JP4102085B2 - 燃料電池システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池システムに関し、特に、燃料電池から排出される反応オフガスを処理するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池は、燃料ガスに含まれる水素ガスと酸化ガスに含まれる酸素ガスとを用いて、発電する。そして、燃料電池からは、使用済みの燃料ガス（燃料オフガス）と使用済みの酸化ガス（酸化オフガス）とが排出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料オフガスを含む反応オフガスは、通常、燃料電池における発電に寄与せずに排出された水素ガスを含んでいる。このため、反応オフガスを大気中に排出する場合には、反応オフガスに含まれる水素ガスを低減させることが好ましい。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池から排出された反応オフガスに含まれる水素ガスを低減させることのできる技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の装置は、燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池から排出される燃料オフガスを含む反応オフガスが通る反応オフガス通路と、
前記反応オフガス通路に設けられ、前記反応オフガスに含まれる水素ガスを処理するためのオフガス処理部と、
前記オフガス処理部における前記水素ガスの処理を制御するための制御部と、を備え、
前記オフガス処理部は、
前記水素ガスを低減させるための触媒体であって、触媒と前記触媒を担持する電気ヒータとを含む、前記触媒体と、
前記電気ヒータに電力を供給するための電力供給部と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
この燃料電池システムでは、反応オフガス通路に水素ガスを処理するためのオフガス処理部が設けられている。制御部が電力供給部を制御して電気ヒータに電力を供給させると、電気ヒータが発熱し、触媒が加熱される。このとき、触媒温度が上昇して、触媒反応が促進される。この結果、燃料電池から排出された反応オフガスに含まれる水素ガスを低減させることが可能となる。また、電気ヒータが触媒を担持しているため、触媒温度を比較的短時間で上昇させることができ、この結果、反応オフガスに含まれる水素ガスを迅速に低減させることが可能となる。
【０００７】
上記の装置において、
前記オフガス処理部は、さらに、
前記電気ヒータの温度を測定するためのヒータ温度測定部を備え、
前記制御部は、前記燃料電池システムの運転開始の際に、
ヒータ温度が所定温度以上である場合には、前記電気ヒータへの電力供給を実行させず、
前記ヒータ温度が前記所定温度よりも低い場合には、前記電気ヒータへの電力供給を開始させ、前記ヒータ温度が前記所定温度に達した後に前記電気ヒータへの電力供給を停止させることが好ましい。
【０００８】
こうすれば、電力供給部は不要な電力を電気ヒータに供給せずに済むため、省電力化を図ることが可能となる。
【０００９】
なお、所定温度は、例えば、触媒温度が活性温度以上となるような温度に設定可能である。ここで、活性温度とは、触媒反応が自立的に進行する温度を意味している。
【００１０】
上記の装置において、さらに、
前記オフガス処理部への前記反応オフガスの流入の有無を制御するためのアクチュエータを備え、
前記制御部は、前記電気ヒータへの電力供給を停止させた後に、前記アクチュエータを制御して前記オフガス処理部への前記反応オフガスの流入を開始させることが好ましい。
【００１１】
電気ヒータが電力供給を受けて発熱している期間に、反応オフガスがオフガス処理部に流入すると、反応オフガスの流れによって電気ヒータの熱が奪われてしまう。上記のようにすれば、反応オフガスの流れによって電気ヒータの熱が奪われないようにすることができ、この結果、省電力化を図ることが可能となる。
【００１２】
あるいは、上記の装置において、さらに、
前記オフガス処理部への前記反応オフガスの流入の有無を制御するためのアクチュエータを備え、
前記制御部は、前記電気ヒータへの電力供給を停止させる前に、前記アクチュエータを制御して前記オフガス処理部への前記反応オフガスの流入を開始させるようにしてもよい。
【００１３】
上記のようにすれば、電気ヒータへの電力供給と触媒反応による反応熱とによって、触媒体の温度を上昇させることができるため、触媒温度を比較的迅速に上昇させることができる。この結果、省電力化を図ることが可能となるとともに、水素ガスを迅速に処理することが可能となる。
【００１４】
上記の装置において、
前記オフガス処理部は、さらに、
外気温度を測定するための外気温度測定部を備え、
前記制御部は、前記燃料電池システムの運転開始の際に、前記外気温度の測定結果に応じて選択された時間変化パターンに従って、前記電気ヒータへの電力供給を実行させるようにしてもよい。
【００１５】
このようにしても、省電力化を図ることができる。すなわち、外気温度の測定結果に応じて選択された時間変化パターンに従って電気ヒータへの電力供給が実行されれば、電力供給部は、不要な電力を電気ヒータに供給せずに済む。
【００１６】
上記の装置において、
前記触媒体は、前記反応オフガスの流れ方向に沿って配置された複数の部分触媒体を含み、
前記電気ヒータは、１つの前記部分触媒体に設けられていることが好ましい。
【００１７】
こうすれば、電力供給部はすべての部分触媒体に電力を供給しなくて済むので、省電力化を図ることができる。
【００１８】
上記の装置において、
前記電気ヒータは、前記複数の部分触媒体のうちの最上流側の前記部分触媒体に設けられていることが好ましい。
【００１９】
触媒反応は、触媒体の上流側で急激に進行し、触媒体の下流側では緩やかに進行する。したがって、上記のようにすれば、電力供給部は、触媒反応が急激に進行する最上流側の部分触媒体のみに電力を供給することができ、この結果、電力を効率良く水素ガスの処理に利用することができる。
【００２０】
あるいは、上記の装置において、
前記電気ヒータは、前記複数の部分触媒体のうちの最上流側以外の他の前記部分触媒体に設けられているようにしてもよい。
【００２１】
