(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素極に酸素含有ガスが供給され、且つ、燃料極に水素含有ガスが供給されて発電するセルが設けられた燃料電池の停止保管方法であって、
酸素含有ガスを前記酸素極を経由して通流させる酸素含有ガス供給路における、前記酸素極よりも上流側箇所及び下流側箇所の夫々を開閉する一対の開閉手段が設けられ、
燃料電池を停止するときに、前記酸素極よりも上流側箇所の前記開閉手段を閉じて、前記酸素極への酸素含有ガスの供給を停止した状態で、前記セルを発電させて、前記酸素極の酸素を消費する酸素消費処理を行い、その後、前記酸素極にパージ用ガスを存在させるパージ処理を開始し、パージ継続設定時間に達すると、前記酸素極よりも下流側箇所の前記開閉手段を閉じ、前記パージ用ガスを封入状態に保持させてパージ処理を終了する燃料電池の停止保管方法。
【請求項２】
前記セルが、高分子膜を電解質層として備え、
前記パージ処理において、前記酸素極への酸素含有ガスの供給を停止し、且つ、前記燃料極への水素含有ガスの供給を継続した状態で、前記酸素極にて水素を前記パージ用ガスとして発生させるように、外部電源により前記セルに電流を流して水分を電気分解する請求項１記載の燃料電池の停止保管方法。
【請求項３】
前記パージ処理において、前記酸素極に水素含有ガスを前記パージ用ガスとして外部より供給する請求項１記載の燃料電池の停止保管方法。
【請求項４】
前記酸素含有ガス供給路における、前記一対の開閉手段の間に位置する酸素極存在流路部分内の圧力を一定又は略一定に保つ圧力調整手段が設けられて、前記パージ処理において、前記酸素極存在流路部分内の圧力を、前記圧力調整手段にて一定又は略一定に保つようにする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池の停止保管方法。
【請求項５】
水素含有ガスを前記燃料極を経由して通流させる水素含有ガス供給路における、前記燃料極よりも上流側箇所及び下流側箇所の夫々を開閉する一対の開閉手段が設けられて、前記パージ処理において、前記水素含有ガス供給路にパージ用ガスを供給した後、前記一対の開閉手段を閉じることにより、前記パージ用ガスを封入状態に保持させ、且つ、
前記水素含有ガス供給路における、前記一対の開閉手段の間に位置する燃料極存在流路部分内の圧力を一定又は略一定に保つ圧力調整手段が設けられて、前記パージ処理において、前記燃料極存在流路部分内の圧力を、前記圧力調整手段にて一定又は略一定に保つようにする請求項４記載の燃料電池の停止保管方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素極に酸素含有ガスが供給され、且つ、燃料極に水素含有ガスが供給されて発電するセルが設けられた燃料電池の停止方法、及び、停止保管方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる燃料電池の停止方法において、従来は、単に、酸素極への酸素含有ガスの供給、及び、燃料極への水素含有ガスの供給を停止することにより、燃料電池の運転を停止するようにしていた。
又、燃料電池の停止保管方法において、従来は、酸素極への酸素含有ガスの供給、及び、燃料極への水素含有ガスの供給を停止することにより、燃料電池の運転を停止し、その後、酸素極及び燃料極に窒素ガスを供給すると共に、窒素ガスを封入状態に保持して保管するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の停止方法では、酸素極に酸素含有ガスが残留しているため、残留酸素含有ガス中の酸素により酸素極が酸化し易かった。
ところで、酸素極に供給する酸素含有ガスとしては、通常、空気が用いられるが、空気には、発電反応を劣化させる二酸化窒素ガス等の不純物が含まれていて、そのような不純物が酸素極に付着すると、従来の停止方法では、酸素極に付着した不純物を除去することができないため、酸素極に不純物が蓄積し易かった。
従って、従来の停止方法では、酸素極が酸化し易いこと、及び、酸素極に不純物が蓄積し易いことが相俟って、セルの発電性能が低下し易く、燃料電池の耐久性を向上させる上で改善の余地があった。
【０００４】
従来の停止保管方法では、酸素極に窒素ガスを供給するものの、多孔状の酸素極の内部に残留している酸素含有ガスを追い出すことができないため、酸素極は、残留している酸素含有ガス中の酸素により酸化し易かった。
又、従来の停止保管方法においても、酸素極に付着した不純物を除去することができないため、酸素極に不純物が蓄積し易かった。
従って、従来の停止保管方法では、酸素極が酸化し易いこと、及び、酸素極に不純物が蓄積し易いことが相俟って、セルの発電性能が低下し易く、燃料電池の耐久性を向上させる上で改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性を向上し得る燃料電池の停止方法及び停止保管方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の燃料電池の停止保管方法の特徴は、酸素含有ガスを前記酸素極を経由して通流させる酸素含有ガス供給路における、前記酸素極よりも上流側箇所及び下流側箇所の夫々を開閉する一対の開閉手段が設けられ、
燃料電池を停止するときに、前記酸素極よりも上流側箇所の前記開閉手段を閉じて、前記酸素極への酸素含有ガスの供給を停止した状態で、前記セルを発電させて、前記酸素極の酸素を消費する酸素消費処理を行い、その後、前記酸素極にパージ用ガスを存在させるパージ処理を開始し、パージ継続設定時間に達すると、前記酸素極よりも下流側箇所の前記開閉手段を閉じ、前記パージ用ガスを封入状態に保持させてパージ処理を終了することにある。
請求項１に記載の停止保管方法によれば、酸素消費処理により、酸素極全体及びその近傍にわたって酸素を消費して、酸素極及びその近傍には酸素が残留しないか、酸素が残留するとしてもわずかであるようにすることができ、並びに、酸素極において水素が発生する反応を起こさせて、酸素極に付着している不純物を還元して効果的に除去することができると共に、酸素極の酸化を効果的に抑制することができる。
そして、その酸素消費処理の後に、酸素極にパージ用ガスを存在させるパージ処理を行って保管することにより、パージ用ガスによって、酸素極の酸化を防止する状態で保管することができる。
