(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料極および酸化剤極と、
前記酸化剤極側に設けられた吸湿材と、
前記吸湿材を前記酸化剤極に近づく方向および遠ざかる方向に移動可能に支持する吸湿材可動部と、
を含んで成ることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記吸湿材可動部は、前記吸湿材の少なくとも一部が前記酸化剤極に接触する位置および当該一部が前記酸化剤極から離隔する位置に前記吸湿材を移動させることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項３】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記吸湿材可動部は、前記吸湿材を前記酸化剤極に近づく方向に移動させたときに、当該吸湿材が前記酸化剤極の表面に対向配置されるように前記吸湿材を支持することを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項４】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記酸化剤極の表面に設けられた酸化剤流路をさらに含み、
前記吸湿材は、前記酸化剤流路内に設けられたことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項５】
請求項４に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記酸化剤流路からの前記酸化剤の排気を促す排気促進部をさらに含むことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項６】
請求項４に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記酸化剤流路内の湿度を測定する湿度測定部をさらに含み、
前記吸湿材可動部は、前記湿度測定部により測定された湿度に応じて前記吸湿材を移動させることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項７】
請求項４に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記酸化剤流路を密閉または開放を切り替える切り替え機構をさらに含むことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項８】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記吸湿材を乾燥させる乾燥部をさらに含むことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項９】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池において、
温度を測定する温度測定部をさらに含み、
前記吸湿材可動部は、前記温度測定部により測定された温度に応じて前記吸湿材を移動させることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項１０】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池において、
温度を測定する温度測定部と、
前記固体高分子型燃料電池の出力を検出する検出部と、
温度に応じて設定された出力の基準値を記憶する記憶部と、
前記温度測定部によって測定された温度に基づき、前記検出部により検出された出力と前記記憶部に記憶された前記基準値とを比較し、当該出力が前記基準値に達しているか否かを判定する判定部と、
をさらに含み、
前記吸湿材可動部は、前記出力が前記基準値に達していなかった場合に、前記吸湿材を前記酸化剤極に近づく方向に移動させることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項１１】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記固体高分子型燃料電池の出力を検出する検出部と、
アラーム出力部と、
前記吸湿材可動部が前記吸湿材を前記酸化剤極に近づく方向に移動させた後に前記検出部に前記固体高分子型燃料電池の出力の検出を指示し、前記固体高分子型燃料電池の出力が改善されなかったときに前記アラーム出力部にアラームを出力するよう指示する制御部と、
をさらに含むことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項１２】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記吸湿材可動部は、当該固体高分子型燃料電池が運転中か運転停止中かに応じて、前記吸湿材を移動または停止させることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項１３】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記固体高分子型燃料電池は、前記燃料極に液体燃料が供給される直接型の燃料電池であることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項１４】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池において、
複数の前記酸化剤極を含み、当該複数の酸化剤極が平面状に配置されたことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項１５】
燃料極および酸化剤極を含む固体高分子型燃料電池の運転方法であって、
前記酸化剤極側に設けられた吸湿材を、前記酸化剤極に近づく方向に移動させるステップと、
前記吸湿材を、前記酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップと、
を含む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１６】
請求項１５に記載の固体高分子型燃料電池の運転方法において、
前記吸湿材を前記酸化剤極に近づく方向に移動させるステップにおいて、当該吸湿材の少なくとも一部を前記酸化剤極に接触させ、
前記吸湿材を前記酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップにおいて、前記酸化剤極を前記吸湿材の前記一部から離隔させる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１７】
請求項１５に記載の固体高分子型燃料電池の運転方法において、
前記固体高分子型燃料電池の運転停止時に、前記吸湿材を前記酸化剤極に近づく方向に移動させるステップを実行し、
前記固体高分子型燃料電池の運転開始時に、前記吸湿材を前記酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップを実行する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１８】
