(57)【要約】      （修正有）【課題】水素吸蔵合金の軽量化を図るとともに、電気ヒータを使用しなくても、水素吸蔵合金から水素を確保することが可能な燃料電池システムを提供すること。【解決手段】燃料電池システムＳは、酸素及び水素が供給され、電解質膜を介して、酸素と水素を化学反応させて電気を発生させる燃料電池１と、この燃料電池１に水素を供給する水素吸蔵合金を含む水素吸蔵合金タンク３と、燃料電池１に酸素（空気）を供給する酸素供給手段６と、前記化学反応の際に燃料電池１から排出されるオフガスを圧縮し、当該圧縮された圧縮オフガスによって前記水素吸蔵合金を加熱するエア・コンプレッサ７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】
燃料電池と、
加熱されると水素を放出し、燃料電池に水素を供給する水素吸蔵合金と、
燃料電池から排出されるオフガスを圧縮により温度上昇させる圧縮手段と、
前記圧縮されたオフガスと前記水素吸蔵合金との間で熱交換する熱交換手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記オフガスは、前記燃料電池の空気極であるカソードから排出されるカソード・オフガスであることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記圧縮手段は、前記オフガスが１５０〜４００℃になるように前記オフガスを圧縮することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記圧縮されたオフガスからエネルギーを回収するタービンを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池によって得られた電気を動力にして走行する燃料電池自動車の燃料電池システムにおいて、例えば特許文献１に記載されているような技術が周知である。
この技術は、燃料電池から排出された排ガス（以下、オフガス）で水素吸蔵合金を加熱して水素を放出させ、当該放出された水素を燃料電池に供給するという技術である。
【０００３】
ところで、固体高分子型燃料電池のオフガスは、その温度が６０〜８０℃であるのに対し、マグネシウム系の水素吸蔵合金から水素を放出させるのに必要な温度は、１５０〜４００℃である。よって、マグネシウム系の水素吸蔵合金から水素を放出することは燃料電池のオフガスでは低温すぎてできない。
【０００４】
このため、特許文献２にあるように、水素吸蔵合金タンクに電気ヒータを設置して電力エネルギーを投入し、水素吸蔵合金を高温に加熱する技術が知られている。
【０００５】
一方、水素吸蔵合金の形成材料の研究も進み、マグネシウム系の水素吸蔵合金よりも加熱温度が低温度（１５０℃以下）であっても、水素を放出するアミド系などの水素吸蔵合金が用いられるようになった。
【特許文献１】特開２０００−１２０５６号公報
【特許文献２】特開平１１−１０６２０１号公報
【特許文献３】特開２００５−１２９３０５号公報
【特許文献４】特開２００５−６３７１５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、アミド系水素吸蔵合金のように比較的低温であっても水素の放出が可能な水素吸蔵合金は、その単位体積重量が大きい。よって、そのような水素吸蔵合金を用いた水素吸蔵合金タンクは重量化してしまうという問題がある。
【０００７】
また、電気ヒータを使用しなくても、燃料電池のオフガスで水素吸蔵合金から水素を放出することができる技術の提供が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みて発明されたものである。その解決しようとする課題は、水素吸蔵合金タンクの軽量化を図るとともに、電気ヒータを使用しなくても、水素吸蔵合金から水素を放出させることが可能な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】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明では、以下の手段を採用した。
