(57)【要約】【課題】電解質膜が破損するのを抑制し、電解質膜の耐久性を向上させることができる燃料電池システムおよびその運転停止方法を提供する。【解決手段】燃料電池１０と、燃料電池１０のアノード２０に所定湿度の燃料ガスを供給する燃料ガス供給系２１と、カソード３０に所定湿度の酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給系３１と、燃料ガス供給系２１および酸化剤ガス供給系３１を制御し燃料電池１０の運転をコントロールする制御手段４０と、を備え、制御手段４０は、燃料電池の停止指令を取得する停止指令取得部５０と、燃料電池１０の運転を停止させる燃料電池停止部７０と、を備え、停止指令取得部５０が停止指令を受けると、制御手段４０が燃料ガス供給系２１および酸化剤ガス供給系３１を制御して、電解質膜を加湿処理した後、燃料電池停止部７０が燃料電池の運転を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスが供給されるアノードと酸化剤ガスが供給されるカソードとの間に電解質膜を備えた燃料電池と、
前記燃料ガスを所定の湿度に加湿する燃料ガス加湿手段を備え、前記アノードに所定湿度の燃料ガスを供給する燃料ガス供給系と、
前記酸化剤ガスを所定の湿度に加湿する酸化剤ガス加湿手段を備え、前記カソードに所定湿度の酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給系と、
前記燃料ガス供給系と前記酸化剤ガス供給系を制御し前記燃料電池の運転をコントロールする制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記燃料電池の停止指令を取得する停止指令取得部と、
前記燃料電池の運転を停止させる燃料電池停止部と、
を備え、
前記停止指令取得部が停止指令を受けると、前記制御手段が前記燃料ガス供給系または前記酸化剤ガス供給系を制御して電解質膜を加湿処理した後、燃料電池停止部が前記燃料電池の運転を停止することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
さらに、前記アノードとカソードとの間の膜の電気抵抗値を検出する膜抵抗検出手段を備え、
前記膜抵抗値が所定の範囲内である場合に、燃料電池停止部が前記燃料電池の運転を停止することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
さらに、前記燃料電池のセルの温度を検出するセル温度検出手段を備え、
前記燃料電池のセルの温度が所定の温度以上である場合に、燃料電池停止部が前記燃料電池の運転を停止することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料電池のセルの温度を検出するセル温度検出手段と、
前記燃料ガス供給系または前記酸化剤ガス供給系の湿度を検出する湿度検出手段を備え、前記燃料電池のセル温度が所定の温度以下である場合に、前記制御手段が前記燃料ガス供給系または前記酸化剤ガス供給系を作動させ低湿度のガスを供給し、前記膜抵抗検出手段により膜抵抗値が所定範囲内になったら、前記燃料ガス供給手段または前記酸化剤ガス供給手段がガスの供給を停止することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記燃料電池のセル温度が所定温度未満であるときには、前記燃料電池のアノードとカソードに所定湿度のガスを供給する動作は行なわないことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記停止指令取得部は、イグニッションキーのオフまたはシフトレバーのパーキング位置への設定のうち少なくともいずれかにより停止指令を取得することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料ガスは、水素または不活性ガスの少なくとも一方を含み、
前記酸化剤ガスは、空気または不活性ガスの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池システムの運転を停止する方法において、
