(57)【要約】【課題】電解質でのクロスリークを抑制ないし防止することができるエネルギーデバイスの運転方法及びエネルギーデバイス運転システムを提供すること。【解決手段】エネルギーデバイスの運転方法である。ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を用いたエネルギーデバイスを運転するに当たり、電解質の温度がゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上になる第１温度制御を実行し、且つ電解質と共にゾル・ゲル化剤の前駆体がゲル化ないし結晶化して電解質におけるクロスリークを抑制ないし防止する第２温度制御を実行して、当該エネルギーデバイスの運転を続行する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を用いたエネルギーデバイスを運転するに当たり、
上記電解質の温度が上記ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上になる第１温度制御を実行し、且つ該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体がゲル化ないし結晶化して当該電解質におけるクロスリークを抑制ないし防止する第２温度制御を実行して、当該エネルギーデバイスの運転を続行することを特徴とするエネルギーデバイスの運転方法。
【請求項２】
ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を用いたエネルギーデバイスを運転するに当たり、
上記電解質の温度が上記ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上になる第１温度制御を実行し、且つ該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体がゲル化ないし結晶化して当該電解質におけるクロスリークを抑制ないし防止する第２温度制御を実行して、当該エネルギーデバイスの運転を停止することを特徴とするエネルギーデバイスの運転方法。
【請求項３】
上記第１温度制御が、当該エネルギーデバイス外部からの加熱及び／又は当該エネルギーデバイスの運転による加熱により実行されることを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギーデバイスの運転方法。
【請求項４】
上記第１温度制御及び／又は第２温度制御を実行するに当たり、当該エネルギーデバイスの実出力データと、推定出力データと、を対比することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイスの運転方法。
【請求項５】
上記第１温度制御及び／又は第２温度制御を実行するに当たり、当該エネルギーデバイスの実温度データと、比較温度データと、を対比することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイスの運転方法。
【請求項６】
上記第２温度制御の実行を解除するに当たり、当該エネルギーデバイスの実出力データと、推定出力データと、を対比することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイスの運転方法。
【請求項７】
上記第２温度制御を実行を解除するに当たり、当該エネルギーデバイスの実温度データと、比較温度データと、を対比することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイスの運転方法。
【請求項８】
上記第１温度制御及び／又は第２温度制御を実行するに当たり、当該エネルギーデバイスの運転積算時間と、比較積算時間データと、を対比することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイスの運転方法。
【請求項９】
エネルギーデバイスと、クロスリーク発生判断手段と、温度制御手段と、を備えるエネルギーデバイス運転システムであって、
上記エネルギーデバイスは、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を有し、
上記クロスリーク発生判断手段は、上記電解質でのクロスリークの発生を判断し、
上記温度制御手段は、上記電解質の温度を制御し、
上記クロスリーク発生判断手段が、上記電解質においてクロスリークが発生していると判断したときであって、当該電解質の温度が上記ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度未満のときに、
上記温度制御手段が、上記電解質を上記ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上に加熱し、次いで、該電解質を該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体のゲル化ないし結晶化温度以下に冷却する
又は、上記クロスリーク発生判断手段が、上記電解質においてクロスリークが発生していると判断したときであって、当該電解質の温度が上記ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上のときに、
上記温度制御手段が、上記電解質を該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体のゲル化ないし結晶化温度以下に冷却することを特徴とするエネルギーデバイス運転システム。
【請求項１０】
上記クロスリーク発生判断手段が、電流検知手段、電圧検知手段、水素消費量検知手段、酸素消費量検知手段及びクロスリーク発生基準データを格納する制御装置を備えることを特徴とする請求項９に記載のエネルギーデバイス運転システム。
【請求項１１】
上記クロスリーク発生判断手段が、その制御装置によって、上記電流検知手段及び電圧検知手段から得られる実出力データと上記水素消費量検知手段及び酸素消費量検知手段から得られる推定出力データとの割合と、その制御装置が格納するクロスリーク発生基準データと、を対比することを特徴とする請求項１０に記載のエネルギーデバイス運転システム。
【請求項１２】
上記クロスリーク発生判断手段が、温度検知手段と、クロスリーク発生基準温度データを格納する制御装置を備えることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイス運転システム。
【請求項１３】
上記クロスリーク発生判断手段が、その制御装置によって、上記温度検知手段から得られる実温度データと、その制御装置が格納するクロスリーク発生基準温度データと、を対比することを特徴とする請求項１２に記載のエネルギーデバイス運転システム。
【請求項１４】
上記クロスリーク発生判断手段が、運転時間積算を実行でき、比較積算時間データを格納する制御装置を備えることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイス運転システム。
【請求項１５】
上記温度制御手段が、加熱気体導入手段を備えることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイス運転システム。
【請求項１６】
上記温度制御手段が、通電加熱手段を備えることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイス運転システム。
【請求項１７】
上記温度制御手段が、冷却液体循環手段を備えることを特徴とする請求項９〜１６のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイス運転システム。
【請求項１８】
上記温度制御手段が、外部冷却手段を備えることを特徴とする請求項９〜１７のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイス運転システム。
【請求項１９】
上記温度制御手段が、上記電解質を該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体のゲル化ないし結晶化温度以下に冷却するに際し、上記クロスリーク発生判断手段が、上記電解質でクロスリークが発生していないと判断したときに、
上記温度制御手段が、該冷却を停止することを特徴とする請求項９〜１８のいずれか１つの項に記載のエネルギーデバイス運転システム。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーデバイスの運転方法及びエネルギーデバイス運転システムに係り、更に詳細には、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有するイオン伝導体を電解質として用い、該電解質でのクロスリークの発生を抑制するエネルギーデバイスの運転方法及びエネルギーデバイス運転システムに関する。
かかるエネルギーデバイスとしては、例えば燃料電池やキャパシタ、リチウムイオン電池、色素増感型太陽電池などを好適例として挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
イオン性液体は、常温でも結晶化することなく溶融している常温溶融塩であり、次のような特徴を有している。
（１）イオンのみから成る溶媒である。
（２）液体でありながら実質的に蒸気圧がないために不燃性である。
（３）耐熱性が高く、液体温度範囲が広い。
【０００３】
このようなイオン性液体は、各種の電気化学デバイス用の電解質材料として用いることが知られており、燃料電池用の電解質としてイオン性液体を使用することが提案されている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００３−５３５４５０号公報
【０００４】
また、デバイスからの電解質の漏洩などによる性能劣化防止やデバイス設計などの観点から、電解質材料としての上記イオン性液体をゲル化した状態で使用することが望ましい。このようなイオン性液体のゲル化方法としては、イオン性液体中でモノマーを重合、架橋させることによってゲル化複合膜を得るイオンゲル法が知られている（非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】平成１５年度成果報告書「固体高分子形燃料電池要素技術開発等ＰＥＦＣ作動温度の高温化の材料と電極反応」、（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構、平成１６年３月、ｐ１４‐１５
