(57)【要約】起動時または停止時に燃料電池システム（１００）をパージする方法は、有機燃料（１０８）を空気（１０６ＡおよびＢ）とともに燃焼器（１１０）内へと導いて、窒素、二酸化炭素、および水蒸気などのガスで、燃料電池に対して実質的に不活性なガスを生成することを含む。この不活性ガスは、燃料電池と、改質器（１３４）およびシフト変成装置（１３６）などの燃料処理システム（１０４）構成部とのどちらか一方、あるいは双方に通して流され、それらの構成部から望まれないガスをパージする。停止の場合は、電池が主要負荷（１３０）から接続が解除された後、燃焼器内で生成された不活性ガスを燃料電池および燃料処理システムに連続してあるいは並行して通して流す。【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムの主要負荷から接続が解除された燃料電池システムをパージする方法において、
該システムは、アノード電極と、カソード電極と、これらの間に配置された電解質とを有する燃料電池を備え、また該電池は、水素を含有する燃料を電池に通してアノード電極に亘って運ぶためのアノード流れ場と、酸素を含有するガスを電池に通してカソード電極に亘って運ぶためのカソード流れ場とを含み、燃料電池システムはまた、有機燃料の供給源と、有機燃料を水素および他の気体状成分に変換する燃料処理システムと、燃焼器とを含み、燃料処理システムは、シフト変成装置の上流にシフト変成装置と直列に改質器を含む複数の燃料処理構成部を備えており、
この方法は、
ａ．結果として不活性ガスから成る燃焼器の燃焼生成物となるように選択された比率で空気および供給源からの有機燃料を燃焼器内へと導くステップと、
ｂ．燃焼器内で生成された不活性ガスをアノード流れ場に通して流すことでアノード流れ場をパージするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
主要負荷に電力を供給している燃料電池システムを停止する方法において、
該システムは、アノード電極と、カソード電極と、これらの間に配置された電解質とを有する燃料電池を備え、また該電池は、水素を含有する燃料を電池に通してアノード電極に亘って運ぶためのアノード流れ場と、酸素を含有するガスを電池に通してカソード電極に亘って運ぶためのカソード流れ場とを含み、燃料電池システムはまた、有機燃料の供給源と、有機燃料を水素および他の気体状成分に変換する燃料処理システムと、燃焼器とを含み、燃料処理システムは、シフト変成装置の上流にシフト変成装置と直列に改質器を含む複数の燃料処理構成部を備えており、
この方法は、
ａ．電池から主要負荷の接続を解除し、水素を生成するための燃料処理システム内での有機燃料の処理を止めるステップと、
ｂ．ステップ（ａ）の後に、結果として不活性ガスから成る燃焼器の燃焼生成物となるように選択された比率で空気および供給源からの有機燃料を燃焼器内へと導くステップと、
ｃ．少なくとも、改質器から残留水素および一酸化炭素が取り除かれるまでは、燃焼器の燃焼生成物の少なくとも一部を燃料処理システムの少なくとも改質器に通して流すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
ステップ（ｃ）は、水蒸気改質器を通って流れる燃焼器の燃焼生成物の流れと並行して燃焼器の燃焼生成物の一部を燃料電池の流れ場の少なくとも１つに通して流し、その少なくとも１つの流れ場から反応ガスをパージすることをさらに含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
ステップ（ｃ）において、燃焼器の燃焼生成物の一部が、改質器、カソード流れ場、およびアノード流れ場を通って並行して流れて、改質器から残留水素および一酸化炭素をパージし、またカソードおよびアノード流れ場から反応物をパージすることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
燃焼器の燃焼生成物は、実質的に窒素、二酸化炭素、および水蒸気から成ることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
ステップ（ｃ）において、触媒燃焼生成物は、連続して、改質器を通り、次にアノード流れ場を通って流れて、改質器およびアノード流れ場の双方から残留水素をパージすることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ｃ）において、燃焼器の燃焼生成物は、連続して改質器とシフト変成装置を通って流れて、改質器およびシフト変成装置から残留水素および一酸化炭素をパージすることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｃ）において、燃焼器の燃焼生成物は、連続して燃料電池システムの全ての燃料処理構成部を通って流れて、その全ての構成部から残留水素および一酸化炭素をパージすることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項９】
