(57)【要約】【課題】  本発明は燃料電池システムに関し、燃料電池スタックを構成する複数の単セルのうち一部の単セルで起きているカソードガスの欠乏を正確に検知できるようにする。【解決手段】  燃料電池スタック２を構成する複数の単セル４Ａ，４Ｂのうち一部の単セル４Ａでカソードガスの欠乏が起きた場合、その単セル４Ａのカソードではアノード４４側から透過してきたプロトンと電子との再結合によってアノードガスが生成され、生成されたアノードガスはカソードオフガス通路１６へ排出される。本発明では、カソードオフガス通路１６を流れるアノードガスを検出し、アノードガスが検出されたら、燃料電池スタックを構成する複数の単セルのうち一部の単セルでカソードガスが欠乏していると判定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロトン導電性の電解質膜を有する単セルが複数積層されて構成された燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックから排出されるカソードオフガスが流れるカソードオフガス通路と、
前記カソードオフガス通路を流れるアノードガスを検出するアノードガス検出手段と、
前記アノードガス検出手段によりアノードガスが検出されたら、前記燃料電池スタックを構成する複数の単セルのうち一部の単セルでカソードガスが欠乏していると判定するカソードガス欠乏判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記アノードガス検出手段は、アノードガスとカソードオフガスに含まれる未反応のカソードガスとを直接反応させ、その反応による発熱を検出する手段であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記アノードガス検出手段は、前記カソードオフガス通路に配置された触媒を含み、前記触媒上でアノードガスとカソードオフガスに含まれる未反応のカソードガスとを直接反応させることを特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記アノードガス検出手段は、前記触媒に直接接続された温度センサを含み、前記温度センサによって前記触媒上での発熱を直接検出することを特徴とする請求項３記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記アノードガス検出手段は、前記触媒の上流に配置された上流側温度センサと、前記触媒の下流に配置された下流側温度センサとを含み、前記上流側温度センサと前記下流側温度センサとによりそれぞれ測定される温度の温度差によって前記触媒上での発熱を検出することを特徴とする請求項３記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関し、特に、燃料電池スタックにおけるカソードガスの欠乏を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電解質膜の両側をそれぞれ電極とセパレータとによって挟んで構成され、通常、前記構造を一つの単セルとして複数枚の単セルが積層された燃料電池スタックとして使用される。複数の単セルからなる燃料電池スタックでは、一部の単セルにおいて異常が起きた場合でも、全体の発電電力の低下を招くことになる。特許文献１には、燃料電池スタックの異常を監視するための技術が開示されている。ここに開示された技術によれば、燃料電池スタックの電圧を測定し、測定した電圧のピーク形状によって燃料電池に起きている異常がフラッディング、ガス欠、或いはドライアップの何れであるか判定される。
【特許文献１】特開２００４−２４１２３６号公報
【特許文献２】特開平６−２２３８５０号公報
【特許文献３】特開２００４−１７１９９３号公報
【特許文献４】特開２００３−３３１８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、燃料電池の異常の１つであるガス欠には、アノードガスの欠乏とカソードガスの欠乏とがある。何れの反応ガスが欠乏しても燃料電池スタックの発電性能は低下するが、特にアノードガスのガス欠の場合には、アノードガスが欠乏しているセルにおいて構成部材が劣化し、発電性能や寿命特性の低下を招くという問題も発生する。したがって、アノードガスの欠乏の場合には運転を中止して異常個所の点検等を行うことが望ましい。一方、カソードガスの欠乏の場合には、スタック全体のカソードガスの流量を増量する等して運転を続行することができる。
【０００４】
