(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池の発電開始時、アノード電極内部の圧力上昇を抑制する。【解決手段】アノード電極と、カソード電極と、アノード電極とカソード電極との間に介在する電解質膜と、を積層した膜電極接合体と、アノード電極へ供給される燃料とカソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れるのを防ぐシーリング構造とを備えた燃料電池スタック２と、アノード電極に燃料を供給する燃料供給装置３と、カソード電極に酸化剤を供給する酸化剤供給装置４と、燃料供給装置３と酸化剤供給装置４を制御する制御部５と、を具備し、発電開始前、燃料電池スタック２へ燃料と酸化剤を供給する時に断続的に酸化剤を供給することを特徴とする直接酸化型燃料電池システム１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に介在する電解質膜と、を積層した膜電極接合体と、
前記アノード電極へ供給される燃料と、前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れるのを防ぐシーリング構造とを備えた燃料電池スタックと、
前記アノード電極に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記カソード電極に前記酸化剤を供給する酸化剤供給装置と、
前記燃料供給装置と前記酸化剤供給装置を制御する制御部と、を具備し、
発電開始前、前記燃料電池スタックへ前記燃料と前記酸化剤を供給する時に、断続的に前記酸化剤を供給することを特徴とする直接酸化型燃料電池システム。
【請求項２】
前記酸化剤を断続的に供給する周期が、前記アノード電極の内圧が前記アノード電極へ供給される燃料と、前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れない範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の直接酸化型燃料電池システム。
【請求項３】
前記酸化剤を断続的に供給する１周期中の供給時間が、前記アノード電極の内圧が前記アノード電極へ供給される燃料と、前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れない範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の直接酸化型燃料電池システム。
【請求項４】
前記酸化剤を断続的に供給する周期を、前記アノード電極の内圧が前記アノード電極へ供給される燃料と、前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れない範囲内で少なくとも２回以上繰り返すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の直接酸化型燃料電池システム。
【請求項５】
アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に介在する電解質膜と、を積層した膜電極接合体と、
前記アノード電極へ供給される燃料と、前記カソード電極へ供給される酸化剤とを含むガスが外部へ漏れるのを防ぐシーリング構造とを備えた燃料電池スタックと、
前記アノード電極に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記カソード電極に前記酸化剤を供給する酸化剤供給装置と、
前記燃料供給装置と前記酸化剤供給装置を制御する制御部と、を具備し、
発電開始前、前記燃料電池スタックへ前記燃料と前記酸化剤を供給する時に、時定数を持って前記酸化剤の供給量を連続的または段階的に前記燃料電池スタックの発電に必要な所定量に到達するまで増加させることを特徴とする直接酸化型燃料電池システム。
【請求項６】
前記酸化剤供給装置の停止状態から所定供給量に到達するまでの時間が、前記アノード電極の内圧が前記アノード電極へ供給される燃料と、前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れない時間以上であることを特徴とする請求項５に記載の直接酸化型燃料電池システム。
【請求項７】
アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に介在する電解質膜と、を積層した膜電極接合体と、
