(57)【要約】【課題】簡単な工程で、電極触媒の劣化を可及的に阻止し、発電性能を良好に維持することを可能にする。【解決手段】燃料電池２０は、電解質膜・電極構造体２８をカソード側セパレータ２９及びアノード側セパレータ３０で挟持する。アノード側セパレータ３０には、複数の燃料ガス流路４６ａ、４６ｂが山部４８ａ、４８ｂを介して交互に設けられる。燃料ガス流路４６ａは、入口側に絞り部を設ける一方、燃料ガス流路４６ｂは、出口側に絞り部を設ける。燃料電池システムの始動方法は、燃料ガス流路４６ａ、４６ｂに水素ガスを供給することにより、入口側に絞り部がない燃料ガス流路４６ｂに優先的に水素ガスを流通させることによって、この燃料ガス流路４６ｂと燃料ガス流路４６ａとの間に差圧を発生させ、山部４８ａ、４８ｂに対面するガス拡散層２６ｂに残存する空気を水素ガスに置換する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード側電極に酸化剤ガスを供給する複数の酸化剤ガス流路及びアノード側電極に燃料ガスを供給する複数の燃料ガス流路を有し、前記酸化剤ガス及び前記燃料ガスの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、前記酸化剤ガス流路及び前記燃料ガス流路が前記酸化剤ガスで満たされた状態で運転停止される燃料電池システムの始動方法であって、
前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを供給するとともに、隣接する前記燃料ガス流路間に差圧を発生させることにより、前記アノード側電極の少なくとも発電領域内に滞留する前記酸化剤ガスを、前記燃料ガスに置換することを特徴とする燃料電池システムの始動方法。
【請求項２】
請求項１記載の始動方法において、互いに隣接する前記燃料ガス流路は、一方の燃料ガス流路の入口側と他方の燃料ガス流路の出口側とに交互に絞り部を設けるとともに、
前記絞り部は、発電領域外に配置されることにより、少なくとも前記発電領域内に滞留する前記酸化剤ガスを、前記燃料ガスに置換することを特徴とする燃料電池システムの始動方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の始動方法において、前記燃料ガス流路を負圧にした後、前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを供給することにより、前記酸化剤ガスを前記燃料ガスに置換することを特徴とする燃料電池システムの始動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カソード側電極に酸化剤ガスを供給する複数の酸化剤ガス流路及びアノード側電極に燃料ガスを供給する複数の燃料ガス流路を有し、前記酸化剤ガス及び前記燃料ガスの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、前記酸化剤ガス流路及び前記燃料ガス流路が前記酸化剤ガスで満たされた状態で運転停止される燃料電池システムの始動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、燃料ガス（主に水素を含有するガス）及び酸化剤ガス（主に酸素を含有するガス）をアノード側電極及びカソード側電極に供給して電気化学的に反応させることにより、直流の電気エネルギを得るシステムである。
【０００３】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を設けた電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の発電セルは、通常、電解質膜・電極構造体及びセパレータを所定数だけ交互に積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。
【０００４】
この種の燃料電池では、発電（運転）が停止されると、前記燃料電池への燃料ガス及び酸化剤ガスの供給が停止されるものの、アノード側電極に前記燃料ガスが残存する一方、カソード側電極に前記酸化剤ガスが残存している。このため、燃料電池の停止中に反応が惹起され、カソード側が高電位に保持されてしまい、電極触媒層が劣化するという問題がある。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池システムが知られている。この燃料電池システムは、燃料ガス及び酸化剤ガスを電気化学的に反応させて発電する燃料電池と、前記燃料電池の燃料極側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給系と、前記燃料電池の酸化剤極側に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給系と、前記酸化剤ガスの加湿を行う加湿手段と、前記燃料ガス供給系と前記酸化剤ガス供給系とを開閉可能に接続する連通手段とを備えている。
