(57)【要約】【課題】電解質膜の劣化を抑制することを目的とする。【解決手段】炭化水素系電解質膜を備える燃料電池を含む燃料電池システムの運転方法であって、（ａ）前記燃料電池の発電生成水量を示す生成水量指標値を検出する工程（ステップＳ１００）と、（ｂ）予め定められた期間当たりの発電生成水量が予め定められた値以上か否かを判断する工程（ステップＳ１１０）と、（ｃ）前記発電生成水量が前記予め定められた値未満の場合に、その後の前記燃料電池の発電電流量の最低値を設定する工程（ステップＳ１２０）と、を備える燃料電池システムの運転方法。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素系電解質膜を備える燃料電池を含む燃料電池システムの運転方法であって、
（ａ）前記燃料電池の発電生成水量を示す生成水量指標値を検出する工程と、
（ｂ）予め定められた期間当たりの発電生成水量が予め定められた値以上か否かを判断する工程と、
（ｃ）前記発電生成水量が前記予め定められた値未満の場合に、その後の前記燃料電池の発電電流量の最低値を設定する工程と、
を備える燃料電池システムの運転方法。
【請求項２】
燃料電池システムであって、
炭化水素系電解質膜を有する燃料電池と、
前記燃料電池の発電生成水量を示す生成水量指標値を検出する検出部と、
予め定められた期間当たりの発電生成水量が予め定められた値未満の場合には、その後の前記燃料電池の発電電流量の最低値を設定する発電量制御部と、
を備える、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において、
前記発電量制御部は、前記予め定められた期間未満の期間における前記生成水量指標値の履歴を監視し、前記生成水量指標値の履歴に対応する発電生成水量が前記予め定められた値未満の場合には、前記予め定められた期間当たりの発電生成水量が前記予め定められた値以上となるように前記予め定められた期間に対する残存期間の発電電流量の最低値を設定する、燃料電池システム。
【請求項４】
請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記発電量制御部は、前記予め定められた期間における前記生成水量指標値の履歴を監視し、前記生成水量指標値の履歴に対応する発電生成水量が前記予め定められた値未満の場合には、付加期間を定め、前記予め定められた期間と前記付加期間とを合わせた期間当たりの発電生成水量が前記予め定められた値と前記付加期間の長さに応じて加算された生成水量の値との和以上となるように前記付加期間の発電電流量の最低値を設定する、燃料電池システム。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記検出部は、前記燃料電池が発電した発電電流量を前記生成水量指標値として用いる、燃料電池システム。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記定められた値は、１０分間当たり、電極面積１ｃｍ2当たり１３ｍｇ以上である、燃料電池システム。
【請求項７】
請求項２から請求項６のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、さらに、
発電された余剰電力を蓄積するための蓄電池を備える、燃料電池システム。
【請求項８】
請求項２から請求項７のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、さらに、
発電された余剰電力を消費するための負荷を備える、燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解質膜として炭化水素系電解質膜を用いる燃料電池が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１６４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、炭化水素系電解質膜を用いた燃料電池では、生成水が少ないと、生成した過酸化水素やラジカルが濃縮され、電解質膜を劣化させるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題の少なくとも１つを解決し、炭化水素系電解質膜を用いた燃料電池において、電解質膜の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
