(57)【要約】【課題】固体高分子型燃料電池スタックにおいて、酸化剤ガス中に含まれる不純物が触媒表面に吸着することによる触媒活性の低下を回復させること。【解決手段】複数台の燃料電池スタック（３−１、３−２、３−３）から構成された燃料電池システム（１００）において、発電状態にある燃料電池スタックの酸化剤オフガス排出経路（６−１、６−２、６−３）から排出される温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスを、停止状態にある燃料電池スタックの酸化剤オフガス排出経路から供給し、酸化剤ガス供給経路に設けた酸化剤ガス排出経路から排出される構成とすることで、触媒層に吸着した不純物を洗い流し、燃料電池スタックの触媒活性を回復させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードに供給される燃料ガスとカソードに供給される酸化剤ガスとを反応させて発電する複数の燃料電池スタックと、
制御器と、を備え、
前記制御器は、
前記複数の燃料電池スタックが全て発電している場合は、前記複数の燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを大気に排出させ、
前記複数の燃料電池スタックの少なくとも１台が停止している場合は、発電中の前記燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを停止中の前記燃料電池スタックに供給させる、燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御器は、前記複数の燃料電池スタックの少なくとも１台が停止している場合、所定時間が経過するごとに発電中の前記燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを停止中の前記燃料電池スタックに供給させる、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
アノードに供給される燃料ガスとカソードに供給される酸化剤ガスとを反応させて発電する複数の燃料電池スタックを備えた燃料電池システムの運転方法であって、
前記複数の燃料電池スタックが全て発電している場合は、前記複数の燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを大気に排出させ、
前記複数の燃料電池スタックの少なくとも１台が停止している場合は、発電中の前記燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを停止中の前記燃料電池スタックに供給させる、燃料電池システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスを酸化剤ガスと反応させて、電力を発生させる燃料電池システム及びその運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池システムは、電解質膜を水素極と空気極で挟んで配置した燃料電池セルを、複数個積層させて構成された燃料電池スタックを備えている。この燃料電池スタックは、アノード（水素極）には、例えば燃料ガス供給装置によって水素タンクから純水素ガスを供給すると共に、カソード（空気極）には酸化剤ガス供給装置によって空気を供給することにより、電力を発生させる。燃料電池スタックのカソードに酸化剤ガスとして供給される空気中には、硫黄化合物等の不純物が含まれている。これら不純物は触媒表面に吸着して、触媒上で起こる化学反応を阻害するため燃料電池スタックの発電性能低下を引き起こす。このような不純物による触媒活性の低下を回復させるため、燃料電池スタックに所定値以上の負荷で発電を行わせ、触媒層から排出される水の量を増やすことで、触媒表面に吸着した不純物を除去し、触媒活性を回復させる構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７７９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、触媒活性を回復させるために燃料電池スタックを所定値以上の負荷で発電させるため、余剰電力が発生する課題を有していた。本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数台の燃料電池スタックを備えた燃料電池システムにおいて、停止中の燃料電池スタックに発電中の燃料電池スタックの酸化剤オフガスを供給することで、温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスを用いて触媒層の不純物を除去し、余剰電力に対応する追加装置が必要な所定値以上の発電をすることなく、触媒活性を回復させることができる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】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、アノードに供給される燃料ガスと、カソードに供給される酸化剤ガスとを反応させて発電する複数の燃料電池スタックと、制御器と、を備え、前記制御器は、前記複数の燃料電池スタックが全て発電している場合は、前記複数の燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを大気に排出させ、前記複数の燃料電池スタックの少なくとも１台が停止している場合は、発電中の前記燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを停止中の前記燃料電池スタックに供給させるように構成したものである。
