(57)【要約】【課題】溶出した量に対して適切量のリン酸を補給することができる、燃料電池のリン酸補給制御システム、該燃料電池のリン酸補給制御システムを備える燃料電池、および、燃料電池のリン酸補給制御方法を提供する。【解決手段】燃料電池のリン酸補給制御システムは、抵抗測定部と、抵抗変化抽出部と、リン酸補給部とから構成されている。抵抗測定部は、スタック６および／またはセル１５にかかる抵抗を測定し、記憶する。抵抗変化抽出部は、その抵抗の変化を抽出する。リン酸補給部は、所定の抵抗の変化が抽出された場合、その情報から当該スタック６および／またはセル１５に補給すべき、すなわち溶出したリン酸の量を推定、算出する。さらに、推定、算出されたリン酸量をリン酸溶液槽等から燃料電池のスタック６および／またはセル１５にポンプ等を利用して補給する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池のスタック抵抗および／またはセル抵抗を測定する測定手段と、
前記測定手段において測定される前記スタック抵抗および／または前記セル抵抗の変化を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段において所定の前記変化が抽出された場合に、前記燃料電池のスタックおよび／またはセルにリン酸を補給するリン酸補給手段と、
を備えることを特徴とする、燃料電池のリン酸補給制御システム。
【請求項２】
前記リン酸補給手段によって補給されるリン酸の量は、前記抽出手段によって抽出される前記スタック抵抗および／または前記セル抵抗の変化量と相関していることを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池のリン酸補給制御システム。
【請求項３】
前記リン酸補給手段は、前記スタックおよび／または前記セルにおける、アノードガス導入口および／またはカソードガス導入口からリン酸を補給することを特徴とする、請求項１または２に記載の燃料電池のリン酸補給制御システム。
【請求項４】
前記燃料電池は、リン酸含浸ポリベンズイミダゾール電極を備えることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料電池のリン酸補給制御システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料電池のリン酸補給制御システムを備えることを特徴とする、燃料電池。
【請求項６】
燃料電池のスタック抵抗および／またはセル抵抗を測定する測定工程と、
前記測定工程において測定される前記スタック抵抗および／または前記セル抵抗の変化を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程において所定の前記変化が抽出された場合に、前記燃料電池のスタックおよび／またはセルにリン酸を補給するリン酸補給工程と、
を含むことを特徴とする、燃料電池のリン酸補給制御方法。
【請求項７】
前記リン酸補給工程において補給されるリン酸の量は、前記抽出工程において抽出される前記スタック抵抗および／または前記セル抵抗の変化量と相関していることを特徴とする、請求項６に記載の燃料電池のリン酸補給制御方法。
【請求項８】
前記リン酸補給工程では、前記スタックおよび／または前記セルにおける、アノードガス導入口および／またはカソードガス導入口からリン酸を補給することを特徴とする、請求項６または７に記載の燃料電池のリン酸補給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン酸を用いる燃料電池に利用する、燃料電池のリン酸補給制御システム、該燃料電池のリン酸補給制御システムを備える燃料電池、および、燃料電池のリン酸補給制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池には、固体高分子形燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell、ＰＥＦＣ）、固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell、ＳＯＦＣ）またはリン酸形燃料電池（Phosphoric Acid Fuel Cell、ＰＡＦＣ）等、電極仕様の異なった方式がある。しかしながら、それぞれの電極仕様に技術課題が有り、普及には至っていない。
【０００３】
ＰＥＦＣはコスト低減が課題であり、コスト低減には電極要素材料の低コスト化、およびシステムの簡素化が必要である。また、ＳＯＦＣはシステムの簡素化が可能でありコスト低減の可能性はあるものの、高温運転が故に耐久信頼性に課題がある。ＰＡＦＣは無加湿条件、高ＣＯ濃度条件において運転が可能であり、ＳＯＦＣ同様、システムの簡素化が可能となりコスト低減が可能である。しかし、電解質に液体リン酸を使うが故に、運転中にリン酸が流出し発電性能の低下による耐久性の問題がある。このようなリン酸流出による問題を解決する為、特許文献１ないし特許文献４にはＰＡＦＣにおいて、リン酸を補給する方法について記載されている。