上記のように、アノードガスの欠乏とカソードガスの欠乏とではガス欠時の対処方法に差がある。したがって、一部の単セルにおけるガス欠によって発電電力の低下が起きている場合、適切な対処を行うためには、それがアノードガスの欠乏によるものなのか、カソードガスの欠乏によるものなのか正確に判定できることが必要となる。若しくは、少なくとも何れか一方の反応ガス、例えば、カソードガスの欠乏を正確に検知することが必要となる。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、燃料電池スタックを構成する複数の単セルのうち一部の単セルで起きているカソードガスの欠乏を正確に検知できるようにした燃料電池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】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料電池システムであって、
プロトン導電性の電解質膜を有する単セルが複数積層されて構成された燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックから排出されるカソードオフガスが流れるカソードオフガス通路と、
前記カソードオフガス通路を流れるアノードガスを検出するアノードガス検出手段と、
前記アノードガス検出手段によりアノードガスが検出されたら、前記燃料電池スタックを構成する複数の単セルのうち一部の単セルでカソードガスが欠乏していると判定するカソードガス欠乏判定手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記アノードガス検出手段は、アノードガスとカソードオフガスに含まれる未反応のカソードガスとを直接反応させ、その反応による発熱を検出する手段であることを特徴としている。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記アノードガス検出手段は、前記カソードオフガス通路に配置された触媒を含み、前記触媒上でアノードガスとカソードオフガスに含まれる未反応のカソードガスとを直接反応させることを特徴としている。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、前記アノードガス検出手段は、前記触媒に直接接続された温度センサを含み、前記温度センサによって前記触媒上での発熱を直接検出することを特徴としている。
【００１０】
また、第５の発明は、第３の発明において、前記アノードガス検出手段は、前記触媒の上流に配置された上流側温度センサと、前記触媒の下流に配置された下流側温度センサとを含み、前記上流側温度センサと前記下流側温度センサとによりそれぞれ測定される温度の温度差によって前記触媒上での発熱を検出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明において、燃料電池スタックを構成する複数の単セルのうち一部の単セルでカソードガスの欠乏が起きた場合、その単セルのカソードではアノード側から透過してきたプロトンと電子との再結合によってアノードガスが生成され、生成されたアノードガスはカソードオフガス通路へ排出される。第１の発明によれば、このカソードオフガス通路を流れるアノードガスを検出することにより、一部の単セルで起きているカソードガスの欠乏を正確に検知することができる。
【００１２】
カソードガスの欠乏が起きていない単セルでは、そこから排出されるカソードオフガスには未反応のカソードガスが残存している。したがって、一部の単セルにおけるカソードガスの欠乏によってカソードオフガス通路にアノードガスが排出されている場合には、アノードガスと未反応のカソードガスとをカソードオフガス通路内で直接反応させることができる。第２の発明によれば、その反応による発熱を検出することで、カソードオフガス通路内のアノードガスを正確に検出することができる。
【００１３】
第３の発明によれば、触媒を用いることでアノードガスと未反応のカソードガスとを確実に反応させることができる。
【００１４】
特に、第４の発明によれば、温度センサによって触媒上での発熱を直接検出することで、クロスリークによる電極上での発熱の影響を排除して、アノードガスと未反応のカソードガスとの反応による発熱を正確に検出することができる。
【００１５】
また、第５の発明によれば、触媒の上流温度と下流温度との温度差によって触媒上での発熱を検出することで、クロスリークによる電極上での発熱の影響を排除して、アノードガスと未反応のカソードガスとの反応による発熱を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１．
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本発明が適用される燃料電池システムの概略構成を示す図である。この図に示すように、燃料電池システムは、燃料電池スタック２を備えている。燃料電池スタック２は、一方向に積層された複数枚の単セル４をその積層方向の両側からエンドプレート６Ａ，６Ｂで挟むことによって構成されている。各単セル４は、固体高分子電解質膜等のプロトン導電性の電解質膜を一対の触媒電極（アノードとカソード）で挟んだ構造を有しており、アノードへの水素を含むアノードガスの供給とカソードへの空気などの酸素を含むカソードガスの供給を受けて発電する。