燃料電池から排出される反応オフガスが水分を含む場合には、最上流側の部分触媒体は凝縮水によって湿った状態になり易い。湿った環境においては、触媒の機能は低下する。このため、仮に、電力供給部が最上流側の部分触媒体に電力を供給する場合には、最上流側の部分触媒体に存在する凝縮水を気化させるための熱量に相当する電力量が必要となる。しかしながら、上記のようにすれば、電力供給部は、凝縮水が存在する最上流側の部分触媒体に電力を供給せず、その後段の他の部分触媒体に電力を供給することができる。したがって、電力を効率良く水素ガスの処理に利用することができる。
【００２２】
上記の装置において、
前記反応オフガス通路は、
前記燃料電池から排出される前記燃料オフガスが通る燃料オフガス通路と、
前記燃料電池から排出される前記酸化オフガスが通る酸化オフガス通路と、
前記燃料オフガス通路と前記酸化オフガス通路とが合流した合流オフガス通路と、
を備え、
前記オフガス処理部は、前記合流オフガス通路に設けられているようにしてもよい。
【００２３】
こうすれば、オフガス処理部は、燃料オフガスに含まれる水素ガスを、酸化オフガスに含まれる酸素ガスを用いて、処理することができる。
【００２４】
なお、本発明は、燃料電池システム、燃料電池システムを搭載した移動体などの装置、燃料電池システムにおける反応オフガスの処理方法、その方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の種々の態様で実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．燃料電池システムの構成：
Ａ−２．反応オフガスの処理：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．第４実施例：
Ｅ．第５実施例：
Ｆ．他の変形例：
【００２６】
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．燃料電池システムの構成：
図１は、第１実施例における燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。なお、この燃料電池システムは、車両に搭載されている。
【００２７】
図示するように、燃料電池システムは、燃料電池１００と、燃料電池に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給部２００と、燃料電池に酸化ガスを供給するための酸化ガス供給部３００と、燃料電池から排出される使用済みの燃料オフガスおよび酸化オフガスを処理するためのオフガス処理部４００と、各部の動作を制御するための制御部６００と、を備えている。
【００２８】
燃料ガス供給部２００と燃料電池１００との間には、燃料電池に供給される燃料ガスが通る燃料ガス通路１７２が設けられており、燃料電池１００とオフガス処理部４００との間には、燃料電池から排出された燃料オフガスが通る燃料オフガス通路１７４が設けられている。なお、燃料ガス通路１７２と燃料オフガス通路１７４との間には、還流通路１７３が設けられている。また、酸化ガス供給部３００と燃料電池１００との間には、燃料電池に供給される酸化ガスが通る酸化ガス通路１８２が設けられており、燃料電池１００とオフガス処理部４００との間には、燃料電池から排出された酸化オフガスが通る酸化オフガス通路１８４が設けられている。なお、燃料オフガス通路１７４と酸化オフガス通路１８４とは、下流側において合流し、合流オフガス通路１９４を形成する。また、オフガス処理部４００は、合流オフガス通路１９４の通路途中に設けられている。
【００２９】
燃料電池１００（図１）は、比較的小型で発電効率に優れる固体高分子型燃料電池である。図２は、図１に示す燃料電池１００の内部構成を模式的に示す説明図である。図示するように、燃料電池１００は、複数の単電池（単セル）１１０が積層されて形成されている。そして、各単セル間には、セパレータ１２０が配置されている。
【００３０】
単セル１１０は、電解質膜１１２と、アノード（水素極）１１４ａと、カソード（酸素極）１１４ｃと、を含んでおり、電解質膜１１２は、２つの電極１１４ａ，１１４ｃによって挟まれている。各セパレータ１２０は、隣接する一方の単セル内のアノード１１４ａに接するとともに、他方の単セル内のカソード１１４ｃに接するように、配置されている。セパレータ１２０の両面には、複数の溝が形成されており、アノード１１４ａとセパレータ１２０との間、および、カソード１１４ｃとセパレータ１２０との間には、それぞれ複数の小通路１２１，１２２が形成される。
【００３１】
図２に示すアノード側通路１２１には、燃料ガス供給部２００から水素ガスを含む燃料ガスが供給され、カソード側通路１２２には、酸化ガス供給部３００から酸素ガスを含む酸化ガスが供給される。そして、以下に示す電気化学反応が進行する。
【００３２】
Ｈ₂ → ２Ｈ⁺ ＋ ２ｅ^- …（１）
（１／２）Ｏ₂ ＋ ２Ｈ⁺ ＋ ２ｅ^- → Ｈ₂Ｏ …（２）
Ｈ₂ ＋（１／２）Ｏ₂ → Ｈ₂Ｏ …（３）
【００３３】
式（１）はアノード１１４ａにおける反応を示しており、式（２）はカソード１１４ｃにおける反応を示している。そして、全体では、式（３）に示す反応が進行する。なお、カソード１１４ｃにおいて生成される水（水蒸気）は、「生成水」とも呼ばれる。
【００３４】
燃料ガス供給部２００（図１）は、水素ガスを含む燃料ガスを燃料電池１００に供給する。燃料ガス供給部２００は、水素タンク２１０と、減圧器２１２と、流量制御弁２３０と、ポンプ２４０と、を備えている。
【００３５】
水素タンク２１０は、水素ガスを比較的高い圧力で貯蔵する。減圧器２１２は、水素タンクから供給された水素ガスを所定の圧力に減圧する。流量制御弁２３０は、燃料電池システムの運転期間中には、間欠的に開状態に設定され、運転停止期間中には閉状態に設定される。流量制御弁２３０が開状態に設定される場合には、燃料ガスは、燃料ガス通路１７２を介して、燃料電池１００に供給される。
【００３６】
燃料電池１００から排出された燃料オフガスは、燃料オフガス通路１７４および合流オフガス通路１９４を通って、オフガス処理部４００に供給される。燃料オフガス通路１７４には、燃料オフガスの流通を遮断するための遮断弁２８０が設けられている。遮断弁２８０は、燃料電池システムの運転期間中には、間欠的に開状態に設定され、運転停止期間中には閉状態に設定される。
【００３７】
