(57)【要約】【課題】燃料電池の劣化を抑制しながら、起動時間を短縮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と、燃料電池３に供給される液体燃料を貯留する燃料タンク２１と、燃料タンク２１からの液体燃料の燃料成分濃度を調整する調整タンク２２とを備える燃料電池システム２において、燃料タンク２１内の燃料を、調整タンク２２を介さずに燃料電池３に供給するためのバイパスライン２５を設け、燃料電池システム２の起動時に、まず、バイパスライン２５を介して燃料タンク２１内の燃料を燃料電池３に供給し、その後、燃料電池３の温度が、定常運転温度に達する前に、バイパスライン２５を介した燃料供給を停止して、調整タンク２２を介した燃料供給に切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料中の燃料成分を消費して発電し、発電するときの電気化学反応によって生成する生成物と燃料成分とを含む排出液を排出する燃料電池と、
燃料を貯留するための燃料タンクと、
前記燃料タンク内の燃料を希釈して、燃料中の燃料成分濃度を調整するための調整タンクと、
前記燃料タンク内の燃料を前記調整タンクに供給するための第１供給部と、
前記調整タンク内の燃料を前記燃料電池に供給するための第２供給部と、
前記燃料タンク内の燃料を、前記調整タンクを介さずに前記燃料電池に供給するための第３供給部と、
前記第１供給部、前記第２供給部および前記第３供給部の動作を制御する制御部と
を備え、
起動時に、
前記第２供給部を介して前記調整タンク内の燃料を前記燃料電池に供給する前に、前記第３供給部を介して前記燃料タンク内の燃料を前記燃料電池に供給し、
前記燃料電池の温度が、定常運転温度に達する前に、前記第３供給部を介して前記燃料タンク内の燃料を前記燃料電池に供給することを停止して、前記第２供給部を介して前記調整タンク内の燃料を前記燃料電池に供給することを特徴とする、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、固体高分子形の燃料電池を有し、メタノール、ジメチルエーテル、ヒドラジンなどの燃料成分と、空気とを消費して発電する燃料電池システムが知られている。
【０００３】
このような燃料電池システムにおいて、主に発電反応を行う低濃度燃料を貯蔵する第１のタンクと、主に発電反応と発電セルの温度上昇とを行う高濃度燃料を貯蔵する第２のタンクとを備え、発電セルの温度が低い始動時に発電セルに高濃度燃料を供給して、発電セルの温度上昇を促進する燃料電池システムの起動方法が提案されている（例えば、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２００６−４８６８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、上記の特許文献１に記載されるような燃料電池システムでは、始動時において、発電セルが高濃度燃料に過度に曝され、発電セルの劣化が促進されるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、燃料電池の劣化を抑制しながら、起動時間を短縮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】
本発明の燃料電池システムは、燃料中の燃料成分を消費して発電し、発電するときの電気化学反応によって生成する生成物と燃料成分とを含む排出液を排出する燃料電池と、燃料を貯留するための燃料タンクと、前記燃料タンク内の燃料を希釈して、燃料中の燃料成分濃度を調整するための調整タンクと、前記燃料タンク内の燃料を前記調整タンクに供給するための第１供給部と、前記調整タンク内の燃料を前記燃料電池に供給するための第２供給部と、前記燃料タンク内の燃料を、前記調整タンクを介さずに前記燃料電池に供給するための第３供給部と、前記第１供給部、前記第２供給部および前記第３供給部の動作を制御する制御部とを備え、起動時に、前記第２供給部を介して前記調整タンク内の燃料を前記燃料電池に供給する前に、前記第３供給部を介して前記燃料タンク内の燃料を前記燃料電池に供給し、前記燃料電池の温度が、定常運転温度に達する前に、前記第３供給部を介して前記燃料タンク内の燃料を前記燃料電池に供給することを停止して、前記第２供給部を介して前記調整タンク内の燃料を前記燃料電池に供給することを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、起動時には、まず、燃料タンク内の比較的高濃度の燃料が、第３供給部を介して燃料電池に供給される。
