(57)【要約】【課題】触媒の溶出及び再析出を抑制して能力低下を抑制できる燃料電池システム及びその停止方法を提供する。【解決手段】アノード排出部１３５Ｂを開閉する第１開閉弁１２６と、カソード供給部１３６Ａを開閉する第２開閉弁１２７と、カソード排出部１３６Ｂを開閉する第３開閉弁１２８と、を備え、燃料電池システム１の停止時には、燃料供給手段１１３による液体燃料の供給を停止するとともに、酸化剤供給手段１１７による酸化剤の供給を停止し、かつ第１開閉弁１２６、第２開閉弁１２７及び第３開閉弁１２８を閉塞する。【選択図】  図１
2016018753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード触媒にルテニウムを含む膜電極接合体を有する電池スタックと、
前記電池スタックのアノードに液体燃料を供給する燃料供給手段と、
前記電池スタックのカソードに酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
前記電池スタックの前記アノード側に形成され、前記液体燃料が供給されるアノード供給部及び前記アノードの生成物を排出するアノード排出部と、
前記電池スタックの前記カソード側に形成され、前記酸化剤が供給されるカソード供給部及び前記カソードの生成物を排出するカソード排出部と、
前記アノード排出部を開閉する第１開閉弁と、
前記カソード供給部を開閉する第２開閉弁と、
前記カソード排出部を開閉する第３開閉弁と、を備え、
燃料電池システムの停止時には、
前記燃料供給手段による前記液体燃料の供給を停止するとともに、前記酸化剤供給手段による前記酸化剤の供給を停止し、かつ前記第１開閉弁、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁を閉塞する燃料電池システム。
【請求項２】
アノード触媒にルテニウムを含む膜電極接合体を有する電池スタックと、
前記電池スタックのアノードに液体燃料を供給する燃料供給手段と、
前記電池スタックのカソードに酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
前記電池スタックの前記アノード側に形成され、前記液体燃料が供給されるアノード供給部及び前記アノードの生成物を排出するアノード排出部と、
前記電池スタックの前記カソード側に形成され、前記酸化剤が供給されるカソード供給部及び前記カソードの生成物を排出するカソード排出部と、
前記アノード排出部を開閉する第１開閉弁と、
前記カソード供給部を開閉する第２開閉弁と、
前記カソード排出部を開閉する第３開閉弁と、を備える燃料電池システムに対し、
前記燃料電池システムの停止時には、
前記燃料供給手段による前記液体燃料の供給を停止するとともに、前記酸化剤供給手段による前記酸化剤の供給を停止し、かつ前記第１開閉弁、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁を閉塞する燃料電池システムの停止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイレクトメタノール燃料電池システム及びその停止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子形燃料電池（PEFC, Polymer Electrolyte Fuel Cell）は、イオン交換膜を挟んで、カソードに空気などの酸化剤を供給し、アノードに水素ガスなどの還元燃料を供給することにより発電するが、発電停止後に燃料電池内に水素が残留するとセルの腐食が発生するため、発電停止時には、アノードに窒素リッチガスを流して水素をパージするものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７８１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、メタノールを燃料として発電するダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell）においては、上記従来技術のような水素残留によるセルの腐食といった問題は生じない。しかしながら、アノード触媒に用いられているルテニウムＲｕなどの金属が溶出し、これがカソード側にクロスオーバしてカソード触媒に再析出し、燃料電池の能力が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、触媒の溶出及び再析出を抑制して能力低下を抑制できる燃料電池システム及びその停止方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アノード触媒にルテニウムを含む膜電極接合体を有する電池スタックと、