【０００４】
また、さらなる解決手段として、ＰＥＦＣとＰＡＦＣの中間的な電極を使用する燃料電池が開発されている。例えば、電解質材料としてポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）樹脂にリン酸を含浸させた材料を利用する、ＰＢＩ−リン酸電極を用いた１４０℃から１８０℃で運転可能な燃料電池が挙げられる。
【０００５】
リン酸含浸樹脂電極を使用する燃料電池については、例えば特許文献５および特許文献６に記載されている。リン酸含浸樹脂電極を使用する燃料電池によると、ＰＡＦＣと同様に無加湿条件、高ＣＯ濃度条件で運転が可能であるのでシステムのコスト低減が可能となる。さらに、ＰＡＦＣとは異なり、リン酸を樹脂（例えば、ＰＢＩ樹脂）に固定化するという点においてリン酸の流出を防止する技術として有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３０６３７２号公報
【特許文献２】特開平９−３３０７２７号公報
【特許文献３】特開平１０−２１９４８号公報
【特許文献４】特開２００１−１５５７５７号公報
【特許文献５】特開平９−７３９０８号公報
【特許文献６】特開２００７−１１５４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら樹脂にリン酸を含浸した電極であっても、リン酸の流出する割合は減少するものの、全く無くなるというわけではない。従って、２万時間以上の長期の運転に対して発電性能が低下する問題がある。
【０００８】
例えばＰＢＩ−リン酸電極では、ＰＢＩ樹脂に含まれるＮ原子にリン酸のアニオンがイオン的に結合しているのみであり、決して結合力が強いわけではない。従って、カソードで生成する水による溶出または電位変動によるイオンの乖離により、リン酸が溶出する可能性がある。実際に、運転経過によりドープしたリン酸が溶出していることが観察されており、これにより電極内のイオン抵抗が上昇し発電性能を低下させている。
【０００９】
また、停止時においては、触媒の劣化防止の為に燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給しスタック内で封止してしまうと、スタックの温度が低下した際に封止したガス内の水蒸気分が凝縮し、水となり、電極内のリン酸を溶出させる可能性もある。この場合には、ＰＥＦＣにおいても実施されているように、停止時に燃料ガスでアノードおよびカソード側を一定時間掃気し乾燥させ停止させる必要がある。その上、リン酸の沸点は１８０℃であり、１６０℃運転においては少なからず蒸気化がおこり、蒸気となって流出する可能性もある。
【００１０】
このように、いくつかの運転モードの最中にリン酸が溶出する可能性があり、リン酸の溶出をゼロにすることはできない。従って、ＰＥＦＣとＰＡＦＣの中間的な電極を使用する燃料電池であっても、ある程度のリン酸の溶出を許容するために、リン酸が溶出した分を補給する必要がある。さらに、コスト低減の為にも適切量のリン酸を補給することが好ましい。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、溶出した量に対して適切量のリン酸を補給することができる、燃料電池のリン酸補給制御システム、該燃料電池のリン酸補給制御システムを備える燃料電池、および、燃料電池のリン酸補給制御方法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】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る燃料電池のリン酸補給制御システムは、
燃料電池のスタック抵抗および／またはセル抵抗を測定する測定手段と、
前記測定手段において測定される前記スタック抵抗および／または前記セル抵抗の変化を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段において所定の前記変化が抽出された場合に、前記燃料電池のスタックおよび／またはセルにリン酸を補給するリン酸補給手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
前記リン酸補給手段によって補給されるリン酸の量は、前記抽出手段によって抽出される前記スタック抵抗および／または前記セル抵抗の変化量と相関していることが好ましい。
【００１４】
前記リン酸補給手段は、前記スタックおよび／または前記セルにおける、アノードガス導入口および／またはカソードガス導入口からリン酸を補給することがより好ましい。