請求項１５に記載の固体高分子型燃料電池の運転方法において、
前記固体高分子型燃料電池の運転開始前に、前記吸湿材を前記酸化剤極に近づく方向に移動させるステップを実行し、
前記固体高分子型燃料電池の運転開始時に、前記吸湿材を前記酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップを実行する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１９】
請求項１５に記載の固体高分子型燃料電池の運転方法において、
前記吸湿材を乾燥させるステップをさらに含む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２０】
請求項１５に記載の固体高分子型燃料電池の運転方法において、
前記固体高分子型燃料電池の出力を検出するステップと、
前記固体高分子型燃料電池の出力を検出するステップにおいて検出された出力に応じて、前記吸湿材を前記酸化剤極に近づく方向に移動させるステップおよび前記吸湿材を前記酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップを選択するステップと、
をさらに含む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２１】
請求項１５に記載の固体高分子型燃料電池の運転方法において、
前記固体高分子型燃料電池の出力を検出するステップと、
前記吸湿材を前記酸化剤に近づく方向に移動させるステップを実行した後に前記固体高分子型燃料電池の出力を検出するステップを実行し、検出された出力が基準値に達しているか否かを判定するステップと、
前記基準値に達しているか否かを判定するステップにおいて、前記出力が改善されなかった場合に、アラームを出力するステップと、
をさらに含むことを特徴とする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および固体高分子型燃料電池の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報化社会の到来とともに、パーソナルコンピュータ等の電子機器で扱う情報量が飛躍的に増大し、それに伴い、電子機器の消費電力も著しく増加してきた。特に、携帯型の電子機器では、処理能力の増加に伴って消費電力の増加が問題となっている。現在、このような携帯型の電子機器では、一般的にリチウムイオン二次電池が電源として用いられているが、リチウムイオン二次電池のエネルギー密度は理論的な限界に近づいている。
そのため、携帯型の電子機器の連続使用期間を延ばすために、ＣＰＵの駆動周波数を抑えて消費電力を低減しなければならないという制限があった。【０００３】
このような状況の中で、リチウムイオン二次電池に変えて、エネルギー密度が大きい燃料電池を電子機器の電源として用いることにより、携帯型の電子機器の連続使用期間が大幅に向上することが期待されている。
燃料電池は、燃料極および酸化剤極と、これらの間に設けられた電解質から構成され、燃料極には燃料が、酸化剤極には酸化剤が供給されて電気化学反応により発電する。燃料としては、一般的には水素が用いられるが、近年、安価で取り扱いの容易なメタノールを原料として、メタノールを改質して水素を生成させるメタノール改質型や、メタノールを燃料として直接利用する直接型の燃料電池の開発も盛んに行われている。【０００４】
燃料として水素を用いた場合、燃料極での反応は以下の式（１）のようになる。
３Ｈ２  →  ６Ｈ＋  ＋  ６ｅ−    （１）
燃料としてメタノールを用いた場合、燃料極での反応は以下の式（２）のようになる。
ＣＨ３ＯＨ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ６Ｈ＋  ＋  ＣＯ２  ＋  ６ｅ−    （２）【０００５】
また、いずれの場合も、酸化剤極での反応は以下の式（３）のようになる。
３／２Ｏ２  ＋  ６Ｈ＋  ＋  ６ｅ−  →  ３Ｈ２Ｏ    （３）【０００６】
燃料電池は、電解質の違いによって多くの種類に分類されるが、一般的には、アルカリ型、固体高分子型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体電解質型に大別される。
特開平６−５２８７８号公報には、水素を燃料とし、空気中の酸素と反応して電力を発生するリン酸型燃料電池を密閉容器内に収容した構成が記載されている。この密閉容器は、燃料電池本体の動作時には空気中の酸素を取り込むと同時に、反応ガスを容器外に排気するようになっている。また、密閉容器内には、加熱により再生可能な吸湿材が配置されている。前記公報記載の燃料電池は、リン酸型燃料電池であり、発生した水分が容器本体内に落下すると燃料電池のリン酸の濃度が低下し、電池特性が劣化するという問題点を解決している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、固体高分子型の燃料電池においても、長時間の運転により、酸化剤極の電極表面に水が滞留すると、電極のガス透過性が低下することによる発電効率の低下や、有効な触媒の表面が減少することによる出力の低下が生じるという問題点があった。
また、燃料電池周囲の温度変化により、たとえば燃料電池の温度が下がると、酸化剤流路内の湿度が上昇し、条件によっては、酸化剤極周囲に水分がたまり、酸化剤を効率よく取り込むことができなくなり、発電効率が低下するといった問題点があった。また、このような水分を放置しておくと、低温環境下においては、凝縮水が凍結してしまうという問題点もあった。
【０００８】
この場合、酸化剤極表面の水分を除去するとともに、燃料電池運転時には、酸化剤極に酸化剤を効率よく供給できる構成とすることが必要となる。
本発明は上記事情を踏まえてなされたものであり、本発明の目的は、使用環境および運転状況に影響されずに、安定した電力を供給可能な燃料電池を提供することにある。本発明の別の目的は、高信頼性で、長寿命な燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、燃料極および酸化剤極を含む固体高分子型燃料電池であって、酸化剤極近傍に設けられた吸湿材と、吸湿材を酸化剤極に近づく方向および遠ざかる方向に移動可能に支持する吸湿材可動部と、を含むことを特徴とする固体高分子型燃料電池が提供される。
固体高分子型燃料電池は、さらに固体電解質膜を含むことができ、燃料極および酸化剤極は、固体電解質膜を狭持する。このような構成とすると、酸化剤極に水分が付着しても、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させることにより水分を効率よく除去することができるとともに、吸湿材を酸化剤極から遠ざかる方向に移動させることにより燃料電池の運転を通常通り行うことができ、燃料電池の発電効率を高めることができる。これにより、使用環境や運転状況に影響されずに、燃料電池を安定的に動作させることができる。
【００１０】
本発明の固体高分子型燃料電池において、吸湿材可動部は、吸湿材の少なくとも一部が酸化剤極に接触する位置および当該一部が酸化剤極から離隔する位置に吸湿材を移動させることができる。
