(57)【要約】【課題】燃料ガス中の一酸化炭素濃度を省スペース且つ低コストで検知することができる固体高分子形燃料電池発電システムを提供する。【解決手段】固体高分子電解質膜１４１ａが燃料極１４１ｂ及び酸化極１４１ｃで挟まれて、スタック１１１に供給される改質ガス２を燃料極１４１ｂに供給されると共に、スタック１１１に供給される空気３を酸化極１４１ｃに供給されるセル１４１からなるモニタ電池１４０と、モニタ電池１４０の電圧を計測するモニタ電池用の電圧計１５０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルを有して、水素ガスを含有する燃料ガスを当該セルの当該燃料極に供給されると共に、酸素ガスを含有する酸化ガスを当該酸化極に供給されるスタックを備えている固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
固体高分子電解質膜が燃料極及び酸化極で挟まれて、前記スタックに供給される前記燃料ガス又は当該スタックから排出された当該燃料ガスを当該燃料極に供給されると共に、前記スタックに供給される前記酸化ガス又は当該スタックから排出された当該酸化ガスを当該酸化極に供給されるセルからなるモニタ電池と、
前記モニタ電池の電圧を計測するモニタ電池電圧計測手段と
を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
前記モニタ電池の前記セルが単一である
ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
前記モニタ電池の前記セルが、前記スタックの前記セルの有効発電面積と同一以下の有効発電面積である
ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
前記モニタ電池の前記セルが、ラジカルによる前記固体高分子電解質膜の劣化を抑制する電解質膜劣化抑制手段を備えている
ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子形燃料電池発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子形燃料電池は、プロトン（Ｈ+）伝導性を有する固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだ固体高分子電解質膜電極接合体（セル）を有するスタックに対して、水素ガス（Ｈ2）を含有する燃料ガスを燃料極に供給すると共に、酸素ガス（Ｏ2）を含有する酸化ガスを酸化極に供給し、上記固体高分子電解質膜を介して水素及び酸素を電気化学的に反応させることにより、電力を得ることができるようになっている。
【０００３】
このような固体高分子形燃料電池を利用する発電システムにおいては、燃料ガスとして、灯油や天然ガス等の炭化水素から改質反応により水素ガスを生成させた改質ガスや、ボンベに充填された水素ガス等が使用されている。また、上記セルは、燃料極や酸化極に含まれている触媒が一酸化炭素と接触すると、被毒して触媒性能の劣化を生じてしまい、電圧が低下してしまう。
【０００４】
このため、上記改質反応の際に一酸化炭素を生じてしまう改質ガスを燃料ガスとして使用する場合には、上記セルの上記触媒の劣化を抑制するため、改質反応器において、燃料ガス中の一酸化炭素を低減させるように二酸化炭素に酸化すると共に、当該燃料ガスを定期的にサンプリングして当該燃料ガスの組成をガスクロマトグラフィ等の分析装置で計測し、当該燃料ガス中の一酸化炭素濃度が基準値を超える場合には、上記改質反応器の補修等を行うようにしている。
【０００５】
他方、ボンベに充填された水素ガスを燃料ガスとして使用する場合には、上記スタックで上記電気化学反応に利用し切れずに当該スタックから排出された当該燃料ガスを新たな燃料ガスと共に当該スタックに再び供給するように循環利用することから、上記ボンベ中にわずかながらも存在する一酸化炭素が、上記循環利用に伴って、徐々に濃縮されて当該スタック中に流通するようになるため、当該燃料ガスを定期的にサンプリングして当該燃料ガスの組成をガスクロマトグラフィ等の分析装置で計測し、当該燃料ガス中の一酸化炭素濃度が基準値を超える場合には、循環する当該燃料ガスを系外へ排出するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２３７７７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２７０７４号公報
【特許文献３】特開２００６−２１６２８５号公報
【特許文献４】特開２００７−０１２５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したように、従来の固体高分子形燃料電池発電システムにおいては、燃料ガスの組成分析を行うガスクロマトグラフィ等の分析装置を備える必要があることから、設置スペースが大きくなってしまうだけでなく、装置コストも高くなってしまっていた。
