(57)【要約】【課題】燃料電池の製造工程において、エイジング時間を短縮し、且つエイジング後の燃料電池の発電特性を向上させる。【解決手段】直接アルコール形燃料電池のエイジング方法は、燃料電池に対して、第１段目の水素を用いたＰＥＦＣエイジングと、引き続き、メタノール水溶液を用いたＤＭＦＣエイジングによる２段階エイジングであり、エイジング直後から出力特性が向上し、且つエイジング時間を短縮する。【選択図】図１
2011258318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタノールを含むアルコールを主成分とする流体を燃料とする直接アルコール形燃料電池のエイジング方法であって、  
前記直接アルコール形燃料電池に、水素を燃料として供給して、予め定めた一定負荷の下で予め定めた第１の設定時間を越えて発電する第１段目のエイジングと、
続いて、前記直接アルコール形燃料電池に、前記水素からアルコールを主成分とする流体に切り替えて、燃料として供給して、予め定めた一定負荷の下で予め定めた第２の設定時間を発電させる第２段目のエイジングと、で構成される２段階エイジングであることを特徴とする直接アルコール形燃料電池のエイジング方法。
【請求項２】
前記第１段目のエイジングの前記第１の設定時間が、３時間を超えて９時間以内に設定され、
前記第２段目のエイジングの前記第２の設定時間が、アルコールを主成分とする流体によるエイジング時間を１０時間とすることを特徴とする請求項１に記載の直接アルコール形燃料電池のエイジング方法。
【請求項３】
前記エイジング方法において、
前記第１段目のエイジングを行う場合の前記直接アルコール形燃料電池の温度を、８０℃で行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の直接アルコール形燃料電池のエイジング方法。
【請求項４】
前記エイジング方法において、
前記第２段目のエイジングに使用する前記アルコールを主成分とする流体は、濃度を１Ｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれか１項に記載の直接アルコール形燃料電池のエイジング方法。
【請求項５】
前記エイジング方法において、
前記第２段目のエイジングに使用する前記アルコールを主成分とする流体は、メタノール水溶液であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１項に記載の直接アルコール形燃料電池のエイジング方法。
【請求項６】
直接アルコール形燃料電池の燃料極に、水素を供給する第１の供給部と、
前記直接アルコール形燃料電池の燃料極に、アルコールを主成分とする流体を供給する第２の供給部と、
前記直接アルコール形燃料電池に、酸化剤流体を供給する第３の供給部と、
前記第１の供給部と前記第２の供給部から送出される前記水素と前記流体を切り替えて、前記燃料極に供給する切り替え部と、を具備し、
前記第１の供給部から前記燃料極に水素を燃料として供給し、任意の条件下の発電による第１段目のエイジングを実施した後、前記切り替え部により、前記水素から前記第２の供給部から供給される前記流体に切り替えて供給し、任意の条件下の発電による第２段目のエイジングを実施する、２段階エイジングを行うことを特徴とする直接アルコール形燃料電池用エイジング装置。
【請求項７】
前記第１の供給部が供給する水素に加湿する加湿手段を具備することを特徴とする請求項６に記載の直接アルコール形燃料電池用エイジング装置
【請求項８】
前記第２の供給部から供給される前記流体が、メタノール水溶液であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の直接アルコール形燃料電池用エイジング装置。
【請求項９】
前記第３の供給部が供給する前記酸化剤が酸素又は空気を含む流体であり、さらに、該流体に加湿する加湿部を具備することを特徴とする請求項６乃至請求項８のうちのいずれか１項に記載の直接アルコール形燃料電池用エイジング装置。
【請求項１０】
前記直接アルコール形燃料電池用エイジング装置において、さらに、
前記第１の供給部、前記第２の供給部、前記第３の供給部及び前記直接アルコール形燃料電池における、全体又は発電を行う部分を、任意の温度に調整する加温冷却機構を具備することを特徴とする請求項６乃至請求項９のうちのいずれか１項に記載の直接アルコール形燃料電池用エイジング装置。
【請求項１１】
前記請求項６項から１０項に記載の
前記直接アルコール形燃料電池用エイジング装置において、
前記第１段目のエイジングの前記水素によるエイジング時間と
前記第２段目のエイジングの前記アルコールを主成分とする流体によるエイジング時間とを、それぞれに独立して設定可能であることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のうちのいずれか１項に記載の直接アルコール形燃料電池用エイジング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタノール等の直接アルコール形燃料電池のエイジング方法及びそのエイジング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話やＰＤＡ、デジタルカメラ等の携帯用情報機器は、主にリチウムイオン電池等の充電可能な二次電池が電源として用いられている。近年、これらの情報機器における高機能化、多機能化、高速化及び長時間連続駆動の要求に伴い、小型燃料電池が新たな電源として期待されており、一部では試作及び試用も開始されている。
【０００３】
燃料電池は、従来の二次電池とは異なり、充電作業が不要であり、燃料を補充又は燃料カートリッジを交換するだけで瞬時に機器を長時間稼動させることが可能な状態にすることができる。これらの燃料電池のうち、メタノールを燃料とする直接メタノール形燃料電池ＤＭＦＣ（Direct Methanol Fuel Cell）は、出力電力密度は高くはないものの、燃料の取扱いが容易であることから、携帯用機器への充電用等の用途で実用化が始まっており、商品として販売もされている。
【０００４】
直接メタノール形燃料電池は、組立製造後に発電特性を安定化させるために通常、エイジングと呼ばれる作業工程を実施する必要がある。ここで言うエイジングは，コンディショニングと呼ばれることもある。このエイジングに用いられるプロセスとしては、様々な方法が知られている。例えば、非特許文献１及び２には、実際に発電させる燃料を使用して、燃料電池の出力端に負荷を接続して、一定時間燃料電池を動作させる行う方法が開示されている。
