(57)【要約】【課題】燃料電池スタックに関し、発電効率を改善する。【解決手段】複数のセルを積層方向に貫通するガス通路を設け、各々のセルに供給されるガスを流通させる。ガスの流れを遮断するための弁をガス通路に介装させる。この弁でガスが供給される作動セルと供給されない非作動セルとを区画する。また、各セルのアノード及びカソードに接続された電気回路にスイッチを介装させる。このスイッチで、ガスが供給されているセルが直列に接続される電気回路を形成する。さらに、燃料電池スタックに要求される出力に応じて、弁及びスイッチの作動状態を連動させる制御装置を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池のセルを複数積層してなる燃料電池スタックにおいて、
複数の前記セルを積層方向に貫通して設けられ、各々の前記セルに供給されるガスが流通するガス通路と、
前記ガス通路に介装され、前記ガスが供給される作動セルと供給されない非作動セルとが区画されるように前記ガスの流れを遮断する弁と、
前記ガスが供給されている前記セルが直列に接続される電気回路を形成するスイッチと、
前記燃料電池スタックに要求される出力に応じて、前記弁及び前記スイッチの作動状態を連動させる制御装置と
を備えたことを特徴とする、燃料電池スタック。
【請求項２】
前記セルが、膜電極接合体を一対のセパレータで挟装した構造を有し、
前記弁が、前記セパレータに内蔵される
ことを特徴とする、請求項１記載の燃料電池スタック。
【請求項３】
前記セルが、所定の拡散抵抗を具備する前記セルからなる第一セル群と、前記第一セル群よりも前記拡散抵抗が低い前記セルからなる第二セル群とを含み、
前記弁が、前記第一セル群を前記作動セルとし前記第二セル群を前記非作動セルとする位置に配置される
ことを特徴とする、請求項１または２記載の燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池のセルを複数積層してなる燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素（水素ガス）と酸素（空気）との燃焼反応を利用した燃料電池で発電を実施し、その電力を用いて電動機を作動させる燃料電池自動車（FCV；Fuel Cell Vehicle）が開発されている。燃料電池は、化学反応や電解質の種類によって、固体高分子型燃料電池，溶融炭酸塩型燃料電池，固体酸化物型燃料電池といったさまざまなタイプに分類される。なかでも、固体高分子型燃料電池（PEFC；Polymer Electrolyte Fuel Cell）は、常温から100℃以下の作動温度で発電が可能であることから、自動車用動力源や家庭用発電装置としての用途が期待されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-176435号公報
【特許文献２】特開2006-059679号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のセルを積層したスタック構造の燃料電池は、各セルを直列に接続する電気回路を介して電力を取り出す構造を持つ。例えば、特許文献１に記載の燃料電池は、多数のセルを積層したセルスタックの両面を集電板で挟み込み、さらにその外側を絶縁板で挟み込んだ構造となっている。隣接するセル同士の導電性は、黒鉛や金属を含むセパレータによって確保される。このように、各セルを直列に接続することで電圧が上昇し、燃料電池スタックの出力が増大する。
【０００５】
しかしながら、セルのスタック数を増加させるにつれて、各々のセルに供給されるガス（例えば水素ガスや空気などの燃料ガス）の拡散抵抗が増加してしまい、燃料電池全体の発電効率が低下しやすい。つまり、燃料電池に要求される出力が大きくなるほど発電効率が低下しやすくなり、燃料消費量や酸素消費量が増大しやすいという課題がある。特に、特許文献１に記載の燃料電池のように、すべてのセルに対して水素ガスや空気が供給される構造では、それらのガスの拡散抵抗が発電効率に与える影響が大きいため、燃料電池スタックの構造に改善の余地がある。
【０００６】