炭化水素系電解質膜を備える燃料電池を含む燃料電池システムの運転方法であって、
（ａ）前記燃料電池の発電生成水量を示す生成水量指標値を検出する工程と、
（ｂ）予め定められた期間当たりの発電生成水量が予め定められた値以上か否かを判断する工程と、
（ｃ）前記発電生成水量が前記予め定められた値未満の場合に、その後の前記燃料電池の発電電流量の最低値を設定する工程と、
を備える燃料電池システムの運転方法。
この適用例によれば、発電生成水により電解質膜が十分に湿潤されるため、電解質膜の劣化を抑制することが可能となる。
【０００８】
［適用例２］
燃料電池システムであって、炭化水素系電解質膜を有する燃料電池と、前記燃料電池の発電生成水量を示す生成水量指標値を検出する検出部と、予め定められた期間当たりの発電生成水量が予め定められた値未満の場合には、その後の前記燃料電池の発電電流量の最低値を設定する発電量制御部とを備える、燃料電池システム。
この適用例によれば、発電生成水により電解質膜が十分に湿潤されるため、電解質膜の劣化を抑制することが可能となる。
【０００９】
［適用例３］
適用例２に記載の燃料電池システムにおいて、前記発電量制御部は、前記予め定められた期間未満の期間における前記生成水量指標値の履歴を監視し、前記生成水量指標値の履歴に対応する発電生成水量が前記予め定められた値未満の場合には、前記予め定められた期間当たりの発電生成水量が前記予め定められた値以上となるように前記予め定められた期間に対する残存期間の発電電流量の最低値を設定する、燃料電池システム。
この適用例によれば、簡単な構成で電解質膜の劣化を抑制することが可能となる。
【００１０】
［適用例４］
適用例２に記載の燃料電池システムにおいて、前記発電量制御部は、前記予め定められた期間における前記生成水量指標値の履歴を監視し、前記生成水量指標値の履歴に対応する発電生成水量が前記予め定められた値未満の場合には、付加期間を定め、前記予め定められた期間と前記付加期間とを合わせた期間当たりの発電生成水量が前記予め定められた値と前記付加期間の長さに応じて加算された生成水量の値との和以上となるように前記付加期間の発電電流量の最低値を設定する、燃料電池システム。
このように構成しても簡単な構成で電解質膜の劣化を抑制することが可能となる。
【００１１】
［適用例５］
適用例２から適用例４のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記検出部は、前記燃料電池が発電した発電電流量を前記生成水量指標値として用いる、燃料電池システム。
この適用例によれば、生成水量を容易に判断することができる。
【００１２】
［適用例６］
適用例２から適用例５のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記定められた値は、１０分間当たり、電極面積１ｃｍ2当たり１３ｍｇ以上である、燃料電池システム。
この適用例によれば、この程度の生成水量であれば、電解質膜の劣化を抑制することができる。
【００１３】
［適用例７］
適用例２から適用例６のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、さらに、発電された余剰電力を蓄積するための蓄電池を備える、燃料電池システム。
燃料電池システムの制御によっては余剰の電力が発生することがあるが、この適用例によれば、余剰の電力を蓄積するので、燃料電池システムの効率を向上させることができる。
【００１４】
［適用例８］
適用例２から適用例７のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、さらに、発電された余剰電力を消費するための負荷を備える、燃料電池システム。
この適用例によれば、余剰の電力を消費することができる。
【００１５】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池システムの運転方法、燃料電池システムの他、燃料電池の制御方法、電解質膜の劣化抑制方法等、様々な形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る燃料電池システムの構成を示す説明図である。燃料電池システム１０は、燃料電池１００と、電子制御装置２００（以下「ＥＣＵ２００」とも呼ぶ。）と、燃料ガスタンク３００と、空気取入部４００と、モータ駆動部５００を備える。燃料電池１００は発電ユニット１１０を備える。本実施例では、発電ユニット１１０は複数積層されているが、発電ユニット１１０は１個であってもよい。ＥＣＵ２００は、燃料電池システム１０の動作を制御する。