【０００５】
しかしながら、イオンゲル法によって作製されたイオンゲル膜は、当該非特許文献１の第１７頁にも記載されているように、無加湿条件下における１００℃以上の中温域でのイオン伝導度がプロトン伝導イオン液体自体のイオン伝導度に遠く及ばないという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明者は、２００５年８月５日付けの特許出願（特願２００５−２２７５５４）において、ゲル化に伴うイオン伝導性の低下を抑制させ、高粘度化による電解質材料のエネルギーデバイスからの漏洩防止と、電解質性能の劣化防止を両立させることができる液状電解質（自己修復電解質）を提案している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、自己修復電解質を用いたエネルギーデバイスにおいては、ゲル化に伴うイオン伝導性の低下を抑制させ、高粘度化による電解質材料のエネルギーデバイスからの漏洩防止と、電解質性能の劣化防止を両立させることができる。
【０００８】
一方、本発明者は当該エネルギーデバイスを運転するに当たり、システムにおいて所定の制御を実行することによって、積極的に当該電解質でのクロスリークを抑制ないし防止することができるという新たな技術知見を得た。
【０００９】
本発明は、上記技術知見に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、電解質でのクロスリークを抑制ないし防止することができるエネルギーデバイスの運転方法及びエネルギーデバイス運転システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記技術知見に基づいて鋭意研究を重ねたところ、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を用いたエネルギーデバイスを運転するに当たり、該電解質の温度が該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上になる第１温度制御を実行し、且つ該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体がゲル化ないし結晶化して当該電解質におけるクロスリークを抑制ないし防止する第２温度制御を実行して、当該エネルギーデバイスの運転を続行する、又は当該エネルギーデバイスの運転を停止することなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明のエネルギーデバイスの運転方法は、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を用いたエネルギーデバイスを運転するに当たり、該電解質の温度が該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上になる第１温度制御を実行し、且つ該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体がゲル化ないし結晶化して当該電解質におけるクロスリークを抑制ないし防止する第２温度制御を実行して、当該エネルギーデバイスの運転を続行することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他のエネルギーデバイスの運転方法は、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を用いたエネルギーデバイスを運転するに当たり、該電解質の温度が該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上になる第１温度制御を実行し、且つ該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体がゲル化ないし結晶化して当該電解質におけるクロスリークを抑制ないし防止する第２温度制御を実行して、当該エネルギーデバイスの運転を停止することを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明のエネルギーデバイス運転システムは、エネルギーデバイスと、クロスリーク発生判断手段と、温度制御手段と、を備える。
かかるエネルギーデバイスは、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を有し、かかるクロスリーク発生判断手段は、該電解質でのクロスリークの発生を判断し、かかる温度制御手段は、該電解質の温度を制御する。
そして、クロスリーク発生判断手段が、該電解質においてクロスリークが発生していると判断したときであって、当該電解質の温度が該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度未満のときに、温度制御手段が、該電解質を該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上に加熱し、次いで、該電解質を該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体のゲル化ないし結晶化温度以下に冷却する、又はクロスリーク発生判断手段が、該電解質においてクロスリークが発生していると判断したときであって、当該電解質の温度が該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上のときに、温度制御手段が、該電解質を該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体のゲル化ないし結晶化温度以下に冷却する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を用いたエネルギーデバイスを運転するに当たり、該電解質の温度が該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上になる第１温度制御を実行し、且つ該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体がゲル化ないし結晶化して当該電解質におけるクロスリークを抑制ないし防止する第２温度制御を実行して、当該エネルギーデバイスの運転を続行する、又は当該エネルギーデバイスの運転を停止することなどとしたため、電解質でのクロスリークを抑制ないし防止することができるエネルギーデバイスの運転方法及びエネルギーデバイス運転システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のエネルギーデバイスの運転方法について詳細に説明する。
上述の如く、本発明のエネルギーデバイスの運転方法は、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を用いたエネルギーデバイスを運転するに当たり、該電解質の温度が該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上になる第１温度制御を実行し、且つ該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体がゲル化ないし結晶化して当該電解質におけるクロスリークを抑制ないし防止する第２温度制御を実行して、当該エネルギーデバイスの運転を続行する方法である。
【００１６】
このような運転を行うことにより、電解質でのクロスリークを抑制ないし防止しつつエネルギーデバイスを運転することができる。
具体的には、上述の如き、第１温度制御を実行することにより、電解質中に予め混合されたゾル・ゲル化剤が電解質中で溶解して、溶解したゾル・ゲル化剤がクロスリークの原因となるピンホールに流れ込み、且つ上述の如き第２温度制御を実行することにより、当該電解質がゾル・ゲル化剤と共にゲル化ないし結晶化して、ピンホールを封止することにより、電解質でのクロスリークを抑制ないし防止することができる。
更に、少なくとも第２温度制御の実行を解除して、運転を続行することにより、電解質でのクロスリークを抑制ないし防止しつつエネルギーデバイスを効率的に運転することができる。
【００１７】
また、本発明においては、かかる第１温度制御は、当該エネルギーデバイス外部からの加熱及び当該エネルギーデバイスの運転による加熱の一方又は双方により実行するができる。
このような運転を行うことにより、通常運転持はゾル・ゲル化剤が物理混合状態であり、電解質のイオン伝導性に対して悪影響を与えないようにすることができる。
また、第１温度制御は、クロスリークの発生初期においても実行されるため、早期に電解質でのクロスリークを抑制ないし防止することができる。
【００１８】
更に、本発明においては、かかる第１温度制御及び第２温度制御の一方又は双方を実行するに当たり、当該エネルギーデバイスの実出力データと、推定出力データと、を対比することが望ましい。
例えば、エネルギーデバイスの一例である燃料電池の場合には、例えばカソードに接続した電流計とアノード及びアノード間の電圧計との測定値から算出される実出力データと、出入口条件（例えばアノードの入口側のコントロールバルブと出口側の水素流量計との測定値から算出されるアノード側の水素消費量、カソードの入口側のコンプレッサ回転数から推定される酸素量とカソードの出口側の酸素濃度計から推定される酸素量とから算出されるカソード側の酸素消費量。）から推定される推定出力データとを対比することにより、クロスリークの発生や電解質自体の漏れなどの異常を検知することができ、かかる異常検知と合わせて温度制御を実行することにより、適切なタイミングで制御を実行することができ、電解質でのクロスリークを更に抑制ないし防止することができる。
対比した際におけるクロスリーク発生の判断は、例えばその割合（実出力データ／推定出力データ×１００）を算出し、予め実験等により適宜設定しておく割合よりも低い場合にクロスリークが発生していると判断すればよい。
【００１９】