【０００５】
このようなエイジング方法においては、経験的に安定した特性が得られるまでの時間と環境、例えば周囲温度６０℃で３０時間連続的に負荷を接続して実施している。また、非特許文献１及び２には、水素によるエイジングを行った後にメタノールによるエイジングを行う方法も開示されているが、このエイジング方法においても、トータルで３０時間を費やしている。  
また、特許文献１には、発電を開始した燃料電池の電極間に外部から強制的に通電を行ってエイジングを行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４０８６９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「直接メタノール形燃料電池の高出力化に対するエイジング方法の影響」岩崎達也著  他、電池討論会講演要旨集、ｖｏｌ．５０ｔｈ  Ｐａｇｅ  ４８９  （２００９．１１．３０）
【非特許文献２】「直接メタノール形燃料電池出力特性に及ぼすエイジング方法の検討」岩崎達也著  他電気化学会、３Ｒ０３  （２００９．３．３１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した非特許文献１及び２により提案されるエイジング方法では、燃料電池が使用可能になるまでに３０時間以上を要しているため、現実的に製造工程に組み入れるには、更なる時間短縮が要求されている。また、特許文献１においては、燃料電池が発電する極性と同じ極性で外部から強制的に通電することによって、エイジングを行っている。この方法においては、予め定められた通電条件下において、燃料電池の状態（アノード側の水分量等）を観測して、その通電時間や印加回数を適宜制御する必要があり、繁雑な作業となっている。また、その際に、不慮の事態により想定外の通電条件となった場合には、燃料電池に損傷を与えるため、注意を払わなければならない。
【０００９】
そこで本発明は、水素及びアルコールによるエイジング時間が個々に設定可能であり、燃料電池の製造工程には最適なエイジングで時間短縮を実現し、且つエイジング後の燃料電池の発電特性を向上させる直接アルコール形燃料電池のエイジング方法及びそのエイジング装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に従う実施形態は、メタノールを含むアルコールを主成分とする流体を燃料とする直接アルコール形燃料電池のエイジング方法であって、前記直接アルコール形燃料電池に、水素を燃料として供給して、予め定めた一定負荷の下で予め定めた第１の設定時間を越えて発電する第１段目のエイジングと、続いて、前記直接アルコール形燃料電池に、前記水素からアルコールを主成分とする流体に切り替えて、燃料として供給して、予め定めた一定負荷の下で予め定めた第２の設定時間を発電させる第２段目のエイジングと、で構成される２段階エイジングである直接アルコール形燃料電池のエイジング方法を提供する。
【００１１】
また、本発明に従う実施形態は、直接アルコール形燃料電池の燃料極に、水素を供給する第１の供給部と、前記直接アルコール形燃料電池の燃料極に、アルコールを主成分とする流体を供給する第２の供給部と、前記直接アルコール形燃料電池に、酸化剤流体を供給する第３の供給部と、前記第１の供給部と前記第２の供給部から送出される前記水素と前記流体を切り替えて、前記燃料極に供給する切り替え部と、を具備し、前記第１の供給部から前記燃料極に水素を燃料として供給し、任意の条件下の発電による第１段目のエイジングを実施した後、前記切り替え部により、前記水素から前記第２の供給部から供給される前記流体に切り替えて供給し、任意の条件下の発電による第２段目のエイジングを実施する、２段階エイジングを行う直接アルコール形燃料電池用エイジング装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水素及びアルコールによるエイジング時間が個々に設定可能であり、燃料電池の製造工程における最適なエイジングで時間短縮を実現し、且つエイジング後の燃料電池の発電特性を向上させる直接アルコール形燃料電池のエイジング装置及びそのエイジング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１の実施形態に用いる直接メタノール形燃料電池における燃料電池セルの概念的な断面構成を示す図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１例乃至第３例のそれぞれのエイジング時間による出力電力電流密度の特性を示す図である。
【図３】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１例乃至第３例の燃料電池に対して、メタノール水溶液の濃度１Ｍ，５Ｍ，１０Ｍをそれぞれに供給した時の出力電力密度及びセル電圧の測定結果を示す図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、ＰＥＦＣエイジング工程におけるエイジングの操作温度６０℃，８０℃の時の出力電力密度の測定結果を示す図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）は、ＰＥＦＣエイジングを操作温度６０℃，８０℃で行った燃料電池の異なる濃度のメタノール水溶液を用いた時の出力電力密度の測定結果を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、ＤＭＦＣエイジング後、１Ｍの濃度のメタノール水溶液を用いた出力電力の測定結果を示す図、図６（ｂ）は、５Ｍの濃度のメタノール水溶液を用いた出力電力密度の測定結果を示す図である。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、ＤＭＦＣエイジングを１Ｍ，５Ｍのメタノール水溶液で行った後に、濃度１Ｍ，５Ｍ，１０Ｍのメタノール水溶液を用いて測定した出力結果を示図である。