前述のように、燃料オフガス通路１７４と燃料ガス通路１７２との間の還流通路１７３には、ポンプ２４０が設けられている。ポンプ２４０は、燃料オフガス通路１７４内の燃料オフガスを、燃料ガスとして燃料ガス通路１７２内に戻す機能を有している。これにより、燃料ガスは、流量制御弁２３０と遮断弁２８０とで囲まれた環状通路内を還流する。このように燃料ガスを還流させることにより、燃料電池１００内部に単位時間当たりに供給される水素ガス流量（ｍｏｌ／ｓｅｃ）を増大させることができ、この結果、燃料電池１００における反応効率を向上させることができる。しかしながら、燃料電池１００における電気化学反応が進むに連れて、環状通路内の燃料ガスに含まれる水素ガス量（ｍｏｌ）は低減する。また、燃料電池１００内部の電解質膜１１２（図２）を介して、カソード側通路１２２内の酸化ガスに含まれる窒素ガスや水蒸気（生成水）などがアノード側通路１２１内の燃料ガス中に侵入する。このため、燃料ガス中の水素ガス濃度（体積百分率）は次第に低下する。そこで、本実施例では、流量制御弁２３０と遮断弁２８０とを間欠的に開状態に設定して、水素ガス濃度の高い燃料ガスを燃料電池１００に供給すると同時に、水素ガス濃度の低い燃料オフガスを燃料電池１００から排出する。
【００３８】
酸化ガス供給部３００（図１）は、ブロワ３１０を備えており、酸素ガスを含む酸化ガス（空気）を燃料電池１００に供給する。
【００３９】
燃料電池１００から排出された酸化オフガスは、酸化オフガス通路１８４および合流オフガス通路１９４を通って、オフガス処理部４００に供給される。
【００４０】
オフガス処理部４００（図１）は、燃料電池１００から排出された反応オフガスに含まれる水素ガスを低減させた後に、反応オフガスを大気中に排出する。
【００４１】
図３は、図１に示すオフガス処理部４００の構成を模式的に示す説明図である。オフガス処理部４００は、触媒体４１０と、電力供給部４７０と、温度測定部４８０と、を備えている。
【００４２】
図４は、図３に示す触媒体４１０を示す斜視図である。触媒体４１０は、複数の波状の小通路を有する担体４１２を備えており、担体４１２上には、触媒が担持されている。図５は、図４に示す担体４１２の製造方法を示す説明図である。図示するように、担体としては、平板４１２ａと波板４１２ｂとで構成されたシートが用いられる。シートは、その一端が軸部材４１２ｃに接合された後、軸部材を芯にして螺旋状に巻き付けられる。すなわち、担体４１２（図４）は、軸部材４１２ｃの周囲に平板４１２ａおよび波板４１２ｂが交互に巻き付けられたロール構造を有している。隣接する平板４１２ａ同士の間隔は、波板４１２ｂによってほぼ一定の間隔に保たれており、平板４１２ａと波板４１２ｂとの間には、軸部材４１２ｃの軸方向に沿って複数の波状の小通路が形成される。担体４１２が準備された後、担体４１２上に触媒が担持される。
【００４３】
なお、平板４１２ａおよび波板４１２ｂとしては、例えば、ステンレス鋼などの金属材料を用いることができる。ただし、波板４１２ｂには予め表面処理が施され、波板４１２ｂの表面には絶縁膜（酸化皮膜）が形成されている。また、触媒は、例えば、活性成分とアルミナとを含む溶液中に担体４１２を含浸させることによって、担体４１２上に設けられる。活性成分としては、例えば、ＰｔやＰｄなどの貴金属を用いることができる。
【００４４】
触媒体４１０は、反応オフガスに含まれる水素ガスを低減させる機能を有している。具体的には、担体４１２に担持された触媒は、触媒反応（触媒燃焼）によって、燃料オフガスに含まれる水素ガスを、酸化オフガスに含まれる酸素ガスを用いて、酸化（燃焼）させることにより、水素ガスを低減させる。なお、触媒反応によって、水蒸気が生成される。
【００４５】
電力供給部４７０（図３）は、電源４７２とスイッチ４７４とを備えている。電力供給部４７０は、触媒体４１０の担体４１２に接続されている。具体的には、電力供給部４７０の正極と負極とは、担体４１２の中央部分（軸部材４１２ｃ）と担体４１２の周辺部分（平板４１２ａ）とにそれぞれ接続されている。したがって、スイッチ４７４がＯＮ状態の場合には、電源４７２からの電流は、軸部材４１２ｃと平板４１２ａとを螺旋状に流れる。このとき、担体４１２は、発熱して、担持する触媒を加熱する。この結果、触媒温度が上昇する。この説明からも分かるように、触媒体４１０は、触媒と、触媒を担持する電気ヒータ（担体）４１２と、を備える電気加熱型触媒（ＥＨＣ）である。
【００４６】
なお、触媒を加熱することにより、比較的短時間で触媒温度を上昇させることができる。触媒温度が活性温度以上になると、触媒反応が著しく促進される。ここで、「活性温度」とは、触媒反応が自立的に進行する温度を意味する。
【００４７】
従来では、触媒温度を活性温度以上とするために、バーナなどの加熱器を用いて、触媒体に供給されるガスの温度を上昇させていた。そして、ガスと触媒との間の熱交換によって、触媒温度は、活性温度以上に高められていた。しかしながら、ガスと触媒との間の熱伝達率は低い。そこで、本実施例では、金属製の担体（電気ヒータ）を用いて、電気ヒータに担持された触媒の温度を上昇させている。このようにすれば、触媒温度を比較的短時間で上昇させることができるとともに、比較的少ない熱量（換言すれば、比較的少ない電力量）で触媒温度を活性温度以上に上昇させることができる。
【００４８】
温度測定部４８０（図３）は、そのプローブが電気ヒータ（担体）４１２に接触しており、ヒータ温度を測定する。なお、電気ヒータ４１２と触媒との間の熱伝導率は比較的高いため、ヒータ温度と触媒温度とはほぼ同じであると考えられる。すなわち、温度測定部４８０は、ヒータ温度を測定することにより、触媒温度を間接的に測定している。
【００４９】
制御部６００（図１）は、オフガス処理部４００における水素ガスの処理を制御する。すなわち、制御部６００は、電力供給部４７０（具体的には、スイッチ４７４）と温度測定部４８０とに接続されており、温度測定部４８０で得られたヒータ温度の測定結果に応じて、スイッチ４７４のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する。これにより、制御部６００は、電力供給部４７０を制御して電気ヒータ４１２に電力を供給させることができる。また、制御部６００は、遮断弁２８０とブロワ３１０とに接続されており、オフガス処理部４００への反応オフガスの流入の有無を制御する。具体的には、制御部６００は、遮断弁２８０の開閉動作を制御することによって、オフガス処理部４００への燃料オフガスの流入の有無を制御し、ブロワ３１０の動作を制御することによって、オフガス処理部４００への酸化オフガスの流入の有無を制御する。この説明から分かるように、本実施例の遮断弁２８０とブロワ３１０とが本発明におけるアクチュエータに相当する。