【００１５】
前記燃料電池は、リン酸含浸ポリベンズイミダゾール電極を備えることが最も好ましい。
【００１６】
本発明の第２の観点に係る燃料電池は、第１の観点に係る燃料電池のリン酸補給制御システムを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第３の観点に係る燃料電池のリン酸補給制御方法は、
燃料電池のスタック抵抗および／またはセル抵抗を測定する測定工程と、
前記測定工程において測定される前記スタック抵抗および／または前記セル抵抗の変化を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程において所定の前記変化が抽出された場合に、前記燃料電池のスタックおよび／またはセルにリン酸を補給するリン酸補給工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１８】
前記リン酸補給工程において補給されるリン酸の量は、前記抽出工程において抽出される前記スタック抵抗および／または前記セル抵抗の変化量と相関していることが好ましい。
【００１９】
前記リン酸補給工程では、前記スタックおよび／または前記セルにおける、アノードガス導入口および／またはカソードガス導入口からリン酸を補給することがより好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、溶出した量に対して適切量のリン酸を補給することができる、燃料電池のリン酸補給制御システム、該燃料電池のリン酸補給制御システムを備える燃料電池、および、燃料電池のリン酸補給制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池のリン酸補給制御システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る燃料電池の構成の一例を示す概略図である。
【図３】燃料電池のスタックの構成の一例を示す斜視図である。
【図４】燃料電池のセルの構成の一例を示す斜視図である。
【図５】ＰＢＩ−リン酸電極を備える燃料電池のセル電圧、総リン酸量およびセル抵抗の相関を示す図である。
【図６】実施の形態に係る燃料電池のリン酸補給制御方法における、スタックへのリン酸の補給方法の第一の例を示す概略図である。
【図７】実施の形態に係る燃料電池のリン酸補給制御方法における、スタックへのリン酸の補給方法の第二の例を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る燃料電池のリン酸補給制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に係る燃料電池のリン酸補給制御システム、該燃料電池のリン酸補給制御システムを備える燃料電池、および、燃料電池のリン酸補給制御方法について詳細に説明する。なお、本明細書において「有する」、「含む」または「備える」といった表現は、「からなる」または「から構成される」という意も含むものとする。
【００２３】
本発明の実施の形態は、燃料電池のリン酸補給制御システムに関する。図１は、本発明の実施の形態に係る燃料電池のリン酸補給制御システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、例えば、本実施の形態１に係る燃料電池のリン酸補給制御システム１は、抵抗測定部２と、抵抗変化抽出部３と、リン酸補給部４とから構成されている。図１に示す例について、以下、簡単に説明する。
【００２４】
運転中の燃料電池には、本体であるスタックおよび／またはセルに、起電力が生じ発電される。抵抗測定部２は、当該スタックおよび／またはセルと接続されており、経時的な当該スタックおよび／またはセルにかかる抵抗を測定し、記憶する。抵抗変化抽出部３は、抵抗測定部２において測定した燃料電池のスタックおよび／またはセルにかかる抵抗において、その経時的な抵抗の上昇の推移（変化）を抽出する。例えば、何時間あたり何Ω増加したのか等の情報を抽出し、抽出された情報はリン酸補給部４に送られる。
【００２５】
リン酸補給部４は、抵抗変化抽出部３から受け取った当該スタックおよび／またはセルの経時的な抵抗の変化が所定量の抵抗の変化があるか否か判定し、その情報から当該スタックおよび／またはセルに補給すべき（当該スタックおよび／またはセルから溶出した）リン酸の量を推定、算出する。例えば、このような補給リン酸量に関する情報等については、リン酸補給部４自体が記憶していてもよいし、他のデータベース等を備えていても構わない。また、リン酸補給部４は、推定、算出された量のリン酸を補給する為、リン酸溶液槽、ストレージタンク等から燃料電池のスタックおよび／またはセルへポンプ等を利用して補給する。
【００２６】
