(57)【要約】【課題】  長期に亘り燃料電池スタック内部の酸素分圧の上昇を抑制して、触媒の劣化を防止し、燃料電池発電システムの発電停止、停止保管に伴う燃料電池性能の低下を防止する。【解決手段】  発電停止操作において、空気の供給を停止し、酸化剤極入口バルブ１７を閉止して、電気制御装置３の負荷運転モードを継続する（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）。燃料極１ａを基準とした単電池電圧が０．１Ｖに低下した時点で（Ｓ１０４のＹＥＳ）、電流源モードに切り替え、酸化剤極１ｂから外部回路経由で燃料極１ａに直流電流を流す（Ｓ１０５）。燃料極１ａを基準とした単電池電圧が−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで低下した後、１２０秒間経過した時点（Ｓ１０６のＹＥＳ）で、電気制御装置３を停止する（Ｓ１０７）。酸化剤極出口バルブ１８を閉止して改質ガスの供給を停止し、燃料極入口バルブ１５と燃料極出口バルブ１６を閉止する（Ｓ１０８〜Ｓ１１０）。【選択図】  図２
2006147250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質を挟んで配置した燃料極と酸化剤極とを有する単電池を複数積層して構成される燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに燃料および酸化剤をそれぞれ供給する燃料供給ラインおよび酸化剤供給ラインと、前記燃料電池スタックへ供給された燃料および酸化剤をそれぞれ排出する燃料排出ラインおよび酸化剤排出ラインを備えた燃料電池発電システムの発電停止、停止保管を行う方法において、
前記燃料電池発電システムの発電停止過程で、
前記酸化剤供給ラインを閉止する酸化剤供給ライン閉止操作と、
前記酸化剤供給ライン閉止操作により前記酸化剤供給ラインを閉止した状態で、前記燃料極を基準とした単電池電圧が−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで前記酸化剤極から外部回路を経由して燃料極に直流電流を流す直流電流通電操作と、
前記直流電流通電操作の開始時点以降に、前記酸化剤排出ラインを閉止する酸化剤排出ライン閉止操作と、
前記直流電流通電操作の終了時点以降に、前記燃料排出ラインおよび前記燃料供給ラインを閉止する燃料排出・供給ライン閉止操作を行う
ことを特徴とする燃料電池発電システムの停止保管方法。
【請求項２】
前記直流電流通電操作を終了した後に、前記酸化剤排出ライン閉止操作および前記燃料排出・供給ライン閉止操作を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電システムの停止保管方法。
【請求項３】
前記直流電流通電操作を開始した後に、前記酸化剤排出ライン閉止操作を行い、
前記酸化剤排出ライン閉止操作を行った後に、前記直流電流通電操作を終了すると共に前記燃料排出・供給ライン閉止操作を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電システムの停止保管方法。
【請求項４】
前記酸化剤排出ライン閉止操作を行った後に前記酸化剤極の圧力を監視して、当該圧力の検出値が予め設定された設定圧力値に到達した時点で、前記直流電流通電操作を終了すると共に前記燃料排出・供給ライン閉止操作を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池発電システムの停止保管方法。
【請求項５】
前記酸化剤排出ライン閉止操作を行った後に前記燃料極を基準とした単電池電圧が予め設定された設定電圧値を下回った時点で、前記直流電流通電操作を終了すると共に前記燃料排出・供給ライン閉止操作を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池発電システムの停止保管方法。
【請求項６】
前記燃料電池発電システムの停止保管時に、
前記燃料供給ラインを開いて前記燃料電池スタックに燃料を供給する保管時燃料供給操作と、
前記燃料供給操作後に、前記燃料極を基準とした単電池電圧が−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで前記酸化剤極から外部回路を経由して燃料極に直流電流を流す保管時直流電流通電操作と、
前記直流電流通電操作を終了した後に、前記燃料供給ラインを閉止する保管時燃料ライン閉止操作を行う
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池発電システムの停止保管方法。
【請求項７】
前記燃料電池システムは、炭化水素系燃料から水素リッチガスを製造する改質装置と製造した水素リッチガスを貯蔵する水素貯蔵タンクを備え、
前記保管時燃料供給操作により供給される前記燃料は、前記燃料電池システム運転中に前記改質装置にて製造されて前記水素貯蔵タンクに貯蔵されている水素リッチガスである
ことを特徴とする請求項６に記載の燃料電池発電システムの停止保管方法。
【請求項８】
前記直流電流の大きさを、前記改質装置の温度により制御する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の燃料電池発電システムの停止保管方法。
【請求項９】
前記酸化剤排出ラインに燃焼器を設けて排ガス中の水素を燃焼させる
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の燃料電池発電システムの停止保管方法。
【請求項１０】
電解質を挟んで配置した燃料極と酸化剤極とを有する単電池を複数積層して構成される燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに燃料および酸化剤をそれぞれ供給する燃料供給ラインおよび酸化剤供給ラインと、前記燃料電池スタックへ供給された燃料および酸化剤をそれぞれ排出する燃料排出ラインおよび酸化剤排出ラインを備えた燃料電池発電システムの発電停止、停止保管を行うためのプログラムにおいて、
前記燃料電池発電システムの発電停止過程で、
前記酸化剤供給ラインを閉止する酸化剤供給ライン閉止操作と、
前記酸化剤供給ライン閉止操作により前記酸化剤供給ラインを閉止した状態で、前記燃料極を基準とした単電池電圧が−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで前記酸化剤極から外部回路を経由して燃料極に直流電流を流す直流電流通電操作と、