【０００８】
このようなことから、本発明は、燃料ガス中の一酸化炭素濃度を省スペース且つ低コストで検知することができる固体高分子形燃料電池発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルを有して、水素ガスを含有する燃料ガスを当該セルの当該燃料極に供給されると共に、酸素ガスを含有する酸化ガスを当該酸化極に供給されるスタックを備えている固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、固体高分子電解質膜が燃料極及び酸化極で挟まれて、前記スタックに供給される前記燃料ガス又は当該スタックから排出された当該燃料ガスを当該燃料極に供給されると共に、前記スタックに供給される前記酸化ガス又は当該スタックから排出された当該酸化ガスを当該酸化極に供給されるセルからなるモニタ電池と、前記モニタ電池の電圧を計測するモニタ電池電圧計測手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
第二番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第一番目の発明において、前記モニタ電池の前記セルが単一であることを特徴とする。
【００１１】
第三番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第一番目又は第二番目の発明において、前記モニタ電池の前記セルが、前記スタックの前記セルの有効発電面積と同一以下の有効発電面積であることを特徴とする。
【００１２】
第四番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記モニタ電池の前記セルが、ラジカルによる前記固体高分子電解質膜の劣化を抑制する電解質膜劣化抑制手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムによれば、スタックのセルの触媒の多くが一酸化炭素で被毒してしまう前にモニタ電池及びモニタ電池電圧計測手段で燃料ガス中の一酸化炭素濃度が高くなったことを検知することができるので、スタックの一酸化炭素による劣化を著しく抑制することができる。その結果、燃料ガスの組成分析を行うガスクロマトグラフィ等の分析装置を不要とすることができ、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施の形態のみに限定されるものではない。
【００１５】
［第一番目の実施の形態］
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第一番目の実施形態を図１，２に基づいて説明する。図１は、固体高分子形燃料電池発電システムの要部の概略構成図、図２は、モニタ電池の要部の概略構成図である。
【００１６】
図１に示すように、プロトン（Ｈ+）伝導性を有する固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだ固体高分子電解質膜電極接合体（セル）を複数積層したスタック１１１の燃料ガス受入口には、灯油や天然ガス等の炭化水素１を改質反応させて水素ガスを含有する燃料ガスである改質ガス２を生成させる改質反応器１２１の燃料ガス送出口が接続されている。上記改質反応記１２１の炭化水素受入口には、炭化水素１を供給する炭化水素供給源（図示省略）が接続されている。上記スタック１１１の燃料ガス排出口は、系外へ接続している。
【００１７】
前記スタック１１１の酸化ガス受入口には、酸素ガスを含有する酸化ガスである空気３を送給するブロア１３１の空気送出口が接続されている。上記スタック１１１の酸化ガス排出口は、系外へ接続している。
【００１８】
前記改質反応器１２１の燃料ガス送出口と前記スタック１１１の燃料ガス受入口との間には、プロトン（Ｈ+）伝導性を有する固体高分子電解質膜１４１ａを燃料極１４１ｂ及び酸化極１４１ｃで挟んだ単一の固体高分子電解質膜電極接合体（セル）１４１（図２参照）からなるモニタ電池１４０の燃料ガス受入口が接続しており、当該モニタ電池１４０の当該セル１４１は、その有効発電面積が、前記スタック１１１のセルの有効発電面積と同一以下となっている。このモニタ電池１４０の燃料ガス排出口は、前記改質反応器１２１の燃料ガス送出口と前記スタック１１１の燃料ガス受入口との間の、当該モニタ電池１４０の上記燃料ガス受入口との接続位置よりも改質ガス２の流通方向下流側に接続している。
【００１９】