【０００６】
これによって、複数の燃料電池スタックの少なくとも１台が停止している場合は、発電中の燃料電池スタックから排出される温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスを停止中の燃料電池スタックに供給させることにより、温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスで触媒層に吸着した不純物を洗い流すことが可能となる。また、燃料電池スタックを所定値以上の負荷で発電させる必要がないので、余剰電力の発生を抑えながら燃料電池スタックの触媒活性を回復することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の燃料電池システムによれば、複数台の燃料電池スタックを備えた燃料電池システムにおいて、燃料電池スタックの触媒活性を回復することで発電性能の低下を抑制でき、燃料電池スタックの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１および２における燃料電池システムの概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの制御部のフローチャート
【図３】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの制御部のフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの制御部のフローチャートの続き
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の発明にかかる燃料電池システムは、アノードに供給される燃料ガスとカソードに供給される酸化剤ガスとを反応させて発電する複数の燃料電池スタックと、制御器と、を備え、前記制御器は、前記複数の燃料電池スタックが全て発電している場合は、前記複数の燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを大気に排出させ、前記複数の燃料電池スタックの少なくとも１台が停止している場合は、発電中の前記燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを停止中の前記燃料電池スタックに供給させるように構成したものである。
【００１０】
これによって、複数の燃料電池スタックの少なくとも１台が停止している場合は、発電中の燃料電池スタックから排出される温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスを停止中の燃料電池スタックに供給させることにより、温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスで触媒層に吸着した不純物を洗い流すことが可能となる。また、燃料電池スタックを所定値以上の負荷で発電させる必要がないので、余剰電力の発生を抑えながら燃料電池スタックの触媒活性を回復することができる。
【００１１】
第２の発明にかかる燃料電池システムは、特に、第１の発明の燃料電池システムにおいて、
前記制御器は、前記複数の燃料電池スタックの少なくとも１台が停止している場合、所定時間が経過するごとに発電中の前記燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを停止中の前記燃料電池スタックに供給させるように構成したものである。
【００１２】
これによって、燃料電池スタックの停止期間中、常に酸化剤オフガスを供給する場合と比較して、停止中の燃料電池スタックを通過する際の圧損分だけ酸化剤ガスの供給量を増やすだけでよいので、酸化剤ガス供給装置の消費電力の増加を抑え、燃料電池システムの消費電力を抑制することができる。
【００１３】
第３の発明にかかる燃料電池システムの運転方法は、アノードに供給される燃料ガスとカソードに供給される酸化剤ガスとを反応させて発電する複数の燃料電池スタックを備えた燃料電池システムにおいて、前記複数の燃料電池スタックが全て発電している場合は、前記複数の燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを大気に排出させ、前記複数の燃料電池スタックの少なくとも１台が停止している場合は、発電中の前記燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスを停止中の前記燃料電池スタックに供給させるようにしたものである。
【００１４】
これによって、複数の燃料電池スタックの少なくとも１台が停止している場合は、発電中の燃料電池スタックから排出される温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスを停止中の燃料電池スタックに供給させることにより、温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスで触媒層に吸着した不純物を洗い流すことが可能となる。また、燃料電池スタックを所定値以上の負荷で発電させる必要がないので、余剰電力の発生を抑えながら燃料電池スタックの触媒活性を回復することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における燃料電池システムの概略構成図を示すものである。また、図２は、本発明の実施の形態１における燃料電池システムの制御部２のフローチャートである。