前記直流電流通電操作の開始時点以降に、前記酸化剤排出ラインを閉止する酸化剤排出ライン閉止操作と、
前記直流電流通電操作の終了時点以降に、前記燃料排出ラインおよび前記燃料供給ラインを閉止する燃料排出・供給ライン閉止操作
をコンピュータに実現させることを特徴とする燃料電池発電システムの停止保管プログラム。
【請求項１１】
電解質を挟んで配置した燃料極と酸化剤極とを有する単電池を複数積層して構成される燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに燃料および酸化剤をそれぞれ供給する燃料供給ラインおよび酸化剤供給ラインと、前記燃料電池スタックへ供給された燃料および酸化剤をそれぞれ排出する燃料排出ラインおよび酸化剤排出ラインを備えた燃料電池発電システムにおいて、
前記燃料電池スタックで得られた電気エネルギーを外部負荷に供給する通常の負荷運転モードと、燃料電池スタックの起電力がない状態において前記酸化剤極から外部回路を経由して前記燃料極に直流電流を流す電流源モードを有する電気制御手段を備え、
前記酸化剤供給ラインは、発電停止過程で閉止するように構成され、
前記電気制御手段は、発電停止過程で、前記酸化剤供給ラインが閉止した状態で、前記負荷運転モードから前記電流源モードに切り替わって、前記酸化剤極から外部回路を経由して燃料極に直流電流を流し、前記燃料極を基準とした単電池電圧が−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となった時点で動作を停止するように構成され、
前記酸化剤排出ラインは、前記電気制御手段が前記電流源モードに切り替わった時点以降に閉止するように構成され、
前記燃料排出ラインおよび前記燃料供給ラインは、前記電気制御手段が前記電流源モードから動作を停止した時点以降に閉止するように構成されている
ことを特徴とする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、単電池を複数積層して構成される燃料電池スタックに燃料および酸化剤をそれぞれ供給して電気化学反応により発電を行う燃料電池システムとその発電停止、停止保管を行うための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池発電システムは、水素等の燃料と空気等の酸化剤を燃料電池本体に供給して、電気化学的に反応させることにより、燃料の持つ化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換して外部へ取り出す発電装置である。この燃料電池発電システムは、比較的小型であるにもかかわらず、高効率で、環境性に優れるという特徴を持つ。また、発電に伴う発熱を温水や蒸気として回収することにより、コージェネレーションシステムとしての適用が可能である。
【０００３】
このような燃料電池本体は、電解質の違い等により様々なタイプのものに分類されるが、中でも、電解質に固体高分子電解質膜を用いた固体高分子形燃料電池は、低温動作性や高出力密度等の特徴から、一般家庭用を視野に入れた小型コージェネレーションシステムや電気自動車用の動力源としての用途に適しており、今後、市場規模が急激に拡大することが予想されている。
【０００４】
この固体高分子形燃料電池発電システムは、一般家庭用の小型コージェネレーションシステムを例にとると、都市ガスやＬＰＧ等に代表される炭化水素系燃料から水素含有ガスを製造する改質装置、改質装置で製造された水素含有ガスと大気中の空気を燃料極および酸化剤極にそれぞれ供給して起電力を発生させる燃料電池スタック、燃料電池スタックで発生した電気エネルギーを外部負荷に供給する電気制御装置、および発電に伴う発熱を回収する熱利用系等から構成されている。
【０００５】
このように、燃料電池発電システムの運転には燃料の投入が前提となるため、燃料投入量に対する発電量で定義される発電効率が高いほど、燃料使用量の削減が実現でき、ユーザメリットが高くなる。したがって、発電効率が燃料電池発電システムの性能を示す指標となっている。
【０００６】
この燃料電池発電システムにおいて、実際に発電機能を担っている燃料電池スタックには、運転に伴う様々な要因により経時的に電圧が低下し、結果として発電効率が低下するという問題がある。すなわち、燃料電池スタックの経時的な電圧低下を抑制することが、発電効率の高い燃料電池発電システムを提供する上で、最も重要なポイントとなっている。
【０００７】
燃料電池発電システムは、ユーザの電力需要に応じて定期的に起動停止して運用するのが一般的である。反応ガスの供給停止を伴う停止保管時には燃料電池の燃料極と酸化剤極に外部から空気が混入する。燃料極と酸化剤極の両極に酸素が存在する状態のまま、起動時に燃料極に水素リッチガスを供給すると、局所的に酸化剤極触媒の劣化が生じ、燃料電池スタックの電圧低下を引き起こす。したがって、少なくとも酸化剤極の酸素分圧を予め低減させておく必要がある。
【０００８】
酸化剤極の酸素分圧低減方法としては、燃料電池発電システムの起動前に窒素等で置換する方法や、燃料供給時に固定負荷を接続してカソードの残存酸素を消費する方法等が知られている。また、燃料電池システムの停止保管時に酸化剤極を酸素雰囲気に保持すると、酸化剤極の高電位保持に起因する触媒のシンタリングや燃料極への酸素の透過による電解質膜の劣化が生じるため、停止保管時にも、前記方法により、酸化剤極を還元雰囲気にしておくことが好ましい。
【０００９】
現状では、例えば、発電停止時に窒素パージ等により酸化剤極の酸素分圧を低減させた後、燃料電池を密封する方法が広く採用されている（例えば、特許文献１参照）。また、燃料電池に外部電源を接続して、水分を電気分解して酸化剤極に水素含有ガスを充填させた後、燃料電池を密封することにより、窒素パージによる方法で困難であった酸化剤極内部の残留酸素を完全に除去することが可能となる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−６１６６
【特許文献２】特開２００２−９３４４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したような従来の燃料電池発電システムの停止保管方法には、次のような問題がある。
【００１１】