燃焼器の燃焼生成物は、連続して全ての燃料処理構成部を通り、燃料処理構成部からアノード流れ場を通って流れて、燃料処理構成部およびアノード流れ場から残留水素および一酸化炭素をパージすることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１０】
燃料処理装置は、改質器の上流に改質器と直列に脱硫器を含み、またシフト変成装置の下流にシフト変成装置と直列に選択的酸化器を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項１１】
シフト変成装置は、ニッケルまたはニッケル合金を含有する触媒を用い、まてパージの際にシフト変成装置に入る改質器からのガスの温度は、２００℃より上に維持されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１２】
ａ．結果として不活性ガスから成る燃焼生成物となるように選択された比率で有機燃料および空気を燃焼器内へと導くステップと、
ｂ．少なくとも、アノード流れ場を出るガスの酸素含有量が実質的にゼロになるまでは、結果として得られる不活性ガスをアノード流れ場に通して流すステップと、
ｃ．アノード流れ場を通る不活性ガスの流れを止めるステップと、
ｄ．有機燃料を改質器内へと導いて、水素を含有するガスを生成するステップと、
ｅ．改質器からの水素を含有するガスをシフト変成装置内へと導くステップと、
ｆ．燃料処理システムからの水素を含有する処理済みの燃料をアノード流れ場に通して導き、また空気をカソード流れ場に通して導くステップと、
ｇ．主要負荷を燃料電池の両端に接続するステップと、
を含む、上記の順番で処理を行う燃料電池システムを起動するための方法が、引き続き行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１３】
方法は、燃料電池の起動のためであり、ステップ（ａ）および（ｂ）は、燃料電池が停止され、主要負荷から接続が解除されている間に行われ、ステップ（ａ）および（ｂ）は、アノード流れ場を出るガスの酸素含有量が実質的にゼロになったとき止められ、またステップ（ａ）および（ｂ）が、止められた後、アノード流れ場を通して水素を含有するガスが導かれ、カソード流れ場を通して空気が導かれ、また主要負荷が燃料電池の両端に接続されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【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、より詳細には、燃料電池システムを停止または起動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機燃料を水素に変換するための燃料処理システムの触媒構成部を含む燃料電池、および燃料電池自体の特にアノード側は、一般に、停止の際にパージを行って残留水素を取り除き、また起動の際にパージを行って空気を取り除く必要がある。これはいくつかの理由から必要である。その理由には、水素および酸素の引火性混合物の潜在性を除くこと、燃料処理システム触媒および電極触媒の性能劣化を最小限に止めること、起動および停止過程の際の有害物質の形成を防ぐことが含まれる。一般的な方法は、窒素またはパージされる構成部に害のない他のガスと混合した窒素などの不活性ガスを用いて構成部をパージすることである。例えば、米国特許第４，５３７，８３９号では、燃料電池をパージするために触媒燃焼装置からの生成ガスなどの不活性ガス（該特許では「実質上水素を含まない」ガスと定義されている）を用いる方法が記載されている。また、米国特許第５，２４８，５６７号では、燃焼成分（主として酸素および反応性炭素）の取り除かれた燃料電池パージガスを用いることが記載されている。
【０００３】
燃料電池発電装置では、窒素などの完全に不活性なガスを用いて、燃料電池のアノード側をパージし、また、ガソリンまたは天然ガスなどの有機燃料を水素に変換する燃料処理システムの構成部をパージすることも知られている。燃料電池システムの一部として窒素などの不活性ガスのタンクを備える必要性およびコストをなくし、同時にその不活性ガスの頻繁な補給の必要性をなくすことが望まれる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明では、有機燃料および空気が燃料電池システムの燃焼器に供給されて、燃料電池をパージすることと、改質器およびシフト変成装置などの燃料処理システム構成部をパージすることの少なくとも一方のための不活性ガスが生成される。燃料電池のアノード流れ場は、起動の際、反応物を電池に供給する前に空気がパージされ得る。停止の際は、電池から反応物をパージし、また燃料処理システム構成部から残留水素および一酸化炭素をパージするのに、不活性ガスが用いられ得る。本段落中および添付の特許請求の範囲を含むこれ以降において用いられるように、「不活性ガス」とは、窒素などの完全に不活性なガスのみを意味するのではなく、パージされるどんな燃料電池システムの構成部にも害のない成分のみを含有するガスも意味する。好ましくは、不活性ガスは実質的に窒素、水蒸気および二酸化炭素のみを含有する。
