(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に一対の電極が配設される電解質膜・電極構造体を有する固体高分子型燃料電池をエージングするためのエージング装置であって、
１以上の前記固体高分子型燃料電池を有する燃料電池スタックが、複数配置されるスタック配置部と、
前記燃料電池スタックに電位を印加する電源部と、
一方の電極側に酸化剤ガスの供給を行わない状態で、前記電源部が駆動される際、他方の電極側に加湿された水素を供給して水素ポンプ運転を行うための水素供給部と、
を備え、
前記水素供給部は、上流側の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に供給された前記水素が、前記電解質膜を透過して前記一方の電極側に移送された後、前記水素を下流側の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に供給する直列供給路を設けることを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。
【請求項２】
請求項１記載のエージング装置において、前記水素供給部は、最下流の前記燃料電池スタックの前記一方の電極側から排出される前記水素を、最上流の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に戻すための循環路を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。
【請求項３】
請求項２記載のエージング装置において、前記循環路には、前記水素を貯留するための水素貯留タンクが配設されることを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のエージング装置において、前記水素供給部は、最上流の前記燃料電池スタックの上流に配置され、前記水素を加湿するための加湿器を備えることを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のエージング装置において、前記電源部は、上流側の前記燃料電池スタックと下流側の前記燃料電池スタックとを電気的に直列に接続することを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のエージング装置において、前記電解質膜は、炭化水素系の電解質膜で構成されることを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のエージング装置において、前記電源部は、前記一方の電極であるカソード側にマイナス極の電位を印加するとともに、前記他方の電極であるアノード側にプラス極の電位を印加することを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。
【請求項８】
電解質膜の両側に一対の電極が配設される電解質膜・電極構造体を有する固体高分子型燃料電池をエージングするための運転方法であって、
１以上の前記固体高分子型燃料電池を有する燃料電池スタックを用意し、複数の前記燃料電池スタックを配置する配置工程と、
前記燃料電池スタックに電位を印加した状態で、一方の電極側への酸化剤ガスの供給を行うことなく、他方の電極側に加湿された水素を供給する水素ポンプ運転を行うエージング工程と、
を有し、
前記エージング工程では、上流側の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に供給された前記水素が、前記電解質膜を透過して前記一方の電極側に移送された後、前記水素が下流側の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に供給され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９】
請求項８記載の運転方法において、最下流の前記燃料電池スタックの前記一方の電極側から排出される前記水素を、循環路を介して最上流の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に戻す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１０】
請求項９記載の運転方法において、前記循環路には、前記水素を貯留するための貯留タンクが配設され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１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の運転方法において、前記水素は、加湿器により加湿された後、最上流の前記燃料電池スタックに供給され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１２】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の運転方法において、上流側の前記燃料電池スタックと下流側の前記燃料電池スタックとを電気的に直列に接続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１３】
請求項８〜１２のいずれか１項に記載の運転方法において、前記電解質膜は、炭化水素系の電解質膜で構成され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１４】
請求項８〜１３のいずれか１項に記載の運転方法において、前記一方の電極であるカソード側にマイナス極の電位を印加するとともに、前記他方の電極であるアノード側にプラス極の電位を印加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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両側にアノード側電極とカソード側電極とが配設される電解質膜・電極構造体を有する固体高分子型燃料電池のエージング装置及び運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、燃料ガス（主に水素を含有するガス）及び酸化剤ガス（主に酸素を含有するガス）をアノード側電極及びカソード側電極に供給して電気化学的に反応させることにより、直流の電気エネルギを得るシステムである。
