(57)【要約】【課題】  燃料電池内部のガス成分をリアルタイムで分析することが可能な燃料電池及び燃料電池のガス分析装置を実現する。【解決手段】  水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池において、電解質膜と、この電解質膜の両面に形成される第１及び第２の触媒層・拡散層と、第１の触媒層・拡散層に形成される燃料ガスのガス流路と、第２の触媒層・拡散層に形成される酸化ガスのガス流路と、第１及び第２の触媒層・拡散層、各ガス流路上にそれぞれ形成される第１及び第２のセパレータと、第１若しくは第２のセパレータ内であってガス流路のサンプリング点に一端が貫通し、他端が第１若しくは第２のセパレータの外部に貫通するように形成されたサンプリング流路とを設ける。【選択図】                    図１
2007207561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池において、
電解質膜と、
この電解質膜の両面に形成される第１及び第２の触媒層・拡散層と、
前記第１の触媒層・拡散層に形成される燃料ガスのガス流路と、
前記第２の触媒層・拡散層に形成される酸化ガスのガス流路と、
前記第１及び第２の触媒層・拡散層、前記各ガス流路上にそれぞれ形成される第１及び第２のセパレータと、
前記第１若しくは前記第２のセパレータ内であって前記ガス流路のサンプリング点に一端が貫通し、他端が前記第１若しくは前記第２のセパレータの外部に貫通するように形成されたサンプリング流路と
を備えたことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池のガス分析装置において、
電解質膜と、
この電解質膜の両面に形成される第１及び第２の触媒層・拡散層と、
前記第１の触媒層・拡散層に形成される燃料ガスのガス流路と、
前記第２の触媒層・拡散層に形成される酸化ガスのガス流路と、
前記第１及び第２の触媒層・拡散層、前記各ガス流路上にそれぞれ形成される第１及び第２のセパレータと、
前記第１若しくは前記第２のセパレータ内であって前記ガス流路のサンプリング点に一端が貫通し、他端が前記第１若しくは前記第２のセパレータの外部に貫通するように形成されたサンプリング流路と、
このサンプリング流路に接続され開放或いは遮断を行うバルブと、
このバルブに接続され前記サンプリング流路でサンプリングされるガスを分析するガス分析手段と、
前記サンプリング流路から前記ガス分析手段までの配管の温度を調節する配管温調手段と、
前記バルブ、前記ガス分析手段及び前記配管温調手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするガス分析装置。
【請求項３】
前記制御手段が、
前記サンプリング点におけるガス成分の分析を行う場合に前記配管温調手段を制御して前記配管を予め規定された温度になるように制御し、
前記バルブを選択し、
前記選択されたバルブを開放し、
前記ガス分析手段を制御してガスの分析することを特徴とする
請求項２記載のガス分析装置。
【請求項４】
前記バルブと前記ガス分析手段との間に設けられ、前記ガス流路のガスの成分とは異なる既知のガスを前記サンプリングされたガスに混合する希釈手段を備えたことを特徴とする
請求項２記載のガス分析装置。
【請求項５】
前記制御手段が、
前記サンプリング点におけるガス成分の分析を行う場合に前記配管温調手段を制御して前記配管を予め規定された温度になるように制御し、
前記バルブを選択し、
前記選択されたバルブを開放し、
前記希釈手段を制御して前記既知のガスを前記サンプリングしたガスに混合し、
前記ガス分析手段を制御して前記混合されたガスの分析することを特徴とする
請求項４記載のガス分析装置。
【請求項６】
前記制御手段が、
前記ガス分析手段の分析結果に基づき供給するガスの供給量を制御することを特徴とする
請求項２乃至請求項５記載のガス分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池に関し、特に燃料電池内部のガス成分をリアルタイムで分析することが可能な燃料電池及び燃料電池のガス分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−００５７４８号公報
【特許文献２】特開平０９−２２３５１２号公報
【特許文献３】特開平１１−２６０３８８号公報
【特許文献４】特開２００２−０６２２８８号公報
【特許文献５】特開２００３−０８６２２０号公報
【特許文献６】特開２００３−２９７４０８号公報
