(57)【要約】【課題】触媒層で発生した腐食物質が触媒層から金属部材等に流出することを抑制することができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池の単セルを複数個積層した積層体である燃料電池スタックと、燃料ガス供給部と、燃料オフガス排出流路と、気液分離装置と、循環流路と、酸化剤ガス供給部と、酸化剤オフガス排出流路と、イオン回収装置と、を有し、前記単セルは、アノード側ガス拡散層と、アノード触媒層と、電解質膜と、カソード触媒層と、カソード側ガス拡散層と、をこの順に有し、前記単セルは、前記アノード側ガス拡散層と前記アノード触媒層との間、及び、前記カソード側ガス拡散層と前記カソード触媒層との間の少なくともいずれか一方の間にイオン吸着材を有することを特徴とする燃料電池システム。【選択図】図１
2022000838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の単セルを複数個積層した積層体である燃料電池スタックと、
前記燃料電池のアノードに燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
前記燃料電池と接続し、当該燃料電池の前記アノードから排出された燃料オフガスを回収する燃料オフガス排出流路と、
前記燃料オフガス排出流路と接続し、前記燃料オフガスに含まれる水分を回収する気液分離装置と、
前記気液分離装置と接続し、回収された前記燃料オフガスを循環ガスとして前記アノードに戻す循環流路と、
前記燃料電池のカソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
前記燃料電池と接続し、当該燃料電池の前記カソードから排出された酸化剤オフガスを排出する酸化剤オフガス排出流路と、
前記酸化剤オフガス排出流路と接続し、前記酸化剤オフガスに含まれるイオンを回収するイオン回収装置と、を有し、
前記単セルは、アノード側ガス拡散層と、アノード触媒層と、電解質膜と、カソード触媒層と、カソード側ガス拡散層と、をこの順に有し、
前記単セルは、前記アノード側ガス拡散層と前記アノード触媒層との間、及び、前記カソード側ガス拡散層と前記カソード触媒層との間の少なくともいずれか一方の間にイオン吸着材を有することを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池（ＦＣ）は、複数の単セル（以下、セルと記載する場合がある）を積層した燃料電池スタック（以下、単にスタックと記載する場合がある）に、燃料ガスとしての水素（Ｈ２）と酸化剤ガスとしての酸素（Ｏ２）との電気化学反応によって電気エネルギーを取り出す発電装置である。なお、以下では、燃料ガスや酸化剤ガスを、特に区別することなく単に「反応ガス」あるいは「ガス」と呼ぶ場合もある。
この燃料電池の単セルは、通常、膜電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、必要に応じて当該膜電極接合体の両面を挟持する２枚のセパレータにより構成される。
膜電極接合体は、プロトン（Ｈ＋）伝導性を有する固体高分子型電解質膜（以下、単に「電解質膜」とも呼ぶ）の両面に、それぞれ、触媒層及びガス拡散層が順に形成された構造を有している。そのため、膜電極接合体は、膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ）と称される場合がある。
セパレータは、通常、ガス拡散層に接する面に反応ガスの流路としての溝が形成された構造を有している。なお、このセパレータは発電した電気の集電体としても機能する。
燃料電池の燃料極（アノード）では、ガス流路及びガス拡散層から供給される水素が触媒層の触媒作用によりプロトン化し、電解質膜を通過して酸化剤極（カソード）へと移動する。同時に生成した電子は、外部回路を通って仕事をし、カソードへと移動する。カソードに供給される酸素は、カソード上でプロトンおよび電子と反応し、水を生成する。
生成した水は、電解質膜に適度な湿度を与え、余剰な水はガス拡散層を透過して、系外へと排出される。
【０００３】
