(57)【要約】【課題】内部加湿方式の燃料電池システムにおいて、加湿剤を供給せずに燃料ガスを供給する場合に、加湿剤供給経路へ流出する燃料ガスの流量を最小限にし、加湿剤供給経路を介して高い濃度の燃料ガスが外部に排出されるのを防止する。【解決手段】燃料電池１０の純水極１６，１７に加湿剤としての純水の供給を行う純水供給経路３１に、当該純水供給経路３１を燃料電池１０の前後で遮断するための純水シャット弁３４を設ける。そして、起動時の炭素腐食防止制御を行う場合のように、燃料電池１０に対して加湿剤である純水を供給せずに少なくとも燃料ガスである水素を供給する際に、純水シャット弁３４により純水供給経路３１を遮断する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料極と酸化剤極間に電解質膜を挟持させてなる単電池と、前記電解質膜を内部加湿させるための加湿剤流路とが積層されて構成される燃料電池と、
前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
前記燃料電池の加湿剤流路に加湿剤の供給を行う加湿剤供給経路と、
前記加湿剤供給経路に設けられた加湿剤供給手段と、
前記加湿剤供給経路を前記燃料電池の前後で遮断する加湿剤供給経路遮断手段とを備え、
加湿剤を供給せずに少なくとも燃料ガスを前記燃料電池に供給する際に、前記加湿剤供給経路遮断手段により前記加湿剤供給経路を遮断することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池の運転状態を検出する運転状態検出手段を有し、
システム起動時に、前記運転状態検出手段からの出力に基づいて、燃料ガスのみを供給しながら前記燃料電池から電力を取り出している間、前記加湿剤供給経路遮断手段により前記加湿剤供給経路を遮断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】
前記加湿剤供給経路へ流出する燃料ガスを酸化剤ガスと混合した後、外部へ排出する構成を有し、
前記燃料電池へ酸化剤ガスを供給せずに燃料ガスのみを供給している間、前記加湿剤供給経路遮断手段により前記加湿剤供給経路を遮断することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記加湿剤供給経路へ流出する燃料ガスの量を推定する流出燃料ガス量推定手段を有し、
前記流出燃料ガス量推定手段の推定結果に基づいて、前記燃料ガスと混合する酸化剤ガス量を決定し、決定した量の酸化剤ガスを前記加湿材供給経路に供給することを特徴する請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記流出燃料ガス量推定手段は、前記加湿剤供給経路の遮断中に前記燃料電池に蓄えられた燃料ガス量と、当該燃料ガスの圧力と前記加湿剤供給経路の内圧との差圧と、前記加湿剤供給経路の遮断中に生成された水が前記燃料電池の温度で水蒸気となって放出される量とから、前記加湿剤供給経路遮断手段による前記加湿剤供給経路の遮断を解除した後に前記加湿剤供給経路へと流出する燃料ガスの量を推定する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】
前記加湿剤供給経路遮断手段は、前記加湿剤供給経路における前記燃料電池前後のうち一方を前記加湿剤供給手段により遮断し、他方を弁で遮断するものであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料電池は、前記単電池と前記加湿剤流路とが多孔質セパレータを介して積層されてなることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質に固体高分子膜を用いた固体高分子型燃料電池を備える燃料電池システムに関するものであり、特に、外部に排出される燃料ガス濃度を抑制するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題、特に自動車の排出ガスによる大気汚染や二酸化炭素による地球温暖化の問題等に対する対策として、クリーンな排気及び高エネルギ効率を可能とする燃料電池技術が注目を浴びている。燃料電池は、燃料ガス（例えば水素）及び空気を、電解質・電極触媒複合体に供給し、電気化学反応を起こし、化学エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ変換システムである。中でも、固体高分子膜を電解質として用いた固体高分子型燃料電池は、低コストでコンパクト化が容易であり、しかも高い出力密度を有することから、自動車等の移動体用電源としての用途が期待されている。