本発明に係る実施の形態の他の燃料電池における構成要素については、例えば、当該技術分野において公知の構成要素を用いることができる。以下、その一例を簡単に説明する。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態に係る燃料電池の構成の一例を示す概略図である。図２に示すように、例えば、本発明に係る燃料電池の主要な要素として、リン酸補給制御システム１と、リン酸タンク５と、燃料電池（ＦＣ）のスタック６と、ポンプ（Ｐ）７ａ〜７ｅと、加熱器８と、改質器９と、パワーコンディショナー（パワコン）１０と、水精製器１１と、熱交換器１２と、凝縮器１３と、バーナ１４とから構成されている。
【００２８】
図２を用い、燃料電池の主要な動作について簡単に説明する。天然ガス１３Ａおよび空気を改質器９に通して製造した燃料ガスは、燃料電池の本体であるスタック６のアノード側入口から導入される。また、空気を加熱器８に通して製造した酸化剤ガスは、ポンプ７ｅよりスタック６のカソード側入口から導入される。また、水精製器１１についてはスタック６で生成した水を回収し、不純物を除去し、水を改質器９に供給する。熱交換器１２は、スタック６に発生する熱を回収する為に適切に接続されている。さらに、凝縮器１３についても、スタック６と適切に接続されており、スタック６の燃料ガス排気に含まれる水蒸気等を凝縮する。バーナ１４は、凝縮器１３と接続されており、凝縮器１３で水蒸気が減少した燃料ガス排気を燃焼し、排出する。またバーナ１４は、ポンプ７ａを挟んで天然ガス１３Ａの導入口とも接続されており、天然ガス１３Ａを燃焼し、排出する。なお、バーナ１４にはポンプ７ｂによって空気が供給されている。図示されていないが、バーナ１４から排出された燃焼排ガスは、改質器９の熱源となる。
【００２９】
図２に示すように、当該燃料電池はリン酸補給制御システム１を備える。リン酸補給制御システム１は、スタック６の抵抗を測定できるよう適切に接続されており、さらに、リン酸タンク５からのリン酸の補給を制御する為、リン酸タンク５と接続されているポンプ７ｃ、７ｄを制御できるよう適切に繋がれている。
【００３０】
従って、前述したように、リン酸補給制御システム１が測定しているスタック６の抵抗（および／またはセルの抵抗）の平均等が上昇した場合、リン酸補給制御システム１によりポンプ７ｃが起動し、当該ポンプ７ｃにより加熱器８の空気通路にリン酸が供給され、カソード側導入口のマニホールド等からスタック６（および／またはセル）にリン酸が補給される。またポンプ７ｄが起動し、当該ポンプ７ｄにより燃料ガス通路にリン酸が供給され、アノード側導入口のマニホールド等からスタック６（および／またはセル）にリン酸が補給される。なお、この実施の形態ではカソードおよびアノードにリン酸が供給されているが、カソード、アノードのどちらか一方に供給するようにしてもよい。なお、さらに詳細な、スタック６へのリン酸の補給方法例については、後に述べる。
【００３１】
次に、スタック６の内部の詳細について図面を用いて説明する。図３は、燃料電池のスタックの構成の一例を示す斜視図である。スタック６は、多数のセル１５が積層されたような構造となっている。なお、理解しやすいよう、図３ではスタック６の周囲の囲いは図示していない。図４は、燃料電池のセルの構成の一例を示す斜視図である。図４に示すように、セル１５は、膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly、ＭＥＡ）１６を、アノード側セパレータ１７とカソード側セパレータ１８とで挟んで貼り合わせたような構造となっている。
【００３２】
アノード側セパレータ１７およびカソード側セパレータ１８には、図４に示すように、燃料ガス流路１９および酸化剤ガス流路２０が形成されている。膜電極接合体１６は、リン酸を含浸したイオン伝導性を有する電解質膜２１と、アノード触媒層２２と、カソード触媒層２３と、アノードガス拡散層２４と、カソードガス拡散層２５とから構成されている。
【００３３】
図３および図４に示すスタック６およびセル１５を構成する材料については、当該技術分野において公知である材料を用いることが可能である。例えば、電解質膜２１はリン酸を含浸する塩基性ポリマーから構成される。
【００３４】
塩基性ポリマーとしては、当該技術分野にて一般に使用される、少なくとも一つの窒素原子を有するポリマー、特に主鎖および／または側鎖に一つの窒素原子を有するポリマーが挙げられる。このような塩基性ポリマーは、繰返し単位に少なくとも一つの窒素原子を有するポリマーであることが好ましく、繰返し単位に少なくとも一つの窒素原子を有する芳香環（特に５員環または６員環）を含有するポリマーであることがさらに好ましい。なお、１つの窒素原子を有する繰返し単位に加えて、窒素原子を有さない繰返し単位も含むコポリマーを使用することも可能である。
【００３５】