前記電池スタックのアノードに液体燃料を供給する燃料供給手段と、
前記電池スタックのカソードに酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
前記電池スタックの前記アノード側に形成され、前記液体燃料が供給されるアノード供給部及び前記アノードの生成物を排出するアノード排出部と、
前記電池スタックの前記カソード側に形成され、前記酸化剤が供給されるカソード供給部及び前記カソードの生成物を排出するカソード排出部と、
前記アノード排出部を開閉する第１開閉弁と、
前記カソード供給部を開閉する第２開閉弁と、
前記カソード排出部を開閉する第３開閉弁と、を備え、
燃料電池システムの停止時には、
前記燃料供給手段による前記液体燃料の供給を停止するとともに、前記酸化剤供給手段による前記酸化剤の供給を停止し、かつ前記第１開閉弁、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁を閉塞する燃料電池システムによって上記課題を解決する。
【０００７】
また本発明は、アノード触媒にルテニウムを含む膜電極接合体を有する電池スタックと、
前記電池スタックのアノードに液体燃料を供給する燃料供給手段と、
前記電池スタックのカソードに酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
前記電池スタックの前記アノード側に形成され、前記液体燃料が供給されるアノード供給部及び前記アノードの生成物を排出するアノード排出部と、
前記電池スタックの前記カソード側に形成され、前記酸化剤が供給されるカソード供給部及び前記カソードの生成物を排出するカソード排出部と、
前記アノード排出部を開閉する第１開閉弁と、
前記カソード供給部を開閉する第２開閉弁と、
前記カソード排出部を開閉する第３開閉弁と、を備える燃料電池システムに対し、
前記燃料電池システムの停止時には、
前記燃料供給手段による前記液体燃料の供給を停止するとともに、前記酸化剤供給手段による前記酸化剤の供給を停止し、かつ前記第１開閉弁、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁を閉塞する燃料電池システムの停止方法によって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃料電池システムの停止時には、アノード排出部、カソード供給部及びカソード排出部が閉塞されるので、アノード側に残留した燃料がカソード側にクロスオーバし、カソード側に残留した酸化剤と反応することで当該残留酸化剤を除去する。その結果、酸化剤のアノード側へのクロスオーバにより生じるアノード触媒の溶出、及び当該アノード触媒のカソード触媒への再析出が抑制されるので、燃料電池の能力低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る燃料電池システムを示すブロック図である。
【図２】図１の制御装置におけるデータ処理手順を示すフローチャートである。
【図３】ルテニウムＲｕの電位−ｐＨ図（プールベダイヤグラム）を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の蛍光Ｘ線元素分析結果を示すグラフである。
【図５】本発明の比較例１の蛍光Ｘ線元素分析結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態に係る燃料電池システム１は、メタノールを燃料として発電するダイレクトメタノール燃料電池システムであり、図１に示すように、燃料供給装置１１と、制御装置１２と、燃料電池１３とを備える。以下、図１を参照して、それぞれの構成について説明する。
【００１１】
燃料電池１３は、膜電極接合体（MEA：Membrane-electrode assembly）１３１と、膜電極接合体１３１を挟む板状のアノードセパレータ１３５およびカソードセパレータ１３６を備える。膜電極接合体１３１は、水素イオン（陽イオン）伝導性を有する略矩形の高分子電解質膜１３２と、略矩形のアノード触媒層１３３と、カソード触媒層１３４を含み、さらに図示は省略するが、略矩形のアノードガス拡散層とカソードガス拡散層を含む。アノード触媒層１３３とアノードガス拡散層がアノード（燃料極）を構成し、カソード触媒層１３４とカソードガス拡散層がカソード（空気極）を構成する。
【００１２】