【０００６】
そして、システム運転停止時に、燃料電池の燃料極側への燃料ガスの供給を停止するとともに、通常発電時に供給する酸化剤ガスよりも乾燥した酸化剤ガスを酸化剤極側へ供給し、その後、乾燥した酸化剤ガスを連通手段を通じて燃料極側にも供給した後、運転を停止することを特徴としている。
【０００７】
これにより、運転停止時や保管時における燃料電池の電解質膜及び触媒層の劣化を有効に抑制することができるとともに、保管時に電圧が生じる可能性がなくなるため、保管の際の取り扱い性も向上する、としている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−８６０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、燃料電池は、通常、図７に示すように、電解質膜・電極構造体１をアノード側セパレータ２及びカソード側セパレータ３で挟持している。電解質膜・電極構造体１は、固体高分子電解質膜４を備え、前記固体高分子電解質膜４の両面には、アノード側電極５及びカソード側電極６が設けられている。アノード側電極５は、電極触媒層５ａ及びガス拡散層５ｂを有する一方、カソード側電極６は、電極触媒層６ａ及びガス拡散層６ｂを有している。
【００１０】
アノード側セパレータ２には、複数の燃料ガス流路２ａが山部２ｂ間に形成されるとともに、カソード側セパレータ３には、複数の酸化剤ガス流路３ａが山部３ｂ間に形成されている。
【００１１】
この燃料電池の運転停止時に、上記の特許文献１を採用すると、燃料ガス流路２ａ及び酸化剤ガス流路３ａに乾燥した酸化剤ガスが充填されている。このため、燃料電池を始動させる際には、燃料ガス流路２ａに燃料ガスが供給されることにより、前記燃料ガス流路２ａ及びガス拡散層５ｂに残存する酸化剤ガスが前記燃料ガスに置換されている。
【００１２】
しかしながら、ガス拡散層５ｂにおいて、特に、アノード側セパレータ２の山部２ｂに対面する部分７では、燃料ガスが流れ難くなり、この部分７に残存する酸化剤ガスは、燃料ガスと置換されるまでに相当な時間がかかってしまう。これにより、燃料ガスと酸化剤ガスとが反応して電極触媒層５ａが劣化し、燃料電池の発電性能が低下するという問題がある。
【００１３】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な工程で、電極触媒の劣化を可及的に阻止し、発電性能を良好に維持することが可能な燃料電池システムの始動方法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】
【００１４】
本発明は、カソード側電極に酸化剤ガスを供給する複数の酸化剤ガス流路及びアノード側電極に燃料ガスを供給する複数の燃料ガス流路を有し、前記酸化剤ガス及び前記燃料ガスの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、前記酸化剤ガス流路及び前記燃料ガス流路が前記酸化剤ガスで満たされた状態で運転停止される燃料電池システムの始動方法に関するものである。
【００１５】
この始動方法は、燃料ガス流路に燃料ガスを供給するとともに、隣接する前記燃料ガス流路間に差圧を発生させることにより、アノード側電極の少なくとも発電領域内に滞留する酸化剤ガスを、前記燃料ガスに置換している。
【００１６】
また、互いに隣接する燃料ガス流路は、一方の燃料ガス流路の入口側と他方の燃料ガス流路の出口側とに交互に絞り部を設けるとともに、前記絞り部は、発電領域外に配置されることにより、少なくとも発電領域内に滞留する酸化剤ガスを、燃料ガスに置換することが好ましい。
【００１７】
さらに、この始動方法は、燃料ガス流路を負圧にした後、前記燃料ガス流路に燃料ガスを供給することにより、酸化剤ガスを前記燃料ガスに置換することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、隣接する燃料ガス流路間に差圧を発生させるため、高圧側の燃料ガス流路から低圧側の燃料ガス流路に燃料ガスが移動する。従って、隣接する燃料ガス流路を仕切る山部に対面するガス拡散層に残存する酸化剤ガスは、前記燃料ガス流路間を横切って移動する燃料ガスにより良好に置換される。
【００１９】
