特開 2023-100526 燃料電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023100526

(43)【公開日】2023-07-19

(54)【発明の名称】燃料電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20230711BHJP

   H01M 8/04029 20160101ALI20230711BHJP

   H01M 8/0606 20160101ALI20230711BHJP

   H01M 8/04014 20160101ALI20230711BHJP

   H01M 8/12 20160101ALI20230711BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 N

H01M8/04029

H01M8/0606

H01M8/04 J

H01M8/04014

H01M8/12 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022001265

(22)【出願日】2022-01-06

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】寒川 太郎

【テーマコード（参考）】

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H126BB06

5H127AA07

5H127AC15

5H127BA01

5H127BA02

5H127BA12

5H127BA17

5H127BA34

5H127BA47

5H127BA57

5H127BB02

5H127BB12

5H127BB19

5H127BB37

5H127EE24

(57)【要約】

【課題】液体燃料を気化及び改質することにより燃料ガスを生成し、生成した燃料ガスから不純物を除去する燃料電池システムにおいて、より効率良くシステムを稼働させることができる技術を提供する。
【解決手段】 燃料電池システムは、水槽に貯留された水との熱交換により液体燃料を気化させる気化器と、気化器により気化した気体燃料を改質することにより燃料ガスを生成する改質器と、改質器により生成された燃料ガスに含まれる不純物を、水槽に貯留された水により除去する除去器と、改質器により生成された燃料ガス及び空気により発電する燃料電池と、を備える。改質器は、気体燃料を改質する改質部と、気体燃料を燃焼させることにより改質部を加熱する燃焼部と、を有している。燃焼部から排出される燃焼ガスが、気化器の水槽および／または除去器の水槽に供給されるように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池システムであって、
水槽に貯留された水との熱交換により液体燃料を気化させる気化器と、
前記気化器により気化した気体燃料を改質することにより燃料ガスを生成する改質器と、
前記改質器により生成された前記燃料ガスに含まれる不純物を、水槽に貯留された水により除去する除去器と、
前記改質器により生成された前記燃料ガス及び空気により発電する燃料電池と、
を備え、
前記改質器は、前記気体燃料を改質する改質部と、前記気体燃料を燃焼させることにより前記改質部を加熱する燃焼部と、を有しており、
前記燃焼部から排出される燃焼ガスが、前記気化器の水槽および／または前記除去器の水槽に供給されるように構成されている、
燃料電池システム。

【請求項2】

請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池から排出された排ガスが、前記燃焼部に供給されるように構成されている、燃料電池システム。

【請求項3】

請求項２に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池から排出された前記排ガスに含まれる水分が、前記燃焼部に供給される前に除去されるように構成されている、燃料電池システム。

【請求項4】

請求項３に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池から排出された前記排ガスから除去された前記水分が、前記気化器の水槽および／または前記除去器の水槽に供給されるように構成されている、燃料電池システム。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記気化器の水槽と前記除去器の水槽とが、水を共用している、
燃料電池システム。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記気化器の水槽と前記除去器の水槽は、一体である、燃料電池システム。

【請求項7】

請求項１～５のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記気化器の水槽と前記除去器の水槽は、別体であるとともに連通しており、
前記燃焼部から排出される前記燃焼ガスが、前記気化器の水槽に貯留された水と熱交換された後に前記除去器の水槽に貯留された水を通過するように構成されている、燃料電池システム。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記除去器の水槽に貯留された水を中和する中和器をさらに備える、燃料電池システム。

【請求項9】

請求項８に記載の燃料電池システムであって、
前記中和器は、酸または塩基による中和反応を利用して水を中和する、燃料電池システム。

【請求項10】

請求項８に記載の燃料電池システムであって、
前記中和器は、緩衝液による緩衝作用を利用して水を中和する、燃料電池システム。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記燃焼部から排出された前記燃焼ガスとの熱交換により、前記気化器により気化した前記気体燃料を昇温させる熱交換器をさらに備える、燃料電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する技術は、燃料電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、炭化水素を含む原料ガスを改質して水素含有ガス（燃料ガス）を生成する改質器と、燃料ガス及び空気により発電する燃料電池と、を備える燃料電池システムが開示されている。特許文献１の改質器は、原料ガスが供給される改質部と、改質部を加熱するための燃焼部を有している。燃焼部には、燃料電池から排出される排ガス（水素）、及び燃料電池の冷却に利用された空気（酸素）が供給される。これにより、燃焼部において触媒燃焼を生じさせ、改質部を加熱する。改質器の燃焼部において発生した燃焼ガスは、排気ガスラインを介して外部に排出される。

