燃料电池系统
阅读说明：本技术 燃料电池系统 (Fuel cell system ) 是由 M·法约勒 田村聪 北泽畅祐 林隆夫 于 2019-06-03 设计创作，主要内容包括：本公开提供一种能够将存在于再生器内部的气体安全排出、从提高介体的氧化反应的反应速度的观点出发有利的燃料电池系统。燃料电池系统(1a)具备燃料电池(10)、再生器(20)、氧化剂供给路径(31)、排气路径(32)和热交换器(35)。燃料电池(10)具有阴极(11)和阳极(12),通过阴极(11)使介体还原。再生器(20)通过氧化剂使被阴极(11)还原了的介体氧化。通过氧化剂供给路径(31)将氧化剂向再生器(20)引导。通过排气路径(32)将存在于再生器(20)内部的气体向再生器(20)的外部引导。热交换器(35)使在氧化剂供给路径(31)中流动的氧化剂与在排气路径(32)中流动的气体热交换,从而加热氧化剂。(The present disclosure provides a fuel cell system that can safely discharge gas present inside a regenerator and is advantageous in terms of increasing the reaction rate of an oxidation reaction of a mediator. A fuel cell system (1a) is provided with a fuel cell (10), a regenerator (20), an oxidant supply path (31), an exhaust path (32), and a heat exchanger (35). A fuel cell (10) has a cathode (11) and an anode (12), and a mediator is reduced by the cathode (11). The regenerator (20) oxidizes the mediator reduced by the cathode (11) with an oxidizing agent. The oxidizing agent is guided to the regenerator (20) through an oxidizing agent supply path (31). The gas present inside the regenerator (20) is guided to the outside of the regenerator (20) through an exhaust path (32). The heat exchanger (35) heats the oxidizing agent by exchanging heat between the oxidizing agent flowing through the oxidizing agent supply path (31) and the gas flowing through the exhaust path (32).)
技术领域
本公开涉及燃料电池系统。
背景技术
以往，已知使用含有氧化还原对的阴极液的燃料电池系统。
例如，专利文献1记载了具备燃料电池组和再生段的燃料电池组件。燃料电池组具备膜电极组件，膜电极组件具备阳极和阴极。含有氧化还原对的阴极液向燃料电池组供给，与膜电极组件的阴极接触之后，向再生段供给。氧化剂通过供给装置向再生段供给。阴极液中的氧化还原对通过阴极的反应而还原。阴极液在阴极反应之后，从阴极离开向再生段移动。供给到再生段的氧化剂使阴极液中的氧化还原对至少部分地氧化。在再生段的反应中生成的热和水蒸气等副产物，从再生段排出。
在先技术文献