【図８】図８（ａ）は、最適化を行う前のエイジング方法による燃料電池セルの出力特性を示す図、図８（ｂ）は、第２の実施形態による最適方法を用いた２段階エイジングした場合の燃料電池セルの出力特性を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態におけるエイジング方法による最適化前及び最適化後の出力結果を示す図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係る直接アルコール形燃料電池に用いるエイジング装置のブロック構成を示す図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態による２段階エイジングの動作について説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、第４の実施形態に係る直接アルコール形燃料電池のエイジング装置のブロック構成を示す図である。
【図１３】図１３は、第４の実施形態による２段階エイジングの動作について説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
［第１の実施形態］  
図１を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、実施形態に用いる直接メタノール形燃料電池における燃料電池セルの概念的な断面構成を示している。
【００１５】
この燃料電池は、電解質膜としてＮａｆｉｏｎ１１７（登録商標）を使用し、カソード触媒には、Ｐｔ／Ｃ（Ｐｔ担持量：４５．９ｗｔ．％）、アノード触媒にはＰｔ−Ｒｕ／Ｃ（Ｐｔ担持量：３２．６ｗｔ．％、Ｒｕ担持量：１６．９ｗｔ．％）を用いている。これらのうち、電極触媒層は、これらのカソード、アノード触媒とＮａｆｉｏｎ溶液を攪拌混合して調整した触媒塗布液を、拡散層として用いたカーボンペーパー（２．２５ｃｍｘ２．２５ｃｍ）上にエアースプレーで吹き付けて作製した。この時、カーボンペーパーは触媒層の面積が２．２４×２．２４ｃｍ（５ｃｍ２）の大きさになるようにＰＥＴフィルムでマスクする。電極触媒塗布量は、１．０ｍｇ／ｃｍ２の金属量となるように調整した。続いて、Ｐｔ／Ｃ、Ｐｔ−Ｒｕ／Ｃ触媒をそれぞれに吹き付けたカーボンペーパーで電解質を挟み、ホットプレスしてＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）５を作製した。
【００１６】
図１に示す燃料電池セル１は、上記ＭＥＡ５が組み込まれた構成を示している。この燃料電池セル１は、ＭＥＡ５からなる電解質膜４を両側から挟み込むように、アノード（燃料極）２及び、カソード（空気極）３が設けられている。また、アノード２側には、上部に燃料となる水素又はメタノール水溶液を流入するための燃料流入口６と、その燃料を排出する燃料流出口７とを有する燃料流路がアノード２と接合するように設けられている。
【００１７】
さらに、カソード３側には、酸素又は空気が流れ込む酸素流入口８と、酸素又は空気、及び発電時に発生する水が排出される酸素流出口９とを有する酸素流路がカソード３と接合するように設けられている。
【００１８】
尚、図示していないが、それぞれの流路に燃料と酸素（または空気）を供給するためのポンプが設けられており、所望する流入量となるように制御されている。同様に、図示しない温度調整機構を備えており、燃料電池セル１の温度と供給する燃料の温度が予め設定した温度を保つように調整されている。
【００１９】
以下、本実施形態におけるエイジング方法について説明する。本実施形態のエイジング方法は、主として、第１段目のＰＥＦＣ（Polymer Electrolyte Fuel Cell）エイジング工程と、第２段目のＤＭＦＣ（Direct Methanol Fuel Cell）エイジング工程による「２段階エイジング方法」である。
【００２０】
（１）ＰＥＦＣエイジング工程  
アノード２へ水素を５０ｍｌ／ｍｉｎを供給し、カソード３には酸素を５０ｍｌ／ｍｉｎで供給してエイジングを行う。このエイジングにおいては、セル温度、ガス加湿及び供給温度を一定温度Ｔｐ℃に設定し、セル電圧を０．２１Ｖの定電圧で固定して、任意の電子負荷装置を用いて、ｔｐ時間に亘り負荷をかける。
【００２１】
（２）ＤＭＦＣエイジング工程
アノード２へ濃度ＣｍＭのメタノール水溶液を５ｍｌ／ｍｉｎで流し、セル電圧が上がりきった時点で、カソード３に酸素を５０ｍｌ／ｍｉｎで供給してＤＭＦＣエイジングを行う。このエイジングにおいては、セル温度、ガス加湿及び供給温度を６０℃に設定し、セル電圧を０．２１Ｖの定電圧で固定して、任意の電子負荷装置を用いて、ｔｍ時間に亘り負荷をかける。
【００２２】
（３）エイジング後処理工程  
上記（２）ＤＭＦＣエイジングが終了した後、アノード２へ水、カソード３へ酸素をそれぞれに供給した状態で、電圧を０．２１Ｖに保ち、電流値が取り出せなくなるまで任意の電子負荷装置を用いて負荷をかけ、続いてカソードに窒素を供給し、カソード電位の変化が無くなった時点でエイジング後処理工程を完了する。
【００２３】
このような２段階エイジング方法においては、以下のようにパラメータを設定している。  
・ＰＥＦＣエイジング時間：ｔｐ（時間）とＤＭＦＣエイジング時間：ｔｍ（時間）  
・ＰＥＦＣエイジング時の温度（操作温度）：Ｔｐ（℃）  
・ＤＭＦＣエイジング時のメタノール濃度：Ｃｍ（Ｍ）  但し、Ｍはモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）とする。
【００２４】
本実施形態では、それぞれのパラメータの最適値を選定するために、２つまたは３つの組み合わせ例を選定し、比較を行った。  
まず、ＰＥＦＣエイジング時間：ｔｐ（時間）とＤＭＦＣエイジング時間：ｔｍ（時間）のパラメータについて述べる。  
各組み合わせにおいて、エイジング時の操作温度Ｔｐは６０℃、メタノール濃度Ｃｍは１Ｍとする。これらの選定条件の下で、図２（ａ）に示す第１例は、ｔｐを３時間、ｔｍを２７時間として実施した例、図２（ｂ）に示す第２例は、ｔｐを６時間及びｔｍを１０時間として実施した例及び、図２（ｃ）に示す第３例は、ｔｐを９時間、ｔｍを１０時間として実施した例である。
【００２５】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、共にエイジングが完了した燃料電池セルに対して、エイジング終了直後「○」と、エイジング後処理終了直後「□」と、エイジング後未動作で常温にて２４時間保管した後「△」との、それぞれの出力電力密度（又は、出力電力と称する）による出力特性（又は、発電特性）を示している。
【００２６】