これにより、少なくとも発電領域全域に残存する酸化剤ガスを、迅速且つ確実に燃料ガスに置換することができ、簡単な工程で、電極触媒の劣化を可及的に阻止し、発電性能を良好に維持することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る始動方法が適用される燃料電池システム１０の概略構成図である。
【００２１】
燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１２と、前記燃料電池スタック１２に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置１４と、前記燃料電池スタック１２に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置１６と、前記燃料電池システム１０全体の制御を行うコントローラ１８とを備える。
【００２２】
燃料電池スタック１２は、複数の燃料電池２０を積層して構成される。図２に示すように、各燃料電池２０は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜２２をカソード側電極２４とアノード側電極２６とで挟持した電解質膜・電極構造体２８を備える。電解質膜・電極構造体２８は、カソード側セパレータ２９及びアノード側セパレータ３０により挟持される。カソード側セパレータ２９及びアノード側セパレータ３０は、例えば、カーボンセパレータで構成される。
【００２３】
図３に示すように、カソード側電極２４及びアノード側電極２６は、固体高分子電解質膜２２の両面に形成され、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子からなる電極触媒層２４ａ、２６ａと、カーボンペーパ等からなるガス拡散層２４ｂ、２６ｂとを有する。
【００２４】
図２に示すように、燃料電池２０の矢印Ｂ方向（長手方向）の一端縁部には、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガス（以下、空気ともいう）を供給する酸化剤ガス入口連通孔３２ａ、冷却媒体を排出する冷却媒体出口連通孔３４ｂ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガス（以下、水素ガスともいう）を排出する燃料ガス出口連通孔３６ｂが矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００２５】
燃料電池２０の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給する燃料ガス入口連通孔３６ａ、冷却媒体を供給する冷却媒体入口連通孔３４ａ、及び酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス出口連通孔３２ｂが矢印Ｃ方向に配列して設けられる。
【００２６】
カソード側セパレータ２９の電解質膜・電極構造体２８に向かう面２９ａには、矢印Ｂ方向に延在する複数の酸化剤ガス流路３８が山部４０間に設けられる。酸化剤ガス流路３８の矢印Ｂ方向両端は、バッファ部４２ａ、４２ｂを介して酸化剤ガス入口連通孔３２ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３２ｂに連通する。カソード側セパレータ２９の面２９ａとは反対の面２９ｂと、アノード側セパレータ３０との間には、冷却媒体流路４４が形成される。
【００２７】
図４に示すように、アノード側セパレータ３０の電解質膜・電極構造体２８に向かう面３０ａには、矢印Ｂ方向に延在して複数の燃料ガス流路４６ａ、４６ｂが山部４８ａ、４８ｂを介して交互に形成される。燃料ガス流路４６ａ、４６ｂの両端には、バッファ部５０ａ、５０ｂが設けられる。
【００２８】
アノード側セパレータ３０には、それぞれ燃料ガス入口連通孔３６ａ及び燃料ガス出口連通孔３６ｂに近接して複数の連通孔５２ａ、５２ｂが貫通形成される。連通孔５２ａは、燃料ガス入口連通孔３６ａを面３０ｂ側から面３０ａ側に連通し、さらにバッファ部５０ａを介して燃料ガス流路４６ａ、４６ｂに連通する。連通孔５２ｂは、燃料ガス出口連通孔３６ｂを面３０ｂ側から面３０ａ側に連通し、さらにバッファ部５０ｂを介して燃料ガス流路４６ａ、４６ｂに連通する。
【００２９】
燃料ガス流路４６ａは、入口側（バッファ部５０ａ側）に絞り部５４ａを設ける一方、燃料ガス流路４６ｂは、出口側（バッファ部５０ｂ側）に絞り部５４ｂを設ける。絞り部５４ａ、５４ｂは、矢印Ｃ方向に向かって交互に配置されるとともに、前記絞り部５４ａ、５４ｂは、アノード側電極２６の発電領域Ｇの外方に設定される。なお、絞り部５４ａ、５４ｂに代えて、例えば、燃料ガス流路４６ａの入口側及び燃料ガス流路４６ｂの出口側の深さを浅く設定してもよい。
