(57)【要約】      （修正有）【課題】予備運転期間を短縮することが可能な固体高分子型燃料電池の運転方法を提供する。【解決手段】固体高分子電解質膜３と、該固体高分子電解質膜３の一方の側に配置したアノード触媒層５Ａと、前記固体高分子電解質膜３のもう一方の側に配置したカソード触媒層５Ｂとを備える固体高分子型燃料電池の運転方法であって、予備運転として、前記アノード触媒層５Ａに酸化剤ガスを供給すると共に前記カソード触媒層５Ｂに水素ガスを供給して発電を行った後、通常運転において、前記アノード触媒層５Ａに燃料ガス又は液体を供給すると共に前記カソード触媒層５Ｂに酸化剤ガスを供給して発電を行う。【選択図】図１
2007227084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜と、該固体高分子電解質膜の一方の側に配置したアノード触媒層と、前記固体高分子電解質膜のもう一方の側に配置したカソード触媒層とを備える固体高分子型燃料電池の運転方法であって、
予備運転として、前記アノード触媒層に酸化剤ガスを供給すると共に前記カソード触媒層に水素ガスを供給して発電を行った後、
通常運転において、前記アノード触媒層に燃料ガス又は液体を供給すると共に前記カソード触媒層に酸化剤ガスを供給して発電を行うことを特徴とする固体高分子型燃料電池の運転方法。
【請求項２】
前記カソード触媒層が、少なくとも貴金属を含む金属触媒を触媒担持体上に担持してなることを特徴とする請求項１に記載の固体高分子型燃料電池の運転方法。
【請求項３】
前記金属触媒が、Ｐｔを含むことを特徴とする請求項２に記載の固体高分子型燃料電池の運転方法。
【請求項４】
電気メッキにより、前記金属触媒が触媒担持体に担持されていることを特徴とする請求項２に記載の固体高分子型燃料電池の運転方法。
【請求項５】
前記触媒担持体が、芳香環を有する化合物を酸化重合してフィブリル状ポリマーを生成させ、該フィブリル状ポリマーを焼成炭化して生成させた３次元連続状炭素繊維であることを特徴とする請求項２に記載の固体高分子型燃料電池の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型燃料電池の運転方法、特に固体高分子型燃料電池の予備運転時間を短縮することが可能な固体高分子型燃料電池の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、発電効率が高く、環境への負荷が小さい電池として、燃料電池が注目を集めており、広く研究開発が行われている。燃料電池の中でも、出力密度が高く作動温度が低い固体高分子型燃料電池は、小型化や低コスト化が他のタイプの燃料電池よりも容易なことから、電気自動車用電源、分散発電システム、家庭用のコージェネレーションシステムとして広く普及することが期待されている。
【０００３】
一般に固体高分子型燃料電池は、固体高分子電解質膜及び該固体高分子電解質膜の両側に配置された電極（燃料極及び酸化極）からなる膜電極接合体（ＭＥＡ）と、該膜電極接合体の外側に配置された導電性のセパレータとを備える。ここで、電極は、固体高分子電解質膜に隣接する触媒層と、該触媒層の外側に配置されたガス拡散層とからなる。該触媒層は、炭素質の担持体上にＰｔ等の貴金属を、電気メッキや無電解メッキ等の湿式法、スパッタや真空蒸着等の乾式法、一般的には量産性に優れる電気メッキや無電解メッキで担持し、更に任意に高分子電解質を塗布して形成されており、燃料極のアノード触媒層においては、燃料ガス又は液体が酸化され、酸化極のカソード触媒層では、アノード触媒層で発生したプロトンと酸素とが反応して水が生成する。また、上記ガス拡散層は、触媒層への燃料ガス及び酸化剤ガスの供給や、生成した水のセパレータへの排出をスムーズにする役割を担い、該ガス拡散層としては、一般にカーボンペーパーやカーボンクロス等が使用されている。また、上記セパレータは、その表面にガス流路が形成されており、燃料ガスや酸化剤ガスを通過させると同時に、上記ガス拡散層から電流を外部に伝え、電気エネルギーを取り出す役割を担う（非特許文献１及び２参照）。
【０００４】
【非特許文献１】日本化学会編，「化学総説Ｎｏ.４９，新型電池の材料化学」，学会出版センター，２００１年，ｐ．１８０−１８２