【００１７】
図１において燃料電池システム１００は、電解質膜をアノードとカソードで挟んで配置した燃料電池セルを、複数個積層させて構成された３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３を有している。燃料電池スタック１−１、１−２、１−３は、アノードに供給された改質ガス中の水素と、カソードへ供給された空気中の酸素との電気化学反応によって発電が行われる。（図１では、アノードへの改質ガスの供給経路ならびにアノードオフガスの排出経路は省略した。）
本実施の形態における燃料電池システム１００は、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３のそれぞれのカソードに酸化剤ガスとして空気を導入するための酸化剤ガス供給経路５−１、５−２、５−３が設けられている。
【００１８】
３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の酸化剤ガス供給経路５−１、５−２、５−３のそれぞれには、空気を供給する酸化剤ガス供給装置８−１、８−２、８−３が設けられている。また、酸化剤ガス供給経路５−１、５−２、５−３のそれぞれには、酸化剤ガス供給経路５−１、５−２、５−３から分岐した酸化剤ガス排出経路１０−１、１０−２、１０−３が設けられている。さらに、酸化剤ガス排出経路１０−１、１０−２、１０−３のそれぞれには、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３が備えられている。
【００１９】
また、燃料電池スタック１−１、１−２、１−３と酸化剤ガス供給装置８−１、８−２、８−３を接続する酸化剤ガス供給装置８−１、８−２、８−３には加湿器（図示せず）が設けられている。
【００２０】
３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３のそれぞれには、酸化剤オフガスを排出するための酸化剤オフガス排出経路６−１、６−２、６−３が設けられている。３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の酸化剤オフガス排出経路６−１、６−２、６−３は一つに合流され、全酸化剤オフガス排出経路７を介して大気の放出される構成となっている。ここで、全酸化剤オフガス排出経路７には発電中の燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスをそのまま大気に排出させるか、停止中の燃料電池スタックに供給するかを切り換える酸化剤オフガス開閉弁４が備えられている。
【００２１】
また、制御部２は、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の発電状態を判断し、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３、ならびに、酸化剤オフガス開閉弁４の開閉状態を制御するように構成されている。
【００２２】
以上のように構成された燃料電池システム１００について、以下、その動作、作用を図１、図２を参照しながら説明する。また、この動作は制御器２の制御によって実行され、図２のフローチャートに示す各処理を実行する。
【００２３】
制御装置は燃料電池システム１００の始動後、図２のフローチャートに示す各処理を実行する。ここで、燃料電池システム１００を構成する３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３が全て停止状態であり、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３、ならびに、酸化剤オフガス開閉弁４が全て閉状態である時点をスタートとし、以下の処理を行う。
【００２４】
まず、ステップＳ１０１において、酸化剤オフガス開閉弁４を開状態に制御する。続いてステップＳ１０２において、燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の発電状態の監視を開始する。
【００２５】
ここで、発電状態とは、燃料電池スタック１−１、１−２、１−３が、発電しているか停止しているかを表している。
【００２６】
次に、ステップＳ１０３で３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の発電状態を確認して、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３が全て停止状態である場合（ステップＳ１０３でＹｅｓの場合）には、ステップＳ１０４に移行し、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３、ならびに、酸化剤オフガス開閉弁４を全て閉状態に制御する。ステップＳ１０４終了後、ステップＳ１０３に戻る。なお、空気を供給する酸化剤ガス供給装置８−１、８−２、８−３も停止される。
【００２７】
上記処理により、酸化剤ガス供給経路５−１、５−２、５−３、酸化剤オフガス排出経路６−１、６−２、６−３、ならびに、これらに連通する空間が実質的に外部（大気）と隔離される。これにより、空気がカソード内に入ることを防止することができる。
【００２８】