【０００９】
これにより、調整タンク内の比較的低濃度の燃料が燃料電池に供給される場合と比べて、燃料電池の温度上昇が促進される。
【００１０】
その結果、燃料電池の温度を効率よく上昇させることができ、起動時間を短縮することができる。
【００１１】
次いで、燃料電池の温度が、定常運転温度に達する前に、第３供給部を介した比較的高濃度の燃料の供給が停止され、調整タンク内の比較的低濃度の燃料が、第２供給部を介して燃料電池に供給される。
【００１２】
そのため、燃料電池が比較的高濃度の燃料に過度に曝されることを抑制でき、燃料電池の劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の燃料電池システムによれば、燃料電池の劣化を抑制しながら、起動時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の燃料電池システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．電動車両の全体構成
図１に示すように、電動車両１は、モータ４２を動力源とし、燃料電池３およびバッテリ４４を電源としてモータ４２を駆動させる電動車両である。電動車両１は、燃料電池システム２を搭載している。
【００１６】
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、燃料成分を含む燃料の一例としての液体燃料が直接供給される直接液体燃料形燃料電池であり、アニオン交換型燃料電池として構成されている。
【００１７】
燃料成分としては、例えば、メタノールなどのアルコール類、ジメチルエーテルなどのエーテル類、ヒドラジンなどのヒドラジン類などが挙げられ、好ましくは、アルコール類およびヒドラジン類が挙げられ、さらに好ましくは、ヒドラジン類が挙げられる。
【００１８】
液体燃料としては、燃料成分をそのまま用いてもよいが、燃料成分を、例えば、水などで希釈して用いることができる。
【００１９】
燃料電池３は、燃料電池セル１１を備えている。なお、燃料電池３は、複数の燃料電池セル１１が積層されたスタック構造として構成される場合があるが、図１においては、図解しやすいように１つの燃料電池セル１１のみを示している。
【００２０】
燃料電池セル１１は、膜電極接合体１２と、燃料供給部材１３、空気供給部材１４とを備えている。
【００２１】
膜電極接合体１２は、電解質膜１５と、アノード電極１６と、カソード電極１７とを備えている。
【００２２】
電解質膜１５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。
【００２３】
アノード電極１６は、電解質膜１５の厚み方向一方側の表面に、薄層として積層されている。アノード電極１６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１６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。
【００２４】
カソード電極１７は、電解質膜１５に対してアノード電極１６の反対側、すなわち、電解質膜１５の厚み方向他方側の表面に、薄層として積層されている。カソード電極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、カソード電極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。
【００２５】
燃料供給部材１３は、膜電極接合体１２の厚み方向一方側に配置されている。燃料供給部材１３は、ガス不透過性の導電性材料から形成されている。燃料供給部材１３には、燃料流路１８が形成されている。なお、膜電極接合体１２と燃料供給部材１３との間には、図示しないガス拡散層が介在されている。
【００２６】
燃料流路１８は、燃料供給部材１３の厚み方向他方面に形成されている。燃料流路１８は、燃料供給部材１３の厚み方向他方面から厚み方向一方へ凹む凹溝であり、幅方向に折り返されながら、上下方向に延びる葛折り形状に形成されている。燃料流路１８は、アノード電極１６に向かい合っている。
【００２７】
空気供給部材１４は、膜電極接合体１２の厚み方向他方側に配置されている。空気供給部材１４は、ガス不透過性の導電性材料から形成されている。空気供給部材１４には、空気流路１９が形成されている。なお、膜電極接合体１２と空気供給部材１４との間には、図示しないガス拡散層が介在されている。