【０００４】
図４は従来の燃料電池システムの一例を示す構成ブロック図である。図４において１は電解質膜、２及び３は触媒層・拡散層である。電解質膜１の両面には触媒層・拡散層２及び触媒層・拡散層３がそれぞれ形成される。
【０００５】
図４中”ＦＧ０１”に示すように燃料ガス（例えば、水素等）が触媒層・拡散層２に供給され、図４中”ＯＧ０１”に示すように酸化ガス（例えば、酸素や空気等）が触媒層・拡散層３に供給される。
【０００６】
ここで、図４に示す従来例の動作を説明する。触媒層・拡散層２側（アノード側）では水素が水素イオン（Ｈ＋ ）になり電子（ｅ− ）を放出し、一方、触媒層・拡散層３側（カソード側）では電解質膜１を伝播してきた水素イオン（Ｈ＋ ）と酸素原子が電子（ｅ− ）と反応して水（Ｈ２Ｏ ）が生成される。
【０００７】
この時、触媒層・拡散層２（アノード側）及び触媒層・拡散層３（カソード側）間の外部負荷を接続することにより、触媒層・拡散層２側（アノード側）で発生した電子（ｅ− ）を取り出す、言い換えれば、直流電流を取り出すことが可能になる。
【０００８】
また、図５及び図６はより具体的な従来の燃料電池の一例を示す断面図である。図５は燃料電池の電解質膜に対して垂直な面における断面図、図６は燃料電池におけるガス流路に平行な面における断面図である。
【０００９】
図５において４は電解質膜、５はアノード側の触媒層・拡散層、６はカソード側の触媒層・拡散層、７はアノード側に形成された燃料ガス（例えば、水素等）のガス流路、８はカソード側に形成された酸化ガス（酸素や空気等）のガス流路、９はアノード側に形成された導電性を有するセパレータ、１０はカソード側に形成された導電性を有するセパレータである。
【００１０】
電解質膜４の両面には触媒層・拡散層５及び触媒層・拡散層６がそれぞれ形成される。また、触媒層・拡散層５の上には燃料ガス（例えば、水素等）のガス流路７が形成され、触媒層・拡散層６の上には酸化ガス（例えば、酸素や空気等）のガス流路８が形成される。
【００１１】
例えば、ガス流路７及びガス流路８は図６中”ＧＴ１１”に示すように触媒層・拡散層５及び触媒層・拡散層６上を蛇行するように形成されている。
【００１２】
さらに、ガス流路７が形成されていない触媒層・拡散層５及びガス流路７の上にはセパレータ９が形成され、ガス流路８が形成されていない触媒層・拡散層６及びガス流路８の上にはセパレータ１０が形成される。
【００１３】
ここで、図５及び図６に示す従来例の動作を説明する。ガス流路７には燃料ガス（例えば、水素等）が供給され、ガス流路８には酸化ガス（例えば、酸素や空気等）が供給される。例えば、図６中”ＩＮ１１”に示す供給口から各ガスが供給され、図６中”ＯＴ１１”に示す排気口から反応しなかったガス等が放出される。
【００１４】
アノード側の触媒層・拡散層５では水素が水素イオン（Ｈ＋ ）になり電子（ｅ− ）を放出し、一方、カソード側の触媒層・拡散層６側では電解質膜４を伝播してきた水素イオン（Ｈ＋ ）と酸素原子が電子（ｅ− ）と反応して水（Ｈ２Ｏ ）が生成される。
【００１５】
この時、アノード側の触媒層・拡散層５及びカソード側の触媒層・拡散層６（具体的には、セパレータ９とセパレータ１０）と間の外部負荷を接続することにより、アノード側の触媒層・拡散層５で発生した電子（ｅ− ）を取り出す、言い換えれば、直流電流を取り出すことが可能になる。
【００１６】
また、このような燃料電池の最適な運転状態を実現するためには、燃料電池内部のガス成分や水分量を計測することが重要である。このため、「特開２００２-０６２２８８号公報（特許文献４）」では、自動車に搭載された燃料電池の中間プロセスで発生するガスの成分濃度を分析する装置が記載されており、自動車の運転状態に対応した燃料電池の正確な特性データを取得することを可能にしている。
【００１７】
一方、「特開平０５−００５７４８号公報（特許文献１）」では、燃料電池のガス流路にある複数のサンプリング点にガスを採取するガスサンプリング手段をそれぞれ設け、各サンプリング点へのトレーサガスの到達時間の差からガス流速を求める装置が記載されている。
【００１８】
すなわち、「特開２００２-０６２２８８号公報（特許文献４）」や「特開平０５−００５７４８号公報（特許文献１）」に記載された装置を用いることにより、燃料電池内部のガス成分や水分量を計測することが可能になり、燃料電池の最適な運転状態を実現することが可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、「特開２００２-０６２２８８号公報（特許文献４）」に記載された装置では、燃料電池の中間プロセスで発生するガスの成分濃度をリアルタイムに計測することが可能であるものの、燃料電池内部のガス成分の分析を行うことができないといった問題点があった。