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、発電効率を向上させた燃料電池スタックを提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）開示の燃料電池スタックは、燃料電池のセルを複数積層してなる燃料電池スタックである。この燃料電池スタックは、複数の前記セルを積層方向に貫通して設けられ、各々の前記セルに供給されるガスが流通するガス通路と、前記ガス通路に介装され、前記ガスが供給される作動セルと供給されない非作動セルとが区画されるように前記ガスの流れを遮断する弁とを備える。また、前記ガスが供給されている前記セルが直列に接続される電気回路を形成するスイッチと、前記燃料電池スタックに要求される出力に応じて、前記弁及び前記スイッチの作動状態を連動させる制御装置とを備える。
【０００８】
（２）前記セルが、膜電極接合体を一対のセパレータで挟装した構造を有し、前記弁が、前記セパレータに内蔵されることが好ましい。
（３）前記セルが、所定の拡散抵抗を具備する前記セルからなる第一セル群と、前記第一セル群よりも前記拡散抵抗が低い前記セルからなる第二セル群とを含み、前記弁が、前記第一セル群を前記作動セルとし前記第二セル群を前記非作動セルとする位置に配置されることが好ましい。
なお、前記ガスの具体例としては、前記燃料電池の燃料となる改質水素ガスや純水素ガス，石炭ガス，天然ガス，酸素ガス，空気，二酸化炭素ガスなどの気体が挙げられる。
【発明の効果】
【０００９】
弁，スイッチの作動状態を連動させることで、燃料電池スタックに含まれるセルを部分的に休止させて、一部のセルを作動させることが可能となる。これにより、出力のスケールアップやスケールダウンが容易となり、発電効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】燃料電池スタックの全体構成を示す斜視図である。
【図２】燃料電池スタックに含まれるセルの分解斜視図である。
【図３】燃料電池スタックの燃料経路と電気回路とを示す断面図である。
【図４】燃料電池スタックの空気経路と電気回路とを示す断面図である。
【図５】燃料経路に介装される弁を示す斜視図である。
【図６】燃料電池の出力と発電効率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して実施形態としての燃料電池スタック１０について説明する。この燃料電池スタック１０は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車，家庭用電気製品などの動力源として使用される発電装置である。燃料電池の種類は、固体高分子型燃料電池（PEFC）である。ただし、本件の燃料電池スタック１０は、固体酸化物型燃料電池（SOFC；Solid Oxide Fuel Cell）や溶融炭酸塩型燃料電池（MCFC；Molten Carbonate Fuel Cell），リン酸型燃料電池（PAFC；Phosphoric Acid Fuel Cell），アルカリ電解質型燃料電池（AFC；Alkaline Fuel Cell）などを用いて構成することも可能である。
【００１２】
以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それら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。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１３】
［１．装置構成］
図１は、本実施形態の燃料電池スタック１０の斜視図である。燃料電池スタック１０は、板状に形成されたセル１１と集電板１２とを板厚方向に重ね合わせたスタックアッセンブリ構造を有する。セル１１及び集電板１２の枚数はともに複数である。図１に示す例では、左右両端部のそれぞれに配置された端板１３の間に複数のセル１１と複数の集電板１２とが積層状態で配置され、端板１３の四隅が締結部品１４で締結固定されている。
【００１４】
集電板１２は、銅やステンレスで形成された導電部品であり、例えば燃料電池スタック１０の発電電力を取り出すための端子が設けられる。複数の集電板１２のうち二枚の集電板１２は、絶縁シートを介して端板１３に隣接する位置に配置される。また、各々の集電板１２は、他の集電板１２との間にセル１１が介在するように配置される。集電板１２の間に介装されるセル１１の数は任意に設定可能である。
【００１５】