燃料電池車両（以下車両と記載する場合がある）に車載されて用いられる燃料電池に関して種々の研究がなされている。
例えば特許文献１では、燃料電池の膜の劣化検知方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０３３６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
セルが高温になると触媒層から腐食物質が生じ、金属部材に接触し金属イオンが発生し、電解質膜等が劣化し、燃料電池の性能が低下する可能性がある。
【０００６】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、触媒層で発生した腐食物質が触媒層から金属部材等に流出することを抑制することができる燃料電池システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示においては、燃料電池の単セルを複数個積層した積層体である燃料電池スタックと、
前記燃料電池のアノードに燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
前記燃料電池と接続し、当該燃料電池の前記アノードから排出された燃料オフガスを回収する燃料オフガス排出流路と、
前記燃料オフガス排出流路と接続し、前記燃料オフガスに含まれる水分を回収する気液分離装置と、
前記気液分離装置と接続し、回収された前記燃料オフガスを循環ガスとして前記アノードに戻す循環流路と、
前記燃料電池のカソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
前記燃料電池と接続し、当該燃料電池の前記カソードから排出された酸化剤オフガスを排出する酸化剤オフガス排出流路と、
前記酸化剤オフガス排出流路と接続し、前記酸化剤オフガスに含まれるイオンを回収するイオン回収装置と、を有し、
前記単セルは、アノード側ガス拡散層と、アノード触媒層と、電解質膜と、カソード触媒層と、カソード側ガス拡散層と、をこの順に有し、
前記単セルは、前記アノード側ガス拡散層と前記アノード触媒層との間、及び、前記カソード側ガス拡散層と前記カソード触媒層との間の少なくともいずれか一方の間にイオン吸着材を有することを特徴とする燃料電池システムを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の燃料電池システムによれば、触媒層で発生した腐食物質が触媒層から金属部材等に流出することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示においては、燃料電池の単セルを複数個積層した積層体である燃料電池スタックと、
前記燃料電池のアノードに燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
前記燃料電池と接続し、当該燃料電池の前記アノードから排出された燃料オフガスを回収する燃料オフガス排出流路と、
前記燃料オフガス排出流路と接続し、前記燃料オフガスに含まれる水分を回収する気液分離装置と、
前記気液分離装置と接続し、回収された前記燃料オフガスを循環ガスとして前記アノードに戻す循環流路と、
前記燃料電池のカソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
前記燃料電池と接続し、当該燃料電池の前記カソードから排出された酸化剤オフガスを排出する酸化剤オフガス排出流路と、
前記酸化剤オフガス排出流路と接続し、前記酸化剤オフガスに含まれるイオンを回収するイオン回収装置と、を有し、
前記単セルは、アノード側ガス拡散層と、アノード触媒層と、電解質膜と、カソード触媒層と、カソード側ガス拡散層と、をこの順に有し、
前記単セルは、前記アノード側ガス拡散層と前記アノード触媒層との間、及び、前記カソード側ガス拡散層と前記カソード触媒層との間の少なくともいずれか一方の間にイオン吸着材を有することを特徴とする燃料電池システムを提供する。
【００１１】
従来は、燃料電池の発電時に電解質膜等から腐食物質が生成すると考えられていた。