次に、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の全てが停止状態でない場合（ステップＳ１０３でＮｏの場合）には、ステップＳ１０５に移行し、燃料電池システム１００を構成する３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の発電状態を確認し、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の全てが発電状態である場合（ステップＳ１０５でＹｅｓの場合）には、ステップＳ１０６に移行し、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３を全て閉状態に制御し、かつ、酸化剤オフガス開閉弁４を開状態に制御する。ステップＳ１０６終了後、ステップＳ１０３に戻る。
【００２９】
これにより、酸化剤ガス供給経路５−１、５−２、５−３、酸化剤オフガス排出経路６−１、６−２、６−３、酸化剤ガス排出経路１０−１、１０−２、１０−３、ならびに、これらに連通する空間を発電状態の燃料電池スタックから排出される温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスが通過することになる。この処理により、酸化剤オフガス中に含まれる水分により触媒表面に吸着した不純物が洗い流されることになる。
【００３０】
一方、燃料電池システムは発電中であるが、燃料電池スタック１−１、１−２、１−３のどれかが停止状態であると判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏの場合）には、ステップＳ１０７に移行し、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３の中で、停止状態の燃料電池スタックに対応した酸化剤ガス排出弁を開状態にし、発電状態の燃料電池スタックに対応した酸化剤ガス排出弁を閉状態に制御し、酸化剤オフガス開閉弁４を閉状態に制御する。
【００３１】
上述のように、燃料電池システムは発電中であるが、燃料電池スタック１−１、１−２、１−３のどれかが停止状態である場合には、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３を全て閉状態にし、酸化剤オフガス開閉弁４を閉状態に制御する。ステップ１０７終了後、ステップＳ１０３に戻る。
【００３２】
上述のように、ステップＳ１０７により、発電状態の燃料電池スタックから排出される温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスは、停止状態にある燃料電池スタックの酸化剤オフガス排出経路から供給され、酸化剤ガス供給経路に設けた酸化剤ガス排出経路から排出される構成となる。かかる構成とすることで、酸化剤オフガス中に含まれる水分により触媒表面に吸着した不純物が洗い流されることになる。
【００３３】
このように、燃料電池スタックに所定値以上の負荷で発電させることなく触媒表面に吸着した不純物を洗い流して除去することができる。また、停止中の燃料電池スタックの触媒活性を回復させることができ、燃料電池スタックの耐久性を向上させることができる。また、発電性能の低下を抑制して、運転時間を長くすることができる燃料電池システムを提供できる。
【００３４】
ここで、上記で説明した制御部２の処理において、各ステップは一つ前のステップを実施完了後、待機時間を設けずに速やかに移行する。
【００３５】
なお、本実施の形態１においては、燃料電池システム内に燃料電池スタックを３台配置したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、燃料電池システムを２台以上の燃料電池スタックで構成した場合に、本発明は効果を発揮する。
【００３６】
（実施の形態２）
本実施の形態２の燃料電池システムの概略構成図は実施の形態１と同じである。以下、本実施の形態の燃料電池システムにおける動作、作用を図１、図３、図４を参照しながら説明する。
【００３７】
図３および図４は、本発明の実施の形態２における燃料電池システムの制御部２のフローチャートである。また、この動作は制御器２の制御によって実行され、図２のフローチャートに示す各処理を実行する。
【００３８】
制御装置は燃料電池システム１００の始動後、図２のフローチャートに示す各処理を実行する。ここで、燃料電池システム１００を構成する３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３が全て停止状態であり、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３、ならびに、酸化剤オフガス開閉弁４が全て閉状態である時点をスタートとし、以下の処理を行う。
【００３９】
まず、ステップＳ２０１において、酸化剤オフガス開閉弁４を開状態に制御する。続いてステップＳ２０２において、燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の発電状態の監視を開始する。ここで、発電状態とは、燃料電池スタック１−１、１−２、１−３が発電しているか、停止しているかを表している。
【００４０】
次に、ステップＳ２０３で３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の発電状態を確認して、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３が全て停止状態である場合（ステップＳ２０３でＹｅｓの場合）には、ステップＳ２０４に移行し、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３、ならびに、酸化剤オフガス開閉弁４を全て閉状態に制御する。ステップＳ１０４終了後、ステップＳ２０３に戻る。なお、空気を供給する酸化剤ガス供給装置８−１、８−２、８−３も停止される。