これにより、酸化剤極に付着した水分を効率よく除去することができるとともに、吸湿材を酸化剤極から離隔する位置に移動させたときには燃料電池の運転を通常通り行うことができ、燃料電池の発電効率を高めることができる。
【００１１】
本発明の固体高分子型燃料電池において、吸湿材は面を有することができ、吸湿材可動部は、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させたときに、当該面が酸化剤極の表面に対向配置されるように吸湿材を支持することができる。吸湿材の面は、酸化剤極表面の面積よりも大きく形成されるのが好ましい。これにより、吸湿材を酸化剤極表面に接触させることにより、酸化剤極表面の水分を除去することができる。また、吸湿材の面を酸化剤極表面の面積より大きく形成しなくても、吸湿材を酸化剤極表面全体と接触するように順次移動させて酸化剤極表面の水分を除去することもできる。さらに、固体高分子型燃料電池は、複数の酸化剤極を含む構成とすることもでき、この場合、複数の酸化剤極それぞれに吸湿材を設ける構成とすることもでき、複数の酸化剤極に対して一の吸湿材を設け、これを順次移動させる構成とすることもできる。
【００１２】
本発明の固体高分子型燃料電池は、酸化剤極の表面に設けられた酸化剤流路をさらに含むことができ、吸湿材は、酸化剤流路内に設けることができる。
本発明の固体高分子型燃料電池は、酸化剤流路からの酸化剤の排気を促す排気促進部をさらに含むことができる。ここで、排気促進部は、排気用ファンや吸気用ファンとすることができる。これにより、酸化剤流路中の湿度を低下することができるとともに、吸湿材が吸収した水分を外部に排出し、吸湿材を乾燥させることができる。
【００１３】
本発明の固体高分子型燃料電池は、酸化剤流路内の湿度を測定する湿度測定部をさらに含むことができ、吸湿材可動部は、湿度測定部により測定された湿度に応じて吸湿材を移動させることができる。吸湿材可動部は、たとえば酸化剤流路内の湿度が高い場合には吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させ、酸化剤流路内の湿度が低い場合には吸湿材を酸化剤極から遠ざかる方向に移動させることができる。
【００１４】
本発明の固体高分子型燃料電池は、酸化剤流路を密閉または開放を切り替える切り替え機構をさらに含むことができる。切り替え機構としては、酸化剤流路を開閉可能に設けられた吸気口および排気口を用いることができる。この構成により、燃料電池の運転停止中に、吸気口および排気口を閉じることにより、酸化剤流路を密閉することができる。これにより、固体電解質膜が乾燥するのを防ぐことができる。また、燃料として液体燃料を用いる場合、液体燃料が固体電解質膜を通過して酸化剤極側から蒸発してしまうのを防ぐこともできる。燃料電池の運転停止中に、酸化剤流路を密閉系とすると、燃料電池周囲の温度変化により、酸化剤流路内の湿度が変化し、酸化剤極の表面に結露や凝縮水が発生することがある。このような凝縮水等を放置しておくと、低温環境下では凝縮水が凍ってしまうこともあり、燃料電池の安定的な運転の妨げとなる。本発明の燃料電池は、吸湿材を有しているので、酸化剤極の表面の結露や凝縮水の発生を防ぐことができ、使用環境や運転状況に影響されずに、燃料電池を安定的に動作させることができる。
【００１５】
本発明の固体高分子型燃料電池は、吸気口または排気口の開口の程度を調整する開口調整部をさらに含むことができる。
本発明の固体高分子型燃料電池は、吸湿材を乾燥させる乾燥部をさらに含むことができる。乾燥部としては、ファンを用いることができる。乾燥部は、吸湿材を加熱する加熱部を含むことができる。加熱部は、吸湿材が酸化剤極表面と接触する面と反対側の面に設けることができる。このような乾燥部を設けることにより、吸湿材が吸収した水分を吸湿材から放出させることができ、吸湿材を再生利用することができる。
【００１６】
本発明の固体高分子型燃料電池は、温度を測定する温度測定部をさらに含むことができ、吸湿材可動部は、温度測定部により測定された温度に応じて吸湿材を移動させることができる。吸湿材可動部は、温度測定部により測定された温度変化に応じて吸湿材を移動させることもできる。
本発明の固体高分子型燃料電池は、温度を測定する温度測定部と、固体高分子型燃料電池の出力を検出する検出部と、温度に応じて設定された出力の基準値を記憶する記憶部と、温度測定部によって測定された温度に基づき、検出部により検出された出力と記憶部に記憶された基準値とを比較し、当該出力が基準値に達しているか否かを判定する判定部と、をさらに含むことができ、吸湿材可動部は、出力が基準値に達していなかった場合に、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させることができる。これにより、酸化剤極表面に水分が付着していることが原因で燃料電池の出力が低下するような場合に、酸化剤極表面の水分を除去することができるので、燃料電池の出力を効果的に高めることができる。
【００１７】
本発明の固体高分子型燃料電池は、固体高分子型燃料電池の出力を検出する検出部と、アラーム出力部と、吸湿材可動部が吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させた後に検出部に固体高分子型燃料電池の出力の検出を指示し、燃料電池の出力が改善されなかったときにアラーム出力部にアラームを出力するよう指示する制御部と、をさらに含むことができる。これにより、酸化剤極表面の水分を除去する作業を行ったにも関わらず、燃料電池の出力が改善されなかったときに、それを管理者が検知することができるので、燃料電池の故障等を検出することが可能となる。
また、たとえば吸湿材の取り替え等が必要なことを検知することもできる。
【００１８】
本発明の固体高分子型燃料電池において、吸湿材可動部は、当該固体高分子型燃料電池が運転中か運転停止中かに応じて、吸湿材を移動または停止させることができる。吸湿材可動部は、たとえば、燃料電池が運転停止中のときは、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させた状態としておくことができる。また、吸湿材は、酸化剤極を覆うような構成とすることができる。これにより、燃料電池の運転停止中に、固体電解質膜が乾燥したり、液体燃料を用いた場合に、燃料極から透過してきた液体燃料が蒸発してしまうのを防ぐことができる。
本発明の固体高分子型燃料電池は、燃料極に液体燃料が供給される直接型の燃料電池とすることができる。
【００１９】
本発明の固体高分子型燃料電池は、複数の酸化剤極を含むことができ、当該複数の酸化剤極が平面状に配置された構成とすることができる。この場合、吸湿材は、複数の酸化剤極全面を覆うように構成することができる。また、複数の酸化剤極と順次接触する構成とすることもできる。
本発明によれば、燃料極および酸化剤極を含む固体高分子型燃料電池の運転方法であって、酸化剤極近傍に設けられた吸湿材を、酸化剤極に近づく方向に移動させるステップと、吸湿材を、酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップと、を含むことを特徴とする固体高分子型燃料電池の運転方法が提供される。
【００２０】