しかし、本研究者らにより、燃料電池の非発電時においても、高温下では腐食物質が生成することが明らかとなった（表１参照）。したがって、燃料電池の非発電時、又は、発電時に関わらず、燃料電池が加熱されると、触媒層から腐食物質（フッ素化合物、フッ化物イオン、スルホン酸イオン等）が生成する。それらが触媒層から排出されてセパレータ等の金属部材と接触することで、金属部材が腐食し、金属部材から金属イオンが溶出する。そして、溶出した金属イオンを起点にラジカル物質が生成し、電解質膜等を分解することにより、燃料電池の発電性能が低下する。
そして、従来の燃料電池中の電解質膜の劣化度合いを確認する技術では、腐食物質の発生の抑制及び除去が十分ではない場合がある。そのため、燃料電池の非発電時、及び、発電時に関わらず、燃料電池に熱履歴を与えられた後は、燃料電池から腐食物質を排出し回収する機構が、燃料電池の腐食抑制のために必要である。
【００１２】
本開示においては、燃料電池の加熱時等に生成する触媒層由来の腐食物質が触媒層から金属部材等に流出することを抑制する燃料電池システムを提供することができる。
具体的には、本開示においては、アノード及び／又はカソードに腐食物質排出用の流路が直接接続されているため、触媒層で発生した腐食物質をガスに含まれる水分に乗せて燃料電池外部へ直接排出することができるため、燃料電池の腐食物質による性能劣化の影響を低減することができる。
【００１３】
図１は、本開示の燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。
図１に示す燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１１と、循環流路１２と、気液分離装置２０と、燃料オフガス排出流路２１と、燃料ガス供給部３０と、燃料ガス供給流路３１と、酸化剤ガス供給部４０と、酸化剤ガス供給流路４１と、酸化剤オフガス排出流路４２と、イオン回収装置５０と、を備える。燃料ガス供給部３０、酸化剤ガス供給部４０は、図示しない制御部によって制御されていてもよい。
【００１４】
本開示の燃料電池システムは、少なくとも、燃料電池スタックと、循環流路と、気液分離装置と、燃料オフガス排出流路と、燃料ガス供給部と、酸化剤ガス供給部と、酸化剤オフガス排出流路と、イオン回収装置と、を有する。
【００１５】
本開示の燃料電池システムは、通常、駆動源を電動機（モータ）とする燃料電池車両に搭載されて用いられる。
また、本開示の燃料電池システムは、二次電池の電力でも走行可能な車両に搭載されて用いられてもよい。
電動機は、特に限定されず、従来公知の駆動モータであってもよい。
【００１６】
燃料電池は、単セルを複数個積層した積層体である燃料電池スタックであってもよい。
換言すると、燃料電池スタックは、燃料電池の単セルを複数個積層した積層体である。
単セルの積層数は特に限定されず、例えば、２〜数百個であってもよく、２〜２００個であってもよい。
燃料電池スタックは、単セルの積層方向の両端にエンドプレートを備えていてもよい。
【００１７】
燃料電池の単セルは、少なくともアノード側ガス拡散層と、アノード触媒層と、電解質膜と、カソード触媒層と、カソード側ガス拡散層と、をこの順に有する膜電極接合体を備え、アノード側ガス拡散層とアノード触媒層との間、及び、カソード側ガス拡散層とカソード触媒層との間の少なくともいずれか一方の間にイオン吸着材を有する。
【００１８】
イオン吸着材は、単セルのアノード側ガス拡散層とアノード触媒層との間、及び、カソード側ガス拡散層とカソード触媒層との間の少なくともいずれか一方の間に有していればよく、両方の間に有していてもよい。
イオン吸着材を有することにより、ガス流れが水平方向のため腐食物質がイオン回収装置及び気液分離装置で捕集されにくい場合であっても、腐食物質の捕集性能を向上させることができる。
イオン吸着材は、適度な強さで腐食物質を吸着及び脱離できる材料であってもよく、例えば、物理吸着により腐食物質を吸着できる材料であってもよく、フッ化物イオン、スルホン酸イオン等のイオンを吸着できる材料であってもよい。
イオン吸着材としては、ガス拡散層及び触媒層と適度な親和性を持ち、且つ、毛管凝縮により、水分中の腐食物質を効率的に吸着する観点から、細孔径が０．１ｎｍ〜５０ｎｍの細孔を持つ材料であってもよい。細孔径が０．１ｎｍ以上であることにより、物理吸着により、フッ化物イオン（イオンサイズ：０．１３６ｎｍ）、スルホン酸イオン（イオンサイズ：長径で０．２５９ｎｍ）等のイオンを吸着しやすくすることができる。