【００２０】
また、「特開平０５−００５７４８号公報（特許文献１）」に記載された装置では、トレーサガスを用いて燃料電池内部のガス流速を求めることは可能であるが、燃料電池の発電に寄与する燃料電池内部のガスの成分分析を行うことができないといった問題点があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、燃料電池内部のガス成分をリアルタイムで分析することが可能な燃料電池及び燃料電池のガス分析装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池において、
電解質膜と、この電解質膜の両面に形成される第１及び第２の触媒層・拡散層と、前記第１の触媒層・拡散層に形成される燃料ガスのガス流路と、前記第２の触媒層・拡散層に形成される酸化ガスのガス流路と、前記第１及び第２の触媒層・拡散層、前記各ガス流路上にそれぞれ形成される第１及び第２のセパレータと、前記第１若しくは前記第２のセパレータ内であって前記ガス流路のサンプリング点に一端が貫通し、他端が前記第１若しくは前記第２のセパレータの外部に貫通するように形成されたサンプリング流路とを備えたことにより、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することが可能になる。また、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することにより、発電特性に与える影響を予測することが可能になる。
【００２２】
請求項２記載の発明は、
水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池のガス分析装置において、
電解質膜と、この電解質膜の両面に形成される第１及び第２の触媒層・拡散層と、前記第１の触媒層・拡散層に形成される燃料ガスのガス流路と、前記第２の触媒層・拡散層に形成される酸化ガスのガス流路と、前記第１及び第２の触媒層・拡散層、前記各ガス流路上にそれぞれ形成される第１及び第２のセパレータと、前記第１若しくは前記第２のセパレータ内であって前記ガス流路のサンプリング点に一端が貫通し、他端が前記第１若しくは前記第２のセパレータの外部に貫通するように形成されたサンプリング流路と、このサンプリング流路に接続され開放或いは遮断を行うバルブと、このバルブに接続され前記サンプリング流路でサンプリングされるガスを分析するガス分析手段と、前記サンプリング流路から前記ガス分析手段までの配管の温度を調節する配管温調手段と、前記バルブ、前記ガス分析手段及び前記配管温調手段を制御する制御手段とを備えたことにより、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することが可能になる。また、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することにより、発電特性に与える影響を予測することが可能になる。
【００２３】
請求項３記載の発明は、
請求項２記載の発明であるガス分析装置において、
前記制御手段が、
前記サンプリング点におけるガス成分の分析を行う場合に前記配管温調手段を制御して前記配管を予め規定された温度になるように制御し、前記バルブを選択し、前記選択されたバルブを開放し、前記ガス分析手段を制御してガスの分析することにより、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することが可能になる。また、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することにより、発電特性に与える影響を予測することが可能になる。
【００２４】
請求項４記載の発明は、
請求項２記載の発明であるガス分析装置において、
前記バルブと前記ガス分析手段との間に設けられ、前記ガス流路のガスの成分とは異なる既知のガスを前記サンプリングされたガスに混合する希釈手段を備えたことにより、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することが可能になる。また、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することにより、発電特性に与える影響を予測することが可能になる。さらに、発電中の燃料電池の特性に影響を及ぼすことを回避できる。