【００２８】
空気流路１９は、空気供給部材１４の厚み方向一方面に形成されている。空気流路１９は、空気供給部材１４の厚み方向一方面から厚み方向他方へ凹む凹溝であり、幅方向に折り返されながら、上下方向に延びる葛折り形状に形成されている。空気流路１９は、カソード電極１７に向かい合っている。
（２）燃料給排部
燃料給排部４は、燃料タンク２１、調整タンク２２、第１燃料供給ライン２３、第１ポンプ２８、開閉弁２９、第２燃料供給ライン２４、第２ポンプ３１、バイパスライン２５、三方弁３０、還流ライン２６、気液分離器３２、および排気ライン２７を備えている。第１燃料供給ライン２３、第１ポンプ２８および開閉弁２９は、第１供給部を構成する。第２燃料供給ライン２４および第２ポンプ３１は、第２供給部を構成する。バイパスライン２５および三方弁３０は、第３供給部を構成する。
【００２９】
燃料タンク２１は、上記した液体燃料を貯蔵する。
【００３０】
燃料タンク２１内における液体燃料の燃料成分濃度は、燃料成分の種類によっても異なるが、燃料成分がヒドラジンである場合には、例えば、１質量％以上、好ましくは、５質量％以上であり、例えば、６０質量％以下、好ましくは、４０質量％以下である。
【００３１】
調整タンク２２は、燃料電池３の近傍に配置されている。調整タンク２２には、燃料タンク２１からの液体燃料が希釈された状態で貯蔵されている。
【００３２】
調整タンク２２内における液体燃料の燃料成分濃度は、燃料タンク２１内における液体燃料の燃料成分濃度よりも低い。より具体的には、調整タンク２２内における液体燃料の燃料成分濃度は、電動車両１の走行状態に応じて調整されるが、電動車両１が一定の速度で走行している場合には、例えば、１質量％以上、好ましくは、５質量％以上であり、例えば、２０質量％以下、好ましくは、１５質量％以下である。
【００３３】
第１燃料供給ライン２３は、燃料タンク２１から調整タンク２２へ液体燃料を供給するための配管である。第１燃料供給ライン２３の供給方向上流端は、燃料タンク２１の下端部に接続されている。第１燃料供給ライン２３の供給方向下流端は、調整タンク２２の下端部に接続されている。
【００３４】
第１ポンプ２８は、第１燃料供給ライン２３の途中に介在されている。第１ポンプ２８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。第１ポンプ２８は、燃料タンク２１内の液体燃料を調整タンク２２に輸送する。
【００３５】
開閉弁２９は、第１燃料供給ライン２３の途中において、燃料タンク２１と第１ポンプ２８との間に介在されている。開閉弁２９としては、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が挙げられる。
【００３６】
第２燃料供給ライン２４は、調整タンク２２内の液体燃料を燃料流路１８に供給するための配管である。第２燃料供給ライン２４の供給方向上流端は、調整タンク２２の下端部に接続されている。第２燃料供給ライン２４の供給方向下流端は、燃料流路１８の下端部に連通するように、燃料供給部材１３の下端部に接続されている。
【００３７】
第２ポンプ３１は、第２燃料供給ライン２４の途中に介在されている。第２ポンプ３１としては、上記した第１ポンプ２８と同様の送液ポンプが挙げられる。
【００３８】
バイパスライン２５は、調整タンク２２を迂回して第１燃料供給ライン２３から第２燃料供給ライン２４へ液体燃料を供給するための配管である。バイパスライン２５の供給方向上流端は、第１ポンプ２８と調整タンク２２との間において、第１燃料供給ライン２３の途中に接続されている。バイパスライン２５の供給方向下流端は、調整タンク２２と第２ポンプ３１との間において、第２燃料供給ライン２４の途中に接続されている。
【００３９】
三方弁３０は、バイパスライン２５の供給方向上流端と第１燃料供給ライン２３との接続部分に介在されている。三方弁３０は、バイパスライン２５の供給方向上流端を閉鎖し、第１燃料供給ライン２３を開放する第１位置と、バイパスライン２５の供給方向上流端を開放し、第１燃料供給ライン２３における三方弁３０よりも供給方向下流側を閉鎖する第２位置とに切り替えられる。
【００４０】