专利文献1：日本特表2017-500692号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1中，对于从再生段排出的热和水蒸气等副产物的处理没有进行具体研究。因此，本公开提供一种能够将存在于再生器内部的气体安全排出、并且从提高再生器中的介体的氧化反应的反应速度的观点出发有利的燃料电池系统。
用于解决课题的手段
本公开提供一种燃料电池系统，其具备燃料电池、再生器、氧化剂供给路径、排气路径和热交换器，
所述燃料电池具有阴极和阳极，通过在所述阴极中使介体还原而生成电力，
所述再生器通过氧化剂使被所述阴极还原了的所述介体氧化，
通过所述氧化剂供给路径向所述再生器供给所述氧化剂，
通过所述排气路径将存在于所述再生器的内部的气体向所述再生器的外部排出，
所述热交换器使在所述氧化剂供给路径中流动的所述氧化剂与在所述排气路径中流动的所述气体热交换，从而加热所述氧化剂。
发明的效果
根据上述燃料电池系统，能够将存在于再生器内部的气体安全排出。此外，上述燃料电池系统有利于提高再生器中的介体的氧化反应的反应速度。
附图说明
图1是表示本公开的燃料电池系统的一例的图。
图2是表示本公开的燃料电池系统的另一例的图。
图3是表示本公开的燃料电池系统的另一例的图。
图4是表示本公开的燃料电池系统的另一例的图。
附图标记说明
1a、1b、1c、1d 燃料电池系统
10 燃料电池
11 阴极
12 阳极
14 循环路径
20 再生器
25 加热器
31 氧化剂供给路径
32 排气路径
35 热交换器
51 第一隔热材料
52 第二隔热材料
55 加热器
57 排水路径
具体实施方式
(成为本公开的基础的见解)
固体高分子型燃料电池等燃料电池的阴极中的氧的还原反应的反应速度慢，这是使燃料电池中用于发电的反应的效率降低的主要原因。因此，想到在燃料电池中，向阴极供给包含容易被还原的介体的溶液。该情况下，阴极中可以不需要铂。
在阴极中被还原了的介体，通过被氧化剂氧化而再生，能够再次向阴极供给。由此，能够反复进行介体的还原和介体的再生。介体的氧化反应是放热反应。因此，通过与介体的氧化反应相伴的放热，使介体的溶液中溶剂的一部分蒸发成为蒸气。由此，会在用于使介体再生的再生器内部存在温度较高的气体。该气体中也会包含未反应的氧化剂。本发明人新发现，如果将存在于再生器内部的气体向燃料电池系统的外部排出，则由于该气体为高温，有可能产生安全上的问题。此外，本发明人了解到，如果向再生器供给的氧化剂的温度较低(例如20～40℃)，则难以提高介体的氧化反应的反应速度。因此，本发明人为解决这些问题而反复认真研究。其结果，本发明人新发现，通过向再生器供给的氧化剂与从再生器排出的气体的热交换来加热氧化剂，有利于解决上述课题。基于该新的见解，本发明人提出本公开涉及的燃料电池系统。
(本公开涉及的技术方案的概要)
本公开的第1技术方案涉及的燃料电池系统，具备燃料电池、再生器、氧化剂供给路径、排气路径和热交换器，
所述燃料电池具有阴极和阳极，通过在所述阴极中使介体还原而生成电力，
所述再生器通过氧化剂使被所述阴极还原了的所述介体氧化，
通过所述氧化剂供给路径向所述再生器供给所述氧化剂，
通过所述排气路径将存在于所述再生器的内部的气体向所述再生器的外部排出，
所述热交换器使在所述氧化剂供给路径中流动的所述氧化剂与在所述排气路径中流动的所述气体热交换，从而加热所述氧化剂。
根据第1技术方案，在热交换器中，流动于氧化剂供给路径的氧化剂与流动于排气路径的气体进行热交换，氧化剂被加热。换言之，在热交换器中，流动于排气路径的气体被冷却。由此，能够降低从再生器向燃料电池系统的外部排出的气体的温度，能够将存在于再生器内部的气体向燃料电池系统的外部安全地排出。此外，由于在热交换器中氧化剂被加热，因此向再生器供给的氧化剂的温度容易升高。由此，能够提高再生器中的介体的氧化反应的反应速度。
本公开的第2技术方案中，例如在第1技术方案的基础上，所述燃料电池系统还具备循环路径，通过所述循环路径使所述阴极与所述再生器连通，将从所述阴极排出的所述介体向所述再生器引导，并且使在所述再生器中被氧化了的所述介体返回所述阴极。根据第2技术方案，能够通过循环路径使介体在阴极与再生器之间循环。