【００２５】
請求項５記載の発明は、
請求項４記載の発明であるガス分析装置において、
前記制御手段が、
前記サンプリング点におけるガス成分の分析を行う場合に前記配管温調手段を制御して前記配管を予め規定された温度になるように制御し、前記バルブを選択し、前記選択されたバルブを開放し、前記希釈手段を制御して前記既知のガスを前記サンプリングしたガスに混合し、前記ガス分析手段を制御して前記混合されたガスの分析することにより、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することが可能になる。また、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することにより、発電特性に与える影響を予測することが可能になる。さらに、発電中の燃料電池の特性に影響を及ぼすことを回避できる。
【００２６】
請求項６記載の発明は、
請求項２乃至請求項５記載の発明であるガス分析装置において、
前記制御手段が、
前記ガス分析手段の分析結果に基づき供給するガスの供給量を制御することにより、燃料電池の発電運転状態を最適な状態に保つことが可能になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２及び請求項３の発明によれば、燃料電池のガス流路の各サンプリング点にサンプリング流路をそれぞれ設け、バルブを制御して各サンプリング流路から燃料電池内部のガスをサンプリングしてガス成分の分析を行うことにより、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することが可能になる。また、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することにより、発電特性に与える影響を予測することが可能になる。
【００２８】
また、請求項４及び請求項５の発明によれば、希釈手段によりサンプリングしたガスに対して燃料電池内のガスの成分とは異なる既知のガスを加算して、ガス分析手段のガス分析に必要なガス流量を確保することにより、発電中の燃料電池の特性に影響を及ぼすことを回避できる。
【００２９】
また、請求項６の発明によれば、分析結果から、供給するガス（燃料ガスや酸化ガス）の供給量を制御することにより、燃料電池の発電運転状態を最適な状態に保つことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１及び図２は本発明に係るガス分析装置の一実施例を示す構成ブロック図及び燃料電池部分の断面図である。また、図１において燃料電池部分は電解質膜に対して垂直な面における断面図で表されており、図２は燃料電池におけるガス流路に平行な面における断面図である。
【００３１】
図１において、１１は電解質膜、１２はアノード側の触媒層・拡散層、１３はカソード側の触媒層・拡散層、１４はアノード側に形成された燃料ガス（例えば、水素等）のガス流路、１５はカソード側に形成された酸化ガス（酸素や空気等）のガス流路である。
【００３２】
また、１６はアノード側に形成された導電性を有するセパレータ、１７はカソード側に形成された導電性を有するセパレータ、１８，１９，２０，２１及び２２はガス流路１５の各サンプリング点からガスをサンプリングするためのサンプリング流路である。
【００３３】
但し、図１においては説明の簡単のためにアノード側のガス流路１４におけるサンプリング流路やその配管等に関する説明は省略する。
【００３４】
さらに、２３，２４，２５，２６及び２７は各サンプリング流路の開放或いは遮断を行うバルブ、２８はサンプリングしたガスの希釈を行う希釈手段、２９はサンプリングされたガス成分の組成や水分量を分析するガス分析手段、３０は配管の温度調節を行うヒータ等の配管温調手段、３１はガス分析装置全体を制御する制御手段である。
【００３５】
燃料電池部分において、電解質膜１１の両面には触媒層・拡散層１２及び触媒層・拡散層１３がそれぞれ形成される。また、触媒層・拡散層１２の上には燃料ガス（例えば、水素等）のガス流路１４が形成され、触媒層・拡散層１３の上には酸化ガス（例えば、酸素や空気等）のガス流路１５が形成される。
【００３６】
例えば、ガス流路１４及びガス流路１５は図２中”ＧＴ３１”に示すように触媒層・拡散層１２及び触媒層・拡散層１３上を蛇行するように形成されている。
【００３７】
また、ガス流路１４が形成されていない触媒層・拡散層１２及びガス流路１４の上にはセパレータ１６が形成される。（前述のように、アノード側のガス流路１４におけるサンプリング流路の説明は省略する。）