【００１７】
燃料ガスタンク３００は、燃料ガスとして、水素を貯蔵する。燃料ガスタンク３００は、配管３１０により燃料電池１００と接続されている。配管３１０上にはバルブ３２０が設けられ、燃料電池１００に供給される燃料ガスの量を調整している。
【００１８】
本実施例では、酸化剤（酸化ガス）として、空気中の酸素を用いる。空気取入部４００と燃料電池１００は、配管４１０により接続されている。配管４１０上には、コンプレッサ４２０が配置され、空気取入部４００で取り入れられた空気を圧縮して燃料電池１００に送っている。
【００１９】
モータ駆動部５００は、燃料電池１００に接続されており、燃料電池１００が発電した電力を用いてモータ（図示せず）を駆動する。本実施例では、モータ駆動部５００と並列に、蓄電池５１０、負荷５２０が設けられている。蓄電池５１０は、燃料電池１００から供給される電力よりもモータ駆動部５００で消費される電力が小さい場合に、余剰電力を蓄電する。また、蓄電池５１０は、電力が蓄電されている場合には、モータ駆動部５００に電力を供給する。負荷５２０は、蓄電池５１０が満充電されている状態において、未だ余剰電力がある場合に、当該余剰電力を消費する。スイッチ５３０は、燃料電池１００と、モータ駆動部５００と、蓄電池５１０と、負荷５２０の間における電力の供給を切り替える。燃料電池１００と、スイッチ５３０の間には電流計５４０が設けられており、燃料電池１００から供給される電流量を測定する。
【００２０】
図２は、発電ユニットの構成を示す説明図である。発電ユニット１１０は、膜電極接合体１１２（以下「ＭＥＡ１１２」とも呼ぶ。）と、ガス拡散層１１６と、セパレータ１１８と、シールガスケット１２０とを備える。ＭＥＡ１１２は、電解質膜１１３と触媒層１１４を備える。本実施例では、電解質膜１１３として、炭化水素系高分子電解質膜（以下「炭化水素系電解質膜」とも呼ぶ）を用いている。ここで、炭化水素系電解質膜とは、炭素と水素からなる高分子の主鎖と、イオン交換基とを有するものをいう。炭化水素系電解質膜の例としては、例えばスルホアルキル化炭化水素系電解質膜、スルホアルキルエーテル化炭化水素系電解質膜がある。なお、パーフルオロカーボンスルホン酸電解質膜（以下、「パーフルオロ系電解質膜」とも呼ぶ。）は、主鎖及び側鎖の水素が全てフッ素で置換されているため、炭化水素系電解質膜には含まれない。但し、炭化水素系電解質として、水素が部分的にフッ素置換されている電解質膜や、フッ素以外の異種原子を含んでいる電解質膜を含んでもよい。イオン交換基としては、スルホン酸基の他、カルボン酸基、ボロン酸基、ホスホン酸基、水酸基等を用いることが可能である。
【００２１】
触媒層１１４は、電解質膜１１３の両面に配置されている。本実施例では、触媒層１１４として、例えば、白金触媒、あるいは白金と他の金属とからなる白金合金触媒を、例えばカーボン粒子上に担持した触媒層を用いている。
【００２２】
ガス拡散層１１６は、触媒層１１４の外側に配置されている。ガス拡散層１１６として、カーボン繊維を用いて形成されたカーボン不織布やカーボンペーパーを用いることが可能である。
【００２３】
シールガスケット１２０は、ＭＥＡ１１２の外縁を囲うように形成されている。シールガスケット１２０は、たとえば、熱硬化型樹脂を用いて、ＭＥＡ１１２と一体に成形される。
【００２４】
図３は、炭化水素系電解質膜の一例を示す構造式である。図４は、比較例として示すパーフルオロカーボンスルホン酸電解質膜の構造式である。図３に示す炭化水素系電解質膜は、パーフルオロカーボンスルホン酸電解質膜のフッ素が水素に置換されている。炭化水素系電解質膜とパーフルオロカーボンスルホン酸電解質膜とを比較すると、化学的安定性は、パーフルオロカーボンスルホン酸電解質膜の方が一般に優れている。これは、炭素−水素結合と炭素−フッ素結合との結合力の大きさの違いによる。一方、コスト面では、炭化水素系電解質膜の方がパーフルオロカーボンスルホン酸電解質膜より安価である。
【００２５】
本実施例では、炭化水素系電解質膜と、パーフルオロ系電解質膜について各種条件下試験を行い、耐久性を評価した。
【００２６】