また、本発明においては、かかる第１温度制御及び第２温度制御の一方又は双方を実行するに当たり、当該エネルギーデバイスの実温度データと、比較温度データと、を対比することが望ましい。
例えば、エネルギーデバイスの一例である燃料電池の場合には、特に限定されるものではないがカソードに接続した温度計の測定値（実温度データ）と、同一部位の温度について予め実験などで得られた比較値（比較温度データ）とを対比することにより、クロスリークの発生や電解質自体の漏れなどの異常を検知することができ、かかる異常検知と合わせて温度制御を実行することにより、適切なタイミングで制御を実行することができ、電解質でのクロスリークを更に抑制ないし防止することができる。
対比した際におけるクロスリーク発生の判断は、例えば上述したような比較値より低い場合に、又は比較値より一定の割合で低い場合にクロスリークが発生していると判断すればよい。
そして、出力データによる異常検知と温度データによる異常検知を適宜組合わせることもでき、これにより、より適切なタイミングで制御を実行することができる。
【００２０】
また、上述の如く、少なくとも第２温度制御の実行を解除して、運転を続行することにより、電解質でのクロスリークを抑制ないし防止しつつエネルギーデバイスを効率的に運転することができるが、かかる第２温度制御の実行を解除するに当たり、当該エネルギーデバイスの実出力データと、推定出力データと、を対比することや当該エネルギーデバイスの実温度データと、比較温度データと、を対比することなどにより、電解質でのクロスリークを抑制ないし防止しつつエネルギーデバイスを更に効率的に運転することができる。
【００２１】
更に、本発明においては、かかる第１温度制御及び第２温度制御の一方又は双方を実行するに当たり、当該エネルギーデバイスの運転積算時間と、比較積算時間データと、を対比することが望ましい。
このような積算時間に基づくと、適切なタイミングで制御を実行することができ、電解質でのクロスリークの発生を更に抑制ないし防止することができる。
なお、「積算時間データ」とは、例えば詳しくは後述する燃料電池の電解質中のゾル・ゲル化剤を含む電解質膜の寿命等のデータであり、比較積算時間データは予め実験等により測定しデータとして組み込んだものをいう。
【００２２】
また、本発明の他のエネルギーデバイスの運転方法は、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を用いたエネルギーデバイスを運転するに当たり、該電解質の温度が該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上になる第１温度制御を実行し、且つ該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体がゲル化ないし結晶化して当該電解質におけるクロスリークを抑制ないし防止する第２温度制御を実行して、当該エネルギーデバイスの運転を停止する方法である。
【００２３】
このような運転を行うことにより、電解質でのクロスリークを抑制ないし防止しつつエネルギーデバイスを停止することができる。
具体的には、上述の如き、第１温度制御を実行することにより、電解質中に予め混合されたゾル・ゲル化剤が電解質中で溶解して、溶解したゾル・ゲル化剤がクロスリークの原因となるピンホールに流れ込み、且つ上述の如き第２温度制御を実行することにより、当該電解質がゾル・ゲル化剤と共にゲル化ないし結晶化して、ピンホールを封止することにより、電解質でのクロスリークを抑制ないし防止することができる。
このような運転は、第１温度制御が上述したような当該エネルギーデバイスの運転による加熱、特に、クロスリークに起因する異常過熱が発生した場合に効果的であり、異常過熱の原因となる水素と空気の供給を停止することによって、電解質でのクロスリークが発生したまま運転を続行することを防止することができる。
そして、かかる運転においても、出力データによる異常検知や温度データによる異常検知、更には積算時間に基づいた異常予知を適宜利用することができ、これにより、より適切なタイミングで制御を実行することができる。
なお、水素と空気の供給を停止した後は、第２温度制御を実行したままでもよく、上記温度データに基いて、第２温度制御の実行を解除してもよい。
また、例えばエネルギーデバイスがその一例である燃料電池の場合であって、燃料電池が複数のセルによって構成されている場合に、その一部を停止することなどに特に効果的にクロスリークを抑制ないし防止することができる運転方法である。
【００２４】
次に、本発明のエネルギーデバイス運転システムについて詳細に説明する。
上述の如く、本発明のエネルギーデバイス運転システムは、エネルギーデバイスと、クロスリーク発生判断手段と、温度制御手段と、を備える。
かかるエネルギーデバイスは、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する電解質を有し、クロスリーク発生判断手段は、上記電解質でのクロスリークの発生を判断し、温度制御手段は、該電解質の温度を制御する。
そして、クロスリーク発生判断手段が、該電解質においてクロスリークが発生していると判断したときであって、当該電解質の温度が該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度未満のときに、温度制御手段が、該電解質を上記ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上に加熱し、次いで、該電解質を該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体のゲル化ないし結晶化温度以下に冷却する一方、クロスリーク発生判断手段が、該電解質においてクロスリークが発生していると判断したときであって、当該電解質の温度が該ゾル・ゲル化剤の前駆体の溶解温度以上のときに、温度制御手段が、該電解質を該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体のゲル化ないし結晶化温度以下に冷却する。
このような構成とすることにより、電解質でのクロスリークを抑制ないし防止しつつエネルギーデバイスを運転することができる。
【００２５】
また、本発明においては、クロスリーク発生判断手段が、電流検知手段、電圧検知手段、水素消費量検知手段、酸素消費量検知手段及びクロスリーク発生基準データを格納する制御装置を備えることが望ましく、クロスリーク発生判断手段が、その制御装置によって、その電流検知手段及び電圧検知手段から得られる実出力データとその水素消費量検知手段及び酸素消費量検知手段から得られる推定出力データとの割合と、その制御装置が格納するクロスリーク発生基準データと、を対比することによって、クロスリークの発生を判断することが望ましい。
このような構成とすることにより、上述したように、例えばカソードに接続した電流計とアノード及びアノード間の電圧計との測定値から算出される実出力データと、出入口条件（例えばアノードの入口側のコントロールバルブと出口側の水素流量計との測定値から算出されるアノード側の水素消費量、カソードの入口側のコンプレッサ回転数から推定される酸素量とカソードの出口側の酸素濃度計から推定される酸素量とから算出されるカソード側の酸素消費量。）から推定される推定出力データとを対比することにより、クロスリークの発生の判断を適切に行うことができる。
対比した際におけるクロスリークの発生の判断は、例えばその割合（実出力データ／推定出力データ×１００）を算出し、予め実験等により適宜設定し制御装置に格納しておく割合よりも低い場合にクロスリークが発生していると判断すればよい。
【００２６】
更に、本発明においては、クロスリーク発生判断手段が、温度検知手段と、クロスリーク発生基準温度データを格納する制御装置を備えることが望ましく、クロスリーク発生判断手段が、その制御装置によって、その温度検知手段から得られる実温度データと、その制御装置が格納するクロスリーク発生基準温度データと、を対比することによって、クロスリークの発生を判断することが望ましい。
このような構成とすることにより、上述したような実温度データとクロスリーク発生基準温度データ（同一部位の温度について予め実験などで得られた比較値）との対比によって、クロスリークの発生の判断を適切に行うことができる。
そして、実出力データと推定出力データとの対比及び実温度データとクロスリーク発生基準温度データとの対比を併せて行ってもよく、このような構成とすることにより、クロスリークの発生の判断をより精度良く適切に行うことができる。
対比した際におけるクロスリーク発生の判断は、上述したような比較値より低い場合に、又は比較値より一定の割合で低い場合にクロスリークが発生していると判断すればよい。
【００２７】
また、本発明においては、その第１の例として、温度制御手段が加熱気体導入手段を備えるものを挙げることができる。
燃焼器などの熱源によりエネルギーデバイスの外部で発生した熱（気体）を、直接的に又は熱交換器などにより間接的にエネルギーデバイスの周囲又は供給ガス又は液体に導入することによって、能動的に電解質中のゾル・ゲル化剤の前駆体を電解質中で溶解させ、ゲル化温度まで上昇させることができる。
【００２８】
更に、本発明においては、その第２の例として、温度制御手段が通電加熱手段を備えるものを挙げることができる。
エネルギーデバイスに予め設置された通電加熱手段の一例である熱発生源（熱電素子）により加熱することによって、能動的に電解質中のゾル・ゲル化剤の前駆体を電解質中で溶解させ、ゲル化温度まで上昇させることができる。
【００２９】
また、本発明においては、その第３の例として、温度制御手段が冷却液体循環手段を備えるものを挙げることができる。
エネルギーデバイスに予め設置された冷却液体循環手段の一例であるクーラントループなどの冷却システムにおいて、その冷却量を増大させることによって、ゲル化温度まで到達した電解質（この時点ではゾル状態であることが多い。）を冷却し、速やかにゲル化させることができる。
【００３０】
更に、本発明においては、その第４の例として、温度制御手段が外部冷却手段を備えるものを挙げることができる。
エネルギーデバイスに予め設置された外気や水の導入などを行う外部冷却システムを作動させることによって、ゲル化温度まで到達した電解質（この時点ではゾル状態であることが多い。）を冷却し、速やかにゲル化させることができる。