従って、酸素極への不純物の蓄積を抑制すると共に、酸素極の酸化を抑制して、セルの発電性能の低下を抑制することができるので、燃料電池の耐久性を向上し得る燃料電池の停止保管方法を提供することができるようになった。
また、請求項１に記載の停止保管方法によれば、パージ処理において、酸素極にパージ用ガスを存在させた状態で、一対の開閉手段を閉じることにより、酸素含有ガス供給路における、一対の開閉手段の間に位置する酸素極存在流路部分内に、パージ用ガスを封入状態に保持する。
つまり、酸素極にパージ用ガスを存在させた状態で、一対の開閉手段を閉じることにより、酸素極にパージ用ガスを存在させるための処理を停止した状態で、パージ用ガスを封入状態に保持することができるので、例えば、常時、酸素含有ガス供給路にパージ用ガスを流しておく場合等に比べて、酸素極にパージ用ガスを存在させるための処理時間を短縮することができる。
【０００８】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載の燃料電池の停止保管方法の特徴は、前記セルが、高分子膜を電解質層として備え、
前記パージ処理において、前記酸素極への酸素含有ガスの供給を停止し、且つ、前記燃料極への水素含有ガスの供給を継続した状態で、前記酸素極にて水素を前記パージ用ガスとして発生させるように、外部電源により前記セルに電流を流して水分を電気分解することにある。
請求項２に記載の停止保管方法によれば、パージ処理において、酸素極への酸素含有ガスの供給を停止し、且つ、燃料極への水素含有ガスの供給を継続した状態で、酸素極にて水素をパージ用ガスとして発生させるように、外部電源によりセルに電流を流して水分を電気分解することにより、酸素極及びその近傍にパージ用ガスを存在させることができる。
電気分解用の水分としては、高分子膜にイオン導電性を備えさせるためにセルに供給する水分を用いることができる。
ちなみに、窒素、二酸化炭素、アルゴン等の不活性なガスをパージ用ガスとして供給するパージ用ガス供給手段（例えば、ガスボンベ）を設けて、そのパージ用ガス供給手段より、パージ用ガスを酸素極に供給することにより、パージ処理を行う場合が考えられる。
しかしながら、この場合は、パージ用ガス供給手段の維持管理に係わるメンテナンス作業が煩雑であるという欠点がある。
従って、パージ用ガス供給手段を設けること無くパージ処理を行うことができるので、メンテナンス作業を簡略化することができる。
【０００９】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載の燃料電池の停止保管方法の特徴は、前記パージ処理において、前記酸素極に水素含有ガスを前記パージ用ガスとして外部より供給することにある。
請求項３に記載の停止保管方法によれば、燃料電池の運転のために燃料極に水素含有ガスを供給すべく、元々、設置してある水素含有ガス供給手段を用いて、パージ処理において、酸素極に水素含有ガスをパージ用ガスとして供給することにより、酸素極及びその近傍にパージ用ガスを存在させることができる。
従って、請求項２に記載の停止保管方法と同様に、パージ用ガス供給手段を設けること無くパージ処理を行うことができるので、メンテナンス作業を簡略化することができる。
【００１０】
〔請求項４記載の発明〕
請求項４に記載の燃料電池の停止保管方法の特徴は、前記酸素含有ガス供給路における、前記一対の開閉手段の間に位置する酸素極存在流路部分内の圧力を一定又は略一定に保つ圧力調整手段が設けられて、前記パージ処理において、前記酸素極存在流路部分内の圧力を、前記圧力調整手段にて一定又は略一定に保つようにすることにある。
請求項４に記載の停止保管方法によれば、圧力調整手段にて、酸素極存在流路部分内の圧力を一定又は略一定に保つ。
つまり、セルの温度が周囲温度にまで低下していない状態で、酸素極にパージ用ガスを存在させるための処理を停止して、一対の開閉手段を閉じて、それ以降に、セルの温度が低下しても、圧力調整手段にて、酸素極存在流路部分内の圧力を一定又は略一定に保つことができるので、酸素極にパージ用ガスを存在させるための処理時間を短縮することができる。
ちなみに、圧力調整手段を設けない場合は、セルの温度が周囲温度にまで低下していない状態で、酸素極にパージ用ガスを存在させるための処理を停止して、一対の開閉手段を閉じると、セルの温度低下に伴って、酸素極存在流路部分内の圧力が低下するので、セルが破損する虞がある。
従って、セルの破損を防止しながら、酸素極にパージ用ガスを存在させるための処理時間をできるだけ短縮することができるので、燃料電池の停止保管の処理コストを可及的に低減することができる。
【００１１】
〔請求項５記載の発明〕
請求項５に記載の燃料電池の停止保管方法の特徴は、水素含有ガスを前記燃料極を経由して通流させる水素含有ガス供給路における、前記燃料極よりも上流側箇所及び下流側箇所の夫々を開閉する一対の開閉手段が設けられて、前記パージ処理において、前記水素含有ガス供給路にパージ用ガスを供給した後、前記一対の開閉手段を閉じることにより、前記パージ用ガスを封入状態に保持させ、且つ、
前記水素含有ガス供給路における、前記一対の開閉手段の間に位置する燃料極存在流路部分内の圧力を一定又は略一定に保つ圧力調整手段が設けられて、前記パージ処理において、前記燃料極存在流路部分内の圧力を、前記圧力調整手段にて一定又は略一定に保つようにすることにある。
請求項５に記載の停止保管方法によれば、パージ処理において、水素含有ガス供給路にパージ用ガスを供給した後、一対の開閉手段を閉じることにより、水素含有ガス供給路における、一対の開閉手段の間に位置する燃料極存在流路部分内に、パージ用ガスを封入状態に保持すると共に、圧力調整手段にて、燃料極存在流路部分内の圧力を一定又は略一定に保つ。
即ち、本請求項５の停止保管方法は、上述の請求項４の停止保管方法と合わせて行うものであり、請求項４の停止保管方法により、酸素含有ガス供給路における酸素極存在流路部分内にパージ用ガスを封入状態に保持するのに合わせて、請求項５の停止保管方法により、水素含有ガス供給路における燃料極存在流路部分内にパージ用ガスを封入状態に保持する状態で保管することができる。
従って、請求項４の停止保管方法により、酸素極の酸化を防止する状態で保管することができるのに加えて、請求項５の停止保管方法により、燃料極の酸化を防止する状態で保管することができるので、長期保管に一層有効となる。
【００１２】
ちなみに、高分子膜にイオン導電性を備えさせるためにセルに水分を供給するように構成された高分子型の燃料電池の場合には、酸素極及び燃料極の酸化を防止するのに加えて、セルを保湿した状態で保管することが、セルの発電性能の低下を抑制する上で有効となる。