膜電極接合体の作製：
まず、炭化水素系電解質膜及びパーフルオロ系酸電解質膜を準備した。これらの電解質膜の表面に触媒インクをスプレー法にて塗布し、触媒層を形成した。なお、触媒インクは、例えばＰｔを含む触媒を担持した担持体（触媒粒子）と高分子電解質溶液と水とを混合して攪拌することにより作成した。次に、触媒層の上にカーボンペーパーからなる拡散層を熱圧着して、膜電極接合体を作製した。
【００２７】
耐久性試験：
上記膜電極接合体を、セル温度８０℃、アノード露点４５℃、カソード露点５５℃、アノードストイキ比１．２〜１．５、カソードストイキ比１．５〜２．０とし、非発電と発電の条件を変えて、非発電と発電とを繰り返す耐久性試験を行った。ここで、アノード露点４５℃とは、アノードガスを４５℃に冷却したときに結露が始まるように、アノードガスが加湿されていることを意味する。カソード露点５５℃についても同様に、カソードガスを５５℃に冷却したときに結露が始まるように、カソードガスが加湿されていることを意味する。また、アノードストイキ比とは、燃料電池に、ある値の電流を流すときに必要な水素の理論量と実際の水素供給量との比を意味し、アノードストイキ比１．２〜１．５とは、理論量の１．２〜１．５倍の水素が供給されていることを意味する。同様にカソードストイキ比とは、燃料電池にある値の電流を流すときに必要な酸化ガスの理論量と実際の酸化ガス供給量との比を意味し、カソードストイキ比１．５〜２．０とは、理論量の１．５〜２．０倍の酸化ガスが供給されていることを意味する。炭化水素系電解質膜については、電解質膜の分子量と電圧（起電力）の維持率を検証し、パーフルオロ系電解質膜については、膜厚の変化と電圧の維持率を検証した。なお、電解質膜の分子量は、ＧＰＣ法を用いて測定し、平均分子量を用いた。図５は、耐久性試験の結果を示す表である。
【００２８】
実施例、比較例中の生成水量は、発電量から容易に求めることができる。燃料電池の電気化学反応は、以下の通りである。
Ｈ2  →  ２Ｈ+  ＋  ２ｅ-
１／２Ｏ2  ＋  ２Ｈ+  ２ｅ-  →  Ｈ2Ｏ
ｘ秒間に水素分子ｙモルが反応すると、水ｙモルと２ｙＦ（Ｆはファラデー定数）の電荷が生じる。このときの平均電流は２ｙＦ／ｘアンペアである。したがって、電流値をモニタし、積分することにより、生じた電荷量がわかり、生成した水の量もわかる。後述するように、電解質膜の耐久性は、生成水量に依存するため、本実施例では、燃料電池の発電生成水量を示す生成水量指標値を用いて生成水量を判断している。なお、生成水量指標値として、生成水量そのものの量の他、例えば、電流量や電荷量を用いてもよい。
【００２９】
実施例１：
炭化水素系電解質膜から作製した膜電極接合体について、非発電状態（ＯＣＶ）３０秒と、発電状態（電極面積（触媒層の面積）１ｃｍ2当たり０．６Ａ（以下「電流密度０．６Ａ／ｃｍ2」とも標記する。）２０秒を繰り返すサイクルで、２１００時間の耐久性試験を実施した。耐久性試験中の１０分間の生成水量は、電極面積１ｃｍ2当たり１３ｍｇ（以下「１３ｍｇ／ｃｍ2／１０ｍｉｎ」とも標記する。）であった。耐久試験後の分子量の低下率は９％であり、電解質膜はほとんど分解しなかった。また、電圧の低下も小さかった。
【００３０】
実施例２：
炭化水素系電解質膜から作製した膜電極接合体について、第１の発電状態（電流密度０．０５Ａ／ｃｍ2）３０秒と、第２の発電状態（電流密度１．２Ａ／ｃｍ2）２０秒を繰り返すサイクルで、１０００時間の耐久性試験を実施した。耐久性試験中の生成水量は、２９ｍｇ／ｃｍ2／１０ｍｉｎであった。耐久試験後の分子量の低下率は１％以下であり、電解質膜はほとんど分解しなかった。また、電圧の低下も小さかった。
【００３１】
比較例１：
炭化水素系電解質膜から作製した膜電極接合体について、非発電状態３分と、発電状態（電流密度０．１Ａ／ｃｍ2）１分を繰り返すサイクルで、１８０７時間の耐久性試験を実施した。耐久性試験中の生成水量は、１．４ｍｇ／ｃｍ2／１０ｍｉｎであった。耐久試験後の分子量の低下率は６８％であり、電解質膜の化学的劣化が顕著に進行したことが示唆された。また、電解質膜の劣化に伴い、電圧についても大きく劣化した。
【００３２】
比較例２：
炭化水素系電解質膜から作製した膜電極接合体について、非発電状態８分と、発電状態（電流密度０．５Ａ／ｃｍ2）２分を繰り返すサイクルで、１９８０時間の耐久性試験を実施した。耐久性試験中の生成水量は、５．６ｍｇ／ｃｍ2／１０ｍｉｎであった。耐久試験後の分子量の低下率は４８％であり、電解質膜の化学的劣化が顕著に進行したことが示唆された。また、電解質膜の劣化に伴い、電圧についても大きく劣化した。