【００１０】
すなわち本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、加熱されると水素を放出し、燃料電池に水素を供給する水素吸蔵合金と、燃料電池から排出されるオフガスを圧縮により温度上昇させる圧縮手段と、前記圧縮されたオフガスと前記水素吸蔵合金との間で熱交換する熱交換手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
ここで圧縮手段とは、例えばエア・コンプレッサを挙げられる。また熱交換手段とは水
素吸蔵合金を含む水素吸蔵合金タンクを挙げられる。
【００１２】
圧縮手段によりオフガスが圧縮されると、ボイル・シャルルの法則により、オフガスはその温度が上昇（以下、温度が上昇することを昇温という。）する。よって、圧縮手段によりオフガスの圧縮率を調整することで、燃料電池から放出される６０〜８０℃程度のオフガスの温度を変更することができる。
【００１３】
好適には、燃料電池から放出されたオフガスを、その温度が１５０〜４００℃の高温になるように、前記圧縮手段により圧縮する。圧縮されたオフガスのことを圧縮オフガスということにする。
【００１４】
圧縮オフガスの温度を１５０〜４００℃にすれば、１５０〜４００℃の温度範囲で水素を放出する例えばマグネシウム系の水素吸蔵合金の利用ができる。よって、使用する水素吸蔵合金をアミド系などの低温度で水素を放出するものに限定されることがない。また、マグネシウム系の水素吸蔵合金は単位体積重量が小さい。このため、単位体積重量の小さい水素吸蔵合金で水素吸蔵合金タンクを製造すれば、水素吸蔵合金タンクの軽量化を図ることができる。
【００１５】
また、上記高温な温度範囲の温度にされた圧縮オフガスを水素吸蔵合金に供給することで、電気ヒータがなくても水素吸蔵合金から水素を確保することができる。
【００１６】
前記オフガスは、前記燃料電池の電極であって燃料極として水素が供給されるアノード及び空気極として酸素が供給されるカソードのうち、空気極であるカソードに酸素を供給する際に、そこから排出されるカソード・オフガスを挙げられる。
【００１７】
また、前記圧縮オフガスからエネルギーを回収するタービンを本発明の燃料電池システムに用いることも考えられる。圧縮オフガスでタービンを回転し、当該回転により大量の空気を圧縮した状態で燃料電池のカソードに送り込む。このようにすることで、圧縮オフガスからタービンを回転させるエネルギーを回収することができるので、オフガスの有効利用を図れる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、水素吸蔵合金タンクの軽量化を図るとともに、電気ヒータを使用しなくても、水素吸蔵合金から水素を放出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜システムの概要＞
本発明の燃料電池システムは、燃料電池によって得られた電気を動力にして走行する燃料電池自動車の燃料電池システムに適用される。
【００２０】
本システムでは、水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金を燃料電池のオフガスで加熱し、当該加熱によって水素吸蔵合金から放出された水素を燃料電池に供給する。
【００２１】
前記加熱に使用されるオフガスは、圧縮手段であるエア・コンプレッサで圧縮される。圧縮によりオフガスは昇温し、当該昇温されたオフガスで、水素吸蔵合金を加熱する。
【００２２】
＜システムの構成＞
次に添付した図面を参照して、燃料電池システムＳの具体的構成を説明する。なお、本システムＳは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御装置であるＥＣＵ（Electric Control Unit）によって制御される