【０００３】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を設けた電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の発電セルは、通常、電解質膜・電極構造体とセパレータとを所定数だけ積層することにより、燃料電池スタックとして、例えば、自動車等の車両に搭載して使用されている。
【０００４】
この種の固体高分子型燃料電池では、組み立て直後の電解質膜の含水量が十分でないため、初期発電性能が低くなっている。従って、通常、燃料電池の組み立て後に所望の発電性能を引き出すため、前記燃料電池のエージング運転が行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池の運転方法では、燃料電池の予備運転（エージング運転）時に、前記燃料電池のセル内にフラッディングが発生するように、消費されるガスの利用率を向上させることを特徴としている。
【０００６】
しかしながら、上記の運転方法では、急激なフラッディングを伴うために、電池性能の劣化を抑制させるための制御が煩雑化するとともに、特に、ＭＥＡを構成する電解質膜の性能に悪影響を与えるおそれがある。
【０００７】
さらに、ＭＥＡを構成する電解質膜として、フッ素系材料に代えて、例えば、炭化水素系材料が用いられる場合、前記フッ素系材料に比べて疎水性が高く、前記電解質膜内に十分に水を浸透させるまでに時間がかかるという問題がある。
【０００８】
そこで、特許文献２に開示されている固体高分子型燃料電池のエージング装置では、予備運転時に固体高分子型燃料電池からの負荷電流を消費させる負荷器と、前記固体高分子型燃料電池と前記負荷器との間に接続され、前記負荷電流の大きさを時間の経過と共に周期的に変動させる制御手段とを備えている。
【０００９】
これにより、負荷電流の大きさを、時間の経過と共に周期的に変動させるため、ＭＥＡへの水の浸透促進効果が増し、エージング運転に要する時間の短縮化を図ることができる、としている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２１７６２２号公報
【特許文献２】特開２００７−６６６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の特許文献２では、カソードにカソードガスを供給するとともに、アノードにアノードガスを供給し、燃料電池スタックから負荷器に時間の経過と共にその大きさが周期的に変動する負荷電流を流すことにより、エージング運転を開始している。
【００１２】
しかしながら、組立後に始めて使用されるＭＥＡでは、高電流密度による発電を行うことができない。このため、低電流密度から徐々に電流印加量を増やしたり、負荷印加中の保持時間を短くしてＯＣＶ（開回路電圧）に戻す操作が必要となっている。
【００１３】
これにより、燃料電池の発電性能が飽和するまでに相当な時間を要してしまい、エージング運転に時間がかかるという問題がある。しかも、エージング運転中には、カソードガス及びアノードガスが消費されており、特に、水素使用量が過大となって極めて不経済であるという問題がある。
【００１４】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、エージング処理を短時間で良好に行うとともに、水素の消費を可及的に阻止し、経済的なエージングが遂行可能な固体高分子型燃料電池のエージング装置及び運転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】
【００１５】
本発明は、電解質膜の両側に一対の電極が配設される電解質膜・電極構造体を有する固体高分子型燃料電池をエージングするためのエージング装置及び運転方法に関するものである。
【００１６】
エージング装置は、１以上の固体高分子型燃料電池を有する燃料電池スタックが、複数配置されるスタック配置部と、前記燃料電池スタックに電位を印加する電源部と、一方の電極側に酸化剤ガスの供給を行わない状態で、前記電源部が駆動される際、他方の電極側に加湿された水素を供給して水素ポンプ運転を行うための水素供給部とを備えている。
【００１７】
そして、水素供給部は、上流側の燃料電池スタックの他方の電極側に供給された水素が、電解質膜を透過して一方の電極側に移送された後、前記水素を下流側の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に供給する直列供給路を設けている。
【００１８】
また、水素供給部は、最下流の燃料電池スタックの一方の電極側から排出される水素を、最上流の前記燃料電池スタックの他方の電極側に戻すための循環路を有することが好ましい。
【００１９】
さらに、循環路には、水素を貯留するための水素貯留タンクが配設されることが好ましい。
【００２０】
さらにまた、水素供給部は、最上流の燃料電池スタックの上流に配置され、水素を加湿するための加湿器を備えることが好ましい。
【００２１】
また、電源部は、上流側の燃料電池スタックと下流側の燃料電池スタックとを電気的に直列に接続することが好ましい。
【００２２】
さらに、電解質膜は、炭化水素系の電解質膜で構成されることが好ましい。
【００２３】
さらにまた、電源部は、一方の電極であるカソード側にマイナス極の電位を印加するとともに、他方の電極であるアノード側にプラス極の電位を印加することが好ましい。
【００２４】
また、運転方法は、１以上の固体高分子型燃料電池を有する燃料電池スタックを用意し、複数の前記燃料電池スタックを配置する配置工程と、前記燃料電池スタックに電位を印加した状態で、一方の電極側への酸化剤ガスの供給を行うことなく、他方の電極側に加湿された水素を供給する水素ポンプ運転を行うエージング工程とを有している。