高分子電解質膜１３２としては、特に限定されるものではなく、通常の高分子電解質形燃料電池に搭載される高分子電解質膜を使用することができる。例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸からなる高分子電解質膜（例えば、米国DuPont社製のNafion（商品名）、旭化成（株）製のAciplex（商品名）、ジャパンゴアテックス（株）製のＧＳIIなど）を使用することができる。
【００１３】
アノード触媒層１３３およびカソード触媒層１３４は、例えば白金系の金属触媒などの電極触媒と、当該電極触媒を担持する導電性炭素粒子（カーボン粉末）と、水素イオン伝導性を有する高分子電解質とで構成されている。
【００１４】
アノード触媒層１３３およびカソード触媒層１３４における担体である導電性炭素粒子としては、導電性を有する細孔の発達したカーボン材料を用いるのが好ましく、例えばカーボンブラック、活性炭、カーボンファイバーおよびカーボンチューブなどを使用することができる。カーボンブラックとしては、例えばチャネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラックおよびアセチレンブラックなどが挙げられる。また、活性炭は、種々の炭素原子を含む材料を炭化処理および賦活処理することによって得ることができる。
【００１５】
アノード触媒層１３３およびカソード触媒層１３４における電極触媒としては、白金または白金合金を用いるのが好ましい。白金合金としては、白金以外の白金族の金属（ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム）、鉄、チタン、金、銀、クロム、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウム、ケイ素、レニウム、亜鉛およびスズからなる群より選択される１種以上の金属と、白金との合金であるのが好ましい。また、上記白金合金には、白金と上記金属との金属間化合物が含有されていてもよい。さらに、白金からなる電極触媒と白金合金からなる電極触媒を混合して得られる電極触媒混合物を用いてもよく、アノード側とカソード側に同じ電極触媒を用いても異なる電極触媒を用いてもよい。
【００１６】
アノード触媒層１３３およびカソード触媒層１３４の外側に配置されるアノードガス拡散層およびカソードガス拡散層（いずれも図示を省略する）としては、当該分野において公知の種々のガス拡散層を用いることができる。これらのガス拡散層を構成する基材としては、ガス透過性を持たせるために、発達したストラクチャー構造を有するカーボン微粉末、造孔材、カーボンペーパーまたはカーボンクロスなどを用いて作製された、導電性多孔質基材を用いることができる。また、排水性を向上させるために、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などのフッ素樹脂を代表とする撥水性材料（高分子）を上記基材の内部に分散させて、上記基材は撥水処理を施されていてもよい。さらに、電子伝導性を持たせるために、カーボン繊維、金属繊維またはカーボン微粉末などの電子伝導性材料で上記基材を構成してもよい。なお、カソード側およびアノード側において同じガス拡散層を用いても異なるガス拡散層を用いてもよい。
【００１７】
一対のアノードセパレータ１３５およびカソードセパレータ１３６は、膜電極接合体１３１の外側に配置されて、膜電極接合体１３１を機械的に固定するための部材である。アノードセパレータ１３５のうちの膜電極接合体１３１と接触する面には、アノードに燃料であるメタノールを供給し、電極反応生成物、未反応のメタノールを含む物質を反応場から外部に運び去るためのアノード流路（不図示）が形成され、同様に、カソードセパレータ１３６のうちの膜電極接合体１３１と接触する面には、カソードに酸素（空気）を供給し、電極反応生成物、未反応のメタノールを含む物質を反応場から外部に運び去るためのカソード流路（不図示）が形成されている。
【００１８】
こうしたアノード流路およびカソード流路は、図示はしないが、それぞれアノードセパレータ１３５およびカソードセパレータ１３６の表面に常法により溝を設けることによって形成されている。特に制限されるものではないが、アノード流路およびカソード流路は、例えば複数の直線状溝部と、隣接する直線状溝部を上流から下流へと連結する複数のターン状溝部とで構成されたサーペンタイン形状を有する。
【００１９】
以上のように構成された燃料電池１３において、上述したアノードセパレータ１３５のアノード供給部１３５Ａに第１流路１１２を介してメタノールを供給し、カソードセパレータ１３６のカソード供給部１３６Ａに第３流路１１６を介して空気を供給すると、アノードにおいては、
［数１］
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−