【００３０】
カソード側セパレータ２９は、ガスケット等のシール部材５６を設けるとともに、アノード側セパレータ３０は、同様に、ガスケット等のシール部材５８を設ける。
【００３１】
図１に示すように、酸化剤ガス供給装置１４は、大気からの空気を圧縮して供給するエアコンプレッサ６０を備え、前記エアコンプレッサ６０が空気供給流路６２に配設される。空気供給流路６２には、加湿器６４が配設されるとともに、前記空気供給流路６２は、燃料電池スタック１２の酸化剤ガス入口連通孔３２ａに連通する。
【００３２】
酸化剤ガス供給装置１４は、酸化剤ガス出口連通孔３２ｂに連通する空気排出流路６６を備える。この空気排出流路６６には、エアコンプレッサ６０から空気供給流路６２を通って燃料電池スタック１２に供給される空気の圧力を調整するための開度調整可能な背圧制御弁６８が設けられる。
【００３３】
燃料ガス供給装置１６は、高圧水素を貯留する水素タンク７０を備え、この水素タンク７０は、水素供給流路７２を介して燃料電池スタック１２の燃料ガス入口連通孔３６ａに連通する。この水素供給流路７２には、水素タンク元弁７４ａ、減圧弁７４ｂ、水素供給弁７４ｃ及びエゼクタ７６が、順次、設けられる。
【００３４】
エゼクタ７６は、水素タンク７０から供給される水素ガスを、水素供給流路７２を通って燃料電池スタック１２に供給するとともに、燃料電池スタック１２で使用されなかった未使用の水素ガスを含む排ガスを、水素循環路８４から吸引して、再度、前記燃料電池スタック１２に燃料ガスとして供給する。
【００３５】
水素供給流路７２と空気供給流路６２とは、連結流路７８を介して連通可能であり、この連結流路７８には、バルブ８０が配設される。
【００３６】
燃料ガス出口連通孔３６ｂには、オフガス流路８２が連通する。オフガス流路８２には、水素循環路８４が連通するとともに、前記水素循環路８４は、エゼクタ７６に連通する。水素循環路８４には、ポンプ弁８６を介して水素ポンプ８８が接続される一方、オフガス流路８２には、燃料排出弁（パージ弁）９０が配設される。
【００３７】
燃料電池スタック１２には、例えば、走行用モータ等の負荷９２が、スイッチ９４を介して電気的に切断及び接続可能に設けられる。
【００３８】
このように構成される燃料電池システム１０の動作について、本発明の第１の実施形態に係る始動方法との関連で以下に説明する。
【００３９】
燃料電池システム１０の運転停止時には、後述するように、酸化剤ガス流路３８及び燃料ガス流路４６ａ、４６ｂが、酸化剤ガスである空気により満たされている。
【００４０】
そこで、コントローラ１８に燃料電池システム１０の始動信号が入力されると、例えば、水素供給弁７４ｃが閉塞される一方、ポンプ弁８６が開放される。このため、水素ポンプ８８の作用下に、燃料電池スタック１２内の燃料ガス流路４６ａ、４６ｂが吸引される。
【００４１】
燃料ガス流路４６ａ、４６ｂが所定の負圧状態（例えば、絶対圧で４０〜８５ｋＰａ）に至ると、ポンプ弁８６が閉塞される一方、水素供給弁７４ｃが開放される。従って、水素タンク７０から水素供給流路７２に燃料ガスである水素ガスが供給される。
【００４２】
この水素ガスは、水素供給流路７２を通って燃料電池スタック１２の燃料ガス入口連通孔３６ａに供給される。これにより、燃料電池スタック１２内では、各燃料電池２０の燃料ガス流路４６ａ、４６ｂに水素ガスが供給される。具体的には、図２及び図４に示すように、各アノード側セパレータ３０に供給された水素ガスは、面３０ｂ側から複数の連通孔５２ａを通って面３０ａ側に移動し、バッファ部５０ａを介して各燃料ガス流路４６ａ、４６ｂに供給される。
【００４３】
この場合、第１の実施形態では、図４に示すように、燃料ガス流路４６ａの入口側に絞り部５４ａが設けられる一方、燃料ガス流路４６ｂの出口側に絞り部５４ｂが設けられている。このため、バッファ部５０ａに導入された水素ガスは、抵抗の少ない、すなわち、入口側に絞り部のない燃料ガス流路４６ｂに優先的に流通する一方、入口側に絞り部５４ａを設ける燃料ガス流路４６ａには、比較的少量の水素ガスが流通する。
【００４４】
多量の水素ガスが流通する燃料ガス流路４６ｂは、出口側に絞り部５４ｂが設けられており、この燃料ガス流路４６ｂ内の水素ガス圧力は、燃料ガス流路４６ａ内の水素ガス圧力よりも高圧になる。従って、燃料ガス流路４６ｂ、４６ａ間に水素ガス圧力の差圧が発生し、高圧側である前記燃料ガス流路４６ｂ内の水素ガスは、山部４８ａ、４８ｂに対面するガス拡散層２６ｂ内を通って、低圧側の燃料ガス流路４６ａに移動する（図３及び図４参照）。
【００４５】