一方の端板１３には水素供給口１５，空気供給口１７，冷却水供給口１９が設けられ、他方の端板１３には水素排出口１６，空気排出口１８，冷却水排出口２０が設けられる。各供給口１５，１７，１９は、発電燃料である水素ガス（燃料ガス），酸素を含む空気，装置全体を冷却するための冷却水が導入される入口となる部位である。反対に、各排出口１６，１８，２０は、水素ガス，空気，冷却水が排出される出口となる部位である。すべてのセル１１，集電板１２には、各供給口１５，１７，１９及び各排出口１６，１８，２０に対応する位置に、水素ガス，空気，冷却水の各々の流路となる貫通孔が穿孔される。これにより、水素ガスは水素供給口１５から各セル１１に供給され、水素排出口１６から排出される。また、酸素を含む空気は空気供給口１７から各セル１１に供給され、空気排出口１８から排出される。同様に、冷却水は冷却水供給口１９から各セル１１に供給され、冷却水排出口２０から排出される。
【００１６】
図２は、一つのセル１１の構造を分解して示す斜視図である。セル１１は、膜電極接合体２４（MEA；Membrane Electrode Assembly）のアノード側にアノードセパレータ２１を圧着し、カソード側にカソードセパレータ２２を圧着して形成される。図２中の膜電極接合体２４は厚み方向の寸法を誇張して表現しており、実際にはアノードセパレータ２１とカソードセパレータ２２とがガスケット２３を挟んで密着する程度の厚みである。ガスケット２３はゴムや合成樹脂などで形成された板状の弾性部材であり、水素ガスや空気，冷却水などの漏洩を防止する封止機能を担う。
【００１７】
膜電極接合体２４は、電解質膜２５の片面にアノード触媒層２６と拡散層２８（GDL；Gas Diffusion Layer）とを配置し、反対側の面にカソード触媒層２７と拡散層２８とを配置した構造を持つ。電解質膜２５は、プロトン交換膜やアニオン交換膜などの固体高分子膜である。アノード触媒層２６，カソード触媒層２７は、例えば多孔質の炭素膜（炭素板）に白金やパラジウムなどの貴金属触媒を担持させて形成される。
【００１８】
拡散層２８は、気体を拡散させて均一に触媒層２６，２７へ行き渡らせるための部材であり、細孔径が数マイクロメートルの導電性多孔質体やカーボン繊維などで形成される。また、アノードセパレータ２１は水素ガスをアノード触媒層２６に対して均一に拡散させるための多孔質材料であり、カソードセパレータ２２は空気をカソード触媒層２７に対して均一に拡散させるための多孔質材料である。これらのアノードセパレータ２１，カソードセパレータ２２は導電性材料で数ミリメートル程度の厚みに形成される。
【００１９】
アノードセパレータ２１の表面のうち、膜電極接合体２４のアノード側に対向する面（あるいはアノード側に接触する面）には、拡散層２８の形状に対応する凹みが形成され、その凹みの内側に水素ガス溝３６が形成される。水素ガス溝３６は、水素供給口１５から導入された水素ガスが各セル１１のアノード触媒層２６にくまなく供給されるように、アノード触媒層２６の表面に対して（あるいは、アノード触媒層２６に隣接する拡散層２８の表面に対して）平行な平面内で水素ガスの流れを蛇行させる通路となる溝である。水素ガス溝３６は、水素供給口１５に繋がる貫通孔と水素排出口１６に繋がる貫通孔との間を一筆書き状に接続する形状で配索される。水素ガス溝３６の溝深さは、ここを流通する水素ガスの流速や流量に応じて適宜設定される。
【００２０】
同様に、カソードセパレータ２２の表面のうち、膜電極接合体２４のカソード側に対向する面（あるいはカソード側に接触する面）にも、拡散層２８の形状に対応する凹みが形成され、その凹みの内側に空気溝３７（図３参照）が形成される。空気溝３７は、カソード触媒層２７の表面に対して（あるいは、カソード触媒層２７に隣接する拡散層２８の表面に対して）平行な平面内で空気の流れを蛇行させる通路となる溝である。空気溝３７は、空気供給口１７に繋がる貫通孔と空気排出口１８に繋がる貫通孔との間を一筆書き状に接続する形状で配索される。空気溝３７の溝深さは、ここを流通する空気の流速や流量に応じて適宜設定される。
【００２１】
また、アノードセパレータ２１，カソードセパレータ２２のそれぞれの裏面（すなわち、水素ガス溝３６が形成された面の裏面と、空気溝３７が形成された面の裏面）には、冷却水溝３８が形成される。冷却水溝３８は、セパレータ２１，２２の全体が均一に冷却されるように、水素ガス溝３６や空気溝３７と同様の平面内で冷却水の流れを蛇行させる通路となる溝である。冷却水溝３８は、冷却水供給口１９に繋がる貫通孔と冷却水排出口２０に繋がる貫通孔との間を一筆書き状に接続する形状で配索される。冷却水溝３８の溝深さは、ここを流通する冷却水の流速や流量に応じて適宜設定される。なお、アノードセパレータ２１の裏面は、セル１１を積層したときに、隣接配置されるセル１１のカソードセパレータ２２における裏面に対向する面となる。したがって、アノードセパレータ２１に形成される冷却水溝３８の配索形状とカソードセパレータ２２に形成される冷却水溝３８の配索形状とを鏡面対称に配置することで流路を重ねることができ、冷却水の流路面積を倍増させることが可能である。
