(57)【要約】【課題】  簡単な手順によって、燃料電池の発電能力を短時間で向上させることができる、燃料電池の発電方法を提供すること。【解決手段】  電解質膜９と、電解質膜９の一方側に配置され、ヒドラジンが供給されるアノード１０と、電解質膜９の他方側に配置され、酸素が供給されるカソード１１とを有する単位セル６を備える燃料電池２において、アノード１０へヒドラジンを、カソード１１へ酸素をそれぞれ供給しながら、単位セル６のアノード１０とカソード１１とを短絡する工程と、アノード１０とカソード１１との短絡後、カソード１１への酸素の供給を停止する工程と、酸素の供給停止後、加熱されたヒドラジンをアノード１０に接触させる工程とを実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と、
前記電解質膜の一方側に配置され、ヒドラジンが供給されるアノードと、
前記電解質膜の他方側に配置され、酸素が供給されるカソードと
を有する単位セルを備える燃料電池の発電方法であって、
前記アノードへヒドラジンを、前記カソードへ酸素をそれぞれ供給しながら、前記アノードと前記カソードとを短絡させる工程と、
前記アノードと前記カソードとの短絡後、前記カソードへの酸素の供給を停止する工程と、
酸素の供給停止後、加熱されたヒドラジンを前記アノードに接触させる工程と
を備えることを特徴とする、燃料電池の発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒドラジンを燃料とする燃料電池の発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒドラジンを燃料とする燃料電池が、炭酸ガスを生成せず、実質的なゼロエミッションを実現できることから注目されている。
ヒドラジン燃料電池として、例えば、アニオン交換膜と、この膜を挟んで対向配置される、コバルト金属からなる燃料側電極（アノード）および銀担持カーボンからなる酸素側電極（カソード）とを有する膜・電極接合体（ＭＥＡ）を備える燃料電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年、燃料電池の起動特性を向上させる目的で、燃料電池の活性化方法が種々提案されている。
例えば、電解質層と、この電解質層を挟持する燃料極および空気極とを備えるダイレクトメタノール式の燃料電池において、空気極への酸素供給を遮断した状態で燃料極に燃料を供給し、単電池当たりの電圧が０．３Ｖ以下とされる開回路状態で、所定時間放置する燃料電池の活性化方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４４９６１号公報
【特許文献２】特開２００８−１９２５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料電池の起動特性の向上は、上記のようなダイレクトメタノール式燃料電池に限らず、ヒドラジン燃料電池においても要求されている。
ヒドラジン燃料電池では、撥水性を示すＭＥＡのアノードが、ヒドラジンとの接触により親水性に変化（親水化）することによって、アノードに対するヒドラジンの親和性が高くなって発電能力が向上する。したがって、燃料電池の発電早期にアノードが親水化されれば、ヒドラジン燃料電池の起動特性の向上化を図ることができる。
【０００６】
そのようなアノードの親水化は、アノードにヒドラジンが接触する発電過程において進行するが、発電時の電気化学的反応により、アノードには窒素ガスが生じるので、その窒素ガスによってアノードが覆われる。そのため、ガスに覆われた部分において、アノードとヒドラジンとの接触が阻害され、親水化の進行度合にばらつきが生じる。したがって、単に燃料電池を発電させるだけでは、発電能力を短時間で向上させることは困難である。
【０００７】
一方、特許文献２に記載の活性化方法では、発電過程において、空気極への酸素供給を遮断した状態で、燃料が燃料極に供給される。そして、燃料電池が、開回路状態で所定時間放置される。しかし、特許文献２に記載の方法は、ダイレクトメタノール式燃料電池に採用されるものである。そのような活性化方法がヒドラジン燃料電池に採用されても、燃料電池の発電能力を短時間で向上させることは、やはり困難である。
【０００８】