その際、ガス拡散層２６ｂには、ほぼ全域にわたって空気が残存しており、燃料ガス流路４６ｂに対面する部分付近の空気は、この燃料ガス流路４６ｂを流通する水素ガスと容易且つ迅速に置換される一方、山部４８ａ、４８ｂに対面する部分付近では、空気が残存し易い。
【００４６】
しかしながら、第１の実施形態では、燃料ガス流路４６ｂ、４６ａ間の水素ガス圧力の差圧により、前記燃料ガス流路４６ｂを流通する水素ガスは、前記山部４８ａ、４８ｂに対面する部分を通って、燃料ガス流路４６ａに移動する。これにより、山部４８ａ、４８ｂに対面する部分近傍に残存する空気は、燃料ガス流路４６ｂ、４６ａ間を横切って移動する水素ガスにより良好且つ迅速に置換される。
【００４７】
このため、燃料ガス流路４６ａ、４６ｂ及びガス拡散層２６ｂの少なくとも発電領域全域に残存する酸化剤ガスを、迅速且つ確実に水素ガスに置換することができ、簡単な工程で、電極触媒層２６ａの劣化を可及的に阻止し、各燃料電池２０の発電性能を良好に維持することが可能になるという効果が得られる。
【００４８】
しかも、燃料ガス流路４６ａ、４６ｂでは、始動前に負圧状態にした後、水素ガスの供給が行われている。従って、燃料ガス流路４６ａ、４６ｂ及びガス拡散層２６ｂに残存する空気は、水素ガスと一層迅速に置換することができ、燃料電池スタック１２の始動が短時間で確実に遂行可能になるという利点がある。
【００４９】
なお、燃料ガス流路４６ａ、４６ｂを流通した水素ガスは、バッファ部５０ｂから複数の連通孔５２ｂを通って、燃料ガス出口連通孔３６ｂに排出される。
【００５０】
一方、酸化剤ガス供給装置１４では、図１に示すように、エアコンプレッサ６０を介して空気供給流路６２に空気が送られる。この空気は、酸化剤ガス入口連通孔３２ａに供給され、燃料電池スタック１２内の各燃料電池２０に設けられているカソード側セパレータ２９に供給される。
【００５１】
図２に示すように、カソード側セパレータ２９では、酸化剤ガス入口連通孔３２ａに供給された空気は、酸化剤ガス流路３８に沿って矢印Ｂ方向に移動しながら、カソード側電極２４に供給される。
【００５２】
このように、燃料ガス流路４６ａ、４６ｂに水素ガスが供給される一方、酸化剤ガス流路３８に空気が供給される。この状態で、図１に示すように、スイッチ９４が閉塞されることにより、燃料電池スタック１２が負荷９２に電気的に接続される。このため、燃料電池スタック１２の始動が開始される。
【００５３】
この始動時には、酸化剤ガスは、各カソード側電極２４に沿って供給される一方、燃料ガスは、各アノード側電極２６に沿って供給される。これにより、カソード側電極２４に供給される空気と、アノード側電極２６に供給される燃料ガスとが、電気化学的に反応して発電が行われる。
【００５４】
また、図示しないが、冷却媒体入口連通孔３４ａには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。この冷却媒体は、各冷却媒体流路４４を流通することにより、燃料電池２０を冷却した後、冷却媒体出口連通孔３４ｂに排出される。
【００５５】
さらに、燃料電池スタック１２による発電が停止される際には、バルブ８０が開放されるとともに、水素供給弁７４ｃが閉塞される。従って、エアコンプレッサ６０を介して空気供給流路６２に供給される空気は、燃料電池スタック１２内の酸化剤ガス流路３８に供給される一方、一部が連結流路７８を通って水素供給流路７２から前記燃料電池スタック１２内の燃料ガス流路４６ａ、４６ｂに供給される。これにより、酸化剤ガス流路３８及び燃料ガス流路４６ａ、４６ｂは、空気によりパージされて燃料電池システム１０の運転が停止される。
【００５６】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る始動方法が適用される燃料電池システムを構成する燃料電池１００の要部分解斜視説明図である。なお、第１の実施形態に使用される燃料電池２０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
燃料電池１００は、電解質膜・電極構造体１０２をカソード側セパレータ１０４及びアノード側セパレータ１０６で挟持して構成される。カソード側セパレータ１０４の電解質膜・電極構造体１０２に向かう面２９ａには、例えば、矢印Ｂ方向に１往復半だけ折り返す蛇行流路である酸化剤ガス流路１０８が設けられる。
【００５８】
酸化剤ガス流路１０８の入口側及び出口側には、それぞれブリッジ部１１０ａ、１１０ｂを介して酸化剤ガス入口連通孔３２ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３２ｂに連通する。
【００５９】
アノード側セパレータ１０６の電解質膜・電極構造体１０２に向かう面３０ａには、図６に示すように、例えば、矢印Ｂ方向に１往復半だけ折り返す蛇行流路である燃料ガス流路１１２ａ、１１２ｂが交互に設けられる。