まず、特許文献１に記載の方法においては、シール材の経年劣化やシール機能の限界等の問題から、停止保管時に外部から微量の空気が徐々に燃料電池内部に混入してしまい、その結果、還元雰囲気に保持される時間が短くなり、長期停止に対応できないという問題がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載の方法では、特許文献１についての上記問題は改善されるものの、水分を電気分解して酸化剤極に水素を発生させるためには、燃料電池の燃料極へ印加する電圧を少なくとも理論電圧である１．２２Ｖ以上に設定する必要があり、燃料極の高電位保持によって、触媒のシンタリングや担持体カーボンの腐食が生じ、触媒が劣化するという問題がある。
【００１３】
さらに、燃料極触媒として、良好なＣＯ耐性を示すことが知られているＰｔＲｕ等の合金触媒を使用する場合には、燃料極電位の上昇により、Ｒｕ等の合金種の溶出が加速され、ＣＯ耐性が低下するという問題も生じる。
【００１４】
また、固体高分子形燃料電池においては、電解質膜に所定量の水分を含水保持させる必要があるため、停止保管時に水分を電気分解すると、水分の消費に伴う電解質膜の含水率の低下によって、再起動後の燃料電池の性能が低下するという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、長期に亘り燃料電池スタック内部の酸素分圧の上昇を抑制して、触媒の劣化を防止し、燃料電池発電システムの発電停止、停止保管に伴う燃料電池性能の低下を防止可能な、燃料電池発電システムとその停止保管方法、停止保管プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記のような目的を達成するために、燃料電池発電システムの発電停止過程で、酸化剤供給ラインを閉止した後、燃料極を基準とした単電池電圧が−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで酸化剤極から外部回路を経由して燃料極に直流電流を流すことにより、燃料極の高電位保持を伴わずに、燃料極だけでなく酸化剤極にも水素リッチガスを充填して、停止保管時に外部から混入した酸素を消費できるようにしたものである。
【００１７】
本発明の停止保管方法は、電解質を挟んで配置した燃料極と酸化剤極とを有する単電池を複数積層して構成される燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに燃料および酸化剤をそれぞれ供給する燃料供給ラインおよび酸化剤供給ラインと、前記燃料電池スタックへ供給された燃料および酸化剤をそれぞれ排出する燃料排出ラインおよび酸化剤排出ラインを備えた燃料電池発電システムの発電停止、停止保管を行う方法において、燃料電池発電システムの発電停止過程で、次のような操作を行うことを特徴としている。
【００１８】
すなわち、燃料電池発電システムの発電停止過程において、まず、酸化剤供給ラインを閉止する酸化剤供給ライン閉止操作を行う。そして、この酸化剤供給ライン閉止操作により酸化剤供給ラインを閉止した状態で、燃料極を基準とした単電池電圧が−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで酸化剤極から外部回路を経由して燃料極に直流電流を流す直流電流通電操作を行う。また、直流電流通電操作の開始時点以降に、酸化剤排出ラインを閉止する酸化剤排出ライン閉止操作を行う。さらに、直流電流通電操作の終了時点以降に、燃料排出ラインおよび燃料供給ラインを閉止する燃料排出・供給ライン閉止操作を行う。
【００１９】
また、本発明の停止保管プログラムおよび燃料電池発電システムは、上記の停止保管方法の特徴をコンピュータプログラムおよびシステムの観点から把握したものである。
【００２０】
以上のような特徴を有する本発明によれば、燃料電池発電システムの発電停止過程において、燃料極に供給した水素リッチガスを電気化学的に酸化剤極に移動させることにより、燃料極だけでなく酸化剤極にも水素リッチガスが充填される。この封入された水素によって、停止保管時に外部から混入した酸素が消費されるので、停止保管時における燃料極と酸化剤極の酸素分圧の上昇を抑制することができる。
【００２１】
したがって、停止保管時における酸素分圧の上昇に伴う酸化剤極の高電位保持による触媒のシンタリングや、起動時に両極に酸素が混入した状態で水素リッチガスを供給したときに見られる酸化剤極の触媒劣化を抑制することができるので、酸化剤極の触媒有効表面積の低下を防止し、触媒有効表面積の低下に起因する燃料電池スタックの電圧低下を防止することができる。
【００２２】
また、水分の電気分解を行う場合のような燃料極の高電位保持を伴わずに、燃料極に供給した水素リッチガスを電気化学的に酸化剤極に移動させることにより、燃料極の高電位保持に伴うシンタリングを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、燃料電池発電システムの発電停止過程で、酸化剤供給ラインを閉止した後、燃料極を基準とした単電池電圧が−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで酸化剤極から外部回路を経由して燃料極に直流電流を流すことにより、長期に亘り燃料電池スタック内部の酸素分圧の上昇を抑制して、触媒の劣化を防止し、燃料電池発電システムの発電停止、停止保管に伴う燃料電池性能の低下を防止可能な、燃料電池発電システムとその停止保管方法、停止保管プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下には、本発明を適用した実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２５】
［第１の実施形態］
［構成］
図１は、本発明を適用した第１の実施形態に係る燃料電池発電システムを示す構成図である。なお、図中において、ブロック間を接続する実線はガス配管の結線図、破線は電気配線の結線図をそれぞれ示している。
【００２６】
図１に示すように、第１の実施形態の燃料電池発電システムは、燃料電池スタック１、改質装置２、電気制御装置３、から構成されている。なお、燃料電池スタック１は、実際には、電解質を挟んで配置した燃料極と酸化剤極とを有する単電池を複数積層して構成されているが、図中では、簡略化の観点から、燃料電池スタック１が、燃料極１ａと酸化剤極１ｂから構成されているように示している。
【００２７】
燃料電池スタック１の燃料極１ａには、改質装置２により都市ガス（１３Ａ）を水蒸気改質して得た改質ガスが、燃料供給ライン１１を通じて供給され、燃料排出ライン１２を通じて排出される。また、酸化剤極１ｂには空気ブロワ４からの空気が、酸化剤供給ライン１３を通じて供給され、酸化剤排出ライン１４を通じて排出される。そして、燃料電池スタック１で得られた電気エネルギーは、電気制御装置３により外部負荷５へ供給される。