本発明の目的は、簡単な手順によって、燃料電池の発電能力を短時間で向上させることができる、燃料電池の発電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池の発電方法は、電解質膜と、前記電解質膜の一方側に配置され、ヒドラジンが供給されるアノードと、前記電解質膜の他方側に配置され、酸素が供給されるカソードとを有する単位セルを備える燃料電池の発電方法であって、前記アノードへヒドラジンを、前記カソードへ酸素をそれぞれ供給しながら、前記アノードと前記カソードとを短絡させる工程と、前記アノードと前記カソードとの短絡後、前記カソードへの酸素の供給を停止する工程と、酸素の供給停止後、加熱されたヒドラジンを前記アノードに接触させる工程とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の燃料電池の発電方法によれば、アノードとカソードとを短絡する工程と、カソードへの酸素の供給を停止する工程と、加熱されたヒドラジンをアノードに接触させる工程とを、この順で実行するといった簡単な手順によって、アノードを親水化することができる。
また、アノードとカソードとを短絡した後、カソードへの酸素供給が停止されることによって、アノード−カソード間でのイオンおよび電子の授受が停止する。そのため、酸素供給の停止後、アノードにおける窒素ガスの発生を抑制することができる。その結果、アノードに対してヒドラジンを均等に接触させることができるので、アノードを均等に親水化することができる。
【００１１】
これらの結果、燃料電池の発電能力を短時間で向上させることができるので、燃料電池の起動特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示す燃料電池の発電方法に使用される燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】実施例１の各発電過程における燃料電池のＩ−Ｖ特性を示すグラフである。
【図３】実施例２および比較例１の発電過程における燃料電池のＩ−Ｖ特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．燃料電池システムの全体構成
図１は、本発明の一実施形態を示す燃料電池の発電方法に使用される燃料電池システムの概略構成図である。
燃料電池システム１は、ヒドラジンを燃料とする燃料電池２と、燃料電池２に対してヒドラジンを循環させるための燃料循環部３と、発電反応に使用するための空気（酸素）を給排するための空気給排部４と、燃料電池２を冷却するための冷却部５とを備えている。以下の説明において、特記しない限り、ヒドラジンという場合には、水加ヒドラジン、無水ヒドラジンおよびヒドラジンのアルカリ水溶液（例えば、水加ヒドラジン＋ＫＯＨ水溶液など）のいずれをも含むものとする。
（１）燃料電池
燃料電池２は、例えば、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）であって、複数の単位セル６が積層されたセルスタック７と、セルスタック７の積層方向（以下、積層方向）において、セルスタック７を挟んで対向する１対のエンドプレート８とを備えている。
【００１４】
各単位セル６は、電解質膜９と、積層方向における電解質膜９の一方側に配置され、ヒドラジンが供給されるアノード１０と、積層方向における電解質膜９の他方側に配置され、空気が供給されるカソード１１と、電解質膜９、アノード１０およびカソード１１を挟んで対向配置される１対のセパレータ１２とを備えている。
電解質膜９としては、例えば、プロトン交換膜、アニオン交換膜などの固体高分子膜が挙げられる。
【００１５】
プロトン交換膜としては、例えば、パーフルオロスルホン酸膜などが挙げられる。また、アニオン交換膜としては、例えば、４級アンモニウム基、ピリジニウム基などのアニオン交換基を有する固体高分子膜（アニオン交換樹脂）が挙げられる。
アノード１０は、例えば、積層方向他方側に配置され、電解質膜９に接触する触媒層（図示せず）と、触媒層の一方側に配置され、触媒層にヒドラジンを拡散させるための拡散層（図示せず）との積層構造で構成されている。
【００１６】
触媒層は、例えば、触媒が担持された多孔質担体を用いて形成されている。
多孔質担体としては、例えば、カーボンなどの撥水性担体が挙げられる。
触媒としては、特に制限されず、例えば、白金族元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）、鉄族元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）などの周期表第８〜１０（ＶIII）族元素や、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕなどの周期表第１１（ＩＢ）族元素など、さらには、これらの組み合わせなどが挙げられる。
【００１７】
拡散層は、例えば、カーボンペーパ、カーボンクロスなどを用いて形成されている。
カソード１１は、例えば、積層方向一方側に配置され、電解質膜９に接触する触媒層（図示せず）と、触媒層の他方側に配置され、触媒層に空気を拡散させるための拡散層（図示せず）との積層構造で構成されている。