運転を停止する際に、電解質膜の加湿処理を行った後に、運転を停止することを特徴とする燃料電池システムの運転停止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、電極触媒として触媒金属が用いられている燃料電池システム、およびその運転停止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備えた燃料電池システムに関する技術としては、たとえば、燃料電池の始動が指示されたとき、該燃料電池に含まれる水分を排出する動作を伴って燃料電池を始動する始動手段と、該始動が完了した後に燃料電池の運転を開始する運転制御手段とを備え、燃料電池の始動の際における水分状態に拘わらず燃料電池を安定して運転する燃料電池システムがある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、セルの開回路電圧を検出する電圧検出手段と、セルの開回路電圧に基づいてセルの水分状態を診断する診断手段とを備え、セルの水分状態の診断結果に基づいてセルの水分状態を制御可能とする燃料電池システムがある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１４６１８６号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１および特許文献２は、いずれも燃料電池システムの運転の安定性（起動性）に関する技術であり、燃料電池システムの運転停止方法に関しては触れていない。
【０００５】
また、特許文献１および特許文献２では、高温、低加湿条件下で燃料電池システムの連続運転を行っているが、運転後そのままの状態で運転停止を行うと電解質膜の寿命が短くなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような従来の技術の問題点を解消するために成されたものであり、電解質膜の寿命の低下を抑制し、電解質膜の耐久性を向上させることができる燃料電池システムおよびその運転停止方法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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池システムは、燃料ガスが供給されるアノードと酸化ガスが供給されるカソードとの間に電解質膜を備えた燃料電池と、燃料ガスを所定の湿度に加湿する燃料ガス加湿手段を備え、アノードに所定湿度の燃料ガスを供給する燃料ガス供給系と、酸化剤ガスを所定の湿度に加湿する酸化剤ガス加湿手段を備え、カソードに所定湿度の酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給系と、燃料ガス供給系と酸化剤ガス供給系を制御し燃料電池の運転をコントロールする制御手段とを備え、制御手段は、燃料電池の停止指令を取得する停止指令取得部と、燃料電池の運転を停止させる燃料電池停止部とを備え、停止指令取得部が停止指令を受けると制御手段が燃料ガス供給系または酸化剤ガス供給系を制御して電解質膜を加湿処理した後、燃料電池停止が燃料電池の運転を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る燃料電池システムによれば、停止指令取得部が停止指令を受けると、制御手段が燃料ガス供給系または酸化剤ガス供給系を作動させ、膜の電気抵抗値が所定の範囲内である場合に燃料電池停止が燃料電池の運転を停止するので、電解質膜の寿命の低下を抑制し、電解質膜の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
まず、図１を用いて、本発明に係る燃料電池システムの一実施形態について説明する。図１は本発明に係る燃料電池システムの一構成例を示す概略図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施の形態に係る燃料電池システム１は、電極触媒として触媒金属が用いられている燃料電池１０の制御システムであり、燃料電池１０と、燃料電池１０のアノード２０に所定の湿度のガスを供給する燃料ガス供給系２１と、カソード３０に所定湿度の酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給系３１と、アノード２０とカソード３０との間の膜の電気抵抗値を検出する膜抵抗検出装置６０と、燃料電池の運転を統合的に制御するコントローラー（制御手段）４０と、を備え、コントローラー４０は、燃料電池１０の停止指令を取得する停止指令取得部５０と、燃料電池１０の運転を停止させる燃料電池停止部７０と、を備えて概ね構成される。膜抵抗検出装置６０としては、例えば交流抵抗計などを用いることができる。