これらの出力特性を比較すると、図２（ａ）に示す第１例においては、エイジング終了直後に対して、未動作で２４時間保管することにより大幅に発電特性が向上している。これに対して、図２（ｂ），（ｃ）に示す第２例及び第３例では、エイジング終了直後と、非動作にて２４時間を保管した後とでは、出力特性の向上は比較的小さい。
【００２７】
しかし、第１例乃至第３例において、共に、２４時間保管後に得られる性能は同等であるが、エイジング後終了処理の直後の出力電力密度を比較すると、第１例より第２例及び第３例の方が明らかに大きい。即ち、この結果から分かるように、ＰＥＦＣエイジング時間を延ばすことによって、保管を行わなくとも、エイジング直後からＤＭＦＣ出力特性が向上するため、エイジング時間を短縮することができる。
【００２８】
次に、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１例乃至第３例の燃料電池に対して、メタノール水溶液の濃度１Ｍ，５Ｍ，１０Ｍをそれぞれに供給した時の出力電力密度の測定結果を示している。ここでは、図３（ａ）は、第１例の燃料電池、図３（ｂ）は、第２例の燃料電池、図３（ｃ）は、第３例の燃料電池とする。尚、図３（ａ）乃至（ｃ）において、出力電力の特性は、図２（ａ）乃至（ｃ）と同等のプロットマークとし、セル電圧特性（電流・電圧特性Ｉ−Ｖ又は電流・出力特性Ｉ−Ｐ）は、メタノール水溶液の濃度１Ｍを黒丸、５Ｍを黒四角、１０Ｍを黒三角で示している。
【００２９】
これらの図３（ａ）乃至（ｃ）に示すように、第１例乃至第３例において、１Ｍのメタノール濃度で得られるセル電圧特性は、ＰＥＦＣエイジング時間が異なっても大きい差は生じていない。図３（ｂ） ，（ｃ）に示す第２例及び第３例は、ＤＭＦＣエイジングに要する時間が１０時間であり、図３（ａ）に示す第１例のＰＥＦＣエイジングに要する２７時間に比べて、格段に短時間となる。
【００３０】
即ち、第１段目のＰＥＦＣエイジング時間を延ばすことにより、後続する第２段目のＤＭＦＣエイジング時間を短縮することができる。つまり、第１例と第３例を比較すると、トータルのエイジング時間で比較すると、１１時間の短縮を実現している。
【００３１】
さらに、メタノール水溶液の濃度５Ｍで得られる最大出力電力密度は、図３（ａ）に示す第１例及び図３（ｂ）に示す第２例における約４０ｍＡ／ｃｍ２に対して、図３（ｃ）に示す第３例では、約５０ｍＡ／ｃｍ２と大きくなる。同様に、メタノール水溶液濃度１０Ｍの場合もＰＥＦＣエイジング時間の最も長い第３例の最大出力密度が最大になる。このことから、ＰＥＦＣエイジング時間を延ばすことで、高濃度のメタノール供給時の出力特性を向上させることができる。
【００３２】
以上説明したように、水素によるＰＥＦＣエイジング時間ｔｐは、後続のＤＭＦＣエイジング時間ｔｍを短縮でき、且つ高濃度メタノール供給時の出力特性が最も高い、第３例の９時間が最適であることがわかる。従って、第３例を選択することにより、第１例に比べて、後続のＤＭＦＣエイジング時間ｔｍの短縮及び出力特性の向上が実現し、第２例に比べて、発電特性の向上を実現する。
【００３３】
次に、図４（ａ），（ｂ）を参照して、ＰＥＦＣエイジング工程におけるエイジングの操作温度Ｔｐ℃の設定について説明する。図４（ａ）は、前述したＰＥＦＣエイジング工程中の操作温度が６０℃、図４（ｂ）は、操作温度が８０℃の時の結果を示している。尚、図４（ａ），（ｂ）において、エイジング終了直後「○」、エイジング後処理終了直後「□」、２４時間単セルを保管した後「△」における、それぞれの出力電力密度を１Ｍのメタノール水溶液を用いて時間毎に測定した特性を示している。
【００３４】
図４（ａ）に示すように、６０℃によるエイジング終了直後とエイジング後処理終了直後との出力電力密度の比較では、エイジング後処理を実施した方が大きく向上する。しかし、燃料電池セルをエイジング終了後、２４時間保管すると、エイジング終了直後よりも向上しているが、エイジング後処理を行った燃料電池セルと比べると、得られる出力電力密度は低下している。
【００３５】
これに対して、図４（ｂ）に示すような８０℃によるエイジング終了直後とエイジング後処理終了直後との出力電力密度の比較では、同様な出力特性を有している。また、燃料電池をエイジング終了後、２４時間保管すると、エイジング終了直後及びエイジング後処理終了直後よりも出力電力密度が向上する。  
以上の結果から、ＰＥＦＣエイジングの操作温度は、ＤＭＦＣエイジング終了直後だけでなく、保管後の出力特性にも大きく影響することがわかる。
【００３６】
図５（ａ），（ｂ）には、第１段目の水素を用いたＰＥＦＣエイジングを操作温度６０℃、８０℃で行った燃料電池に対して、１Ｍ、５Ｍ、１０Ｍの異なる濃度のメタノール水溶液を用いて出力電力密度を測定した結果を示す。ここで、図５（ａ）は、操作温度６０℃とし、図５（ｂ）は、操作温度８０℃とする。
【００３７】
図５（ａ）に示す結果においては、１Ｍのメタノール水溶液で得られる出力電力密度は、約６５ｍＡ／ｃｍ２である。図５（ｂ）において、同様に１Ｍのメタノール水溶液で得られる出力電力密度は約７０  ｍＡ／ｃｍ２となり、操作温度の違いによる出力値に大きな差は認められない。これに対して、５Ｍ，１０Ｍの高濃度のメタノール水溶液を用いた場合には、操作温度６０℃に比べて、操作温度８０℃の方が明らかに出力電力密度が大きい。  
従って、２段階エイジングにおけるＰＥＦＣエイジングの操作温度は６０℃より８０℃の方が最適である。
【００３８】
次に、ＰＥＦＣエイジング工程に後続するＤＭＦＣエイジング工程において、１Ｍ及び５Ｍのメタノール濃度Ｃｍ（Ｍ）によりエイジングした燃料電池セルの出力特性について説明する。図６（ａ）は、ＤＭＦＣエイジングの後、１Ｍの濃度のメタノール水溶液を用いた出力電力を時間毎に測定した結果を示し、図６（ｂ）は、同様に５Ｍの濃度のメタノール水溶液を用いた出力電力密度を時間毎に測定した結果を示している。尚、図６（ａ），（ｂ）において、エイジング後処理の終了直後「○」、及びエイジング終了後に２４時間を保管した後「□」を示している。
【００３９】
図６（ａ）に示す１Ｍの濃度のメタノール水溶液でエイジングを行った場合、エイジング後処理の終了直後に得られる出力電力に比べて、２４時間保管した後で得られる出力電力密度の方が大きな出力値を得ることができる。
【００４０】
これに対して、図６（ｂ）に示す５Ｍの濃度のメタノール水溶液でエイジングを行った場合に、エイジング後処理の終了後に得られる出力電力密度は、前述した１Ｍによるエージングの出力電力密度と略同等である。また、濃度５Ｍでは、２４時間を保管した後の出力特性が向上せず、濃度１Ｍと略同等である。  