触媒層は、例えば、アノード１０の触媒層の材料として例示した、触媒担持多孔質担体を用いて形成されている。
【００１８】
拡散層は、例えば、カーボンペーパ、カーボンクロスなどを用いて形成されている  そして、電解質膜９の一方面にアノード１０が、他方面にカソード１１が、それぞれ圧着形成されることにより、これらは膜・電極接合体（ＭＥＡ）を形成している。
セパレータ１２は、例えば、ガス不透過性の導電性部材を用いて形成されている。
セパレータ１２の積層方向一方側には、アノード１０と接触する他方側の面において、アノード１０にヒドラジンを供給するための燃料流路（図示せず）が形成されている。
【００１９】
一方、セパレータ１２の積層方向他方側には、カソード１１と接触する一方側の面において、カソード１１に空気を供給するための空気流路（図示せず）が形成されている。
そして、各単位セル６は、電解質膜９、アノード１０およびカソード１１からなる膜・電極接合体を、その厚さ方向両側から１対のセパレータ１２で挟みこむことにより形成される。
【００２０】
各単位セル６には、アノード１０に電気的に接続されたアノード配線と、カソード１１に電気的に接続されたカソード配線とがそれぞれ接続されており、それらが、纏めて１本のアノード配線１３および１本のカソード配線１４として結線されている。図１では、図解し易くするために、各単位セル６について、アノード配線もしくはカソード配線の一方のみを示している。
【００２１】
エンドプレート８には、燃料供給口１５と、燃料排出口１６と、空気供給口１７と、空気排出口１８と、給水口１９と、排水口２０とが形成されている。
燃料電池２では、ヒドラジンは、燃料供給口１５から流入して各単位セル６のアノード１０に供給され、その後、各アノード１０での電気化学反応により発生した水とともに、燃料排出口１６から排出される。また、空気は、空気供給口１７から流入して各単位セル６のカソード１１に供給され、その後、空気排出口１８から排出される。また、燃料電池２を冷却するための冷却水は、給水口１９から流入して各単位セル６に供給され、その後、排水口２０から排出される。
（２）燃料循環部
燃料循環部３は、燃料電池２に対して燃料を循環させる燃料循環管２１と、燃料循環管２１に介在された燃料タンク２２とを備えている。
燃料循環管２１は、下流側端部がエンドプレート８の燃料供給口１５に接続され、上流側端部がエンドプレート８の燃料排出口１６に接続されている。
【００２２】
なお、燃料循環管２１には、図示しないポンプが介在されており、ヒドラジンは、ポンプの駆動により燃料循環管２１に循環されてアノード１０に供給され、ポンプの停止によりアノード１０への供給が停止される。
燃料タンク２２には、燃料としてのヒドラジンが貯蔵されている。また、燃料タンク２２には、図示しないヒータが取り付けられている。このヒータをＯＮにすることによって、燃料タンク２２内のヒドラジンを適宜加熱することができる。
（３）空気給排部
空気給排部４は、空気を燃料電池２に供給するための空気供給管２３と、燃料電池２から排出される空気を外部に排出するための空気排出管２４とを備えている。
【００２３】
空気供給管２３は、上流側端部が大気中に開放され、下流側端部がエンドプレート８の空気供給口１７に接続されている。空気供給管２３の途中には、空気供給管２３を開閉するための供給弁２５が設けられている。また、空気供給管２３の途中において、例えば、供給弁２５の上流側には、図示しないポンプ（例えば、コンプレッサなど）が介装されている。
【００２４】
空気排出管２４は、上流側端部がエンドプレート８の空気排出口１８に接続され、下流側端部がドレンとされる。また、空気排出管２４の途中には、空気排出管２４を開閉するための排出弁２６が設けられている。
（４）冷却部
冷却部５は、燃料電池２に対して冷却水を循環させる冷却水循環管２７と、冷却水循環管２７に介在された冷却水タンク２８とを備えている。
冷却水循環管２７は、下流側端部がエンドプレート８の給水口１９に接続され、上流側端部がエンドプレート８の排水口２０に接続されている。冷却水タンク２８には、冷却水が貯蔵されている。
（５）発電方法
以上説明した燃料電池システム１では、燃料循環管２１にヒドラジンを流すことにより燃料電池２に対してヒドラジンを循環させ、供給弁２５および排出弁２６を開くことにより燃料電池２に空気を供給することによって発電する。
【００２５】
供給されるヒドラジンの流量は、例えば、１単位セル６あたり１００〜２００ｍＬ／ｍｉｎである。
供給される空気の流量は、例えば、１単位セル６あたり１０〜３０Ｌ／ｍｉｎである。
供給されたヒドラジンは、各単位セル６のアノード１０に接触しながらセパレータ１２の燃料流路（図示せず）を通過する。一方、供給された空気は、各単位セル６のカソード１１に接触しながらセパレータ１２の空気流路（図示せず）を通過する。