【0003】

特許文献２には、液体アンモニアを気化する気化器と、気化されたアンモニアを改質して燃料ガスを生成する改質器と、燃料ガスと空気とにより発電する燃料電池と、を備える燃料電池システムが開示されている。特許文献２では、燃料電池から排出される排ガスを昇温して気化器に供給し、排ガスの熱により液体アンモニアを気化させる。

【0004】

特許文献３には、炭化水素を含む原料ガスを改質して水素含有ガスを生成する改質器と、水素含有ガス中のアンモニアを除去する除去器と、アンモニアが除去された水素含有ガスと空気とにより発電する燃料電池と、を備える、燃料電池システムが開示されている。特許文献３では、燃料電池内部の触媒の被毒を軽減するために、除去器において水素含有ガスを水と接触させることにより、アンモニアを水中に溶解させて、水素含有ガスからアンモニア（すなわち、不純物）を除去する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－２９０９０１号公報

【特許文献2】特開２０１６－１３４２７８号公報

【特許文献3】国際公開第２０１１／１１１４００号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本明細書では、液体燃焼を気化及び改質することにより燃料ガスを生成し、生成した燃料ガスから不純物を除去する燃料電池システムにおいて、より効率良くシステムを稼働させることができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書が開示する燃料電池システムは、水槽に貯留された水との熱交換により液体燃料を気化させる気化器と、前記気化器により気化した気体燃料を改質することにより燃料ガスを生成する改質器と、前記改質器により生成された前記燃料ガスに含まれる不純物を、水槽に貯留された水により除去する除去器と、前記改質器により生成された前記燃料ガス及び空気により発電する燃料電池と、を備える。前記改質器は、前記気体燃料を改質する改質部と、前記気体燃料を燃焼させることにより前記改質部を加熱する燃焼部と、を有している。前記燃焼部から排出される燃焼ガスが、前記気化器の水槽および／または前記除去器の水槽に供給されるように構成されている。

【0008】

上記の燃料システムでは、燃焼部から排出される燃焼ガスが、気化器の水槽および／または除去器の水槽に供給される。気体燃料を燃焼させることにより生成される燃焼ガスには、燃焼により生じる水分が含まれる。このため、当該燃焼ガスを気化器の水槽に供給することにより、気化器の水槽に水を補給する頻度を低減することができる。また、当該燃焼ガスを除去器の水槽に供給することにより、除去器の水槽に水を補給する頻度を低減することができる。また、燃焼部から排出される燃焼ガスは比較的高温であるため、燃焼ガスが気化器の水槽に供給される場合には、液体燃料の気化に要する水温を維持することができ、ヒータ等により水を昇温するためのエネルギーを低減することができる。以上のように、上記の燃料電池システムでは、燃焼部から排出される燃焼ガスを効果的に利用することができ、効率良くシステムを稼働させることができる。

【0009】

前記燃料電池から排出された排ガスが、前記燃焼部に供給されるように構成されていてもよい。燃料電池から排出される排ガスには、燃料電池において消費されずに（反応せずに）残留する水素や酸素が含まれ得る。上記の構成では、排ガスに含まれる未反応の水素や酸素を燃焼部で利用することができるため、燃焼部で燃焼させる気体燃料の量を低減させることができるとともに、燃焼部に供給すべき酸素の量を低減することができる。

【0010】

前記燃料電池から排出された前記排ガスに含まれる水分が、前記燃焼部に供給される前に除去されるように構成されていてもよい。このような構成では、燃焼部において、水を昇温させるエネルギーを要さないため、効率良く改質部を加熱することができる。

【0011】

前記燃料電池から排出された前記排ガスから除去された前記水分が、前記気化器の水槽および／または前記除去器の水槽に供給されるように構成されていてもよい。このような構成では、気化器の水槽や除去器の水槽に水を補給する頻度をより低減することができる。

【0012】

前記気化器の水槽と前記除去器の水槽とが、水を共用していてもよい。このような構成では、液体燃料の気化に利用される水と不純物の除去に利用される水とが、気化器と除去器とで共用される。このため、比較的高温である燃料ガスが除去器に導入されると、燃料ガスから不純物を除去することができるとともに、水槽に貯留された水を昇温することができる。燃料ガスと燃焼ガスとにより気化器の水温が昇温されるため、より効率良くシステムを稼働させることができる。