なお、上記の如く、代表的な温度制御手段を列挙したが、本発明においてはこれらに限定されるものではなく、またこれらを単独で又は適宜組合わせて用いることができる。
【００３１】
更にまた、本発明においては、温度制御手段が、該電解質を該電解質と共に該ゾル・ゲル化剤の前駆体がゲル化ないし結晶化する温度以下に冷却するに際し、クロスリーク発生判断手段が、該電解質でクロスリークが発生していないと判断したときに、温度制御手段が、該冷却を停止することが望ましい。
このようにクロスリーク発生判断手段により、温度制御手段を作動させることによって電解質でのクロスリークを抑制ないし防止しつつエネルギーデバイスを適切に運転又は停止することができる。
また、クロスリーク判断手段は、上述した出力データによる異常検知や温度データによる異常検知、積算時間による異常予知を単独で又は適宜組合わせて利用することができる。
なお、エネルギーデバイスを停止させる場合には、出力データによるものは適用できないため、その場合には、温度データによる異常検知を利用することが望ましい。
【００３２】
ここで、本発明のエネルギーデバイス運転システムを図面を用いて説明する。
図１は、本発明のエネルギーデバイス運転システムの一例である燃料電池システムの第１の実施形態を示す構成図である。同図に示すように、燃料電池システム１は、エネルギーデバイスの一例である燃料電池１０と、コントロールバルブ２０と、コンプレッサ３０と、電圧検知手段の一例である電圧計４０と、電流検知手段の一例である電流計５０と、温度検知手段の一例である温度計６０と、水素リサイクル流路２６に設けられた流量計２２と、酸素濃度計３２と、制御装置の一例である電子制御装置７０を備える。そして、コントロールバルブ２０とコンプレッサ３０と電圧計４０と電流計５０と温度計６０と流量計２２と酸素濃度計３２はそれぞれ電子制御装置７０と回路で繋がれている。
そして、本例の場合には、電子制御装置７０に、クロスリーク発生基準データが格納されている。また、電子制御装置７０は詳しくは後述する電解質に含まれるゾル・ゲル化剤の溶解温度データを格納していてもよい。
【００３３】
このような、燃料電池システム１は、燃料電池１０のアノード１２側にコントロールバルブ２０を介して水素（Ｈ２）が供給され（一部、水素リサイクル流路２６に設けられたコンプレッサ２４を介しても水素が供給される。）、カソード１４側にコンプレッサ３０を介して空気（Ａｉｒ）が供給されている。
そして、燃料電池１０において発電し、出力が得られるとともに、未反応の一部のＨ２がアノード１２側より排気され、水素リサイクル流路によって再び反応に供される。一方、未反応の一部の酸素を含むＡｉｒが、生成する水と共にカソード１４側より排気される。
【００３４】
図２は、燃料電池システムの第１の実施形態における運転方法の一例を示すフロー図である。
同図に示すように、まず、ＳＴＥＰ１（以下、「Ｓ１」のように示す。）では、燃料電池（ＦＣ）運転時のおいて、ＦＣの出力推定を行う。
即ち、燃料電池のアノードの入口側におけるコントロールバルブから電子制御装置に入力されたデータと出口側における流量計から電子制御装置に入力されたデータとから、該電子制御装置によって、酸素消費量を算出し、カソードの入口側におけるコンプレッサから電子制御装置に入力されたデータと出口側における酸素濃度計から電子制御装置に入力されたデータとから、該電子制御装置によって、水素消費量を算出し、これらのデータに基き、電子制御装置は、推定出力データを算出する。
【００３５】
次に、Ｓ２では、得られた推定出力データと、電流計と電圧計から電子制御装置に入力されたデータに基き、電子制御装置により算出された実出力データ（実負荷）と、を対比する。
図中のαは予め実験等で任意に設定することができ、電子制御装置に格納してある実出力データ／推定出力データ×１００（％）で表されるクロスリーク発生基準データであり、本例の場合には、実負荷／推定出力×１００（％）が９５％未満のときにクロスリークが発生していると判断する。
そして、実負荷／推定出力×１００（％）＜αの関係を満たす場合（Ｙの場合）には、Ｓ３に進む。一方、満たさない場合（Ｎの場合）には、Ｓ１に戻る。
【００３６】
次に、Ｓ３では、クロスリークによる発熱をＦＣの停止シーケンスにより防止する。
次に、Ｓ４では、ＦＣ運転を停止する。
【００３７】
本例のエネルギーデバイスの運転方法は、クロスリークが温度制御によっても抑制ないし防止することができない場合に、クロスリークを特に効果的に抑制ないし防止することができる。
なお、本例のエネルギーデバイス運転システムにおいては、温度計と電子制御装置とが協働してクロスリーク発生判断手段として機能し、コントロールバルブとコンプレッサと電子制御装置とが協働して温度制御手段として機能する。
また、コントロールバルブと流量計と電子制御装置とが協働して水素消費量検知手段として機能する。更に、コンプレッサと酸素濃度計と電子制御装置とが協働して酸素消費量検知手段として機能する。
【００３８】
図３は、それぞれ計算された水素消費量と酸素消費量とに対する等ＦＣ推定出力を示す模式的グラフ図であり、矢印の方向に向うにしたがって、ＦＣ推定出力は大きくなる。
【００３９】
図４は、本発明のエネルギーデバイス運転システムの一例である燃料電池システムの第２の実施形態を示す構成図である。同図に示すように、燃料電池システム２は、燃料電池１０と、コントロールバルブ２０と、コンプレッサ３０と、電圧計４０と、電流計５０と、温度計６０と、水素リサイクル流路２６に設けられた流量計２２と、酸素濃度計３２と、ファン８１、ポンプ８２及び例えば水を循環させる流路８３から成る冷却システム８０と、電子制御装置７０を備える。
そして、コントロールバルブ２０とコンプレッサ３０と電圧計４０と電流計５０と温度計６０と流量計２２と酸素濃度計３２と冷却システム８０はそれぞれ電子制御装置７０と回路で繋がれている。
そして、本例の場合には、電子制御装置７０に、クロスリーク発生基準データとクロスリーク発生基準温度データが格納されている。また、電子制御装置７０は、詳しくは後述する電解質に含まれるゾル・ゲル化剤の溶解温度データを格納していてもよい。
【００４０】
このような、燃料電池システム２は、燃料電池１０のアノード１２側にコントロールバルブ２０を介して水素（Ｈ２）が供給され（一部、水素リサイクル流路２６に設けられたコンプレッサ２４を介しても水素が供給される。）、カソード１４側にコンプレッサ３０を介して空気（Ａｉｒ）が供給されている。
また、燃料電池１０は、ファン８１により冷却した液体（例えば水など）をポンプ８２によって流路８３を循環させる冷却システム８０によって冷却されている。
そして、燃料電池１０において発電し、出力が得られるとともに、未反応の一部のＨ２がアノード１２側より排気され、水素リサイクル流路によって再び反応に供される。一方、未反応の一部の酸素を含むＡｉｒが、生成する水と共にカソード１４側より排気される。
【００４１】
図５は、燃料電池システムの第２の実施形態における運転方法の一例を示すフロー図である。
同図に示すように、まず、ＳＴＥＰ１（以下、「Ｓ１」のように示す。）では、燃料電池（ＦＣ）運転時のおいて、ＦＣの出力推定を行う。
即ち、燃料電池のアノードの入口側におけるコントロールバルブから電子制御装置に入力されたデータと出口側における流量計から電子制御装置に入力されたデータとから、該電子制御装置によって、酸素消費量を算出し、カソードの入口側におけるコンプレッサから電子制御装置に入力されたデータと出口側における酸素濃度計から電子制御装置に入力されたデータとから、該電子制御装置によって、水素消費量を算出し、これらのデータに基き、電子制御装置は、推定出力データを算出する。
【００４２】
次に、Ｓ２では、得られた推定出力データ（推定出力）と、電流計と電圧計から電子制御装置に入力されたデータに基き、電子制御装置により算出された実出力データ（実負荷）と、を対比する。
そして、Ｓ２において、実負荷／推定出力×１００（％）＜αの関係を満たす場合（Ｙの場合）にはＳ３に進む。
図中のαは予め実験等で任意に設定することができ、電子制御装置に格納してある実出力データ／推定出力データ×１００（％）で表されるクロスリーク発生基準データである。
【００４３】
次に、Ｓ３では、冷却システムにより冷却水流量を増加することによって温度制御を行う。
次に、Ｓ４ではＦＣ運転を続行する。
【００４４】
一方、Ｓ２において、実負荷／推定出力×１００（％）＜αの関係を満たさない場合（Ｎの場合）には、Ｓ５に進む。
【００４５】
Ｓ５では、ＦＣの実温度データを測定し、測定されたＦＣ測定温度と、クロスリーク発生基準温度と、を対比する。
図中のクロスリーク発生基準温度は、ＦＣの実温度データを測定する際と、同一部位の温度について予め実験などで得られた比較値（クロスリーク発生基準データ）を適用すればよい。
そして、Ｓ５において、ＦＣ測定温度＜クロスリーク発生基準温度の関係を満たす場合（Ｙの場合）には、Ｓ３に進む。
一方、Ｓ５において、ＦＣ測定温度＜クロスリーク発生基準温度の関係を満たさない場合（Ｎの場合）には、Ｓ１に戻る。
【００４６】
本例の運転方法は、実出力データと推定出力データの割合と、クロスリーク発生基準データとの対比、及び実温度データとクロスリーク発生基準温度データとの対比を併せて行うことにより、クロスリークの発生の判断をより精度良く適切に行うことができ、クロスリークを特に効果的に抑制ないし防止することができる。
なお、本例のエネルギーデバイス運転システムにおいては、コントロールバルブとコンプレッサと電圧計と電流計と流量計と酸素濃度計と温度計と電子制御装置とが協働して、２つのクロスリーク発生判断手段として機能し、冷却システムと電子制御装置とが協働して温度制御手段として機能する。
【００４７】
図６は、本発明のエネルギーデバイス運転システムの一例である燃料電池システムの第３の実施形態を示す構成図である。同図に示すように、燃料電池システム３は、燃料電池１０と、コントロールバルブ２０と、コンプレッサ３０と、電圧計４０と、電流計５０と、温度計６０と、水素リサイクル流路２６に設けられた流量計２２と、酸素濃度計３２と、バーナー９２を有する熱交換燃焼器９０と、電子制御装置７０を備える。そして、コントロールバルブ２０とコンプレッサ３０と電圧計４０と電流計５０と温度計６０と流量計２２と酸素濃度計３２と熱交換燃焼器９０はそれぞれ電子制御装置７０と回路で繋がれている。