【０００５】
本発明の一実施態様において、有機燃料を水素に変換する改質器を含む燃料電池システムは、燃料電池の負荷から燃料電池の接続を解除し、有機燃料の水素への変換を止め、有機燃料および空気を燃焼器内へと導いて不活性ガスを生成させ、この不活性ガスを改質器に通して流して改質器から残留水素および一酸化炭素をパージすることによって停止される。
【０００６】
別の実施例では、改質器をパージすることに加えて、停止の際にアノード流れ場から残留水素をパージするように、燃焼器からの不活性ガスは、アノード流れ場にも通して流すことができる。改質器およびアノード流れ場のパージは、燃焼器からの別々で並行する不活性ガスの流れを用いて行うことができ、あるいは不活性ガスは、連続して初めに改質器に通してからその後アノード流れ場に通して流すことができる。
【０００７】
燃料処理システムが他の触媒燃料処理構成部を含む場合、燃焼器からの不活性ガスは、これらの構成部の全てに連続して通して流されて、燃料処理システム全体から残留水素および一酸化炭素をパージすることができる。
【０００８】
パージが完了すると、燃焼器への有機燃料および空気の流れは止められる。停止が継続されている間、空気が、最終的に燃料処理システム構成部と同時にアノードおよびカソードの流れ場の容積を占める。燃料電池の起動時ではあるが燃料電池に負荷を接続する前に、空気および有機燃料は、再度燃焼器内へと導かれ、前述の不活性パージガスを生成することができる。このパージガスは次に、アノードの流れ場に通して導かれ、アノード流れ場から空気をパージすることができる。そのようなパージが完了すると、不活性ガス生成燃焼器への有機燃料の流れは止められ、有機燃料は、燃料処理構成部内へ直接供給されて、この燃料の水素への変換を開始する。反応物はその後燃料電池に供給され、電力生成が始まる。
【０００９】
燃料処理システムが、ニッケルまたはニッケル合金触媒を用いるシフト変成装置を含む場合、その構成部のパージを概ね９０℃から２００℃の間で行わないように注意する必要がある。これらの温度の間では、ニッケルは燃料処理流れの中の一酸化炭素と反応して揮発性で有毒なニッケルカルボニルを形成する。貴金属または貴金属合金触媒を用いるシフト変成装置においてはこの問題は生じないであろう。
【００１０】
本発明の上述した特徴および利点は、添付図面に例示されている本発明の例示的な実施態様の以下の詳細な説明と照らし合わせるとさらに明白なものとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
唯一の図は、本発明の教示に従って運転できる燃料電池システム１００を図式的に示したものである。燃料電池システム１００は、燃料電池１０２と、燃料処理システム１０４と、空気の供給源１０６Ａおよび１０６Ｂ（単に周囲空気でもよい）と、有機燃料の供給源１０８（例えば天然ガスあるいはガソリン）と、燃焼器１１０（触媒燃焼装置でもよいが必ずしもそうでなくてはならないわけではない）と、熱交換器１１２と、水蒸気の供給源１１４と、後述するようにシステムの様々な構成部内におよびそこを通して空気およびその他のガスを送り込むため送風機１１６Ａ、１１６Ｂ、および１１６Ｃとを含む。
【００１２】
燃料電池１０２は、アノード電極１１８と、カソード電極１２０と、電極間に配置された電解質１２２とを備える。電解質は、米国特許第６，０２４，８４８号に記載されている種類のプロトン交換膜（ＰＥＭ）の形態でもよく、あるいは電解質は、リン酸電解質燃料電池などの酸電解質燃料電池に一般に見られるようなセラミックマトリックス内に保持されてもよい。電池はまた、アノード電極に隣接したアノード流れ場プレート１２４と、カソード電極に隣接したカソード流れ場プレート１２６とを含む。カソード流れ場プレートは、カソード流れ場プレートに亘ってカソード電極に隣接して延びていてカソード電極に亘って空気などの酸化剤を運ぶカソードの流れ場を形成している複数の流路（図示せず）を有する。アノード流れ場プレートは、アノード流れ場プレートに亘ってアノード電極に隣接して延びていて燃料処理システム１０４からアノード電極に亘って水素を含有する燃料を運ぶアノードの流れ場を形成している複数の流路（図示せず）を有する。主要負荷１３０を含む外部回路１２８が、アノードおよびカソード電極に亘って接続されている。回路内のスイッチ１３２が、燃料電池の負荷への接続または接続の解除を可能にする。
【００１３】