【００２６】
そして、各極（アノード１０およびカソード１１）において、下記式（１）〜（３）で示される電気化学反応が生じ、起電力が発生する。
（１）  Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  （アノード１０での反応）
（２）  Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−          （カソード１１での反応）
（３）  Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ             （燃料電池２全体での反応）
すなわち、ヒドラジンが供給されたアノード１０では、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）とカソード１１での反応で生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）とが反応して、窒素（Ｎ２）および水（Ｈ２Ｏ）が生成するとともに、電子（ｅ−）が発生する（上記式（１）参照）。
【００２７】
アノード１０で発生した電子（ｅ−）は、図示しない外部回路を経由してカソード１１に到達する。つまり、この外部回路を通過する電子（ｅ−）が、電流となる。
一方、カソード１１では、電子（ｅ−）と、外部からの供給もしくは燃料電池２での反応で生成した水（Ｈ２Ｏ）と、空気流路を流れる空気中の酸素（Ｏ２）とが反応して、水酸化物イオン（ＯＨ−）が生成する（上記式（２）参照）。
【００２８】
そして、生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）が、電解質膜９を通過してアノード１０に到達し、上記と同様の反応（上記式（１）参照）が生じる。
このようなアノード１０およびカソード１１での電気化学的反応が連続的に生じることによって、燃料電池２全体として上記式（３）で表わされる反応が生じて、燃料電池システム１による発電が行なわれる。
【００２９】
そして、上記した燃料電池システム１において、本発明の一実施形態に係る発電方法を適用すれば、発電早期に燃料電池２の発電能力を向上させることができる。
具体的には、例えば、上記した通常発電の実行前もしくは通常発電を数回（例えば、２〜４回程度）実行した後に、下記に示す工程を有する燃料電池２の活性化処理を実行する。
【００３０】
活性化処理では、まず、アノード１０へヒドラジンを、カソード１１へ空気を供給しながら、アノード配線１３とカソード配線１４とを電気的に接続することによって、すべての単位セル６のアノード１０とカソード１１とを短絡させる工程を実行し、例えば、１０〜６０分、放置する。
放置後、供給弁２５および排出弁２６を閉じることによって、カソード１１に対する空気の流通を遮断して、カソード１１への酸素の供給を停止する工程を実行する。
【００３１】
次いで、燃料タンク２２内のヒドラジンを、例えば、６０〜７０℃まで加熱し、その加熱されたヒドラジンを燃料電池２に対して循環させて、加熱ヒドラジンをアノード１０に接触させる工程を実行する。このとき、加熱ヒドラジンを、例えば、１〜２４時間、循環させる。
（６）作用・効果
そして、この発電方法によれば、上記のように、複数の単位セル６のアノード１０とカソード１１とを短絡する工程と、カソード１１への酸素の供給を停止する工程と、加熱ヒドラジンをアノード１０に接触させる工程とを、この順で実行するといった簡単な手順によって、アノード１０を親水化することができる。
また、燃料電池２に対してヒドラジンおよび空気を供給している間は、燃料電池２において上記式（３）で示される電気化学反応が継続するが、すべての単位セル６のアノード１０とカソード１１とが短絡されているので、カソード１１への酸素供給が停止されることによって、上記式（２）で示される反応が停止する。これにより、アノード１０への水酸化物イオン（ＯＨ−）の供給が停止し、アノード１０−カソード１１間でのイオンおよび電子の授受が停止して、上記式（３）の反応が停止する。
【００３２】
すなわち、カソード１１に対する酸素供給の停止後、アノード１０における上記式（１）の電気化学反応が停止するので、アノード１０における窒素ガスの発生を抑制することができる。その結果、循環する加熱ヒドラジンを、アノード１０に均等に接触させることができるので、アノード１０を均等に親水化することができ、親水化を促進させることができる。
【００３３】
これらの結果、燃料電池２の発電能力を短時間で向上させることができるので、燃料電池２の起動特性を向上させることができる。
さらに、このような燃料電池２の起動特性の向上を、燃料電池２の組立て前ではなく、組立て後の発電過程において実施できるので、以下のような不具合が発生することもない。