【００２８】
ここで、電気制御装置３は、燃料電池スタック１で得られた電気エネルギーを外部負荷５に供給する通常の負荷運転モードの他に、燃料電池スタック１の起電力がない状態において酸化剤極１ｂからこの電気制御装置３を含む外部回路を経由して燃料極１ａへ直流電流を流すことができる電流源モードを有している。すなわち、電気制御装置３は、直流電流の大きさにより、燃料極１ａへ供給する改質ガス量を決定するような機能を持つ。
【００２９】
また、燃料電池スタック１に対して改質ガスおよび空気の供給・排出を行う各ライン１１〜１４には、燃料電池スタック１を密封するためのバルブ１５〜１８がそれぞれ設けられている。すなわち、燃料極１ａの入口には、燃料供給ライン１１を閉止する燃料極入口バルブ１５が設けられ、燃料極１ａの出口には、燃料排出ライン１２を閉止する燃料極出口バルブ１６が設けられている。同様に、酸化剤極１ｂの入口には、酸化剤供給ライン１３を閉止する酸化剤極入口バルブ１７が設けられ、酸化剤極１ｂの出口には、酸化剤排出ライン１４を閉止する酸化剤極出口バルブ１８が設けられている。
【００３０】
さらに、以上のような燃料電池発電システムの各部は、システム制御装置１００からの制御指令により制御されるようになっている。すなわち、電気制御装置３のモード切替や起動・停止は、システム制御装置１００からの制御指令により行われる。同様に、改質装置２、空気ブロワ４、および４つのバルブ１５〜１８についても、システム制御装置１００からの制御指令により制御されて起動・停止または開閉するようになっている。図中の一点鎖線は、システム制御装置１００と各部との間でやり取りされる制御指令などの信号を示している。
【００３１】
なお、このようなシステム制御装置１００は、具体的には、本発明による停止保管用に特化したプログラムを記憶させたマイコンにより実現される。
【００３２】
［発電停止操作手順］
図２は、本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法における発電停止操作手順を示すフローチャートである。この図２に示すように、燃料電池発電システムの発電中に発電停止指令がなされた場合には、空気ブロワ４から酸化剤極１ｂへの空気の供給を停止し（Ｓ１０１）、酸化剤供給ライン１３に設けた酸化剤極入口バルブ１７を閉止して（Ｓ１０２）、電気制御装置３における負荷運転モードを継続する（Ｓ１０３）。この負荷運転モードの継続時間は、燃料極１ａを基準とした単電池電圧（燃料電池スタック１の平均セル電圧）が予め設定されたモード切替電圧Ｖｏに低下するまでの間（Ｓ１０４のＮＯ）である。ここでは、一例として、モード切替電圧Ｖｏ＝０．１Ｖであるとする。
【００３３】
次に、燃料極１ａを基準とした単電池電圧が０．１Ｖまで低下した時点（Ｓ１０４のＹＥＳ）で、電気制御装置３の運転モードを負荷運転モードから電流源モードに切り替えて、酸化剤極１ｂから電気制御装置３を含む外部回路を経由して燃料極１ａに直流電流を流す操作を実施する（Ｓ１０５）。この電流源モードの継続時間は、燃料極１ａを基準とした単電池電圧が、−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで低下した後、予め設定された保持時間Ｔｈを経過するまでの間（Ｓ１０６のＮＯ）である。ここでは、一例として、保持時間Ｔｈ＝１２０秒間であるとする。
【００３４】
続いて、燃料極１ａを基準とした単電池電圧が、−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで低下した後、１２０秒間経過した時点（Ｓ１０６のＹＥＳ）で、電気制御装置３を停止する（Ｓ１０７）。この後、酸化剤排出ライン１４に設けた酸化剤極出口バルブ１８を閉止し（Ｓ１０８）、改質装置２から燃料極１ａへの改質ガスの供給を停止する（Ｓ１０９）と共に、燃料供給ライン１１に設けた燃料極入口バルブ１５および燃料排出ライン１２に設けた燃料極出口バルブ１６をそれぞれ閉止する（Ｓ１１０）ことにより、燃料電池スタック１を密封して、発電停止操作を完了する。この発電停止操作の結果、燃料電池発電システムは、停止保管状態となる。
【００３５】
［発電起動操作手順］
図３は、本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法における発電起動操作手順を示すフローチャートである。この図３に示すように、燃料電池発電システムの停止保管中に発電起動指令がなされた場合には、燃料供給ライン１１に設けた燃料極入口バルブ１５および燃料排出ライン１２に設けた燃料極出口バルブ１６を開き（Ｓ２０１）、改質装置２から燃料極１ａへの改質ガスの供給を開始した（Ｓ２０２）後、酸化剤供給ライン１３に設けた酸化剤極入口バルブ１７および酸化剤排出ライン１４に設けた酸化剤極出口バルブ１８を開いて（Ｓ２０３）、空気ブロワ４から酸化剤極１ｂへの空気の供給を開始する（Ｓ２０４）。
【００３６】
そして、燃料極１ａを基準とした単電池電圧が、予め設定された負荷運転開始電圧Ｖｓに到達した時点（Ｓ２０５のＹＥＳ）で、電気制御装置３を負荷運転モードに切り替え、外部負荷５に接続して発電を開始する（Ｓ２０６）ことにより、発電起動操作を完了する。ここでは、一例として、負荷運転開始電圧Ｖｓ＝０．９Ｖであるとする。この発電起動操作の結果、燃料電池発電システムは、通常の発電状態となる。
【００３７】
［作用］
図４は、以上のような本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法における発電停止動作を示すタイミングチャートであり、システム制御装置１００からシステム各部への制御指令のタイミング、および燃料電池スタック１の平均セル電圧の時間的な変化を示している。以下には、この図４を参照して、本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法による作用について説明する。
【００３８】
図４に示すように、燃料電池スタック１が発電状態にあるとき、すなわち、燃料極１ａに水素リッチな改質ガス、酸化剤極１ｂに空気をそれぞれ供給し、かつ、外部負荷５に対して電力を供給している発電状態において、発電停止状態に移行する際に、酸化剤極１ａへ供給する空気を停止すると、酸化剤極１ｂにある残留酸素が消費される。この結果、酸化剤極１ｂの電位が燃料極１ａの電位である水素基準電位近傍まで低下し、燃料電池スタック１の起電力は０Ｖ付近まで低下する。