本請求項５の停止保管方法は、上述したように請求項４の停止保管方法と合わせて行うものであり、請求項４の停止保管方法により、酸素含有ガス供給路における酸素極存在流路部分の両端を閉じるのに合わせて、請求項５の停止保管方法により、水素含有ガス供給路における燃料極存在流路部分の両端を閉じることになるので、セルに保持されている水分が酸素含有ガス供給路及び水素含有ガス供給路を通じて排出されるのが抑制されることとなり、セルを保湿した状態で保管するのに有効となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、図１ないし図９に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
先ず、本発明の運転方法を実施する燃料電池について説明する。
図１に示すように、燃料電池は、水素含有ガス及び酸素含有ガスが供給されて発電するセルスタックＮＣ、そのセルスタックＮＣに供給する水素含有ガスを生成するガス生成部Ｒ、セルスタックＮＣに酸素含有ガスとして空気を供給するブロア１１、燃料電池の各種制御を司る制御部１２、及び、その制御部１２に各種制御情報を指令する操作部１３等を備えて構成してある。セルスタックＮＣにて発電された電力は負荷部Ｌにて消費される。
【００１４】
セルスタックＮＣは、詳細は後述するが、図２に示すように、高分子膜を電解質層１として備え、酸素極２に酸素含有ガスが供給され、且つ、燃料極３に水素含有ガスが供給されて発電するセルＣの複数を備えて構成してある。
【００１５】
図１に示すように、酸素含有ガスを、セルＣの酸素極２を経由して、換言すればセルスタックＮＣを経由して通流させる酸素含有ガス供給路１４、水素含有ガスを、セルＣの燃料極３を経由して、換言すればセルスタックＮＣを経由して通流させる水素含有ガス供給路１５、及び、セルスタックＮＣを冷却すると共に、セルＣの電解質層１を加湿するための水を、セルＣを経由して、換言すればセルスタックＮＣを経由して循環させる水循環路１６を設けてある。
【００１６】
酸素含有ガス供給路１４において、セルスタックＮＣよりも上流側箇所（即ち、酸素極２よりも上流側箇所）には、上流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｕを設け、セルスタックＮＣよりも下流側箇所（即ち、酸素極２よりも下流側箇所）には、下流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｄを設け、更に、酸素含有ガス供給路１４において、セルスタックＮＣと下流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｄとの間の箇所には、酸素含有ガス供給路１４における、上流側及び下流側の一対の酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｕ，Ｖｓｄの間に位置する酸素極存在流路部分１４ｉ内の圧力を一定又は略一定に保つ圧力調整部Ｂを設けてある。
【００１７】
水素含有ガス供給路１５において、セルスタックＮＣよりも上流側箇所（即ち、燃料極３よりも上流側箇所）には、上流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｕを設け、セルスタックＮＣよりも下流側箇所（即ち、燃料極３よりも下流側箇所）には、下流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｄを設け、更に、水素含有ガス供給路１５において、セルスタックＮＣと下流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｄとの間の箇所には、水素含有ガス供給路１５における、上流側及び下流側の一対の水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｕ，Ｖｆｄの間に位置する燃料極存在流路部分１５ｉ内の圧力を一定又は略一定に保つ圧力調整部Ｂを設けてある。
【００１８】
気液分離器１７を、酸素含有ガス供給路１４の下流端、及び、水循環路１６の途中に接続した状態で設け、気液分離器１８を、水素含有ガス供給路１５の下流端に接続すると共に、その気液分離器１８にて分離された水が気液分離器１７に供給されるように設け、並びに、水循環路１６にポンプ１９を設けて、ポンプ１９にて、水を水循環路１６に圧送するように構成してある。
【００１９】
ガス生成部Ｒは、供給される都市ガス等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫器２１、その脱硫器２１から排出される脱硫原燃料ガスを別途供給される水蒸気にて水素と一酸化炭素に改質処理する改質器２２、その改質器２２から排出されるガス中の一酸化炭素を水蒸気にて二酸化炭素に変成処理する変成器２３、及び、その変成器２３から排出されるガス中に残留している一酸化炭素を除去するＣＯ除去器２４を備えて構成して、一酸化炭素含有量の少ない水素含有ガスを生成するように構成してある。
改質器２２には、改質反応用の熱を生成するためにバーナ２２ｂを設けてあり、そのバーナ２２ｂには、セルスタックＮＣから排出されて、気液分離器１８にて分離された水素含有ガスを、オフガス路２０を通じて供給して、燃焼させる。
【００２０】
酸素極２にて水素を発生させるべく、セルＣに電流を流して水分を電気分解するように、セルスタックＮＣに直流電力を印加する外部電源２５、及び、オンオフ操作により外部電源２５の出力電力をセルスタックＮＣに印加する状態と印加しない状態とに切り換えるスイッチ２６を設けてある。
【００２１】
本発明においては、燃料電池を停止するときには、酸素極２への酸素含有ガスの供給を停止した状態で、セルＣを発電させて、酸素極２の酸素を消費する酸素消費処理を行う。
又、燃料電池を停止して保管するときには、酸素極２への酸素含有ガスの供給を停止した状態で、セルＣを発電させて、酸素極２の酸素を消費する酸素消費処理を行い、その後、酸素極２にパージ用ガスを存在させるパージ処理を行う。
【００２２】
そして、パージ処理においては、酸素極２への酸素含有ガスの供給を停止し、且つ、燃料極３への水素含有ガスの供給を継続した状態で、外部電源２５によりセルＣに電流を流して、酸素極２にて水素をパージ用ガスとして発生させるように、水分を電気分解する。