【００３３】
比較例３：
パーフルオロ系電解質膜から作製した膜電極接合体について、非発電状態３分と、発電状態（電流密度０．１Ａ／ｃｍ2）１分を繰り返すサイクルで、２０００時間の耐久性試験を実施した。耐久性試験中の生成水量は、１．４ｍｇ／ｃｍ2／１０ｍｉｎであった。この比較例では、耐久試験後の電解質膜の膜痩せは少なく、電圧の低下も小さかった。
【００３４】
比較例４：
パーフルオロ系電解質膜から作製した膜電極接合体について、第１の発電状態（電流密度０．０５Ａ／ｃｍ2）３０秒と、第２の発電状態（電流密度１．２Ａ／ｃｍ2）２０秒を繰り返すサイクルで、１０００時間の耐久性試験を実施した。耐久性試験中の生成水量は、２９ｍｇ／ｃｍ2／１０ｍｉｎであった。この比較例では、耐久試験後の電解質膜の膜痩せは少なく、電圧の低下も低く、実施例２と同等であった。
【００３５】
図５に示すように、電解質膜の劣化は、炭化水素系電解質膜のみに見られ、パーフルオロ系電解質膜には見られない。しかし、炭化水素系電解質膜であっても、適切な運転条件で運転を行えば、パーフルオロ系電解質膜と同等の耐久性があることがわかる。
【００３６】
図６は、実施例１、２及び比較例１、２の生成水量と電解質膜の分子量低下率の関係を示すグラフである。この結果から、耐久性は、単位時間当たりの生成水量と関係があることがわかる。例えば、生成水量は、１３ｍｇ／ｃｍ2／１０ｍｉｎ以上であればよく、１５ｍｇ／ｃｍ2／１０ｍｉｎ以上であれば、なお好ましい。
【００３７】
比較例１と比較例２を比較すればわかるように、非発電状態の期間がある程度長くても、その後に流す電流の量を多くして、生成水の発生量を多くすれば、電解質膜の劣化の度合いを下げることができる。すなわち、電流を平均的に多く流さなくとも、間欠的な大電流を流すことにより電解質膜の劣化を抑制することが可能となる。
【００３８】
図７は、燃料電池システムの制御の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１００において、ＥＣＵ２００は、常時８分間の生成水量を監視する。具体的には、電流計５４０を用いて燃料電池１００に流れる電流量を測定する。次に、電流量を積分し、発電量を求める。次に、発電量に対応する生成水量を求める。ステップＳ１１０において、ＥＣＵ２００は、生成水量が既定値以上になっているか否かを判断する。例えば既定値が、１５ｍｇ／ｃｍ2／１０ｍｉｎであれば、８分間の生成水量が１５ｍｇ／ｃｍ2に達しているかを判断する。ここで、生成水量１５ｍｇ／ｃｍ2は、電荷量に換算すると１６０Ｃ／ｃｍ2であるので、電荷量で判断してもよい。なお、既定値が生成水量１３ｍｇ／ｃｍ2／１０ｍｉｎであれば、電荷量は１３９Ｃ／ｃｍ2／１０ｍｉｎである。
【００３９】
ステップＳ１１０において、生成水量が既定値に達していなかった場合には、ステップＳ１２０において、ＥＣＵ２００は、１０分間の生成水量が既定値を超えるように、残り２分の最低発電量を設定する。たとえば、８分間の生成水量が０ｍｇ／ｃｍ2であれば、残りの２分で１５ｍｇ／ｃｍ2の生成水が発生するように最低発電量を定める。この場合には、１．４Ａ／ｃｍ2の電流を２分流せば、１６ｍｇ／ｃｍ2の生成水が得られ、既定値に達する。また、８分間の生成水量が１４ｍｇ／ｃｍ2であれば、残りの２分で１ｍｇ／ｃｍ2の生成水が発生するように最低発電量を定める。この場合には、最低発電量は、現在の発電量よりも少なくなる。
【００４０】
ここで、最低発電量が現在の発電量よりも大きい場合には、その差分は余剰電力となる。ＥＣＵ２００は、スイッチ５３０を切り替え、余剰電力を、蓄電池５１０に充電する。また、蓄電池５１０が満充電状態になった場合には、スイッチ５３０を切り替え、余剰電力を負荷５２０で消費させる。また、負荷５２０を用いずに電力を消費するようにしてもよい。例えば、燃料電池システム１０が車両に用いられる場合には、走行中であれば、ギアを落としてモータの回転数を上げることにより、余剰電力を消費することができる。また、停止中であれば、クラッチを切るなど動力伝達を遮断してモータを空転させることにより、余剰電力を消費するようにしてもよい。
【００４１】