【００３８】
一方、ガス流路１５が形成されていない触媒層・拡散層１３及びガス流路１５の上にはセパレータ１７が形成され、セパレータ１７内であってガス流路１５の各サンプリング点に一端が貫通し、他端がセパレータ１７の外部に貫通するようにサンプリング流路１８，１９，２０，２１及び２２がそれぞれ形成される。
【００３９】
例えば、サンプリング流路１８，１９，２０，２１及び２２はそれぞれセパレータ１７内であって図２中”ＳＴ３１”、”ＳＴ３２”、”ＳＴ３３”，”ＳＴ３４”及び”ＳＴ３５”に示すようにガス流路１５のサンプリング点に一端が貫通し、他端がセパレータ１７の外部に貫通するように形成されている。
【００４０】
サンプリング流路１８，１９，２０，２１及び２２の他端は配管によりバルブ２３，２４，２５，２６及び２７の入力端にそれぞれ接続され、バルブ２３，２４，２５，２６及び２７の出力端は配管によって統合されると共に希釈手段２８の希釈ガス出力端及びガス分析手段２９のガス入力端に接続される。
【００４１】
また、各サンプリング流路１８〜２２からガス分析手段２９に至るまでの全ての配管にはその温度を調節するための配管温調手段３０が設置され、制御手段３１のバルブ制御信号が各バルブ２３，２４，２５，２６及び２７の制御入力端子に接続され、温調制御信号が配管温調手段３０に接続される。
【００４２】
さらに、制御手段３１の各種制御信号は希釈手段２８及びガス分析手段２９の制御入力端子にそれぞれ接続される。
【００４３】
ここで、図１に示す実施例の動作を図３を用いて説明する。図３は制御手段の動作を説明するフロー図である。但し、初期状態においては各バルブ２３，２４，２５，２６及び２７は遮蔽状態であり、各配管の温度調節も行われていないものとする。
【００４４】
ガス流路１４には燃料ガス（例えば、水素等）が供給され、ガス流路１５には酸化ガス（例えば、酸素や空気等）が供給される。
【００４５】
例えば、図２中”ＩＮ３１”に示す供給口から燃料ガスや酸化ガスが供給され、図２中”ＯＴ３１”に示す排気口から反応しなかったガス等が放出される。
【００４６】
アノード側の触媒層・拡散層１２では水素が水素イオン（Ｈ＋ ）になり電子（ｅ− ）を放出し、一方、カソード側の触媒層・拡散層１３側では電解質膜１１を伝播してきた水素イオン（Ｈ＋ ）と酸素原子が電子（ｅ− ）と反応して水（Ｈ２Ｏ ）が生成される。
【００４７】
この時、アノード側の触媒層・拡散層１２及びカソード側の触媒層・拡散層１３（具体的には、セパレータ１６とセパレータ１７）と間の外部負荷を接続することにより、アノード側の触媒層・拡散層１２で発生した電子（ｅ− ）を取り出す、言い換えれば、直流電流を取り出すことが可能になる。
【００４８】
このような燃料電池の動作状態において、図３中”Ｓ００１”において制御手段３１は、各サンプリング点におけるガス成分の分析を行うか否かを判断し、もし、ガス成分分析を行う場合には、図３中”Ｓ００２”において制御手段３１は、配管温調手段３０を制御して全ての配管を予め規定された温度になるように制御する。
【００４９】
例えば、制御手段３１は、図１中”ＣＴ２１”に示す温調制御信号によって配管温調手段３０を制御して全ての配管を規定の温度にする。
【００５０】
そして、図３中”Ｓ００３”において制御手段３１は、ガス成分分析を行うサンプリング流路に接続されたバルブを選択し、図３中”Ｓ００４”において制御手段３１は、バルブ制御信号によって選択されたバルブを開放する。
【００５１】
例えば、制御手段３１は、サンプリング流路１８に接続されたバルブ２３を選択すると共に、図１中”ＣＴ２２”に示すバルブ制御信号によってバルブ２３を開放状態にする。
【００５２】
この状態で、ガス流路１５を流れる酸化ガスの一部はサンプリング流路１８を介してサンプリングされ、バルブ２３を通過する。
【００５３】
図３中”Ｓ００５”において制御手段３１は、希釈手段２８を制御して燃料電池内のガスの成分とは異なる既知のガスを適切な量だけ先にサンプリングしたガスに混合し、図３中”Ｓ００６”において制御手段３１は、ガス分析手段２９を制御して前記混合ガスのガス成分を分析する。
【００５４】
ここで、例えば、ガス分析手段２９のガス分析に必要なガス流量をサンプリング流路からそのまま取り込んだ場合、発電中の燃料電池の特性に影響を及ぼす恐れがあるので、これを回避するために、サンプリングしたガスに対して燃料電池内のガスの成分とは異なる既知のガスを加算して、ガス分析手段２９のガス分析に必要なガス流量を確保している。
【００５５】