イオン吸着材の具体例としては、合成吸着材（三菱ケミカル社製のセパビーズ、及び、東亜合成社製のイグゼ等）、及び、細孔を持つカーボン材（ケッチェンブラック等）等が挙げられる。
【００１９】
カソード（酸化剤極）は、カソード触媒層及びカソード側ガス拡散層を含む。
アノード（燃料極）は、アノード触媒層及びアノード側ガス拡散層を含む。
カソード触媒層及びアノード触媒層は、例えば、電気化学反応を促進する触媒金属、プロトン伝導性を有する電解質、及び、電子伝導性を有するカーボン粒子等を備えていてもよい。
触媒金属としては、例えば、白金（Ｐｔ）、及び、Ｐｔと他の金属とから成る合金（例えばコバルト、及び、ニッケル等を混合したＰｔ合金）等を用いることができる。
電解質としては、フッ素系樹脂等であってもよい。フッ素系樹脂としては、例えば、ナフィオン溶液等を用いてもよい。
上記触媒金属はカーボン粒子上に担持されており、各触媒層では、触媒金属を担持したカーボン粒子（触媒粒子）と電解質とが混在していてもよい。
触媒金属を担持するためのカーボン粒子（担持用カーボン粒子）は、例えば、一般に市販されているカーボン粒子（カーボン粉末）を加熱処理することにより自身の撥水性が高められた撥水化カーボン粒子等を用いてもよい。
【００２０】
アノード側ガス拡散層及びカソード側ガス拡散層の各ガス拡散層は、ガス透過性を有する導電性部材等であってもよい。
導電性部材としては、例えば、カーボンクロス、及びカーボンペーパー等のカーボン多孔質体、並びに、金属メッシュ、及び、発泡金属などの金属多孔質体等が挙げられる。
【００２１】
電解質膜は、固体高分子電解質膜であってもよい。固体高分子電解質膜としては、例えば、水分が含まれたパーフルオロスルホン酸の薄膜等のフッ素系電解質膜、及び、炭化水素系電解質膜等が挙げられる。電解質膜としては、例えば、ナフィオン膜（デュポン社製）等であってもよい。
【００２２】
単セルは、必要に応じて膜電極接合体の両面を挟持する２枚のセパレータを備えてもよい。
セパレータは、ガス拡散層（アノード側ガス拡散層及び／又はカソード側ガス拡散層）に接する面に反応ガス流路を有していてもよい。また、セパレータは、ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、反応ガス及び冷媒を単セルの積層方向に流通させるための供給孔及び排出孔を有していてもよい。
供給孔は、燃料ガス供給孔、酸化剤ガス供給孔、及び、冷媒供給孔等が挙げられる。
排出孔は、燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔、及び、冷媒排出孔等が挙げられる。
セパレータは、ガス不透過の導電性部材等であってもよい。導電性部材としては、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン、及び、プレス成形した金属（例えば、鉄、アルミニウム、及び、ステンレス等）板等であってもよい。また、セパレータが集電機能を備えるものであってもよい。
燃料電池スタックは、各供給孔が連通した入口マニホールド、及び、各排出孔が連通した出口マニホールド等のマニホールドを有していてもよい。
入口マニホールドは、アノード入口マニホールド、カソード入口マニホールド、及び、冷媒入口マニホールド等が挙げられる。
出口マニホールドは、アノード出口マニホールド、カソード出口マニホールド、及び、冷媒出口マニホールド等が挙げられる。
【００２３】
燃料電池システムは、燃料電池のアノード（燃料電池スタックの各アノード）に燃料ガスを供給する燃料ガス供給部を有していてもよい。
燃料ガスは、主に水素を含有するガスであり、例えば、水素ガスであってもよい。
燃料ガス供給部としては、例えば、燃料タンク等が挙げられ、具体的には、液体水素タンク、圧縮水素タンク等が挙げられる。
【００２４】
燃料電池システムは、燃料ガス供給流路を備えていてもよい。
燃料ガス供給流路は、燃料電池スタックと燃料ガス供給部を接続し、燃料ガスの燃料ガス供給部からの燃料電池スタックの各アノードへの供給を可能にする。