具体的には、例えば、ポリベンズイミダゾール類、ポリ（ピリジン類）、ポリ（ピリミジン類）、ポリイミダゾール類、ポリベンゾチアゾール類、ポリベンゾオキサゾール類、ポリオキサジアゾール類、ポリキノリン類、ポリキノキサリン類、ポリチアジアゾール類、ポリ（テトラザピレン類）、ポリオキサゾール類、ポリチアゾール類、ポリビニルピリジン類またはポリビニルイミダゾール類等を挙げることができる。このうち最も好ましい塩基性ポリマーは、ポリベンズイミダゾール類である。
【００３６】
また、図３および図４においては、理解しやすいよう、燃料ガス流路１９および酸化剤ガス流路２０がそれぞれ各セル１５において直交に、かつ直線に流れる場合の斜視図を示しているが、蛇行流路（サーペンタイン）で流れる場合、燃料ガスおよび酸化剤ガスがそれぞれ下から上へまたは上から下へ流れる場合、または、その逆に流れる場合等、どのような流路でも構わない。
【００３７】
ここで、ＰＢＩ−リン酸電極を備えるセル１５における、電圧とリン酸量とセル１５の抵抗との関係について詳細に説明する。膜電極接合体１６を有するセル１５において、電圧とリン酸量とセル１５の抵抗との関係について測定した。なお、リン酸量については膜電極接合体１６毎の総リン酸として測定し、セル１５の抵抗については一般的な抵抗を測定する機械を用いて測定した。
【００３８】
図５は、ＰＢＩ−リン酸電極を備える燃料電池のセル電圧、総リン酸量およびセル抵抗の相関を示す図である。図５に示すように、総リン酸量（ｇ／膜電極接合体１６（ＭＥＡ））の量が経時的に減少するに当たり、セル１５の抵抗（ｍΩ）が上昇していることがわかる。さらに、図５に示すグラフから、リン酸量およびセル１５の抵抗だけでなく、セル１５の電圧（単位Ｖ、０．２Ａ／ｃｍ２）についても相関があることがわかる。
【００３９】
この結果から、燃料電池においてリン酸が溶出し発電性能が低下する中で、電極抵抗の上昇が見られ、これらには相関があるということが確認できた。すなわち、この電極抵抗をモニタリングし、リン酸溶出を予測、算出し、所定量の抵抗上昇の際にリン酸の補給を行い、発電性能の低下を防止することができるということが示された。
【００４０】
さらに、詳細なリン酸の補給制御方法の例について、以下説明する。
【００４１】
例えば、燃料ガスおよび／または酸化剤ガス（アノードガスおよび／またはカソードガス）のそれぞれのガスの流路が、リン酸の流路となる場合について説明する。図６は、実施の形態に係る燃料電池のリン酸補給制御方法における、スタックへのリン酸の補給方法の第一の例を示す概略図である。スタック６の抵抗が上昇していない場合には、制御装置と接続されている三方バルブは、燃料電池におけるアノードガスおよび／またはカソードガスが通常の流れとなる方向をとっている（図示せず）。
【００４２】
しかし、スタック６の抵抗が所定量上昇した場合に、制御装置が作動し、接続されている三方バルブの方向が変化する。この場合、図６に示す矢印の流路をアノードガスおよび／またはカソードガスが通る。矢印の流路を通ることによって、図中に示すリン酸溶液槽の中のリン酸を乗せながらアノードガスおよび／またはカソードガスがスタック６に流れ、その結果、各モジュール内にリン酸が補給される。図６のリン酸溶液槽は模式的に示したもので、実際にはバブリング構造となっている。
【００４３】
図７は、実施の形態に係る燃料電池のリン酸補給制御方法における、スタックへのリン酸の補給方法の第二の例を示す概略図である。この場合には、直接、リン酸溶液槽と制御装置とが接続されている。スタック６の抵抗が上昇していない場合には、リン酸溶液槽中のリン酸がアノードガスおよび／またはカソードガスの流路へと流れ出ない溶液槽の構造となっている。
【００４４】
しかし、スタック６の抵抗が上昇した場合には、制御装置が作動し、接続しているリン酸溶液槽中のリン酸が霧状に噴射され、アノードガスおよび／またはカソードガスの流路を矢印の流れに乗せて、各モジュール内へとリン酸が補給される。なお、図６および図７では、アノードガスおよび／またはカソードガスの流路に乗せてリン酸を補給する場合について述べたが、リン酸のみ流す為の流路をスタック６および／またはセル１５に形成しても構わない。
【００４５】
上述の実施の形態において、様々なリン酸補給制御システム１、それを備える燃料電池、および、リン酸補給制御方法について説明してきたが、これらの構成または工程等は一例であり、スタック６の抵抗および／またはセル１５の抵抗の変化の情報を利用しリン酸を補給するという原理を利用するものであれば、どのようなリン酸補給制御システム、それを備える燃料電池、および、リン酸補給制御方法でも構わない。例えば、当該技術分野において公知であるその他のシステム、構成要素または工程等をさらに含んでいても構わない。
【００４６】