前記アノード電極へ供給される燃料と、前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れるのを防ぐシーリング構造とを備えた燃料電池スタックと、
前記アノード電極に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記カソード電極に前記酸化剤を供給する酸化剤供給装置と、
前記燃料供給装置と前記酸化剤供給装置を制御する制御部と、
アノード電極の内圧を計測する圧力検出装置を具備し、
発電開始前、前記燃料電池スタックへ前記燃料と前記酸化剤を供給する時に、前記圧力検出装置による検出値または検出値の変化量の少なくともどちらか一方の値に応じて前記酸化剤の供給量を制御し、前記アノード電極の内圧上昇が飽和した後、前記燃料電池スタックの発電に必要な所定量の前記酸化剤を供給することを特徴とする直接酸化型燃料電池システム。
【請求項８】
前記検出値または検出値の変化量が大きい場合、前記酸化剤の供給量を減少または供給を停止させることを特徴とする請求項７に記載の直接酸化型燃料電池システム。
【請求項９】
前記検出値または検出値の変化量が小さい場合、前記酸化剤の供給量を増加させることを特徴とする請求項７に記載の直接酸化型燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接酸化型燃料電池システムに関し、詳しくは発電開始時に、カソード極からアノード極への酸素クロスオーバーによるアノード電極内の圧力上昇を抑制することに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、車載用電源、及び家庭用コージェネレーションシステム用電源等として実用化されつつある。近年、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯小型電子機器の電源、アウトドアレジャーや非常用バックアップ電源として燃料電池を用いることも検討されている。燃料電池は燃料の補充によって連続発電が可能であることから、携帯小型電子機器や可搬型電源の利便性をさらに向上させ得るものと期待されている。
【０００３】
燃料電池のなかでも直接酸化型燃料電池（ＤＯＦＣ）は、常温で液体の燃料を直接酸化して電気エネルギを取り出すため、小型化が容易である。燃料としてメタノールを用いる直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）は、エネルギ効率及び発電出力が他の直接酸化型燃料電池よりも優れており、ＤＯＦＣの中で最も有望視されている。
【０００４】
燃料電池は、複数のセルが直列に接続されたスタックを含む。各セルは、電解質膜と電解質膜の両側にそれぞれ配置されたアノード及びカソードとを含む膜−電極接合体、アノードに接するアノード側セパレータ、ならびにカソードに接するカソード側セパレータを含む。アノード側セパレータは、アノードに液状燃料を供給するための燃料流路を有し、カソード側セパレータは、カソードに酸化剤を供給するための酸化剤流路を有する。液状燃料および酸化剤は、ポンプなどの供給装置により、燃料電池に供給される。
【０００５】
ＤＭＦＣのアノード及びカソードでの反応を以下にそれぞれ示す。カソードに導入される酸素は、一般に、大気中から取り入れられる。
【０００６】
アノード：  ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−
カソード：  （３／２）Ｏ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−→３Ｈ２Ｏ
アノードでは、メタノールと水が反応して、二酸化炭素が生成する。二酸化炭素と未反応燃料とを含む燃料排液は循環タンクに送られる。一方、カソードでは、アノードで消費される以上の水が生成する。水と未反応酸素を含む流体の一部は循環タンクに送られる。
【０００７】
燃料電池の発電を開始させるために、循環タンクに蓄えられた水と燃料タンク内の高濃度メタノールとを混合して燃料電池のアノード極に供給するとともに、酸化剤である空気をカソード極へ供給する。この時、カソード極からアノード極への酸素クロスオーバーによりアノード電極内の圧力が上昇し、液漏れ、およびＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜−電極接合体）やシーリング部が破損する恐れがある。特許文献１は、アノード極で発生する炭酸ガスを外部へ排出するため、内圧逃がし機構を設けることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１０８０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