【００３９】
このように燃料電池スタック１の起電力がない状態において、電気制御装置３を負荷運転モードから電流源モードに切り替え、外部回路を経由して酸化剤極１ｂから燃料極１ａに直流電流を流す操作を継続すると、燃料極１ａへ供給された水素の酸化により生じたプロトンが酸化剤極１ｂへ移動し、酸化剤極１ｂにおいてプロトンの還元により水素が生成するため、燃料極１ａと酸化剤極１ｂは共に水素リッチガスで満たされる。
【００４０】
なお、このときの燃料電池スタック１の平均セル電圧は、０Ｖより過電圧相当分だけ下回る電圧となるが、本実施形態においては、この過電圧相当分を、少なくとも１．２Ｖ未満、すなわち、燃料極基準とした場合の平均セル電圧が、少なくとも−１．２Ｖを上回るように直流電流を制御することにより、水を出発物質とした水分の電気分解による水素発生とは異なる反応形態となる。
【００４１】
ここでは、直流電流の大きさにより、燃料極１ａへ供給する改質ガス量を決定しているので、燃料極１ａの燃料欠乏に起因する触媒腐食を防止できる。その後、酸化剤極１ｂおよび燃料極１ａの各出入口に設けたバルブ１５〜１８を閉止することで、燃料電池スタック１の燃料極１ａおよび酸化剤極１ｂは水素リッチガスで充填された状態で密封される。
【００４２】
すなわち、本実施形態の燃料電池発電システムにおいては、発電停止過程において、水分の電気分解を行う場合のような燃料極１ａの高電位保持を伴わずに、燃料極１ａに供給した水素リッチガスを電気化学的に酸化剤極１ｂに移動させることにより、燃料極１ａだけでなく酸化剤極１ｂにも水素リッチガスが充填される。この封入された水素によって、停止保管時に外部から混入した酸素が消費されるので、停止保管時における燃料極１ａと酸化剤極１ｂの酸素分圧の上昇を抑制することができる。
【００４３】
［効果］
図５、図６は、以上のような本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法による効果を示す図である。以下には、これらの図５、図６を参照して、本実施形態の燃料電池発電システムの効果について説明する。
【００４４】
まず、図５は、本実施形態の燃料電池発電システムと比較例１について、サイクル試験時の起動停止回数と酸化剤極の触媒有効表面積比との関係をそれぞれ示すグラフであり、具体的には、１２時間の発電と１２時間の停止保管を１サイクルとした起動停止サイクルを６０回実施した場合の燃料電池スタック１を構成する酸化剤極触媒の有効表面積の変化（初期値：１００％）を示している。
【００４５】
また、図６は、本実施形態の燃料電池発電システムと比較例２について、サイクル試験後の燃料極触媒有効表面積の初期値（１００％）に対する比をそれぞれ示すグラフである。なお、当該サイクル試験においては、電池起動停止前後の窒素等の不活性ガスによるパージは省略した。
【００４６】
ここで、図５、図６に示す比較例１および比較例２は、本実施形態の燃料電池発電システムと同様に、図１に示すような構成を有するシステムであり、以下に示すような発電停止操作手順以外は、本実施形態と同一の条件としたものである。
【００４７】
まず、図５に示す比較例１は、燃料電池発電システムの発電停止操作時に、負荷遮断後に酸化剤極１ｂに対して窒素パージを実施して酸素分圧を十分に低下させた後に燃料極１ａおよび酸化剤極１ｂの出入口に設けたバルブ１５〜１８を閉止し、燃料電池スタック１を密封して保管するという従来の停止保管方法を採用したものである。
【００４８】
また、図６に示す比較例２においては、燃料電池発電システムの発電停止操作時に、燃料極１ａに改質ガスを供給した状態で、酸化剤極１ｂに対して燃料極１ａが１．８Ｖとなるように直流電圧を１２０秒間印加して、電極内に残留する水分を電気分解して酸化剤極１ｂに水素を充填させた後、燃料極１ａおよび酸化剤極１ｂの出入口に設けたバルブ１５〜１８を閉止し、燃料電池スタックを密封して保管するという従来の別の停止保管方法を採用したものである。
【００４９】
図５から明らかなように、本実施形態では、比較例１でみられるような酸化剤極の触媒劣化に伴う触媒有効表面積の低下が改善されている。すなわち、本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法によれば、停止保管時に外部から混入した酸素が、燃料極だけでなく酸化剤極にも予め封入された水素によって消費されるため、停止保管時の酸素分圧の上昇を抑制することができる。
【００５０】
したがって、停止保管時における酸素分圧の上昇に伴う酸化剤極の高電位保持による触媒のシンタリングや、起動時に両極に酸素が混入した状態で水素リッチガスを供給したときに見られる酸化剤極の触媒劣化を抑制することができるので、酸化剤極の触媒有効表面積の低下を防止し、触媒有効表面積の低下に起因する燃料電池スタックの電圧低下を防止することができる。
【００５１】
さらに、図６から明らかなように、本実施形態では、比較例２でみられるような燃料極の触媒劣化に伴う触媒有効表面積の低下が改善されている。すなわち、本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法によれば、酸化剤極に水素を充填する操作において、水分の電気分解を行う場合のような燃料極の高電位保持を伴わずに、燃料極に供給した水素リッチガスを電気化学的に酸化剤極に移動させることにより、燃料極の高電位保持に伴うシンタリングを防止することができるため、耐ＣＯ被毒対策を施したシステムにおいて特に有効である。
【００５２】
［第２の実施形態］
［構成］
図７は、本発明を適用した第２の実施形態に係る燃料電池発電システムを示す構成図である。この図７に示すように、本実施形態の燃料電池発電システムは、第１の実施形態の構成において、燃料排出ライン１２に設けた燃料極出口バルブ１６および酸化剤排出ライン１４に設けた酸化剤極出口バルブ１８の下流に、燃焼器２１，２２をそれぞれ設けると共に、燃焼器２１の発熱を改質装置２の温度維持に利用する熱交換器２３を設けたものである。
【００５３】
すなわち、燃料排出ライン１２に設けた燃焼器２１には、燃料極１ａから排出された未反応水素と共に燃焼範囲に調整された空気が供給され、燃焼器２１での燃焼により得られた発熱は、熱交換器２３により、改質装置２の温度維持のための熱源として利用される。また、酸化剤排出ライン１４に設けた燃焼器２２には、空気と接触させた酸化触媒を配置することで、酸化剤極１ｂから水素リッチガスが排出された際にも、系外に可燃ガスを排出しない機能を持たせている。
【００５４】