【００５０】
なお、以下では、電気ヒータ（担体）４１２を単に「ヒータ」とも呼ぶ。
【００５１】
Ａ−２．反応オフガスの処理：
図６は、燃料電池システムの運転開始の際の状態変化を模式的に示す説明図である。図６（Ａ）は、ヒータ４１２に供給される電力Ｗの変化を示しており、図６（Ｂ）は、ヒータ温度Ｔの変化、すなわち、触媒温度の変化を示している。また、図６（Ｃ）は、オフガス処理部４００に流入する反応オフガスの流量Ｑを示している。なお、図６（Ｃ）において、実線は、燃料オフガスと酸化オフガスとの合計流量を示しており、破線は、燃料オフガスの流量を示している。以下では、図６を参照しつつ、制御部６００によるオフガス処理部４００における水素ガスの処理の制御について説明する。
【００５２】
燃料電池システムの運転開始の際には、制御部６００は、まず、温度測定部４８０で得られた測定結果を用いて、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａ以上であるか否かを判断する。本実施例において、所定温度Ｔａは、触媒の活性温度とほぼ等しい温度（例えば、約５０〜約６０℃）に設定されている。ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａよりも低い場合には、制御部６００は、電力供給部４７０を制御してヒータ４１２への電力供給を開始させる。なお、ヒータ４１２への電力供給は、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａに達するまで行われる。
【００５３】
図６（Ｂ）に示すように、運転開始時において、ヒータ温度Ｔは所定温度Ｔａよりも低い。このため、図６（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、ヒータ４１２への電力供給が開始される。この後、図６（Ｂ）に示すように、ヒータ温度Ｔは次第に上昇する。そして、時刻ｔ２においてヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａに達する。このとき、図６（Ａ）に示すように、ヒータ４１２への電力供給が停止される。なお、図６（Ｃ）に示すように、時刻ｔ２以前には、オフガス処理部４００に反応オフガスは流入していない。これは、反応オフガスの流れによって、ヒータ４１２の熱が奪われるのを防ぐためである。このようにすれば、電力を効率良くヒータ温度の上昇（触媒温度の上昇）に利用することができる。
【００５４】
ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａに達すると、パージ処理が行われる。具体的には、制御部６００は、流量制御弁２３０と遮断弁２８０とを所定期間だけ開状態に設定する。このとき、燃料電池１００内に水素ガス濃度の高い燃料ガスが供給されるとともに、燃料電池１００内に残留していた水素ガス濃度の低いガスが燃料オフガスとして排出される。また、制御部６００は、ブロワ３１０を動作させる。このとき、燃料電池１００内に酸化ガスが供給されるとともに、燃料電池１００内に残留していたガスが酸化オフガスとして排出される。なお、パージ処理により、運転停止期間中にアノード側通路１２１およびカソード側通路１２２内で凝縮した凝縮水を排出することもできる。
【００５５】
図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２においてヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａに達すると、図６（Ｃ）に示すように、燃料オフガスと酸化オフガスとを含む反応オフガスがオフガス処理部４００に供給される。そして、時刻ｔ２から所定期間経過後の時刻ｔ３において、燃料オフガスのオフガス処理部４００への供給は停止される。ただし、酸化オフガスのオフガス処理部４００への供給は継続する。
【００５６】
時刻ｔ２〜時刻ｔ３において、オフガス処理部４００内の触媒体４１０は、触媒反応によって、反応オフガスに含まれる水素ガスを低減させる。この触媒反応は発熱を伴うため、図６（Ｂ）に示すように、ヒータ温度Ｔは所定温度Ｔａよりも高くなる。このように、時刻ｔ２〜時刻ｔ３において、ヒータ温度Ｔは所定温度Ｔａ以上に保たれるので、触媒体４１０は、反応オフガスに含まれる水素ガスを効率良く低減させることができる。
【００５７】
時刻ｔ３においてパージ処理が終了すると、燃料電池システムは、通常の運転を行う。具体的には、制御部６００は、流量制御弁２３０と遮断弁２８０とを、間欠的に所定期間だけ開状態に設定するとともに、ブロワ３１０の動作を継続させる。このとき、図６（Ｃ）に示すように、オフガス処理部４００には、酸化オフガスが常に流入し、燃料オフガスが間欠的に流入する。なお、流量制御弁２３０と遮断弁２８０とが開状態に設定される周期は、例えば、約１０分であり、開状態に設定される期間は、例えば、数秒間である。
【００５８】
燃料オフガスがオフガス処理部４００に流入しない期間には、酸化ガスの流れによって触媒体４１０の熱が奪われる。このため、図６（Ｂ）に示すように、ヒータ温度Ｔは徐々に低下する。ただし、燃料電池１００から排出される酸化オフガスの温度は比較的高い（例えば、約７０℃）ため、ヒータ温度Ｔの低下は比較的少ない。この結果、図６（Ｂ）に示すように、通常運転の際には、ヒータ温度Ｔは、常に、所定温度Ｔａ以上に維持される。このため、本実施例では、図６（Ａ）に示すように、ヒータへの電力供給は、運転開始の際だけに実行されている。一方、燃料オフガスがオフガス処理部４００に流入する期間には、ヒータ温度Ｔは触媒反応によって再度上昇する。
【００５９】
なお、図６では、燃料電池システムの運転開始時に、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａよりも低いため、ヒータ４１２への電力供給が実行されているが、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａ以上である場合には、ヒータ４１２への電力供給は実行されない。この場合には、直ちに、パージ処理が実行される。
【００６０】