従って、本実施形態におけるＤＭＦＣエイジングでは、濃度５Ｍのメタノール水溶液を用いた場合に、保管中による出力向上は望めないものと判断できる。
【００４１】
さらに、本実施形態のＤＭＦＣエイジングを１Ｍ，５Ｍのメタノール水溶液で行った後に、濃度１Ｍ，５Ｍ，１０Ｍのメタノール水溶液を用いて測定した出力結果について説明する。ここでは、図７（ａ）は、１Ｍの濃度のメタノール水溶液でＤＭＦＣエイジングを行った後、１Ｍの濃度のメタノール水溶液を用いた出力電力密度を時間毎に測定した結果を示し、図７（ｂ）は、同様に５Ｍの濃度のメタノール水溶液でＤＭＦＣエイジングを行った後、１Ｍの濃度のメタノール水溶液を用いた出力電力密度を時間毎に測定した結果を示している。
【００４２】
図７（ａ）に示す測定結果では、濃度１Ｍのメタノール水溶液でＤＭＦＣエイジングを行った例では、１Ｍのメタノール水溶液の供給時には、約７０ｍＡ／ｃｍ２の最大出力電力密度が得られる。これに対し、図７（ｂ）に示す濃度５Ｍのメタノール水溶液でＤＭＦＣエイジングを行った例では、１Ｍのメタノール水溶液の供給時には、約５５ｍＡ／ｃｍ２の最大出力電力密度となり、図７（ａ）に示す出力電力密度に比べて、明らかに小さい。
【００４３】
また同様に、濃度５Ｍ，１０Ｍのメタノール水溶液の供給時に得られる出力電力密度においても、図７（ｂ）に示す濃度５Ｍのメタノール水溶液で行うＤＭＦＣエイジングよりも、図７（ａ）に示す１Ｍで行うＤＭＦＣエイジングの方が高い出力電力密度の出力特性となっている。  
従って、本実施形態のＤＭＦＣエイジングは、濃度５Ｍよりも濃度１Ｍのメタノール水溶液を用いる方が大きい出力特性を得ることができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態においては、第１段目の水素を用いたＰＥＦＣエイジング工程は、ＰＥＦＣエイジング時間を長く取ることにより、ＤＭＦＣエイジング工程を従来より大幅に短くすることができる。前述した例では、第３例のＰＥＦＣエイジング時間を９時間、ＤＭＦＣエイジング時間を１０時間が好ましい。
【００４５】
さらに、ＰＥＦＣエイジング時の操作温度は、８０℃が好ましい。  
また、後続するＤＭＦＣエイジング工程においては、濃度１Ｍのメタノール水溶液を用いたエイジングを行い、１Ｍのメタノール水溶液を供給することにより、最大出力電力密度を得ることができる。  
以上のように本実施形態の２段階エイジング方法では、最適なパラメータを設定することで、エイジング時間を従来に比べて短縮することができる。
［第２の実施形態］  
次に、第２の実施形態に係る燃料電池セルについて説明する。  
前述した第１の実施形態では、３つのパラメータについて、それぞれの最適な値を求めた。本実施形態では、すべてのパラメータを最適に設定した２段階エイジング工程を用いたエイジング方法について説明する。
【００４６】
（１）ＰＥＦＣエイジング工程  
まず、アノード２へ水素を５０ｍｌ／ｍｉｎで流し、カソード３に酸素を５０ｍｌ／ｍｉｎで供給して、ＰＥＦＣエイジングを行う。この時、セル温度、ガス加湿及び供給温度を一定温度８０℃に設定し、セル電圧を０．２１Ｖの定電圧で固定して、任意の電子負荷装置を用いて、９時間に亘って負荷をかける。
【００４７】
（２）ＤＭＦＣエイジング工程  
次に、アノード２へ濃度１Ｍのメタノール水溶液を５ｍｌ／ｍｉｎで流し、セル電圧が上がりきった時点で、カソード３に酸素を５０ｍｌ／ｍｉｎで供給して、ＤＭＦＣエイジングを行う。この時、セル温度、ガス加湿及び供給温度を６０℃に設定し、セル電圧を０．２１Ｖの定電圧で固定して、任意の電子負荷装置を用いて、１０時間に亘って負荷をかける。
【００４８】
図８（ａ）は、従来、即ち、最適化を行う前のエイジング方法（ＰＥＦＣエイジング３時間、操作温度８０℃、ＤＭＦＣエイジング２７時間、１Ｍメタノール水溶液）による燃料電池セルの出力特性を示し、図８（ｂ）は、上述した本実施形態による最適方法を用いて、２段階エイジングした場合の燃料電池セルの出力特性を示す。ここでは、メタノール水溶液の濃度１Ｍを黒丸、５Ｍを黒四角、１０Ｍを黒三角で示している。
【００４９】
図８（ａ）と図８（ｂ）の比較では、濃度１Ｍのメタノール水溶液における出力特性は大きな差は認められない。一方、濃度５Ｍ，１０Ｍの高濃度のメタノールを用いた場合、最適化後の方が最適化前に比べ明らかに出力は大きいことがわかる。
【００５０】
そこで、図９には、メタノール水溶液の濃度毎に濃度に対する最大出力密度を示し、本実施形態による２段階エイジングの効果についてさらに詳しく説明する。図９において、ａは、図８（ａ）に示したエイジング方法による最適化前の出力結果を示し、ｂは、図８（ｂ）に示した本実施形態によるエイジング方法による最適化後の出力結果を示している。
【００５１】
図９によれば、濃度１Ｍのメタノール水溶液を供給した場合の出力特性は、最適化前と最適化後ではほぼ同等の値である。最適化前のエイジングは、全エイジング時間が３０時間を要するのに対して、最適化後の２段階エイジングに要する全エイジング時間は１９時間である。
【００５２】
従って、本実施形態の２段階エイジングを行うことで、全体的なエイジング時間を短縮することができる。一方、濃度５Ｍ，１０Ｍの高濃度のメタノール水溶液を供給した場合には、本実施形態の最適化後の燃料電池セルは、最適化前の燃料電池セルに比べて、最大出力密度が約２２％、３５％と大幅な向上を示している。つまり、本実施形態における２段階エイジング条件の最適化は、高濃度メタノールを用いた場合には、出力特性の向上という効果を奏する。
【００５３】
尚、本実施形態において、メタノール水溶液を用いたエイジングの前に、第１段目として、水素を用いたエイジングを実施することで、エイジング時間を短縮している。このような作用のメカニズム自体を正確には掌握していないが、本来反応していない不活性領域に、サイズの小さい水素分子が入り込むことで道（隙間）が広がり、その道に水素に比べてサイズの大きいメタノール分子が通りやすくなるためと推測する。
【００５４】
［第３の実施形態］  
次に、第３の実施形態について説明する。  
図１０は、本実施形態の直接アルコール形燃料電池に用いるエイジング装置のブロック構成を示す図である。ここでは、燃料として、メタノール水溶液を使用する、直接メタノール形燃料電池を一例として説明する。
【００５５】