前記改質反応器１２１の酸化ガス送出口と前記スタック１１１の酸化ガス受入口との間には、前記モニタ電池１４０の酸化ガス受入口が接続している。このモニタ電池１４０の酸化ガス排出口は、前記改質反応器１２１の酸化ガス送出口と前記スタック１１１の酸化ガス受入口との間の、当該モニタ電池１４０の上記酸化ガス受入口との接続位置よりも空気３の流通方向下流側に接続している。
【００２０】
そして、前記モニタ電池１４０には、当該モニタ電池１４０の電圧を計測するモニタ電池電圧計測手段である電圧計１５０が電気的に接続されている。
【００２１】
また、前記モニタ電池１４０の前記セル１４１の前記燃料極１４１ｂ及び前記酸化極１４１ｃには、Ｐｔ系の触媒金属や活性炭を始めとして、Ｃｅ，Ｔｌ，Ｍｎ，Ａｇ，Ｙｂ，Ｗのうちの少なくとも一種の酸化物，炭酸塩，リン酸塩のうちの少なくとも一種や、Ｃｅ，Ｔｌ，Ｍｎ，Ａｇ，Ｙｂのうちの少なくとも一種のタングステン酸塩等のような、ラジカルによる前記固体高分子電解質膜１４１ａの劣化を抑制する電解質膜劣化抑制手段である劣化抑制材が含有されている。
【００２２】
なお、本実施形態においては、前記改質反応器１２１、前記炭化水素供給源等により、燃料ガス供給手段を構成し、前記ブロア１３１等により、酸化ガス供給手段を構成している。
【００２３】
このような本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム１００においては、前記炭化水素供給源から炭化水素１を前記改質反応器１２１に送給して改質反応させることにより改質ガス２を生成させて前記スタック１１１の燃料ガス受入口に供給すると共に、前記ブロア１３１を作動させて空気３を前記スタック１１１の酸化ガス受入口に供給すると、当該スタック１１１の前記セルの前記燃料極に上記改質ガス２が供給されると共に、当該スタック１１１の前記セルの前記酸化極に上記空気３が供給されて、当該改質ガス２中の水素ガスと当該空気３中の酸素ガスとが当該セルにおいて電気化学的に反応することにより、当該スタック１１１から電力が得られる。
【００２４】
上記スタック１１１内で上記電気化学反応に利用されずに残った改質ガス２は、当該スタック１１１の燃料ガス排出口から系外へ排出され、上記スタック１１１内で上記電気化学反応に利用されずに残った空気３は、当該スタック１１１の酸化ガス排出口から系外へ排出される。
【００２５】
また、前記改質反応器１２１から送出された前記改質ガス２の一部は、前記スタック１１１の燃料ガス受入口に供給されずに分岐されて前記モニタ電池１４０の前記燃料ガス受入口に供給されると共に、前記ブロア１３１から送出された前記空気３の一部は、前記スタック１１１の酸化ガス受入口に供給されずに分岐されて前記モニタ電池１４０の前記酸化ガス受入口に供給されることにより、当該モニタ電池１４０の前記セル１４１の前記燃料極１４１ｂに当該改質ガス２の一部が供給されると共に、当該モニタ電池１４０の前記セル１４１の前記酸化極１４１ｃに当該空気３の一部が供給されて、当該改質ガス２中の水素ガスと当該空気３中の酸素ガスとが当該セル１４１において電気化学的に反応して、前記電圧計１５０で当該モニタ電池１４０の電圧値が計測される。
【００２６】
そして、上記モニタ電池１４０内で上記電気化学反応に利用されずに残った上記改質ガス２は、当該モニタ電池１４０の燃料ガス排出口から前記スタック１１１の燃料ガス受入口へ供給され、上記モニタ電池１４０内で上記電気化学反応に利用されずに残った空気３は、当該モニタ電池１４０の酸化ガス排出口から前記スタック１１１の酸化ガス受入口へ供給される。
【００２７】
このようにして前記電圧計１５０で前記モニタ電池１４０の電圧を計測しながら前記スタック１１１で発電運転を行っているときに、何らかの原因により、前記改質反応器１２１から送出される前記改質ガス２中の一酸化炭素の濃度が高くなると、前記モニタ電池１４０の前記セル１４１の前記燃料極１４１ｂ中の前記触媒が被毒してしまい、触媒性能の劣化を生じることにより、上記電圧計１５０で計測される電圧値が低下する。
【００２８】
この電圧計１５０で計測された上記電圧値が基準値を下回ると、前記改質反応器１２１から送出される前記改質ガス２中の一酸化炭素の濃度が高いと判断し、発電運転を一旦停止して、上記改質反応器１２１の補修等を行う。
【００２９】
つまり、前記スタック１１１は、有効発電面積を大きくしたセルを多数積層していることから、電圧の低下が検知されたときには、セル中の触媒の多くが一酸化炭素で既に被毒した状態になってしまっている（約１／４〜１／２）のに対し、前記モニタ電池１４０は、上記スタック１１１のセルの有効発電面積と同一以下の有効発電面積のセル１４１を単一で用いていることから、一酸化炭素による被毒に伴う電圧低下を即時に検知することができるのである。
【００３０】