【００１７】
燃料電池スタック２の一方のエンドプレート６Ａには、燃料電池スタック２を構成する各単セル４にアノードガスを供給するためのアノードガス供給管１０と、カソードガスを供給するためのカソードガス供給管１２とが接続されている。また、このエンドプレート６Ａには、各単セル４のアノードからのオフガス（アノードオフガス）を排出するためのアノードオフガス排出管１４と、カソードからのオフガス（カソードオフガス）を排出するためのカソードオフガス排出管１６とが接続されている。
【００１８】
本燃料電池システムは、カソードオフガス排出管１６の途中に検出部２０を備えている。この検出部２０では、カソードオフガス排出管１６を流れるアノードガス、つまり、水素の検出が行われている。検出部２０には、燃料電池スタック２の状態を監視する監視装置３０が接続されている。監視装置３０は、検出部２０においてカソードオフガスに含まれる水素を検出することで、燃料電池スタック２を構成する複数の単セル４のうち一部の単セルで起きているカソードガスの欠乏を検知している。以下、図２を参照して、カソードオフガスに含まれる水素によってカソードガスの欠乏を検知する仕組みについて詳しく説明する。
【００１９】
図２は、燃料電池スタック２の内部構造とそこで起きている現象を模式的に示す図である。図２では、燃料電池スタック２を構成する複数の単セルのうち２つの単セル４Ａ，４Ｂのみを図示している。各単セル４Ａ，４Ｂは、電解質膜４０をカソード４２とアノード４４で挟んだ構造体（膜−電極接合体）を有し、この構造体の両側を金属等の導電材で形成された一対のセパレータ４６，４８で挟んで構成されている。また、セパレータ４６とカソード４２との間には、カソードガスが流れるガス流路（カソードガス流路）５０が形成され、セパレータ４８とアノード４４との間には、アノードガスが流れるガス流路（アノードガス流路）５２が形成されている。
【００２０】
燃料電池スタック２には、各単セル４Ａ，４Ｂのカソードガス流路５０の入口に接続されるカソードガス供給マニホールド５４と、その出口に接続されるカソードオフガス排出マニホールド５６とが形成されている。供給マニホールド５４はカソードガス供給管１２（図１に示す）に接続されており、カソードガス供給管１２から供給されるカソードガスは、供給マニホールド５４を介して各単セル４Ａ，４Ｂのカソードガス流路５０に分配される。一方、排出マニホールド５６はカソードオフガス排出管１６に接続されており、各単セル４Ａ，４Ｂのカソードガス流路５０から排出されるカソードオフガスは、排出マニホールド５６に集められてカソードオフガス排出管１６に排出される。なお、図示は省略するが、各単セル４Ａ，４Ｂのアノードガス流路５２の入口には、アノードガス供給管１０（図１に示す）につながるアノードガス供給マニホールドが接続され、アノードガス流路５２の出口には、アノードオフガス排出管１４（図１に示す）につながるアノードオフガス排出マニホールドが接続されている。
【００２１】
上記のような構成によって各単セル４Ａ，４Ｂのアノード４４にはアノードガスが供給され、カソード４２にはカソードガスが供給される。ただし、図２に示す２つの単セル４Ａ，４Ｂはカソードガスの供給状態が異なっており、一方の単セル４Ｂでは、アノード４４へ供給されるアノードガスの流量に対して十分な流量のカソードガスがカソード４２へ供給されているのに対し、他方の単セル４Ａでは、カソード４２へ供給されるカソードガスの流量が不足している。この場合、各単セル４Ａ，４Ｂ内では次のような化学反応が起きる。
【００２２】
各単セル４Ａ，４Ｂのアノード４４では、アノードガス中に含まれる水素が下式（１）の化学反応を起こすことによって、水素イオンが生成される。
Ｈ2  →  ２Ｈ+＋２ｅ-  ・・・（１）
アノード４４で生成された水素イオンは、電解質膜４０を通ってカソード４２に供給される。カソード４２では、カソードガス中に含まれる酸素と、電解質膜４０を通って供給される水素イオンとが下式（２）の化学反応を起こすことによって、水（水蒸気）が生成される。
４Ｈ+＋４ｅ-＋Ｏ2  →  ２Ｈ2Ｏ  ・・・（２）
上記の各反応がアノード４４とカソード４２でそれぞれ連続して起きることにより、アノード４４とカソード４２との間に電位差が生じ、単セルは電池として機能する。
【００２３】
カソードガスの流量が足りている単セル４Ｂでは、カソードガス流路５０の上流側から下流側にかけて上記式（２）の化学反応が起こる。その結果、単セル４Ｂから排出マニホールド５６に排出されるカソードオフガスには、不活性ガスである窒素の他、上記反応により生成された水蒸気と、未反応の酸素が含まれることになる。なお、電解質膜４０のクロスリークによってアノード４４側からカソード側に水素が漏れることがあるが、クロスリークによる水素はカソード４２上で酸素と反応して水となる。このため、単セル４Ｂから排出されるカソードオフガスには水素は含まれない。