更に、パージ処理においては、上流側及び下流側の一対の酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｕ，Ｖｓｄを閉じることにより、水素をパージ用ガスとして、酸素極存在流路部分１４ｉ内に封入状態に保持させ、酸素極存在流路部分１４ｉ内の圧力を、圧力調整部Ｂにて一定又は略一定に保つようにする。
【００２３】
以下、図２ないし図６に基づいて、セルスタックＮＣについて説明を加える。
セルＣは、高分子膜にて構成した電解質層１の両側に酸素極２及び燃料極３を振分け配置して構成し、酸素極２を、電解質層１側の酸素極触媒層２ｃと、電解質層１とは反対側の酸素極集電層２ｐとを備えて構成し、燃料極３を、電解質層１側の燃料極触媒層３ｃと、電解質層１とは反対側の燃料極集電層３ｐとを備えて構成してある。
そして、そのようなセルＣの複数を、夫々の酸素極２側に酸素極側セパレータ５を配置し、且つ、燃料極３側に燃料極側セパレータ６を配置した状態で並置し、その並置方向の両端夫々に、電力取り出し用の集電板７を設け、更に、集電板７夫々の外側に端板９を設けて、セルスタックＮＣを構成してある。
【００２４】
酸素極側セパレータ５は、酸素極２側の面に、酸素含有ガスを通流させる酸素極側流路を形成する酸素極側ガス通流溝５ｓを形成し、反対側の面に、冷却水流路を形成する冷却水通流溝５ｗを形成してある。
燃料極側セパレータ６は、燃料極３側の面に、水素含有ガスを通流させる燃料極側流路を形成する燃料極側ガス通流溝６ｆを形成し、反対側の面に、酸素極側セパレータ５の冷却水通流溝５ｗと面対称となる冷却水流路形成用の冷却水通流溝６ｗを形成してある。
【００２５】
電解質層１構成する高分子膜は、プロトン導電性を備えたフッ素樹脂系のイオン交換膜にて形成してある。酸素極触媒層２ｃ及び燃料極触媒層３ｃは、互いに同様の構成であり、カーボンから成る多孔状の導電材にて形成し、夫々、白金及び白金系合金から成る電極触媒を担持してある。酸素極集電層２ｐ及び燃料極集電層３ｐも、互いに同様の構成であり、カーボンペーパー、カーボンフェルト等の多孔状の導電材にて形成してある。
酸素極側セパレータ５は、カーボンからなる導電材にて、気密性を有するように緻密な形成し、燃料極側セパレータ６は、カーボンからなる導電材にて、燃料極側ガス通流溝６ｆと冷却水通流溝６ｗとの間の部分は多孔状に、その他の部分は気密性を有するように緻密に形成してある。そして、冷却水通流溝５ｗ，６ｗにて形成される冷却水流路を通流する冷却水の圧力が、燃料極側ガス通流溝６ｆにて形成される燃料極側流路を通流する水素含有ガスの圧力よりも高くなるようにして、冷却水流路を通流する冷却水の一部を燃料極側流路側に燃料極側セパレータ６の多孔状部分を通過させ、そのように燃料極側セパレータ６を通過させた水分によって電解質層１を湿らせるようにしてある。
【００２６】
更に、電解質層１、酸素極側セパレータ５及び燃料極側セパレータ６の夫々には、それらを並置したときにそれらの並置方向に夫々が連なる状態で、厚さ方向に貫通する６個の孔１ｈ，５ｈ，６ｈを形成してある。並置方向視において、電解質層１、酸素極側セパレータ５及び燃料極側セパレータ６の夫々に形成する６個の孔１ｈ，５ｈ，６ｈのうち、２個は酸素極側ガス通流溝５ｓの通流経路の両端部に各別に重なり、別の２個は燃料極側ガス通流溝６ｆの通流経路の両端部に各別に重なり、残りの２個は冷却水通流溝５ｗ，６ｗの通流経路の両端部に各別に重なる。
【００２７】
従って、セルスタックＮＣには、電解質層１、酸素極側セパレータ５及び燃料極側セパレータ６夫々の孔１ｈ，５ｈ，６ｈが並置方向に連なって形成される６本の通路が形成される。６本の通路のうちの２本は、各酸素極側ガス通流溝５ｓの通流経路の両端部に各別に連通し、別の２本は、各燃料極側ガス通流溝６ｆの通流経路の両端部に各別に連通し、残りの２本は、各冷却水通流溝５ｗ，６ｗの通流経路の両端部に各別に連通している。
尚、各酸素極側ガス通流溝５ｓの通流経路の両端部に各別に連通する２本の通路を酸素極側連通路Ｔｓと、各燃料極側ガス通流溝６ｆの通流経路の両端部に各別に連通する２本の通路を燃料極側連通路Ｔｆと、各冷却水通流溝５ｗ，６ｗの通流経路の両端部に各別に連通する２本の通路を冷却水側連通路Ｔｗと夫々称する。
【００２８】
又、一方の端板９には、２本の酸素極側連通路Ｔｓのうちの一方の端部に連通接続する酸素極側ガス用接続部８ｓ、２本の燃料極側連通路Ｔｆのうちの一方の端部に連通接続する燃料極側ガス用接続部８ｆ、及び、２本の冷却水連通路Ｔｗのうちの一方の端部に連通接続する冷却水用接続部８ｗを備えてある。又、他方の端板９には、２本の酸素極側連通路Ｔｓのうちの他方の端部に連通接続する酸素極側ガス用接続部８ｓ、２本の燃料極側連通路Ｔｆのうちの他方の端部に連通接続する燃料極側ガス用接続部８ｆ、及び、２本の冷却水連通路Ｔｗのうちの他方の端部に連通接続する冷却水用接続部８ｗを備えてある。
【００２９】
尚、２個の酸素極側ガス用接続部８ｓのうち、一方は酸素含有ガスの供給用として、他方は酸素含有ガスの排出用として用い、２個の燃料極側ガス用接続部８ｆのうち、一方は水素含有ガスの供給用として、他方は水素含有ガスの排出用として用い、並びに、２個の冷却水用接続部８ｗのうち、一方は冷却水の供給用として、他方は冷却水の排出用として用いる。
【００３０】
図１に示すように、ブロア１１と供給用の酸素極側ガス用接続部８ｓとを、及び、排出用の酸素極側ガス用接続部８ｓと気液分離器１７とを、夫々、酸素含有ガス供給路１４形成用の管路にて接続し、ガス生成部Ｒと供給用の燃料極側ガス用接続部８ｆとを、及び、排出用の燃料極側ガス用接続部８ｆと気液分離器１８とを、夫々、水素含有ガス供給路１５形成用の管路にて接続し、並びに、供給用及び排出用夫々の冷却水用接続部８ｗに、水循環路１６を接続する。
【００３１】
酸素含有ガスは、図４及び図５において実線矢印にて示すように、一方の酸素極側連通路Ｔｓから各セルＣの酸素極側流路に供給され、酸素極側流路を通流してから、他方の酸素極側連通路Ｔｓに流出し、その酸素極側連通路Ｔｓを通流して排出用の酸素極側ガス用接続部８ｓから排出される。
又、水素含有ガスは、図４及び図５において二点鎖線矢印にて示すように、一方の燃料極側連通路Ｔｆから各セルＣの燃料極側流路に供給され、燃料極側流路を通流してから、他方の燃料極側連通路Ｔｆに流出し、その燃料極側連通路Ｔｆを通流して排出用の燃料極側ガス用接続部８ｆから排出される。
又、冷却水は、図４及び図５において一点鎖線矢印にて示すように、一方の冷却水連通路Ｔｗから各セルＣの冷却水流路に供給され、冷却水流路を通流してから、他方の冷却水連通路Ｔｗに流出し、その冷却水連通路Ｔｗを通流して排出用の冷却水用接続部８ｗから排出される。