【非特許文献２】「固体高分子型燃料電池＜２００１年版＞」，技術情報協会，２００１年，ｐ．１４−１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本発明者らが、上記固体高分子型燃料電池について、その電池性能を検討したところ、運転初期は電池性能が低く、運転を継続するに従って電池性能の向上が見られ、やがて、一定の電池性能を発揮することが分った。このため、固体高分子型燃料電池は、電池性能が一定になるまでに、予備運転を相当期間行う必要であり、また、どの程度の期間に渡って予備運転を行う必要があるかを判断する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、運転初期から一定の電池性能を発揮するまでの期間、即ち、予備運転期間を短縮することが可能な固体高分子型燃料電池の運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、通常、酸化剤ガスが供給されるカソード触媒層に水素ガスを供給し、通常、燃料ガス又は液体が供給されるアノード触媒層に酸化剤ガスを供給して予備運転を行った後、アノード触媒層に燃料ガス又は液体を供給すると共にカソード触媒層に酸化剤ガスを供給して発電を行うことで、従来の固体高分子型燃料電池の予備運転期間よりも短時間で燃料電池が一定の電池性能を示すようになるため、予備運転期間を短縮できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
即ち、本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法は、固体高分子電解質膜と、該固体高分子電解質膜の一方の側に配置したアノード触媒層と、前記固体高分子電解質膜のもう一方の側に配置したカソード触媒層とを備える固体高分子型燃料電池の運転方法であって、
予備運転として、前記アノード触媒層に酸化剤ガスを供給すると共に前記カソード触媒層に水素ガスを供給して発電を行った後、
通常運転において、前記アノード触媒層に燃料ガス又は液体を供給すると共に前記カソード触媒層に酸化剤ガスを供給して発電を行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明で使用する固体高分子型燃料電池において、前記カソード触媒層は、少なくとも貴金属を含む金属触媒を触媒担持体上に担持してなることが好ましい。ここで、前記金属触媒は、Ｐｔを含むことが更に好ましい。また、前記金属触媒は、電気メッキにより触媒担持体に担持されていることが好ましい。更に、前記触媒担持体は、芳香環を有する化合物を酸化重合してフィブリル状ポリマーを生成させ、該フィブリル状ポリマーを焼成炭化して生成させた３次元連続状炭素繊維であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通常、酸化剤ガスが供給されるカソード触媒層に水素ガスを供給し、通常、燃料ガス又は液体が供給されるアノード触媒層に酸化剤ガスを供給して予備運転を行った後、アノード触媒層に燃料ガス又は液体を供給すると共にカソード触媒層に酸化剤ガスを供給して発電を行うことで、固体高分子型燃料電池の予備運転期間を短縮することができ、また、固体高分子型燃料電池の電池性能を向上させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法は、固体高分子電解質膜と、該固体高分子電解質膜の一方の側に配置したアノード触媒層と、前記固体高分子電解質膜のもう一方の側に配置したカソード触媒層とを備える固体高分子型燃料電池の運転方法であって、予備運転として、前記アノード触媒層に酸化剤ガスを供給すると共に前記カソード触媒層に水素ガスを供給して発電を行った後、通常運転において、前記アノード触媒層に燃料ガス又は液体を供給すると共に前記カソード触媒層に酸化剤ガスを供給して発電を行うことを特徴とする。通常運転時に酸化剤ガスが供給されるカソード触媒層に水素ガスを供給し、燃料ガス又は液体が供給されるアノード触媒層に酸化剤ガスを供給して予備運転を行った後、アノード触媒層に燃料ガス又は液体を供給すると共にカソード触媒層に酸化剤ガスを供給して通常運転を行うことで、触媒表面のクリーニング効果が促進される等して活性が向上する等の理由で、従来よりも短時間で固体高分子型燃料電池が一定の電池性能を示すようになる。そのため、本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法によれば、予備運転期間を短縮することができる。また、この場合、プロトンを双方向に流すことにより、より好ましいプロトンパスが形成される等の理由により、固体高分子型燃料電池の電池性能を向上させることもできる。