還流ライン２６は、燃料流路１８から排出された液体燃料を調整タンク２２に還流するための配管である。還流ライン２６の還流方向上流端は、燃料流路１８の上端部に連通するように、燃料供給部材１３の上端部に接続されている。還流ライン２６の還流方向下流端は、調整タンク２２に接続されている。これにより、調整タンク２２から、第２燃料供給ライン２４、燃料流路１８および還流ライン２６を順次介して調整タンク２２に戻る循環ラインが形成される。
【００４１】
気液分離器３２は、還流ライン２６の途中に介在されている。気液分離器３２は、燃料電池３の燃料流路１８から排出された液体燃料と、ガス（気体）とを分離する。
【００４２】
排気ライン２７は、気液分離器３２で分離されたガスを排気するための配管である。排気ライン２７の排気方向上流端は、気液分離器３２に接続されている。排気ライン２７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２７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。
（３）空気給排部
空気給排部５は、空気供給ライン３３と、エアポンプ３５と、空気排出ライン３４とを備えている。
【００４３】
空気供給ライン３３は、空気流路１９内に空気を供給するための配管である。空気供給ライン３３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３３の供給方向下流端は、空気流路１９の上端部に連通するように、空気供給部材１４の上端部に接続されている。
【００４４】
エアポンプ３５は、空気供給ライン３３の途中に介在されている。エアポンプ３５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。
【００４５】
空気排出ライン３４は、空気流路１９から空気を排出するための配管である。空気排出ライン３４の排出方向上流端は、空気流路１９の下端部に連通するように、空気供給部材１４の下端部に接続されている。空気排出ライン３４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、ＥＣＵ４１を備えている。
【００４６】
ＥＣＵ４１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。ＥＣＵ４１は、第１ポンプ２８、開閉弁２９、三方弁３０、第２ポンプ３１およびエアポンプ３５に電気的に接続されており、それらを制御する。
（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４２と、インバータ４３と、バッテリ４４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５とを備えている。
【００４７】
モータ４２は、燃料電池３に電気的に接続されている。モータ４２は、燃料電池３またはバッテリ４４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４２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。
【００４８】
インバータ４３は、配線により、燃料電池３とモータ４２との間に電気的に接続されている。インバータ４３は、燃料電池３で発電された直流電力を交流電力に変換する。インバータ４３としては、例えば、公知のインバータ回路が組み込まれた電力変換装置などが挙げられる。
【００４９】
バッテリ４４は、燃料電池３とモータ４２との間の配線に電気的に接続されている。バッテリ４４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。バッテリ４４は、燃料電池３からの電力を蓄電可能、かつ、モータ４２に電力を供給可能である。
【００５０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、配線により、燃料電池３とインバータ４３との間に電気的に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、ＥＣＵ４１にも電気的に接続されており、ＥＣＵ４１の制御により、燃料電池３の出力電圧を昇圧または降圧し、燃料電池３の電力およびバッテリ４４の入出力電力を調整する。
２．発電動作
次いで、燃料電池システム２における発電について説明する。
【００５１】
燃料電池システム２において発電するには、まず、電動車両１のイグニッションスイッチをオフして、燃料電池システム２を起動させる。
【００５２】