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法において、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させるステップにおいて、当該吸湿材を、酸化剤極に接触させ、吸湿材を酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップにおいて、酸化剤極を、吸湿材の一部から離隔させることができる。
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法において、固体高分子型燃料電池の運転停止時に、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させるステップを実行することができ、固体高分子型燃料電池の運転開始時に、吸湿材を酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップを実行することができる。
【００２１】
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法において、固体高分子型燃料電池の運転開始前に、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させるステップを実行することができ、固体高分子型燃料電池の運転開始時に、吸湿材を酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップを実行することができる。
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法は、吸湿材を乾燥させるステップをさらに含むことができる。本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法は、吸湿材を加熱するステップをさらに含むことができる。
【００２２】
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法は、運転状況に応じて、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させるステップおよび吸湿材を酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップを選択するステップをさらに含むことができる。
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法は、固体高分子型燃料電池の温度を測定するステップと、温度を測定するステップで測定された温度に応じて、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させるステップおよび吸湿材を酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップを選択するステップと、をさらに含むことができる。
【００２３】
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法において、固体高分子型燃料電池は、酸化剤極に酸化剤を供給する酸化剤流路をさらに含むことができ、吸湿材は当該酸化剤流路に設けられてよく、酸化剤流路内の湿度を測定するステップと、湿度を測定するステップで測定された湿度に応じて、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させるステップおよび吸湿材を酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップを選択するステップと、をさらに含むことができる。
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法は、固体高分子型燃料電池の出力を検出するステップと、出力を検出するステップにおいて検出された出力に応じて、吸湿材を酸化剤極に近づく方向に移動させるステップおよび吸湿材を酸化剤極から遠ざかる方向に移動させるステップを選択するステップと、をさらに含むことができる。
【００２４】
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法は、固体高分子型燃料電池の出力を検出するステップと、吸湿材を酸化剤に近づく方向に移動させるステップを実行した後に固体高分子型燃料電池の出力を検出するステップを実行し、検出された出力が基準値に達しているか否かを判定するステップと、基準値に達しているか否かを判定するステップにおいて、出力が改善されなかった場合に、アラームを出力するステップと、をさらに含むことができる。
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法において、固体高分子型燃料電池は、酸化剤極に酸化剤を供給する酸化剤流路をさらに含むことができ、吸湿材は当該酸化剤流路に設けられてよく、酸化剤流路からの酸化剤の排気を促すステップをさらに含むことができる。
【００２５】
本発明の固体高分子型燃料電池の運転方法において、固体高分子型燃料電池は、開閉可能な吸気口および排気口を有し、酸化剤極に酸化剤を供給する酸化剤流路をさらに含むことができ、吸湿材は当該酸化剤流路に設けられてよく、吸気口または排気口の開口の程度を調整するステップをさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上述べたように、本発明によれば、酸化剤極で発生した水分を効率よく除去する構成を有するので、使用環境および運転状況に影響されずに、安定した電力を供給可能な固体高分子型燃料電池が提供される。また、本発明によれば、高信頼性で、長寿命な固体高分子型燃料電池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】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る固体高分子型燃料電池及び固体高分子型燃料電池の運転方法について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同様の符号を付し、以下の説明において詳細な説明を適宜省略する。  本発明の実施の形態における燃料電池は、携帯電話、ノート型等の携帯型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、各種カメラ、ナビゲーションシステム、ポータブル音楽プレーヤ等の小型電子機器に適用可能である。
【００２８】
（第一の実施の形態）
図１は、本実施の形態における燃料電池の構成を模式的に示した断面ブロック図である。【００２９】
燃料電池は、複数の単位セル１０１を含む。各単位セル１０１は、燃料極１０２および酸化剤極１０８と、これらの間に設けられた固体電解質膜１１４を含み、燃料極１０２には燃料１２４が、酸化剤極１０８には酸化剤１２６がそれぞれ供給されて電気化学反応により発電する。単位セル１０１は、燃料極１０２に液体燃料が供給される直接型の燃料電池である。燃料１２４としては、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、または他のアルコール類、あるいはシクロパラフィン等の液体炭化水素等の有機液体燃料を用いることができる。有機液体燃料は、水溶液としてもよい。酸化剤１２６としては、通常、空気を用いることができるが、酸素ガスを供給してもよい。【００３０】
