[发明专利]燃料电池系统

说明书

本发明提供一种燃料电池系统，其具备第1燃料电池堆、第2燃料电池堆、供给路径、排出路径、导入部和控制装置，所述供给路径与所述第1燃料电池堆的所述氧化剂气体的入口连接，所述排出路径与所述第2燃料电池堆的所述氧化剂气体的出口连接，所述导入部将在所述排出路径流动的所述氧化剂气体中的水分向所述供给路径导入，所述控制装置通过使所述第1燃料电池堆的电压降低而进行所述第1燃料电池堆的刷新控制，所述刷新控制中，在使所述第2燃料电池堆发电的状态下使所述导入部工作。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池中，电极的铂催化剂随着时间的经过而氧化，其氧化被膜蓄积在铂催化剂的表面。另外，在铂催化剂的表面不仅附着氧化被膜，还会附着磺酸等杂质。因此，燃料电池的发电性能有可能由于氧化被膜和杂质而降低。

对此，有通过使燃料电池的电池电压暂时降低，将氧化被膜还原，并且使杂质从铂催化剂脱离，由此恢复燃料电池的发电性能的手段(例如参照日本特开2009-59610)。再者，以下的说明中将这样为了恢复发电性能而使电池电压暂时降低的控制记为“刷新控制”。

发明内容

在刷新控制时，氧化被膜通过还原反应而成为氧气，与废气一起从燃料电池排出，但杂质以固体的状态从铂催化剂脱离，因此在燃料电池内的液态水少的情况下，难以通过利用液态水使杂质充分流动而将其排出。如果刷新控制后在燃料电池内残留有杂质，则当电池电压恢复到通常的发电时的值时，杂质会再次附着在铂催化剂的表面，发电性能的恢复有可能不充分。

例如具备多个燃料电池堆的燃料电池系统中，在每个燃料电池堆的发电性能的恢复不充分的情况下，整体的发电性能有可能大大降低。

本发明提供能够在刷新控制时将杂质容易地排出的燃料电池系统。

本发明的第1技术方案涉及一种燃料电池系统，其具备第1燃料电池堆、第2燃料电池堆、供给路径、排出路径、导入部和控制装置，所述第1燃料电池堆和所述第2燃料电池堆通过燃料气体与氧化剂气体的化学反应分别发电，所述供给路径与所述第1燃料电池堆的所述氧化剂气体的入口连接，所述排出路径与所述第2燃料电池堆的所述氧化剂气体的出口连接，所述导入部将在所述排出路径流动的所述氧化剂气体中的水分向所述供给路径导入，所述控制装置通过使所述第1燃料电池堆的电压降低而进行所述第1燃料电池堆的刷新控制，所述刷新控制中，在使所述第2燃料电池堆发电的状态下使所述导入部工作。

可以构成为：在进行所述刷新控制时，所述控制装置使在所述供给路径流动的所述氧化剂气体的流量小于根据对所述第1燃料电池堆和所述第2燃料电池堆所要求的电力而使所述第1燃料电池堆发电时的流量，由此降低所述第1燃料电池堆的电压。

可以构成为：所述导入部包含加湿器，所述加湿器具备膜，所述膜使所述水分从所述排出路径侧向所述供给路径侧渗透。

可以构成为：所述导入部包含第1控制阀，所述第1控制阀将所述排出路径与所述加湿器连接，所述控制装置控制所述第1控制阀的开度，以使得所述刷新控制中在所述排出路径流动的所述氧化剂气体的至少一部分向所述加湿器流动。

可以构成为：所述导入部包含第2控制阀，所述第2控制阀将所述供给路径与所述加湿器连接，所述控制装置控制所述第2控制阀的开度，以使得所述刷新控制中在所述供给路径流动的所述氧化剂气体的至少一部分向所述加湿器流动。

可以构成为：所述导入部包含泵，所述泵将在所述排出路径流动的所述氧化剂气体向所述供给路径输送，所述控制装置在所述刷新控制中驱动所述泵。

可以构成为：所述燃料电池系统还具备空气压缩机，所述空气压缩机在所述供给路径中设置在所述导入部的上游侧，向所述第1燃料电池堆供给所述氧化剂气体，所述控制装置在所述刷新控制中停止所述空气压缩机的工作。