【０００３】
ところで、前記固体高分子型燃料電池においては、固体高分子膜は、飽和含水することによりイオン伝導性電解質として機能するとともに、水素と酸素とを分離する機能も有する。固体高分子膜の含水量が不足すると、イオン抵抗が高くなり、水素と酸素とが混合して燃料電池としての発電ができなくなってしまう。
【０００４】
一方で、発電により燃料極で分離した水素イオンが電解質膜を通るときには、水も一緒に移動するため、燃料極側は乾燥する傾向にある。また、供給する水素または空気に含まれる水蒸気が少ないと、それぞれの反応ガス入口付近で固体高分子膜が乾燥する傾向にある。
【０００５】
このようなことから、固体高分子型燃料電池における固体高分子膜は、外部から水分を供給して積極的にこれを加湿する必要があり、燃料電池内部に純水等の加湿剤を直接供給し、加湿を行う内部加湿方式の燃料電池システムが知られている（例えば、特許文献１等を参照）。
【０００６】
特許文献１記載の発明では、水だけを選択的に透過させる逆浸透膜と膜内に浸透した水を膜表面から蒸発させる浸透気化膜とからなる複合膜を介して、逆浸透膜側に加湿水を、浸透気化膜側に反応ガスをそれぞれ供給することにより、反応ガスを加湿するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２０８１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、以上のような内部加湿方式の燃料電池システムにおいても、常に燃料電池に加湿剤を供給するわけではなく、例えば、下記の（１）、（２）例のように、加湿剤を供給せずに燃料電池に燃料ガスを供給する場合がある。
【０００８】
（１）燃料電池の発電性能を保つためには電解質膜の炭素腐食を避ける必要があるが、この炭素腐食を避けるために、電圧を抑制しつつ電力を取り出し、酸化剤極（カソード）の酸素を消費することで電圧が立たない状態にする場合。
【０００９】
（２）氷点下起動時に加湿剤を供給しない状態で発電を開始する場合。
【００１０】
このように、内部加湿方式の燃料電池システムにおいて加湿剤を供給せずに燃料ガスを供給する場合には、加湿剤供給経路へ燃料ガスが流出する可能性があり、加湿剤供給経路を介して高い濃度の燃料ガスが外部に排出される可能性がある。
【００１１】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、内部加湿方式の燃料電池システムにおいて、加湿剤を供給せずに燃料ガスを供給する場合に、加湿剤供給経路へ流出する燃料ガスの流量を最小限にし、加湿剤供給経路を介して高い濃度の燃料ガスが外部に排出されるのを防止し得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】
【００１２】
本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、燃料ガス供給手段と、加湿剤供給経路と、加湿剤供給手段と、加湿剤供給経路遮断手段とを備える。燃料電池は、燃料極と酸化剤極間に電解質膜を挟持させてなる単電池と、前記電解質膜を内部加湿させるための加湿剤流路とが積層されて構成されるものであり、この燃料電池には、燃料ガス供給手段から燃料ガスが供給される。また、燃料電池には加湿剤供給経路が接続されており、この加湿剤供給経路に設けられた加湿剤供給手段から燃料電池の加湿剤流路に対して、加湿剤の供給が行われる。そして、本発明の燃料電池システムでは、加湿剤を供給せずに少なくとも燃料ガスを燃料電池に供給する際には、加湿剤供給経路遮断手段により加湿剤供給経路を遮断するようにしている。
【００１３】