最後に、図３中”Ｓ００７”において制御手段３１は、ガス成分分析に必要な全てのサンプリング点におけるガス成分分析が完了したか否かを判断し、もし、ガス成分分析に必要な全てのサンプリング点におけるガス成分分析が完了したと判断した場合には、図３中”Ｓ００１”のステップに戻る。
【００５６】
一方、もし、ガス成分分析に必要な全てのサンプリング点におけるガス成分分析が完了していないと判断した場合には、図３中”Ｓ００３”のステップに戻り、ガス成分分析が完了していないサンプリング点（サンプリング流路）に接続されたバルブを選択し、図３中”Ｓ００４”から図３中”Ｓ００６”のステップを実行する。
【００５７】
この結果、燃料電池のガス流路の各サンプリング点にサンプリング流路をそれぞれ設け、バルブを制御して各サンプリング流路から燃料電池内部のガスをサンプリングしてガス成分の分析を行うことにより、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することが可能になる。
【００５８】
また、燃料電池内部のガス成分の組成や水分量等をリアルタイムで分析することにより、発電特性に与える影響を予測することが可能になる。
【００５９】
また、希釈手段２８によりサンプリングしたガスに対して燃料電池内のガスの成分とは異なる既知のガスを加算して、ガス分析手段２９のガス分析に必要なガス流量を確保することにより、発電中の燃料電池の特性に影響を及ぼすことを回避できる。
【００６０】
なお、図１等に示す実施例においてはガス分析手段２９のガス分析に必要なガス流量を確保するため、希釈手段２８を設けてサンプリングしたガスに対して燃料電池内のガスの成分とは異なる既知のガスを加算しているが、ガス分析手段２９が必要とするガス流量が十分少なければ、希釈手段２８は不要であり、図３中”Ｓ００５”に示すステップも不要である。
【００６１】
また、図１等に示す実施例では、アノード側のガス流路１４とカソード側のガス流路１５とにそれぞれ５個のサンプリング流路を形成さているが、勿論、サンプリング流路の数はこの個数に限定されるものではなく、１以上の任意の個数で構わない。
【００６２】
また、図１等に示す実施例では、アノード側のガス流路１４とカソード側のガス流路１５とに双方にそれぞれ５個のサンプリング流路を形成しているが、勿論、アノード側のガス流路１４、或いは、カソード側のガス流路１５のどちらか一方にだけサンプリング流路を形成するものであっても構わない。
【００６３】
さらに、燃料電池内部のガス成分をリアルタイムで分析するだけではなく、当該分析結果から、供給するガス（燃料ガスや酸化ガス）の供給量を制御することにより、燃料電池の発電運転状態を最適な状態に保つことが可能になる。
【００６４】
例えば、当該分析結果、燃料ガス成分が不足していると分析された場合には、制御手段３１等の制御により、燃料電池のアノード側のガス流路１４に供給される燃料ガスの供給量を増加させる。
【００６５】
また、例えば、当該分析結果、水分量が不足していると分析された場合には、制御手段３１等の制御により、燃料電池に供給されるガスの加湿量を増加させる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係るガス分析装置の一実施例を示す構成ブロック図である
【図２】本発明に係るガス分析装置の一実施例を示す燃料電池部分の断面図である
【図３】制御手段の動作を説明するフロー図である。
【図４】従来の燃料電池システムの一例を示す構成ブロック図である。
【図５】具体的な従来の燃料電池の一例を示す断面図である。
【図６】具体的な従来の燃料電池の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，４，１１  電解質膜
２，３，５，６，１２，１３  触媒層・拡散層
７，８，１４，１５  ガス流路
９，１０，１６，１７  セパレータ
１８，１９，２０，２１，２２  サンプリング流路
２３，２４，２５，２６，２７  バルブ
２８  希釈手段
２９  ガス分析手段
３０  配管温調手段
３１  制御手段
【図１】
2007207561.tif 000003
【図２】
2007207561.tif 000004
【図３】
2007207561.tif 000005
【図４】
2007207561.tif 000006
【図５】
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【図６】
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