燃料電池は、燃料極１０２に燃料１２４を供給する燃料流路３１０と、酸化剤極１０８に酸化剤１２６を供給する酸化剤流路３１２と、を含む。酸化剤流路３１２には吸気口３３９および排気口３４０が設けられる。
本実施の形態において、複数の単位セル１０１は、互いに直列に電気的に接続され、平面配列された２組のセル群を構成する。この平面配列された２組のセル群は、燃料極１０２が互いに対面するように配置され、その間に燃料流路３１０が配置され、さらに平面配列されたセル群の外側に位置する酸化剤極１０８側に酸化剤流路３１２が配置される。【００３１】
燃料電池は、酸化剤流路３１２内に設けられた吸湿材１０５１と、吸湿材１０５１を移動させる吸湿材可動部１０５３と、排気口３４０を介して酸化剤流路３１２内から酸化剤１２６を排出する排気用ファン１０５５と、をさらに含む。吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１を酸化剤極１０８に近づく方向および遠ざかる方向に移動可能に支持する。
本実施の形態において、吸湿材１０５１は、酸化剤極１０８に近づく方向に移動されたときに、酸化剤極１０８の表面と対向する第一の面を有するシートとすることができる。吸湿材１０５１は、酸化剤極１０８表面に付着した水分を吸収することが可能であるとともに、吸収した水分を放出することが可能な材料により構成することができる。このような材料としては、たとえば、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリベンズイミダゾール、または綿等の繊維を用いることができる。また、このような材料として、シリカ多孔体やアルミナ多孔体などのセラミックス多孔体や多孔質金属等を用いることもできる。【００３２】
また、吸湿材１０５１は、単位セル１０１の酸化剤極１０８の表面より大きな面積を有し、酸化剤極１０８の表面を覆うことができる大きさに構成されるのが好ましい。これにより、酸化剤極１０８の表面に発生した凝縮水を効率よく除去することができる。吸湿材１０５１は、複数の単位セル１０１の酸化剤極１０８に対応して複数設けることもでき、いくつかの酸化剤極１０８で共有するように設けることもできる。この場合、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１を酸化剤極１０８に近づけたり遠ざけたりするために鉛直方向に移動させるとともに、水平方向に移動させる構成とすることができる。【００３３】
本実施の形態において、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１の第一の面を酸化剤極１０８の表面に接触させた後、酸化剤極１０８の表面から離隔させるように、酸化剤極１０８の表面に対して鉛直方向に移動させるとともに、平面配列された複数の単位セル１０１の酸化剤極１０８の表面を順次覆うように、酸化剤極１０８の表面に対して水平方向に移動させる。この構成により、必要に応じて吸湿材１０５１を酸化剤極１０８の表面に移動して、凝縮水を除去することができる。
他の例において、吸湿材１０５１は、第一の面の面積が、単位セル１０１の酸化剤極１０８の表面より小さくなるように構成することもできる。この場合、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１が酸化剤極１０８の表面すべてを順次覆うように吸湿材１０５１を移動させるようにする。【００３４】
また、他の例において、吸湿材１０５１の第一の面の面積は、複数の単位セル１０１の酸化剤極１０８の表面すべてを一度に覆うことができる面積とすることもできる。この場合、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１を鉛直方向に移動させるだけの構成とすることもできる。
排気用ファン１０５５は、吸湿材１０５１から放出された湿気を酸化剤流路３１２内の酸化剤１２６とともに排出させる。これにより、吸湿材１０５１からの水分の放出を促進させることができる。また、吸気口３３９を介して酸化剤流路３１２内に酸化剤１２６を供給させる給気用ファン（不図示）を、酸化剤流路３１２の吸気口３３９に設けることもできる。これにより、湿気を含まない酸化剤１２６を酸化剤流路３１２内に供給することができるので、吸湿材１０５１からの水分の放出を促進させることができる。【００３５】
以下、吸湿材可動部１０５３が吸湿材１０５１を移動させる機構を説明する。図２は、本実施の形態における燃料電池の吸湿材の昇降機構の一例を示す図である。
吸湿材可動部１０５３は、支持ロッド１０７１と、回転支持部１０７３と、モータ１０７５と、一組のプーリー１０７７およびプーリー１０７８と、動力伝達ベルト１０７９と、を含む。図中、黒抜きおよび実線で示される状態が吸湿材１０５１の第一の面を酸化剤極１０８の表面に接触または近接させた状態を示し、網掛けおよび破線で示される状態が吸湿材１０５１の第一の面を酸化剤極１０８の表面から離隔させた状態を示している。【００３６】
支持ロッド１０７１は、吸湿材１０５１の両端に枢設けられた回転軸１０７２周りに回動可能に軸着される一端と、回転支持部１０７３の回転軸（不図示）に固設され、回転支持部１０７３の回転軸周りに回転可能に支持される他端と、を有する。支持ロッド１０７１は、回転支持部１０７３の回転によって、回転支持部１０７３の回転軸周りに回動し、支持ロッド１０７１に支持された吸湿材１０５１は、支持ロッド１０７１に追動して回転軸１０７２周りに回動し、図のように、吸湿材１０５１の第一の面を、酸化剤極１０８の表面に対して鉛直方向に移動させる。
回転支持部１０７３は、図示されない軸受けに枢設される回転軸の少なくとも一端に設けられたベルト車１０７４を有する。【００３７】
モータ１０７５の回転軸（不図示）の一端には、プーリー１０７７が固定され、モータ１０７５とともに回転する。プーリー１０７７には、動力伝達ベルト１０７９が張架され、プーリー１０７７の回転によって、反対側に設けられたプーリー１０７８を図示されない軸受けに枢設される回転軸（不図示）周りに回転させる。
動力伝達ベルト１０７９は、プーリー１０７７およびプーリー１０７８の間において、回転支持部１０７３のベルト車１０７４に張架される。これにより、モータ１０７５の回転が、動力伝達ベルト１０７９を介して、回転支持部１０７３のベルト車１０７４に伝達され、回転支持部１０７３の回転軸が回転し、吸湿材１０５１を移動させることができる。【００３８】
次に、吸湿材１０５１の酸化剤極１０８の表面に対する水平方向の移動について説明する。
ここでは図示していないが、吸湿材可動部１０５３は、回転支持部１０７３の回転軸に設けられた第二のベルト車と、モータ１０７５とは別の第二のモータ（不図示）と、第二のモータに設けられた一組のプーリー（不図示）と、このプーリーに張架される動力伝達ベルト（不図示）とをさらに含む。このような構成において、第二のモータの回転は、動力伝達ベルトを介して第二のベルト車に伝達される。回転支持部１０７３の軸受けは、吸湿材１０５１が、酸化剤極１０８の表面に対して水平方向に移動可能なように、回転支持部１０７３の回転軸を支持するレールとすることができ、モータ１０７５が回転した時は、回転支持部１０７３の回転軸の位置を固定し、第二のモータが回転した時は、回転支持部１０７３の回転軸を移動可能に支持する。これにより、第二のモータが回転した時に、第二のモータの回転は第二のベルト車に伝達され、第二のベルト車の回転によって、吸湿材１０５１は、酸化剤極１０８の表面に対して水平方向に移動される。【００３９】