これにより、前記（１）、（２）の例のような場合でも、加湿剤供給経路を介して外部へ燃料ガスが流れることがなくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の燃料電池システムによれば、加湿剤を供給せずに少なくとも燃料ガスを供給する場合に、加湿剤供給経路へ排出される燃料ガスの流量を最小限にし、加湿剤供給経路を介して高い濃度の燃料ガスが外部へ排出されるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した燃料電池システムの実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明に特徴的な構成の繋がりを示す概念図である。本発明の燃料電池システムは、燃料電池内部に純水等の加湿剤を直接供給して加湿を行う内部加湿方式の燃料電池システムであり、図１に示すように、燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段１の動作状態と、燃料電池システムの運転状態を検出する運転状態検出手段２の出力とに基づいて、加湿剤供給手段３が燃料電池に加湿剤を供給し、また、前記燃料ガス供給手段１の動作状態と前記運転状態検出手段２の出力とに基づいて、加湿剤供給経路遮断手段４が加湿剤供給経路を遮断するようになっている。
【００１７】
図２は、本発明を適用した燃料電池システムのより具体的な構成を示すものである。本例の燃料電池システムでは、燃料電池１０は、燃料極（アノード）１１及び酸化剤極（カソード）１２と、これら燃料極１１及び酸化剤極１２の間に挟持される電解質膜１３と、前記燃料極１１及び酸化剤極１２に対してセパレータ１４，１５を介して積層される純水極（加湿剤流路）１６，１７、セパレータ１８を介して積層される冷却水流路１９とから構成されている。そして、この燃料電池１０の電解質膜１３としては固体高分子膜が用いられ、セパレータ１４，１５には多孔質プレート、セパレータ１８にはソリッドプレート等が用いられている。
【００１８】
ここで、燃料極１１への水素供給は、水素供給源として水素タンク２０を有する水素供給系（燃料ガス供給手段）により行われる。すなわち、水素タンク２０から水素タンク元弁２１を介して供給される高圧水素は、減圧弁２２で機械的に所定の圧力まで減圧され、水素供給弁２３で燃料電池１０の燃料極１１での水素圧力が所望の水素圧になるように制御され、燃料電池１０に供給される。
【００１９】
また、水素供給系には、燃料電池１０の燃料極１１で消費されなかった水素を再循環させるために、水素循環流路２４、エゼクタ２５、水素循環ポンプ２６が設置されている。ここで、水素循環ポンプ２６は、エゼクタ２５が作動しない領域を補うものである。
【００２０】
さらに、燃料電池１０の燃料極１１の外部排気部には、パージ弁２７が設置されている。パージ弁２７は、次のような役割を果たす。
【００２１】
（１）水素循環機能を確保するために、水素系内に蓄積した窒素を排出する。
【００２２】
（２）セル電圧を回復させるために、ガス流路に詰まった水詰まりを吹き飛ばす。
【００２３】
（３）燃料電池１０の劣化を防止するために、起動時に酸化剤極１２の酸素を電力消費させつつ水素系内のガスを水素置換し、停止時にも酸化剤極１２の酸素を電力消費させる。
【００２４】
パージ弁２７の下流位置には希釈ブロア２８が設置されており、パージ弁２７から排出される水素を可燃濃度未満の水素濃度になるように空気で希釈して車外へ排出する。
【００２５】
一方、酸化剤極１２への空気の供給は、空気供給源としてコンプレッサ２９を有する空気供給系により行われる。すなわち、コンプレッサ２９の駆動により外部から取り込まれた空気が、燃料電池１０の酸化剤極１２へと圧送される。このとき、燃料電池１０の酸化剤極１２の空気圧は、空気調圧弁３０を駆動することによって制御される。
【００２６】
燃料電池１０の純水極１６，１７への純水の供給は、加湿剤供給経路である純水供給経路３１を介して加湿剤供給手段（純水タンク３２及び純水ポンプ３３）により行われる。なお、純水供給経路３１には、燃料電池１０の純水極１６，１７の入口側及び出口側の双方に、純水供給経路３１を燃料電池１０前後で遮断する加湿剤供給経路遮断手段である純水シャット弁３４がそれぞれ設置されている。
【００２７】
各供給系において、酸化剤である空気の空気圧、燃料である水素のガス圧、加湿剤である純水の圧力は、燃料電池１０での発電効率や水収支を考慮して設定されるとともに、燃料電池１０の電解質膜１３やセパレータ１４，１５に歪みを生じないように所定の差圧に管理される。
【００２８】