という化学反応が生じ、カソードにおいては、
［数２］
３／２Ｏ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−→３Ｈ２Ｏ
という化学反応が生じる。これによりアノードとカソードとの間に電流が流れることになる。
【００２０】
なお、アノードで生成した二酸化炭素ガスと、反応に寄与しなかった未反応メタノールは、アノード排出部１３５Ｂから第２流路１１４及び第１開閉電磁弁１２６を介して第１タンク１１１に戻される。同様に、カソードで生成した水と、膜電極接合体１３１を透過（クロスオーバ）した未反応メタノールは、カソード排出部１３６Ｂから第４流路１１８、第３開閉電磁弁１２８及び凝縮器１１９を介して第３タンク１２０へ戻される。
【００２１】
燃料供給装置１１は、第１タンク１１１と、第２タンク１２３と、第３タンク１２０とを備え、第１タンク１１１には、燃料電池１３に供給されるメタノール水溶液が貯蔵され、第２タンク１２３には、第１タンク１１１に貯蔵されたメタノール水溶液の濃度よりも濃度が高い、高濃度のメタノール水溶液又はメタノール原液が貯蔵され、第３タンク１２０には、上述したように燃料電池１３のカソードから戻されて液化された水（一部にメタノールを含む）が貯蔵されている。
【００２２】
第１タンク１１１に貯蔵されたメタノール水溶液は、配管などの第１流路１１２を介して当該第１流路１１２に設けられた第１ポンプ１１３により燃料電池１３のアノード供給部１３５Ａに供給される。第１ポンプ１１３の作動及び停止は、制御装置１２からの制御信号によって制御される。アノード排出部１３５Ｂと第１タンク１１１とを接続する第２流路１１４には、アノード排出部１３５Ｂを開閉する第１開閉電磁弁１２６が設けられている。この第１開閉電磁弁１２６の開閉動作は、制御装置１２からの制御信号によって制御される。なお、後述する第２開閉電磁弁１２７及び第３開閉電磁弁１２８を含めて、これらの開閉弁１２６〜１２８は手動操作によるものであってもよい。また、後述する第２流路１１４，第３流路１１６，第４流路１１８，第５流路１２１，第６流路１２４を含めて、これらの流路１１２，１１４，１１６，１１８，１２１，１２４は、燃料電池システム１の大きさやレイアウトなどに応じて、配管又は通路などの具体的構造を採用することができる。また、燃料電池１３のアノード排出部１３５Ｂから第２流路１１４及び第１開閉電磁弁１２６を介して未反応メタノールと二酸化炭素ガスが第１タンク１１１へ戻されるが、気相の二酸化炭素ガスは液面に浮上するので、この第１タンク１１１により液相のメタノールと気相の二酸化炭素が概ね分離され、二酸化炭素ガスは図示しない排気流路を介してシステム外へ排出される。
【００２３】
第２タンク１２３に貯蔵されたメタノール原液又は高濃度メタノール水溶液（以下、追加メタノールともいう。）は、第２タンク１２３と第１タンク１１１との間に設けられた配管などの第６流路１２４を介して当該第６流路１２４に設けられた第２ポンプ１２５により第１タンク１１１へ供給される。第２ポンプ１２５の作動及び停止は、制御装置１２からの制御信号によって制御される。また、第３タンク１２０に貯蔵された水（一部にメタノールを含む）は、第３タンク１２０と第１タンク１１１との間に設けられた配管などの第５流路１２１を介して当該第５流路１２１に設けられた第３ポンプ１２２により第１タンク１１１へ供給される。第３ポンプ１２２の作動及び停止は、制御装置１２からの制御信号によって制御される。
【００２４】
燃料電池１３のカソード供給部１３６Ａには、配管又は通路などの第３流路１１６が設けられ、当該第３流路１１６及びカソード供給部１３６Ａを開閉する第２開閉電磁弁１２７を介して当該第３流路１１６に設けられたブロア１１７により外部の空気が吸入される。なお、流路には空気に含まれる塵埃等を除去するフィルタ１１５が設けられている。ブロア１１７の作動及び停止及び第２開閉電磁弁１２７の開閉動作は、制御装置１２からの制御信号によって制御される。
【００２５】
なお、燃料電池１３のカソード排出部１３６Ｂと第３タンク１２０との間に設けられた第４流路１１８には、カソード排出部１３６Ｂを開閉する第３開閉電磁弁１２８と、カソードで生じた水蒸気を液化して第３タンク１２０へ戻す機能を司る凝縮器１１９が設けられている。第３開閉電磁弁１２８の開閉作動は、制御装置１２からの制御信号によって制御される。
【００２６】