上記のように、本実施例においては、制御部６００は、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａよりも低い場合には、ヒータ４１２への電力供給を開始させることによって、触媒温度を比較的短時間で活性温度以上に上昇させる。また、制御部６００は、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａに達した後に、ヒータ４１２への電力供給を停止させる。そして、制御部は、ヒータ４１２への電力供給を停止させた後に、遮断弁２８０とブロワ３１０とを制御して、オフガス処理部４００への反応オフガスの流入を開始させる。このようにすれば、反応オフガスの流れによってヒータの熱が奪われないようにすることができるため、電力供給部４７０からヒータ４１２への電力供給量を低減させることができ、この結果、さらに省電力化を図ることが可能となる。
【００６１】
なお、図６では、燃料電池システムの通常運転の際には、ヒータ温度Ｔは、常に、所定温度Ｔａ以上に維持されているため、ヒータへの電力供給は実行されていない。しかしながら、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａよりも低くなる場合には、燃料オフガスがオフガス処理部４００に流入する前にヒータ４１２に電力を供給し、ヒータ温度Ｔを所定温度Ｔａ以上に上昇させることが好ましい。
【００６２】
また、燃料電池システムの通常運転の際には、前述の式（２）から分かるように、酸化オフガスは、燃料電池１００で発生した水蒸気（生成水）を含んでいる。水蒸気は、触媒体４１０上で凝縮し得る。湿った環境においては、触媒の機能は低下する。したがって、このような場合には、燃料オフガスがオフガス処理部４００に流入する前にヒータに電力を供給し、ヒータ温度Ｔを凝縮水が蒸発するような温度（例えば、約１００〜約１１０℃）以上に上昇させることが好ましい。こうすれば、酸化オフガス中に水蒸気が含まれる場合にも、水素ガスを確実に低減させることが可能となる。
【００６３】
以上説明したように、本実施例の燃料電池システムは、燃料電池１００と、燃料電池から排出される燃料オフガスを含む反応オフガスが通る反応オフガス通路１７４，１９４と、反応オフガス通路１９４に設けられ、反応オフガスに含まれる水素ガスを処理するためのオフガス処理部４００と、オフガス処理部における水素ガスの処理を制御するための制御部６００と、を備えている。そして、オフガス処理部４００は、触媒と触媒を担持する電気ヒータ４１２とを含む触媒体４１０と、電気ヒータに電力を供給するための電力供給部４７０と、を備えている。本実施例の構成を採用すれば、燃料電池１００から排出された反応オフガスに含まれる水素ガスを低減させることが可能となる。また、電気ヒータ４１２が触媒を担持しているため、触媒温度を比較的短時間で上昇させることができ、この結果、反応オフガスに含まれる水素ガスを迅速に低減させることが可能となる。
【００６４】
また、本実施例では、制御部６００は、燃料電池システムの運転開始の際に、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａ以上である場合には、電気ヒータ４１２への電力供給を実行させず、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａよりも低い場合には、電気ヒータ４１２への電力供給を開始させ、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａに達した後に電気ヒータ４１２への電力供給を停止させている。こうすれば、電力供給部４７０は不要な電力を電気ヒータ４１２に供給せずに済むため、省電力化を図ることが可能となる。
【００６５】
Ｂ．第２実施例：
第１実施例において、オフガス処理部４００（図３）における触媒反応は、触媒体４１０の上流側で急激に進行しており、触媒体４１０の下流側では緩やかに進行している。本実施例では、この特徴を考慮して、オフガス処理部の構成を工夫している。
【００６６】
図７は、第２実施例におけるオフガス処理部の第１の例を示す説明図である。このオフガス処理部４００Ｂ１は、第１実施例（図３）のオフガス処理部４００とほぼ同じであるが、触媒体４２０が変更されている。具体的には、触媒体４２０は、反応オフガスの流れ方向に沿って配置された２つの部分触媒体４２０ａ，４２０ｂを含んでいる。各部分触媒体４２０ａ，４２０ｂは、第１実施例の触媒体４１０と同様に、触媒と、触媒を担持する担体と、を含んでいる。ただし、第１の部分触媒体４２０ａの担体のみが、電気ヒータとして機能する。すなわち、電力供給部４７０と温度測定部４８０とは、第１の部分触媒体４２０ａのみに対応して設けられている。
【００６７】
このオフガス処理部４００Ｂ１を採用する場合にも、燃料電池システムの運転開始の際には、第１実施例と同様の処理が実行される。すなわち、電力供給部４７０からの電力供給によって、第１の部分触媒体４２０ａのヒータ（担体）の温度が所定温度に達する。このとき、第２の部分触媒体４２０ｂの担体の温度は、所定温度よりも低い。次に、反応オフガスがオフガス処理部４００Ｂ１に流入する。このとき、第１の部分触媒体４２０ａにおいて触媒反応が進行する。その後、第１の部分触媒体４２０ａで発生した熱と、第１の部分触媒体４２０ａにおいて加熱された反応オフガスとが、第２の部分触媒体４２０ｂの温度を上昇させる。このようにして、２つの部分触媒体４２０ａ，４２０ｂの触媒温度は、活性温度以上となる。
【００６８】
上記の構成を採用すれば、電力供給部４７０は、触媒反応が急激に進行する第１の部分触媒体４２０ａのみに電力を供給することができるため、電力を効率良く水素ガスの処理に利用することができる。
【００６９】
なお、図７では、第１の部分触媒体４２０ａのサイズは第１実施例の触媒体４１０のサイズよりも小さいため、第１の部分触媒体４２０ａの熱容量は比較的小さい。このため、電力供給部４７０は、比較的小さな熱量（電力量）で、かつ、比較的短時間で、第１の部分触媒体４２０ａのヒータ温度を所定温度まで上昇させることができる。
【００７０】
また、図７では、金属製の２つの部分触媒体４２０ａ，４２０ｂは、所定の間隙を介して配置されている。このように、２つの部分触媒体を非接触状態で配置することにより、２つの部分触媒体の間の熱伝達率が低くなる。このため、電力供給部４７０は、第１の部分触媒体４２０ａのヒータ温度を効率良く上昇させることができる。