燃料電池１０の冷却水流路１９への冷却水の供給は、冷却水循環流路３５を介して冷却水ポンプ３６により行われる。冷却水循環流路３５には三方弁３７が設けられており、冷却水の流路をラジエータ３８方向とラジエータバイパス方向とで切り替え、あるいは分流をする。ラジエータ３８には、ラジエータファン３９が設けられており、ラジエータ３８へ風を通過させて冷却水を冷却する。冷却水の温度は、前記三方弁３７とラジエータファン３９の駆動によって調整される。
【００２９】
また、燃料電池１０にはパワーマネージャ４０が接続されており、このパワーマネージャ４０によって燃料電池１０から電力を取り出して、例えば車両を駆動するモータ等の負荷（図示しない）へ電力を供給する。
【００３０】
また、本実施形態の燃料電池システムには、コントローラ４１や、燃料電池１０の電圧を検出する電圧センサ４２、燃料電池１０の燃料極１１入口圧力を検出する圧力センサ４３、燃料電池１０の純水極１６，１７出口圧力を検出する圧力センサ４４、燃料電池１０の冷却水流路１９入口温度を検出する温度センサ４５がそれぞれ設けられており、コントローラ４１が、各センサからの出力に基づいて燃料電池１０の運転状態を判断し（運転状態検出手段）、それに応じて、起動、発電、停止のそれぞれの状況で、燃料電池システム内の各アクチュエータの動作を最適な状態に制御する。
【００３１】
以上のように構成される燃料電池システムにおいて、燃料電池１０では、燃料極１１に燃料ガス（水素ガス）が、酸化剤極１２に酸化剤ガス（空気）が供給されることで、以下に示す電極反応が進行し、電力が発電される。
【００３２】
アノード（燃料極）：  Ｈ２ → ２Ｈ＋＋２ｅ−      （１）
カソード（酸化剤極）：  ２Ｈ＋＋２ｅ−＋（１／２）Ｏ２  → Ｈ２Ｏ      （２）
ここで、燃料電池１０の電解質膜１３にはプラチナ触媒等の反応触媒が炭素を担体として表面に塗布形成され、これにより燃料極１１や酸化剤極１２が形成されている。このような燃料電池１０の電解質膜１３にあっては、燃料電池システムの停止時、放置時、起動時に、燃料電池１０の燃料極１１及び酸化剤極１２が図３及び表１に示すような状態になると、酸化剤極１２で電解質膜１３上の炭素と水が反応して炭素腐食が起こり、電解質膜１３が劣化するという問題がある。この現象を図３及び表１を用いて詳しく説明する。
【表１】
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【００３３】
停止時に燃料電池１０の酸化剤極１２と燃料極１１にそれぞれ酸素と水素が残ったままで、負荷を接続しないで放置したとき、また、起動時に燃料電池１０の燃料極１１に水素を供給し始めたとき（燃料極１１は水素と酸素が分離した状態となる。）には、燃料極１１から酸化剤極１２へプロトンＨ＋が移動し、移動したＨ＋と酸化剤極１２の酸素が反応して水が生成される。この反応では電子ｅ−が必要とされるが、負荷が接続されていないため、電子ｅ−が負荷を通じて移動してこない。そのため、酸化剤極１２に存在する水と電解質膜１３上の炭素が反応し、生成された電子ｅ−が酸化剤極１２における水生成反応に使われる。このとき、電解質膜１３上の炭素が奪われて、電解質膜１３が劣化する。燃料極１１では混在している酸素と、酸化剤極１２から移動したＨ＋と、水素のプロトン化で生じた電子ｅ−が反応して水が生成される。ここで、開放端電圧が高いと電子ｅ−の移動が起こり易くなり、これらの化学反応が促進されて電解質膜１３の炭素腐食が激しくなる。電解質膜１３の炭素腐食は、燃料電池１０のＩ−Ｖ特性に影響を及ぼす。このため、燃料電池１０の電圧が下がり、大きな発電電力を得ることができなくなるという問題が生じる。
【００３４】
以上のことから、燃料電池１０の発電性能を保つためには、電解質膜１３の炭素腐食を避ける必要があり、したがって燃料電池１０の燃料極１１において水素と空気が分離し、且つ高電圧となる状態を避ける必要がある。そのためには、先ず、水素と空気が分離している間は、電圧を抑制しつつ電力を取り出し、酸化剤極１２の酸素を消費することで電圧が立たない状態にする。その後、水素を継続して供給することで燃料極１１を水素で置換し、燃料極１１の水素と空気が分離した状態も解消することにより、その後の通常発電で起電圧が発生した場合にも燃料電池１０が劣化しない状態にする。
【００３５】