このため、本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム１００においては、前記スタック１１１の前記セルの前記触媒の多くが一酸化炭素で被毒してしまう前に前記モニタ電池１４０及び前記電圧計１５０で前記改質ガス２中の一酸化炭素濃度が高くなったことを検知することができるので、当該スタック１１１の一酸化炭素による劣化を著しく抑制することができる。
【００３１】
したがって、本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム１００によれば、改質ガス２の組成分析を行うガスクロマトグラフィ等の分析装置を不要とすることができ、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。
【００３２】
また、前記モニタ電池１４０の前記セル１４１の前記燃料極１４１ｂ及び前記酸化極１４１ｃが前記劣化抑制材を含有していることから、一酸化炭素による前記触媒の劣化に伴って発生しやすくなる、ラジカルによる前記固体高分子電解質膜１４１ａの劣化を抑制することができるので、当該モニタ電池１４０の寿命低下を抑制することができる。
【００３３】
［第二番目の実施の形態］
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第二番目の実施形態を図３に基づいて説明する。図３は、固体高分子形燃料電池発電システムの要部の概略構成図である。なお、前述した第一番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。
【００３４】
図３に示すように、前記スタック１１１の燃料ガス受入口には、水素ガス４を充填された水素ガスボンベ２２１が流量調整弁２２３を介して接続されている。上記スタック１１１の燃料ガス排出口には、ブロア２２２の吸引口が接続されている。上記ブロア２２２の排出口は、上記水素ガスボンベ２２１の上記流量調整弁２２３と上記スタック１１１の燃料ガス受入口との間に逆止弁２２５を介して接続している。上記ブロア２２２の排出口と上記逆止弁２２５との間は、燃料ガス系外排出手段である排出弁２２４を介して系外へ接続している。
【００３５】
前記スタック１１１の酸化ガス受入口には、酸素ガス５を充填された酸素ガスボンベ２３１が流量調整弁２３３を介して接続されている。上記スタック１１１の酸化ガス排出口には、ブロア２３２の吸引口が接続されている。上記ブロア２３２の排出口は、上記酸素ガスボンベ２３１の上記流量調整弁２３３と上記スタック１１１の酸化ガス受入口との間に逆止弁２３５を介して接続している。上記ブロア２３２の排出口と上記逆止弁２３５との間は、酸化ガス系外排出手段である排出弁２３４を介して系外へ接続している。
【００３６】
前記水素ガスボンベ２２１の前記流量調整弁２２３と前記逆止弁２２５との間と、前記スタック１１１の燃料ガス受入口との間には、前記モニタ電池１４０の燃料ガス受入口が接続している。このモニタ電池１４０の燃料ガス排出口は、前記水素ガスボンベ２２１の前記流量調整弁２２３と前記逆止弁２２５との間と、前記スタック１１１の燃料ガス受入口との間の、当該モニタ電池１４０の上記燃料ガス受入口との接続位置よりも水素ガス４の流通方向下流側に接続している。
【００３７】
前記酸素ガスボンベ２３１の前記流量調整弁２３３と前記逆止弁２３５との間と、前記スタック１１１の酸化ガス受入口との間には、前記モニタ電池１４０の酸化ガス受入口が接続している。このモニタ電池１４０の酸化ガス排出口は、前記酸素ガスボンベ２３１の前記流量調整弁２３３と前記逆止弁２３５との間と、前記スタック１１１の酸化ガス受入口との間の、当該モニタ電池１４０の上記酸化ガス受入口との接続位置よりも酸素ガス５の流通方向下流側に接続している。
【００３８】
なお、本実施形態においては、前記水素ガスボンベ２２１、前記ブロア２２２、前記流量調整弁２２３、前記逆止弁２２５等により、燃料ガス供給手段を構成し、前記酸素ガスボンベ２３１、前記ブロア２３２、前記流量調整弁２３３、前記逆止弁２３５等により、酸化ガス供給手段を構成している。
【００３９】
このような本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム２００においては、前記ブロア２２２を作動させて前記流量調整弁２２３を開放することにより、水素ガス４を前記スタック１１１の燃料ガス受入口に供給すると共に、前記ブロア２３２を作動させて前記流量調整弁２３３を開放することにより、酸素ガス５を前記スタック１１１の酸化ガス受入口に供給すると、当該スタック１１１の前記セルの前記燃料極に上記水素ガス４が供給されると共に、当該スタック１１１の前記セルの前記酸化極に上記酸素ガス５が供給されて、当該水素ガス４と当該酸素ガス５とが当該セルにおいて電気化学的に反応することにより、当該スタック１１１から電力が得られる。
【００４０】