【0013】

前記気化器の水槽と前記除去器の水槽は、一体であってもよい。このような構成では、気化器と除去器の水槽が、１つの水槽で兼用されるため、システム構成が簡素化される。

【0014】

前記気化器の水槽と前記除去器の水槽は、別体であるとともに連通していてもよい。前記燃焼部から排出される前記燃焼ガスが、前記気化器の水槽に貯留された水と熱交換された後に前記除去器の水槽に貯留された水を通過するように構成されていてもよい。このような構成では、燃焼ガスが、液体燃料を気化させるための水槽に先に導入される。すなわち、気化器の水槽の水温を効率良く上昇させることができる。

【0015】

前記除去器の水槽に貯留された水を中和する中和器をさらに備えてもよい。除去器の水槽には、不純物が溶解する。これにより、水槽中の水のｐＨが変動する。上記の構成では、水槽中の水を中和する中和器を備えることにより、システムの腐食や水の異臭を抑制することができる。なお、前記中和器は、例えば、酸または塩基による中和反応を利用して水を中和してもよいし、緩衝液による緩衝作用を利用して水を中和してもよい。

【0016】

前記燃焼部から排出された前記燃焼ガスとの熱交換により、前記気化器により気化した前記気体燃料を昇温させる熱交換器をさらに備えてもよい。このような構成では、気化した気体燃料を改質器に導入する前に予め昇温することができる。また、燃焼ガスは降温されるため、水槽に貯留された水が過度に昇温されることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１の燃料電池システムの構成を示す概略図。

【図2】実施例２の燃料電池システムの構成を示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（実施例１）
以下、図面を参照して、実施例１の燃料電池システム（以下、単にシステムということがある。）１について説明する。図１に示すように、システム１は、液体燃料タンク４と、ポンプ６と、気化器１２と、熱交換器１４と、改質器１６と、燃料電池２０と、除去器２２と、水素透過膜２４と、水分分離器４２と、を備えている。

【0019】

液体燃料タンク４は、液体燃料５を貯蔵する。本実施例では、液体燃料５として液体アンモニア（液体燃料の一例）が用いられる。液体燃料タンク４は、液体アンモニアを、例えば常温（２０～２５℃）かつ数気圧（８～１０気圧）で貯蔵する。液体燃料タンク４は、アンモニアを液体状態で貯蔵するため、アンモニアの貯蔵効率が高い。

【0020】

ポンプ６は、液体燃料タンク４と気化器１２との間を接続する液体アンモニア供給管３０に配設されている。ポンプ６は、液体燃料タンク４に貯蔵された液体アンモニアを、気化器１２に向けて送り出す。

【0021】

気化器１２は、液体アンモニア供給管３０に接続されている。気化器１２は、液体アンモニア供給管３０から流入する液体アンモニアを気化させ、気体アンモニア供給管３２に送り出す。気化器１２は、水槽１２ａと、蒸発器１２ｂを有している。水槽１２ａには、水６０が貯留されている。水槽１２ａ内に貯留された水６０の温度は、約７０℃である。後述するが、本実施例では、気化器１２の水槽１２ａと除去器２２の水槽２２ａが、一体となっている。すなわち、水槽１２ａと水槽２２ａとが、水を共用している。気化器１２に流入した液体アンモニアは、蒸発器１２ｂを通過する過程で水槽１２ａ内の水６０との熱交換により気化され、気体アンモニア供給管３２に送り出される。

【0022】

熱交換器１４は、気化器１２と改質器１６との間を接続する気体アンモニア供給管３２に配設されている。熱交換器１４は、改質器１６に導入される気体アンモニアを予熱するために設けられている。気体アンモニアは、改質器１６から送出される燃料ガス及び燃焼ガス（後述）との熱交換により、約３５０～４００℃まで昇温される。昇温された気体アンモニアは、改質器１６に送り出される。

【0023】

改質器１６は、気体アンモニア供給管３２に接続されている。改質器１６は、気体アンモニアを改質することで、水素を含有する燃料ガスを生成する。改質器１６は、オートサーマル型の改質器である。改質器１６は、気体アンモニアを改質する改質部１６ａと、気体アンモニアを燃焼させることにより改質部１６ａを加熱する燃焼部１６ｂと、を有している。気体アンモニア供給管３２を流通する気体アンモニアは、第１導入管３２ａ及び第２導入管３２ｂに分岐して、改質部１６ａ及び燃焼部１６ｂにそれぞれ導入される。改質部１６ａ及び燃焼部１６ｂに導入される気体アンモニアの量は、例えば、第１導入管３２ａ及び第２導入管３２ｂのそれぞれに設けられた開閉弁（不図示）によって適宜調整される。