ステップＳ１３０において、ＥＣＵ２００は、燃料電池１００の運転を継続するか判断し、燃料電池１００の運転を継続する場合にはステップＳ１００に戻り、燃料電池１００の運転を継続しない場合には燃料電池１００の運転を停止する。
【００４２】
一方、ステップＳ１１０において、生成水量がすでに既定値以上あった場合には、ステップＳ１３０に処理を移行し、同様の処理を行う。
【００４３】
以上、本実施例では、発電電流の履歴を監視して生成水量を求め、１０分間の生成水量が予め定められた値以上になるように、発電量の最低値を設定し、発電量を制御している。そのため、電解質膜を十分に湿潤でき、電解質膜の劣化を抑制できる。
【００４４】
また、本実施例では、予め定められた１０分未満の８分間の生成水量を求め、残り２分間の最低発電量を定めている。これにより、発電量の制御が容易になる。また、８分間生成水が生成されなくとも、残り２分間に間欠的な大電流により生成水を発生させて電解質膜を湿潤させてもよい。
【００４５】
本実施例では、既定値として生成水量を用いているが、生成水量は、電流値を用いて容易に算出することができる。したがって、既定値として、生成水量以外に発電により生じた電荷量を用いてもよい。
【００４６】
本実施例では、蓄電池５１０を備えているので、余剰の発電電力を蓄積でき、燃料電池システム１０の効率を向上させることが可能である。また、負荷５２０を備えることにより、蓄電池５１０に蓄積できない余剰の発電電力を消費することが可能である。
【００４７】
また、本実施例では、１０分という期間の生成水量を用いて、最低発電量を定めている。燃料電池システム１０が車両に用いられる場合には、信号待ちや渋滞により車両が停止する場合がある。そして、車両が停止している期間は、一般に、電力がほとんど消費されない。ここで、常時最低発電量を定めていると、信号待ちや渋滞により車両が停止している間でも一定量の発電が行われるので、燃料の消費が多くなる。一方、本実施例によれば、信号待ちや渋滞により車両が停止している間であっても、一定期間は発電を抑えることができるので、燃料の消費を抑えることが可能となる。さらに、通常、大渋滞でないかぎり車両運転中に１０分以上車両が停止することは発生しにくい。したがって、本実施例によれば、信号待ちや渋滞により車両が停止している期間は、発電を抑えることができるので、燃料の消費を抑えることが可能となる。
【００４８】
発電電流量の最低値の設定について、炭化水素系膜の材料に変更が合った場合には、起動・停止のサイクル試験を行い、生成水速度と膜劣化の相関関係を確認し、適宜設定することができる。また、生成水量指標値の既定値についても、同様に、炭化水素系膜の材料に変更が合った場合には、起動・停止のサイクル試験を行い、生成水速度と膜劣化の相関関係を確認し、適宜設定することができる。
【００４９】
変形例：
本実施例では、予め定められた１０分未満の８分間の生成水量を求めているが、１０分間の生成水量を求め、その値が既定値未満の場合には、付加期間を定め、付加期間で生成水量を補填するように構成してもよい。
【００５０】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例に係る燃料電池システムの構成を示す説明図である。
【図２】発電ユニットの構成を示す説明図である。
【図３】炭化水素系電解質膜の一例を示す構造式である。
【図４】比較例として示すパーフルオロカーボンスルホン酸電解質膜の構造式である。
【図５】耐久性試験の結果を示す表である。
【図６】実施例１、２及び比較例１、２の生成水量と電解質膜の分子量低下率の関係を示すグラフである。
【図７】燃料電池システムの制御の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…燃料電池システム
１００…燃料電池
１１０…発電ユニット
１１２…膜電極接合体
１１３…電解質膜
１１４…触媒層
１１６…ガス拡散層
１１８…セパレータ
１２０…シールガスケット
２００…電子制御装置
３００…燃料ガスタンク
３１０…配管
３２０…バルブ
４００…空気取入部
４１０…配管
４２０…コンプレッサ
５００…モータ駆動部
５１０…蓄電池
５２０…負荷
５３０…スイッチ
５４０…電流計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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