【００３２】
そして、各セルＣにおいては、燃料極側セパレータ６を燃料極側流路に通過してきた水分によって電解質層１が湿らされる状態で、酸素含有ガス中の酸素と水素含有ガス中の水素との電気化学反応により発電される。又、冷却水の通流により、各セルＣの温度が所定の温度に維持される。
【００３３】
つまり、２本の酸素極側連通路Ｔｓ及び各セルＣの酸素極側流路にて、酸素含有ガス供給路１４における酸素極存在流路部分１４ｉを形成し、２本の燃料極側連通路Ｔｆ及び各セルＣの燃料極側流路にて、水素含有ガス供給路１５における燃料極存在流路部分１５ｉを形成してある。
【００３４】
次に、図７に基づいて、圧力調整部Ｂについて説明を加える。尚、圧力調整部Ｂは、酸素含有ガス供給路１４に設けるもの、及び、水素含有ガス供給路１５に設けるもの夫々同様の構成である。
圧力調整部Ｂは、一端端に鍔部２７ｔを備えた円筒状の上流側筒部２７における鍔部存在側に、円筒状の下流側可動筒部２８を、円筒軸心方向に摺動自在に気密状に外嵌して構成してある。下流側可動筒部２８は、上流側筒部２７に外嵌される側が大径部２８ｂとなり、反対側が小径部２８ｎとなる２段状の円筒に形成し、小径部２８ｎに、下流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｄ又は下流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｄを設けてある。
そして、圧力調整部Ｂを、酸素含有ガス供給路１４又は水素含有ガス供給路１５におけるセルスタックＮＣよりも下流側箇所の途中に、上流側筒部２７が上流側に位置するように接続する。
【００３５】
圧力調整部Ｂは、燃料電池の運転時には、下流側可動筒部２８を、その上流端（図７においては左端）が上流側筒部２７の鍔部２７ｔに接当する下流側限界位置まで移動させた状態としておく。
そして、パージ処理において、上流側及び下流側の一対の酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｕ，Ｖｓｄの両方、又は、上流側及び下流側の一対の水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｕ，Ｖｆｄの両方が閉じられた状態で、セルスタックＮＣの温度が低下して、酸素極存在流路部分１４ｉ又は燃料極存在流路部分１５ｉの内部の気体が収縮するのに伴って、気体が収縮した体積に相当する分だけ、酸素極存在流路部分１４ｉ又は燃料極存在流路部分１５ｉ内の容積を小さくするように、下流側可動筒部２８が上流側に移動するので、酸素極存在流路部分１４ｉ又は燃料極存在流路部分１５ｉの内部の圧力が、一定又は略一定に保たれる。
【００３６】
尚、酸素含有ガス供給路１４又は水素含有ガス供給路１５を形成する管路形成部材のうち、下流側可動筒部２８の小径部２８ｎに接続する部分は、下流側可動筒部２８の移動に円滑に追従して変形して、下流側可動筒部２８の移動を容易にするために、可撓状の部材を用いている。
【００３７】
又、下流側可動筒部２８が下流側限界位置から、上流側限界位置（下流側可動筒部２８の大径部２８ｂの下流端（図７においては右端）が上流側筒部２７の鍔部２７ｔに接当する位置）に移動したときの圧力調整部Ｂの内部空間の容積減少量が、酸素極存在流路部分１４ｉ又は燃料極存在流路部分１５ｉの内部の気体が温度低下に伴って収縮するときの最大体積減少量よりも大きくなるように、下流側可動筒部２８の大径部２８ｂの径及び長さを設計してある。
【００３８】
酸素極存在流路部分１４ｉに設ける圧力調整部Ｂには、酸素極存在流路部分１４ｉの内部の圧力を検出する酸素含有ガス用圧力センサ２９ｓを設け、燃料極存在流路部分１５ｉに設ける圧力調整部Ｂには、燃料極存在流路部分１５ｉの内部の圧力を検出する水素含有ガス用圧力センサ２９ｆを設けてある。
【００３９】
制御部１２には、操作部１３からの制御情報、並びに、酸素含有ガス用圧力センサ２９ｓ、水素含有ガス用圧力センサ２９ｆ及びセルスタックＮＣの出力電圧を検出する電圧計３０夫々の検出情報が入力され、制御部１２は、それら入力情報に基づいて、ポンプ１９、各開閉弁Ｖｓｕ，Ｖｓｄ，Ｖｆｕ，Ｖｆｄ、並びに、スイッチ２６夫々の制御を行う。
【００４０】
尚、予め、酸素消費処理により酸素極２における酸素消費が適正に行われて、酸素消費処理の終了を判別するための制御情報として、セルスタックＮＣの出力電圧に対応させて、酸素消費終了設定電圧を設定して、制御部１２に記憶させてある。又、パージ処理が適正に行われて、パージ処理の終了を判別するための制御情報として、パージ継続設定時間を設定して、制御部１２に記憶させてある。
【００４１】
即ち、燃料極３は過電圧が小さくて、燃料極３の電位はゼロに近いので、通常の発電時は、酸素極２の電位は１個のセルＣの出力電圧（以下、セル電圧と略記する場合がある）と略同じであると考えられる。酸素消費処理は、燃料極３への水素含有ガスの供給を継続した状態で、酸素極２への酸素含有ガスの供給を停止して行うので、燃料極３の電位はゼロに近く、しかも、セル電圧が低下して取り出せる電流値が低下してくると、燃料極３の電位はますますゼロに近づくことから、酸素消費処理におけるセル電圧の低下は酸素極３の電位低下とみなせる。従って、酸素消費処理による酸素極２における酸素の消費状態は、セル電圧の低下状態に基づいて知ることができる。
【００４２】
ところで、酸素消費処理は、パージ処理を行わなくとも、酸素極２の性能低下の効果が十分に得られるように行うのが好ましいので、その場合は、酸素消費処理終了の目安となるセル電圧（以下、終了目安セル電圧と略記する場合がある）は、酸素消費処理により、酸素極２の不純物の除去、酸素極２における酸素の十分な消費、並びに、酸素極２及びその近傍での還元雰囲気の生成が可能となるように設定する必要がある。
一方、酸素極２での酸素消費の状態は、水素含有ガス中の水素濃度、水素含有ガス供給路１５内における水素含有ガス圧力等に影響を受けるので、終了目安セル電圧は、水素含有ガス中の水素濃度、水素含有ガス供給路１５内における水素含有ガス圧力等に応じて設定する必要がある。終了目安セル電圧は、例えば、水素含有ガスとして純水素を用い、水素含有ガス供給路１５内における水素含有ガス圧力が大気圧程度の場合は、５０ｍＶ程度であり、水素濃度が低い場合は、５０ｍＶよりも低く設定する必要があり、水素含有ガス供給路１５内における水素含有ガス圧力が大気圧よりも高い場合は、５０ｍＶよりも高く設定することができる。いずれにしても、終了目安セル電圧は、１００ｍＶ以下である。ちなみに、セル電圧が終了目安セル電圧程度にまで低下しても、燃料極３には水素含有ガスの供給を継続しているので燃料極３の電位が高くなることはないので、燃料極３を劣化させることはない。