このエイジング装置は、主として、第１の供給部となる水素供給部１０１と、第２の供給部となるメタノール水溶液供給部１０２と、水素供給部１０１とメタノール水溶液供給部１０２との出力を切り替える切り替え部１０３と、第３の供給部となる酸素供給部１０５と、コントローラ１０６とで構成される。このエイジング装置は、エイジング対象となる直接メタノール形燃料電池１０４が着脱自在となるように構成されている。コントローラ１０６は、エイジング装置全体の動作を制御する。また、図１０中に示す矢印を含む実線は、水素、メタノール水溶液及び酸素等の流れを示し、矢印を含む点線は、コントローラ１０６による制御信号を示している。
【００５６】
水素供給部１０１は、水素を貯蔵する水素ボンベ１０１ａと水素ボンベ１０１ａからの水素の流れと流量を制御するバルブ１０１ｂと構成される。バルブ１０１ｂは、コントローラ１０６からの制御信号によって開閉が制御される。尚、水素は水素ボンベ１０１ａに貯蔵する代わりに、アンモニア・ボレイン等の水素を含んだ物質から必要な時に必要な分量の水素を発生させる水素発生器（図示せず）で構成してもよい。また、水素ボンベ１０１ａは、ＬａＮｉ５等のような水素吸蔵合金を利用したものでもよい。
【００５７】
次に、メタノール水溶液供給部１０２は、メタノールを水で希釈したメタノール水溶液を貯蔵するタンク１０２ａと、タンク１０２ａからのメタノール水溶液の流れと流量を制御するバルブ１０２ｂで構成され、そのバルブ１０２ｂは、コントローラ１０６からの制御信号によって開閉が制御される。
【００５８】
切り替え部１０３は、エイジングを行う対象である、直接メタノール形燃料電池１０４の燃料極に対して、水素供給部１０１から供給される水素又は、メタノール水溶液供給部１０２から供給されるメタノール水溶液のいずれか一方を選択的に供給する。この切り替え部１０３の切り換え動作は、コントローラ１０６からの制御信号によって切り換え制御される。
【００５９】
具体的には、切り替え部１０３は、水素供給部１０１から供給される水素の流れを制御して止めるか、又は流すかのいずれかの状態にする電磁的に制御可能な第１バルブ１０３ａと、メタノール水溶液供給部１０２から供給されるメタノール水溶液の流れを制御して止めるか、又は流すかのいずれかの状態にする電磁的に制御可能なバルブ１０３ｂで構成される。これらのバルブ１０３ａ，１０３ｂは、コントローラ１０６によって、同時に、水素とメタノール水溶液の両方が直接メタノール形燃料電池１０４に供給されないように制御されている。
【００６０】
また、酸素供給部１０５は、直接メタノール形燃料電池１０４の空気極（酸素極）に酸素を供給する。酸素供給部１０５は、バルブ１０５ａと、酸素ボンベ１０５ｂとで構成され、コントローラ１０６からの制御信号によりバルブ１０５ａが開閉されて、酸素の供給の有無とその流量が制御されている。
【００６１】
コントローラ１０６は、例えば、パーソナルコンピュータで構成され、エイジング装置全体の動作を制御して、直接メタノール形燃料電池１０４に対して本実施形態による２段階エイジングを実施する。
【００６２】
図１１に示すフローチャートを参照して、本実施形態による２段階エイジングの動作について説明する。  
本実施形態による２段階エイジングを実施するに当たり、初期設定として、例えば最初に水素によるエイジングを９時間、次にメタノール水溶液によるエイジングを１０時間等の各種パラメータや設定条件は、コントローラ１０６に設定されたプログラムに従い、予め定められたパラメータテーブルに設定されている。
【００６３】
まず、ＰＥＦＣエイジング工程を行う。図１０に示した切り替え部１０３を水素供給側にセットする（ステップＳ１）。即ち、直接メタノール形燃料電池１０４の燃料極に水素が供給できるように流路を形成する。
【００６４】
次に、コントローラ１０６は水素供給部１０１のバルブ１０３ｂを開き、直接メタノール形燃料電池１０４の燃料極に水素供給を開始する。水素の流量は、バルブ１０１ｂの調節により、例えば、５０ｍｌ／分に設定される。続いて、コントローラ１０６は、酸素供給部１０５に指令を出し、酸素を直接メタノール形燃料電池１０４の空気極に供給する。その流量を例えば５０ｍｌ／分に設定する。次に、コントローラ１０６は直接メタノール形燃料電池１０４の発電出力を確認した後に、任意に設定された負荷を接続する（ステップＳ２）。この負荷は、公知な電子負荷装置を用いて、定電圧又は定電流となるように任意の負荷値に設定する。
【００６５】
次に、コントローラ１０６に搭載されている図示しないタイマを用いて、水素供給の開始から経過した時間を計測する（ステップＳ３）。その計測された時間が、予め設定されている水素によるエイジング時間（ここでは、９時間に設定）を経過したか否かを判断する（ステップＳ４）。この判断において、計測された時間がエイジング時間を経過していなければ（ＮＯ）、ステップＳ３に戻り、時間計測を行いつつ、水素供給を継続する。
【００６６】
一方、計測時間がエイジング時間を経過したならば（ＹＥＳ）、ステップＳ５における停止動作を行う。ステップＳ５では、水素によるエイジング動作が終了した状態であるので、直接メタノール形燃料電池１０４に接続されている負荷を停止させることで電気的に分離し、水素供給部１０１からのバルブを閉めて、燃料極への水素供給を停止する。同時に、酸素供給部１０５からのバルブを閉めて、空気極への酸素の供給を停止する。
【００６７】
引き続き、ＤＭＦＣエイジング工程への切り換えを行う。図１０に示した切り替え部１０３をメタノール水溶液供給側にセットする（ステップＳ６）。即ち、直接メタノール形燃料電池１０４の燃料極に、メタノール水溶液が供給できるように流路を形成する。
【００６８】
その後、コントローラ１０６は、メタノール水溶液及び酸素を供給し、負荷を接続する（ステップＳ７）。具体的には、メタノール水溶液供給部１０２のバルブ１０２ｂを開き、直接メタノール形燃料電池１０４の燃料極にメタノール水溶液の供給を開始する。この時、バルブ１０２ｂは、例えば１Ｍの濃度のメタノール水溶液を５ｍｌ／分の供給量となるように調節される。
【００６９】
引き続いて、コントローラ１０６は、酸素供給部１０５に指令を出し、酸素を直接メタノール形燃料電池１０４の空気極に供給する。その供給量は、水素によるエイジング時と同等な５０ｍｌ／分に設定する。次に、コントローラ１０６は直接メタノール形燃料電池１０４の発電出力を確認した後に、所定の負荷を接続する。所定の負荷としては、市販されている電子負荷装置を用いて、定電圧又は定電流の負荷となるようにする。
【００７０】