【００７１】
図８は、第２実施例におけるオフガス処理部の第２の例を示す説明図である。このオフガス処理部４００Ｂ２は、図７に示すオフガス処理部４００Ｂ１とほぼ同じであるが、触媒体４３０が変更されている。具体的には、触媒体４３０は、反応オフガスの流れ方向に沿って配置された３つの部分触媒体４３０ａ，４３０ｂ，４３０ｃを含んでいる。ただし、第１の部分触媒体４２０ａの担体のみが、電気ヒータとして機能する。すなわち、電力供給部４７０と温度測定部４８０とは、中間位置に配置された第２の部分触媒体４３０ｂのみに対応して設けられている。
【００７２】
第１実施例で説明したように、燃料電池システムの運転開始時および通常運転時において、オフガス処理部に流入する反応オフガスには、水分（水または水蒸気）が含まれている。このため、触媒体の上流側付近は、凝縮水によって湿った状態になり易い。図７に示すように、電力供給部４７０が最上流側の第１の部分触媒体４２０ａに電力を供給する場合には、電力供給部４７０は、凝縮水を気化させるための熱量に相当する電力量を第１の部分触媒体４２０ａに与える必要がある。しかしながら、凝縮水を気化させるために必要な熱量は比較的大きい。そこで、図８では、電力供給部４７０は、最上流側の第１の部分触媒体４３０ａに電力を供給せず、その下流側の第２の部分触媒体４３０ｂのみに電力を供給している。
【００７３】
このオフガス処理部４００Ｂ２を採用する場合にも、燃料電池システムの運転開始の際には、第１実施例と同様の処理が実行される。すなわち、電力供給部４７０からの電力供給によって、第２の部分触媒体４３０ｂのヒータ（担体）の温度が所定温度に達する。このとき、第１および第３の部分触媒体４３０ａ，４３０ｃの担体の温度は、所定温度よりも低い。次に、反応オフガスがオフガス処理部４００Ｂ２に流入する。このとき、反応オフガスに含まれる水分によって、第１の部分触媒体４３０ａが湿った状態となる。そして、第２の部分触媒体４３０ｂにおいて触媒反応が進行する。その後、第２の部分触媒体４３０ｂで発生した熱は、第１の部分触媒体４３０ａの温度を上昇させる。また、第２の部分触媒体４３０ｂで発生した熱と、第２の部分触媒体４３０ｂにおいて加熱された反応オフガスとが、第３の部分触媒体４３０ｃの温度を上昇させる。このようにして、３つの部分触媒体４３０ａ，４３０ｂ，４３０ｃの触媒温度は、活性温度以上となる。
【００７４】
上記の構成を採用すれば、電力供給部４７０は、凝縮水が存在する最上流側の第１の部分触媒体４３０ａに電力を供給せず、その後段の第２の部分触媒体４３０ｂのみに電力を供給することができるため、電力を効率良く水素ガスの処理に利用することができる。
【００７５】
以上説明したように、本実施例（図７，図８）では、オフガス処理部に設けられた触媒体は、反応オフガスの流れ方向に沿って配置された複数の部分触媒体を含んでおり、触媒を担持する電気ヒータは、１つの部分触媒体に設けられている。こうすれば、電力供給部はすべての部分触媒体に電力を供給しなくて済むので、省電力化を図ることが可能となる。
【００７６】
Ｃ．第３実施例：
図９は、第３実施例における燃料電池システムの運転開始の際の状態変化を模式的に示す説明図である。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）とほぼ同じであるが、オフガス処理部４００への反応オフガスの流入開始タイミングが変更されている。
【００７７】
燃料電池システムの運転開始の際には、制御部６００は、まず、温度測定部４８０で得られた測定結果を用いて、ヒータ温度Ｔが第１の所定温度Ｔａ以上であるか否かを判断する。本実施例において、第１の所定温度Ｔａは、触媒の活性温度とほぼ等しい温度（例えば、約５０〜約６０℃）に設定されている。ヒータ温度Ｔが第１の所定温度Ｔａよりも低い場合には、制御部６００は、電力供給部４７０を制御してヒータ４１２への電力供給を開始させる。なお、ヒータ４１２への電力供給は、ヒータ温度Ｔが第１の所定温度Ｔａに達するまで行われる。
【００７８】
また、制御部６００は、温度測定部４８０で得られた測定結果を用いて、ヒータ温度Ｔが第２の所定温度Ｔｂ以上であるか否かを判断する。ここで、第２の所定温度Ｔｂは、第１の所定温度Ｔａよりも低いが、第１の所定温度Ｔａに比較的近い温度に設定される。本実施例では、第２の所定温度Ｔｂは、第１の所定温度Ｔａの約７０〜約８０％の温度（例えば、約４０〜約５０℃）に設定されている。ヒータ温度Ｔが第２の所定温度Ｔｂに達すると、パージ処理が行われる。
【００７９】
図９（Ｂ）に示すように、運転開始時において、ヒータ温度Ｔは所定温度Ｔａよりも低い。このため、図９（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、ヒータ４１２への電力供給が開始される。この後、図９（Ｂ）に示すように、ヒータ温度Ｔは次第に上昇する。時刻ｔ２１においてヒータ温度Ｔが第２の所定温度Ｔｂに達すると、図９（Ｃ）に示すように、燃料オフガスと酸化オフガスとを含む反応オフガスがオフガス処理部４００に供給される。オフガス処理部４００内の触媒体４１０は、触媒反応によって、反応オフガスに含まれる水素ガスを低減させる。この触媒反応は、発熱を伴うため、図９（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２２において、ヒータ温度Ｔは第１の所定温度Ｔａに達する。このとき、図９（Ａ）に示すように、ヒータ４１２への電力供給が停止される。そして、時刻ｔ２１から所定期間経過後の時刻ｔ３１において、燃料オフガスのオフガス処理部４００への供給は停止される。時刻ｔ２２〜時刻ｔ３１において、ヒータ温度Ｔは第１の所定温度Ｔａ以上に保たれるので、触媒体４１０は、反応オフガスに含まれる水素ガスを効率良く低減させることができる。そして、時刻ｔ３１においてパージ処理が終了すると、燃料電池システムは、通常の運転を行う。
【００８０】