制御装置１２は、入力部として燃料電池１３の起動及び停止スイッチを備え、起動スイッチがＯＮになる（停止スイッチはＯＦＦ）と、第１ポンプ１１３及びブロア１１７を作動する制御信号をそれぞれに出力するとともに、第１開閉電磁弁１２６、第２開閉電磁弁１２７及び第３開閉電磁弁１２８を共に開放する制御信号を出力する。また、停止スイッチがＯＮになる（起動スイッチはＯＦＦ）と、第１ポンプ１１３及びブロア１１７を停止する制御信号をそれぞれに出力するとともに、第１開閉電磁弁１２６、第２開閉電磁弁１２７及び第３開閉電磁弁１２８を共に閉塞する制御信号を出力する。具体的な制御手順は以下のとおりである。
【００２７】
図２は、本例の燃料電池システム１の制御装置１２で実行される制御手順を示すフローチャートであり、予め設定された時間間隔で一連の処理を繰り返す。なお、図示する制御手順は本例の燃料電池システム１の起動時及び停止時の手順のみを示し、作動中の濃度管理その他の制御手順については省略するものとする。
【００２８】
まずステップＳＴ１において、制御装置１２に起動スイッチのＯＮ信号が入力されるとステップＳＴ２へ進み、第１開閉電磁弁１２６、第２開閉電磁弁１２７及び第３開閉電磁弁１２８を全て開放する制御信号を出力したのち、続くステップＳＴ３において、第１ポンプ１１３及びブロア１１７へ作動信号を出力する。これにより、第１タンク１１１に貯蔵されたメタノール水溶液が第１流路１１２を介して燃料電池１３のアノードに供給されるとともに、外部の空気が第３流路１１６及びフィルタ１１５を介して燃料電池１３のカソードに供給され、燃料電池１３による発電が開始する。そして、アノードで生成した二酸化炭素ガスと、反応に寄与しなかった未反応メタノールは、アノード排出部１３５Ｂから第２流路１１４及び第１開閉電磁弁１２６を介して第１タンク１１１に戻される。また、カソードで生成した水と、膜電極接合体１３１をクロスオーバした未反応メタノールは、カソード排出部１３６Ｂから第４流路１１８、第３開閉電磁弁１２８及び凝縮器１１９を介して第３タンク１２０へ戻される。なお、ステップＳＴ１において、制御装置１２に起動スイッチのＯＮ信号が入力されない場合は処理を終了する。
【００２９】
燃料電池システム１が作動中のステップＳＴ４において、制御装置１２に停止スイッチのＯＮ信号が入力されるとステップＳＴ５へ進み、ブロア１１７へ停止信号を出力し、続くステップＳＴ６において第２開閉電磁弁１２７及び第３開閉電磁弁１２８を共に閉塞する制御信号を出力する。これにより、カソードへのさらなる空気の供給が停止されるとともにカソードが外部と絶縁される。
【００３０】
次いで、ステップＳＴ７において、第１ポンプ１１３へ停止信号を出力し、続くステップＳＴ８において第１開閉電磁弁１２６を閉塞する制御信号を出力する。これにより、アノードへのさらなるメタノール水溶液の供給が停止されるとともにアノード排出部１３５Ｂが閉塞されることによりアノードが外部と絶縁されることになる。以上により、本例の燃料電池システム１の停止処理が終了するが、ステップＳＴ５からステップＳＴ８を同時に実行してもよい。
【００３１】
さて、アノード触媒として白金Ｐｔ及びルテニウムＲｕの白金合金を用い、カソード触媒として白金Ｐｔを用いた場合に、アノード電位が局部的に異常に高くなり、この状態においてアノード触媒層１３３からルテニウムＲｕが溶出し、これが高分子電解質膜１３２を透過してカソードにクロスオーバし、カソード触媒層１３４に再析出することがある。一方、カソード側に供給され、高分子電解質膜１３２を透過してアノードに至った酸素、又はアノード排出部１３５Ｂからアノードに逆流した酸素が原因で、アノード電位が上昇することがある。さらに、高分子電解質膜１３２が乾燥してしまうとアノードに酸素が混入することもある。
【００３２】
図３は、ルテニウムＲｕ／水の電位−ｐＨ図（プールベダイヤグラム）を示す図であり、アノード触媒に白金／ルテニウム合金を用いた場合は、金属ルテニウムＲｕとして安定な０．５Ｖ以下の電位であってｐＨが０〜−１の範囲で燃料電池システム１を操作することが行われる。しかしながら、上述したように、アノードに酸素が混入するとアノード電位が局部的に図示する０．５Ｖ  vs.  ＤＨＥを超えることがあり、ここから上述したとおりルテニウムＲｕが溶出する。そして、アノード側で溶出したルテニウムがカソード側へクロスオーバしてカソード触媒層１３４に再析出すると、燃料電池の出力密度や出力維持性能が低下するといった問題がある。こうしたことは、燃料電池システム１を停止して再び再起動するまでの不使用期間で生じることが少なくない。
【００３３】