また、電気制御装置３には、通常の負荷運転モードと電流源モードとを有し、直流電流の大きさにより燃料極へ供給する改質ガス量を決定するという、第１の実施形態における電気制御装置３と同様な機能に加えて、さらに、改質装置２の温度により直流電流値を制御する機能を持たせている。なお、他の構成は、第１の実施形態に係る燃料電池発電システムと同様である。
【００５５】
［発電停止操作・発電起動操作手順］
本実施形態の燃料電池発電システムにおける発電停止操作手順および発電起動操作手順は、第１の実施形態と同様であり、図２、図３に示すような手順である。
【００５６】
［作用・効果］
以上のような本実施形態の燃料電池発電システムによる作用・効果は次の通りである。
【００５７】
まず、本実施形態の燃料電池発電システムにおいては、発電停止操作中に、燃料極１ａから排出された燃料排ガスを燃焼器２１に戻し、燃料排ガス中の水素残ガスを燃焼させることにより、この燃焼による発熱が、改質装置２の熱源として利用される。したがって、水素残ガス量が多いと、燃焼器２１で生じる発熱量が増大し、改質装置２の温度が上昇する。
【００５８】
ここで、電気制御装置３が負荷運転モードにあるときには、直流電流値が増大すると、燃料極１ａにおける水素の消費量が増大して、水素残ガス量が減少する。他方、電気制御装置３が電流源モードにあるときにも、直流電流値の増加により、水素の酸化剤極１ｂへの移動量の増大し、同様に水素残ガス量が減少する。すなわち、直流電流値の増加によって、燃料排ガス中の水素残ガス量は減少する。そのため、改質装置２の温度が高い場合には、直流電流値を増加させることで、燃料排ガス中の水素残ガス量の減少に伴い、燃焼器２１で生じる発熱量も減少し、改質装置２の温度を低下させることができる。
【００５９】
したがって、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られることに加えて、さらに、改質装置の温度を適正範囲に制御することができ、改質装置の劣化を防止することができるという効果が得られる。
【００６０】
また、電気制御装置３が電流源モードに移行した後は、酸化剤極１ｂに水素が移動するため、この操作を継続すると、酸化剤極１ｂの排ガス中の水素濃度が徐々に上昇する。これに対して、本実施形態では、酸化剤極出口にも燃焼器２２が設けられているため、予め空気と接触させた燃焼器２２において水素ガスを燃焼させ、排出ガス中の水素濃度を爆発限界未満に低下させることができる。したがって、安全性に優れているという効果も得られる。
【００６１】
［第３の実施形態］
［構成］
本発明を適用した第３の実施形態は、燃料電池発電システムの構成を、第１の実施形態と同様の構成（図１）とし、その停止保管方法のみを変更したものである。
【００６２】
［発電停止操作・発電起動操作手順］
図８は、本実施形態の停止保管方法における発電停止操作手順を示すフローチャートである。この図８に示すように、本実施形態の発電停止操作手順は、図２に示した第１の実施形態における発電停止操作手順の一部を変更したものである。
【００６３】
すなわち、本実施形態において、燃料電池発電システムの発電中に発電停止指令がなされた場合に、酸化剤極１ｂへの空気の供給を停止して酸化剤極入口バルブ１７を閉止した後、電気制御装置３の負荷運転モードを継続し、燃料極１ａを基準とした単電池電圧が０．１Ｖに低下した時点で電気制御装置３を電流源モードに切り替えて燃料極１ａに直流電流を流すまでの一連の操作（Ｓ１０１〜Ｓ１０５）は、第１の実施形態の発電停止操作手順と同様である。
【００６４】
本実施形態の発電停止操作手順においては、この電流源モードの継続時間の間に、酸化剤排出ライン１４の酸化剤極出口バルブ１８を閉止する点で、第１の実施形態の手順と異なる。すなわち、燃料極１ａを基準とした単電池電圧が−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで低下した後、予め設定された第１の保持時間Ｔｈ１を経過した時点（Ｓ１３１のＹＥＳ）で、酸化剤極出口バルブ１８を閉止し（Ｓ１０８）、さらに、この後も、電流源モードを継続し、予め設定された第２の保持時間Ｔｈ２を経過した時点（Ｓ１３２のＹＥＳ）で、電気制御装置３を停止する（Ｓ１０７）。ここでは、一例として、第１の保持時間Ｔｈ１＝６０秒間、第２の保持時間Ｔｈ２＝６０秒間、であるとする。
【００６５】
また、本実施形態の発電停止操作手順においては、電気制御装置３を停止した後に、燃料極出口バルブ１６をまず閉止し（Ｓ１３３）、予め設定された第３の保持時間Ｔｈ３を経過した時点（Ｓ１３４のＹＥＳ）で、燃料極１ａへの改質ガスの供給を停止する（Ｓ１０９）と共に、燃料極入口バルブ１５を閉止する（Ｓ１３５）点でも、第１の実施形態の手順と異なる。ここでは、一例として、第３の保持時間Ｔｈ３＝５秒間であるとする。
【００６６】
なお、本実施形態の発電起動操作手順は、第１の実施形態と同様であり、図３に示すような手順である。
【００６７】
［作用］
図９は、以上のような本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法における発電停止動作を示すタイミングチャートであり、システム制御装置１００からシステム各部への制御指令のタイミング、および燃料電池スタック１の平均セル電圧の時間的な変化に加えて、燃料極圧力と酸化剤極圧力の時間的な変化を示している。以下には、この図９を参照して、本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法による作用について説明する。
【００６８】
図９に示すように、本実施形態の発電停止操作においては、酸化剤極入口バルブ１７を閉止した後に、電気制御装置３の電流源モードを継続して電流を流すことにより、継続的に酸化剤極１ｂへの水素の移動が生じ、酸化剤極１ｂの圧力が徐々に上昇する。また、燃料極１ａについても、燃料極出口バルブ１６を閉止した後に改質ガスの供給を停止すると共に燃料極入口バルブ１５を閉止することにより加圧される。したがって、燃料電池スタック１の発電停止操作完了時点では、燃料極１ａおよび酸化剤極１ｂは水素リッチガスで加圧された状態で封入される。
【００６９】
［効果］
以上のような本実施形態においては、予め燃料電池スタック内部を加圧して封入することにより、燃料電池スタックの温度が低下した場合にも、水蒸気の凝縮に伴う体積の減少に起因する負圧保持を防ぎ、燃料電池スタック外部からの空気の混入を防止することができる。
【００７０】
