[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过电化学反应而产生电能的燃料电池系统。

背景技术

燃料电池系统通过向燃料电池供给燃烧气体例如氢和具有氧的氧化气体然后经由电解质使它们电化学反应而获得电能。空气被采用作为供给到燃料电池的氧化气体，并且根据使用的场所，也含有例如硫化物、氮氧化物等气态成分(杂质)。将这种杂质供给到燃料电池有可能劣化燃料电池堆并引起发电效率的降低。

作为传统的燃料电池系统，存在一种系统，该系统包括用于在将氧化气体从氧化气体供给设备供给到燃料电池的过程中去除在氧化气体中含有的杂质的杂质去除装置，以便防止杂质流入燃料电池中(见专利文献1、2、3、4和5)。

根据上述燃料电池系统，能够去除在供给到燃料电池的氧化气体中含有的杂质，由此防止燃料电池堆的劣化。然而，杂质去除装置具有可用于去除杂质的有限容量，并且因此在被使用一定量之后需要更换或经受再生过程。

鉴于这种问题，已经如下提出一种燃料电池系统。该燃料电池系统的杂质去除装置能够分离从氧化气体去除的杂质，并且能够根据情况要求从该系统输出由该杂质去除装置获得的杂质(例如，见专利文献6)。这允许再生并且继续使用杂质去除装置。

专利文献1：PCT申请No.2004-508693的公布的日文翻译

专利文献2：日本未审专利公开No.2005-116353

专利文献3：日本未审专利公开No.2004-327429

专利文献4：日本未审专利公开No.8-138703

专利文献5：日本未审专利公开No.2005-100967

专利文献6：日本未审专利公开No.2005-129494

发明内容

本发明所要解决的问题

上述燃料电池系统通过与氧化气体供给通道连通的出口通道输出已被杂质去除装置从氧化气体分离的杂质。然而，有时可能从杂质去除装置一次输出大量杂质。该大量杂质可被再次用作这个或另一个燃料电池系统的氧化气体，并且有可能对这种燃料电池系统的运行有影响。

本发明鉴于上述问题而被提出并且目的在于提供一种燃料电池系统，它能够有效地去除在被供给到燃料电池的氧化气体中含有的杂质，其中防止被去除的杂质对包括该系统自身的外部系统等施加负面影响。

用于解决该问题的手段

本发明是一种燃料电池系统，其特征在于包括：燃料电池，所述燃料电池通过氢气和氧化气体之间的电化学反应获得电力；氧化气体供给通道，所述氧化气体供给通道用于让供给到所述燃料电池的氧化气体通过；杂质吸附装置，所述杂质吸附装置设置于所述氧化气体供给通道上，并吸附在氧化气体中含有的杂质；杂质出口通道，所述杂质出口通道在所述杂质吸附装置的下游将所述氧化气体供给通道在不经过所述燃料电池的情况下连接到外部；杂质放出装置，所述杂质放出装置使得所述杂质吸附装置吸附的杂质从所述杂质吸附装置放出；流路调节装置，所述流路调节装置将所述杂质放出装置放出的杂质引导至所述杂质出口通道；以及稀释装置，所述稀释装置稀释所述杂质放出装置放出的杂质。

根据本发明的燃料电池系统具有设置在用于将氧化气体供给到燃料电池的氧化气体供给通道上的杂质吸附装置，并且能够使用杂质吸附装置以吸附氧化气体中含有的杂质。杂质为大气中含有的气态成分(杂质)例如碳氢化物、氮氧化物、硫化物、一氧化碳、硫酸氢盐等。通过吸附这种杂质，能够减轻由于杂质导致的燃料电池堆的劣化，并且还减轻了与之相随的负面影响例如发电效率的降低等。

另外，因为根据本发明的燃料电池系统包括使得吸附的杂质放出的杂质放出装置以及稀释被放出的杂质的稀释装置，从氧化气体吸附的杂质能够被容易地稀释并能够从该系统输出。这允许再生该杂质吸附装置并且还允许连续地去除氧化气体中的杂质。

而且，因为根据本发明的燃料电池系统包括杂质出口通道以及将放出的杂质引导至杂质出口通道的流路调节装置，所以杂质能够从该系统输出而不经过燃料电池。即，能够防止杂质流入燃料电池中，并且能够避免燃料电池堆的劣化。

此外，根据本发明的燃料电池系统可以优选地特征在于包括氧化气体供给装置，所述氧化气体供给装置设置于所述氧化气体供给通道上，并将氧化气体供给到所述燃料电池，并且稀释装置可以通过由所述氧化气体供给装置供给氧化气体而稀释杂质。

氧化气体供给装置包括对燃料电池供给氧化气体的功能以及稀释杂质的功能。通过具有这种结构，能够便于简化结构，减少构件数目，并且节省空间。