【００２３】
図１に示すように、本システムＳは、周知のごとく、酸素及び水素が供給され、電解質膜を介して、酸素と水素を化学反応させて電気を発生させる燃料電池１を有する。また、燃料電池１に水素を供給する水素吸蔵合金からなる水素吸蔵合金タンク３と、燃料電池１に酸素（空気）を供給する酸素供給手段６と、前記化学反応の際に燃料電池１から排出されるオフガスを圧縮する圧縮手段７と、酸素や水素を流す複数の流路その他の構成部品とを有する。
【００２４】
＜燃料電池＞
燃料電池１は、周知のごとく、反応がすすむ場である電解質膜と、電解質膜の両側にそれぞれ位置し燃料の水素が供給される燃料極としてのアノードと、酸素が供給される空気極としてのカソードと、水素及び酸素を隔てる仕切り板としてのセパレータとを有するセルを複数積層して構成されるスタック（燃料電池本体）を含む。なお、電解質膜、アノード、カソード、セパレータ及びセル並びにスタックは図示を省略した。
【００２５】
また燃料電池１は、アノードに水素を供給する水素ガス流路１４及びカソードに酸素を供給する酸素ガス流路１６を有する。
【００２６】
水素ガス流路１４は、水素吸蔵合金タンク３と接続されており、水素吸蔵合金タンク３からアノードに水素リッチな水素ガスを供給するガス流路である。
【００２７】
酸素ガス流路１６は、酸素供給手段であるターボチャージャ６のコンプレッサ・ホイール・アセンブリ６１と連結され、大気中から燃料電池１に酸素を供給するガス流路である。
【００２８】
燃料電池１は、アノードに水素ガスが送り込まれると、水素ガス中の水素から水素イオンを生成し（Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-）、カソードに酸素ガスが送り込まれると、水素イオン
と酸素とから水を生成し（（１／２）Ｏ2＋２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ）、電気を発生する。なお、生成された水のほとんどは、燃料電池１内で発生する熱を吸収して水蒸気となり、カソード側の排ガスであるカソード・オフガス中に含まれて燃料電池１から排出される。
【００２９】
またアノード側の排ガスであるアノードオフガスは、アノードオフガス流路２２から大気中に排出される。アノードオフガス流路２２と水素ガス流路１４とは、連結流路２８によって連結されている。連結流路２８は、ポンプ３０と逆止弁３４とを有する。
【００３０】
連結流路２８に送られたアノードオフガスは、ポンプ３０の作動によって水素ガス流路１４に送られ、再び燃料電池１のアノードに送られて再利用される。なお、逆止弁３４により、水素ガス流路１４からアノードオフガス流路２２に向けて水素ガスは流れない。このような循環系をアノード循環系という。
【００３１】
さらにアノードオフガス流路２２には不純物排出弁２４が接続されている。不純物排出弁２４は、アノードオフガス中に占める不純物の割合が、アノード循環系をアノードオフガスが循環することで多くなった場合に開かれる。不純物排出弁２４を開くことでアノードオフガスの水素ガス流路１４への流れは抑制され、不純物を多く含むアノードオフガスを再利用しないようにする。
【００３２】
一方、前記カソード・オフガスは、燃料電池１から排出されると、カソード・オフガス流路３６を経由して、水素吸蔵合金タンク３に流される。カソード・オフガス流路３６は、カソード・オフガス流路３６の上流側で、連結流路４０を介して前記酸素ガス流路１６と連結されている。
【００３３】
この連結流路４０を経由して、カソード・オフガスの一部は、酸素ガス流路１６に戻される。連結流路４０には、酸素ガス流路１６に戻されるカソード・オフガスの流量を調整する空気循環弁４２が設けられている。このような循環系をカソード循環系という。
【００３４】