次に、メタノール水溶液の供給を開始してから経過した時間を計測する（ステップＳ８）。計測を開始した後、予め設定されているメタノール水溶液によるエイジング時間、本実施例では１０時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ９）。この判断において、計測時間が設定されたエイジング時間を経過していなければ（ＮＯ）、ステップＳ８に戻り、時間計測を行いつつ、メタノール水溶液の供給を継続する。
【００７１】
一方、計測時間が設定されたエイジング時間を経過したならば（ＹＥＳ）、負荷の分離とメタノール水溶液及び酸素の供給停止を行う（ステップＳ１０）。具体的には、メタノール水溶液によるエイジング動作が終了した状態であるので、直接メタノール形燃料電池１０４に接続されている負荷を停止させることで電気的に分離する。それと共に、メタノール供給部１０２のバルブ１０２ｂを閉めて燃料極へのメタノール水溶液の供給を停止し、且つ酸素供給部１０５のバルブを閉めて空気極への酸素の供給を停止する。
【００７２】
最後に、エイジング後処理工程を行い、水素とメタノール水溶液による２段階エイジング動作を終了する（ステップＳ１１）。このエイジング後処理は、前述したと同様に、メタノール水溶液によるエイジングが終了した後に、燃料極へ水、空気極へ酸素を供給した状態で負荷電圧を０．２１Ｖに保ち、電流値が取り出せなくなったら、燃料極に窒素を供給し、燃料極電位の変化がなくなった時点で完了する。このエイジング後処理は、メタノールが直接メタノール形燃料電池を構成する電解質膜や触媒層中に残留して触媒を被毒する恐れがあるので、それを取り除くために行う処理である。
【００７３】
尚、図１１には記載していないが、コントローラ１０６は常に直接メタノール形燃料電池１０４の発電出力や燃料極電位をモニタリングしており、エイジング動作中に異常が発生した場合には、エイジング動作を停止させて直接メタノール形燃料電池１０４が劣化したり破損したりすることを防止している。
【００７４】
本実施形態は、上記記載された形に限定されることはなく、いくつかの変形が可能である。例えば、酸素供給部は空気を供給する部に置き換えることも可能である。その場合は直接メタノール形燃料電池１０４の空気極に電動ファンによって空気を吹き付けることで酸素を供給する。また、水素及びメタノール水溶液のエイジング時間は、予め設定していたが、外部機器から、エイジング時間等の各種設定事項の数値（パラメータ）を入力してコントローラ１０６に設定（書き換え及び消去も含む）できるように、外部設定機能や通信機能等を備えてもよい。
【００７５】
［第４実施形態］
図１２は、第４の実施形態に係る直接アルコール形燃料電池のエイジング装置のブロック構成を示す図である。本実施形態においては、前述した第３の実施形態と同様に、燃料としてメタノール水溶液を使用する、直接メタノール形燃料電池を一例として説明する。本実施形態は、前述した第３の実施形態に２つの加湿部１０７，１０８を追加した構成である。尚、加湿部以外の構成部位において、第３の実施形態と同等の構成部位には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
【００７６】
本実施形態は、水素供給部１０１と切り替え部１０３との間の供給経路上に、加湿部１０７が設けられ、酸素供給部１０５と直接メタノール形燃料電池１０４との間の供給経路上に、加湿部１０８が設けられ、コントローラ１０６によって駆動制御される。
【００７７】
通常の直接メタノール形燃料電池１０４は、電解質膜として、フッ素樹脂系のイオン交換膜、例えばＮａｆｉｏｎ膜等が用いられている。これらの膜は湿潤状態でのみ高いＨ＋イオン導電性を示すため、膜への水分供給が必要である。そこで本実施形態では、加湿部１０７は、水素供給部１０１から燃料極に供給される水素を加湿し、同様に、加湿部１０８は、酸素供給部１０５から空気極に供給される酸素を加湿する。
【００７８】
また、エイジング動作中に供給される水素、酸素及び、メタノール水溶液のそれぞれの温度も含め、直接メタノール形燃料電池１０４のある程度高い任意の温度を一定に保つことが必要である。これは、任意の高い温度を維持することにより、直接メタノール形燃料電池自体の反応速度を上げて、エイジング効果を促すことができる。
【００７９】
この任意の温度に設定し維持させるために、本実施形態のエイジング装置は、装置全体の温度を一定に保つための温度制御部１０９を設けている。この温度制御部１０９は、設定された温度に対して装置全体を一定の温度に保つ加温冷却機能を有している。特に、２段階エイジング動作においては、水素を供給するエイジング時と、メタノール水溶液を供給するエイジング時とでは、最適温度が異なるため、それぞれのエイジング時で設定温度を変えて、最適な温度を一定に維持する。尚、この例では、温度制御部１０９は、装置全体を一定の温度に保つ構成であるが、勿論、全体と限定されるものではなく、必要な部分、例えばユニット単位であってもよい。
【００８０】
次に、図１３に示すフローチャートを参照して、本実施形態におけるエイジング動作について説明する。尚、以下のフローチャートのステップにおいて、前述した図１１に示したステップと同じ処理の場合には、同じステップ番号を付して、簡略化して説明する。
【００８１】
本実施形態におけるエイジング動作は、第１の加温工程、ＰＥＦＣエイジング工程、切り替え工程、第２の加温工程、ＤＭＦＣエイジング工程及び、エイジング後処理工程の手順により行われる。尚、実際の工程では、第１の加温工程は、ＰＥＦＣエイジング工程に含まれ、第２の加温工程は、ＤＭＦＣエイジング工程に含まれている。
【００８２】
まず、第１の加温工程において、コントローラ１０６によって加湿部１０７，１０８をオンして起動する（ステップＳ２１）。これらの加湿部１０７，１０８により、水素供給部１０１から供給される水素と、酸素供給部１０５から供給される酸素が加湿され、それぞれ直接メタノール形燃料電池１０４の燃料極と空気極に供給される。
【００８３】
次に、コントローラ１０６は、温度制御部１０９に対して、供給される水素が、例えば、目標設定温度８０℃となるように設定し、加温・冷却を行う（ステップＳ２２）。ここで、温度８０℃は、経験的に求められた温度であり、２段階エイジングのＰＥＦＣエイジング工程における水素によるエイジングを行う際の最適温度である。また、エイジング装置には一定の熱容量があるため、装置全体が設定した８０℃に達するまで、加温状態で待機する。