上記のように、本実施例においては、制御部６００は、ヒータ温度Ｔが第１の所定温度Ｔａよりも低い場合には、ヒータ４１２への電力供給を開始させる。また、制御部６００は、ヒータ４１２への電力供給を停止させる前に、遮断弁２８０とブロワ３１０とを制御して、オフガス処理部４００への反応オフガスの流入を開始させることによって、触媒温度を比較的短時間で活性温度以上に上昇させる。そして、制御部６００は、ヒータ温度Ｔが所定温度Ｔａに達した後に、ヒータ４１２への電力供給を停止させる。この結果、図９（Ａ）に示すように、本実施例における電力供給時間（ｔ２２−ｔ１）は、第１実施例における電力供給時間（ｔ２−ｔ１）よりも短くなっている。すなわち、本実施例では、ヒータへの電力供給と触媒反応による反応熱とによって、触媒体の温度を上昇させることができるため、触媒温度を比較的迅速に上昇させることができる。この結果、さらに省電力化を図ることが可能となるとともに、水素ガスをさらに迅速に処理することが可能となる。
【００８１】
以上説明したように、第１実施例では、制御部は、ヒータへの電力供給を停止させた後に、オフガス処理部への反応オフガスの流入を開始させている。一方、本実施例では、制御部は、ヒータへの電力供給を停止させる前に、オフガス処理部への反応オフガスの流入を開始させている。すなわち、制御部は、ヒータへの電力供給の停止タイミングと、オフガス処理部への反応オフガスの流入開始タイミングと、を調整可能である。このようにすれば、省電力化を図ることができ、また、水素ガスを確実に処理することが可能となる。
【００８２】
Ｄ．第４実施例：
第１実施例では、温度測定部４８０は、ヒータ温度を測定しているが、本実施例では、外気温度を測定している。なお、本実施例の燃料電池システムは、第１実施例とほぼ同様の構成を有しているため、詳細な説明は省略する。
【００８３】
燃料電池システムの運転が長時間停止されている場合には、触媒温度は、外気温度にほぼ等しいと考えられる。運転開始時の外気温度が分かれば、触媒温度を活性温度まで上昇させるために必要な電力供給量は、推定可能である。そこで、本実施例の温度測定部４８０は、ヒータ温度に代えて、外気温度を測定する。そして、制御部６００は、燃料電池システムの運転開始の際には、温度測定部４８０で得られた外気温度に応じて、ヒータ４１２への電力供給を制御する。
【００８４】
具体的には、制御部６００は、外気温度に応じた電力供給時間を示すマップを有している。そして、制御部６００は、マップから得られた電力供給時間に従って、ヒータ４１２への電力供給を実行させる。図１０は、ヒータへの電力供給時間とヒータ温度との関係を示すマップを模式的に示す説明図である。なお、このマップは、例えば、実験によって予め作成される。図示するように、外気温度（すなわち、運転開始時のヒータ温度Ｔ）がＴｏ１の場合には、ヒータ温度Ｔを所定温度Ｔａまで上昇させるための電力供給時間は、Δｔ１に設定される。また、外気温度がＴｏ２の場合には、ヒータ温度Ｔを所定温度Ｔａまで上昇させるための電力供給時間は、Δｔ２に設定される。なお、ヒータ４１２の抵抗値が変更される場合には、図１０の曲線の傾きが変更される。
【００８５】
本実施例では、ヒータに与えられる電力（Ｗ）（すなわち、電流および電圧）が一定であると仮定しているため、電力供給時間を変更することによって電力供給量が変更されている。しかしながら、これに代えて、ヒータへの電力供給時間を一定に設定して、ヒータに与えられる電力を変更するようにしてもよい。
【００８６】
また、本実施例では、ヒータに与えられる電力は一定であるが、これに代えて、電力を経時的に変化させるようにしてもよい。
【００８７】
さらに、本実施例では、触媒温度と外気温度とがほぼ等しいと仮定して説明したが、燃料電池システムの運転が比較的短い停止期間の後に再開される場合には、触媒温度と外気温度とは異なっている。このような場合には、停止期間と外気温度とに応じて、ヒータへの電力供給量を変更することが好ましい。すなわち、停止期間と外気温度とが分かれば、運転再開時における触媒温度は推定可能であるため、触媒温度を活性温度まで上昇させるために必要な電力供給量も推定可能である。なお、停止期間は、制御部に設けられたタイマを用いて計測可能である。
【００８８】
一般には、制御部６００は、燃料電池システムの運転開始の際に、外気温度の測定結果に応じて選択された時間変化パターンに従って、電気ヒータ４１２への電力供給を実行すればよい。こうすれば、電力供給部４７０は、不要な電力をヒータ４１２に供給せずに済むため、省電力化を図ることが可能となる。
【００８９】
なお、外気温度を測定する温度測定部の取付は、ヒータ温度を測定する温度測定部の取付に比べて、容易である。このため、燃料電池システムを比較的容易に製造することができるという利点もある。
【００９０】
Ｅ．第５実施例：
図１１は、第５実施例における燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。図１１は、図１とほぼ同じであるが、オフガス処理部４００Ｅの配置が変更されている。具体的には、第１実施例（図１）のオフガス処理部４００は、燃料オフガス通路１７４と酸化オフガス通路１８４とが合流した合流オフガス通路１９４に設けられているが、本実施例のオフガス処理部４００Ｅは、燃料オフガス通路１７４に設けられている。また、この変更に伴い、オフガス処理部４００Ｅに酸素ガスを含む空気を供給するためのブロワ４９０が追加されている。なお、本実施例では、酸化オフガスは、直接大気中に放出されるため、合流オフガス通路は設けられていない。
【００９１】
本実施例の構成を採用する場合にも、第１実施例と同様に、燃料電池１００から排出された反応オフガスに含まれる水素ガスを低減させることができる。また、本実施例では、制御部６００は、燃料オフガスがオフガス処理部４００に供給される場合にのみ、ブロワ４９０を動作させる。したがって、オフガス処理部４００Ｅに燃料オフガスが流入しない場合には、空気も流入しない。これにより、ヒータの熱がガスの流れによって奪われることを防止することができる。
【００９２】
一般に、オフガス処理部は、燃料電池から排出される燃料オフガスを含む反応オフガスが通る反応オフガス通路に設けられていればよい。
【００９３】
Ｆ．他の変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００９４】
Ｆ−１．変形例１：
上記実施例では、触媒体４１０（図４）は、ロール構造を有する電気ヒータ（担体）４１２を備えているが、他の構造を有する電気ヒータを備えるようにしてもよい。図１２は、触媒体の変形例を示す説明図である。この触媒体４１０’は、ハニカム構造を有する電気ヒータ４１２’を備えている。電力供給部は、電気ヒータ４１２’の中央部分（中央付近の通路壁）と周辺部分とに接続され、電流は、電気ヒータ４１２’の通路壁をジグザグに流れる。
【００９５】