本公开的第3技术方案中，例如在第1或第2技术方案的基础上，所述燃料电池系统还具备隔热材料，所述隔热材料在所述热交换器与所述再生器之间被覆所述氧化剂供给路径的至少一部分。根据第3技术方案，在热交换器中被加热了的氧化剂的温度由隔热材料保持高温，能够将高温的氧化剂向再生器供给。其结果，能够提高再生器中的介体的氧化反应的反应速度。
本公开的第4技术方案中，例如在第1～第3技术方案的任一方案的基础上，所述燃料电池系统还具备隔热材料，所述隔热材料在所述再生器与所述热交换器之间被覆所述排气路径的至少一部分。根据第4技术方案，从再生器排出的气体的温度由隔热材料保持高温，在热交换器中氧化剂容易被加热为高温。其结果，更切实地容易提高再生器中的介体的氧化反应的反应速度。
本公开的第5技术方案中，例如在第1～第4技术方案的任一方案的基础上，所述燃料电池系统还具备加热器，通过所述加热器加热在所述氧化剂供给路径中流动的所述氧化剂。根据第5技术方案，通过加热器加热氧化剂，由此能够更切实地提高向再生器供给的氧化剂的温度。其结果，能够提高再生器中的介体的氧化反应的反应速度。
本公开的第6技术方案中，例如在第5技术方案的基础上，通过所述加热器加热在所述热交换器中的所述氧化剂的出口与氧化剂供给路径的出口之间流动的所述氧化剂。根据第6技术方案，由于在热交换器中被加热了的氧化剂由加热器加热，因此加热器所需的放热量少，能够提高燃料电池系统的效率。
本公开的第7技术方案中，例如在第1～第6技术方案的任一方案的基础上，所述燃料电池系统还具备加热器，通过所述加热器加热所述再生器的内部。根据第7技术方案，根据需要使加热器放热，由此将再生器的内部保持为期望的温度，能够提高介体的氧化反应的反应速度。
本公开的第8技术方案中，例如在第1～第7技术方案的任一方案的基础上，所述热交换器是冷凝器，所述燃料电池系统还具备排水路径，所述排水路径与所述热交换器连接，将通过所述热交换器中的所述氧化剂与所述气体的热交换而产生的冷凝水向所述热交换器的外部排出。根据第8技术方案，能够通过排水路径将冷凝水从热交换器的内部向热交换器的外部排出。
(实施方式)
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。再者，以下的实施方式只是例示，本公开的燃料电池系统不限定于以下的实施方式。
如图1所示，燃料电池系统1a具备燃料电池10、再生器20、氧化剂供给路径31、排气路径32和热交换器35。燃料电池10具有阴极11和阳极12，通过阴极11使介体还原，由此生成电力。再生器20通过氧化剂使被阴极11还原了的介体氧化。氧化剂供给路径31是向再生器20供给氧化剂的流路。排气路径32是将存在于再生器20的内部的气体向再生器20的外部排出的流路。
在燃料电池系统1a中，对于燃料和用于使介体再生的氧化剂没有特别限定。在燃料电池系统1a中，例如使用氢气作为燃料，使用空气作为氧化剂。图1中，实线的箭头表示燃料的流动，虚线的箭头表示介体的流动，一点划线的箭头表示氧化剂的流动，两点划线的箭头表示从再生器排出的气体的流动。
燃料电池10例如是固体高分子形燃料电池。阴极11的电极的材料可以是作为固体高分子形燃料电池阴极的电极材料公知的材料。再者，阴极11的电极的材料可以不包含通常的固体高分子形燃料电池阴极的电极材料中所含的铂。这是由于介体在阴极11中容易被氧还原。阳极12的电极的材料可以是作为固体高分子形燃料电池阳极的电极材料公知的材料。燃料电池10典型地还具备电解质膜13。电解质膜13配置于阴极11与阳极12之间，具有质子传导性。通过电解质膜13划分阴极11和阳极12。电解质膜13的材料可以是Nafion(注册商标)等作为固体高分子形燃料电池的电解质材料公知的材料。
在燃料电池10的运行期间中，向阳极12供给例如包含氢气的燃料气体。氢气在阳极12分离为质子H+和电子e-。然后，质子经过电解质膜13向阴极11移动，电子e-通过外部回路(省略图示)向阴极11移动。