そして、本例の場合には、電子制御装置７０に、クロスリーク発生基準データとクロスリーク発生基準温度データが格納されている。また、電子制御装置７０は、詳しくは後述する電解質に含まれるゾル・ゲル化剤の溶解温度データが格納されている。
【００４８】
このような、燃料電池システム３は、燃料電池１０のアノード１２側にコントロールバルブ２０を介して水素（Ｈ２）が供給され（一部、水素リサイクル流路２６に設けられたコンプレッサ２４を介しても水素が供給される。）、カソード１４側にコンプレッサ３０を介して空気（Ａｉｒ）が供給されている。
また、必要に応じて、バーナー９２を有する熱交換燃焼器９０が作動している。
そして、燃料電池１０において発電し、出力が得られるとともに、未反応の一部のＨ２がアノード１２側より排気され、水素リサイクル流路によって再び反応に供される。一方、未反応の一部の酸素を含むＡｉｒが、生成する水と共にカソード１４側より排気される。
【００４９】
図７は、燃料電池システムの第３の実施形態における運転方法の一例を示すフロー図である。
同図に示すように、まず、ＳＴＥＰ１（以下、「Ｓ１」のように示す。）では、燃料電池（ＦＣ）運転時のおいて、ＦＣの出力推定を行う。
即ち、燃料電池のアノードの入口側におけるコントロールバルブから電子制御装置に入力されたデータと出口側における流量計から電子制御装置に入力されたデータとから、該電子制御装置によって、酸素消費量を算出し、カソードの入口側におけるコンプレッサから電子制御装置に入力されたデータと出口側における酸素濃度計から電子制御装置に入力されたデータとから、該電子制御装置によって、水素消費量を算出し、これらのデータに基き、電子制御装置は、推定出力データを算出する。
【００５０】
次に、Ｓ２では、得られた推定出力データ（推定出力）と、電流計と電圧計から電子制御装置に入力されたデータに基き、電子制御装置により算出された実出力データ（実負荷）と、を対比する。
そして、Ｓ２において、実負荷／推定出力×１００（％）＜αの関係を満たす場合（Ｙの場合）には、Ｓ３に進む。一方、実負荷／推定出力×１００（％）＜αの関係を満たさない場合（Ｎの場合）には、Ｓ７に進む。
図中のαは予め実験等で任意に設定することができ、電子制御装置に格納してある実出力データ／推定出力データ×１００（％）で表されるクロスリーク発生基準データである。  
【００５１】
次に、Ｓ３では、ＦＣの実温度データを測定し、測定されたＦＣ測定温度と、ゾル・ゲル化剤溶解温度と、を対比する。
そして、Ｓ３において、ＦＣ測定温度＜ゾル・ゲル化剤溶解温度の関係を満たす場合（Ｙの場合）には、Ｓ５に進む。一方、ＦＣ測定温度＜ゾル・ゲル化剤溶解温度の関係を満たさない場合（Ｎの場合）には、Ｓ４に進む。
なお、図中のゾル・ゲル化剤溶解温度は、電子制御装置に格納してあるゾル・ゲル化剤溶解温度データを適用すればよい。
【００５２】
次に、Ｓ４では、一定時間熱交換燃焼器を運転作動させることによって排気する熱（気体）により、ＦＣ測定温度をゾル・ゲル化剤溶解温度より高くする。
【００５３】
次に、Ｓ５では、図示しない冷却システムにより、冷却水流量を増加することによって温度制御を行う。
次に、Ｓ６ではＦＣ運転を続行する。
【００５４】
一方、Ｓ７では、ＦＣの実温度データを測定し、測定されたＦＣ測定温度と、クロスリーク発生基準温度と、を対比する。
図中のクロスリーク発生基準温度は、ＦＣの実温度データを測定する際と、同一部位の温度について予め実験などで得られた比較値（クロスリーク発生基準データ）を適用すればよい。
そして、Ｓ７において、ＦＣ測定温度＜クロスリーク発生基準温度の関係を満たす場合（Ｙの場合）には、Ｓ５に進む。
一方、Ｓ７において、ＦＣ測定温度＜クロスリーク発生基準温度の関係を満たさない場合（Ｎの場合）には、Ｓ１に戻る。
【００５５】
本例のエネルギーデバイスの運転方法によって、実出力データと推定出力データの割合と、クロスリーク発生基準データとの対比によって温度制御を実行することにより、また、実温度データとクロスリーク発生基準温度データとの対比を更に併せて行うことにより、クロスリークの発生の判断をより精度良く適切に行うことができ、また、クロスリークの原因となるピンホールの封止を効果的に行うことができる。
なお、本例のエネルギーデバイス運転システムにおいては、コントロールバルブとコンプレッサと電圧計と電流計と流量計と酸素濃度計と温度計と電子制御装置とが協働して、２つのクロスリーク発生判断手段として機能し、熱交換燃焼器と冷却システムと電子制御装置とが協働して温度制御手段として機能する。
【００５６】
図８は、燃料電池システムの第３の実施形態における運転方法の他の例を示すフロー図である。
同図に示すように、まず、ＳＴＥＰ１（以下、「Ｓ１」のように示す。）では、燃料電池（ＦＣ）運転時のおいて、ＦＣの出力推定を行う。
即ち、燃料電池のアノードの入口側におけるコントロールバルブから電子制御装置に入力されたデータと出口側における流量計から電子制御装置に入力されたデータとから、該電子制御装置によって、酸素消費量を算出し、カソードの入口側におけるコンプレッサから電子制御装置に入力されたデータと出口側における酸素濃度計から電子制御装置に入力されたデータとから、該電子制御装置によって、水素消費量を算出し、これらのデータに基き、電子制御装置は、推定出力データを算出する。
【００５７】
次に、Ｓ２では、得られた推定出力データ（推定出力）と、電流計と電圧計から電子制御装置に入力されたデータに基き、電子制御装置により算出された実出力データ（実負荷）と、を対比する。
そして、Ｓ２において、実負荷／推定出力×１００（％）＜αの関係を満たす場合（Ｙの場合）には、Ｓ３に進む。一方、実負荷／推定出力×１００（％）＜αの関係を満たさない場合（Ｎの場合）には、Ｓ７に進む。
図中のαは予め実験等で任意に設定することができ、電子制御装置に格納してある実出力データ／推定出力データ×１００（％）で表されるクロスリーク発生基準データである。
【００５８】
次に、Ｓ３では、図示しない冷却システムにより、冷却水流量を増加することによって温度制御を行う。
【００５９】
次に、Ｓ４では、Ｓ２と同様に、得られた推定出力データ（推定出力）と、電流計と電圧計から電子制御装置に入力されたデータに基き、電子制御装置により算出された実出力データ（実負荷）と、を対比する。
そして、Ｓ４において、実負荷／推定出力×１００（％）＜αの関係を満たす（Ｙの場合）には、Ｓ３に戻る。一方、実負荷／推定出力×１００（％）＜αの関係を満たさない場合（Ｎの場合）には、Ｓ５に進む。
図中のαは上述したように、クロスリーク発生基準データである。
【００６０】
次に、Ｓ５では、図示しない冷却システムにより、冷却水流量を増加することによって行っていた温度制御を停止する。
次に、Ｓ６ではＦＣ運転を続行する。
【００６１】
一方、Ｓ７では、ＦＣの実温度データを測定し、測定されたＦＣ測定温度と、クロスリーク発生基準温度と、を対比する。
図中のクロスリーク発生基準温度は、ＦＣの実温度データを測定する際と、同一部位の温度について予め実験などで得られた比較値（クロスリーク発生基準データ）を適用すればよい。
そして、Ｓ７において、ＦＣ測定温度＜クロスリーク発生基準温度の関係を満たす場合（Ｙの場合）には、Ｓ３に進む。
一方、Ｓ７において、ＦＣ測定温度＜クロスリーク発生基準温度の関係を満たさない場合（Ｎの場合）には、Ｓ１に戻る。
【００６２】
本例のエネルギーデバイスの運転方法によって、実出力データと推定出力データの割合と、クロスリーク発生基準データとの対比によって温度制御、更には温度制御の解除を実行することにより、また、実温度データとクロスリーク発生基準温度データとの対比を更に併せて行うことにより、クロスリークの発生の判断をより精度良く適切に行うことができ、また、効率的にエネルギーデバイスを運転することができる。
なお、本例のエネルギーデバイス運転システムにおいては、コントロールバルブとコンプレッサと電圧計と電流計と流量計と酸素濃度計と温度計と電子制御装置とが協働して、２つのクロスリーク発生判断手段として機能し、冷却システムと電子制御装置とが協働して温度制御手段として機能する。
【００６３】
図９は、本発明のエネルギーデバイス運転システムの一例である燃料電池システムの第４の実施形態を示す構成図である。同図に示すように、燃料電池システム４は、燃料電池１０と、コントロールバルブ２０と、コンプレッサ３０と、電子制御装置７０を備える。そして、コントロールバルブ２０とコンプレッサ３０はそれぞれ電子制御装置７０と回路で繋がれている。
そして、本例の場合には、電子制御装置７０は、運転時間を積算でき、比較積算時間データが格納されている。
ここで、「積算時間データ」とは、上述したように、例えば詳しくは後述する燃料電池の電解質中ゾル・ゲル化剤を含む電解質膜の寿命等のデータであり、比較積算時間データは予め実験等により測定しデータとして組み込んだものをいう。
また、電子制御装置７０は、クロスリーク発生基準データやクロスリーク発生基準温度データを格納していてもよい。
【００６４】
このような、燃料電池システム４は、燃料電池１０のアノード１２側にコントロールバルブ２０を介して水素（Ｈ２）が供給され、カソード１４側にコンプレッサ３０を介して空気（Ａｉｒ）が供給されている。
そして、燃料電池１０において発電し、出力が得られるとともに、未反応の一部のＨ２がアノード１２側より排気され、未反応の一部の酸素を含むＡｉｒが、生成する水と共にカソード１４側より排気される。
【００６５】
図１０は、燃料電池システムの第４の実施形態における運転方法の一例を示すフロー図である。
同図に示すように、まず、ＳＴＥＰ１（以下、「Ｓ１」のように示す。）では、燃料電池（ＦＣ）運転時のおいて、ＦＣの運転時間積算を行う。
即ち、電子制御装置において、運転時間の積算を実行する。
【００６６】
次に、Ｓ２では、得られた運転時間と、電子制御装置に格納してある比較積算時間データと、を対比する。
そして、Ｓ２において、運転時間≧比較積算時間の関係を満たす場合（Ｙの場合）には、Ｓ３に進む。一方、運転時間≧比較積算時間の関係を満たさない場合（Ｎの場合）には、Ｓ１に戻る。
図中の比較積算時間とは、予め実験等で任意に設定することができ、電子制御装置に格納してある比較積算時間データのことである。
【００６７】
次に、Ｓ３では、クロスリークによる発熱を防止するためにＦＣの停止シーケンスを行う。
次に、Ｓ４では、ＦＣ運転を停止する。
【００６８】