燃料電池システム２が起動すると、ＥＣＵ４１の制御により、開閉弁２９が開放され、三方弁３０が第２位置に位置される。その後、ＥＣＵ４１の制御により、第１ポンプ２８、第２ポンプ３１、および、エアポンプ３５が駆動される。
【００５３】
すると、燃料タンク２１内の液体燃料は、第１燃料供給ライン２３およびバイパスライン２５を介して、調整タンク２２を迂回して、第２燃料供給ライン２４を介して燃料電池３の燃料流路１８に供給される。
【００５４】
燃料流路１８に供給された液体燃料は、アノード電極１６と接触しながら燃料流路１８内を下側から上側へ流れて、還流ライン２６へ排出される。
【００５５】
また、電動車両１の外部からの空気が、空気供給ライン３３を介して燃料電池３の空気流路１９に供給される。
【００５６】
空気流路１９に供給された空気は、カソード電極１７と接触しながら空気流路１９内を上側から下側へ流れて空気排出ライン３４へ排出される。
【００５７】
このとき、燃料電池３では、燃料成分がヒドラジンである場合には、下記反応式（１）〜（３）で表される電気化学反応が生じ、発電が行なわれる。
（１）  Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  （アノード電極１６での反応）
（２）  Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−  （カソード電極１７での反応）
（３）  Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ  （燃料電池３全体での反応）
なお、燃料成分がメタノールである場合には、下記反応式（４）〜（６）で表される電気化学反応が生じ、発電が行なわれる。
（４）  ＣＨ３ＯＨ＋６ＯＨ−→ＣＯ２＋５Ｈ２Ｏ＋６ｅ−  （アノード電極１６での反応）
（５）  Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−  （カソード電極１７での反応）
（６）  ＣＨ３ＯＨ＋３／２Ｏ２→ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ  （燃料電池３全体での反応）
これらの反応により、燃料成分（Ｎ２Ｈ４またはＣＨ３ＯＨ）が消費されるとともに、生成物の一例としての水（Ｈ２Ｏ）およびガス（Ｎ２またはＣＯ２）が生成され、起電力（ｅ−）が発生される。発生した起電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５によって変圧され、インバータ４３により三相交流電力に変換された後、モータ４２に供給されて、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４４に蓄電される。
【００５８】
そして、燃料電池３から還流ライン２６に排出された液体燃料（排出液の一例）は、上記の電気化学反応において残存した燃料成分と、上記の電気化学反応により生成する水とが含まれており、気液分離器３２において、ガス成分（上記電気化学反応により生じるガス（Ｎ２またはＣＯ２）や、分解反応で生じるガス（Ｎ２、Ｈ２、ＮＨ３）と分離されて、調整タンク２２に供給される。
【００５９】
また、上記の電気化学的反応が生じているとき、上記した電気化学反応とは別に、上記の電気化学的反応のうちの上記反応式（３）と同一の下記反応式（７）で表される分解反応が生じ、燃料成分（Ｎ２Ｈ４）が、上記反応式（１）、（２）を介さずに直接燃焼する場合がある。
（７）  Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ  （分解反応）
この分解反応は、アノード電極１６に供給される液体燃料の燃料成分濃度が高いほど生じやすく、発熱を伴っている。
【００６０】
ここで、燃料電池システム２が起動された直後では、燃料電池セル１１の温度が低く、アノード電極１６およびカソード電極１７の触媒活性が低いので、上記電気化学反応の効率が低い。
【００６１】
しかし、燃料電池システム２が起動された直後において、燃料タンク２１内の比較的高濃度の液体燃料がアノード電極１６に供給されると、調整タンク２２内の比較的低濃度の液体燃料がアノード電極１６に供給される場合と比べて、燃料電池セル１１の温度上昇が促進される。
【００６２】
これにより、燃料電池セル１１の温度を効率よく上昇させることができる。燃料電池セル１１の温度が上昇するに伴って、アノード電極１６およびカソード電極１７の触媒活性が向上し、上記反応式（１）〜（３）で表される電気化学反応が、より効率よく生じる。