如图1所示，燃料电池系统1a例如还具备循环路径14。循环路径14是使阴极11与再生器20连通，将从阴极11排出的介体向再生器20引导，并且使在再生器20中被氧化了的介体返回阴极11的流路。
循环路径14例如包含第一路径14a和第二路径14b。第一路径14a将阴极11中的介体的出口与再生器20中的介体的入口连接。第二路径14b将再生器20中的介体的出口与阴极11中的介体的入口连接。在燃料电池10的运行期间中，向阴极11供给例如包含介体的溶液。在该溶液中，介体处于氧化体Medox的状态。介体的氧化体Medox在阴极11被还原，介体变为还原体Medred，向燃料电池10的外部移动。包含介体的还原体Medred的溶液，通过第一路径14a向再生器20供给。在再生器20中，通过作为氧化剂的有效成分的氧，介体的还原体Medred被氧化，介体变为氧化体Medox。由此，介体再生。在再生器20中再生了的介体，通过第二路径14b向阴极11供给。
介体的还原体Medred的氧化典型地是放热反应。因此，再生器20的内部的温度容易成为高温(例如100℃)。由此，介体的溶液的溶剂(例如水)的一部分蒸发，在再生器20的内部存在高温的气体。再生器20的内部的气体中会包含未反应的氧化剂。通过介体的氧化而生成水。该水的一部分由于与介体的氧化相伴的放热而蒸发。再生器20的内部的气体通过排气路径32向再生器20的外部排出。由此，能够防止再生器20内部的介体的溶液中介体的浓度降低。其结果，能够防止燃料电池10中的发电效率降低。未反应的氧化剂可以通过排气路径32向再生器20的外部排出。另一方面，氧化剂(例如外部空气)通过氧化剂供给路径31向再生器20供给。
在热交换器35中，通过流动于氧化剂供给路径31的氧化剂与流动于排气路径32的气体的热交换，流动于氧化剂供给路径31的氧化剂被加热。另一方面，流动于排气路径32的气体被冷却。因此，从再生器20向燃料电池系统1a的外部排出的气体的温度低，能够将存在于再生器20的内部的气体向燃料电池系统1a的外部安全地排出。流动于排气路径32的气体中例如包含水蒸气。因此，在热交换器35中会生成冷凝水。热交换器35例如可以作为冷凝器发挥作用。从提高介体的氧化的反应速度的观点出发，向再生器20供给的氧化剂的温度高是有利的。由于在热交换器35中氧化剂被加热，因此向再生器20供给的氧化剂的温度升高，能够提高再生器20中的介体的氧化反应的反应速度。
热交换器35只要能够进行流动于氧化剂供给路径31的氧化剂与流动于排气路径32的气体的热交换，就不限制于特定的热交换器。热交换器35例如具有以下(i)～(iii)中的至少一个特征。热交换器35例如可以是板式热交换器或翅片管式热交换器。
(i)氧化剂供给路径31配置在排气路径32的附近。
(ii)形成氧化剂供给路径31的构件与形成排气路径32的构件接触。
(iii)氧化剂供给路径31和排气路径32被适合于热交换的构件分隔。
介体只要是比氧气更容易还原、能够反复还原和氧化的物质，就不特别限制。介体例如为多金属氧酸盐、金属离子或金属络合物。作为多金属氧酸盐，可以使用磷钼酸、磷钒酸、磷钨酸等。多金属氧酸盐例如具有钒、钼、钨等金属。作为金属络合物，可举出卟啉金属络合物、具有TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧基)作为配体的金属络合物、具有氧化酶或其衍生物作为配体的金属络合物等。作为氧化酶，可举出半乳糖氧化酶、胆红素氧化酶、葡萄糖氧化酶等。介体溶液中可以包含多种介体。
介体典型地以包含于溶液的状态在阴极11与再生器20之间循环。溶液中的介体的浓度越高，在阴极11中介体被还原的反应的反应速度就越高。因此，对于水等预定的溶剂，介体在使用温度下显示出高的溶解度是有利的。介体的溶液中的溶剂例如是水，介体的溶液中可以包含硫酸和磷酸等酸成分。介体的溶液的pH值可以是酸性。介体的溶液中可以包含适当的电解质。