加えて、カソード・オフガス流路３６のうち、連結流路４０に分岐する箇所よりも下流箇所には、圧縮手段であるエア・コンプレッサ７が設置されている。
【００３５】
＜エア・コンプレッサ＞
エア・コンプレッサ７は、通常は、燃料電池１によって駆動し、１〜５ｋｗ程度の駆動力（定格出力）を有する。また、当該エア・コンプレッサ７によって、カソード・オフガスは圧縮されて高圧なオフガスになり、ボイル・シャルルの法則により昇温する。よってエア・コンプレッサ７は、カソード・オフガスを暖めるための加熱手段ということができる。なお、エア・コンプレッサ７により圧縮されて高圧にされたカソード・オフガスのことをカソード圧縮オフガスということにする。
【００３６】
燃料電池１から排出されるカソード・オフガスの圧縮率を、エア・コンプレッサ７により調整することで、カソード圧縮オフガスの温度を変更できる。カソード圧縮オフガスの温度が所定範囲になるようにカソード・オフガスは圧縮される。当該所定範囲は、マグネシウム系の水素吸蔵合金から水素を放出させるのに必要な１５０〜４００℃である。
【００３７】
エア・コンプレッサ７から排出されるカソード圧縮オフガスの温度は、エア・コンプレッサ７の下流に設置されている排気温度センサ４７によってモニターされる。
【００３８】
カソード圧縮オフガスは、カソード・オフガス流路３６のうち、エア・コンプレッサ７の設置箇所よりも下流の部分３６ａによってさらに下流の前記水素吸蔵合金タンク３に案内される。水素吸蔵合金タンク３に案内されたカソード圧縮オフガスは、水素吸蔵合金を加熱する加熱媒体として機能する。そして、水素吸蔵合金と熱交換を行った後、大気放出路３６１経由で水素吸蔵合金タンク３から大気へ放出される。
【００３９】
よって、カソード・オフガス流路３６のうち、エア・コンプレッサ７の設置箇所よりも下流の部分３６ａは、エア・コンプレッサ７で圧縮されることにより温度上昇したカソード圧縮オフガスを水素吸蔵合金タンク３に案内し、当該水素吸蔵合金を加熱するのに用いられるので加熱手段ということができる。
【００４０】
また、エア・コンプレッサ７は、既述のように、カソード・オフガスを暖めるための加熱手段である。しかし、エア・コンプレッサ７は、カソード・オフガスを暖め、当該暖められたカソード・オフガスによって水素吸蔵合金タンク３を暖めるので、エア・コンプレッサ７も水素吸蔵合金を加熱するのに用いられる加熱手段といってもよい。
【００４１】
なお、水素吸蔵合金の加熱にあたり、カソード圧縮オフガスは、水素吸蔵合金タンク３を間接的又は／及び直接的に暖める。間接的に暖める場合は、カソード圧縮オフガスによって水素吸蔵合金タンク３の図示しない外壁を暖め、外壁から水素吸蔵合金タンク３内に熱伝導させればよい。また、直接的に暖める場合は、カソード圧縮オフガスによって、水素吸蔵合金タンク３の内部を貫通するオフガス通路を設け、カソード圧縮オフガスを通過させればよい。
【００４２】
いずれの場合もカソード圧縮オフガスを水素吸蔵合金タンク３に案内する間に、カソード圧縮オフガスと水素吸蔵合金との間で熱交換する。よってこのような構成を有する水素吸蔵合金タンク３を熱交換手段といえる。
【００４３】
また大気放出路３６１には、可変調圧ノズル３６１ｎが設置されている。そして、その下流は、ターボチャージャ６のタービン・ホイール・アッセンブリ６２と連結されている。したがって、大気放出路３６１を流れてくるカソード圧縮オフガスは、タービン・ホイール・アッセンブリ６２のタービン・ホイール６２ａを回転し、ターボチャージャ６の駆動力となる。
【００４４】
また、大気放出路３６１を流れるカソード圧縮オフガスは、前記可変調圧ノズル３６１ｎの図示しないノズル開口を調整することにより、圧力調整が行われる。
【００４５】
そして、当該圧力調整によりカソード圧縮オフガスの圧力を低くすれば、高速のカソード圧縮オフガスをターボチャージャ６に供給することができる。その結果、当該カソード圧縮オフガスは、タービン・ホイール６２ａを高速で回転する。