【００６０】
燃料ガス流路１１２ａの入口側（燃料ガス入口連通孔３６ａ側）には、絞り部５４ａが設けられる一方、燃料ガス流路１１２ｂの出口側（燃料ガス出口連通孔３６ｂ側）には、絞り部５４ｂが設けられる。
【００６１】
このように構成される第２の実施形態では、図６に示すように、燃料ガス流路１１２ａと燃料ガス流路１１２ｂとが交互に設けられるとともに、前記燃料ガス流路１１２ａの入口側に絞り部５４ａが設けられ、且つ、前記燃料ガス流路１１２ｂの出口側に絞り部５４ｂが設けられている。
【００６２】
このため、始動時に、燃料ガス入口連通孔３６ａから複数の連通孔５２ａを介して燃料ガス流路１１２ａ、１１２ｂに水素ガスが導入されると、入口側に絞り部のない前記燃料ガス流路１１２ｂに優先的に水素ガスが流通し、水素ガス流通量の少ない前記燃料ガス流路１１２ａとの間に水素ガス圧の差圧が惹起される。従って、水素ガスが多量に流通する燃料ガス流路１１２ｂでは、前記燃料ガス流路１１２ｂに沿って蛇行しながら絞り部５４ｂ側に移動するとともに、水素ガスの一部が差圧によって前記燃料ガス流路１１２ｂから燃料ガス流路１１２ａ間を横切って移動する。
【００６３】
これにより、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、山部１１４ａ、１１４ｂに対面するガス拡散層内を水素ガスが円滑に流動し、この部分に残存する空気を水素ガスに迅速に置換することが可能になる。
【００６４】
このため、アノード側電極２６の少なくとも発電領域全域に残存する空気を迅速且つ確実に水素ガスに置換することができ、簡単な工程で、電極触媒の劣化を可及的に阻止し、燃料電池１００の発電性能を良好に維持することが可能になる等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る始動方法が適用される燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】前記燃料電池システムを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図３】前記燃料電池の拡大断面説明図である。
【図４】前記燃料電池を構成するアノード側セパレータの正面説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る始動方法が適用される燃料電池システムを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図６】前記燃料電池を構成するアノード側セパレータの正面説明図である。
【図７】一般的な燃料電池の断面説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…燃料電池システム              １２…燃料電池スタック
１４…酸化剤ガス供給装置            １６…燃料ガス供給装置
１８…コントローラ                  ２０、１００…燃料電池
２２…固体高分子電解質膜            ２４…カソード側電極
２４ａ、２６ａ…電極触媒層          ２４ｂ、２６ｂ…ガス拡散層
２６…アノード側電極                ２８、１０２…電解質膜・電極構造体
２９、３０、１０４、１０６…セパレータ
３２ａ…酸化剤ガス入口連通孔        ３２ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
３４ａ…冷却媒体入口連通孔          ３４ｂ…冷却媒体出口連通孔
３６ａ…燃料ガス入口連通孔          ３６ｂ…燃料ガス出口連通孔
３８、１０８…酸化剤ガス流路
４０、４８ａ、４８ｂ、１１４ａ、１１４ｂ…山部
４２ａ、４２ｂ、５０ａ、５０ｂ…バッファ部
４４…冷却媒体流路
４６ａ、４６ｂ、１１２ａ、１１２ｂ…燃料ガス流路
５４ａ、５４ｂ…絞り部              ６０…エアコンプレッサ
７０…水素タンク                    ７６…エゼクタ
８８…水素ポンプ
【図１】
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【図２】
2010061981.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010061981.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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