【００１２】
燃料電池（燃料電池スタック）１０はアノード（燃料極）２０とカソード（空気極）３０との間に不図示の電解質膜を備えており、アノード２０に水素を含有する燃料ガスが供給され、カソード３０に空気を含有する酸化剤ガスが供給されることにより、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電する。なお、アノード２０およびカソード３０は車両負荷へ電気的に接続されている。
【００１３】
この燃料電池１０には、セルの温度を検出するセル温度センサ１５が備えられ、コントローラー４０に電気的に接続されて、セル温度センサ１５によるセル温度の検出信号がコントローラー４０に入力されるようになっている。
【００１４】
燃料ガス供給系２１は、燃料ガスの流れ方向の上流側から、燃料ガスを収容する燃料タンク２２と、燃料ガスの流量を調整する燃料ガス流量調節器２３と、燃料ガスを所定の湿度に加湿するとともに所定の温度に維持する燃料ガス湿度・温度調節器２４と、燃料ガスの湿度を検出する燃料ガス湿度センサ２５と、燃料ガスの流量を検出する燃料ガス流量センサ２７と、上記燃料タンク２２から燃料ガスを導引するポンプ２６と、が備えられている。
【００１５】
一方、酸化剤ガス供給系３１は、酸化剤ガスの流れ方向の上流側から、酸化剤ガスを導引するポンプ３２と、酸化剤ガスの流量を調整する酸化剤ガス流量調節器３３、酸化剤ガスを所定の湿度に加湿するとともに所定の温度に維持する酸化剤ガス湿度・温度調節器３４、酸化剤ガスの湿度を検出する燃料ガス湿度センサ３５と、酸化剤ガスの流量を検出する酸化剤ガス流量センサ３７と、が備えられている。
【００１６】
また、燃料ガス供給系２１は、燃料ガスまたは不活性ガスガスの少なくとも一方をアノード２０に供給し、酸化剤ガス供給系３１は、酸化剤ガスまたは不活性ガスの少なくとも一方をカソード３０に供給しうるように構成してもよい。さらに、燃料ガス供給系２１のみで、燃料ガスまたは不活性ガスガスの少なくとも一方をアノード２０に供給してもよいし、酸化剤ガス供給系３１のみで、酸化剤ガスまたは不活性ガスの少なくとも一方をカソード３０に供給するように構成してもよい。これにより、触媒の劣化を引き起こすことなく、燃料電池１０の運転を停止することができる。
【００１７】
燃料ガス流量調節器２３，酸化剤ガス流量調節器３３、燃料ガス湿度・温度調節器２４，酸化剤ガス湿度・温度調節器３４はそれぞれコントローラー４０に電気的に接続され、各機器にはコントローラー４０から制御信号が出力されるようになっている。また、燃料ガス湿度センサ（湿度検出手段）２５，酸化剤ガス湿度センサ（湿度検出手段）３５はそれぞれコントローラー４０に電気的に接続され、燃料ガス湿度センサ２５，酸化剤ガス湿度センサ３５によるガス湿度の検出信号がコントローラー４０に入力されるようになっている。そして、この燃料ガス湿度センサ２５，酸化剤ガス湿度センサ３５の検出湿度に基づいて加湿手段として機能する燃料ガス湿度・温度調節器２４，酸化剤ガス湿度・温度調節器３４を制御する。したがって、加湿条件に応じて所定の時間、速やかに加湿処理を行うことができる。
【００１８】
膜抵抗検出装置６０は、燃料電池１０に接続された交流抵抗計により構成され、コントローラー４０に電気的に接続されて、セル抵抗検出器による膜抵抗値の検出信号がコントローラー４０に出力されるようになっている。
【００１９】
コントローラー４０はＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータ等により構成され、イグニッションキー８１およびシフトレバー８２と電気的に接続され、それぞれの操作信号がコントローラー４０に入力されることにより、停止指令取得部５０は燃料電池１０の停止指令を取得する。具体的には、本発明における燃料電池１０の停止指令の取得はイグニッションキー８１のオフまたはシフトレバー８２のパーキング位置への設定のうち少なくともいずれかによって停止指令取得部５０へ停止指令を送信する。これにより、停止指令取得部５０に簡便に停止指令を与えることができる。
【００２０】
また、燃料電池停止部７０は、燃料ガス流量調節器２３，酸化剤ガス流量調節器３３を閉成作動させ、燃料電池の動作を停止する。具体的には、この停止指令取得部５０が、停止指令を取得すると、上記膜抵抗検出装置６０により検出した膜抵抗値が所定の範囲内である場合には、燃料電池停止部７０が上記燃料ガス供給系２１，酸化剤ガス供給系３１を作動させ、燃料電池１０の運転を停止するようになっている。