【００４６】
＜ターボチャージャ＞
酸素供給手段であるターボチャージャ６は、コンプレッサ・ホイール・アッセンブリ６１のコンプレッサ・ホイール６１ａと、タービン・ホイール・アッセンブリ６２のタービン・ホイール６２ａとが、シャフト６３によって連結されている。したがって、タービン・ホイール６２ａが回転するとコンプレッサ・ホイール６１ａも回転する。コンプレッサ・ホイール６１ａが回転すると、酸素ガス流路１６経由で大気中の空気が吸い込まれ、かつ圧縮されて燃料電池１のカソードに送り込まれる。
【００４７】
なお、通常、エア・コンプレッサ７は、燃料電池１によって駆動されるようになっているが、低温時や始動直後は、燃料電池１がまだ十分に機能していないので、エア・コンプレッサ７が作動しない。従って、燃料電池が非作動時などの低温時には、自動車に積載してあるバッテリーを用いてエア・コンプレッサ７を駆動する。
【００４８】
＜フローチャート＞
次に図２のフローチャートを参照して、カソード圧縮オフガスで水素吸蔵合金タンク３の水素吸蔵合金を暖めて水素吸蔵合金から水素を放出するまでの、一連の流れを説明する。当該流れは、前記制御装置が実行する主制御プログラムの中で繰り返し実行される。
【００４９】
ステップ（以下Ｓ）１では、制御装置は、カソード・オフガスが燃料電池から放出されているか否かを判定する。肯定判定すれば、Ｓ２に進み、否定判定すればＳ１を繰り返す。
【００５０】
Ｓ２では、制御装置は、燃料電池が十分に作動していない低温時や始動直後か否かを判定する。肯定判定すれば、Ｓ３に進み、否定判定すればＳ４に進む。Ｓ２でこのような判定を行うのは、既述のように低温時や始動直後は、燃料電池１がまだ十分に機能していないので、エア・コンプレッサ７が作動しないためである。
【００５１】
Ｓ３では、制御装置は、自動車に積載してあるバッテリーを用いてエア・コンプレッサ７を駆動する。
【００５２】
Ｓ４では、制御装置は、カソード圧縮オフガスの温度が、前記所定範囲（１５０〜４００℃）にあるか否かを排気温度センサ４７によってモニターし判定する。当該所定範囲の温度になければ、マグネシウム系の水素吸蔵合金を使用することができないからである。制御装置は、Ｓ４で肯定判定すればＳ５に進み、否定判定すればＳ４を繰り返す。
【００５３】
Ｓ５では、制御装置は、水素吸蔵合金タンクへカソード圧縮オフガスを導入する。
【００５４】
Ｓ６では、制御装置は、水素吸蔵合金タンクから水素が放出されたか否かを判定する。肯定判定すれば、Ｓ４に戻り、否定判定すればＳ７に進む。カソード圧縮オフガスの温度が前記所定範囲にあれば、当該カソード圧縮オフガスが供給された水素吸蔵合金は、水素を放出するはずである。
【００５５】
しかし、水素吸蔵合金タンク３の全体が十分な温度に達していない場合が考えられる。その場合、前記所定範囲に温度があるカソード圧縮オフガスを水素吸蔵合金に供給しても水素吸蔵合金から水素が放出されない、又は放出されにくいこともあり得る。したがって、このような判定を行うことが好ましい。
【００５６】
Ｓ７では、制御装置は、エア・コンプレッサを調整し、カソード圧縮オフガスの圧縮率を高める。圧縮率を高めることでカソード圧縮オフガスの温度は高まる。この結果、水素吸蔵合金タンクの全体が昇温するため、水素吸蔵合金から水素が放出され易くなる。なお、カソード圧縮オフガスが許容値よりも高圧になると圧縮率を低減するようにしてもよい。またユーザによる停止の指示を受け付けて図２の処理を停止するようにしてもよい。
【００５７】
次に図３及び表１を参照して、カソード圧縮オフガスの温度（吐出温度）と、カソード圧縮オフガスの圧力（吐出圧力）との関係を説明する。
【００５８】
図３は、縦軸左側にエア・コンプレッサ７から吐出されるカソード圧縮オフガスの温度（吐出温度）を取り、縦軸右側にコンプレッサの定格出力（駆動力）を取り、横軸にエア・コンプレッサ７から吐出されるカソード圧縮オフガスの圧力（吐出圧力）を取ってなる、吐出温度・駆動力−吐出圧力線図である。また、表１は、図３に関する詳細なデータである。