【００８４】
次に、ＰＥＦＣエイジング工程を行う。直接メタノール形燃料電池１０４の燃料極への水素供給流路を形成する（ステップＳ１）。その後、バルブ１０３ｂを開き水素供給を開始し、負荷を接続する（ステップＳ２）。さらに、水素供給の時間を計測し（ステップＳ３）、予め設定されたエイジング時間が経過したならば（ステップＳ４）、水素の供給を停止する（ステップＳ５）。引き続き、切り替え工程にて、ＰＥＦＣエイジング工程からＤＭＦＣエイジング工程への切り換えを行う。即ち、直接メタノール形燃料電池１０４の燃料極へのメタノール水溶液供給流路を形成する。（ステップＳ６）
また、メタノール水溶液を供給するエイジング動作において、コントローラ１０６は、温度制御部１０９に対して、例えば、目標設定温度６０℃となるように設定し、加温・冷却を行う（ステップＳ２３）。ここで、温度６０℃は、経験的に求められた最適温度であり、２段階エイジングのＤＭＦＣエイジング工程におけるメタノール水溶液によるエイジングを行う際の最適温度である。
【００８５】
その後、直接メタノール形燃料電池１０４に、メタノール水溶液及び酸素をそれぞれに供給し、負荷を接続する（ステップＳ７）。その後、メタノール水溶液供給時間を計測し（ステップＳ８）、予め設定されたエイジング時間が経過したならば（ステップＳ９）、メタノール水溶液の供給を停止する（ステップＳ１０）。最後に、エイジング後処理工程を行い、水素とメタノール水溶液による２段階エイジング動作を終了する（ステップＳ１１）。
【００８６】
本発明によれば、従来は３０時間以上かかっていたエイジング時間を約３分の２に低減することができ、もって燃料電池の製造工程時間を短縮することが可能となる。また、同時に、本発明の燃料電池のエイジング方法を採用することにより、燃料電池の単位面積当たりの発電電力密度を従来の２倍程度に向上させることができ、燃料電池の性能を向上させることができる。
【００８７】
さらに、メタノール濃度の濃いメタノール水溶液に対しても、従来のエイジング方法に比べて２０−３０％高い電力密度の燃料電池を提供することができ、燃料に対する自由度を向上させることができる。
【００８８】
以上説明した各実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。  
（１）メタノールを燃料とする直接メタノール形燃料電池の２段階エイジング方法において、第１段目に、水素を燃料として一定負荷の下で３時間以上連続して発電させ、次の第２段目に水素を燃料として発電させた時間より長い時間、メタノールを燃料として一定負荷の下で連続して発電させることで、直接メタノール形燃料電池をエイジングする。具体的には、水素によるエイジング時間を９時間、メタノールによるエイジング時間を１０時間とする。
【００８９】
従って、実施形態の２段階エイジング方法によれば、トータルのエイジング時間を従来の半分程度に短縮し、且つエイジング後の燃料電池の発電特性を従来のエイジング方法でエイジングした場合より向上させることが可能となる。
【００９０】
（２）メタノールを燃料とする直接メタノール形燃料電池の２段階エイジング方法は、第１段目エイジングにおける水素によるエイジングを行う場合、燃料電池の温度を８０℃以上で行うことにより、高濃度のメタノール水溶液を使用した場合の発電性能を従来の方法より向上させることができる。
【００９１】
（３）メタノールを燃料とする直接メタノール形燃料電池の２段階エイジング方法において、メタノールによるエイジングの際に使用するメタノールの濃度を１Ｍ以下とすることにより、高濃度のメタノール水溶液を使用した場合の発電性能を従来の方法より向上させることができる。
【００９２】
上記（１）乃至（３）に記載したエイジング方法を組み合わせることにより、従来は、３０時間以上かかっていたエイジング時間を約３分の２程度に短縮することができるとともに、燃料電池の単位面積当たりの発電電力密度を向上させ、かつ、高濃度のメタノール水溶液を使用した場合の発電性能を向上させることが可能となる。
【００９３】
（４）本実施形態の２段階エイジング方法を実現する直接アルコール燃料電池のエイジング装置として、少なくとも水素を供給する第１の供給部、アルコールを主成分とする流体を供給する第２の供給部、酸化剤流体を供給する第３の供給部を有し、上記第１の供給部と第２の供給部が、直接アルコール形燃料電池の燃料極に接合され、且つ供給される水素とアルコールとを切り替える切り替え部と、を有する直接アルコール形燃料電池用エイジング装置を提供することができる。
【００９４】
（５）さらに上記エイジング装置は、供給される水素を加湿する第１の加湿部と、酸化剤としての酸素又は酸素を含む流体を加湿する第２の加湿部を備え、また、水素を供給する第１の供給部と、アルコールを主成分とする流体を供給する第２の供給部と、酸化剤流体を供給する第２の供給部と、直接アルコール形燃料電池の一部又は全部を加温・冷却する温度制御部と、を備え、エイジング時の燃料電池の発電動作を安定的に行うことが可能である。
【００９５】
この直接アルコール形燃料電池用エイジング装置は、水素によるエイジング時間とアルコールを主成分とする流体によるエイジング時間をそれぞれ独立に設定可能であるので、それぞれの燃料電池に最適なエイジング時間を設定することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１…燃料電池セル、２…アノード（燃料極）、３…カソード（空気極）、４…電解質膜、５…ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）、６…燃料流入口、７…燃料流出口、８…酸素流入口、９…酸素流出口。
【図１】
2011258318.tif 000003
【図２】
2011258318.tif 000004
【図３】
2011258318.tif 000005
【図４】
2011258318.tif 000006
【図５】
2011258318.tif 000007
【図６】
2011258318.tif 000008
【図７】
2011258318.tif 000009
【図８】
2011258318.tif 000010
【図９】
2011258318.tif 000011
【図１０】
2011258318.tif 000012
【図１１】
2011258318.tif 000013
【図１２】
2011258318.tif 000014
【図１３】
2011258318.tif 000015