良く行われるようになる。又、廃熱を再利用することになり熱の使用効率が向上するので、発電効率の良い固体高分子型燃料電池システムを構築することが可能になる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
又、上記の場合、前記燃料電池と前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器とが一体化されかつ一括断熱されている。かかる構成とすると、アノード側加湿器及びカソード側加湿器を加熱する際の、そのアノード側加湿器及びカソード側加湿器における熱損失を最小限に抑えることが可能になる。その結果、水蒸気過飽和状態の燃料ガス及び酸化剤ガスを容易にかつ効率良く生成することが可能になる。
一方、本発明に係る固体高分子型燃料電池システムの運転方法では、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されて所定の発電部位が所定温度で動作して発電する燃料電池と、前記供給される燃料ガスを加湿するアノード側加湿器と、前記供給される酸化剤ガスを加湿するカソード側加湿器と、前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器を加熱する加熱装置とを用い、前記燃料ガス及び酸化剤ガスを前記加熱装置によって加熱された前記アノード側加湿器及び前記カソード側加湿器により前記所定温度より高い露点を有するように加湿し、前記加湿した燃料ガス及び酸化剤ガスを前記燃料電池に供給する。
この場合、前記燃料電池から排出される燃料ガスから水を回収する燃料側水回収器と、前記燃料電池から排出される酸化剤ガスから水を回収する酸化剤側水回収器と、を更に用い、前記燃料側水回収器及び前記酸化剤側水回収器により回収された水を用いて前記燃料電池に供給される燃料ガス及び酸化剤ガスの少なくとも何れか一方を加湿する。
又、上記の場合、前記燃料電池から排出される燃料ガスから水を回収する燃料側水回収器と、前記燃料電池から排出される酸化剤ガスから水を回収する酸化剤側水回収器と、を更に用い、前記燃料側水回収器及び前記酸化剤側水回収器により回収された水を、前記燃料電池から排出され前記アノード側加湿器に供給される燃料ガス、及び、前記燃料電池から排出され前記カソード側加湿器に供給される酸化剤ガス、の少なくとも何れか一方に供給する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】