【００２２】
図３は、燃料電池スタック１０の燃料経路及び電気回路を模式的に示す断面図である。図３中では、便宜的にセル数を減らして燃料電池スタック１０の断面構造を示している。燃料電池スタック１０のアノード側集電端子８は、端板１３に隣接する二枚の集電板１２のうち、アノード側の端部に配置された集電板１２に接続される端子である。一方、カソード側集電端子９には、他の集電板１２のそれぞれに接続される端子である。図３に示すように、それぞれの集電板１２とカソード側集電端子９との間には、三個のスイッチ５〜７が介装される。いずれか一つのスイッチ５〜７を接続することで、カソード側集電端子９が三枚の集電板１２のいずれかに対して排他的に接続される回路構造となっている。
【００２３】
ここで、図３中に示す四枚の集電板１２に関して、アノード側集電端子８に接続されたものを第一集電板１２Ａと呼び、第一集電板１２からの距離が近い順に、第二集電板１２Ｂ，第三集電板１２Ｃ，第四集電板１２Ｄと呼ぶ。
また、第一集電板１２Ａと第二集電板１２Ｂとの間に挟まれたセル１１の総称を第一セル群３１とする。同様に、第二集電板１２Ｂと第三集電板１２Ｃとの間に挟まれたセル１１の総称を第二セル群３２とし、第三集電板１２Ｃと第四集電板１２Ｄとに挟まれたセル１１の総称を第三セル群３３とする。
スイッチ５〜７に関して、第二集電板１２Ｂとカソード側集電端子９との間を断接するものを第一スイッチ５と呼ぶ。同様に、第三集電板１２Ｃとカソード側集電端子９との間を断接するものを第二スイッチ６と呼び、第四集電板１２Ｄとカソード側集電端子９との間を断接するものを第三スイッチ７と呼ぶ。
【００２４】
燃料電池スタック１０には、水素ガスが流通するガス通路２に介装された第一弁３及び第二弁４が設けられる。これらの弁３，４はノーマリーオープンタイプの開閉弁であり、作動信号を受けて水素ガスの流通を遮断する機能を持つ。それぞれの弁３，４が作動すると、弁３，４の上流側に位置するセル１１のみに水素ガスが供給され、下流側への供給が遮断される。したがって、弁３，４は、水素ガスが供給されるセル１１（作動セル）と水素ガスが供給されないセル１１（非作動セル）とを区画する役割を担う。
【００２５】
第一弁３は、第一セル群３１と第二セル群３２とを区画する位置に配置される。また、第二弁４は、第二セル群３２と第三セル群３３とを区画する位置に配置される。本実施形態の第一弁３は、第一セル群３１と第二セル群３２とを区画する第二集電板１２Ｂに隣接するカソードセパレータ２２に内蔵される。同様に、第二弁４は、第二セル群３２と第三セル群３３とを区画する第三集電板１２Ｃに隣接するカソードセパレータ２２に内蔵される。
【００２６】
図４は、燃料電池スタック１０の空気経路及び電気回路を模式的に示す断面図である。ここでは、空気も気体（ガス）であることから、空気が流通する通路のこともガス通路２と呼ぶ。水素ガスが流通するガス通路２と同様に、空気が流通するガス通路２にも第一弁３′及び第二弁４′が設けられる。これらの弁３′及び４′は、水素ガス用の弁３及び４と同時に開閉するように制御され、作動信号を受けて空気の流通を遮断する機能を持つ。それぞれの弁３′及び４′が作動すると、その上流側に位置するセル１１のみに空気が供給され、下流側への供給が遮断される。したがって、弁３′及び４′は、空気が供給されるセル１１（作動セル）と空気が供給されないセル１１（非作動セル）とを区画する役割を担う。
【００２７】
第一弁３′は、第一セル群３１と第二セル群３２とを区画する位置に配置される。また、第二弁４′は、第二セル群３２と第三セル群３３とを区画する位置に配置される。本実施形態の第一弁３′は、第一セル群３１と第二セル群３２とを区画する第二集電板１２Ｂに隣接するアノードセパレータ２１に内蔵される。同様に、第二弁４′は、第二セル群３２と第三セル群３３とを区画する第三集電板１２Ｃに隣接するアノードセパレータ２１に内蔵される。
【００２８】