上記スタック１１１内で上記電気化学反応に利用されずに残った水素ガス４は、当該スタック１１１の燃料ガス排出口から前記ブロア２２２により前記逆止弁２２５を介して前記水素ガスボンベ２２１からの水素ガス４と共に上記スタック１１１の燃料ガス受入口へ供給されて循環再利用され、上記スタック１１１内で上記電気化学反応に利用されずに残った酸素ガス５は、当該スタック１１１の酸化ガス排出口から前記ブロア２３２により前記逆止弁２３５を介して前記酸素ガスボンベ２３１からの酸素ガス５と共に上記スタック１１１の酸化ガス受入口へ供給されて循環再利用される。
【００４１】
また、前記水素ガスボンベ２２１から送出された前記水素ガス４及び前記スタック１１１の燃料ガス排出口から排出された前記水素ガス４の一部は、前記スタック１１１の燃料ガス受入口に供給されずに分岐されて前記モニタ電池１４０の前記燃料ガス受入口に供給されると共に、前記酸素ガスボンベ２３１から送出された前記酸素ガス５及び前記スタック１１１の酸化ガス排出口から排出された前記酸素ガス５の一部は、前記スタック１１１の酸化ガス受入口に供給されずに分岐されて前記モニタ電池１４０の前記酸化ガス受入口に供給されることにより、当該モニタ電池１４０の前記セル１４１の前記燃料極１４１ｂに当該水素ガス４の一部が供給されると共に、当該モニタ電池１４０の前記セル１４１の前記酸化極１４１ｃに当該酸素ガス５の一部が供給されて、当該改水素ガス４と当該酸素ガス５とが当該セル１４１において電気化学的に反応して、前記電圧計１５０で当該モニタ電池１４０の電圧値が計測される。
【００４２】
そして、上記モニタ電池１４０内で上記電気化学反応に利用されずに残った上記水素ガス４は、当該モニタ電池１４０の燃料ガス排出口から前記スタック１１１の燃料ガス受入口へ供給され、上記モニタ電池１４０内で上記電気化学反応に利用されずに残った酸素ガス５は、当該モニタ電池１４０の酸化ガス排出口から前記スタック１１１の酸化ガス受入口へ供給される。
【００４３】
このようにして前記電圧計１５０で前記モニタ電池１４０の電圧を計測しながら前記スタック１１１で発電運転を行っているときに、前記スタック１１１内を循環流通している前記水素ガス４中の一酸化炭素の濃度が次第に高くなってくると、前記モニタ電池１４０の前記セル１４１の前記燃料極１４１ｂ中の前記触媒が被毒して、触媒性能の劣化を生じることにより、上記電圧計１５０で計測される電圧値が低下する。
【００４４】
この電圧計１５０で計測された上記電圧値が基準値を下回ると、前記スタック１１１内を循環流通している前記水素ガス４中の一酸化炭素の濃度が高いと判断し、前記排出弁２２４を調整して、当該スタック１１１内を循環流通している当該水素ガス４の一部を系外へ排出することにより、当該スタック１１１内を流通する水素ガス４の一酸化炭素濃度を低減させると共に、前記排出弁２３４を調整して、上記水素ガス４の系外排出と併せて、当該スタック１１１内を循環流通している前記酸素ガス５の一部も系外へ排出することにより、当該スタック１１１内の燃料極側と酸化極側との差圧を一定の範囲内に抑えるようにする。
【００４５】
つまり、前述した第一番目の実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム１００は、炭化水素１を改質した改質ガス２を燃料ガスとして利用すると共に、空気３を酸化ガスとして利用するものであったが、本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム２００は、水素ガス４を燃料ガスとして利用すると共に、酸素ガス５を酸化ガスとして利用するようにしたものである。
【００４６】
したがって、本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム２００によれば、前述した第一番目の実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム１００の場合と同様な作用効果を奏し得ることができる。
【００４７】
［他の実施形態］
なお、前述した第一番目の実施形態においては、モニタ電池１４０の燃料ガス受入口及び燃料ガス排出口を改質反応器１２１の燃料ガス送出口とスタック１１１の燃料ガス受入口との間に接続すると共に、モニタ電池１４０の酸化ガス受入口及び酸化ガス排出口をブロア１３１とスタック１１１の酸化ガス受入口との間に接続、すなわち、スタック１１１に供給する改質ガス２をセル１４１の燃料極１４１ｂに供給すると共に、スタック１１１に供給する空気３をセル１４１の酸化極１４１ｃに供給するようにモニタ電池１４０を接続した固体高分子形燃料電池発電システム１００の場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、図４に示すように、モニタ電池１４０の燃料ガス受入口及び燃料ガス排出口をスタック１１１の燃料ガス排出口の改質ガス２の流通方向下流側に接続すると共に、モニタ電池１４０の酸化ガス受入口及び酸化ガス排出口をスタック１１１の酸化ガス排出口の空気３の流通方向下流側に接続、すなわち、スタック１１１から排出された改質ガス２をセル１４１の燃料極１４１ｂに供給すると共に、スタック１１１から排出された空気３をセル１４１の酸化極１４１ｃに供給するようにモニタ電池１４０を接続した固体高分子形燃料電池発電システム３００の場合であっても、前述した第一番目の実施形態の場合と同様な作用効果を奏することができる。