【００２４】
一方、カソードガスの流量が不足している単セル４Ａでは、カソードガス流路５０の上流側では上記式（２）の化学反応が起こるものの、下流側では反応に必要な酸素が無くなってしまう。このため、カソードガス流路５０の下流側では、下式（３）に示すようにアノード４４から電解質膜４０を通って供給される水素イオンが電子と再結合し、水素が生成されることになる。
２Ｈ+＋２ｅ-  →  Ｈ2  ・・・（３）
カソードガス中に酸素が残存しているならば、生成された水素はカソード４２上で燃焼して水となる。ところが、カソードガス流路５０の下流側には水素と反応する酸素は残っていないため、上記反応によって生成された水素は、窒素や水蒸気等とともにカソードオフガスに含まれて単セル４Ａ内から排出される。単セル４Ａから排出された水素は、他の単セル４Ｂからのカソードオフガスに混ざって排出マニホールド５６内を流れ、燃料電池スタック２の出口からカソードオフガス排出管１６へ排出される。
【００２５】
以上のように、燃料電池スタック２を構成する複数の単セル４Ａ，４Ｂのうち、一部の単セル４Ａにおいてカソードガスが欠乏している場合には、カソードオフガス排出管１６を流れるカソードオフガス中に水素が含まれることになる。また、電解質膜４０のクロスリークによってはカソードオフガス中には水素は含まれないので、カソードオフガス中に水素が含まれているならば、一部の単セルにおいてカソードガスが欠乏していると判断することができる。したがって、前述のように、カソードオフガス排出管１６を流れる水素を検出部２０で検出することによって、一部の単セルで起きているカソードガスの欠乏を検知することができる。
【００２６】
水素の検出方法としては、種々の検出方法が考えられる。本燃料電池システムでは、検出対象である水素がカソードオフガス中に含まれている条件を活かし、水素と酸素の反応に伴い発生する熱を検出することで水素の検出を行う。つまり、カソードオフガス中には他の単セルから排出された未反応の酸素が含まれているので、この未反応の酸素を水素と反応させ、反応に伴う発熱を検出することでカソードオフガス中の水素の存在を検出することができる。
【００２７】
図３は、検出部２０の構成を詳細に示す図である。図３に示すように、検出部２０には、周囲を触媒２４で覆った熱電対２２が配置されている。監視装置３０は、この熱電対２２に接続されている。カソードオフガス中に水素が含まれる場合、水素は触媒２４上で酸素と反応する。監視装置３０は、水素と酸素の反応による発熱を熱電対２２によって検出する。具体的には、カソードガス流量、アノードガス流量、及び冷却水温度に応じた判定温度が予め定められており、熱電対２２によって検出される温度が判定温度を超えたら、水素と酸素の反応による発熱があったものと判定する。その場合、監視装置３０は、アラーム信号を出力して一部の単セルにおいてカソードガスの欠乏が生じていることを警告するようになっている。本燃料電池システムでは、監視装置３０が第１の発明の「カソードガス欠乏判定手段」として機能している。
【００２８】
以上説明した構成により、本燃料電池システムによれば、カソードオフガス排出管１６を流れる水素をカソードオフガス中の酸素と反応させ、その反応に伴う発熱を検出することで、一部の単セルで起きているカソードガスの欠乏を正確に検知することができる。
【００２９】
実施の形態２．
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図４は、本実施形態の燃料電池システムにおける検出部２０の構成を詳細に示す図である。本燃料電池システムでは、検出部２０に結露対策が施されている。具体的には、熱電対２２に接するようにヒータ２６が設けられ、これら熱電対２２とヒータ２６を覆うように触媒２２が設けられている。監視装置３０の入力部には熱電対２２が接続され、出力部にはヒータ２６が接続されている。監視装置３０は、熱電対２２により検出される温度が一定温度（１００℃以上）になるようにヒータ２６への供給電力を制御している。
【００３０】
カソードオフガス排出管１６内を流れるカソードオフガス中には、カソードでの水の生成反応によって多くの水蒸気が含まれている。このため、触媒２４の温度がカソードオフガスの温度よりも低い場合には、水蒸気が触媒２４の表面で結露してしまう。触媒２４上での水素と酸素の反応は気相反応であるため、触媒２４が結露した場合には反応の進行が阻害される。しかし、本燃料電池システムによれば、触媒２４はヒータ２６によって加熱されているので、触媒２４が結露することはなくカソードオフガス中の水素と酸素を確実に反応させることができる。