本例のエネルギーデバイスの方法によって、運転時間と電子制御装置自体が格納する比較積算時間との対比によって温度制御をすることによって、クロスリークの発生の判断をより精度良く適切に行うことができ、クロスリークの発生を抑制ないし防止することができる。
なお、本例のエネルギーデバイス運転システムにおいては、電子制御装置がクロスリーク発生判断手段として機能し、コントロールバルブとコンプレッサと電子制御装置とが協働して温度制御手段として機能する。
【００６９】
次に、本発明において用いることができる電解質について説明する。
上述の如く、かかる電解質は、ゾル・ゲル化剤の前駆体を含有する。他の成分は電解質として所望の性能を示せば特に限定されるものではないが、カチオン成分とアニオン成分を含有することが望ましい。
また、燃料電池システムに適用する場合には、例えば従来公知のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の多孔質膜を併用することもできる。具体的には、かかるＰＴＦＥの多孔質膜に他の電解質成分を含浸させて保持することもできる。
【００７０】
また、用いる電解質においては、かかるカチオン成分の全部又は一部が分子性カチオンであり、且つアニオン成分の全部又は一部が分子性アニオンであることが望ましい。
このような構成とすることにより、極性物質と複合イオン等を形成すること等が可能となり、プロトン伝導性をより向上させることができる。
特に、カチオン成分の全部が分子性カチオンであり、且つアニオン成分の全部が分子性アニオンであることは、極性物質と複合イオン等を形成し易くなるという観点からより望ましい。
なお、「分子性カチオン」及び「分子性アニオン」とは、それぞれ多原子カチオン及び多原子アニオンを意味する。
【００７１】
更に、用いる電解質においては、分子性カチオン及び分子性アニオンを含み、これらが形成する常温溶融塩を含有することが望ましい。
このような常温溶融塩を含有することにより、常温溶融塩としての性質を有することとなり、更に高イオン伝導性を有することで、プロトン伝導性を更に向上させることができる。
一方、常温溶融塩であれば、形成するカチオン成分及びアニオン成分の双方がそれぞれ分子性カチオン及び分子性アニオンである必要はない。
ここで、「常温溶融塩」とは、常温で溶融する塩であり、高温で蒸発せず、極性、比熱の高い安定な媒体であるものをいう。
このような常温溶融塩としては、代表的にはブレンステッド酸−塩基型のものを挙げることができる。詳細については後述する。
【００７２】
また、用いる電解質においては、分子性カチオンが少なくとも１種のヘテロ原子を有することが望ましい。
このようなヘテロ原子を含有する分子性カチオンは、高イオン伝導性を有するものであり、プロトン伝導性をより向上させることができる。
【００７３】
なお、ヘテロ原子とは、炭素原子（Ｃ）及び水素原子（Ｈ）以外の原子であり、代表的には酸素原子（Ｏ）、窒素原子（Ｎ）、硫黄原子（Ｓ）、リン原子（Ｐ）、フッ素原子（Ｆ）、塩素原子（Ｃｌ）、臭素原子（Ｂｒ）、ヨウ素原子（Ｉ）、ホウ素原子（Ｂ）、コバルト原子（Ｃｏ）、アンチモン原子（Ｓｂ）、などを挙げることができる。
【００７４】
更に、用いる電解質においては、常温溶融塩の全部又は一部が親水性常温溶融塩であることが望ましい。
このような常温溶融塩は、詳しくは後述する極性物質として水を含有させる場合に、イオン伝導体における水の保持能を向上させることができ、より一層プロトン伝導性の向上効果を発揮させることが可能となる。
【００７５】
ここで、用いる電解質に含まれるカチオン成分とアニオン成分について具体例を挙げて詳細に説明する。
なお、本発明においては、以下に示すカチオン成分とアニオン成分を適宜組合わせて用いることができる。
【００７６】
上記カチオン成分の一種である分子性カチオンとしては、例えばイミダゾリウム誘導体カチオン、より具体的には次式（１）で表される一置換イミダゾリウム誘導体カチオン（Ｍｏｎｏｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  Ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００７７】
【化１】
2007053025.tif 000002
【００７８】
（式中のＲ１１は、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００７９】
そして、炭化水素基の具体例としては、メチル基やブチル基などを挙げることができる。
【００８０】
また、次式（２）で表される二置換イミダゾリウム誘導体カチオン（Ｄｉｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  Ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００８１】
【化２】
2007053025.tif 000003
【００８２】
（式中のＲ２１及びＲ２２は同一でも異なっていてもよく、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００８３】
そして、Ｒ２１及びＲ２２としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他にエチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ベンジル基、γ−フェニルプロピル基などを挙げることができる。
【００８４】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ２１がメチル基であり、Ｒ２２がメチル基、エチル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ベンジル基、γ−フェニルプロピル基であるものや、Ｒ２１がエチル基であり、Ｒ２２がブチル基であるものなどを挙げることができる。
【００８５】
更に、次式（３）で表される三置換イミダゾリウム誘導体カチオン（Ｔｒｉｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  Ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００８６】
【化３】
2007053025.tif 000004
【００８７】
（式中のＲ３１〜Ｒ３３は同一でも異なっていてもよく、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００８８】
そして、Ｒ３１〜Ｒ３３としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他にエチル基、プロピル基、ヘキシル基、ヘキサデシル基などを挙げることができる。
【００８９】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ３１がエチル基であり、Ｒ３２及びＲ３３がメチル基であるもの、Ｒ３１がプロピル基であり、Ｒ３２及びＲ３３がメチル基であるもの、Ｒ３１がブチル基であり、Ｒ３２及びＲ３３がメチル基であるもの、Ｒ３１がヘキシル基であり、Ｒ３２及びＲ３３がメチル基であるもの、Ｒ３１がヘキサデシル基であり、Ｒ３２及びＲ３３がメチル基であるものなどを挙げることができる。
【００９０】
また、次式（４）で表されるピリジニウム誘導体カチオン（Ｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００９１】
【化４】
2007053025.tif 000005
【００９２】
（式中のＲ４１〜Ｒ４４は同一でも異なっていてもよく、水素又は１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００９３】
そして、Ｒ４１〜Ｒ４４としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他に水素、エチル基、ヘキシル基、オクチル基などを挙げることができる。
【００９４】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ４１がエチル基であり、Ｒ４２〜Ｒ４４が水素であるもの、Ｒ４１がブチル基であり、Ｒ４２〜Ｒ４４が水素であるものやＲ４２及びＲ４３が水素でありＲ４４がメチル基であるもの、Ｒ４２及びＲ４４が水素でありＲ４３がメチル基であるもの、Ｒ４２及びＲ４３がメチル基でありＲ４４が水素であるもの、Ｒ４２及びＲ４４がメチル基でありＲ４３が水素であるもの、Ｒ４２及びＲ４３が水素でありＲ４４がエチル基であるもの、Ｒ４１がヘキシル基であり、Ｒ４２〜Ｒ４４が水素であるものやＲ４２及びＲ４３が水素でありＲ４４がメチル基であるもの、Ｒ４２及びＲ４４が水素でありＲ４３がメチル基であるもの、Ｒ４１がオクチル基であり、Ｒ４２〜Ｒ４４が水素であるものやＲ４２及びＲ４３が水素でありＲ４４がメチル基であるもの、Ｒ４２およびＲ４４が水素でありＲ４３がメチル基であるものなどを挙げることができる。
【００９５】
更に、次式（５）で表されるピロリジニウム誘導体カチオン（Ｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００９６】
【化５】
2007053025.tif 000006
【００９７】
（式中のＲ５１及びＲ５２は同一でも異なっていてもよく、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００９８】
そして、Ｒ５１及びＲ５２としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他にエチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基などを挙げることができる。
【００９９】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ５１がメチル基であり、Ｒ５２がメチル基であるものやエチル基であるもの、ブチル基であるもの、ヘキシル基であるもの、オクチル基であるもの、Ｒ５１がエチル基であり、Ｒ５２がブチル基であるもの、Ｒ５１及びＲ５２がプロピル基、ブチル基、ヘキシル基であるものなどを挙げることができる。
【０１００】