１つの燃料電池のみしか図示されていないものの、実際には燃料電池システム１００は、電気的に直列に接続されている多数の隣接した電池（すなわち電池のスタック）を含む。図に示されているような燃料電池のさらに詳細な情報を得るには、読み手は、同一出願人所有の米国特許第５，５０３，９４４号（ＰＥＭ型電池）および第４，１１５，６２７号（リン酸電解質電池）に向けられる。
【００１４】
燃料電池システム１００内では、燃料処理システム１０４の構成部には、脱硫器１３１と自熱式改質器１３４、シフト変成装置１３６、および選択的酸化器１３８が含まれ、これらの作動は燃料電池の分野でよく知られている。脱硫器は、本発明を実施する上で燃料処理システムの一部となる必要はない。供給源１０８からの有機燃料の硫黄含有量が十分に低い場合、それは省くことができる。
【００１５】
自熱式改質器１３４内では、燃料、空気、および水蒸気が、当業者によく知られる方式で水素、二酸化炭素、および一酸化炭素に変換される。自熱式反応装置は、水素を含有するガスを生成する好ましい方法であるものの、他の種類の反応装置を用いてもよい。例えば、同様に当業技術内でよく知られる水蒸気改質器は、触媒の存在下で燃料と水蒸気を反応させ、水素、二酸化炭素、および一酸化炭素から成る出力物ガスを生成する。もう１つの例としては、触媒過程によって空気および燃料を水素、一酸化炭素、および二酸化炭素に変換する部分酸化改質器が挙げられる。これらまたは他のよく知られた種類の改質器のいずれもが使用され得る。
【００１６】
シフト変成装置１３６内では、触媒の存在下で一酸化炭素を水と反応させることで二酸化炭素と付加的な水素を生成し、一酸化炭素の濃度を減少させる。
【００１７】
選択的酸化器１３８は、触媒の存在下で一酸化炭素を空気と反応させて一酸化炭素を二酸化炭素に変換させることで、さらに一酸化炭素濃度を減少させる。選択的酸化器は、本発明を実施する上で燃料処理システムの一部となる必要はない。シフト変成装置の出力物の一酸化炭素濃度が十分に低い場合、選択的酸化器を省くことができる。
【００１８】
燃料電池の通常の運転（すなわち主要負荷への電力の生成）の際、スイッチ１３２は閉じられて、外部回路１２８を介してアノード電極１１８はカソード電極に接続される。切換え弁１４０は完全に閉じられる。弁１４１は開けられ、送風機１１６Ｂは起動され、供給源１０６Ｂからの空気が導管１４２経由でカソード気体空間１２６内へ導かれる。消費された空気は導管１４４経由で燃料電池を出る。同時に、切換え弁１４６は供給源１０８からの有機燃料を導管１４８経由で燃料処理システム１０４の脱硫器１３１内だけに導く。この時点では、弁１４６は燃料を導管１５０および燃焼器１１０内へ流さず、また切換え弁１４９は完全に閉じられている。送風機１１６Ｃは起動され、弁１５２、１５４、および１５６は開けられる。従って供給源１１４からの水蒸気、供給源１０６Ｂからの空気、および脱硫器からの出力物は、改質器１３４に入りそこを通って流れる。改質器からの出力物は、シフト変成装置１３６内へ導かれそこを通る。シフト変成装置の出力物は、導管１５３からの空気と組み合わされ、選択的酸化器１３８を通って流れる。選択的酸化器からの全出力物をアノード流れ場プレート１２４に通して導くように設定されている切換え弁１５８により、高い割合で水素を含有するこの時点で完全に処理された燃料は、アノード電極１１８に亘って流れ、導管１６０経由で電池を出る。カソード電極上の酸化剤とアノード電極上の水素とが反応して外部回路１２８内に電流を生じさせて、負荷１３０に電力を供給する。
【００１９】
本発明の例示的な実施態様では、電力を生成する燃料電池システムは以下のように停止される。すなわち、スイッチ１３２が開けられて、燃料電池は負荷１３０から接続が解除される。弁１４１、１５２、１５４、および１５６は閉じられ、また送風機１１６Ｂおよび１１６Ｃは止められる。切換え弁１５８は燃料処理システム１０４からの全出力物を導管１６２経由で大気へ放出するように再設定される。切換え弁１４６は導管１４８への未使用の有機燃料の流れを止め、代わりにこの燃料を導管１５０経由で燃焼器１１０内へと導き直すように再設定される。切換え弁１４９および１４０は全開位置に再設定され、また通常の燃料電池運転時には停止されていた送風機１１６Ａは供給源１０６Ａからの空気を燃焼器１１０内に運ぶために起動される。
【００２０】
燃焼器１１０内に供給される空気と燃料の比率は、燃焼器の出力物ガスが上記でその用語が定義された「不活性ガス」となるように、化学量論的条件の近くで作動されるように選択される。従って燃焼器の出力物ガスは実質的に酸素を含有しないことになる。それは窒素などの完全に不活性なガスを含有することもでき、あるいは、例えばそれは燃料電池に害のない二酸化炭素および水蒸気を含有してもよい。
【００２１】