【００３１】
なお、触媒２４上で水素と酸素が反応したときには、その反応熱による熱電対２２の検出温度の上昇を抑制するようにヒータ２６への供給電力が低下する。したがって、本燃料電池システムでは、ヒータ２６への供給電力の低下から水素の存在を検出することができ、一部の単セルで起きているカソードガスの欠乏を検知することができる。
【００３２】
実施の形態３．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
図５は、本実施形態の燃料電池システムにおける検出部２０の構成を詳細に示す図である。本燃料電池システムでは、カソードオフガス排出管１６内を通るパイプ６６が設けられている。パイプ６６の外面には触媒６０が塗布されている。パイプ６６内には水や空気等の流体が一定の流量で流され、パイプ６６内を流れる流体はヒータ７０によって加温されている。ヒータ７０の加温温度は、カソードオフガス排出管１６内の温度よりも高い温度に設定されている。パイプ６６がカソードオフガス排出管１６内に入る入口付近と、パイプ６６がカソードオフガス排出管１６外に出た出口付近には、それぞれパイプ６６内の流体の温度を計測する温度計６２，６４が設けられている。これら温度計６２，６４は監視装置３０に接続されている。
【００３３】
このような検出部２０の構成によれば、カソードオフガス中の水素と酸素が触媒６０上で反応したときには、その反応熱によってパイプ６６内を流れる流体が加熱される。その結果、入口側の温度計６２により検出される入口温度と、出口側の温度計６４により検出される出口温度とに温度差が生じる。したがって、本燃料電池システムによれば、入口温度と出口温度との温度差から水素と酸素の反応による発熱を検出することができ、一部の単セルで起きているカソードガスの欠乏を検知することができる。
【００３４】
また、本燃料電池システムによれば、パイプ６６内を流れる流体によって触媒６０を加温することができるので、触媒６０の結露を防止してカソードオフガス中の水素と酸素を確実に反応させることができる。
【００３５】
実施の形態４．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図６は、本実施形態の燃料電池システムにおける検出部２０の構成を詳細に示す図である。本燃料電池システムでは、カソードオフガス排出管１６内を通るパイプ６６に触媒６０が塗布され、触媒６０に接して熱電対６８が配置されている。熱電対６８は監視装置３０に接続されている。パイプ６６内には、ヒータ７０で加温された流体が流されている。
【００３６】
このような検出部２０の構成によれば、パイプ６６内を流れる流体によって触媒６０は加温されているので、触媒６０が結露することはなく、カソードオフガス中の水素と酸素を確実に反応させることができる。また、触媒６０上での水素と酸素の反応による発熱を熱電対６８によって直接検出することができるので、実施の形態３のように間接的に検出する場合に比較して発熱に対する検出感度を高くすることができ、より正確に水素と酸素の反応による発熱を検出することができる。
【００３７】
実施の形態５．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
図７は、本実施形態の燃料電池システムにおける検出部の結露対策を説明するための説明図である。本燃料電池システムでは、カソードオフガスが検出部２０に入る前の前処理によって検出部２０での結露を防止している。具体的には、カソードオフガス排出管１６における検出部２０の上流に気液分離器７４が配置され、さらにその上流に熱交換器７２が配置されている。熱交換器７２を通るカソードオフガスは、検出部２０の温度（触媒の温度）以下まで冷却されるようになっている。
【００３８】
このような構成によれば、カソードオフガス中に含まれる水蒸気の一部は熱交換器７２において液化し、水蒸気が液化した水は気液分離器７４で回収される。これにより、検出部２０に流入する際のカソードオフガスの露点は検出部２０の温度よりも低くなり、検出部２０での結露が防止される。なお、検出部２０の構成は実施の形態１乃至４の何れの構成を用いてもよい。
【００３９】
実施の形態６．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
図８は、本実施形態の燃料電池システムにおける検出部２０の配置を説明するための説明図である。検出部２０の構成は、実施の形態１乃至４の何れの構成を用いてもよい。本燃料電池システムでは、カソードオフガス排出管１６と並行してバイパス管７８を設け、このバイパス管７８に検出部２０を配置している。バイパス管７８は、カソードオフガス排出管１６よりも内径が小さいパイプで形成されている。また、カソードオフガス排出管１６とバイパス管７８との入口側の接続部には、バタフライ弁７６が設けられている。バタフライ弁７６を作動させることで、カソードオフガスの流れ方向をカソードオフガス排出管１６とバイパス管７８とで切替えることができる。バタフライ弁７６は監視装置３０の出力側に接続され、監視装置３０は一定の時間間隔でバタフライ弁７６を作動させてバイパス管７８側へカソードオフガスを流している。