【００３４】
例えば、アノード１０の親水化は、発電過程ではなく、燃料電池２の組立てに先立って、アノード１０にヒドラジンを接触させることによっても実行することができる。そのような方法として、例えば、電解質膜９、アノード１０およびカソード１１からなる膜・電極接合体をヒドラジンに浸漬する方法が考えられる。
しかし、ＭＥＡをヒドラジンに浸漬する方法では、電解質膜９がヒドラジンを吸収して膨潤し、燃料電池２の組立てが困難になるといった不具合や、カソード１１の触媒層がヒドラジンと接触して、カソード１１の触媒機能が低下するといった不具合を生じるおそれがある。そのため、アノード１０のみにヒドラジンを接触させる必要があるが、接触させる作業に時間を浪費するといった不具合を生じることとなる。
【００３５】
これに対し、上記説明した発電方法によれば、エンドプレート８の空気供給口１７にヒドラジンを供給することがないので、カソード１１とヒドラジンとの接触を抑制することができる。そのため、カソード１１の触媒機能の低下を抑制することができる。また、組立て後の燃料電池２に対して上記した工程を実行するため、燃料電池２の組立てが困難になることもない。
（７）変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施形態は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜設計を変形することができる。
【００３６】
例えば、前述の実施形態では、本発明が適用される一実施形態として、複数の単位セル６が積層されたセルスタック７を備える燃料電池２を取り上げたが、本発明は、単位セル６を１つのみ備える燃料電池に適用することもできる。その場合には、アノード１０へヒドラジンを、カソード１１へ空気を供給しながら、当該単位セル６に接続されているアノード配線１３とカソード配線１４とを電気的に接続することによって、当該単位セル６のアノード１０とカソード１１とを短絡すればよい。
【００３７】
また、例えば、前述の実施形態では、加熱ヒドラジンをアノード１０に接触させる工程において、ヒドラジンの加熱を、燃料タンク２２に設けられたヒータによって行なったが、例えば、冷却水タンク２８にヒータを設け、このヒータによって加熱された温水によって行なってもよい。
その場合、例えば、カソード１１に対する空気の流通の遮断後、燃料電池２に対して温水を循環させるとともに、ヒドラジンの循環を停止してもよい。これにより、セパレータ１２の燃料流路（図示せず）を満たしてアノード１０に接触している状態のヒドラジンを、温水からセパレータ１２を介して伝わる熱によって加熱することができる。
【００３８】
また、単位セル６を短絡する工程において、複数の単位セル６全てを短絡する必要はなく、例えば、いくつかの単位セル６を短絡するだけでもよい。
本発明の発電方法は、例えば、電動車両、鉄道、船舶、航空機など、燃料電池が使用される各種分野において好適に実施することができる。
【実施例】
【００３９】
次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
実施例１
１．燃料電池システムの組み立て
図１に示す燃料電池システム１と同様の構成の燃料電池システムを組立てた。なお、燃料電池システムの主な装置仕様を、以下のように設計した。
・燃料電池の形式：固体高分子形
・単位セルの数：１個
・電解質膜：アニオン交換膜
・アノード：コバルト担持カーボン多孔質体（Ｃｏ／Ｃ）
・カソード：銀担持カーボン多孔質体（Ａｇ／Ｃ）
・燃料：水加ヒドラジンアルカリ溶液（２０％水加ヒドラジン＋１ｍｏｌＫＯＨ水溶液）
２．燃料電池の特性評価
上記仕様の燃料電池システムにおいて、以下の操作を実行した。
（１）１回目発電
燃料を流量１００ｍＬ／ｍｉｎでアノードに供給し、空気を１０Ｌ／ｍｉｎでカソードに供給することによって、燃料電池の発電を行なった。発電中、アノード配線およびカソード配線から０〜３０Ａの範囲で電流を引くことによって、１単位セル当たりの電圧変化を調べた。
（２）２回目発電
１回目発電後、１回目発電と同様の条件で燃料および空気を供給することによって、燃料電池の発電を行なった。発電中、アノード配線およびカソード配線から０〜６０Ａの範囲で電流を引くことによって、１単位セル当たりの電圧変化を調べた。
（３）３回目発電
２回目発電後、１回目発電と同様の条件で燃料および空気を供給することによって、燃料電池の発電を行なった。発電中、アノード配線およびカソード配線から０〜６０Ａの範囲で電流を引くことによって、１単位セル当たりの電圧変化を調べた。
（４）活性化処理
３回目発電後、１回目発電と同様の条件で燃料および空気を供給しながら、アノード配線とカソード配線とを電気的に接続することによって、単セルのアノードとカソードとを短絡させ、３０分間放置した。