【0024】

燃焼部１６ｂは、不図示の空気供給管から供給される空気により、第２導入管３２ｂから導入される気体アンモニアを酸化させることで熱を発生させる。改質部１６ａは、燃焼部１６ｂで発生した熱によって気体アンモニアを改質し、気体アンモニアを水素及び窒素に分解する。改質部１６ａでは、約９００℃まで昇温された燃料ガスが生成される。生成された燃料ガスは、第１送出管３４ａを通って燃料ガス流通管３４に送り出される。なお、燃焼部１６ｂでは、気体アンモニアを酸化させることにより、主に窒素と水分を含む燃焼ガスが発生する。燃焼部１６ｂにおいて発生した燃焼ガスは、第２送出管３４ｂを通って燃料ガス流通管３４に送り出される。すなわち、燃料ガス流通管３４には、改質部１６ａにおいて改質された燃料ガスと、燃焼部１６ｂにおいて気体アンモニアの酸化により生成された燃焼ガスとの混合ガスが流通する。

【0025】

燃料ガスと燃焼ガスとの混合ガスは、燃料ガス流通管３４を通って熱交換器１４に導入される。当該混合ガスは、熱交換器１４において、気化器１２により気化された気体アンモニアとの熱交換により、降温される。降温された混合ガスは、燃料ガス流通管３４を通って、除去器２２に導入される。

【0026】

改質部１６ａで生成される燃料ガスには、改質部１６ａで改質（分解）されずに残存する残留アンモニア（不純物の一例）が存在する場合がある。除去器２２は、燃料ガス（混合ガス）中に含有される残留アンモニアを水に溶解させることにより燃料ガスから除去する。除去器２２は、水６０が貯留された水槽２２ａを有している。本実施例では、除去器２２の水槽２２ａと、気化器１２の水槽１２ａとが、一体となって構成されている。すなわち、液体アンモニアを気化させるために利用される水６０が、残留アンモニアを除去するための水６０と共用される。燃料ガス流通管３４は、水槽２２ａの水６０の中まで延びており、燃料ガス流通管３４を流通する混合ガスは、燃料ガス流通管３４の先端部分に設けられた複数の排出孔３４ｃから水槽２２ａの水６０内に流出する。ここで、燃焼ガスに含まれる水分は、水槽２２ａ内の水６０として利用される。また、燃料ガスに含まれる残留アンモニアは、水６０に溶解することにより、燃料ガス中から除去される。残留アンモニアが除去された混合ガスの大部分は、分離管３８に導入される。

【0027】

水素透過膜２４は、分離管３８を介して除去器２２に接続されている。水素透過膜２４は、混合ガスに含有される気体の中から水素以外の成分を吸着する。水素以外の成分としては、窒素や窒素酸化物が含まれ得る。混合ガスが水素透過膜２４を通過するときに、水素以外の成分が水素透過膜２４に吸着され、水素のみが水素透過膜２４を透過する。水素透過膜２４を透過した水素は、水素供給管４０に送り出される。水素供給管４０は、燃料電池２０のアノード２０ａに接続されており、当該水素は、燃料ガスとしてアノード２０ａに供給される。

【0028】

燃料電池２０は、例えば、固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell、ＳＯＦＣ）である。燃料電池２０は、複数のセルが積層されたスタック構造を有している。各セルは、アノード２０ａと、カソード２０ｂと、アノード２０ａとカソード２０ｂとの間に配置された電解質層（不図示）と、を有している。アノード２０ａは、水素供給管４０に接続されている。アノード２０ａには、水素透過膜２４を通過した水素（燃料ガス）が供給される。カソード２０ｂは、空気供給管３５を介して空気ブロワ２６に接続されている。カソード２０ｂには、空気ブロワ２６により大気中から空気が供給される。燃料電池２０は、水素供給管４０から供給される燃料ガスと、空気供給管３５から供給される空気とを利用して発電を行う。

【0029】

燃料電池２０が発電すると、燃料ガス中の水素と空気中の酸素とが化学反応して生成された水（排出水）とともに、未反応の水素及び酸素を含む排ガスが排出される。このときの排ガスの温度は、約７００℃である。排ガス及び排出水の混合物は、排出ガス流通管３６を通って水分分離器４２に導入される。水分分離器４２は、排出ガス流通管３６を流通する混合物から水分を除去する。すなわち、水分分離器４２によって当該混合物から排出水が除去される。水分分離器４２の構成は特に限定されない。例えば、冷却式エアドライヤ等によって排ガス及び排出水の混合物から、排出水を除去することができる。除去された水分は、矢印４４に示すように、気化器１２及び除去器２２の水槽１２ａ、２２ａ内に供給される。