【表１】
2009032460.tif 000003
【００５９】
図３及び表１より、水素吸蔵合金タンク３の水素吸蔵合金から水素を放出させるのに、例えば、約４００℃のカソード圧縮オフガスが必要な場合、エア・コンプレッサ７は、その吸入（入口）温度が１００℃で、吐出圧力を約４ｂａｒで駆動すれば良いことが判る。
そして、その時のエア・コンプレッサ７の駆動力は、空気流速が１０００Ｌ／ｍｉｎの場合で約６．８ｋｗであることがわかる（表１のデータ（ア）参照）。
【００６０】
同様に約１８０℃のカソード圧縮オフガスが必要な場合、エア・コンプレッサ７は、その吸入温度が６０℃で、その吐出圧力を約２ｂａｒで駆動すればよいことがわかる。そして、その時のエア・コンプレッサ７の駆動力は、空気流速が３０００Ｌ／ｍｉｎの場合で約８．２ｋｗであることがわかる（表１のデータ（イ）参照）。
【００６１】
＜作用効果＞
本システムＳでは、エア・コンプレッサ７によりカソード・オフガスが圧縮されて、高圧なカソード圧縮オフガスになると、カソード圧縮オフガスは、ボイル・シャルルの法則により昇温する。このときカソード・オフガスの圧縮率を調整することで、カソード圧縮オフガスを好適な温度に変更できる。
【００６２】
非圧縮状態でのオフガス温度が６０〜８０℃であっても、カソード・オフガスの圧縮率の調整によりカソード圧縮オフガスの温度を１５０〜４００℃にすれば、水素放出温度の低いアミド系などの水素吸蔵合金に限定されることなく、水素放出温度の高い例えばマグネシウム系の水素吸蔵合金を利用できる。
【００６３】
マグネシウム系の水素吸蔵合金はまた単位体積重量が小さい。よって、水素吸蔵合金タンク３の軽量化を図ることができる。なお、マグネシウム系の水素吸蔵合金の水素有効吸蔵量は、質量百分率で６．５ｍａｓｓ％であり、アミド系などの水素吸蔵合金の水素有効吸蔵量は、２．５ｍａｓｓ％である。よって、マグネシウム系の水素吸蔵合金を利用できれば、水素吸蔵合金タンク３から放出される水素量も増加する。
【００６４】
以上に述べたように、カソード・オフガスの圧縮率の調整をエア・コンプレッサ７で行うことにより、カソード圧縮オフガスの温度を高めることができる。したがって、高温度でなければ水素を放出しない、既述のようなマグネシウム系の水素吸蔵合金からでも、電気ヒータなくして、水素を放出させることができる。
【００６５】
そして、カソード圧縮オフガスを利用して、ターボチャージャ６を駆動させることができるので、大量の空気を圧縮状態で燃料電池１のカソードに送り込むことができる。よって圧縮オフガスの有効利用をさらに図ることができる。換言すると圧縮オフガスを利用してターボチャージャ６を駆動させるためのエネルギーの回収ができるので、吸気効率を上げ、燃費を向上させることができる。
【００６６】
なお、酸素ガス流路１６にもエア・コンプレッサを設け、すなわち燃料電池１のカソードよりも上流にエア・コンプレッサを設けることにより、カソードへ酸素を供給することも考えられる。この場合、エア・コンプレッサが作動すると、カソードへは酸素が押し込まれるように供給される。
【００６７】
これに対し、既述のように、カソード・オフガス流路３６上にエア・コンプレッサを設置すると、エア・コンプレッサはカソードよりも下流に設置されることになる。そして、カソード・オフガスは、エア・コンプレッサ側に吸引されるようにして燃料電池１から排出され、それに伴い、カソードに供給される酸素は、酸素ガス流路１６から吸引されるようにして燃料電池１に供給されるようになる。
【００６８】
燃料電池に対して気体を押し込む力よりも引っぱる力の方が少なくて済む。よって、エア・コンプレッサをカソードの上流に設けるよりも下流に設けた方が、エア・コンプレッサの定格出力を小さくすることができる。
【００６９】