【００２５】
そして、エージング工程では、上流側の燃料電池スタックの他方の電極側に供給された水素が、電解質膜を透過して一方の電極側に移送された後、前記水素が下流側の燃料電池スタックの他方の電極側に供給されている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、外部から電圧を印加して電解質膜中を水素イオンを移動させる、所謂、水素ポンプ運転によるエージング工程が行われるため、過電圧の少ない水素のみが反応に関与しており、腐食電位以下で連続的に大電流（使用時の最大電流密度）を印加させることができる。従って、性能劣化の抑制及び時間の短縮が容易に図られる。しかも、水素ポンプ運転では、カソード側に移送された水素が、酸化剤ガスと反応することはない。このため、エージング工程中に水素が消費されることはなく、極めて経済的である。
【００２７】
さらに、上流側の燃料電池スタックの一方の電極側から排出された水素は、下流側の前記燃料電池スタックの他方の電極側に供給されている。これにより、水素が効率的に再利用されるため、外部から供給される水素量が良好に削減され、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体高分子型燃料電池１０の運転方法が適用される水素ポンプ運転によるエージング工程を行うためのエージング装置１２の概略構成図である。
【００２９】
エージング装置１２は、１以上の燃料電池１０を有する複数（図１では、３台）の燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃが配置されるスタック配置部１６と、前記燃料電池１０のアノード側にプラス極の電位を印加するとともに、前記燃料電池１０のカソード側にマイナス極の電位を印加する電源部１８と、前記カソード側に酸化剤ガスの供給を行わない状態で、前記電源部１８が駆動される際、前記アノード側に加湿された水素を供給して水素ポンプ運転を行うための水素供給部２０とを備える。
【００３０】
図２に示すように、燃料電池１０は、例えば、炭化水素系の固体高分子電解質膜２４をアノード側電極２６とカソード側電極２８とで挟持した電解質膜・電極構造体３０を備え、前記電解質膜・電極構造体３０がアノード側セパレータ３２とカソード側セパレータ３４とにより挟持される。アノード側セパレータ３２及びカソード側セパレータ３４は、カーボンプレート又は金属プレートにより構成され、図示しないシール部材を設けている。なお、固体高分子電解質膜２４は、例えば、パーフルオロカーボン等のフッ素系の膜を使用してもよい。
【００３１】
電解質膜・電極構造体３０とアノード側セパレータ３２との間には、燃料ガス流路３６が形成されるとともに、前記電解質膜・電極構造体３０とカソード側セパレータ３４との間には、酸化剤ガス流路３８が形成される。
【００３２】
燃料電池１０には、図３に示すように、水素含有ガス等の燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔４０ａと、空気（酸素含有ガス）等の酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔４２ａと、前記燃料ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔４０ｂと、前記酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔４２ｂとが形成される。燃料ガス入口連通孔４０ａ及び燃料ガス出口連通孔４０ｂは、燃料ガス流路３６に連通する一方、酸化剤ガス入口連通孔４２ａ及び酸化剤ガス出口連通孔４２ｂは、酸化剤ガス流路３８に連通する。
【００３３】
燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃは、それぞれ所定数の燃料電池１０を有しており、例えば、１つの燃料電池１０、数十の燃料電池１０又は数百（実装される数）の燃料電池１０により構成される。
【００３４】
図１及び図２に示すように、燃料電池１０の積層方向両端には、エンドプレート４４ａ、４４ｂが配設される。エンドプレート４４ａ、４４ｂは、図示しないが、油圧による締結、ボルトによる締結又はボックス構造等により一体に保持される。エンドプレート４４ａから外方にアノード端子４６ａが突出する一方、エンドプレート４４ｂから外方にカソード端子４６ｂが突出する。
【００３５】
電源部１８は、上流側の燃料電池スタック１４ａから下流側の燃料電池スタック１４ｃまでを電気的に直列に接続する。具体的には、図１に示すように、電源部１８は、直流電源４８を備え、この直流電源４８のプラス極が、ケーブル５０ａを介して最上流の燃料電池スタック１４ａのアノード端子４６ａに電気的に接続される。直流電源４８のマイナス極は、ケーブル５０ｂを介して最下流の燃料電池スタック１４ｃのカソード端子４６ｂに電気的に接続される。なお、燃料電池スタック１４ａ〜燃料電池スタック１４ｃは、直列接続される際に、電極の電流密度を同じにするため、同一のスタックで構成されることが好ましい。
【００３６】
燃料電池スタック１４ａのカソード端子４６ｂと燃料電池スタック１４ｂのアノード端子４６ａとは、接続ケーブル５２ａにより電気的に接続されるとともに、前記燃料電池スタック１４ｂのカソード端子４６ｂと燃料電池スタック１４ｃのアノード端子４６ａとは、接続ケーブル５２ｂにより電気的に接続される。直流電源４８は、コントローラ５４により制御されるとともに、このコントローラ５４は、エージング装置１２全体の制御を行う。
【００３７】