【００４１】
上記処理により、酸化剤ガス供給経路５−１、５−２、５−３、酸化剤オフガス排出経路６−１、６−２、６−３、ならびに、これらに連通する空間が実質的に外部（大気）と隔離される。これにより、空気がカソード内に入ることを防止することができる。
【００４２】
次に、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の全てが停止状態でない場合（ステップＳ２０３でＮｏの場合）には、ステップＳ２０５に移行し、燃料電池システム１００を構成する３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の発電状態を確認し、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３の全てが発電状態である場合（ステップＳ２０５でＹｅｓの場合）には、ステップＳ２０６に移行し、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３を全て閉状態に制御し、かつ、酸化剤オフガス開閉弁４を開状態に制御する。ステップＳ２０６終了後、ステップＳ２０３に戻る。
【００４３】
この処理により、酸化剤ガス供給経路５−１、５−２、５−３、酸化剤オフガス排出経路６−１、６−２、６−３、ならびに、これらに連通する空間を発電状態の燃料電池スタックから排出される温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスが通過することになる。この処理により、酸化剤オフガス中に含まれる水分により触媒表面に吸着した不純物が洗い流されることになる。
【００４４】
一方、燃料電池システムは発電中であるが、燃料電池スタック１−１、１−２、１−３のどれかが停止状態であると判定した場合（ステップＳ２０５でＮｏの場合）には、ステップＳ２０７に移行し、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３の中で、停止状態の燃料電池スタックに対応した酸化剤ガス排出弁を開状態にし、発電状態の燃料電池スタックに対応した酸化剤ガス排出弁を閉状態に制御し、酸化剤オフガス開閉弁４を閉状態に制御する。
【００４５】
上述のように、燃料電池システムは発電中であるが、燃料電池スタック１−１、１−２、１−３のどれかが停止状態である場合には、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３を全て閉状態にし、酸化剤オフガス開閉弁４を閉状態に制御する。
【００４６】
次に、ステップＳ２０８において、停止中の燃料電池スタックで、酸化剤ガス排出弁が開状態になってから第１所定時間だけ経過したかどうかを判定する。本実施の形態２では該第１所定時間を１５分に設定したが、これに限定されるものではない。
【００４７】
そして、第１所定時間が経過していなければステップＳ２０３に戻り、第１所定時間が経過していれば、ステップＳ２０９に移行し、停止中の燃料電池スタックで酸化剤ガス排出弁が開状態になってから第１所定時間経過した燃料電池スタック以外で、酸化剤ガス排出弁が開状態にある燃料電池スタックがあるかどうかを判定する。
【００４８】
ステップＳ２０９において、判定条件に該当する燃料電池スタックがある場合には、ステップＳ２１１に移行し、酸化剤ガス排出弁が開状態になってから１５分経過した燃料電池スタックの酸化剤ガス排出弁を閉状態に制御する。
【００４９】
一方、ステップＳ２０９において、判定条件に該当する燃料電池スタックがない場合には、ステップＳ２１０に移行し、酸化剤オフガス開閉弁４を開状態に制御する。ステップ２１０終了後、ステップＳ２１１に移行する。
【００５０】
ステップＳ２０８からステップＳ２１１の処理を実行することで、第１所定時間が経過する毎に、酸化剤ガス供給経路５−１、５−２、５−３、酸化剤オフガス排出経路６−１、６−２、６−３、酸化剤ガス排出経路１０−１、１０−２、１０−３、ならびに、これらに連通する空間を、発電状態の燃料電池スタックから排出される温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスが通過することになる。この処理により、酸化剤オフガス中に含まれる水分により触媒表面に吸着した不純物が洗い流されることになる。
【００５１】
次に、ステップＳ２１２において、燃料電池スタック１−１、１−２、１−３のいずれかで、発電状態が変化したか燃料電池スタックがあるかどうかを判定する。ここで、ステップＳ２１２において、ステップＳ２０３の判定で発電中であると判定された燃料電池スタックが、ステップＳ２１１の判定で停止していると判定された場合、または、ステップＳ２０３の判定で停止していると判定された燃料電池スタックが、ステップＳ２１１の判定で発電していると判定された場合、発電状態が変化したと判定する。
【００５２】
そして、ステップＳ２１２において発電状態が変化した燃料電池スタックがあると判定した場合（ステップＳ２１２でＹＥＳの場合）には、ステップＳ２０３に戻る。
【００５３】
一方、ステップＳ２１２において発電状態が変化した燃料電池スタックがないと判定した場合（ステップＳ２１２でＮＯの場合）には、ステップＳ２１３に移行し、酸化剤ガス排出弁が閉状態で停止中の燃料電池スタックの酸化剤ガス排出弁が、閉状態になってから第２所定時間だけ経過しているかを判定する。本実施の形態２では該第２所定時間を１５分に設定したが、これに限定されるものではない。