如图1所示，燃料电池系统1a例如还具备泵16。通过泵16的工作，包含介体的溶液通过第一路径14a导向再生器20，并且，包含介体的溶液通过第二路径14b导向阴极11。泵16例如配置在第二路径14b上。泵16也可以配置在第一路径14a上。泵16例如是活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、叶片泵等容积式泵。在第一路径14a或第二路径14b上，可以配置用于调整介体的流量的调节器。
例如，在第二路径14b中，包含介体的溶液一边被冷却一边导向阴极11。由此，向阴极11供给的包含介体的溶液的温度低，电解质膜13等燃料电池10的构成要素不容易劣化。因此，燃料电池10的使用寿命容易延长。例如，从第二路径14b中1秒钟放出的热量，大于从第一路径14a中1秒钟放出的热量。例如，在燃料电池系统1a的通常运行中满足该关系。再者，在燃料电池系统1a的通常运行中，预定的输出(例如100W以上)下的发电持续预定期间。
在燃料电池系统1a中，例如第二路径14b的至少一部分，被由具有比确定第1路径的管的材料的热传导率高的热传导率的材料制成的管确定。由此，第二路径14b中的包含介体的溶液的热容易向第二路径14b的外部传递，包含介体的溶液在第二路径14b中容易被冷却。确定第一路径14a的管的材料的热传导率和确定第二路径14b的管的材料的热传导率，分别是指例如25℃时的值。
在燃料电池系统1a中，例如第二路径14b的长度大于第一路径14a的长度。该情况下，在第二路径14b中，从包含介体的溶液中放出的热量容易增大，在第二路径14b中包含介体的溶液容易被适当地冷却。例如，确定第二路径14b的管的表面积，大于确定第一路径14a的管的表面积。该情况下，在第二路径14b中，从包含介体的溶液放出的热量也容易增大。确定第二路径14b的管可以由金属材料制成。确定第二路径14b的管可以安装有散热片。确定第二路径14b的管的至少一部分可以与能够流通空气的空间接触。例如，燃料电池系统1a可以具备具有进气口和排气口的壳体(省略图示)，确定第二路径14b的管的至少一部分设置在从该壳体的进气口向排气口延伸的空气的流路中。燃料电池系统1a例如还可以具备风扇或鼓风机(省略图示)。例如通过风扇或鼓风机的工作，产生从确定第二路径14b的管的至少一部分穿过的空气的流动。
燃料电池系统1a例如还具备燃料气体供给路径15a和阳极废气排气路径15b。燃料气体供给路径15a和阳极废气排气路径15b分别与阳极12连接。包含氢气的燃料通过燃料气体供给路径15a向阳极12供给，未反应的燃料(即阳极废气)通过阳极废气排气路径15b从燃料电池10中回收。
燃料电池系统1a例如还具备鼓风机40，由鼓风机40送出的空气通过氧化剂供给路径31向再生器20供给。例如，通过鼓风机40的工作，使外部气体进入，并向氧化剂供给路径31送出。
再生器20只要能够使包含介体的还原体的溶液与氧化剂接触，就不限定于特定的形态。再生器20可以作为槽型的反应器构成，也可以作为管型的反应器构成。在再生器20中，例如存储有包含介体的溶液。该情况下，从氧化剂供给路径31中通过的氧化剂，例如被吹入存储于再生器20的包含介体的溶液中。介体的溶液可以作为喷射流或微细液滴(雾)而存在。该情况下，例如从氧化剂供给路径31的出口31e向介体的溶液的喷射流或微细液滴吹出空气。由此，介体的溶液与存在于再生器20内部的气体的界面的面积增大，介体的氧化的反应速度容易提高。
如图1所示，燃料电池系统1a例如还具备加热器25(第二加热器)。加热器25用于加热再生器20的内部。通过利用加热器25加热再生器20的内部，随着介体的氧化而生成的水容易蒸发。再者，介体通常不会挥发。由此，能够从再生器20中将水排出，防止再生器20内部的介体的溶液中介体的浓度降低。另外，再生器20的内部温度保持在期望的范围，介体的氧化反应的反应速度提高。