【００２１】
次に、上記燃料電池システム１を使用して実施する本発明に係る燃料電池システムの運転停止方法について説明する。図２は本発明に係る燃料電池システムの運転停止方法のフローチャートである。図３は本発明に係る燃料電池システムの運転停止方法における加湿方法のフローチャートである。
【００２２】
図２に示すように、本発明に係る燃料電池システムの運転停止方法において、停止指令の取得はイグニッションキー８１のＯＦＦ又はシフトレバー８２のパーキング位置への設定のいずれかによって停止指令取得部５０へ停止指令を送信する。
【００２３】
停止指令が停止指令取得部５０に入力されると（ステップ１；以下、「ＳＴ１」の如く表記する。）、燃料ガス供給系２１により所定の湿度の燃料ガスを、酸化剤ガス供給系３１により所定の湿度の酸化剤ガスを供給する（ＳＴ２）。なお、停止指令が停止指令取得部５０に入力されるまで停止指令の有無の判断を継続している。
【００２４】
図３を参照して、所定の湿度の燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給（ＳＴ２）について説明する。燃料ガス供給系２１により、燃料ガスをアノード２０に供給し、酸化剤ガス供給系３１により、酸化剤ガスをカソード３０に供給し、燃料ガス湿度センサ２５が燃料ガスの湿度を、燃料ガス流量センサ２７が燃料ガスの流量を検出し、酸化剤ガス湿度センサ３５が酸化剤ガスの湿度を、酸化剤ガス流量センサ３７が酸化剤ガスの流量を検出する（ＳＴ３）。燃料ガス流量および酸化剤ガス流量は０．５〜１．５ＮＬ／ｍｉｎの範囲に調節されている。燃料ガス湿度・温度調整器２４および酸化剤ガス湿度・温度調整器３４は燃料ガスおよび酸化剤ガスの湿度を７０〜１００％ＲＨの間の湿度になるように調整し（ＳＴ４）、次にセル温度センサ１５がセル温度を検出し（ＳＴ５）、コントローラー４０がセル温度が所望の温度範囲（７０℃〜９０℃）以上であるかを判断する（ＳＴ６）。
【００２５】
セル温度が上記の所望の温度範囲（７０℃〜９０℃）未満である場合には、燃料ガス湿度・温度調整器２４および酸化剤ガス湿度・温度調整器３４により湿度が３０％ＲＨ以下に調整された燃料ガスおよび酸化剤ガスを燃料電池に供給し（ＳＴ７）、電解質膜を乾燥させる。次に、膜抵抗検出装置６０が膜抵抗値を検出し（ＳＴ８）、膜抵抗値が所定の範囲（１．０Ωｃｍ２〜３．０Ωｃｍ２）となったとき、燃料電池停止部７０が前記燃料電池の運転を停止する（ＳＴ９、ＳＴ１０）。
【００２６】
一方、セル温度が所望の温度範囲（７０℃〜９０℃）以上であるときには、燃料ガス湿度センサ２５および酸化剤ガス湿度センサ３５が燃料ガスおよび酸化剤ガスの湿度を検出し（ＳＴ１１）、コントローラー４０が上記の所望の湿度範囲（７０〜１００％ＲＨ）になっているかの判断を行う（ＳＴ１２）。
【００２７】
所望の湿度範囲（７０〜１００％ＲＨ）であるときには、さらに燃料ガス湿度・温度調整器２４および酸化剤ガス湿度・温度調整器３４で調整したガス（１ｓｅｃ〜１８０ｓｅｃ）を流して膜の加湿処理を行い（ＳＴ１３）、図２のフローチャートのＳＴ１５に移行する（ＳＴ１４）。
【００２８】
再び図２を参照して、加湿処理の後、ＳＴ１５では、膜抵抗検出装置６０が膜抵抗値を検出し、膜抵抗値が所定の範囲以下（０．５Ωｃｍ２以下）であるか否かを判断する（ＳＴ１６）。
【００２９】
膜抵抗値が所定の範囲以下（０．５Ωｃｍ２以下）になったとき、コントローラー４０が燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給を停止するよう指令し、セル温度を降下させる（ＳＴ１７）。一方、膜抵抗値が所定の範囲以下（０．５Ωｃｍ２以下）でないときには、ＳＴ２の前に戻る。
【００３０】
そして、セル温度センサ１５がセル温度を検出し（ＳＴ１８）、セル温度が所望の温度範囲（７０℃〜９０℃）であるか否かを判断する（ＳＴ１９）。
【００３１】
セル温度が所望の温度範囲（７０℃〜９０℃）にあるときは、燃料ガス湿度・温度調整器２４および酸化剤ガス湿度・温度調整器３４により湿度を３０％ＲＨ以下に調整された燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給して電解質膜を乾燥させる（ＳＴ２０）。一方、セル温度が所望の温度範囲（７０℃〜９０℃）にないときには、ＳＴ１８の前に戻る。
【００３２】