一般に、触媒体を構成する電気ヒータは、ガスが流通可能な複数の小通路を有していればよい。このような構造を採用すれば、触媒体は、反応オフガスに含まれる水素ガスを効率良く処理することができる。
【００９６】
Ｆ−２．変形例２：
上記実施例では、燃料電池システムは、水素ガスが貯蔵された水素タンク２１０を含む燃料ガス供給部２００を備えているが、これに代えて、水素吸蔵合金などから水素ガスを得る燃料ガス供給部を備えるようにしてもよい。また、燃料ガス供給部は、アルコールや、天然ガス、ガソリン、エーテル、アルデヒドなどを改質して、水素ガスを含む燃料ガスを生成するようにしてもよい。
【００９７】
Ｆ−３．変形例３：
上記実施例では、固体高分子型の燃料電池に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、他のタイプの燃料電池にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例における燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す燃料電池１００の内部構成を模式的に示す説明図である。
【図３】図１に示すオフガス処理部４００の構成を模式的に示す説明図である。
【図４】図３に示す触媒体４１０を示す斜視図である。
【図５】図４に示す担体４１２の製造方法を示す説明図である。
【図６】燃料電池システムの運転開始の際の状態変化を模式的に示す説明図である。
【図７】第２実施例におけるオフガス処理部の第１の例を示す説明図である。
【図８】第２実施例におけるオフガス処理部の第２の例を示す説明図である。
【図９】第３実施例における燃料電池システムの運転開始の際の状態変化を模式的に示す説明図である。
【図１０】ヒータへの電力供給時間とヒータ温度との関係を示すマップを模式的に示す説明図である。
【図１１】第５実施例における燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。
【図１２】触媒体の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
１００…燃料電池
１１０…単セル
１１２…電解質膜
１１４ａ…アノード（電極）
１１４ｃ…カソード（電極）
１２０…セパレータ
１２１…アノード側通路
１２２…カソード側通路
１７２…燃料ガス通路
１７３…還流通路
１７４…燃料オフガス通路（反応オフガス通路）
１８２…酸化ガス通路
１８４…酸化オフガス通路
１９４…合流オフガス通路（反応オフガス通路）
２００…燃料ガス供給部
２１０…水素タンク
２１２…減圧器
２３０…流量制御弁
２４０…ポンプ
２８０…遮断弁
３００…酸化ガス供給部
３１０…ブロワ
４００，４００Ｂ１，４００Ｂ２，４００Ｅ…オフガス処理部
４１０，４１０’…触媒体
４１２，４１２’…電気ヒータ（担体）
４１２ａ…平板
４１２ｂ…波板
４１２ｃ…軸部材
４２０…触媒体
４２０ａ，４２０ｂ…部分触媒体
４３０…触媒体
４３０ａ，４３０ｂ，４３０ｃ…部分触媒体
４７０…電力供給部
４７２…電源
４７４…スイッチ
４８０…温度測定部
４９０…ブロワ
６００…制御部

Claims (6)

1. 燃料電池システムであって、
   燃料電池と、
   前記燃料電池から排出される燃料オフガスを含む反応オフガスが通る反応オフガス通路と、
   前記反応オフガス通路に設けられ、前記反応オフガスに含まれる水素ガスを処理するためのオフガス処理部と、
   前記オフガス処理部における前記水素ガスの処理を制御するための制御部と、
   を備え、
   前記オフガス処理部は、
   前記水素ガスを低減させるための触媒体であって、前記触媒体は、前記反応オフガスの流れ方向に沿って配置された複数の部分触媒体を含み、前記複数の部分触媒体のうちの最上流側以外の他の前記部分触媒体は、触媒と前記触媒を担持する電気ヒータとを含む、前記触媒体と、
   前記電気ヒータに電力を供給するための電力供給部と、
   を備えることを特徴とする燃料電池システム。
2. 請求項１記載の燃料電池システムであって、
   前記オフガス処理部は、さらに、
   前記電気ヒータの温度を測定するためのヒータ温度測定部を備え、
   前記制御部は、前記燃料電池システムの運転開始の際に、
   ヒータ温度が、前記触媒が活性温度以上となる所定温度以上である場合には、前記電気ヒータへの電力供給を実行させず、
   前記ヒータ温度が前記所定温度よりも低い場合には、前記電気ヒータへの電力供給を開始させ、前記ヒータ温度が前記所定温度に達した後に前記電気ヒータへの電力供給を停止させる、燃料電池システム。
3. 請求項２記載の燃料電池システムであって、さらに、
   前記オフガス処理部への前記反応オフガスの流入の有無を制御するためのアクチュエータを備え、
   前記制御部は、前記電気ヒータへの電力供給を停止させた後に、前記アクチュエータを制御して前記オフガス処理部への前記反応オフガスの流入を開始させる、燃料電池システム。
4. 請求項２記載の燃料電池システムであって、さらに、
   前記オフガス処理部への前記反応オフガスの流入の有無を制御するためのアクチュエータを備え、
   前記制御部は、前記電気ヒータへの電力供給を停止させる前に、前記アクチュエータを制御して前記オフガス処理部への前記反応オフガスの流入を開始させる、燃料電池システム。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
   前記オフガス処理部は、さらに、
   外気温度を測定するための外気温度測定部を備え、
   前記制御部は、前記燃料電池システムの運転開始の際に、前記外気温度の測定結果に応じて選択された条件に従って、前記電気ヒータへの電力供給を実行させる、燃料電池システム。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
   前記反応オフガス通路は、
   前記燃料電池から排出される前記燃料オフガスが通る燃料オフガス通路と、
   前記燃料電池から排出される前記酸化オフガスが通る酸化オフガス通路と、
   前記燃料オフガス通路と前記酸化オフガス通路とが合流した合流オフガス通路と、
   を備え、
   前記オフガス処理部は、前記合流オフガス通路に設けられている、燃料電池システム。

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