关于加热器25的结构，只要能够加热再生器20的内部就不特别限制。加热器25例如可以是电阻加热式的电加热器或具有加热用热介质的流路的加热器。加热器25例如安装在再生器20的外表面。例如，加热器25覆盖再生器20的外表面的至少一部分。加热器25可以包围再生器20的外表面的至少一部分。加热器25可以配置在再生器20的内部。燃料电池系统1a例如还可以具备搅拌器(省略图示)。该情况下，搅拌器搅拌再生器20内部的介体的溶液。由此，再生器20内部的介体的溶液的温度在空间上容易保持均匀。
加热器25不需要在再生器20中进行介体的氧化的期间始终放热。介体的氧化大多为放热反应。从通过与介体的氧化相伴的放热能防止介体的溶液中介体的浓度降低的观点出发，只要再生器20内部的温度被适当保持，就可以使加热器25停止。另一方面，例如在由于外部气温的降低等理由，再生器20的内部温度难以保持期望的范围的情况下，使加热器25放热。燃料电池系统1a还可以具备温度传感器(省略图示)。该温度传感器例如是利用热敏电阻的温度传感器或利用热电偶的温度传感器，用于检测再生器20的内部的温度。例如，基于由温度传感器检测出的温度，控制加热器25的放热。根据情况可以省略加热器25。
燃料电池系统1a例如还可以具备覆盖第一路径14a的至少一部分的隔热材料(省略图示)。通过该隔热材料，在第一路径14a中包含介体的溶液的温度不容易降低。其结果，再生器20的内部温度容易保持为期望的温度，介体的氧化反应的反应速度容易提高。再者，该隔热材料可以是形成空气层的中空的构件。可以设为第一路径14a的整体被隔热材料覆盖。在此，“覆盖”包括隔热材料与形成第一路径14a的构件接触而进行隔热的结构、以及隔热材料隔着空间或构件覆盖第一路径14a的结构。
燃料电池系统1a例如还可以具备覆盖再生器20的至少一部分的隔热材料(省略图示)。通过该隔热材料，再生器20的内部容易保持为期望的温度。此外，可以减少为了将再生器20的内部保持为期望的温度而从再生器20的外部供给的能量。再者，该隔热材料可以是形成空气层的中空的构件。可以设为再生器20的整体被隔热材料覆盖。在此，“覆盖”包括隔热材料与再生器20接触而进行隔热的结构、以及隔热材料隔着空间或构件覆盖再生器20的结构。
对于隔热材料的材料没有特别限定。作为隔热材料的材料，可举出树脂、金属、玻璃、陶瓷等。对于隔热材料的结构也没有特别限定。作为隔热材料的结构，可举出发泡体、纤维集合体等。
燃料电池系统1a可以基于各种观点进行变更。例如，燃料电池系统1a可以变更为具备使流动于第一路径14a的介体溶液与流动于第二路径14b的介体溶液热交换的热交换器。第二路径14b中的介体溶液，典型地通过与再生器20中的介体的氧化相伴的放热，比第一路径14a中的介体溶液的温度高。因此，通过流动于第一路径14a的介体溶液与流动于第二路径14b的介体溶液的热交换，向阴极11供给的介体的温度容易降低。其结果，燃料电池10的使用寿命容易延长。此外，通过流动于第一路径14a的介体溶液与流动于第二路径14b的介体溶液的热交换，流动于第一路径14a的介体溶液被加热。因此，再生器20的内部的温度容易保持为期望的温度，介体的氧化反应的反应速度容易提高。
例如，燃料电池系统1a可以变更为具备使流动于第二路径14b的介体溶液与流动于氧化剂供给路径31的氧化剂热交换的热交换器。典型地，流动于氧化剂供给路径31的氧化剂的温度比流动于第二路径14b的介体溶液的温度低。因此，通过流动于第二路径14b的介体溶液与流动于氧化剂供给路径31的氧化剂的热交换，流动于第二路径14b的介体溶液被冷却。其结果，向阴极11供给的介体的温度容易降低，燃料电池10的使用寿命容易延长。此外，通过流动于第二路径14b的介体溶液与流动于氧化剂供给路径31的氧化剂的热交换，氧化剂被加热，向再生器20供给的氧化剂的温度容易提高。因此，介体的氧化反应的反应速度容易提高。
燃料电池系统1a例如可以变更为还具备配置于第二路径14b上、用于存储在再生器20中被氧化了的介体的罐。该情况下，容易使再生器20小型化。此外，可以减少为了将再生器20的内部保持为期望的温度而从再生器20的外部供给的能量，燃料电池系统的效率容易提高。该罐可以在第二路径14b中配置于再生器20与泵30之间，也可以在第二路径14b中配置于泵30与阴极11之间。