【００４３】
そして、上述のように設定した終了目安セル電圧に基づいて、酸素消費終了設定電圧を設定する。例えば、１個当たりのセルＣの出力電圧が設定終了目安セル電圧のときに、セルスタックＮＣの出力電圧がいくらになるかを推定して、酸素消費終了設定電圧を設定する。
【００４４】
又、パージ継続設定時間は、水分の電気分解により発生する水素により、少なくとも各セルＣの酸素極側流路が満たされる状態とすることができるような、パージ処理の継続時間に設定する。
【００４５】
以下、燃料電池の停止制御、及び、停止保管制御を行わせるための制御部１２における制御動作について説明する。
燃料電池の停止状態においては、ポンプ１９は停止状態、各開閉弁Ｖｓｕ，Ｖｓｄ，Ｖｆｕ，Ｖｆｄは閉弁状態、スイッチ２６はオフ状態となっている。
操作部１３から運転指令が指令されると、ポンプ１９を運転させると共に、上流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｕ又は上流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｕを開弁し、次に、酸素含有ガス用圧力センサ２９ｓの検出圧力が、予め設定してある酸素含有ガス用設定圧力に達すると、下流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｄを開弁し、並びに、水素含有ガス用圧力センサ２９ｆの検出圧力が、予め設定してある水素含有ガス用設定圧力に達すると、下流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｄを開弁する。従って、酸素含有ガス供給路１４を酸素含有ガスが流れて、各セルＣの酸素極２に酸素含有ガスが供給され、並びに、水素含有ガス供給路１５を水素含有ガスが流れて、各セルＣの燃料極３に水素含有ガスが供給されて、各セルＣで発電が行われる。
【００４６】
尚、運転指令が指令されて、下流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｄが閉弁状態で、上流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｕを開弁すると、圧力調整部Ｂの下流側可動筒部２８は、その上流端が上流側筒部２７の鍔部２７ｔに接当する下流側限界位置まで移動し、同様に、下流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｄが閉弁状態で、上流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｕを開弁すると、圧力調整部Ｂの下流側可動筒部２８は、その上流端が上流側筒部２７の鍔部２７ｔに接当する下流側限界位置まで移動する。
【００４７】
操作部１３から停止指令が指令されると、上流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｕを閉弁して、酸素消費処理を開始し、電圧計３０の検出電圧が酸素消費終了設定電圧にまで低下すると、上流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｕを閉弁し、続いて、下流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｄ及び下流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｄを閉弁すると共に、ポンプ１９を停止させて、酸素消費処理を終了し、もって、停止制御を終了する。
【００４８】
操作部１３から停止保管指令が指令されると、上流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｕを閉弁して、酸素消費処理を開始し、電圧計３０の検出電圧が酸素消費終了設定電圧にまで低下すると、酸素消費処理を終了して、スイッチ２６をオンして、パージ処理を開始し、パージ処理の継続時間が、パージ継続設定時間に達すると、上流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｕを閉弁し、続いて、下流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｄ及び下流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｄを閉弁すると共に、ポンプ１９を停止させてパージ処理を終了し、もって、停止保管制御を終了する。
【００４９】
酸素消費処理においては、酸素極２への酸素含有ガスの供給を停止した状態で、燃料極３への水素含有ガスの供給を継続して、セルＣでの発電が行われるので、酸素極２の酸素が消費され、並びに、酸素極２において、電解質層１を燃料極３から拡散してきたプロトンが還元されて水素が発生する反応が起こって、酸素極２に付着している不純物が還元されて除去されると共に、酸素極２及びその近傍に還元雰囲気が生成される。
【００５０】
パージ処理においては、酸素極２への酸素含有ガスの供給を停止し、且つ、燃料極３への水素含有ガスの供給を継続した状態で、外部電源２５により、酸素極２にて水素が発生するように、セルＣに電流が流されるので、電解質層１を加湿するための水分が電気分解されて、酸素極２にて水素が発生して、その発生水素により、酸素極側流路が満たされる。
【００５１】
従って、停止制御が行われると、各セルＣの酸素極２の酸素が消費され、並びに、各セルＣの酸素極２及びその近傍が還元雰囲気になった状態で、酸素極存在流路部分１４ｉが密閉されると共に、水素含有ガスが満たされた状態で、燃料極存在流路部分１５ｉが密閉されるので、各セルＣの酸素極２及び燃料極３の劣化を抑制することができると共に、セルＣを保湿することができて、セルＣの発電性能の低下を抑制することができる。
又、停止保管制御が行われると、各セルＣの酸素極２の酸素が消費され、並びに、少なくとも各セルＣの酸素極側流路が水素で満たされた状態で、酸素極存在流路部分１４ｉが密閉されると共に、水素含有ガスが満たされた状態で、燃料極存在流路部分１５ｉが密閉されるので、各セルＣの酸素極２及び燃料極３の劣化を抑制することができると共に、セルＣを保湿することができて、セルＣの発電性能の低下を抑制する状態で保管することができる。