【００６３】
次いで、燃料電池システム２が起動してから所定の時間が経過すると、ＥＣＵ４１の制御により、三方弁３０が第１位置に位置される。
【００６４】
なお、アノード電極１６に高濃度の液体燃料を供給し続けると、アノード電極１６に低濃度の液体燃料を供給した場合と比べて、いわゆるクロスリーク（アノード電極１６に供給された液体燃料が、アノード電極１６において反応することなく電解質膜１５を透過し、カソード電極１７に漏出すること）によってカソード電極１７に漏出する燃料成分の量が増加する。
【００６５】
クロスリークによってカソード電極１７に燃料成分が漏出すると、漏出した燃料成分がカソード電極１７で分解され、ラジカルが発生する場合がある。この場合、発生したラジカルにより、膜電極接合体１２の劣化が促進されるおそれがある。
【００６６】
そこで、三方弁３０が第２位置から第１位置へ切り替えられるタイミングは、クロスリークによるカソード電極１７への燃料成分の漏出量を抑制するように適宜設定され、例えば、燃料電池システム２の起動時から６０秒以下、好ましくは、３０秒以下であり、例えば、１５秒以上である。
【００６７】
また、三方弁３０が第１位置に位置されるときの燃料電池セル１１の温度は、例えば、定常運転温度（後述）の３０％以上、好ましくは、５０％以上であり、例えば、８０％以下であり、具体的には、２５℃以上、好ましくは、４０℃以上であり、例えば、６０℃以下である。
【００６８】
三方弁３０が第１位置に位置されると、燃料タンク２１内の液体燃料は、逐次、第１燃料供給ライン２３を介して調整タンク２２に供給され、調整タンク２２内で希釈された後、第２燃料供給ライン２４を介して燃料電池３の燃料流路１８に供給される。
【００６９】
その後、燃料電池セル１１の温度は、電動車両１の走行に十分な電力を発電可能となる定常運転温度、具体的には、７０℃以上、好ましくは、７５℃以上、例えば、８０℃以下にまで上昇される。
【００７０】
電動車両１の走行に十分な電力は、電動車両１の重量や、モータ４２の出力などのバランスを考慮して適宜設定されるが、例えば、５ｋＷ以上、好ましくは、１０ｋＷ以上、例えば、２０ｋＷ以下、好ましくは、１５ｋＷ以下である。
【００７１】
これにより、燃料電池システム２の起動が完了する。
【００７２】
その後、燃料電池システム２では、ＥＣＵ４１の制御により、開閉弁２９の開度を調整するなどして、調整タンク２２内の液体燃料の燃料成分濃度を調整しながら、定常運転される。
３．作用効果
この燃料電池システム２によれば、起動時には、まず、燃料タンク２１内の比較的高濃度の液体燃料が、第１燃料供給ライン２３、バイパスライン２５および第２燃料供給ライン２４を介して、調整タンク２２を迂回して燃料電池３の燃料流路１８に供給される。
【００７３】
これにより、燃料タンク２１内の比較的高濃度の液体燃料がアノード電極１６に供給され、調整タンク２２内の比較的低濃度の液体燃料がアノード電極１６に供給される場合と比べて、燃料電池セル１１の温度上昇が促進される。
【００７４】
その結果、燃料電池セル１１の温度を効率よく上昇させることができ、起動時間を短縮することができる。
【００７５】
次いで、燃料電池セル１１の温度が定常運転温度に達する前に、三方弁３０が第１位置に切り替えられ、バイパスライン２５を介した液体燃料の供給が停止されて、調整タンク２２内の比較的低濃度の液体燃料が、第２燃料供給ライン２４を介して燃料電池３の燃料流路１８に供給される。
【００７６】
これにより、燃料電池セル１１の温度が定常運転温度に達する前に、燃料タンク２１からの比較的高濃度の液体燃料が停止され、膜電極接合体１２が比較的高濃度の液体燃料に過度に曝されることを抑制できる。
【００７７】
その結果、クロスリークによるカソード電極１７への燃料成分の漏出量が抑制され、膜電極接合体１２の劣化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００７８】
２      燃料電池システム
３      燃料電池
６      制御部
２１    燃料タンク
２２    調整タンク
２３    第１燃料供給ライン
２４    第２燃料供給ライン
２５    バイパスライン
２８    第１ポンプ
２９    開閉弁
３０    三方弁
３１    第２ポンプ
３５    エアポンプ
【図１】
2016046210.tif 000003