燃料电池系统1a可以变更为图2所示的燃料电池系统1b、图3所示的燃料电池系统1c、或图4所示的燃料电池系统1d。燃料电池系统1b～1d，除了特别说明的情况以外，与燃料电池系统1a同样地构成。对于与燃料电池系统1a的构成要素相同或相对应的燃料电池系统1b～1d的构成要素，附带相同标记并省略详细说明。与燃料电池系统1a相关的说明，只要在技术上不矛盾，也适用于燃料电池系统1b～1d。
如图2所示，燃料电池系统1b例如还具备第一隔热材料51。第一隔热材料51在热交换器35与再生器20之间覆盖氧化剂供给路径31的至少一部分。由此，在热交换器35中被加热了的氧化剂的温度被第一隔热材料51保持为高温，能够将高温的氧化剂向再生器20供给。其结果，再生器20中的介体的氧化反应的反应速度容易提高。再者，第一隔热材料51可以是形成空气层的中空的构件。第一隔热材料51可以在热交换器35与再生器20之间覆盖整个氧化剂供给路径31。
如图2所示，燃料电池系统1b例如还具备第二隔热材料52。第二隔热材料52在再生器20与热交换器35之间覆盖排气路径32的至少一部分。由此，从再生器20排出的气体的温度被第二隔热材料52保持为高温，在热交换器35中氧化剂容易被加热为高温。其结果，再生器20中的介体的氧化反应的反应速度容易提高。再者，第二隔热材料52可以是形成空气层的中空的构件。第二隔热材料52可以在热交换器35与再生器20之间覆盖整个排气路径32。
第一隔热材料51和第二隔热材料52可以一体地构成。换言之，燃料电池系统1b可以具备作为第一隔热材料51和第二隔热材料52这两方发挥作用的单一的隔热材料。
如图3所示，燃料电池系统1c例如还具备加热器55(第一加热器)。加热器55对流动于氧化剂供给路径31的氧化剂进行加热。由此，能够将氧化剂以期望的温度向再生器20供给，再生器20中的介体的氧化反应的反应速度容易提高。
加热器55例如对在热交换器35的氧化剂的出口35e与氧化剂供给路径31的出口31e之间流动的氧化剂进行加热。由此，在热交换器35中被加热了的氧化剂被加热器55加热，因此可以减少加热器55所需的放热量，容易提高燃料电池系统1c的效率。
关于加热器55的结构，只要能够对流动于氧化剂供给路径31的氧化剂进行加热，就没有特别限制。加热器55例如可以是电阻加热式的电加热器或具有加热用热介质的流路的加热器。加热器55例如安装在确定氧化剂供给路径31的管的外表面。例如，加热器55在热交换器35与再生器20之间覆盖确定氧化剂供给路径31的管的外表面的至少一部分。加热器55也可以配置在确定氧化剂供给路径31的管的内部。在此，“覆盖”包括加热器55与确定氧化剂供给路径31的管的外表面接触的结构、以及加热器55隔着空间或构件而覆盖确定氧化剂供给路径31的管的外表面的结构。
加热器55不需要在再生器20中进行介体的氧化的期间始终放热。如果通过热交换器35中的流动于氧化剂供给路径31的氧化剂与流动于排气路径32的气体的热交换，使氧化剂被充分加热，则可以使加热器55停止。另一方面，在由于外部气温的降低等理由，仅通过热交换器35中流动于氧化剂供给路径31的氧化剂与流动于排气路径32的气体的热交换难以将向再生器20供给的氧化剂加热为期望的温度的情况下，使加热器55放热。再者，燃料电池系统1c还可以具备温度传感器(省略图示)。该温度传感器例如是利用热敏电阻的温度传感器或利用热电偶的温度传感器，用于检测流动于氧化剂供给路径31的氧化剂的温度。例如，基于由温度传感器检测出的温度，控制加热器55的放热。
如图4所示，燃料电池系统1d例如还具备排水路径57。在燃料电池系统1d中，热交换器35是冷凝器。排水路径57与热交换器35连接。排水路径57是将通过热交换器35中的氧化剂与气体的热交换而生成的冷凝水向热交换器35的外部排出的流路。从排水路径57中通过的冷凝水，可以从燃料电池系统1d排出，也可以利用于燃料电池系统1d中预定的工艺。
燃料电池系统1a～1d中的各构成要素，只要在技术上没有矛盾，就可以进行组合。