本実施態様の停止方法にさらに従うと、切換え弁１４０および１４９を完全に開くと、燃焼器の出力物ガス（燃料電池を過熱させないように熱交換器１１２内で約２００℃より下に冷却させた後）の一部が、導管１６４を介して脱硫器内へと流れるとともに、残りは、弁１４０を通って流れる。弁１４０は流れを導管１６６と１６８とに分け、よって燃焼器の出力物ガスの一部がアノード流れ場およびカソード流れ場の双方を通って並行して流れ、不活性ガスで電池の両側から反応物をパージする。
【００２２】
燃料電池をパージすると同時に、燃焼器の出力物ガスは燃料処理システムの複数の構成部を通って連続して流れ、これらから残留水素および一酸化炭素をパージする。燃料処理システムからのパージガスは最終的に導管１６２を介して大気に放出される。燃料処理システム１０４を通って流れる燃焼器の出力物ガスの体積は、構成部から実質的に全ての水素をパージするのに十分である必要がある。それは恐らくパージされる燃料処理構成部の全体積の少なくとも３倍の体積のパージガスが必要となるであろう。好ましくは、燃料処理構成部の全体積の少なくとも１０倍を用いる必要がある。パージガス体積あるいはパージ時間でパージを制御するよりむしろ、水素濃度または一酸化炭素濃度（あるいは両方）を測定するために放出導管１６０内に検出器１７０を配置してもよい。濃度が十分に低くなるかまたはゼロになると、燃料処理構成部のパージは停止され得る。同様に、いつ燃料電池のパージを停止できるのかを決めるために、カソードおよびアノードの流れ場の出口導管１４４および１６０それぞれの中にガス検出器１７２および１７４を配置してもよい。最後に、検出器１７６などの検出器を燃焼器の出口導管１７８内に配置し、燃焼器の出力物ガスの組成を監視してもよい。検出器１７６の測定値は、燃焼器に供給される空気と燃料の比率を調整して、望ましいパージガス組成の維持を確保するために用いることができる。燃料電池システムのパージが完了したと判断されると、弁１４９、１４６、および１５８は閉じられる。
【００２３】
停止期間の後、燃料電池システムを起動するには、弁１５２、１５４、および１５８を閉じ、空気送風機１１６Ｂおよび１１６Ｃを停止させる。燃料が燃焼器１１０のみに供給されるように切換え弁１４６を設定し、また同時に空気送風機１１６Ａを起動して燃焼器１１０に空気を供給する。切換え弁１４９および１４０を、燃焼器の全出力物不活性ガスが導管１６８を介してアノード流れ場プレート１２４に供給されるように、設定する。燃料電池のアノード側のこのパージは、導管１６０内の酸素含有量が実質的にゼロになるまで続けられる。その時点で、空気送風機１１６Ａは止められ、また燃料切換え弁１４６は燃焼器１１０内への燃料の流れを止めるように再設定される。切換え弁１４０および１４９もまた閉じられる。
【００２４】
起動手順を続けると、供給源１１４からの過熱蒸気は改質器１３４およびシフト変成装置１３６内を通して流され、これらは約２５０℃に予熱される。燃料切換え弁は、導管１４８を介して脱硫装置にのみ供給されるように配置される。同時に、弁１５２および１５４が開けられ、また空気送風機１１６Ｃが起動される。この時点で燃料処理システムは、水素に富む燃料の生成を開始する。
【００２５】
ここで切換え弁１５８が開けられ、アノード１１８に燃料を供給し、また空気送風機１１６Ｂが起動され、さらに弁１４１が開けられ、カソード１２０に空気が供給される。スイッチ１３２が閉じられ、発電が開始される。
【００２６】
上記の例示的な実施態様において、停止手順の際、燃焼器１１０からのパージガスは燃料処理システム、アノード流れ場、およびカソード流れ場を通して並行して導かれる。別の実施態様では、燃焼器の出力物ガスは連続して燃料処理構成部を通り、次にアノード流れ場を通って流れることができる。また、燃料処理システムが図面に示されている全ての構成部を含むことは、重要ではない。例えば、燃料処理システムは、改質器およびシフト変成装置のみを有するのであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】唯一の図であって、本発明の方法に従って運転できる燃料電池システムの構成図。
【図１】
2005506659.tif 000002
【国際公開パンフレット】
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2005506659.tif 000018
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【手続補正書】
【提出日】平成15年7月15日(2003.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主要負荷に電力を供給している燃料電池システムを停止する方法において、