【００４８】
また、前述した第二番目の実施形態においては、モニタ電池１４０の燃料ガス受入口及び燃料ガス排出口を水素ガスボンベ２２１とスタック１１１の燃料ガス受入口との間に接続すると共に、モニタ電池１４０の酸化ガス受入口及び酸化ガス排出口を酸素ガスボンベ２３１とスタック１１１の酸化ガス受入口との間に接続、すなわち、スタック１１１に供給する水素ガス４をセル１４１の燃料極１４１ｂに供給すると共に、スタック１１１に供給する酸素ガス５をセル１４１の酸化極１４１ｃに供給するようにモニタ電池１４０を接続した固体高分子形燃料電池発電システム２００の場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、図５に示すように、モニタ電池１４０の燃料ガス受入口及び燃料ガス排出口をスタック１１１の燃料ガス排出口とブロア２２２との間に接続すると共に、モニタ電池１４０の酸化ガス受入口及び酸化ガス排出口をスタック１１１の酸化ガス排出口とブロア２３２との間に接続、すなわち、スタック１１１から排出された水素ガス４をセル１４１の燃料極１４１ｂに供給すると共に、スタック１１１から排出された酸素ガス５をセル１４１の酸化極１４１ｃに供給するようにモニタ電池１４０を接続した固体高分子形燃料電池発電システム４００の場合であっても、前述した第二番目の実施形態の場合と同様な作用効果を奏することができる。
【００４９】
また、前述した各実施形態においては、ラジカルによる固体高分子電解質膜１４１ａの劣化を抑制する劣化抑制材を燃料極１４１ｂ及び酸化極１４１ｃに含有したセル１４１でモニタ電池１４０を構成するようにしたが、他の実施形態として、例えば、図６に示すように、前記劣化抑制材を固体高分子電解質膜に含有させた電解質膜劣化抑制手段である劣化抑制層５４１ｄ，５４１ｅを固体高分子電解質膜１４１ａと燃料極５４１ｂ及び酸化極５４１ｃとの間にそれぞれ設けたセル５４１でモニタ電池を構成するようにすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、燃料ガスの組成分析を行うガスクロマトグラフィ等の分析装置を不要とすることができ、省スペース化及び低コスト化を図ることができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第一番目の実施形態の要部の概略構成図である。
【図２】図１のモニタ電池の要部の概略構成図である。
【図３】本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第二番目の実施形態の要部の概略構成図である。
【図４】本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの他の実施形態の要部の概略構成図である。
【図５】本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムのさらに他の実施形態の要部の概略構成図である。
【図６】本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムのさらに他の実施形態のモニタ電池の要部の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  炭化水素
２  改質ガス
３  空気
４  水素ガス
５  酸素ガス
１００  固体高分子形燃料電池発電システム
１１１  スタック
１２１  改質反応器
１３１  ブロア
１４０  モニタ電池
１４１  固体高分子電解質膜電極接合体（セル）
１４１ａ  固体高分子電解質膜
１４１ｂ  燃料極
１４１ｃ  酸化極
１５０  電圧計
２００  固体高分子形燃料電池発電システム
２２１  水素ガスボンベ
２２２  ブロア
２２３  流量調整弁
２２４  排出弁
２２５  逆止弁
２３１  酸素ガスボンベ
２３２  ブロア
２３３  流量調整弁
２３４  排出弁
２３５  逆止弁
３００，４００  固体高分子形燃料電池発電システム
５４１  固体高分子電解質膜電極接合体（セル）
５４１ｂ  燃料極
５４１ｃ  酸化極
５４１ｄ，５４１ｅ  劣化抑制層
【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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