【００１２】
次に、本発明で使用する固体高分子型燃料電池を図１を参照しながら説明する。図示例の固体高分子型燃料電池は、膜電極接合体（ＭＥＡ）１と、その両側にそれぞれ位置するセパレータ２とを備える。膜電極接合体（ＭＥＡ）１は、固体高分子電解質膜３と、該固体高分子電解質膜３の一方の側に位置する燃料極４Ａと、前記固体高分子電解質膜３のもう一方の側に位置する酸化極４Ｂとからなる。燃料極４Ａ及び酸化極４Ｂは、それぞれ触媒層５Ａ，５Ｂ及びガス拡散層６Ａ，６Ｂからなり、触媒層５Ａ，５Ｂが固体高分子電解質膜３に接触するように配置されている。通常運転時において、燃料極４Ａのアノード触媒層５Ａでは、燃料ガス又は液体が酸化されてプロトン及び電子が発生し、発生したプロトンは固体高分子電解質膜３を経て酸化極４Ｂに至り、また、発生した電子は外部に取り出されて電流となる。また、通常運転時において、酸化極４Ｂのカソード触媒層５Ｂでは、プロトンが酸化されて、水が発生する。一例として、燃料ガスとして水素を用いた場合、通常運転時において、燃料極４Ａのアノード触媒層５Ａでは、２Ｈ2→４Ｈ+＋４ｅ-で表される反応が起こり、また、酸化極４Ｂのカソード触媒層５Ｂでは、Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ-→２Ｈ2Ｏで表される反応が起こる。
【００１３】
ここで、本発明では、予備運転として、アノード触媒層５Ａに酸化剤ガスを供給すると共に、カソード触媒層５Ｂに水素ガスを供給して発電させた後に、通常運転を行う。なお、予備運転時と通常運転時とでは、アノード触媒層５Ａ及びカソード触媒層５Ｂで起こる反応は異なる。即ち、予備運転時において、カソード触媒層５Ｂでは、水素ガスが酸化されてプロトン及び電子が発生し（２Ｈ2→４Ｈ+＋４ｅ-）、アノード触媒層５Ａでは、プロトンが酸化されて、水が発生する（Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ-→２Ｈ2Ｏ）。
【００１４】
本発明において、通常運転時にカソード触媒層５Ｂに供給され、予備運転時にアノード触媒層５Ａに供給される酸化剤ガスとしては、酸素、空気等が挙げられる。また、通常運転時にアノード触媒層５Ａに供給される燃料ガス及び液体としては、水素、メタノール等が挙げられる。なお、これら、酸化剤ガス、燃料ガスは、加湿して供給されることが好ましい。
【００１５】
本発明で使用する固体高分子型燃料電池において、前記カソード触媒層５Ｂは、通常、触媒担持体上に金属触媒を担持してなる。なお、アノード触媒層５Ａも、通常、触媒担持体上に金属触媒を担持してなり、カソード触媒層５Ｂと同様の構成とすることができる。
【００１６】
上記触媒担持体としては、炭素質の担持体が好ましく、芳香環を有する化合物を酸化重合してフィブリル状ポリマーを生成させ、該フィブリル状ポリマーを焼成炭化して生成させた３次元連続状炭素繊維が特に好ましい。該３次元連続状炭素繊維は、表面積が広く、導電性に優れるため、触媒層用の触媒担持体として特に好適である。ここで、フィブリル状ポリマーの原料となる芳香環を有する化合物としては、ベンゼン環を有する化合物、芳香族複素環を有する化合物を挙げることができる。また、ベンゼン環を有する化合物としては、アニリン及びアニリン誘導体が好まく、芳香族複素環を有する化合物としては、ピロール、チオフェン及びこれらの誘導体が好ましい。これら芳香環を有する化合物は、一種単独で用いてもよいし、二種以上の混合物として用いてもよい。
【００１７】
上記芳香環を有する化合物を酸化重合して得られるフィブリル状ポリマーは、一般に三次元連続構造を有し、直径が30nm〜数百nmであることが好ましく、40nm〜500nmであることが更に好ましく、長さが0.5μm〜100mmであることが好ましく、1μm〜10mmであることが更に好ましい。