燃料であるメタノールと、酸化剤である空気をポンプ等の供給装置で供給するアクティブ方式の燃料電池や、発電反応による生成水や未反応燃料排液を発電に再利用する循環式燃料電池に特許文献１のように、アノード極で発生する炭酸ガスを外部へ排出するような方式を採用するとメタノールが燃料電池外部へ流出する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、直接酸化型燃料電池システムにおいて、アノード電極と、カソード電極と、アノード電極とカソード電極との間に介在する電解質膜と、を積層した膜電極接合体と、アノード電極へ供給される燃料と、カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れるのを防ぐシーリング構造とを備えた燃料電池スタックと、前記アノード電極に燃料を供給する燃料供給装置と、前記カソード電極に前記酸化剤を供給する酸化剤供給装置と、前記燃料供給装置と前記酸化剤供給装置を制御する制御部と、を具備し、  発電開始前、前記燃料電池スタックへ前記燃料と前記酸化剤を供給する時に、断続的に前記酸化剤を供給することを特徴とするものである。
これにより、前記アノード電極の内圧上昇を抑制することができ、前記アノード電極へ供給される燃料と前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとの外部へ漏れを防止することができる。
【００１１】
第２の発明は、直接酸化型燃料電池システムにおいて、アノード電極とカソード電極と前記アノード電極と前記カソード電極との間に介在する電解質膜とを積層した膜電極接合体と、前記アノード電極へ供給される燃料と前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れるのを防ぐシーリング構造とを備えた燃料電池スタックと、前記アノード電極に燃料を供給する燃料供給装置と、前記カソード電極に前記酸化剤を供給する酸化剤供給装置と、前記燃料供給装置と前記酸化剤供給装置を制御する制御部と、を具備し、発電開始前、前記燃料電池スタックへ前記燃料と前記酸化剤を供給する時に、時定数を持って前記酸化剤の供給量を連続的または段階的に前記燃料電池スタックの発電に必要な所定量に到達するまで増加させることを特徴とするものである。
これにより、前記アノード電極の内圧上昇を抑制することができ、前記アノード電極へ供給される燃料と前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとの外部へ漏れを防止することができる。
【００１２】
第３の発明は、直接酸化型燃料電池システムにおいて、アノード電極とカソード電極と前記アノード電極と前記カソード電極との間に介在する電解質膜とを積層した膜電極接合体と、前記アノード電極へ供給される燃料と前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れるのを防ぐシーリング構造とを備えた燃料電池スタックと、前記アノード電極に燃料を供給する燃料供給装置と、前記カソード電極に前記酸化剤を供給する酸化剤供給装置と、前記燃料供給装置と前記酸化剤供給装置を制御する制御部と、アノード電極の内圧を計測する圧力検出装置を具備し、  発電開始前、前記燃料電池スタックへ前記燃料と前記酸化剤を供給する時に、前記圧力検出装置による検出値または検出値の変化量の少なくともどちらか一方の値に応じて前記酸化剤供給量を制御し、前記アノード電極の内圧上昇が飽和した後、前記燃料電池スタックの発電に必要な所定量の前記酸化剤を供給することを特徴とするものである。
これにより、前記アノード電極の内圧上昇を抑制することができ、前記アノード電極へ供給される燃料と前記カソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとの外部へ漏れを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、燃料と酸化剤を燃料電池に供給した時、カソード極からアノード極への酸素クロスオーバーによるアノード電極内の圧力上昇を抑制することができ、液漏れ、
更にはＭＥＡやシーリング部の破損を防止することができる。またシーリング構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る直接酸化型燃料電池システムの概略構成図
【図２】本発明の一実施形態に係る直接酸化型燃料電池システムが具備する燃料電池の断面図