【００５２】
又、セルスタックＮＣの温度が周囲温度にまで低下していない状態で、停止制御や停止保管制御が終了して、その後、セルスタックＮＣの温度が低下してきても、酸素含有ガス供給路１４及び水素含有ガス供給路１５の両方に圧力調整部Ｂを設けてあることから、酸素極存在流路部分１４ｉ及び燃料極存在流路部分１５ｉ夫々の内部圧力が一定又は略一定に保たれるので、各セルＣの酸素極側と燃料極側との差圧を一定又は略一定に保つことができ、セルＣの破損を防止することができる。
従って、セルＣの破損を確実に防止しながら、停止制御や停止保管制御の実行時間を短縮することができる。
【００５３】
次に、図８及び図９に基づいて、本発明による停止保管方法により燃料電池の耐久性を向上できることを検証した結果を説明する。尚、図８及び図９は、セル電圧の経時変化を示し、各図において、実線は、本発明による停止保管方法により停止保管した結果を示し、破線は、従来の停止保管方法により停止保管した結果を示す。
検証試験においては、水素含有ガスとして、水素が８０％、二酸化炭素が２０％の組成のガスを用い、酸素含有ガスとして空気を用い、運転条件は、セルＣの温度は７０°Ｃ程度、燃料利用率は６０％、空気利用率は４０％、及び、電流密度は３０００Ａ／ｍ2 である。
【００５４】
図８は、運転時間が１０００時間に達したときに、燃料電池を停止保管し、その後、運転を再開した場合の、セル電圧の経時変化を示す。
停止保管する前のセル電圧は、本発明の方法によるものと従来の方法によるものとでは、略同じ電圧であるので、セルＣは同性能であると考えられる。
本発明の方法によるもの及び従来の方法によるもののいずれも、セル電圧は、再起動時は、停止前のセル電圧よりも高くなり、その後、急激に低下するが、本発明の方法によるものは、急激な低下は、停止前のセル電圧よりも高い状態で収まり、一方、従来の方法によるものでは、停止前のセル電圧よりも低くなるまで続き、更に、急激な低下が収まった以降のセル電圧の低下率は、本発明の方法によるものの方が、従来の方法によるものに比べて小さい。
従って、本発明の停止保管方法により、耐久性を向上できることが分かった。ちなみに、この検証試験では、本発明の方法によるものの１９００時間経過時点のセル電圧と、従来の方法によるものの１２００時間経過時点のセル電圧とが略等しいので、７００時間程度耐久性を向上できることが分かった。
【００５５】
図９は、２５０時間から６００時間経過時点までの間、酸素極２に供給する空気に不純物に相当する二酸化窒素を０．５ｐｐｍ添加し、６００時間経過時点で停止保管し、その後、運転を再開した場合の、セル電圧の経時変化を示す。尚、２５０時間から６００時間経過する間以外は、空気には二酸化窒素を添加していない。
空気に二酸化窒素を添加している間のセル電圧の低下の状態は、本発明の方法によるものと従来の方法によるものとでは、略等しいので、本発明の方法によるものと従来の方法によるものとでは、二酸化窒素を添加したことによる性能劣化は、同等であると考えられる。
本発明の方法によるもの及び従来の方法によるもののいずれも、セル電圧は、再起動時は、停止前のセル電圧よりも高くなり、その後、急激に低下するが、本発明の方法によるものは、急激な低下は、二酸化窒素添加直前のセル電圧と略等しい値で収まり、一方、従来の方法によるものでは、二酸化窒素添加直前のセル電圧よりも低くなるまで続き、更に、急激な低下が収まった以降のセル電圧の低下率は、本発明の方法によるものの方が、従来の方法によるものに比べて小さい。
従って、本発明の停止保管方法により、酸素極２に付着していた二酸化炭素を除去して、性能を回復できることが分かった。
【００５６】
〔第２実施形態〕
以下、図１０に基づいて、本発明の第２実施形態を説明する。尚、第２実施形態では、第１実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、第１実施形態と異なる構成を説明する。
図１０に示すように、第１実施形態において設けた外部電源２５及びスイッチ２６を省略し、その代わりに、水素含有ガス供給路１５におけるセルスタックＮＣよりも上流側箇所から、パージ用流路３１を分岐して、そのパージ用流路３１を供給用の酸素極側ガス用接続部８ｓに対して接続し、そのパージ用流路３１にパージ用開閉弁Ｖｐを設けてある。
【００５７】
そして、パージ処理においては、パージ用流路３１を通して、水素含有ガスを酸素含有ガス供給路１４に流すことにより、酸素極２に水素含有ガスをパージ用ガスとして外部より供給するように構成してある。
【００５８】
制御部１２には、操作部１３からの制御情報、並びに、酸素含有ガス用圧力センサ２９ｓ、水素含有ガス用圧力センサ２９ｆ及びセルスタックＮＣの出力電圧を検出する電圧計３０夫々の検出情報が入力され、制御部１２は、それら入力情報に基づいて、ポンプ１９、各開閉弁Ｖｓｕ，Ｖｓｄ，Ｖｆｕ，Ｖｆｄ，Ｖｐ夫々の制御を行う。
尚、制御部１２には、酸素消費終了設定電圧及びパージ継続設定時間を記憶させてある。但し、酸素消費終了設定電圧は、第１実施形態と同様の値であるが、パージ継続設定時間は、パージ用流路３１からの水素含有ガスの供給により、少なくとも酸素含有ガス供給路１４における酸素極存在流路部分１４ｉの全域にわたって水素含有ガスを満たすことができるような時間に設定する。
【００５９】
以下、燃料電池の停止制御、及び、停止保管制御を行わせるための制御部１２における制御動作について説明する。
燃料電池の停止状態においては、ポンプ１９は停止状態、各開閉弁Ｖｓｕ，Ｖｓｄ，Ｖｆｕ，Ｖｆｄ，Ｖｐは閉弁状態となっている。
操作部１３から運転指令が指令されたときの制御動作、及び、停止指令が指令されたときの制御動作は、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００６０】
操作部１３から停止保管指令が指令されると、上流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｕを閉弁して、酸素消費処理を開始し、電圧計３０の検出電圧が酸素消費終了設定電圧にまで低下すると、酸素消費処理を終了して、パージ用開閉弁Ｖｐを開弁して、パージ処理を開始し、パージ処理の継続時間が、パージ継続設定時間に達すると、上流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｕ及びパージ用開閉弁Ｖｐを閉弁し、続いて、下流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｄ及び下流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｄを閉弁すると共に、ポンプ１９を停止させてパージ処理を終了し、もって、停止保管制御を終了する。