【００１８】
上記酸化重合法としては、電解酸化重合法及び化学的酸化重合法等の種々の方法が利用できるが、中でも電解酸化重合法が好ましい。また、酸化重合においては、原料の芳香環を有する化合物と共に、酸を混在させることが好ましい。この点について更に詳述すると、例えば、重合原料としてアニリンを用いた場合、アニリンをＨＢＦ4を混在させた状態で酸化重合して得られるポリアニリンは、通常下記式（Ａ）〜（Ｄ）：
【化１】
2007227084.tif 000003
に示した４種のポリアニリンが混在した状態、即ち、ベンゾノイド＝アミン状態（式Ａ）、ベンゾノイド＝アンモニウム状態（式Ｂ）、ドープ＝セミキノンラジカル状態（式Ｃ）及びキノイド＝ジイミン状態（式Ｄ）の混合状態になる。ここで、上記各状態の混合比率は特に制限されるものではないが、ドープ＝セミキノンラジカル状態（式Ｃ）を多く含んでいる方がキノイド＝ジイミン状態（式Ｄ）が大部分であるよりも最終的に得られる炭素繊維の残炭率が高くなる。従って、ドープ＝セミキノンラジカル状態（式Ｃ）を多く含むポリアニリンを得るためには、重合時に酸を混在させることが好ましい。なお、重合の際に混在させる酸としては、上記ＨＢＦ4に限定されるものではなく、種々のものを使用することができ、ＨＢＦ4の他、Ｈ2ＳＯ4、ＨＣｌ、ＨＣｌＯ4等を例示することができる。ここで、該酸の濃度は、0.1〜3mol/Lの範囲が好ましく、0.5〜2.5mol/Lの範囲が更に好ましい。
【００１９】
上記ドープ＝セミキノンラジカル状態（式Ｃ）の含有割合（ドーピングレベル）は適宜調節することができ、この含有割合（ドーピングレベル）を調節することにより、得られる炭素繊維の残炭率を制御することができ、ドーピングレベルを高くすることにより得られる炭素繊維の残炭率が高くなる。なお、特に限定されるものではないが、このドープ＝セミキノンラジカル状態（式Ｃ）の含有割合（ドーピングレベル）は、通常0.01〜50％の範囲とすることが好ましい。
【００２０】
電解酸化重合によりフィブリル状ポリマーを得る場合には、芳香環を有する化合物を含む溶液中に作用極及び対極となる一対の電極板を浸漬し、両極間に前記芳香環を有する化合物の酸化電位以上の電圧を印加するか、または該芳香環を有する化合物が重合するのに充分な電圧が確保できるような条件の電流を通電すればよく、これにより作用極上にフィブリル状ポリマーが生成する。この電解酸化重合法によるフィブリル状ポリマーの合成方法の一例を挙げると、作用極及び対極としてステンレススチール、白金、カーボン等の良導電性物質からなる板や多孔質材等を用い、これらをＨ2ＳＯ4、ＨＢＦ4等の酸及び芳香環を有する化合物を含む電解溶液中に浸漬し、両極間に0.1〜1000mA/cm2、好ましくは0.2〜100mA/cm2の電流を通電して、作用極側にフィブリル状ポリマーを重合析出させる方法などが例示される。ここで、芳香環を有する化合物の電解溶液中の濃度は、0.05〜3mol/Lの範囲が好ましく、0.25〜1.5mol/Lの範囲が更に好ましい。また、電解溶液には、上記成分に加え、ｐＨを調製するために可溶性塩等を適宜添加してもよい。
【００２１】
上述のように、炭素繊維のドーピングレベルを調節することにより、得られる炭素繊維の残炭率を制御することができるが、ドーピングレベルの調節は、得られたフィブリル状ポリマーを何らかの方法で還元すればよく、その手法に特に制限はない。具体例としては、アンモニア水溶液又はヒドラジン水溶液などに浸漬する方法、電気化学的に還元電流を付加する方法などが挙げられる。この還元レベルによりフィブリル状ポリマーに含まれるドーパント量の制御を行うことができ、この場合、還元処理によってフィブリル状ポリマー中のドーパント量は減少する。また、重合時において酸濃度を制御することにより重合過程でドーピングレベルをある程度調節することもできるが、ドーピングレベルが大きく異なる種々のサンプルを得ることは難しく、このため上記還元法が好適に採用される。なお、このように含有割合を調節したドーパントは、後述する焼成炭化処理後も、その条件を制御することによって得られる炭素繊維中に保持され、これにより炭素繊維の残炭率が制御される。
【００２２】