【図３】燃料電池に燃料と酸化剤を供給した時のアノード極内圧上昇を示す図
【図４】本発明の一実施形態に係るアノード極内圧上昇を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を参照して、本発明の直接酸化型燃料電池システムについて説明する。
【００１６】
燃料電池システム１が具備する燃料電池２は、本体２ａと、液状燃料を導入する燃料入口２ｂと、燃料排液を放出する燃料出口２ｃと、酸化剤を導入する酸化剤入口２ｄと、未消費酸化剤および生成水を含む流体を放出する酸化剤出口２ｅとを有する。本体２ａは、一般に、２以上のセルを電気的に直列に接続するように積層したスタックを含んでいる。
【００１７】
まず、図２を参照して、セルの構造について説明する。
【００１８】
セル１０は、直接メタノール型燃料電池のセルであり、高分子電解質膜１２と、高分子電解質膜１２を間に挟むように配置されたアノード１４及びカソード１６を含んでいる。高分子電解質膜１２は、水素イオン伝導性を有している。アノード１４には、燃料であるメタノールが供給される。カソード１６には、酸化剤である空気が供給される。
【００１９】
アノード１４、高分子電解質膜１２及びカソード１６の積層方向において、アノード１４の上にはアノード側セパレータ２６が積層され、アノード側セパレータ２６の更に上には端板４６Ａが配置されている。また、カソード１６の上（図では下方向）にはカソード側セパレータ３６が積層され、カソード側セパレータ３６の更に上には端板４６Ｂが配置されている。セル１０が２以上積層される場合には、端板４６Ａ及び４６Ｂはセル毎に設けられず、セルスタックの積層方向の両端に１つずつ配置される。各端版は、燃料電池の出力端子２ｘおよび２ｙに送られる電力を中継する集電板として機能し、電力はＤＣ／ＤＣコンバータ１０２を介して、図示しない外部負荷や蓄電池１０３に送られる。
【００２０】
燃料および酸化剤が外部に漏れるのを防止するため、ガスケットによりシーリング構造を構成している。具体的には、アノード側セパレータ２６と高分子電解質膜１２との間には、アノード１４を囲むようにガスケット４２が配置され、カソード側セパレータ３６と高分子電解質膜１２との間には、カソード１６を囲むようにガスケット４４が配置されている。ガスケット４２及び４４は、それぞれ、燃料及び酸化剤がアノード１４及びカソード１６から外部に漏れるのを防止する。
【００２１】
２つの端板４６Ａ及び４６Ｂは、図示しないボルト及びバネ等により、各セパレータとＭＥＡとを加圧するように互いに締結されて、セル１０が構成されている。
【００２２】
アノード１４は、アノード触媒層１８及びアノード拡散層２０を含む。アノード触媒層１８は、高分子電解質膜１２に接している。アノード拡散層２０は、撥水処理が施されたアノード多孔質基材２４、及びその表面に形成された、撥水性の高い材料からなるアノード撥水層２２を含む。アノード撥水層２２及びアノード多孔質基材２４は、この順番で、アノード触媒層１８の高分子電解質膜１２と接している面とは反対側の面の上に積層されている。
【００２３】
カソード１６は、カソード触媒層２８及びカソード拡散層３０を含む。カソード触媒層２８は、高分子電解質膜１２のアノード触媒層１８が接している面とは反対側の面に接している。カソード拡散層３０は、撥水処理が施されたカソード多孔質基材３４、及びその表面に形成された、撥水性の高い材料からなるカソード撥水層３２を含む。カソード撥水層３２及びカソード多孔質基材３４は、この順番で、カソード触媒層２８の高分子電解質膜１２と接している面とは反対側の面の上に積層されている。
【００２４】
高分子電解質膜１２、アノード触媒層１８及びカソード触媒層２８からなる積層体は、燃料電池の発電を担っており、ＣＣＭ（Catalyst Coated Membrane）と呼ばれている。また、ＭＥＡは、ＣＣＭと、アノード拡散層２０及びカソード拡散層３０とからなる積層体である。アノード拡散層２０及びカソード拡散層３０は、アノード１４及びカソード１６に供給される燃料及び酸化剤の均一な分散を担うとともに、生成物である水及び二酸化炭素の円滑な排出を担っている。
【００２５】
アノード側セパレータ２６は、アノード多孔質基材２４との接触面に、アノード１４に燃料を供給するための燃料流路３８を有している。燃料流路３８は、例えば、上記接触面に形成され、アノード多孔質基材２４に向かって開口する凹部ないしは溝から構成される。燃料流路は、燃料電池本体２ａの燃料入口２ｂおよび燃料出口２ｃと連絡している。
【００２６】