【００４０】
このような構成によれば、燃料電池スタックから排出されるカソードオフガスの一部のみを検出部２０に供給することができる。検出部２０を通過するカソードオフガスの流量が多いと、それだけカソードオフガスにより持ち去られる熱量も大きくなる。このため、水素と酸素の反応による発熱を検出する際の検出感度が低下するだけでなく、実施の形態２乃至４のように結露対策として触媒を加温する場合には、触媒を高温に保つための大きなエネルギーが必要になってしまう。本燃料電池システムによれば、検出部２０を通過するカソードオフガスの流量が抑えられるので、高い検出感度を確保できるとともに、触媒を高温に保つためのエネルギー量を抑えることができる。
【００４１】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施することができる。
【００４２】
上記実施の形態では、触媒により水素と酸素を反応させ、その反応による発熱を検出することでカソードオフガスに含まれる水素を検出しているが、水素センサを用いて水素の検出を行っても良い。
【００４３】
また、触媒上での水素と酸素の反応による発熱を検出する方法としては、カソードオフガス排出管における触媒の上流と下流のそれぞれに温度センサ（熱電対等）を配置し、２つの温度センサの温度差によって触媒上での発熱を検出するようにしてもよい。電解質膜のクロスリークによってアノード側からカソード側に水素が漏れた場合、カソード上で水素と酸素が反応して発熱し、カソードオフガスの温度は上昇する。しかし、前記の検出方法によれば、触媒に流入するカソードオフガスの温度の影響は排除されるので、触媒上での水素と酸素との反応による発熱を正確に検出することができる。
【００４４】
また、本発明によるカソードガスの欠乏を検知する方法は、電圧の低下を検出することによるガス欠の検知方法と組み合わせることができる。これによれば、電圧の低下を招いているガス欠がアノードガスの欠乏なのか、或いはカソードガスの欠乏なのか判定することができ、適切な対策を講じることができる。また、セルモニタによる単セル毎の電圧の検出と組み合わせれば、カソードガスが欠乏している単セルを特定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明が適用される燃料電池システムの概略構成を示す図である。
【図２】燃料電池スタックの内部構造とそこで起きている現象を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における検出部の構成を詳細に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２における検出部の構成を詳細に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３における検出部の構成を詳細に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４における検出部の構成を詳細に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態５における検出部の結露対策を説明するための説明図である。
【図８】本発明の実施の形態６における検出部の配置を説明するための説明図である
【符号の説明】
【００４６】
２  燃料電池スタック
４  単セル
４Ａ  カソードガスが欠乏している単セル
４Ｂ  正常な単セル
１０  アノードガス供給管
１２  カソードガス供給管
１４  アノードオフガス排出管
１６  カソードオフガス排出管
２０  検出部
２２  熱電対
２４  触媒
２６  ヒータ
３０  監視装置
４０  電解質膜
４２  カソード
４４  アノード
４６，４８  セパレータ
５０  カソードガス流路
５２  アノードガス流路
５４  カソードガス供給マニホールド
５６  カソードオフガス排出マニホールド
６０  触媒
６２，６４  温度計
６６  パイプ
６８  熱電対
７０  ヒータ
７２  熱交換器
７４  気液分離器
７６  バタフライ弁
７８  バイパス管
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006252791.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006252791.tif 000009
【図８】
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