次に、膜抵抗検出装置６０が膜抵抗値を検出し（ＳＴ２１）、膜抵抗値が前記所定の範囲（１．０Ωｃｍ２〜３．０Ωｃｍ２）にあるか否かを判断する（ＳＴ２２）。
【００３３】
膜抵抗値が前記所定の範囲（１．０Ωｃｍ２〜３．０Ωｃｍ２）になった時、燃料電池停止部７０が前記燃料電池の運転を停止する（ＳＴ２３）。一方、膜抵抗値が前記所定の範囲（１．０Ωｃｍ２〜３．０Ωｃｍ２）にないときには、ＳＴ２１の前に戻る。
【００３４】
図４は本発明に係る燃料電池システムの停止例であり、停止指令取得部５０が停止指令を取得した後、燃料電池温度が所望の温度範囲（７０℃〜９０℃）以上の場合の運転停止方法の説明図である。図４では４つのグラフを同時に表しており、横軸は全て時間で、縦軸は下からガス流量（ＮＬ／ｍｉｎ）、膜抵抗（Ωｃｍ２）、ガス湿度（％ＲＨ）および燃料電池温度（℃）を表している。
【００３５】
図４に示すように、停止指令取得部５０が停止指令を取得した後、燃料電池温度が所望の温度範囲（７０℃〜９０℃）以上のときに、コントローラー４０は、燃料ガス湿度・温度調整器２４および酸化剤ガス湿度・温度調整器３４により、燃料ガスおよび酸化剤ガスの湿度を所定湿度範囲Ａ（７０〜１００％ＲＨ）調整し、膜抵抗を下げ、所定抵抗範囲Ｃ（０．５Ωｃｍ２以下）になったときに、コントローラー４０は、燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給を停止させる。したがって、セルの温度が所定温度以上のときは、効率的にセルの加湿処理を行うことができる。また、セル温度が所定温度未満であるときには、燃料ガスおよび酸化剤ガスを所定湿度範囲Ａ（７０〜１００％ＲＨ）に加湿をしないので、不要な加湿処理を削減することができる。
【００３６】
燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給停止後、セル温度を降下させ、上記の所定温度範囲（７０℃〜９０℃）に達したときに、燃料ガス湿度・温度調整器２４および酸化剤ガス湿度・温度調整器３４により湿度を所定湿度範囲Ｂ（３０％ＲＨ以下）に調整した燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給して電解質膜を乾かし、所定膜抵抗範囲Ｄ（１．０Ωｃｍ２〜３．０Ωｃｍ２）に達したときに、燃料電池停止部７０が前記燃料電池の運転を停止する。
【００３７】
他方、停止指令取得部５０が停止指令を取得した後、燃料電池温度が上記の所定温度範囲（７０℃〜９０℃）未満の場合には、燃料ガス湿度・温度調整器２４および酸化剤ガス湿度・温度調整器３４により湿度を所定湿度範囲Ｂ（３０％ＲＨ以下）に調整した燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給のみを行い、所定膜抵抗範囲Ｄ（１．０Ωｃｍ２〜３．０Ωｃｍ２）に達したとき、燃料電池停止部７０が前記燃料電池の運転を停止する。したがって、燃料電池１０の運転停止後に、零下に温度が低下した場合でも電解質膜が凍結することを防止することができ、凍結による電解質膜の破壊を抑制することができる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態の燃料電池システム１によれば、運転を停止する際に、一旦、高加湿条件で運転して電解質膜の加湿処理を行った後に運転を停止する運転停止方法を実施するので、電解質膜が破損するのを抑制し、電解質膜の耐久性を向上させることができる。
【実施例】
【００３９】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
〔実施例１〕
実施例１はアイドル運転後の停止時における電解質膜の性能評価を行うものであり、その評価結果を下記表１および表２に示している。表１は本発明に係る運転停止方法を実施した評価結果であり（加湿処理有り）、表２は本発明に係る運転停止方法を実施しなかった評価結果である（加湿処理無し）。
【００４０】
本評価結果は、アノード側ガス拡散電極とカソード側ガス拡散電極との間に固体高分子電解質膜を挟んで構成される単位燃料電池セルについて評価したものである。この単位セルを用いて、アイドル運転時（ＯＣＶ時）の電圧について経時変化を測定している。
【００４１】
試験サンプルには、炭化水素系膜であるスルホン化されたポリエーテルスルホン（Ｓ−ＰＥＳ）電解質膜を用いた。触媒層にはＮａｆｉｏｎを電解質とした触媒層シートを転写法にて電解質膜に転写し、膜−触媒接合体（ＣＣＭ）を作成した。
【００４２】