また、カソードに酸素が送り込まれると、既述のように水素イオンと酸素とから水を生成し、生成された水がカソードに貯まることが考えられる。
【００７０】
しかし、エア・コンプレッサをカソードの下流に設けると、カソードから吸引されることに伴って水の吸い出しがなされるようになる。この結果、カソードに水が貯まらなくなる。よって冬季において、燃料電池に水が凍結してしまうことを抑制できる。
【００７１】
なお、カソード・オフガスには、水蒸気が含まれているので、エア・コンプレッサ７により圧縮することで、当該水蒸気は液体になる。このため、水蒸気が液体になるときの凝縮熱（潜熱）によってカソード・オフガスの昇温に寄与することができる。
【００７２】
図４は、水の気液臨海線を示すため、縦軸に圧力をとり、横軸に温度をとってなる圧力−温度線図である。また図５は図４の拡大図である。さらに表２は図４に関する詳細なデータである。
【表２】
2009032460.tif 000004
【００７３】
図４及び５並びに表２より、表２に示す温度で水素を放出することができる水素吸蔵合金であれば、エア・コンプレッサの圧力を約３〜８ｂａｒの値に設定することで、水の凝
縮熱（２．３ｋＪ／ｇ）の排熱を回収可能であることがわかる。
【００７４】
なお、表２よりエア・コンプレッサの圧力が４．３６８８ｂａｒの場合、水の凝縮熱の排熱温度は１４６．８５℃であり、エア・コンプレッサの圧力が約７．３３ｂａｒの場合、水の凝縮熱の排熱温度は１６６．８５℃であることがわかる。なお、区切りの良い数値として、表２の下方にエア・コンプレッサの圧力が３〜８ｂａｒの場合、それぞれに対応する水の凝縮熱の排熱温度が１３２〜１７６であることを示す。
【００７５】
この場合、マグネシウム系の水素吸蔵合金は、水素を放出する温度が既述のように１５０〜４００℃であるので、凝縮熱を利用してマグネシウム系の水素吸蔵合金から水素を放出させるのは少し無理がある。
【００７６】
しかし、アミド系の水素吸蔵合金は、水素を放出する温度が既述のように１５０℃以下であるので、凝縮熱を利用してアミド系の水素吸蔵合金から水素を放出させることができる。
【００７７】
また、燃料電池そのものを昇温できれば、カソード・オフガスの温度も自ずと上昇する。よって、その場合、カソード圧縮オフガスの昇温に一層寄与する。
【００７８】
なお、上記実施例に本発明の範囲が限定される趣旨でないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの全体構成図である。
【図２】カソード圧縮オフガスで、水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金を暖めて、水素吸蔵合金から水素を放出するまでの一連の流れを説明するためのフローチャートである。
【図３】エア・コンプレッサの吐出温度・駆動力−吐出圧力線図である。
【図４】水の気液臨海線を示すための圧力−温度線図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 燃料電池
３ 水素吸蔵合金タンク（水素吸蔵合金，熱交換手段）
６ ターボチャージャ（タービン）
７ エア・コンプレッサ（圧縮手段）
１４ 水素ガス流路
１６ 酸素ガス流路
２２ アノードオフガス流路
２４ 不純物排出弁
２８ 連結流路
３０ ポンプ
３４ 逆止弁
３６ カソード・オフガス流路（流路）
３６ａ カソード・オフガス流路のうち、エア・コンプレッサの設置箇所よりも下流の部分
４０ 連結流路
４２ 空気循環弁
４７ 排気温度センサ
６１ コンプレッサ・ホイール・アッセンブリ
６１ａ コンプレッサ・ホイール
６２ タービン・ホイール・アッセンブリ
６２ａ タービン・ホイール
３６１ 大気放出路
３６１ｎ 可変調圧ノズル
Ｓ 燃料電池システム
【図１】
2009032460.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009032460.tif 000009