また、次式（６）で表されるアンモニウム誘導体カチオン（Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【０１０１】
【化６】
2007053025.tif 000007
【０１０２】
（式中のＲ６１〜Ｒ６４は同一でも異なっていてもよく、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【０１０３】
そして、Ｒ６１〜Ｒ６４としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他にエチル基、オクチル基などを挙げることができる。
【０１０４】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ６１〜Ｒ６４がメチル基であるものやエチル基であるもの、ブチル基であるもの、Ｒ６１がメチル基であり、Ｒ６２〜Ｒ６４がオクチル基であるものなどを挙げることができる。
【０１０５】
更に、次式（７）で表されるホスフォニウム誘導体カチオン（Ｐｈｏｓｐｈｏｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【０１０６】
【化７】
2007053025.tif 000008
【０１０７】
（式中のＲ７１〜Ｒ７４は同一でも異なっていてもよく、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【０１０８】
そして、Ｒ７１〜Ｒ７４としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他にエチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、フェニル基、ベンジル基などを挙げることができる。
【０１０９】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ７１がメチル基であり、Ｒ７２〜Ｒ７４がブチル基であるものやイソブチル基であるもの、Ｒ７１がエチル基であり、Ｒ７２〜Ｒ７４がブチル基であるもの、Ｒ７１〜Ｒ７４がブチル基であるものやオクチル基であるもの、Ｒ７１がテトラデシル基であり、Ｒ７２〜Ｒ７４がブチル基であるものやヘキシル基であるもの、Ｒ７１がヘキサデシル基であり、Ｒ７２〜Ｒ７４がブチル基であるもの、Ｒ７１がベンジル基であり、Ｒ７２〜Ｒ７４がフェニル基であるものなどを挙げることができる。
【０１１０】
また、次式（８）で表されるグアニジウム誘導体カチオン（Ｇｕａｎｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【０１１１】
【化８】
2007053025.tif 000009
【０１１２】
（式中のＲ８１〜Ｒ８６は同一でも異なっていてもよく、水素又は１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【０１１３】
そして、Ｒ８１〜Ｒ８６としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他に水素、エチル基、プロピル基、イソプロピル基などを挙げることができる。
【０１１４】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ８１〜Ｒ８６の全てが水素であるものやメチル基であるもの、Ｒ８１がエチル基、Ｒ８２〜Ｒ８５がメチル基、Ｒ８６が水素であるもの、Ｒ８１がイソプロピル基、Ｒ８２〜Ｒ８５がメチル基、Ｒ８６が水素であるもの、Ｒ８１がプロピル基、Ｒ８２〜Ｒ８６がメチル基であるものなどを挙げることができる。
【０１１５】
更に、次式（９）で表されるイソウロニウム誘導体カチオン（Ｉｓｏｕｒｏｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【０１１６】
【化９】
2007053025.tif 000010
【０１１７】
（式中のＲ９１〜Ｒ９５は同一でも異なっていてもよく、水素又は１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示し、Ａ９は酸素原子又は硫黄原子を示す。）を挙げることができる。
【０１１８】
そして、Ｒ９１〜Ｒ９５としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他に水素、エチル基などを挙げることができる。
【０１１９】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ａ９が酸素原子（Ｏ）であって、Ｒ９１〜Ｒ９５の全てがメチル基であるものやＲ９１がエチル基、Ｒ９２〜Ｒ９５がメチル基であるもの、Ａ９が硫黄原子（Ｓ）であって、Ｒ９１がエチル基、Ｒ９２〜Ｒ９５がメチル基であるものなどを挙げることができる。
【０１２０】
一方、上記分子性アニオンとしては、例えば硫酸アニオン［ＳＯ４２−］、硫酸一水素アニオン［ＨＳＯ４−］又は次式（１０）で表される硫酸エステルアニオン（Ｓｕｌｆａｔｅｓ  ａｎｉｏｎ）；
【０１２１】
【化１０】
2007053025.tif 000011
【０１２２】
（式中のＲ１０１は１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【０１２３】
そして、Ｒ１０１としては、上述したＲ１１と同様のものを挙げることができ、その他にエチル基、ヘキシル基、オクチル基などを挙げることができる。
【０１２４】
また、代表的な具体例としては、Ｒ１０１がメチル基やエチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基であるものなどを挙げることができる。
【０１２５】
また、次式（１１）で表されるスルホン酸エステルアニオン（Ｓｕｌｆｏｎａｔｅｓ  ａｎｉｏｎ）；
【０１２６】
【化１１】
2007053025.tif 000012
【０１２７】
（式中のＲ１１１は１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基、更にはそのフッ素置換体を示す。）を挙げることができる。
【０１２８】
そして、代表的な具体例としては、Ｒ１１１がフッ素置換されたメチル基（トリフルオロメタンサルフォネートアニオンに相当）であるもの、更にはｐ−トリル基（ｐ−トルエンスルホン酸アニオンに相当）であるものを挙げることができる。
【０１２９】
更に、次式（１２）〜（１４）で表されるアミドアニオン（Ａｍｉｄｅｓ  Ａｎｉｏｎ）又はイミドアニオン（Ｉｍｉｄｅｓ  Ａｎｉｏｎ）；
【０１３０】
【化１２】
2007053025.tif 000013
【０１３１】
【化１３】
2007053025.tif 000014
【０１３２】
【化１４】
2007053025.tif 000015
【０１３３】
を挙げることができる。
なお、アミドアニオンやイミドアニオンについては必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１３４】
また、次式（１５）又は（１６）で表されるメタンアニオン（Ｍｅｔｈａｎｅｓ  Ａｎｉｏｎ）；
【０１３５】
【化１５】
2007053025.tif 000016
【０１３６】
【化１６】
2007053025.tif 000017
【０１３７】
を挙げることができる。
なお、メタンアニオンについても必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１３８】
また、次式（１７）〜（２３）で表されるホウ素含有化合物アニオン；
【０１３９】
【化１７】
2007053025.tif 000018
【０１４０】
【化１８】
2007053025.tif 000019
【０１４１】
【化１９】
2007053025.tif 000020
【０１４２】
【化２０】
2007053025.tif 000021
【０１４３】
【化２１】
2007053025.tif 000022
【０１４４】
【化２２】
2007053025.tif 000023
【０１４５】
【化２３】
2007053025.tif 000024
【０１４６】
を挙げることができる。
なお、ホウ素含有化合物アニオンについても必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１４７】
更に、次式（２４）〜（３２）で表されるリン含有化合物アニオン；
【０１４８】
【化２４】
2007053025.tif 000025
【０１４９】
【化２５】
2007053025.tif 000026
【０１５０】
【化２６】
2007053025.tif 000027
【０１５１】
【化２７】
2007053025.tif 000028
【０１５２】
【化２８】
2007053025.tif 000029
【０１５３】
【化２９】
2007053025.tif 000030
【０１５４】
【化３０】
2007053025.tif 000031
【０１５５】
【化３１】
2007053025.tif 000032
【０１５６】
【化３２】
2007053025.tif 000033
【０１５７】
を挙げることができる。
なお、リン含有化合物アニオンについても必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１５８】
更に、次式（３３）又は（３４）で表されるカルボン酸アニオン；
【０１５９】
【化３３】
2007053025.tif 000034
【０１６０】
【化３４】
2007053025.tif 000035
【０１６１】
を挙げることができる。
なお、カルボン酸アニオンについても必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１６２】
更に、次式（３５）又は（３６）で表される金属元素含有アニオン；
【０１６３】
【化３５】
2007053025.tif 000036
【０１６４】
【化３６】
2007053025.tif 000037
【０１６５】
を挙げることができる。
なお、金属元素含有アニオンについても必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１６６】