しかしながら、内部加湿方式の燃料電池システムにおいて、燃料電池１０に対して加湿剤を供給せずに燃料ガスを供給する場合には、多孔質プレートからなるセパレータ１４，１５を透過して加湿剤供給経路３１へ燃料ガスが流出する可能性があるため、純水供給経路３１へ新たにガスを供給し燃料ガスの濃度を低くする必要がある。
【００３６】
そこで、本実施形態の燃料電池システムでは、燃料電池１０に対して加湿剤を供給せずに燃料ガスを供給する場合に、純水シャット弁３４により純水供給経路３１を燃料電池１０前後で遮断して、純水供給経路３１へ排出される水素の流量を最小限にし、且つ燃料電池１０の発電に使用する空気（コンプレッサ２９からの空気）を純水タンク３２へ供給して燃料ガス濃度を下げることで、簡単な構造で、外部に排出する燃料ガスの濃度低下を実現できるようにしている。
【００３７】
図４に、本発明を適用しない場合の燃料電池１０の運転の様子（水素供給量、純水供給量、炭素腐食防止制御のオン／オフ、純水供給経路内水素濃度、及び純水タンク内水素濃度）を示す。
【００３８】
上述した炭素腐食を避ける起動運転を行う際には、燃料ガス(水素)を所定の圧力(あるいは流量)に制御し、同時に水素循環装置（エゼクタ２５及び水素循環ポンプ２６）を起動する一方で、燃料電池１０の純水極１６，１７には純水を供給しない。その結果、燃料電池１０に供給した水素は、燃料極１１と純水極１６の間にある多孔質層からなるセパレータ１４を通して、純水極１６側へと流入する可能性がある。このガスは燃料電池１０から流れ出し、結果的に純水供給経路３１を通じて純水タンク３２内に蓄積される。この場合、純水タンク３２内にコンプレッサ２９からの空気を供給することで水素濃度を下げることができるが、燃料電池１０に空気を供給しない炭素腐食防止制御を行っている間はコンプレッサ２９が停止されているので、純水タンク３２内にも空気が供給されず、高濃度の水素が蓄積されるおそれがある。
【００３９】
図５に、本実施形態の燃料電池システムにおける燃料電池１０の運転の様子（水素供給量、純水供給量、炭素腐食防止制御のオン／オフ、純水シャット弁の開／閉、純水タンクへの空気供給量、純水供給経路内水素濃度、及び純水タンク内水素濃度）を示す。
【００４０】
この図５に示すように、本実施形態の燃料電池システムでは、炭素腐食防止制御を行っている間は純水シャット弁３４により純水供給経路３１を燃料電池１０前後で遮断することによって、燃料電池１０の純水極１６側へと流入した水素ガスを純水供給経路３１に流さないようにすることができる。また、炭素腐食防止制御を終了した後は、純水シャット弁３４による純水供給経路３１の遮断を解除することで、燃料電池１０の純水極１６に滞留した少量の水素ガスが純水供給経路３１から純水タンク３２へと導かれるが、このときにはコンプレッサ２９は起動された状態となり、コンプレッサ２９からの空気を純水タンク３２に供給できるので、純水タンク３２内の水素を空気で希釈して水素濃度を低くして外部に放出することが可能となる。
【００４１】
本実施形態の燃料電池システムの起動時における制御フローを図６に示す。
【００４２】
図６に示すように、本実施形態の燃料電池システムの起動時には、先ず、ステップＳ１において純水シャット弁３４を閉じ、その後、ステップＳ２において水素供給系による燃料電池１０への水素供給を開始する。同時に、炭素腐食防止制御を終了した後に純水供給経路３１（純水タンク３２）へと供給する空気量を決定するために、コントローラ４１は、純水シャット弁３４を開放後に燃料電池１０から純水供給経路３１へと流出する水素の量の推定を開始する（流出燃料ガス量推定手段）。
【００４３】
ここで、純水シャット弁３４開放後に燃料電池１０から純水供給経路３１へと流出する水素量は、純水シャット弁３４により純水供給経路３１が遮断されている間に燃料電池１０に蓄えられた水素の量と、その水素圧と純水供給経路３１の内圧との差圧、ならびに純水供給経路３１の遮断中に生成された水がそのときの燃料電池１０の温度で水蒸気となって放出される量によって決まる。そして、純水供給経路３１の遮断中に燃料電池１０に蓄えられた水素量は、図７に示すように、水素タンク２０から燃料電池１０に供給された供給水素の量から、燃料電池１０での発電に用いられた反応水素の量と、パージ弁２７を通して外部に放出された排出水素の量とを差し引いたものとなる。
【００４４】