したがって、本実施形態によれば、燃料電池電極内部の酸素分圧の上昇をより効果的に防止することができるため、停止保管時に酸素分圧の上昇に伴う高電位保持による触媒のシンタリングや、起動時に両極に酸素が混入した状態で水素リッチガスを供給したときに見られる酸化剤極の触媒劣化をより効果的に抑制することができ、酸化剤極の触媒有効表面積の低下に起因する燃料電池スタックの電圧低下をより効果的に防止することが可能となる。
【００７１】
［第４の実施形態］
［構成］
図１０は、本発明を適用した第４の実施形態に係る燃料電池発電システムを示す構成図である。この図１０に示すように、本実施形態の燃料電池発電システムは、第１、第３の実施形態の構成において、酸化剤排出ライン１４における酸化剤極出口バルブ１８の上流に酸化剤極１ｂの圧力を測定する圧力計４１を設けたものである。なお、他の構成は、第１、第３の実施形態に係る燃料電池発電システムと同様である。
【００７２】
［発電停止操作・発電起動操作手順］
図１１は、本実施形態に係る燃料電池発電システムの停止保管方法における発電停止操作手順を示すフローチャートである。この図１１に示すように、本実施形態の発電停止操作手順は、図８に示した第３の実施形態における発電停止操作手順の一部を変更したものであり、酸化剤極出口バルブ１８を閉止して（Ｓ１０８）、電流源モードを継続した後に、電気制御装置３を停止する際の判断条件のみが異なる。
【００７３】
すなわち、第３の実施形態においては、予め設定された第２の保持時間Ｔｈ２を経過したか否かを判断した（Ｓ１３２）が、本実施形態においては、圧力計４１により測定された酸化剤極１ｂの圧力値が、予め設定された設定圧力値Ｐｏに到達したか否かを判断し（Ｓ１４１）、設定圧力値Ｐｏに到達した時点（Ｓ１４１のＹＥＳ）で、電気制御装置３を停止する（Ｓ１０７）。ここでは、一例として、設定圧力値Ｐｏ＝５０ｋＰａであるとする。
【００７４】
この部分以外の発電停止操作手順は、第３の実施形態の発電停止操作手順と同様である。また、本実施形態の発電起動操作手順は、第１、第３の実施形態と同様であり、図３に示すような手順である。
【００７５】
［作用・効果］
図１２は、以上のような本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法における発電停止動作を示すタイミングチャートであり、システム制御装置１００からシステム各部への制御指令のタイミング、および燃料電池スタック１の平均セル電圧の時間的な変化に加えて、燃料極圧力と酸化剤極圧力の時間的な変化を示している。
【００７６】
この図１２から明らかなように、本実施形態の停止保管方法によれば、第３の実施形態と同様の効果が得られることに加えて、さらに、酸化剤極の圧力を直接モニターしているため、圧力管理が容易であり、燃料電池の内圧の最大許容値が低い場合に特に有効であるという効果が得られる。
【００７７】
［第５の実施形態］
［構成］
本発明を適用した第５の実施形態は、燃料電池発電システムの構成を、第１、第３の実施形態と同様の構成（図１）とし、その停止保管方法のみを変更したものである。
【００７８】
［発電停止操作・発電起動操作手順］
図１３は、本実施形態の停止保管方法における発電停止操作手順を示すフローチャートである。この図１３に示すように、本実施形態の発電停止操作手順は、図８に示した第３の実施形態における発電停止操作手順の一部を変更したものであり、酸化剤極出口バルブ１８を閉止して（Ｓ１０８）、電流源モードを継続した後に、電気制御装置３を停止する際の判断条件のみが異なる。
【００７９】
すなわち、第３の実施形態においては、予め設定された第２の保持時間Ｔｈ２を経過したか否かを判断した（Ｓ１３２）が、本実施形態においては、燃料極１ａを基準とした単電池電圧が予め設定された下限電圧ＶＬまで低下したか否かを判断し（Ｓ１５１）、下限電圧ＶＬまで低下した時点（Ｓ１５１のＹＥＳ）で、電気制御装置３を停止する（Ｓ１０７）。ここでは、一例として、下限電圧ＶＬ＝−０．２Ｖであるとする。
【００８０】
この部分以外の発電停止操作手順は、第３の実施形態の発電停止操作手順と同様である。また、本実施形態の発電起動操作手順は、第１、第３の実施形態と同様であり、図３に示すような手順である。
【００８１】
［作用・効果］
図１４は、以上のような本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法における発電停止動作を示すタイミングチャートであり、具体的には、システム制御装置１００からシステム各部への制御指令のタイミング、および燃料電池スタック１の平均セル電圧の時間的な変化に加えて、燃料極圧力と酸化剤極圧力の時間的な変化を示している。
【００８２】
この図１４から明らかなように、本実施形態の停止保管方法によれば、第３の実施形態と同様の効果が得られることに加えて、燃料電池スタックの平均セル電圧をモニターすることにより酸化剤極の圧力を検知できるため、第４の実施形態と同様に、圧力管理が容易であり、燃料電池の内圧の最大許容値が低い場合に特に有効であるという効果が得られる。本実施形態においては、さらに、第４の実施形態に比べて圧力計を省略できる分だけ、システム構成機器の簡素化が可能となる。
【００８３】
［第６の実施形態］
［構成］
図１５は、本発明を適用した第６の実施形態に係る燃料電池発電システムを示す構成図である。この図１５に示すように、本実施形態の燃料電池発電システムは、第１の実施形態の構成において、燃料供給ライン１１における燃料極入口バルブ１５の上流に水素貯蔵タンク６１を設けたものである。なお、他の構成は、第１の実施形態に係る燃料電池発電システムと同様である。
【００８４】
［発電停止操作・発電起動操作手順］
本実施形態の発電停止操作手順および発電起動操作手順は、第１の実施形態と同様であり、それぞれ、図２、図３に示すような手順である。
【００８５】
［停止保管時水素補給操作手順］
図１６は、本実施形態の燃料電池発電システムの停止保管方法における停止保管時の水素補給操作手順を示すフローチャートである。この図１６に示すように、燃料電池発電システムの停止保管時に水素補給指令がなされた場合には、燃料極入口バルブ１５を開いて水素貯蔵タンク６１から燃料極１ａへの水素補給を開始した（Ｓ３０１）後、電気制御装置３の運転モードを電流源モードに設定して、酸化剤極から外部回路を経由して燃料極に直流電流を流す操作を開始する（Ｓ３０２）。
【００８６】
この電流源モードを継続して、燃料極１ａを基準とした単電池電圧（燃料電池スタック１の平均セル電圧）が、−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで低下した後、保持時間Ｔｈ（＝１２０秒）が経過した時点（Ｓ３０３のＹＥＳ）で、電気制御装置３を停止して（Ｓ３０４）燃料極入口バルブ１５を閉止する（Ｓ３０４）ことにより、水素補給操作を完了する。