【００２５】
燃料電池システムは、燃料オフガス排出流路を備えていてもよい。
燃料オフガス排出流路は、燃料電池のアノード側と接続し、燃料電池のアノード（燃料電池スタックの各アノード）から排出された燃料オフガスを回収する。
燃料オフガスは、アノードにおいて未反応のまま通過した燃料ガス、カソードで生成した生成水がアノードに到達した水分、アノード触媒層、カソード触媒層、及び、電解質膜等で生成した腐食物質、並びに、掃気時にアノードに供給されてもよい酸化剤ガス等を含む。
【００２６】
気液分離装置は、燃料オフガス排出流路と接続し、燃料オフガスに含まれる水分を回収する。
気液分離装置は、例えば、フィルター等を備えた気液分離器であってもよい。
フィルターは従来公知のものを採用することができる。
燃料電池のアノード側で生成した腐食物質は、燃料ガスで押し流すことにより、燃料オフガスに含まれる水分中に溶け込む。そして、腐食物質を含む水分を含む燃料オフガスを、気液分離装置に通すことにより、気液分離装置で液体である腐食物質が溶け込んだ水分と、気体である燃料オフガスとに分離され、液体である腐食物質が溶け込んだ水分は気液分離装置に捕集される。
気液分離装置の出口は、後述する循環流路と接続されていてもよく、腐食物質を含む水分が除去された燃料オフガスは、循環流路に供給され、例えば循環用ポンプを用いて循環ガスとしてスタックに再投入されてもよい。
【００２７】
気液分離装置の出口には、燃料オフガス排出弁が備えられていてもよい。
燃料オフガス排出弁は、腐食物質を含む水分が除去された燃料オフガスを外部（系外）に排出することを可能にする。なお、外部とは、燃料電池システムの外部であってもよく、車両の外部であってもよい。
燃料オフガス排出弁は、後述する制御部と電気的に接続され、制御部によって燃料オフガス排出弁の開閉を制御されることにより、燃料オフガスの外部への排出流量を調整してもよい。
【００２８】
気液分離装置の出口には、排水流路が接続されていてもよい。
排水流路は、気液分離装置によって燃料オフガス排出流路から分岐されていてもよい。
腐食物質が溶け込んだ水分中の当該腐食物質は、気液分離装置のフィルター等により捕集されることにより、腐食物質が除去された液体（液水）が得られる。排水流路は、当該液水を系外に排水する。
排水流路には、気液分離装置によって腐食物質が除去された液体（液水）を排水するための排水弁を有していてもよい。
排水弁は、制御部と電気的に接続され、制御部によって排水弁の開閉を制御されることにより、液水の排水量を調整してもよい。
排水弁は、液水を排水し、且つ、燃料オフガスを系外に排気する排気排水弁であってもよい。
【００２９】
燃料電池システムは、循環流路を備えていてもよい。
循環流路は、気液分離装置と接続し、回収された燃料オフガスを循環ガスとしてアノードに戻すことを可能にする。
循環流路は燃料ガス供給流路との合流部で燃料ガス供給流路と合流してもよい。
燃料電池システムは、必要に応じて、循環流路上に循環ガスの流量を調整する水素ポンプ等の循環用ポンプ、及び、エジェクタ等を備えていてもよい。
循環用ポンプは、制御部と電気的に接続され、制御部によって循環用ポンプの駆動のオン・オフ及び回転数等を制御されることにより、循環ガスの流量を調整してもよい。
エジェクタは、例えば、燃料ガス供給流路と循環流路の合流部に配置され、燃料ガスと循環ガスとを含む混合ガスを燃料電池のアノード（燃料電池スタックの各アノード）に供給する。エジェクタとしては、従来公知のエジェクタを採用することができる。
【００３０】
燃料電池システムは、酸化剤ガス供給部、酸化剤ガス供給流路、及び、酸化剤オフガス排出流路を備えていてもよい。
【００３１】
酸化剤ガス供給部は、少なくとも燃料電池のカソード（燃料電池スタックの各カソード）に酸化剤ガスを供給する。
酸化剤ガス供給部としては、例えば、エアコンプレッサー等を用いることができる。エアコンプレッサーは、制御部からの制御信号に従って駆動され、酸化剤ガスを燃料電池のカソード側（カソード、カソード入口マニホールド等）に導入する。
【００３２】
酸化剤ガス供給流路は、酸化剤ガス供給部と燃料電池スタックを接続し、酸化剤ガス供給部から燃料電池スタックの各カソードへの酸化剤ガスの供給を可能にする。