カソード側セパレータ３６は、カソード多孔質基材３４との接触面に、カソード１６に酸化剤（空気）を供給するための酸化剤流路４０を有している。酸化剤流路４０も、例えば、上記接触面に形成され、カソード多孔質基材３４に向かって開口する凹部ないしは溝から構成される。酸化剤流路は、燃料電池本体２ａの酸化剤入口２ｄおよび酸化剤出口２ｅと連絡している。
【００２７】
燃料電池システム１は、更に、燃料入口に液状燃料を供給する燃料供給部を構成する燃料ポンプ３と、酸化剤入口に酸化剤を供給する酸化剤供給部を構成する空気ポンプ４とを具備する。燃料ポンプ３および空気ポンプ４の出力は、通常、所定の制御部５により制御される。このような制御部５には、演算部５ａを備えたマイクロコンピュータなどが用いられる。
【００２８】
燃料ポンプ３は、高濃度の補充燃料６ａを含む燃料タンク６および循環タンク７と連絡している。補充燃料は、燃料ポンプの上流または下流に設けられた合流部８で、燃料排液６ｂと合流する。その結果、補充燃料６ａにより濃度調整された液状燃料６ｃが、燃料電池の燃料入口２ｂに導かれる。すなわち、燃料ポンプ３は、循環タンク７から、燃料入口に燃料排液を循環させる循環ポンプとしての役割を担っている。合流部８は、補充燃料６ａと燃料排液６ｂとを一時的に滞留させるとともに混合する混合タンクを有してもよい。
【００２９】
燃料供給部は、少なくとも燃料ポンプ（第１燃料ポンプ）３を含むが、制御部５内の燃料ポンプ３を制御する部分、燃料タンク６および補充燃料を燃料排液と合流させる合流部８の少なくとも１つを、燃料供給部の一部と解釈してもよい。また、燃料供給部は、別途、循環タンク７から合流部８に燃料排液６ｂを導く循環ポンプ（第２燃料ポンプ）を含んでもよい。燃料供給部は、更に、燃料タンク６と合流部８との間に、合流部８へ導かれる補充燃料６ａの量を制御するための補充燃料ポンプ（第３燃料ポンプ）を含んでもよい。第２および第３燃料ポンプの出力は、上記の制御部５により制御すればよい。
【００３０】
液状燃料６ｃは、燃料入口２ｂから燃料流路に導入され、燃料を消費しつつ流路を通過し、最終的には二酸化炭素を含んだ燃料排液として燃料出口２ｃから排出される。燃料排液中の燃料濃度は減少しているが、未反応燃料を含むため、二酸化炭素を分離した後、再
利用に供される。そのために、燃料排液は、燃料出口２ｃと循環タンク７とを連絡する燃料排出路９を通って、循環タンク７に回収される。
【００３１】
二酸化炭素の分離方法は、特に限定されないが、例えば、循環タンク７に窓部を設け、当該窓部を、二酸化炭素を通過させる気液分離膜で塞ぐことにより、外部に排出することができる。
【００３２】
空気ポンプ４は、外部から空気を取り込み、酸化剤として燃料電池の酸化剤入口２ｄに導く役割を果たす。酸化剤供給部は、少なくとも空気ポンプ４を含むが、制御部５内の空気ポンプ４を制御する部分を酸化剤供給部の一部と解釈してもよい。空気は、酸化剤入口２ｄから酸化剤流路に導入され、酸素を消費しつつ流路を通過し、最終的には水蒸気（生成水）を含んだ流体として、酸化剤出口２ｅから排出される。排出された流体は、空気ポンプ４からの圧力により、生成水排水路１０１を通って、循環タンク７に導かれる。
【００３３】
循環タンク７では、排出された流体から生成水の一部を分離し、残部を外部に放出する。燃料としてメタノールを用いる場合、理論上は、アノードで水が１モル消費される毎に、カソードで水が３モル生成する。したがって、生成水のうち、１モル分の量の水を回収することにより、理論上は、システム内の水量をほぼ一定に維持することができる。残りの２モル分の量の水は循環タンク７の外部に放出される。分離された生成水は、循環タンク７に回収される。生成水排水路１０１は、酸化剤出口２ｅと循環タンク７とを連絡している。
【００３４】
このようにして、燃料と酸化剤を燃料電池に供給して発電することができるが、発電を開始する前に燃料電池のアノード極内に十分燃料を拡散させておく必要がある。燃料不足の状態、つまりアノード極内での燃料拡散にばらつきが大きい状態で燃料電池から電流を取り出すと、燃料電池内の少なくとも１つのセルで不可逆な転極が発生し発電不能に陥る可能性があるからである。一方、アノード極に燃料を十分供給した状態でカソード極に酸化剤を供給するとカソード極からアノード極への酸素クロスオーバーにより、アノード極内の圧力が異常に上昇し、液漏れの発生、更にはＭＥＡやシーリング部の破損の可能性がある。
【００３５】