上記のようにして作用極上に得られたフィブリル状ポリマーを、水や有機溶剤等の溶媒で洗浄し、乾燥させた後、焼成、好ましくは非酸化性雰囲気中で焼成して炭化することで、３次元連続状の炭素繊維が得られる。ここで、乾燥方法としては、特に制限されるものではないが、風乾、真空乾燥の他、流動床乾燥装置、気流乾燥機、スプレードライヤー等を使用した方法を例示することができる。また、焼成条件としては、特に限定されるものではないが、温度500〜3000℃、好ましくは600〜2800℃で、0.5〜6時間とすることが好ましい。なお、非酸化性雰囲気としては、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気、ヘリウム雰囲気等を挙げることができ、場合によっては水素雰囲気とすることもできる。
【００２３】
上記フィブリル状ポリマーを焼成炭化して得られる炭素繊維は、直径が30nm〜数百nmであることが好ましく、40nm〜500nmであることが更に好ましく、長さが0.5μm〜100mmであることが好ましく、1μm〜10mmであることが更に好ましい。また、該炭素繊維は、残炭率が95〜30％であることが好ましく、90〜40％であることが更に好ましい。
【００２４】
一方、上記炭素繊維等の触媒担持体に担持される金属触媒は、貴金属を含むことが好ましく、Ｐｔを含むことが更に好ましい。なお、本発明においては、Ｐｔを単独で用いてもよいし、Ｒｕ等の他の金属との合金として用いてもよい。金属触媒としてＰｔを選択することで、100℃以下の低温でも燃料ガス及び液体を高効率で酸化することができる。また、ＰｔとＲｕ等の合金を用いることで、ＣＯによるＰｔの被毒を防止して、触媒の活性低下を防止することができる。なお、担持される金属触媒は、微粒子状、繊維状、ワイヤー状、薄膜状等のいずれでもよいが、微粒子状であることが好ましく、粒径が0.5〜100nmであることが好ましく、1〜50nmであることが更に好ましい。該金属触媒の担持率は、触媒担持体1gに対して0.05〜5gの範囲が好ましい。ここで、上記金属触媒の触媒担持体上への担持法としては、特に限定されるものではなく、例えば、電気メッキ法（電解還元法）、無電解メッキ法、含浸法、スパッタ法、真空蒸着法等が挙げられるが、本発明の効果が顕著な点で、電気メッキ法が好ましい。
【００２５】
上記金属触媒が担持された触媒担持体には、更に高分子電解質を含浸させてもよく、該高分子電解質としては、イオン伝導性のポリマーを使用することができ、該イオン伝導性のポリマーとしては、スルホン酸、カルボン酸、ホスホン酸、亜ホスホン酸等のイオン交換基を有するポリマーを挙げることができ、該ポリマーはフッ素を含んでも、含まなくてもよい。該イオン伝導性のポリマーとしては、ナフィオン（登録商標）等のパーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマー等が挙げられる。該高分子電解質の含浸量は、触媒担持体100質量部に対して高分子電解質10〜500質量部の範囲が好ましい。なお、触媒担持体層の厚さは、特に限定されるものではないが、0.1〜100μmの範囲が好ましい。また、金属触媒担持量は、前記担持率と触媒担持体層の厚さにより定まり、好ましくは0.001〜0.8mg/cm2の範囲である。
【００２６】
また、本発明で使用する固体高分子型燃料電池において、上記セパレータ２としては、表面に燃料ガス又は液体、酸化剤ガス及び生成した水等の流路（図示せず）が形成された通常のセパレータを用いることができる。また、上記固体高分子電解質膜３としては、イオン伝導性のポリマーを使用することができ、該イオン伝導性のポリマーとしては、上記金属触媒が担持された触媒担持体に含浸させることが可能な高分子電解質として例示したものを用いることができる。
【００２７】
更に、上記ガス拡散層６Ａ，６Ｂは、触媒層５Ａ，５Ｂへ燃料ガス又は液体、或いは酸化剤ガスを供給するためのガス拡散層としての機能と、発生した電子の授受を行う集電体としての機能を担う。該ガス拡散層６Ａ，６Ｂとしては、多孔質で且つ電子伝導性を有するものが好ましく、具体的には、カーボンペーパー、多孔質のカーボン布等の多孔質支持体が挙げられ、カーボンペーパーが好ましい。なお、上述した電解酸化重合における作用極として多孔質支持体を用い、該多孔質支持体上にフィブリル状ポリマーを生成させ、更に該フィブリル状ポリマーを多孔質支持体上で焼成炭化して、多孔質支持体上に炭素繊維を作製することで、金属触媒の担持や燃料電池の組み立ての作業性が向上する。