図５に示すように、それぞれの弁３，４，３′，４′は回転翼３４と開口板３５とを有する。回転翼３４は、複数の翼を回転軸に固定したプロペラ状の部材であり、図示しないモータで回転可能に軸支される。開口板３５は、回転翼３４の形状に対応する開口部を有し、回転翼３４に隣接して配置される。回転翼３４の回転角に応じて開口板３５の開口面積が増減し、回転翼３４が完全に開口部を閉塞した状態になるとガス通路２が遮断される。水素ガス用のガス通路２においては、図３に示すように、カソードセパレータ２２に穿孔された貫通孔のうち、水素供給口１５に繋がる貫通孔の内側に回転翼３４，開口板３５が固設される。また、空気用のガス通路２においては、図４に示すように、アノードセパレータ２１に穿孔された貫通孔のうち、空気供給口１７に繋がる貫通孔の内側に回転翼３４，開口板３５が固設される。
【００２９】
第一セル群３１，第二セル群３２，第三セル群３３のそれぞれの特性に関して、第二セル群３２は、第一セル群３１よりも水素ガスの拡散抵抗が低くなるように形成され、第三セル群３３は、第二セル群３２よりもさらに拡散抵抗が低く形成される。拡散抵抗は、拡散層２８に形成される細孔径や密度に応じて変動しうる。例えば、第一セル群３１における拡散層２８の細孔径よりも、第二セル群３２における拡散層２８の細孔径を大きくし、さらに第三セル群３３における拡散層２８の細孔径を大きくすることで、拡散抵抗の大小関係が「第一セル群３１＞第二セル群３２＞第三セル群３３」となる。なお、細孔径を大きくする代わりに気孔率を高めてもよい。
【００３０】
弁３，４，３′，４′及びスイッチ５〜７の作動状態は、燃料電池スタック１０に要求される出力に応じて制御装置１で連動するように制御される。制御装置１は、例えば車両や電気製品に搭載される電子制御装置〔ECU（Electronic Control Unit）〕の一つであり、プロセッサとメモリとを搭載した電子デバイスである。プロセッサとは、例えばCPU（Central Processing Unit），MPU（Micro Processing Unit）などのマイクロプロセッサであり、メモリとは、例えばROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory），不揮発メモリなどである。制御装置１で実施される制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに記録，保存されており、プログラムの実行時にはプログラムの内容がメモリ空間内に展開されて、プロセッサによって実行される。
【００３１】
制御装置１は、燃料電池スタック１０への要求出力が大きいほど、作動するセル１１の数が増加するように弁３，４，３′，４′及びスイッチ５〜７の作動状態を制御する。本実施形態の制御装置１は要求出力の大きさを小出力，中出力，大出力の三段階に分類する。小出力が要求されている場合は第一セル群３１のみを作動させ、第二セル群３２，第三セル群３３は非作動状態とする。また、中出力の場合は第一セル群３１，第二セル群３２を作動させ、第三セル群３３を非作動とする。大出力の場合にはすべてのセル群３１〜３３を作動させる。
【００３２】
要求出力と弁３，４，３′，４′及びスイッチ５〜７の連動状態との関係を表にまとめると、以下の通りである。
【表１】
2019003778.tif 000003
【００３３】
［２．作用，効果］
（１）上記の燃料電池スタック１０には、第二セル群３２や第三セル群３３に供給される水素ガスの流れを遮断する弁３，４と、空気の流れを遮断する弁３′，４′とが設けられる。また、第二セル群３２や第三セル群３３が非作動の状態であっても、作動中のセル１１が直列に接続される電気回路を形成するためのスイッチ５，６，７が設けられる。これらの弁３，４，３′，４′とスイッチ５，６，７とを連動させることで、燃料電池スタック１０に含まれる一部のセル１１のみを作動させることが可能となる。これにより、出力のスケールアップやスケールダウンが容易となり、発電効率を改善することができる。また、セル群単位での作動，非作動の使い分けが可能となることから、出力制御性を向上させることができる。
【００３４】