他方、分子性アニオンではないが、他のアニオン成分としてハロゲン化物アニオン（Ｈａｌｏｇｅｎｉｄｅｓ  Ａｎｉｏｎ）であるフッ素アニオン［Ｆ−］や塩素アニオン［Ｃｌ−］、臭素アニオン［Ｂｒ−］、ヨウ素アニオン［Ｉ−］を挙げることもできる。
【０１６７】
更に、本発明においては、イミダゾリウム誘導体カチオン、ピリジニウム誘導体カチオン、ピロリジニウム誘導体カチオン又はアンモニウム誘導体カチオン、及びこれらの任意の組合わせに係る分子性カチオンの混合物と、四フッ化ホウ素アニオン、トリフルオロメタンサルフォネートアニオン、フッ化水素アニオン［（ＨＦｎ）Ｆ−（ｎは実数で１〜３が望ましい。）］、硫酸一水素アニオン又はリン酸二水素アニオン、及びこれらの任意の組合わせに係る分子性アニオンの混合物とから成ることが望ましい。
これらの分子性カチオンと分子性アニオンを組合わせたものは常温溶融塩であって、良好な親水性を示すからである。
【０１６８】
次に、本発明において、用いるゾル・ゲル化剤の前駆体について説明する。
かかるゾル・ゲル化剤の前駆体は、エネルギーデバイス運転システムの電解質内において、通常運転時には、物理的に混合されて分散された状態になっており、制御による加熱やクロスリークが発生した際の過熱により、溶解してゾル化し、制御による冷却によりゲル化ないし結晶化すれば、特に限定されるものではないが、例えば低分子ゲル化剤の前駆体を用いることができる。
ここで、「低分子」とは、分子量が１０００以下のものを意味し、具体的なゲル化剤の前駆体として、例えば、次式（３７）〜（４６）に示すものなどを挙げることができる。
【０１６９】
【化３７】
2007053025.tif 000038
【０１７０】
【化３８】
2007053025.tif 000039
【０１７１】
【化３９】
2007053025.tif 000040
【０１７２】
【化４０】
2007053025.tif 000041
【０１７３】
【化４１】
2007053025.tif 000042
【０１７４】
【化４２】
2007053025.tif 000043
【０１７５】
【化４３】
2007053025.tif 000044
【０１７６】
【化４４】
2007053025.tif 000045
【０１７７】
【化４５】
2007053025.tif 000046
【０１７８】
【化４６】
2007053025.tif 000047
【０１７９】
なお、これらのゲル化剤の前駆体は、単独でも２種以上のゲル化剤を混合して使用することも可能である。
【０１８０】
これらのゲル化剤の前駆体は、電解質中に混ぜ込まれた初期状態では、電解質との間に特別な相互作用はなく、ゾル化もゲル化もしない。したがって、ゲル化が必要な事態が生じるまでは通常の電解質と同様に扱うことができ、電解質の固定化や、構造障壁の生成がないために、イオン伝導性や電極との密着性を損なうことによる性能低下が生じることはない。
【０１８１】
一方、ゲル化によって、電解質内でのクロスリークを防止することが必要な事態が生じた場合、ゲル化剤の前駆体は一定の規則性に従ったゲル化剤の前駆体同士の分子レベルの結合を行い、ナノ〜ミクロンオーダーの構造体の形態をとる。この構造体に電解質が保持されることによって、電解質全体が固体又は半固体化（ゲル化）することになる。
【０１８２】
このとき、電解質全体をゲル化することなく、特定部位に留めたゲル化の実施が可能になる。また、ゲル化が生じた際に、ゲル内に保持された電解質とゲル構造体との相互作用作用が小さく、イオン伝導度が大幅に低下することはない。
【０１８３】
これらのゲル化剤の前駆体は、一定以上の熱が加わることによって電解質にゲル化剤の前駆体が溶解してゾル化し、その後冷却されると、ナノ〜ミクロンオーダーのゲル化剤構造体により電解質がゲル化するようになる。このような制御は、上述したようなシステムに制御により実行することができる。
【０１８４】
なお、低分子ゲル化剤の前駆体の混合量としては、特に限定されるものではないが、ゲル化体強度の観点から、電解質中のモル比で０．０１〜１．０ｍｏｌ／ｍＬ、更には０．０５〜０．４ｍｏｌ／ｍＬの範囲とすることが好ましい。
【０１８５】
また、かかる低分子ゲル化剤の前駆体の電解質への溶解温度としては、１２０℃以上であることが好ましい。
即ち、電解質温度が１２０℃以上にならない限り、ゲル化剤の前駆体が電解質中に溶解せず、通常温度域で電解質全体がゲル化することなく、燃料電池やキャパシタ、リチウムイオン電池、色素増感型太陽電池などに適用することができる。
【０１８６】
また、ゲル化した電解質のゾルゲル相転移温度は、１６０℃以上であることが好ましい。
即ち、部分的なゲル化部位が再欠損した場合、再度加熱手段を作動させて溶解することによって、電解質をゾル化し、再ゲル化することによって再欠損部位を再度封止することができるようになる。なお、ゾルゲル相転移温度は、ゲル化剤の混合量を増すことによって高くすることができる。
【０１８７】
図１１は、ゾル‐ゲル転移温度とゲル化剤濃度に対する状態を示すゾル／ゲル状態図である。
同図に示すように、電解質へのゲル化剤投入量（濃度）は、電解質のゲル化温度に影響を与える。電解質のピンホールに起因するクロスリークによる発熱からの降温により、ゲル化が生じる濃度を実験的に求めることができ、かかるデータを予めマップとして上述したような電子制御装置に格納しておくことができ、これにより、適切な温度制御を実行することができる。
【実施例】
【０１８８】
以下、本発明を若干の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
【０１８９】
（実施例１）
（１）電解質膜の作製
電解質膜のゲル化剤として、上記式（４５）に示した環状ジペプチド型ゲル化剤（ｃｙｃｌｏ（Ｌ−Ａｓｐ（ＯＲ）−Ｌ−Ｐｈｅ））を選出して電解質のゲル化構造体の作製を行なった。
イオン液体として、市販されているＥＭＩｍＢＦ４を、ヘキサン／酢酸エチル混合溶媒（容量比１／１）で洗浄を行なった後、減圧乾燥したものを使用した。
上記によって得られたイオン液体１Ｌに対して、平均粒径２μｍに調整した低分子ゲル化剤である上記ｃｙｃｌｏ（Ｌ−Ａｓｐ（ＯＲ）−Ｌ−Ｐｈｅ）を１３０ｇ添加し、マグネットスターラーによって十分に混合し、均一に分散させた。
なお、上記ゲル化剤のイオン液体への溶解温度は１６０℃であり、ゲル化剤溶解後のイオン液体のゾルゲル相転移温度は、１４０℃であることを別途確認した。
上記によって得られたゲル化剤混合イオン液体をＰＴＦＥから成る多孔質膜に含浸させて、電解質膜を得た。
【０１９０】
（２）燃料電池の作製
得られた電解質膜を用いて、図１２に示すように、当該電解質膜２０１を触媒電極層２０２，２０２及びガス拡散層（ＧＤＬ）２０３，２０３で狭持すると共に、その両側に空気流路２０４ａ及び冷却水路２０４ｂを備えた空気極側セパレータ２０４と、水素ガス流路２０５ａを備えた燃料極側セパレータ２０５をそれぞれ配置することによって、燃料電池用セルを形成した。
【０１９１】
（３）燃料電池システムの作製
得られた燃料電池セルを図４に示す燃料電池システムに組込むことにより、本例の燃料電池システムを得た。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１】燃料電池システムの第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】燃料電池システムの第１の実施形態における運転方法の一例を示すフロー図である。
【図３】アノード水素消費量とカソード酸素消費量とに対する等ＦＣ推定出力を示す模式的グラフ図である。
【図４】燃料電池システムの第２の実施形態を示す構成図である。
【図５】燃料電池システムの第２の実施形態における運転方法の一例を示すフロー図である。
【図６】燃料電池システムの第３の実施形態を示す構成図である。
【図７】燃料電池システムの第３の実施形態における運転方法の一例を示すフロー図である。
【図８】燃料電池システムの第３の実施形態における運転方法の他の例を示すフロー図である。
【図９】燃料電池システムの第４の実施形態を示す構成図である。
【図１０】燃料電池システムの第４の実施形態における運転方法の一例を示すフロー図である。
【図１１】ゾル‐ゲル転移温度とゲル化剤濃度に対する状態を示すゾル／ゲル状態図である。
【図１２】燃料電池の構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１９３】
１，２，３，４  燃料電池システム
１０            燃料電池
１２            アノード
１４            カソード
２０            コントロールバルブ
２２            流量計
２４            コンプレッサ
２６            水素リサイクル流路
３０            コンプレッサ
３２            酸素濃度計
４０            電圧計
５０            電流計
６０            温度計
７０            電子制御装置
８０            冷却システム
８１            ファン
８２            ポンプ
８３            流路
９０            熱交換燃焼器
９２            バーナー
２０１            電解質膜
２０２            触媒電極層
２０３            ガス拡散層
２０４            空気極側セパレータ
２０４ａ          空気流路
２０４ｂ          冷却水路
２０５            燃料極側セパレータ
２０５ａ          水素ガス流路  
【図１】
2007053025.tif 000048
【図２】
2007053025.tif 000049
【図３】
2007053025.tif 000050
【図４】
2007053025.tif 000051
【図５】
2007053025.tif 000052
【図６】
2007053025.tif 000053
【図７】
2007053025.tif 000054
【図８】
2007053025.tif 000055
【図９】
2007053025.tif 000056
【図１０】
2007053025.tif 000057
【図１１】
2007053025.tif 000058
【図１２】
2007053025.tif 000059