【００５４】
そして、ステップＳ２１３において、酸化剤ガス排出弁が閉状態になってから第２所定時間経過していないと判定した場合には、ステップＳ２１２に戻る。
【００５５】
一方、ステップＳ２１３において、酸化剤ガス排出弁が閉状態になってから第２所定時間経過していないと判定した場合には、ステップＳ２１４に移行し、停止中の燃料電池スタックで酸化剤ガス排出弁の閉状態が第２所定時間経過した燃料電池スタックの酸化剤ガス排出弁を開状態に制御し、酸化剤オフガス開閉弁４を閉状態に制御する。ステップＳ２１４終了後、ステップＳ２１５に移行する。
【００５６】
ステップＳ２１２からステップＳ２１４の処理を実行することで、第２所定時間が経過する毎に、酸化剤ガス供給経路５−１、５−２、５−３、酸化剤オフガス排出経路６−１、６−２、６−３、酸化剤ガス排出経路１０−１、１０−２、１０−３、ならびに、これらに連通する空間を、発電状態の燃料電池スタックから排出される温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスが通過することになる。この処理により、酸化剤オフガス中に含まれる水分により触媒表面に吸着した不純物が洗い流されることになる。
【００５７】
次に、ステップＳ２１５において、３台の燃料電池スタック１−１、１−２、１−３のうちで発電状態が変化した燃料電池スタックがあるかどうかを判定する。ここで、ステップＳ２１５において、ステップＳ２１２の判定で発電中であると判定された燃料電池スタックが、ステップＳ２１５の判定で停止していると判定された場合、または、ステップＳ２１２の判定で停止していると判定された燃料電池スタックが、ステップＳ２１５の判定で発電していると判定された場合、発電状態が変化したと判定する。
【００５８】
そして、ステップＳ２１５において、発電状態が変化した燃料電池スタックがあると判定した場合（ステップＳ２１２でＹＥＳの場合）には、ステップＳ２０３に戻る。
【００５９】
一方、ステップＳ２１５において発電状態が変化した燃料電池スタックがないと判定した場合（ステップＳ２１２でＮＯの場合）には、ステップＳ２０８に戻る。
【００６０】
ここで、上記で説明した制御部２の処理において、各ステップは一つ前のステップを実施完了後、待機時間を設けずに速やかに移行する。
【００６１】
上記説明のとおり、本実施の形態２の燃料電池システム１００において、第１、第２所定時間が経過する毎に、発電中の燃料電池スタックから排出された温度が高く水分量の多い酸化剤オフガスを、停止中の燃料電池スタックに供給するように構成したことで、燃料電池スタックの停止期間中の全期間に渡って酸化剤オフガスを供給する場合と比較して、酸化剤オフガスが停止中の燃料電池スタックを通過する際の圧損分だけ増加する酸化剤ガス供給装置の消費電力を抑制することができる。
【００６２】
また、燃料電池システムの消費電力を抑制しながら、停止中の燃料電池スタックの触媒活性を定期的に回復させることができる。そのため、余剰電力を蓄電するための蓄電装置を設ける必要がない。
【００６３】
なお、本実施の形態２において、制御器２が判定する酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３を開状態、酸化剤オフガス開閉弁４を閉状態にする第１所定時間、ならびに、酸化剤ガス排出弁３−１、３−２、３−３を開状態、酸化剤オフガス開閉弁４を閉状態にする第２所定時間は、燃料電池スタックを構成する材料や運転条件（電流値、発電電圧、要求発電出力、供給ガス量）、酸化剤オフガスが流通するガス配管の体積、セパレータの酸化剤ガス流路の体積、などの燃料電池スタック構造設計に応じて、適宜設定することが可能である。
【００６４】
また、本実施の形態２では燃料電池システム１００に備える燃料電池の台数は３台としているが、本発明はこれに限定されない。燃料電池システム１００に２台以上の燃料電池スタックを備えている場合に、本発明は効果を発揮する。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の燃料電池システムおよびその運転方法は、複数台の燃料電池スタックを備えた燃料電池システムにおいて、停止中の燃料電池スタックの触媒活性を回復し、燃料電池システムの発電性能の低下を抑制することが可能となる。そのため、長期にわたり安定した発電を行いたい用途、例えば、家庭用燃料電池や業務用燃料電池、燃料電池車両等の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１−１、１−２、１−３        燃料電池スタック
２                            制御器
３−１、３−２、３−３        酸化剤ガス排出弁
４                            酸化剤オフガス開閉弁
５−１、５−２、５−３        酸化剤ガス供給経路
６−１、６−２、６−３        酸化剤オフガス排出経路
７                            全酸化剤オフガス排出経路
８−１、８−２、８−３        酸化剤ガス供給装置
１０−１、１０−２、１０−３  酸化剤ガス排出経路
１００                        燃料電池システム
【図１】
2019140011.tif 000003
【図２】
2019140011.tif 000004
【図３】
2019140011.tif 000005
【図４】
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