酸化剤ガスは、酸素含有ガスであり、空気、乾燥空気、及び、純酸素等であってもよい。
【００３３】
酸化剤オフガス排出流路は、燃料電池のカソード側と接続し、燃料電池のカソード（燃料電池スタックの各カソード）からの酸化剤オフガスの排出を可能にする。
酸化剤オフガス排出流路には、酸化剤ガス圧力調整弁が設けられていてもよい。
酸化剤ガス圧力調整弁は、制御部と電気的に接続され、制御部によって酸化剤ガス圧力調整弁が開弁されることにより、反応済みの酸化剤オフガスを酸化剤オフガス排出流路から排出する。また、酸化剤ガス圧力調整弁の開度を調整することにより、カソードに供給される酸化剤ガス圧力（カソード圧力）を調整することができる。
【００３４】
イオン回収装置は、酸化剤オフガス排出流路と接続し、酸化剤オフガスに含まれる腐食物質のイオン等を回収する。
燃料電池のカソード側で生成した腐食物質は、酸化剤ガスで押し流す。腐食物質を押し出してきた酸化剤オフガスを、水を張っておいたイオン回収装置に通すことにより、腐食物質が水に溶けてイオン回収装置に捕集される。これにより、腐食物質が除去された酸化剤オフガスが外部に排出される。
イオン回収装置の出口はマフラーと接続されていてもよい。腐食物質が除去された酸化剤オフガスは、マフラーを通って外部に排出されてもよい。
イオン回収装置は、例えば、イオン交換膜等を備えたイオン交換器であってもよい。
【００３５】
また、燃料ガス供給流路と酸化剤ガス供給流路は合流流路を介して接続されていてもよい。合流流路には掃気弁が設けられていてもよい。
掃気弁は、制御部と電気的に接続され、制御部によって掃気弁が開弁されることにより、酸化剤ガス供給部の酸化剤ガスを掃気ガスとして燃料ガス供給流路内に流入させるようになっていてもよい。
掃気に用いられる掃気ガスは、反応ガスであってもよく、反応ガスは、燃料ガスであってもよく、酸化剤ガスであってもよく、これらの両方のガスを含む混合反応ガスであってもよい。
【００３６】
燃料電池システムは、燃料電池の冷却系として、冷媒供給部、及び、冷媒循環流路を備えていてもよい。
冷媒循環流路は、燃料電池に設けられる冷媒供給孔及び冷媒排出孔に連通し、冷媒供給部から供給される冷媒を燃料電池内外で循環させ、燃料電池の冷却を可能にする。
冷媒供給部は、例えば、冷却水ポンプ等が挙げられる。
冷媒循環流路には、冷却水の熱を放熱するラジエータが設けられていてもよい。
冷却水（冷媒）としては、低温時の凍結を防止するために例えばエチレングリコールと水との混合溶液を用いることができる。
【００３７】
燃料電池システムは、二次電池を備えていてもよい。
二次電池（バッテリ）は、充放電可能なものであればよく、例えば、ニッケル水素二次電池、及び、リチウムイオン二次電池等の従来公知の二次電池が挙げられる。また、二次電池は、電気二重層コンデンサ等の蓄電素子を含むものであってもよい。二次電池は、複数個を直列に接続した構成であってもよい。二次電池は、電動機及びエアコンプレッサー等の酸化剤ガス供給部等に電力を供給する。二次電池は、車両の外部の電源、例えば、家庭用電源から充電可能になっていてもよい。二次電池は、燃料電池の出力により充電されてもよい。
【００３８】
燃料電池システムは、制御部を備えていてもよい。
制御部は、燃料電池システムを制御し、少なくとも反応ガスの流量を制御する。
制御部は、排水弁、燃料オフガス排出弁、酸化剤ガス圧力調整弁、掃気弁、燃料ガス供給部、酸化剤ガス供給部、二次電池等と入出力インターフェースを介して接続されていてもよい。
制御部は、物理的には、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等の演算処理装置と、ＣＰＵで処理される制御プログラム及び制御データ等を記憶するＲＯＭ（リードオンリーメモリー）、並びに、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）等の記憶装置と、入出力インターフェースとを有するものである。また、制御部は、例えば、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）等の制御装置であってもよい。