【００８７】
具体的には、停止保管中の燃料電池発電システムにおいて、以上のような水素補給操作を、所定の時間間隔、例えば、１２時間毎に実施する。
【００８８】
［作用］
以上のような本実施形態の作用は、次の通りである。すなわち、発電停止操作の完了直後は、燃料極１ａ、酸化剤極１ｂ共に水素リッチガスで封入されているが、徐々に水素分圧が低下する。これに対して、本実施形態では、１２時間経過毎に、燃料極入口バルブ１５を開くことにより、水素貯蔵タンク６１から燃料極１ｂに水素が加圧供給される。さらに、燃料電池スタック１の平均セル電圧が０Ｖ未満の状態で、酸化剤極１ｂから外部回路を経由して燃料極１ａに直流電流を流す操作を実施することにより、酸化剤極１ｂへ水素が移動する。すなわち、上記の水素補給操作により、停止保管時において、燃料極１ａおよび酸化剤極１ｂ共に水素分圧を上昇させることができる。
【００８９】
［効果］
以上のように、本実施形態においては、停止保管中に、定期的に水素補給操作を実施することにより、酸素の混入による水素の消費によって低下した水素分圧を上昇させることができるので、連続的に酸素が混入した場合でも、水素が十分に残存しているために、酸素が消費され、結果として、酸素分圧の上昇をより効果的に防止することができる。
【００９０】
そして、このように、燃料電池電極内部の酸素分圧の上昇をより効果的に防止することができることから、停止保管時における酸素分圧の上昇に伴う酸化剤極の高電位保持による触媒のシンタリングや、起動時に両極に酸素が混入した状態で水素リッチガスを供給したときに見られる酸化剤極の触媒劣化を抑制することができる。したがって、酸化剤極の触媒有効表面積の低下をより効果的に防止し、触媒有効表面積の低下に起因する燃料電池スタックの電圧低下をより効果的に防止することができる。
【００９１】
［第６の実施形態の変形例］
なお、第６の実施形態では、改質装置２を備えた燃料電池発電システムについて説明したが、変形例として、図１７に示すような、改質装置２を使用せずに水素貯蔵タンク６１のみを使用するシステム構成も可能である。この構成においても、第６の実施形態と同様の効果が得られる。
【００９２】
［他の実施形態］
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な変形例が実施可能である。例えば、発電停止操作手順について示した保持時間は、一例にすぎず、適宜変更可能である。すなわち、本発明は、燃料電池発電システムの発電停止過程で、酸化剤供給ラインを閉止した後、燃料極を基準とした単電池電圧が−１．２Ｖより高くかつ０Ｖ未満となるまで酸化剤極から外部回路を経由して燃料極に直流電流を流す限り、具体的なシステム構成や発電停止操作手順は適宜変更可能であり、同様に優れた効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態に係る燃料電池発電システムを示す構成図。
【図２】第１の実施形態に係る燃料電池発電システムの停止保管方法における発電停止操作手順を示すフローチャート。
【図３】第１の実施形態の停止保管方法における発電起動操作手順を示すフローチャート。
【図４】第１の実施形態の停止保管方法における発電停止動作を示すタイミングチャート。
【図５】第１の実施形態の停止保管方法による効果を示す図であり、第１の実施形態の燃料電池発電システムと比較例について、サイクル試験時の起動停止回数と酸化剤極の触媒有効表面積比との関係を示すグラフ。
【図６】第１の実施形態の停止保管方法による効果を示す図であり、第１の実施形態の燃料電池発電システムと比較例について、サイクル試験後の燃料極触媒有効表面積の初期値に対する比を示すグラフ。
【図７】本発明を適用した第２の実施形態に係る燃料電池発電システムを示す構成図。
【図８】本発明を適用した第３の実施形態に係る燃料電池発電システムの停止保管方法における発電停止操作手順を示すフローチャート。
【図９】第３の実施形態の停止保管方法における発電停止動作を示すタイミングチャート。
【図１０】本発明を適用した第４の実施形態に係る燃料電池発電システムを示す構成図。
【図１１】第４の実施形態の停止保管方法における発電停止操作手順を示すフローチャート。
【図１２】第４の実施形態の停止保管方法における発電停止動作を示すタイミングチャート。
【図１３】本発明を適用した第５の実施形態に係る燃料電池発電システムの停止保管方法における発電停止操作手順を示すフローチャート。
【図１４】第５の実施形態の停止保管方法における発電停止動作を示すタイミングチャート。
【図１５】本発明を適用した第６の実施形態に係る燃料電池発電システムを示す構成図。
【図１６】第６の実施形態の停止保管方法における停止保管時の水素補給操作手順を示すフローチャート。
【図１７】第６の実施形態の変形例に係る燃料電池発電システムを示す構成図。
【符号の説明】
【００９４】
１…燃料電池スタック
１ａ…燃料極
１ｂ…酸化剤極
２…改質装置
３…電気制御装置
４…空気ブロワ
５…外部負荷
１１…燃料供給ライン
１２…燃料排出ライン
１３…酸化剤供給ライン
１４…酸化剤排出ライン
１５…燃料極入口バルブ
１６…燃料極出口バルブ
１７…酸化剤極入口バルブ
１８…酸化剤極出口バルブ
２１，２２…燃焼器
２３…熱交換器
４１…圧力計
６１…水素貯蔵タンク
１００…システム制御装置
【図１】
2006147250.tif 000003
【図２】
2006147250.tif 000004
【図３】
2006147250.tif 000005
【図４】
2006147250.tif 000006
【図５】
2006147250.tif 000007
【図６】
2006147250.tif 000008
【図７】
2006147250.tif 000009
【図８】
2006147250.tif 000010
【図９】
2006147250.tif 000011
【図１０】
2006147250.tif 000012
【図１１】
2006147250.tif 000013
【図１２】
2006147250.tif 000014
【図１３】
2006147250.tif 000015
【図１４】
2006147250.tif 000016
【図１５】
2006147250.tif 000017
【図１６】
2006147250.tif 000018
【図１７】
2006147250.tif 000019