以下、燃料電池発電開始時のアノード極内圧力上昇の抑制方法について説明する。図３は、燃料電池のアノード極に発電に必要な十分燃料を供給した後、発電に必要な酸化剤をカソード極に供給した際のアノード極内部圧力上昇を示すデータである。酸化剤供給直後から圧力が急激に上昇し、約１１ｋＰａまで上昇していることがわかる。これは通常発電時の３〜４倍の値であり、液漏れの発生、更にはＭＥＡやシーリング部の破損が懸念される。また、発電開始前の燃料と酸化剤供給時の圧力上昇だけのために高耐圧設計が必要となる。
【００３６】
カソード極からアノード極への酸素クロスオーバーを抑制するためには、発電開始前の燃料と酸化剤の供給時において、時間当たりの酸化剤積算供給量を低減させるのが最も有効な手段である。図４は、時間当たりの酸化剤積算供給量を低減させるため、約３秒周期で断続的に酸化剤を供給した場合のアノード極内部圧力上昇を示すデータである。酸化剤積算供給量の合計が図３に示す積算量になれば、酸素クロスオーバーの発生がなくなり、そのまま酸化剤を連続的に供給してもアノード極内部圧力は上昇しない。酸化剤を断続的に供給する周期は、アノード電極内部圧力が、アノード電極へ供給される燃料とカソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れない範囲内であることが望ましい。
【００３７】
また、酸化剤を断続的に供給する１周期中の供給時間は、アノード電極内部圧力が、アノード電極へ供給される燃料とカソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏
れない範囲内であることが望ましい。
【００３８】
更に、酸化剤を断続的に供給する回数は、アノード電極内部圧力が、アノード電極へ供給される燃料とカソード電極へ供給される酸化剤を含むガスとが外部へ漏れない範囲内で、少なくとも２回以上繰り返すことが望ましい。図４のデータをみれば明らかなように、アノード電極内部圧力は５ｋＰａ未満に抑制することができ、良好な結果を得られた。
【００３９】
酸素クロスオーバーによるアノード極内部圧力上昇を抑制する次なる有効手段は、時間当たりの酸化剤積算供給量を低減させるため、時定数を持って酸化剤の供給量を連続的または段階的に、燃料電池の発電に必要な所定量に到達するまで増加させることである。酸化剤積算供給量の合計が、図３に示す積算量なれば、酸素クロスオーバーの発生がなくなり、そのまま酸化剤を連続的に供給してもアノード極内部圧力は上昇しない。酸化剤供給装置である空気ポンプの停止状態から所定供給量に到達するまでの時間は、アノード電極内部圧力がシーリング構造とＭＥＡを破損しない時間以上であることが望ましい。
【００４０】
酸素クロスオーバーによるアノード極内部圧力上昇を抑制する次なる有効手段は、アノード極内部圧力または圧力の変化量に応じて、酸化剤供給量を制御し、アノード電極内部圧力の上昇が飽和した後、発電に必要な所定量の酸化剤を供給することである。図１に示す圧力センサ１１にて、燃料ポンプの吐出圧力、つまりアノード電極内の圧力を検出し、制御部５に圧力検出値が送られる。制御部５は圧力検出値または圧力の変化量に応じて、空気ポンプの回転数を制御する。具体的には圧力検出値または圧力検出値の変化量が大きい場合、空気ポンプの回転数を低下させる。つまり酸化剤供給量を減少または停止しアノード極内部圧力上昇を抑制する。また圧力検出値または圧力検出値の変化量が小さい場合、空気ポンプの回転数を増加させる。つまり酸化剤供給量を増加させアノード電極内部圧力上昇を飽和へ導く。
【００４１】
以上のように、本発明によれば、酸素クロスオーバーによるアノード極内部圧力上昇を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の燃料電池システムは、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯小型電子機器における電源および、アウトドアレジャーや非常用バックアップ電源として有用である。また、本発明の燃料電池システムは、電動スクータ用電源等の用途にも応用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  燃料電池システム
２  燃料電池
２ｂ  燃料入口
２ｃ  燃料出口
２ｄ  酸化剤入口
２ｅ  酸化剤出口
３  燃料ポンプ
４  空気ポンプ
５  制御部
６  燃料タンク
７  循環タンク
８  合流部
１０１  生成水排水路
１０２  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０３  蓄電池
【図１】
2014238914.tif 000003
【図２】
2014238914.tif 000004
【図３】
2014238914.tif 000005
【図４】
2014238914.tif 000006