【0030】

排出ガス流通管３６は、改質器１６の燃焼部１６ｂに接続されている。水分が除去された排ガスは、排出ガス流通管３６を介して燃焼部１６ｂに導入される。排ガスに含まれる水素は、改質部１６ａを加熱するための燃料として利用され、燃焼部１６ｂにおいて燃焼される。また、排ガスに含まれる酸素は、燃焼部１６ｂにおいて気体アンモニアの酸化反応に利用される。

【0031】

また、システム１は、中和器２８を有している。上述したように、システム１を稼働させると、水槽１２ａ、２２ａに貯留された水６０には、アンモニアが溶解する。このため、システム１の稼働を継続すると、水６０が塩基性を示すようになる。また、水槽１２ａ、２２ａ内には、燃焼部１６ｂで発生した水分が供給されるため、水槽１２ａ、２２ａ内の水６０の量が増加する。図１に示すように、中和器２８は、水槽１２ａ、２２ａから溢れた水６２を中和する。具体的には、中和器２８は、アンモニアが溶解した水６２に対してクエン酸を投入することにより、中和反応を利用して水６２を中和する。中和された水６２は、排水として処理される。

【0032】

以上に説明したように、本実施例のシステム１では、気化器１２の水槽１２ａと除去器２２の水槽２２ａとが一体となっている。すなわち、液体アンモニアの気化に利用される水６０を貯留する水槽１２ａと、残留アンモニアの除去に利用される水６０を貯留する水槽２２ａとが１つの水槽で兼用されるため、システム構成を簡素化することができる。また、燃焼ガスには、気体アンモニアの燃焼により生じる水分が含まれる。このため、燃焼ガス（すなわち、燃料ガスと燃焼ガスとの混合ガス）を水槽１２ａ、２２ａに供給することにより、水槽１２ａ、２２ａに水を補給する頻度を低減することができる。

【0033】

また、燃料ガスと燃焼ガスとの混合ガスは、比較的高温（約９００℃）であるため、当該混合ガスを水槽１２ａ、２２ａに貯留された水６０に導入すると、残留アンモニアが除去されるとともに、水６０が昇温される。このように、本実施例では、燃焼部１６ｂにおいて発生する燃焼ガスを効果的に利用することができ、燃焼ガス水槽１２ａ、２２ａを一体とすることで、残留アンモニアの除去と、液体アンモニアの気化に要する水温を維持するためのエネルギーの供給とを同時に行うことができる。したがって、本実施例では、効率良くシステムを稼働させることができる。

【0034】

また、本実施例では、燃料電池２０から排出された排ガスが、改質器１６の燃焼部１６ｂに供給される。燃料電池２０から排出される排ガスには、燃料電池２０において消費されずに（反応せずに）残留する水素や酸素が含まれる。このため、本実施例では、燃焼部１６ｂにおいて、排ガスに含まれる未反応の水素を燃焼させることにより熱を発生させることができるとともに、排ガスに含まれる未反応の酸素を気体アンモニアの酸化反応に利用することができる。したがって、燃焼部１６ｂで燃焼させる気体アンモニアの量を低減させることができるとともに、燃焼部１６ｂに供給すべき酸素の量を低減することができる。

【0035】

また、本実施例では、燃料電池２０から排出された排ガスに含まれる水分が、燃焼部１６ｂに供給される前に水分分離器４２によって除去される。すなわち、本実施例では、燃焼部１６ｂにおいて、水（排ガスに含まれる水分）を昇温させるエネルギーを要さないため、効率良く改質部１６ａを加熱することができる。

【0036】

また、本実施例では、排ガスから除去された水分が、気化器１２及び除去器２２の水槽１２ａ、２２ａに供給される。このため、水槽１２ａ、２２ａに水を補給する頻度をより低減することができる。

【0037】

また、本実施例では、水槽１２ａ、２２ａに貯留された水６０を中和する中和器２８を備えている。アンモニアが溶解した水６０を中和器２８により中和することができるため、システムの腐食や水の異臭を抑制することができる。また、中和された水６２は略中性を示すため、排水として簡易に処理することができる。