本実施の形態において、吸湿材１０５１の水平方向の移動は、上記のように実施されるが、これに限定されるものではなく、様々な態様が考えられることはいうまでもない。たとえば、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１を水平方向に２次元に移動させることが可能に構成される。これにより、複数の酸化剤極１０８がマトリクス状に平面配列されている場合にも、複数の酸化剤極１０８表面の水分を吸湿材により順次吸収除去することができる。
また、本実施の形態において、吸湿材１０５１を昇降させるためのプーリー１０７７の回転は、モータによって行ったがこれに限定されるものではなく、手動でプーリー１０７７を回転させることができる機構を設けてもよい。【００４０】
また、各モータの回転は、図示されない制御部によって制御することができる。また、図示していない操作部によって、手動で各モータの回転を制御することもできる。
なお、吸湿材１０５１が、薄い布状のシートである場合は、図３に示すように、吸湿材１０５１は、支持板１０８０の第一の面に貼着された構成とすることができる。【００４１】
以上のように、本実施の形態の燃料電池によれば、酸化剤極の表面の結露による凝縮水を直接除去することができるので、使用環境や運転状況に影響されずに、発電効率の低下を防止できる燃料電池を提供することができる。また、吸湿材を必要な時酸化剤極の表面に移動して、凝縮水を除去することができる。また、吸湿材を、酸化剤極の表面に接触させたままにしないので、酸化剤極への酸化剤の供給効率を低下させることもなく、安定した電力を供給することが可能となる。【００４２】
（第二の実施の形態）
図４は、本実施の形態における燃料電池の構成を模式的に示した断面ブロック図である。【００４３】
本実施の形態において、燃料電池は、酸化剤流路３１２の吸気口３３９を開閉するシャッター１００１と、酸化剤流路３１２の排気口３４０を開閉するシャッター１００２とをさらに含むことができる。本実施の形態において、燃料電池運転停止中に、吸気口３３９および排気口３４０を閉じることにより、酸化剤流路３１２を密閉することができる。
これにより、燃料１２４が固体電解質膜１１４を通過して酸化剤極１０８側から蒸発したり、固体電解質膜１１４が乾燥してしまうのを防止することができる。【００４４】
本実施の形態において、シャッター１００１およびシャッター１００２は、吸気口３３９および排気口３４０開口の程度をそれぞれ調整可能に設けられる。これにより、たとえば燃料電池の運転停止時には、吸気口３３９や排気口３４０を閉じたり、開口の程度を低くすることにより、燃料が固体電解質膜１１４を通過して酸化剤極１０８から蒸発するという現象を防ぐことができる。さらに、このように、酸化剤流路３１２の吸気口３３９や排気口３４０の開口の程度を調整することにより、酸化剤流路３１２を流れる酸化剤の流量を制御することもできる。酸化剤流路３１２内の酸化剤の流量を適宜調整することにより、燃料の蒸発や固体電解質膜１１４の乾燥を防ぐとともに、結露の発生を防止することもできる。また、燃料電池の運転時においても、たとえば、低温環境下では、酸化剤極１０８側への酸化剤の流入量を低くすることにより、酸化剤によって酸化剤極１０８か空冷等されて発電効率が低下するのを防ぐことができる。【００４５】
なお、ここでは図示していないが、燃料電池は、図１に示したのと同様、排気用ファン１０５５を含む構成とすることもできる。
また、燃料電池は、吸湿材１０５１を乾燥させる乾燥部を含む構成とすることもできる。乾燥部として、たとえば、燃料電池は、吸湿材１０５１を加熱する加熱部を含むことができる。加熱部については後述する。これにより、吸湿材１０５１に吸収された水を効率よく排除することができる。【００４６】
以上のように、本実施の形態の燃料電池によれば、使用環境や運転状況に応じて、シャッター１００１およびシャッター１００２の開閉を制御することにより、酸化剤流路３１２内の湿度を調節することができ、かつ、吸湿材１０５１により酸化剤極１０８の表面の結露による凝縮水を除去することができる。従って、使用環境や運転状況に影響されずに、発電効率の低下を防止できる燃料電池を提供することができる。【００４７】
（第三の実施の形態）
図５は、本実施の形態における燃料電池の構成を模式的に示した概略ブロック図である。【００４８】
本実施の形態においても燃料電池は、第二の実施の形態における図４と同様の構成を有する。また、本実施の形態において、燃料電池は、吸湿材可動部１０５３および排気用ファン１０５５の動作を制御する制御部１０５７をさらに含む。制御部１０５７は、図４のシャッター１００１およびシャッター１００２の開閉を制御することもできる。制御部１０５７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＩＣ（Integrated Circuit）であり、予めプログラムされ、記憶装置（不図示）に記憶された手順に従って動作する。なお、ここでは、複数の単位セル１０１を燃料電池単位セル群１０００として示す。【００４９】
このように構成された燃料電池の動作について図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態における燃料電池の運転停止時における動作の一例を示すフローチャートである。
燃料電池が起動されると（Ｓ１０１のＹＥＳ）、吸湿材１０５１が酸化剤極１０８の表面に接触しているか否かが判断される（Ｓ１０２）。吸湿材１０５１が酸化剤極１０８の表面に接触していない場合（Ｓ１０２のＮＯ）、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１を酸化剤極１０８の表面に対して鉛直方向に移動させ、吸湿材１０５１の第一の面を酸化剤極１０８の表面に接触させる（Ｓ１０３）。これにより、吸湿材１０５１によって酸化剤極１０８の表面の水分が吸水される。その後、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１を酸化剤極１０８の表面に対して鉛直方向に移動させ、吸湿材１０５１の第一の面を酸化剤極１０８の表面から離隔させる（Ｓ１０４）。ステップ１０２において、吸湿材１０５１が酸化剤極１０８の表面に接触している場合（Ｓ１０２のＹＥＳ）、ステップ１０３は省略してステップ１０４に進む。【００５０】
上記のステップ１０３およびステップ１０４は、燃料電池の複数の単位セル１０１の酸化剤極１０８の表面すべてにわたって吸湿材１０５１を酸化剤極１０８の表面に対して水平方向に移動させながら順次行う。
その後、排気用ファン１０５５を駆動し（Ｓ１０５）、燃料電池の発電を開始する（Ｓ１０６）。
このような処理を行うことにより、燃料電池の運転停止中に燃料電池の酸化剤極１０８の表面に水分が付着していても、運転開始前にこのような水分を除去することができるので、燃料電池の運転を効率よく行うことができる。【００５１】