上述した実施の形態では、運転中の燃料電池について経時的に抵抗を測定する場合について述べたが、燃料電池が停止時であってもリン酸は溶出する可能性がある為、停止時において本発明を実施しても構わない。
【００４７】
また、上述の実施の形態において、スタック６の抵抗および／またはセル１５の抵抗の変化の情報から推定、算出される、当該スタック６および／またはセル１５に補給すべき（当該スタック６および／またはセル１５から溶出した）リン酸の量は、例えば、予め膜電極接合体１６毎の抵抗変化レベルに対する当該膜電極接合体１６毎に補給すべきリン酸の量を測定しておき、その情報をリン酸補給制御システム１に記憶させておけばよい。
【００４８】
スタック６の抵抗および／またはセル１５の抵抗の変化は、例えば、直近の所定の期間の移動平均をとって調べることができる。抵抗の値だけでなく、時間変化率を考慮して、リン酸を補給するかどうか、また、補給する量を決定してもよい。
【００４９】
さらに、本実施の形態に係るリン酸補給制御システム１の流れの一例について、フローチャートを用いて詳細に説明する。図８は、本発明に係る燃料電池のリン酸補給制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。図８に示すように、燃料電池が作動すると、燃料電池のリン酸補給制御が開始し、燃料電池の本体であるスタック６および／またはセル１５にかかる抵抗の測定を、抵抗測定部２において行う（ステップＳ１）。次に、当該スタック６および／またはセル１５にかかる抵抗の変化を抵抗変化抽出部３が抽出し（ステップＳ２）、前述したように抽出した抵抗の変化の情報を、リン酸補給部４に送る。
【００５０】
リン酸補給部４は当該抵抗の変化の情報を受け取り、所定の値以上の増加があるかどうか判定する（ステップＳ３）。所定の値以上の増加がなければ（ステップＳ３；ＮＯ）、ステップＳ１に戻って抵抗の測定から繰り返す。所定の値以上の増加があった場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、燃料電池のスタック６および／またはセル１５に補給すべきリン酸の量を推定、算出し、スタック６および／またはセル１５へ推定、算出したリン酸量を補給する（ステップＳ４）。そして、ステップＳ１に戻って、抵抗の測定から繰り返す。
【００５１】
なお、補給するリン酸の量は、受け取った抵抗の変化量の情報から得られ、それに相関（依存）し、推定、算出される量である。すなわち、スタック６および／またはセル１５の抵抗が増加・上昇するほど、リン酸が溶出しているということに繋がる為（図５参照）、当該溶出量に相当する量のリン酸を補給する。
【００５２】
このように、本発明に係る燃料電池のリン酸補給制御システム１、それを備える燃料電池、および、燃料電池のリン酸補給制御方法によれば、溶出した量に対して適切量のリン酸を補給することができる。すなわち、リン酸溶出による性能低下をリン酸の補給によって最小化とすることができ、さらに、溶出したリン酸量に対して適切量のリン酸を補給できる為、補給するリン酸量およびそのコストについても最小限とすることができる。この為、リン酸溶液槽のためのスペースについても最小限とすることができ、燃料電池の装置の小型化が可能であり、耐久性の向上も図ることができる。
【００５３】
なお、本発明は、前述したように、最もリン酸溶出量の少ないＰＢＩ−リン酸電極を用いる燃料電池に使用することにより、リン酸補給量減少によるコスト削減をさらに図ることができる。また、実施の形態において、主としてアノードガス導入口（流路）および／またはカソードガス導入口（流路）からリン酸を補給する例について述べたが、いずれかの導入口から補給する場合、生成水ができる為、カソードガス導入口（流路）からリン酸を補給する方がより効果的である。
【符号の説明】
【００５４】
１  リン酸補給制御システム
２  抵抗測定部
３  抵抗変化抽出部
４  リン酸補給部
５  リン酸タンク
６  スタック
７  ポンプ
８  加熱器
９  改質器
１０  パワーコンディショナー
１１  水精製器
１２  熱交換器
１３  凝縮器
１４  バーナ
１５  セル
１６  膜電極接合体
１７  アノード側セパレータ
１８  カソード側セパレータ
１９  燃料ガス流路
２０  酸化剤ガス流路
２１  電解質膜
２２  アノード触媒層
２３  カソード触媒層
２４  アノードガス拡散層
２５  カソードガス拡散層
【図１】
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【図２】
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【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】
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