【００４０】
次いで、カソードへの空気の供給を停止し、燃料タンク内で６０℃に加熱したヒドラジンを燃料電池に対して３時間循環させた。
（５）４回目発電
活性化処理後、１回目発電と同様の条件で燃料および空気を供給することによって、燃料電池の発電を行なった。発電中、アノード配線およびカソード配線から０〜１１０Ａの範囲で電流を引くことによって、１単位セル当たりの電圧変化を調べた。
（６）５回目発電
４回目発電後、１回目発電と同様の条件で燃料および空気を供給することによって、燃料電池の発電を行なった。発電中、アノード配線およびカソード配線から６０〜１２０Ａの範囲で電流を引くことによって、１単位セル当たりの電圧変化を調べた。
【００４１】
以上の操作によって得られた、各発電過程におけるＩ−Ｖ特性を図２に示す。
図２によると、発電過程において電流を引くことによって、アノードの親水化が進行し、燃料電池の発電能力が徐々に向上していることが確認された。例えば、１回目発電では、電流を２０Ａ引いたときの電圧降下が０.２９７Ｖであったのに対し、３回目発電では、同じ電流値での電圧降下が０．２０５Ｖであった。
【００４２】
さらに、図２では、３回目発電と４回目発電との間に活性化処理を実行したことによって、アノードの親水化が促進され、燃料電池の発電能力が飛躍的に向上していることが確認された。例えば、３回目発電では、電流を８０Ａ引いたときに電圧が０．５３３Ｖ降下しているのに対し、活性化処理後の４回目発電では、０．３８０Ｖしか降下しなかった。
以上の結果から、燃料電池の発電能力は、通常の発電過程でも徐々に向上するが、上記の活性化処理によって飛躍的に向上することが確認された。
【００４３】
すなわち、この活性化処理を実行することにより、燃料電池の発電能力を短時間で向上させることができるので、燃料電池の起動特性を向上させることができる。
また、活性化処理後の電圧の降下度合を低減できるので、例えば、３回目発電では、電流の上限が８０Ａに制限されていたが、活性化処理後の４回目発電では、１１０Ａまで電流を引くことができた。すなわち、この活性化処理によって、燃料電池の出力を向上させることができた。
実施例２
まず、実施例１と同じ仕様の燃料電池システムを組立てた。このとき、燃料電池を、単位セルが複数積層されたスタック構造とした。次いで、燃料を１単位セルあたり流量１００ｍＬ／ｍｉｎでアノードに供給し、空気を１単位セルあたり１０Ｌ／ｍｉｎでカソードに供給しながら、アノード配線とカソード配線とを電気的に接続することによって、全ての単位セルのアノードとカソードとを短絡させ、３０分間放置した。
【００４４】
次いで、カソードへの空気の供給を停止し、燃料タンク内で７２℃に加熱したヒドラジンを燃料電池に対して４時間循環させた。
次いで、上記と同様の条件で燃料および空気を供給することによって、燃料電池の発電を行なった。発電中、アノード配線およびカソード配線から０〜１５Ａの範囲で電流を引くことによって、１単位セル当たりの電圧変化を調べた。発電過程におけるＩ−Ｖ特性を図３に示す。
比較例１
まず、実施例１と同じ仕様の燃料電池システムを組立てた。次いで、燃料を流量１００ｍＬ／ｍｉｎでアノードに供給し、空気を１０Ｌ／ｍｉｎでカソードに供給しながら、アノード配線とカソード配線とを電気的に接続することによって、全ての単位セルを短絡させ、３０分間放置した。
【００４５】
次いで、カソードへの空気の供給を停止し、加熱せずに常温のままのヒドラジンを燃料電池に対して４時間循環させた。
次いで、上記と同様の条件で燃料および空気を供給することによって、燃料電池の発電を行なった。発電中、アノード配線およびカソード配線から電流を引くことによって、１単位セル当たりの電圧変化を調べた。発電過程におけるＩ−Ｖ特性を図３に示す。
【００４６】
図３によると、同じ大きさの電流を引いたときの降下電圧が、比較例１に比べて、実施例１の方が小さいことが確認された。この結果から、比較例１の燃料電池の発電能力に比べて、実施例１の燃料電池の発電能力の方が高いことが確認された。
すなわち、燃料および空気を供給しながら単位セルのアノードとカソードとを短絡する工程と、カソードへの酸素の供給を停止する工程とを順に実行した後、加熱ヒドラジンをアノードに接触させることによって、加熱ヒドラジンの接触がない場合に比べて、燃料電池に優れた発電能力を発現させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
２    燃料電池
６    単位セル
９    電解質膜
１０  アノード
１１  カソード
【図１】
2010238571.tif 000003
【図２】
2010238571.tif 000004
【図３】
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