制御部は、車両に搭載されていてもよいイグニッションスイッチと電気的に接続されていてもよい。制御部はイグニッションスイッチが切られていても外部電源により動作可能であってもよい。
【実施例】
【００３９】
（参考例１）
［腐食物質の検証］
以下の手順に従い、腐食物質の種類と濃度を検証した。
検証材料として電解質材料である所定のアイオノマＡを用いた。
検証材料に対して１５０℃、１時間の加熱処理を実施した。
加熱処理後の検証材料を検証用に断面積の異なるサンプル１〜３として切り出した（サンプル１：１ｃｍ２、サンプル２及び３：３９ｃｍ２）。
サンプルを６０℃で一晩真空乾燥し乾燥重量を測定した。
ＰＴＦＥ製のビーカーに水４５ｍｌ及びサンプルを入れ、９０℃の恒温槽中にて２０ｈ静定し、得られた試験液を回収した。回収した試験液中の純水に可溶する成分を抽出した。
試験後のサンプルは再度６０℃真空乾燥を行い、乾燥重量を測定した。
回収した試験液中のＦ−および硫酸イオンをイオンクロマトグラフ法で分析した。
Ｆ−にはＩＣＳ２１００（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）、カラムにはＩｏｎＰａｃ  ＡＳ１８を使用した。
ＳＯ４２−にはＩＣＳ１１００（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）、カラムにはＩｏｎＰａｃ  ＡＳ１２を使用した。
回収した試験液中のフッ素化合物および硫黄化合物をイオンクロマトグラフ法で分析した。
サンプルを燃焼装置（三菱アナリテック製ＡＱＦ−１００）で燃焼し、分析に使用した。
分析にはＩＣＳ１１００、ＩｏｎＰａｃ  ＡＳ１２Ａ（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）を用いた。
結果を表１に示す。
【００４０】
（参考例２〜８）
参考例２では、検証材料として所定のアイオノマＢを用いたこと以外は参考例１と同様の方法で腐食物質の検証を行った。
参考例３では、検証材料として所定のアイオノマＣを用いたこと以外は参考例１と同様の方法で腐食物質の検証を行った。
参考例４では、検証材料としてアイオノマＢとカーボン材料であるケッチェンブラックの混合物を用いたこと以外は参考例１と同様の方法で腐食物質の検証を行った。
参考例５では、検証材料としてアイオノマＣとカーボン材料であるケッチェンブラックの混合物を用いたこと以外は参考例１と同様の方法で腐食物質の検証を行った。
参考例６では、検証材料としてアイオノマＡとカーボン材料であるケッチェンブラックと触媒材料であるＰｔ粒子の混合物を用いたこと以外は参考例１と同様の方法で腐食物質の検証を行った。
参考例７では、検証材料としてアイオノマＢとカーボン材料であるケッチェンブラックと触媒材料であるＰｔ粒子の混合物を用いたこと以外は参考例１と同様の方法で腐食物質の検証を行った。
参考例８では、検証材料としてアイオノマＣとカーボン材料であるケッチェンブラックと触媒材料であるＰｔ粒子の混合物を用いたこと以外は参考例１と同様の方法で腐食物質の検証を行った。
参考例２〜８の検証結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2022000838.tif 000003
【００４２】
表１に示すように、参考例１〜８のサンプル中には、フッ素化合物、ＳＯ４２−が一定量生成していることがわかった。参考例４〜５の結果からアイオノマとカーボン材料が共存するとＦ−が増加し、参考例６〜８の結果から、アイオノマとカーボン材料及びＰｔ粒子が共存するとＦ−とＳＯ４２−が増加することが明らかとなった。
すなわち、燃料電池の非発電時であっても、燃料電池の高温下ではフッ素化合物、Ｆ−、ＳＯ４２−が生成すると考えられる。
【符号の説明】
【００４３】
１１  燃料電池スタック
１２  循環流路
２０  気液分離装置
２１  燃料オフガス排出流路
３０  燃料ガス供給部
３１  燃料ガス供給流路
４０  酸化剤ガス供給部
４１  酸化剤ガス供給流路
４２  酸化剤オフガス排出流路
５０  イオン回収装置
１００  燃料電池システム
【図１】
2022000838.tif 000004