水素タンク２０から燃料電池１０に供給された水素量は、燃料電池１０入口の水素圧と経過時間とから推定可能であり、発電に用いられた反応水素量は、純水供給経路３１遮断中に燃料電池１０から取り出された電力量から推定可能である。また、外部に放出された排出水素量は、水素圧とパージ弁２７の大きさ（既定値）から推定できる。したがって、純水シャット弁３４開放後に燃料電池１０から純水供給経路３１へと流出する水素量の推定値は、コントローラ４１が、電圧センサ４２や圧力センサ４３，４４、温度センサ４５等の出力に基づき、所定の演算処理を行うことで求めることができる。
【００４５】
ステップＳ２での水素の供給開始により燃料電池１０には起電圧が発生し、そのままの状態で水素供給を続けると燃料電池１０の電圧が上昇して、炭素腐食反応を促進させることになる。そのため、ステップＳ３において、コントローラ４１が燃料電池１０の総電圧等から燃料電池１０の運転状態を判断し（運転状態検出手段）、それを指標にして電流を取り出すことで電圧上昇の抑制を図る炭素腐食防止制御を開始する。そして、ステップＳ４で、燃料電池１０の総電圧等を用いて、炭素腐食防止制御を終了し得る条件が成立したかどうかを判断し、条件が満たされた場合に、ステップＳ５で炭素腐食防止制御を終了する。
【００４６】
その後、ステップＳ６において、燃料電池１０から純水供給経路３１に流出し、純水タンク３２へと流れ込む水素を希釈するため、コンプレッサ２９から純水タンク３２へと空気を供給する。このとき、ステップＳ２で行った純水供給経路３１に流出する水素量の推定値に基づいて、この水素の濃度を低くするために充分な空気量をコンプレッサ２９から供給する。その後、ステップＳ７で純水シャット弁３４を開けて、純水供給経路３１の遮断を解除する。
【００４７】
その後、通常運転へと移るため、ステップＳ８において燃料電池１０への純水の供給を開始し、さらにステップＳ９へ進んで、通常の燃料電池１０での発電を開始する。以上の一連の処理により、本実施形態の燃料電池システムにおける起動時の制御が完了する。
【００４８】
なお、ステップＳ１及びステップＳ７において開閉する純水シャット弁３４は、純水供給経路３１に設けてもよいし、燃料電池１０の出入口付近に設けてもよい。また、純水供給手段である純水ポンプ３３に密閉性を持たせるようにすれば、燃料電池１０の入口側の純水シャット弁３４を省略することもできる。いずれの場合にも、起動時に燃料電池１０から純水供給経路３１へと流出する燃料ガスの量を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの要部構成を示す概念図である。
【図２】本発明を適用した燃料電池システムの具体的構成の一例を示す図である。
【図３】炭素腐食を説明する図である。
【図４】本発明を適用しない場合の燃料電池の運転の様子（水素供給量、純水供給量、炭素腐食防止制御のオン／オフ、純水供給経路内水素濃度、及び純水タンク内水素濃度）を示す図である。
【図５】本発明を適用した場合の燃料電池の運転の様子（水素供給量、純水供給量、炭素腐食防止制御のオン／オフ、純水シャット弁の開／閉、純水タンクへの空気供給量、純水供給経路内水素濃度、及び純水タンク内水素濃度）を示す図である。
【図６】本発明の燃料電池システムにおける起動時の制御フローを示すフローチャートである。
【図７】純水供給経路に流れる水素の量を推定する手法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  燃料ガス供給手段
２  運転状態検出手段
３  加湿剤供給手段
４  加湿剤経路遮断手段
１０  燃料電池
１１  燃料極
１２  酸化剤極
１３  電解質膜
１４，１５  セパレータ（多孔質プレート）
１６，１７  純水極
３１  純水供給経路
３２  純水タンク
３３  純水ポンプ
３４  純水シャット弁
【図１】
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【図２】
2005183178.tif 000005
【図３】
2005183178.tif 000006
【図４】
2005183178.tif 000007
【図５】
2005183178.tif 000008
【図６】
2005183178.tif 000009
【図７】
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