なお、ここでは、燃料電池の運転開始前に吸湿材１０５１を酸化剤極１０８の表面に接触させる処理を行う例を示したが、燃料電池の運転停止中であっても、たとえば、予め決められた時間毎に、図６のステップＳ１０３およびＳ１０４の処理を繰り返すようにすることもできる。
本実施の形態においても、吸湿材可動部１０５３による吸湿材１０５１の酸化剤極１０８に対する昇降機構は第一の実施の形態で説明したのと同様にすることができる。【００５２】
以上のように、本実施の形態の燃料電池によれば、酸化剤極の表面の結露による凝縮水を直接除去することができるので、使用環境や運転状況に影響されずに、発電効率の低下を防止できる燃料電池を提供することができる。また、吸湿材を必要な時酸化剤極の表面に移動して、凝縮水を除去することができる。また、吸湿材を、酸化剤極の表面に接触させたままにしないので、酸化剤極への酸化剤の供給効率を低下させることもなく、安定した電力を供給することが可能となる。【００５３】
（第四の実施の形態）
図７は、本実施の形態における燃料電池の構成を模式的に示した概略ブロック図である。【００５４】
本実施の形態においても燃料電池は、第二の実施の形態において図４を参照して説明したものと同様の構成を有する。本実施の形態において、燃料電池は、酸化剤流路３１２内の温度を測定する温度計１００８をさらに含む。ここでは、温度計１００８が酸化剤流路３１２内の温度を測定する例を示しているが、温度計１００８は、燃料電池内外の温度を測定するよう配置することができる。温度計１００８は、燃料電池の構造、および測定対象の場所に応じて種々の配置を取り得る。たとえば、酸化剤流路３１２内、燃料電池表面、廃気の循環経路（不図示）、または燃料電池の外部等に配置することができる。また、燃料電池は、複数の温度計１００８を含むこともでき、種々の場所に配置することもできる。温度計１００８で測定された温度は、判定部１０６１に入力される。温度計１００８としては、熱電対、測温抵抗体、サーミスタ、ＩＣ温度センサ、磁気温度センサ、サーモパイル、または焦電型温度センサ等の温度センサを用いることができる。【００５５】
また、燃料電池は、酸化剤流路３１２内の湿度を測定する湿度計１００９をさらに含む。湿度計１００９で測定された湿度は、判定部１０６１に入力される。
さらに燃料電池は、燃料電池の出力を検出するために、燃料電池の電流値を計測する電流計１０５８と、出力電圧を測定する電圧計１０５９と、検出された燃料電池の出力を監視するための基準値を温度毎に記憶するメモリ１０６３とをさらに含む。【００５６】
判定部１０６１は、温度計１００８によって測定された温度におけるメモリ１０６３に記憶された出力電圧の基準値に基づいて、電圧計１０５９によって測定された出力電圧が、基準値に達しているか否かの判定を行う。このとき、判定部１０６１は、電流計１０５８によって計測された電流値に基づいて、電流が一定に保たれているかの判定も行う。制御部１０５７は、電流値が一定となるようにファン１０５５や吸湿材可動部１０５３を制御する。
また、燃料電池は、燃料電池の出力の異常状態等を外部に通知するアラーム出力部１０６５をさらに含むことができる。アラーム出力部１０６５は、たとえば、表示器、スピーカーなどへの出力を行うことができる。出力は、アナログ出力またはディジタル出力のいずれとすることもできる。【００５７】
図８は、本実施の形態における燃料電池の運転時における動作の一例を示すフローチャートである。以下、燃料電池の運転時の処理を説明する。
判定部１０６１は、温度計１００８により測定された温度と電圧計１０５９によって測定された燃料電池の出力電圧とに基づき、燃料電池の出力電圧がその温度におけるメモリ１０６３に記憶された基準値未満か否かを判定する（Ｓ１１１）。燃料電池の出力電圧が、基準値未満である場合（Ｓ１１１のＹＥＳ）、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１を鉛直方向に移動させ、吸湿材１０５１の第一の面を酸化剤極１０８の表面に接触させる（Ｓ１１２）。吸湿材１０５１によって酸化剤極１０８の表面の水分が吸水された後、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１を鉛直方向に移動させ、吸湿材１０５１を酸化剤極１０８の表面から離隔させる（Ｓ１１３）。【００５８】
これにより、燃料電池の出力電圧が基準値未満のときに、燃料電池の酸化剤極１０８の表面に付着した水分を除去することができ、燃料電池を効率よく運転させることができる。【００５９】
図９は、本実施の形態における燃料電池の運転時における動作の他の例を示すフローチャートである。ここでも、燃料電池の運転時の処理を説明する。
判定部１０６１は、温度計１００８により測定された温度と電圧計１０５９によって測定された燃料電池の出力電圧とに基づき、燃料電池の出力電圧がその温度におけるメモリ１０６３に記憶された基準値未満か否かを判定する（Ｓ１２１）。燃料電池の出力電圧が、基準値未満である場合（Ｓ１２１のＹＥＳ）、制御部１０５７は、ステップ１２１の判定結果が所定回数（ｎ）未満か否かを判断する（Ｓ１２２）。ステップ１２１の判定結果が所定回数未満の場合（Ｓ１２２のＹＥＳ）、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１を鉛直方向に移動させ、吸湿材１０５１の第一の面を酸化剤極１０８の表面に接触させる（Ｓ１２３）。吸湿材１０５１によって酸化剤極１０８の表面の水分が吸水された後、吸湿材可動部１０５３は、吸湿材１０５１を鉛直方向に移動させ、吸湿材１０５１を酸化剤極１０８の表面から離隔させる（Ｓ１２４）。その後、再びステップ１２１に戻り、判定部１０６１は、電圧計１０５９によって測定された燃料電池の出力電圧が、メモリ１０６３に記憶された基準値未満か否かを判定する。【００６０】
一方、ステップ１２２において、ステップ１２１の判定結果が所定回数以上の場合（Ｓ１２２のＮＯ）、アラーム出力部１０６５は、燃料電池の出力が改善されなかったことを通知するアラームを出力する（ステップＳ１２５）。
これにより、酸化剤極１０８表面の水分を吸湿材１０５１により除去する作業を繰り返しても燃料電池の出力が改善されない場合に、それを管理者に通知することができ、管理者は、燃料電池の異常を検知することができる。また、たとえば吸湿材１０５１に水分が付着しすぎていたり、吸湿材１０５１の吸湿能力が低下する等の寿命の場合に、吸湿材を取りかえる必要がある場合に、管理者がそれを検知することもできる。【００６１】
（第五の実施の形態）
本実施の形態においても、燃料電池は第一の実施の形態と同様の構成を有する。本実施の形態において、吸湿材の昇降機構の形態が第一の実施の形態と異なる。
図１０は、本実施の形態における燃料電池の吸湿材の昇降機構の一例を示す図である。【００６２】
燃料電池は、酸化剤流路３１２の外壁１０８１の流路内の表面に貼着された吸湿材１０５１と、酸化剤流路３１２の外壁１０８１の外側に設けられたモータ１０８３と、モータ１０８３の回転軸１０８４の一端に固設され、モータ１０８３の回転とともに回転する偏心カム１０８５と、燃料電池を収容する容器１０８７の内側と、酸化剤流路３１２の外壁１０８１の外側の間に設けられた支持バネ１０８９とを有する。