このため本例の燃料電池システム１では、燃料電池システム１の停止時には、最初にブロア１１７を停止して酸素の供給を停止するとともに、この直後に第２開閉電磁弁１２７及び第３開閉電磁弁１２８を閉塞し、これにより酸素を含む外部環境とカソードとを絶縁する。またこれと同時に或いはこの直後に、第１ポンプ１１３を停止してメタノール水溶液の供給を停止するとともに、この直後に第１開閉電磁弁１２６を閉塞する。これにより、酸素を含む外部環境とアノードとを絶縁する。そして、アノードにはメタノール水溶液が残留しているが、このメタノール水溶液の一部は高分子電解質膜１３２を透過してカソードにクロスオーバし、カソードに残留した酸素と反応して当該酸素を除去する。また、アノード排出部１３５Ｂからアノードに逆流した酸素も、アノードに残留するメタノール水溶液と反応して除去されることになる。
【００３４】
以上のとおり、本例の燃料電池システム１によれば、燃料電池システム１の停止時においては、第２開閉電磁弁２７及び第３開閉電磁弁１２８を閉塞することでカソード供給部１３６Ａ及びカソード排出部１３６Ｂを外部環境と絶縁し、第１開閉電磁弁１２６を閉塞することでアノード排出部１３５Ｂを外部環境と絶縁するので、燃料電池システム１の不使用期間において燃料電池システム１内に残留する酸素を除去することができる。その結果、アノードに酸素が混入することにより生じるアノード電位の上昇が抑制され、ルテニウムなどのアノード触媒金属が不安定になって溶出するのを抑制することができる。
【００３５】
次に、本発明の燃料電池システム１の停止手順が、燃料電池システム１の性能維持に寄与することを、さらに具体化した実施例と、当該実施例に対する比較例を挙げて説明する。ただし、以下の実施例の数値や材質などの諸条件は本発明の単なる一例であって本発明を何ら限定するものではない。
【００３６】
《実施例１》
高分子電解質膜１３２として、厚さ１２５μｍのパーフルオロカーボンスルホン酸からなる高分子電解質膜（米国ＤｕＰｏｎｔ社製のＮａｆｉｏｎ（商品名，登録商標））を用い、一方の主面に、白金−ルテニウム触媒（白金・ルテニウム担持量５０重量％）のペーストを印刷し、厚さ４０μｍのアノード触媒層１３３を形成した。また、他方の主面には、カソード触媒層１３４として、厚さ２０μｍの白金触媒（白金担持量が７０重量％）を用い、アノードガス拡散層及びカソードガス拡散層として、厚さ２３５μｍの黒鉛繊維不織布（ＭＦＣテクノロジー社製カーボンファイバペーパＳＩＧＲＡＣＥＴ  ＧＤＬ２５ＢＣ）を用いた。
【００３７】
この膜電極接合体１３１を５つ積層したものを用いて燃料電池１３を組み立て、組み立てられた燃料電池１３にメタノールと空気を供給し、電圧を０．４Ｖに固定して２日間の動作試験を行い、その後燃料電池システム１を停止して２週間放置した。燃料電池システム１を停止する際においては、最初にブロア１１７を停止し、１０秒後に第１ポンプ１１３を停止し、これと同時に第１開閉電磁弁１２６，第２開閉電磁弁１２７及び第３開閉電磁弁１２８を閉塞した。そして、このサイクルを２回繰り返したのち、膜電極接合体１３１を分解し、カソード触媒層１３４にルテニウムＲｕが含まれるか否かを蛍光Ｘ線元素分析法により分析した。この結果を図４に示す。
【００３８】
《比較例１》
実施例１の比較例として、実施例１と同じ燃料電池システム１を用い、燃料電池システム１の停止時において、最初にブロア１１７を停止し、１０秒後に第１ポンプ１１３を停止したが、第１開閉電磁弁１２６，第２開閉電磁弁１２７及び第３開閉電磁弁１２８は開放したままとしたこと以外は実施例１と同じ条件で２サイクル繰り返し、膜電極接合体１３１を分解し、カソード触媒層１３４にルテニウムＲｕが含まれるか否かを蛍光Ｘ線元素分析法により分析した。この結果を図５に示す。
【００３９】
《考察》
図４及び図５の分析結果から、比較例１の燃料電池システムの停止方法では、カソード触媒層１３４にルテニウムＲｕが含まれていることが確認された。これに対して、実施例１の燃料電池システムの停止方法では、カソード触媒層１３４にルテニウムＲｕは含まれていないことが確認された。
【符号の説明】
【００４０】
１…燃料電池システム
１１…燃料供給装置
１１１…第１タンク
１１２…第１流路
１１４…第２流路
１１６…第３流路
１１８…第４流路
１２１…第５流路
１２４…第６流路
１１３…第１ポンプ
１１５…フィルタ
１１７…ブロア
１１９…凝縮器
１２０…第３タンク
１２２…第３ポンプ
１２３…第２タンク
１２５…第２ポンプ
１２６…第１開閉弁
１２７…第２開閉弁
１２８…第３開閉弁
１２…制御装置
１３…燃料電池
１３１…膜電極接合体
１３２…高分子電解質膜
１３３…アノード触媒層
１３４…カソード触媒層
１３５…アノードセパレータ
１３５Ａ…アノード供給部
１３５Ｂ…アノード排出部
１３６…カソードセパレータ
１３６Ａ…カソード供給部
１３６Ｂ…カソード排出部
【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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