その後、ガス拡散電極（ＧＤＬ）をホットプレスして一体化を行い、膜電極接合体（ＭＥＡ）を作製した。なお、上記電解質膜の大きさは５０ｍｍ×５０ｍｍであり、厚みは３０μｍであった。
【００４３】
アイドル運転の試験条件は、セル温度９０℃でアノードとカソードの湿度３０％ＲＨに固定し、アノード側に水素ガス、カソード側に酸素ガスをそれぞれ流量０．５ＮＬ／ｍｉｎずつ流した。このときに発生するセル電圧と膜抵抗値の計測を行った。膜抵抗値の計測には交流抵抗計を用い、周波数１ｋＨｚに固定して行った。
【００４４】
アイドル運転後の停止時に加湿処理無しの場合には（表２参照）、６０ｈｒでセル電圧（ＯＣＶ値）が低下して運転の継続が不可能となった。これに対して、アイドル運転後の停止時に加湿処理有りの場合には（表１参照）、１８０ｈｒ以上継続してアイドル運転を行ってもセル電圧（ＯＣＶ値）低下が起こらず、運転の継続が可能であることが判った。
【００４５】
さらに、ＬＳＶ測定により得られた水素リーク電流値より電解質膜の破損を確認したところ、アイドル運転後の停止時に加湿処理無しの場合には（表２参照）、水素リーク電流の増大が確認され、これにより電解質膜の破損が生じていることが判った。
【００４６】
【表１】
2008041559.tif 000003
【００４７】
【表２】
2008041559.tif 000004
【００４８】
以上の評価結果より、アイドル運転後の停止時に本発明に係る運転停止方法を実施すると、電解質膜の破損の発生を抑制し、電解質膜の耐久性が向上することが確認された。
〔実施例２〕
実施例２は通常運転後の停止時における電解質膜の性能評価を行うものであり、その評価結果を下記表３および表４に示している。表３は本発明に係る運転停止方法を実施した評価結果であり（加湿処理有り）、表４は本発明に係る運転停止方法を実施しなかった評価結果である（加湿処理無し）。
【００４９】
通常運転時の発電特性は、セル温度を１１０℃、アノードに水素、カソードに空気を使用し、ガス利用率はアノード６６％でカソード４０％に固定して行った。加湿条件はアノード湿度７０％でカソード湿度７０％、アノードおよびカソードともに７９ｋＰａで加圧した条件で評価を行った。電流密度を１．０（Ａ／ｃｍ２）に固定して電流を固定印加した状態で、セル電圧および膜抵抗値の計測を行った。
【００５０】
膜抵抗値の計測には交流抵抗計を用い、周波数１ｋＨｚに固定して行った。
【００５１】
通常運転後の停止時において加湿処理無しの場合には（表４参照）、１０ｈｒでセル電圧が低下して運転の継続が不可能になった。これに対して、通常運転後の停止時において加湿処理有りの場合には（表３参照）、２２０ｈｒ以上継続して通常運転を行ってもセル電圧の低下が起こらず、運転の継続が可能であることが判った。
【００５２】
さらに、ＬＳＶ測定により得られた水素リーク電流値より電解質膜の破損を確認したところ、通常運転後の停止において加湿処理なしの場合には（表４参照）、水素リーク電流の増大が確認され、これにより電解質膜の破損が生じていることが判った。
【００５３】
【表３】
2008041559.tif 000005
【００５４】
【表４】
2008041559.tif 000006
【００５５】
以上の結果より、通常運転後の停止時に本発明に係る運転停止方法を実施すると、電解質膜の破損の発生を抑制し、電解質膜の耐久性が向上することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの一構成例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る燃料電池システムの運転停止方法のフローチャートである。
【図３】本発明に係る燃料電池システムの運転停止方法における加湿方法のフローチャートである。
【図４】本発明に係る燃料電池システムの運転停止方法による停止例の説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    燃料電池システム
１０    燃料電池
２０    アノード
２１    燃料ガス供給系
３１    酸化剤ガス供給系
３０    カソード
４０    コントローラー
５０    停止指令取得部
６０    膜抵抗検出装置
７０    燃料電池停止部
【図１】
2008041559.tif 000007
【図２】
2008041559.tif 000008
【図３】
2008041559.tif 000009
【図４】
2008041559.tif 000010