【実施例】
【００２８】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００２９】
（実施例）
6×6cmのサイズにカットしたカーボンペーパー［東レ製］を作用極とし、ステンレスメッシュを対極とし、アニリン 0.5モル/L及び硫酸 1.5モル/Lを含む水溶液から、アニリンを電解酸化重合させ作用極上にポリアニリンを得た。なお、電解酸化重合における電流密度は25mA/cm2で、通電電荷量は3Ｃ/cm2とした。次に、カーボンペーパー上に得られたポリアニリンを十分洗浄後、乾燥し、減圧アルゴン雰囲気下1200℃で2時間焼成し、炭化させた。
【００３０】
次に、得られた炭化物（炭素繊維）／カーボンペーパー複合体を作用極とし、白金メッシュを対極として、0.02モル/Lの塩化白金酸水溶液から、白金を炭化物上に析出させた。なお、白金の析出は、パルス法で行い、電流密度が50mA/cm2で、オンタイム 0.02秒、オフタイム 0.2秒で、600サイクル行った。重量変化から白金の担持量を求めたところ、白金量は0.2mg/cm2であった。
【００３１】
上記のようにして作製した複合体２枚を5×5cmのサイズにカットし、5wt％のナフィオン溶液を刷毛で塗布し、100℃で30分乾燥した。重量変化からナフィオン量を求めたところ、0.8mg/cm2であった。次に、ナフィオンが塗布された複合体２枚で、厚さ50μmのナフィオン膜を挟み込み、150℃のプレスで5分間加圧、接着して、膜電極接合体（ＭＥＡ）を作製した。
【００３２】
得られた膜電極接合体をエレクトロケミカル社製の試験セル（ＥＦＣ２５−０１ＳＰ）に組み込んで燃料電池を組み立て、電池性能を評価した。なお、セル温度は80℃とし、燃料ガスとしては水素を用い、水素流量0.3L/分、水素の加湿温度80℃とし、一方、酸化剤ガスとしては酸素を用い、酸素流量0.3L/分、酸素の加湿温度75℃とした。作製した燃料電池は、組み立て時の開放端電圧が0.84Ｖであった。また、該燃料電池を用い、0.1A/秒の走査速度で放電し、0.5Ｖまで低下したところで同じ速度で0Aまで戻す操作を10サイクル繰り返した。
【００３３】
次に、燃料電池を評価装置から外し、従来燃料ガスが供給されていた極に酸化剤ガスを、従来酸化剤ガスが供給されていた極に燃料ガスのラインを繋いで、酸化剤ガス及び燃料ガスを供給して同様の条件で発電テストを10サイクル行った。
【００３４】
次に、再び、燃料ガス及び酸化剤ガスの供給ラインを入れ替え元の状態に戻して、同様の条件で発電テストを10サイクル行った。10サイクル目（合計30サイクル目）の0.2A/cm2放電時の電圧は、0.84Ｖであった。結果を表１に示す。
【００３５】
（比較例）
実施例と同様にして燃料電池を組み立て、同様の条件で発電テストを行った。作製した燃料電池は、組み立て時の開放端電圧が0.84Ｖであった。その後、酸化剤ガス及び燃料ガスの供給ラインを入れ替えることなく、発電テストを繰り返したところ、30サイクル目の0.2A/cm2放電時の電圧は、0.79Ｖであった。結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
2007227084.tif 000004
【００３７】
表１から、実施例の運転方法は、比較例の運転方法に比べ、30サイクル目の各電流密度における電圧値が高く、また、内部抵抗が低く、即ち、早期に電池性能が向上しているため、予備運転期間を短縮できることが分る。また、実施例の運転方法によれば、比較例の運転方法よりも、燃料電池の電池性能を改善できることが分る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明で用いる固体高分子型燃料電池の一例の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  膜電極接合体（ＭＥＡ）
２  セパレータ
３  固体高分子電解質膜
４Ａ  燃料極
４Ｂ  酸化極
５Ａ  アノード触媒層
５Ｂ  カソード触媒層
６Ａ，６Ｂ  ガス拡散層
【図１】
2007227084.tif 000005