本実施の形態においては、吸湿材１０５１は、複数の単位セル１０１の酸化剤極１０８の表面をそれぞれ覆うような形状および大きさを有する。【００６３】
また、図１１に示すように、燃料電池は、吸湿材１０５１の他方の面に設けられた加熱部１０９１を含む構成とすることもできる。加熱部１０９１は、ヒータなどである。これにより、低温時に酸化剤極１０８で発生した凝縮水が凍結した時、解凍させるとともに水を吸湿材１０５１にて吸水して除去することができる。さらに、吸湿材１０５１に含まれた水分を乾燥させることができる。
図１１では、酸化剤流路３１２の外壁１０８１の内側に加熱部１０９１を設けた構成としているが、これに限定されるものではなく、酸化剤流路３１２の外壁１０８１の外側の吸湿材１０５１の位置に対応する位置に加熱部を設けてもよい。加熱部は、運転状況および使用環境に応じて、図示されない制御部によって制御される。【００６４】
このように構成された吸湿材の昇降機構の動作について図１０を参照して説明する。
モータ１０８３が回転すると、偏心カム１０８５が回転し、偏心カム１０８５は、酸化剤流路３１２の外壁１０８１を酸化剤流路３１２の内側に向かって押圧する。これにより、吸湿材１０５１の第一の面が酸化剤極１０８の表面に接触する。モータ１０８３が逆回転すると、偏心カム１０８５も逆回転し、酸化剤流路３１２の外壁から離隔する。このとき、酸化剤流路３１２の外壁を支持する支持バネ１０８９の張力によって、酸化剤流路３１２の外壁は、元の位置に戻される。これにより、吸湿材１０５１の第一の面は、酸化剤極１０８の表面から離隔する。【００６５】
以上のように、本実施の形態の燃料電池によれば、吸湿材１０５１の第一の面を酸化剤極１０８の表面に接触させたり、離隔させたりすることができるので、必要に応じて、酸化剤極１０８の表面の凝縮水を除去することができ、使用環境や運転状況に影響されずに、発電効率の低下を防止できる燃料電池を提供することができる。
また、本実施の形態において、吸湿材１０５１を昇降させるための偏心カム１０８５の回転は、モータによって行ったがこれに限定されるものではなく、手動で偏心カム１０８５を回転させることができる機構を設けてもよい。あるいは、偏心カム以外の昇降機構を用いてもよい。【００６６】
また、各モータの回転は、図示されない制御部によって制御することができる。または、図示されない操作部によって、手動で各モータの回転を制御することもできる。
なお、第二〜第四の実施の形態においても、本実施の形態における吸湿材の昇降機構を用いることができる。【００６７】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明した。この実施例はあくまで例示であり、種々の変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。【００６８】
吸湿材１０５１は、吸水性ポリマー等により構成することもできる。燃料電池は、このような材料を用い、吸湿材１０５１を取り外し可能に構成することもできる。この場合、吸湿材１０５１は、吸水性ポリマーにより形成された合繊、または粉体状の吸水性ポリマーと綿の混合粉体を吸水性の台紙の間に挟んで圧着して形成されたシートにより構成することができる。吸水性ポリマーとしては、たとえば、ポリアクリル酸ナトリウム塩等のポリアクリル酸ソーダ系、ポリアクリルアミド等のアクリルアミド系、ポリＮ−ビニルアセトアミド、ポリＮ−ビニルホルムアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリＮ−ビニルピロリドン、架橋型アクリル共重合体、ポリエステル、多糖系、寒天、ゼラチン、デンプン、スチレン−ジビニルベンゼン系の吸水性ポリマー等、またはこれらの共重合体が例示される。これらは単独または複合して用いることもできる。【００６９】
また、吸湿材１０５１として、シリカゲル等の乾燥剤を用いることもできる。このような材料を用いた場合、吸湿材１０５１を酸化剤極１０８表面に接触させなくても、酸化剤極１０８表面に付着した水分を除去することができる。
また、吸湿材１０５１が複数の単位セル１０１の酸化剤極１０８の表面すべてを一度に覆うことができるように構成されている場合、燃料電池の運転停止時には、吸湿材１０５１が酸化剤極１０８を覆うようにすることができる。これにより、燃料電池の運転停止時における固体電解質膜１１４の乾燥や燃料の蒸発を避けることができる。
また、以上の実施の形態においては、燃料として有機液体燃料を用いる例を示したが、本発明は燃料として水素を用いる燃料電池に適用することもできる。【００７０】
前記実施態様及び実施例は例示のために記載したもので、本発明は前記実施態様に限定されるべきではなく、種々の修正や変形が、本発明の範囲から逸脱することなく当業者により行われる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第一の実施の形態に係る燃料電池を構成する電極シートの概略構造を示す図である。
【図２】図１の燃料電池の吸湿材の昇降機構の一例を示す図である。
【図３】図２の燃料電池の吸湿材の一例を示す図である。
【図４】第二の実施の形態における燃料電池の構成を模式的に示した断面ブロック図である。
【図５】第三の実施の形態における燃料電池の構成を模式的に示した概略ブロック図である。
【図６】図５の燃料電池の運転停止時における動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】図５の燃料電池の別態様の構成を模式的に示した概略ブロック図である。
【図８】図７の燃料電池の運転時における動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図７の燃料電池の運転時における動作の他の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第五の実施の形態における燃料電池の吸湿材の昇降機構の他の一例を示す図である。
【図１１】図１０の燃料電池の別態様の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０１  単位セル
１０２  燃料極
１０８  酸化剤極
１１４  固体電解質膜
１２４  燃料
１２６  酸化剤
３１０  燃料流路
３１２  酸化剤流路
３３９  吸気口
３４０  排気口
１００１  シャッター
１００２  シャッター
１００８  温度計
１００９  湿度計
１０５１  吸湿材
１０５３  吸湿材可動部
１０５５  排気用ファン
１０５７  制御部
１０５８  電流計
１０５９  電圧計
１０６１  判定部
１０６３  メモリ
１０６５  アラーム出力部
１０７１  支持ロッド
１０７２  回転軸
１０７３  回転支持部
１０７４  ベルト車
１０７５  モータ
１０７７  プーリー
１０７８  プーリー
１０７９  動力伝達ベルト
１０８０  支持板
１０８１  外壁
１０８３  モータ
１０８４  回転軸
１０８５  偏心カム
１０８７  容器
１０８９  支持バネ
１０９１  加熱部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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