該システムは、アノード電極と、カソード電極と、これらの間に配置された電解質とを有する燃料電池を備え、また該電池は、水素を含有する燃料を電池に通してアノード電極に亘って運ぶためのアノード流れ場と、酸素を含有するガスを電池に通してカソード電極に亘って運ぶためのカソード流れ場とを含み、燃料電池システムはまた、有機燃料の供給源と、有機燃料を水素に変換する燃料処理システムと、燃焼器とを含み、燃料処理システムは、シフト変成装置の上流にシフト変成装置と直列に改質器を含む複数の燃料処理構成部を備えており、
この方法は、
ａ．電池から主要負荷の接続を解除し、水素を生成するための燃料処理システム内での有機燃料の処理を止めるステップと、
ｂ．ステップ（ａ）の後に、結果として不活性ガスから成る燃焼器の燃焼生成物となるように選択された比率で空気および供給源からの有機燃料を燃焼器内へと導くステップと、
ｃ．少なくとも、改質器から残留水素および一酸化炭素が取り除かれるまでは、ステップ（ｂ）の燃焼器の燃焼生成物の少なくとも一部を燃料処理システムの少なくとも改質器に通して流すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ステップ（ｃ）は、水蒸気改質器を通って流れる燃焼器の燃焼生成物の流れと並行してステップ（ｂ）の燃焼器の燃焼生成物の一部を燃料電池の流れ場の少なくとも１つに通して流し、その少なくとも１つの流れ場から反応ガスをパージすることをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｃ）において、ステップ（ｂ）の燃焼器の燃焼生成物の一部が、改質器、カソード流れ場、およびアノード流れ場を通って並行して流れて、改質器から残留水素および一酸化炭素をパージし、またカソードおよびアノード流れ場から反応物をパージすることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
ステップ（ｂ）の燃焼器の燃焼生成物は、実質的に窒素、二酸化炭素、および水蒸気から成ることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
ステップ（ｃ）において、ステップ（ｂ）の触媒燃焼生成物は、連続して、改質器を通り、次にアノード流れ場を通って流れて、改質器およびアノード流れ場の双方から残留水素をパージすることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
ステップ（ｃ）において、ステップ（ｂ）の燃焼器の燃焼生成物は、連続して改質器とシフト変成装置を通って流れて、改質器およびシフト変成装置から残留水素および一酸化炭素をパージすることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ｃ）において、ステップ（ｂ）の燃焼器の燃焼生成物は、連続して燃料電池システムの全ての燃料処理構成部を通って流れて、その全ての構成部から残留水素および一酸化炭素をパージすることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｂ）の燃焼器の燃焼生成物は、連続して燃料電池システムの全ての燃料処理構成部を通り、燃料処理構成部からアノード流れ場を通って流れて、燃料処理構成部およびアノード流れ場から残留水素および一酸化炭素をパージすることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
燃料処理構成部は、改質器の上流に改質器と直列に脱硫器を含み、またシフト変成装置の下流にシフト変成装置と直列に選択的酸化器を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
シフト変成装置は、ニッケルまたはニッケル合金を含有する触媒を用い、またパージの際にシフト変成装置に入る改質器からのガスの温度は、２００℃より上に維持されることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項１１】
ａ．結果として不活性ガスから成る燃焼生成物となるように選択された比率で有機燃料および空気を燃焼器内へと導くステップと、
ｂ．少なくとも、アノード流れ場を出るガスの酸素含有量が実質的にゼロになるまでは、結果として得られる不活性ガスをアノード流れ場に通して流すステップと、
ｃ．アノード流れ場を通る不活性ガスの流れを止めるステップと、
ｄ．有機燃料を改質器内へと導いて、水素を含有するガスを生成するステップと、
ｅ．改質器からの水素を含有するガスをシフト変成装置内へと導くステップと、
ｆ．燃料処理システムからの水素を含有する処理済みの燃料をアノード流れ場に通して導き、また空気をカソード流れ場に通して導くステップと、
ｇ．主要負荷を燃料電池の両端に接続するステップと、
を含む、上記の順番で処理を行う燃料電池システムを起動するための方法が、引き続き行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
【国際調査報告】
2005506659.tif 000020