【0038】

また、本実施例では、熱交換器１４により、改質部１６ａにおいて生成された燃料ガスと、燃焼部１６ｂにおいて発生した燃焼ガスとの混合ガスを降温させるとともに、気化器１２により気化した気体アンモニアを昇温させる。このため、気体アンモニアを改質器１６に導入する前に予め昇温することができる。また、混合ガスは降温されるため、水槽１２ａ、２２ａに貯留された水６０が過度に昇温されることを抑制することができる。

【0039】

（実施例２）
図２に示すように、実施例２の燃料電池システム１００は、実施例１と異なり、気化器１１２の水槽１１２ａと、除去器１２２の水槽１２２ａが別体となっている。水槽１１２ａと水槽１２２ａとは、連通管１１４によって接続されている。すなわち、水槽１１２ａ及び水槽１２２ａ内の水は、連通管１１４を介して流通可能である。その他の構成は、実施例１と同様である。

【0040】

実施例２では、燃料ガス流通管３４が気化器１１２の水槽１１２ａ内の水６０を通過した後に、除去器１２２の水槽１２２ａに導入される。すなわち、燃料ガス流通管３４は、まず水槽１１２ａ内に進入し、連通管１１４を通って水槽１２２ａ内に導かれる。燃料ガス流通管３４の排出孔３４ｃは、除去器１２２の水槽１２２ａ内に位置するように設けられている。

【0041】

実施例２のシステム１００では、燃料ガスと燃焼ガスとの混合ガスが、液体アンモニアを気化させるための水槽１１２ａ内に先に導入される。比較的高温の状態である混合ガスが水槽１２２ａよりも先に水槽１１２ａ内に導入されるため、混合ガスと水槽１１２ａ内の水６０との熱交換により、液体アンモニアの気化に要する水温を効率良く維持することができる。

【0042】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。以下、上述した実施例の変形例を以下に列挙する。

【0043】

（変形例）
上述した実施例では、液体燃料として液体アンモニアを使用する例について説明したが、例えば、炭化水素を含有する化合物や、アルコール等を液体燃料として使用してもよい。

【0044】

また、上述した実施例において、燃料電池２０から排出される排ガスは、燃焼部１６ｂに供給されなくてもよく、例えば、システムの外部に排出されてもよい。また、上述した実施例において、水分分離器４２によって排ガスから除去された水分が、水槽１２ａ、２２ａに供給されなくてもよいし、排出ガス流通管３６に水分分離器４２が設けられていなくてもよい。

【0045】

また、上述した実施例１において、気化器１２の水槽１２ａと除去器２２の水槽２２ａの水が共用されなくてもよい。すなわち、気化器１２の水槽１２ａと除去器２２の水槽２２ａの水が互いに流通不可能に構成されてもよい。このような構成であっても、気化器１２の水槽１２ａの水または除去器２２の水槽２２ａの水のいずれかに燃焼部１６ｂにおいて発生した燃焼ガスが供給されることで、当該燃焼ガスを効果的に利用することができる。実施例２においても同様である。

【0046】

また、中和器２８では、中和反応を利用して水６２を中和する態様に代えて、緩衝液を投入し、緩衝液の緩衝作用を利用して水６２を中和してもよい。緩衝液としては、例えば、リン酸緩衝液を用いることができる。なお、中和器は設けられなくてもよい。

【0047】

また、上述した実施例において、熱交換器１４は設けられなくてもよい。

【0048】

また、上述した実施例では、改質部１６ａにおいて改質された燃料ガスと、燃焼部１６ｂにおいて生成された燃焼ガスとが、燃料ガス流通管３４内を共に流通して水槽１２ａ、２２ａに導入されるように構成されていた。しかしながら、燃料ガスと燃焼ガスとが、別個の管を流通してそれぞれが水槽１２ａ、２２ａに別々に導入されるように構成されてもよい。

【0049】

また、各実施例において、水素供給管４０に水素を昇圧する昇圧機構を配置してもよい。例えば、水素供給管４０にエゼクタやブロワ等を配置して、昇圧した水素を燃料電池２０に供給してもよい。このような構成では、燃料電池２０に燃料ガス（水素）を効率良く供給することができる。

【0050】

本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0051】

１、１００：燃料電池システム、４：液体燃料タンク、５：液体燃料、６：ポンプ、１２：気化器、１２ａ：水槽、１４：熱交換器、１６：改質器、１６ａ：改質部、１６ｂ：燃焼部、２０：燃料電池、２２：除去器、２２ａ：水槽、２４：水素透過膜、２６：空気ブロワ、２８：中和器、４２：水分分離器、６０：水

【図1】

【図2】