（２）水素ガスの流れを遮断する弁３，４をカソードセパレータ２２に内蔵させ、空気の流れを遮断する弁３′，４′をアノードセパレータ２１に内蔵させることで、既存の燃料電池スタック１０への適合性を高めることができ、容易に出力制御性の向上を図ることができる。なお、図３に示すように、アノードセパレータ２１には、水素ガスのガス通路２に接続される水素ガス溝３６が形成されるため、弁３，４を収納するスペースが制限されやすく実装が難しい。また、カソードセパレータ２２には、空気のガス通路２に接続される空気溝３７が形成されるため、弁３′，４′の収納スペースが制限されてしまう。これに対して、カソードセパレータ２２であれば、水素ガスのガス通路２となる貫通孔内のスペースを弁３，４の収納スペースに宛がうことができ、スペース効率を向上させることができる。アノードセパレータ２１に内蔵される弁３′，４′についても同様であり、空気のガス通路２となる貫通孔内のスペースを弁３′，４′の収納スペースに宛がうことができ、スペース効率を向上させることができる。
【００３５】
（３）上記の燃料電池スタック１０では、第一セル群３１，第二セル群３２，第三セル群３３の順に、水素ガスの拡散抵抗が低くなるように形成されている。また、要求出力が小出力の場合には第一セル群３１のみが使用され、中出力の場合に第二セル群３２が加勢し、大出力の場合にすべてのセル群３１〜３３が使用される。これにより、出力の大小に関わらず、ほぼ一定の発電効率を獲得することができ、燃料消費量を削減することができる。
【００３６】
ここで、燃料電池スタック１０の発電効率について補足する。各セル群３１〜３３における水素ガスの拡散特性がほぼ同一であるとき、燃料電池スタック１０の全体での発電効率は、図６中に破線で示すように、出力が増大するにつれて低下する。このように発電効率が低下する要因の一つには、拡散抵抗が増大することが挙げられる。一方、本実施形態の燃料電池スタック１０は、出力が増大するにつれて拡散抵抗の低いセル群が使用されることになる。したがって、図６中に実線で示すように、燃料電池スタック１０の全体での発電効率が低下しにくくなる。このように、低出力時には第一セル群３１のみを作動させて、所望の発電効率を維持することができる。一方、高出力時にはすべてのセル群３１〜３３を作動させて、発電電圧を高めつつ、拡散抵抗の増加による発電効率の低下を抑えることができ、発電効率を向上させることができる。
【００３７】
［３．変形例］
上記の燃料電池スタック１０の用途は、電気自動車やハイブリッド自動車，家庭用電気製品などに限定されるものではなく、鉄道，船舶，航空機，工場，非常用電源設備などにも使用することができる。
また、上述の実施形態では、弁３，４をカソードセパレータ２２に内蔵させ、弁３′，４′をアノードセパレータ２１に内蔵させたものを例示したが、取り付けスペースが十分にある場合には、弁３，４をアノードセパレータ２１に内蔵させてもよいし、弁３′，４′をカソードセパレータ２２に内蔵させてもよい。あるいは、集電板１２に内蔵させてもよい。また、燃料電池スタック１０で発電を実施するためには、発電燃料である水素ガス（燃料ガス）と酸素を含む空気との双方が必要であることから、少なくとも一方のガスを遮断する弁を設けるだけでもよい。例えば、弁３，４を省略してもよいし、弁３′，４′を省略してもよい。少なくとも、燃料ガスや空気などの気体が供給される作動セルと供給されない非作動セルとが区画される位置に弁３，４などを配置することで、上述の実施形態と同様の効果を奏する構造とすることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  制御装置
２  ガス通路
３  第一弁
４  第二弁
５  第一スイッチ
６  第二スイッチ
７  第三スイッチ
８  アノード側集電端子
９  カソード側集電端子
１０  燃料電池スタック
１１  セル
１２  集電板
１３  端板
１４  締結部品
１５  水素供給口
１６  水素排出口
１７  空気供給口
１８  空気排出口
１９  冷却水供給口
２０  冷却水排出口
２１  アノードセパレータ
２２  カソードセパレータ
２３  ガスケット
２４  膜電極接合体（MEA）
２５  電解質膜
２６  アノード触媒層
２７  カソード触媒層
２８  拡散層（GDL）
３１  第一セル群
３２  第二セル群
３３  第三セル群
３４  回転翼
３５  開口板
３６  水素ガス溝
３７  空気溝
３８  冷却水溝
【図１】
2019003778.tif 000004
【図２】
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【図３】
2019003778.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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