【００６１】
パージ処理においては、水素含有ガスが、水素含有ガス供給路１５を流れると共に、パージ用流路３１を通じて酸素含有ガス供給路１４に供給されて、その酸素含有ガス供給路１４を流れるので、停止保管制御が行われると、各セルＣの酸素極２の酸素が消費され、並びに、水素含有ガスで満たされた状態で、酸素極存在流路部分１４ｉが密閉されると共に、水素含有ガスが満たされた状態で、燃料極存在流路部分１５ｉが密閉されることとなり、各セルＣの酸素極２及び燃料極３の劣化を抑制することができると共に、セルＣを保湿することができて、セルＣの発電性能の低下を抑制する状態で保管することができる。
【００６２】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  パージ処理において、酸素極２にパージ用ガスを存在させるための具体構成は、上記の実施形態において例示した構成、即ち、水分の電気分解により酸素極２にパージ用ガスとして水素を発生させる構成、及び、酸素極２に水素含有ガスをパージ用ガスとして外部から供給する構成に限定されるものではない。
例えば、窒素、二酸化炭素、アルゴン等の不活性なガスをパージ用ガスとして供給するパージ用ガス供給手段（例えば、ガスボンベ）を設けて、そのパージ用ガス供給手段により、酸素含有ガス供給路１４にパージ用ガスを供給する構成でも良い。
又、パージ処理において、水素含有ガス供給路１５へは、パージ用ガスとして水素含有ガスに代えて、前記パージ用ガス供給手段から、窒素、二酸化炭素、アルゴン等の不活性なガスを供給しても良い。
【００６３】
（ロ）  圧力調整部Ｂの具体構成は、上記の実施形態において例示した構成に限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、上部の連通部３２ａにて大気圧に維持される気相部が形成される状態で、水を貯留する水タンク３２にて構成して、酸素含有ガス供給路１４の下流端、又は、水素含有ガス供給路１５の下流端を、水タンク３２の貯留水内に浸漬する状態で設けても良い。
この場合は、下流側酸素含有ガス用開閉弁Ｖｓｄ及び下流側水素含有ガス用開閉弁Ｖｆｄを省略することができ、酸素含有ガス供給路１４において、水タンク３２内の水が浸入している部分よりも下流側が、酸素極存在流路部分１４ｉとなり、同様に、水素含有ガス供給路１５において、水タンク３２内の水が浸入している部分よりも下流側が、燃料極存在流路部分１５ｉとなる。
そして、セルスタックＮＣの温度が低下して、酸素極存在流路部分１４ｉ又は燃料極存在流路部分１５ｉの内部の気体が収縮するのに伴って、気体が収縮した体積に相当する分だけ、酸素極存在流路部分１４ｉ又は燃料極存在流路部分１５ｉ内の容積を小さくするように、水タンク３２内の水が、酸素含有ガス供給路１４の内部、又は、水素含有ガス供給路１５の内部に吸引されるので、酸素極存在流路部分１４ｉ又は燃料極存在流路部分１５ｉの内部の圧力が、一定又は略一定に保たれる。
【００６４】
（ハ）  上記の実施形態においては、制御部１２にて、ポンプ１９、各開閉弁Ｖｓｕ，Ｖｓｄ，Ｖｆｕ，Ｖｆｄ、Ｖｐ、スイッチ２６を自動制御することにより、酸素消費処理及びパージ処理を自動的に行うように構成する場合について例示したが、ポンプ１９、各開閉弁Ｖｓｕ，Ｖｓｄ，Ｖｆｕ，Ｖｆｄ、Ｖｐ、スイッチ２６を人為的に操作することにより、酸素消費処理及びパージ処理を人為的に行うようにしても良い。
【００６５】
（ニ）  上記の実施形態においては、電解質層１を湿らせるための構成として、内部加湿形式、即ち、冷却水にて電解質層１を湿らせる形式を採用する場合について例示したが、外部加湿形式、即ち、酸素含有ガス及び水素含有ガスを外部で加湿した後、セルスタックＮＣに供給して、酸素含有ガス及び水素含有ガスに含まれる水分にて電解質層１を湿らせる形式を採用しても良い。
【００６６】
（ホ）  本発明は、電解質層１を高分子膜にて構成した高分子型燃料電池以外に、電解質層１を、リン酸を保持させたマトリクスにて構成したリン酸型燃料電池にも適用することができる。但し、リン酸型燃料電池に適用する場合は、パージ処理は、酸素極２及び燃料極３に水素含有ガスをパージ用ガスとして外部より供給したり、パージ用ガス供給手段を設けて、そのパージ用ガス供給手段にて、窒素、二酸化炭素、アルゴン等の不活性なガスをパージ用ガスとして酸素極２及び燃料極３に供給したりする。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る燃料電池の全体構成を示す系統図
【図２】実施形態に係る燃料電池のセルスタックの要部を示す分解斜視図
【図３】実施形態に係る燃料電池のセルスタックの要部を示す分解斜視図
【図４】実施形態に係る燃料電池のセルスタックの要部を示す分解斜視図
【図５】実施形態に係る燃料電池のセルスタックの要部を示す分解斜視図
【図６】実施形態に係る燃料電池のセルスタックの全体概略構成を示す図
【図７】第１実施形態に係る圧力調整部を示す断面図
【図８】セル電圧の経時変化を示す図
【図９】セル電圧の経時変化を示す図
【図１０】第２実施形態に係る燃料電池の全体構成を示す系統図
【図１１】別実施形態に係る圧力調整部を示す断面図
【符号の説明】
１      電解質層
２      酸素極
３      燃料極
１４    酸素含有ガス供給路
１４ｉ  酸素極存在流路部分
１５    水素含有ガス供給路
１５ｉ  燃料極存在流路部分
２５    外部電源
Ｂ      圧力調整手段
Ｃ      セル
Ｖｆｄ  開閉手段
Ｖｆｕ  開閉手段
Ｖｓｄ  開閉手段
Ｖｓｕ  開閉手段
【図１】
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【図２】
0004632501.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004632501.tif 000009
【図９】
0004632501.tif 000010
【図１０】
0004632501.tif 000011
【図１１】
0004632501.tif 000012