水素供給部２０は、加湿器５６が配設されるアノード供給配管５８を有し、このアノード供給配管５８は、燃料電池スタック１４ａの燃料ガス入口連通孔４０ａに連通する。燃料電池スタック１４ａの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂには、直列供給路６０ａの一端が接続されるとともに、前記直列供給路６０ａの他端は、燃料電池スタック１４ｂの燃料ガス入口連通孔４０ａに接続される。同様に、燃料電池スタック１４ｂの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂには、直列供給路６０ｂの一端が接続されるとともに、前記直列供給路６０ｂの他端は、燃料電池スタック１４ｃの燃料ガス入口連通孔４０ａに接続される。燃料電池スタック１４ｃの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂには、排出配管６２が接続される。
【００３８】
このように構成されるエージング装置１２による運転方法について、以下に説明する。
【００３９】
先ず、図１に示すように、スタック配置部１６に燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃが配置される。燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃは、電源部１８に対して電気的に直列に接続されるとともに、水素供給部２０に対して互いに直列に接続される。
【００４０】
次いで、電源部１８を介して燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃのアノード端子４６ａ（アノード側電極２６）にプラス極の電位が印加されるとともに、カソード端子４６ｂ（カソード側電極２８）にマイナス極の電位が印加されている。
【００４１】
この状態で、水素供給部２０では、アノード供給配管５８に水素ガスが供給され、この水素ガスは、加湿器５６によって加湿された後、上流側の燃料電池スタック１４ａの燃料ガス入口連通孔４０ａに供給される。水素ガスは、各燃料電池１０の燃料ガス流路３６に供給される。
【００４２】
ここで、燃料電池１０では、直流電源４８を介してアノード側にプラス極の電位が印加されるとともに、カソード側にマイナス極の電位が印加されている。このため、図４に示すように、アノード側電極２６では、Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-の反応が起こり、水素イオン（Ｈ+）は、固体高分子電解質膜２４を透過してカソード側電極２８に移動する。このカソード側電極２８で、２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2の反応が惹起する。
【００４３】
従って、アノード側電極２６からカソード側電極２８には、プロトン（水素イオン）が移動するとともに、同伴水が固体高分子電解質膜２４に供給され、この固体高分子電解質膜２４の含水率が増加する。これにより、燃料電池スタック１４ａでは、水素ポンプ運転によるエージング処理が行われる。
【００４４】
燃料電池１０の酸化剤ガス流路３８の水素ガスは、この酸化剤ガス流路３８から酸化剤ガス出口連通孔４２ｂに排出される。このため、燃料電池スタック１４ａの下流に配置されている燃料電池スタック１４ｂの燃料ガス入口連通孔４０ａには、燃料電池スタック１４ａの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂに接続されている直列供給路６０ａから水素ガスが供給される。
【００４５】
従って、燃料電池スタック１４ｂでは、燃料電池１０の燃料ガス流路３６に水素ガスが供給され、水素イオンが固体高分子電解質膜２４を透過することにより、カソード側電極２８に水素ガスが得られる。これにより、燃料電池スタック１４ｂにおいて、水素ポンプ運転によるエージング処理が行われる。
【００４６】
燃料電池スタック１４ｂの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂから排出される水素ガスは、燃料電池スタック１４ｃの燃料ガス入口連通孔４０ａに導入される。このため、燃料電池スタック１４ｃでは、上記の燃料電池スタック１４ａ、１４ｂと同様に、水素ポンプ運転によるエージング処理が遂行される。
【００４７】
この場合、直流電源４８による印加電流密度は、使用時の最大電流密度に設定されている。水素ポンプ運転では、過電圧の少ない水素のみが反応に関与するため、エージング初期の段階で大電流を引くことが可能となるからである。これにより、エージング時間が短縮される。
【００４８】
さらに、カソード側電極２８側は、反応ガスの拡散抵抗による濃度過電圧の影響を受けないため、電極面の局所的な反応集中による劣化やエージング状態の分布を低減することが可能になる。従って、電極面を均一にエージングすることができる。
【００４９】
さらにまた、通常の発電によるエージングの場合には、エージング途上で一定電流を保持することができないため、負荷電流をサイクルさせてエージングを行っている。このため、高電位サイクルを繰り返すことになり、触媒単体の腐食を誘発するおそれがある。
【００５０】
これに対して、水素ポンプ運転によるエージングでは、腐食電位以下で、連続的に大電流を印加することができるため、性能劣化の抑制及びエージング時間の短縮が容易に可能になる。その際、水素ポンプ運転では、カソード側電極２８に移送された水素は、酸化剤ガスと反応することがなく、水素ガスとしてアノード排出配管５２に排出されている。これにより、水素が消費されることがなく、極めて経済的であるという効果がある。
【００５１】
さらに、水素ポンプ運転によるエージングでは、過電圧損失による発熱量も小さくなるため、固体高分子電解質膜２４の温度劣化等を有効に抑制することができる。
【００５２】
さらにまた、水素供給部２０では、アノード供給配管５８が燃料電池スタック１４ａの燃料ガス入口連通孔４０ａに連通するとともに、前記燃料電池スタック１４ａの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂと燃料電池スタック１４ｂの燃料ガス入口連通孔４０ａとが、直列供給路６０ａにより接続され、前記燃料電池スタック１４ｂの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂと燃料電池スタック１４ｃの燃料ガス入口連通孔４０ａとが、直列供給路６０ｂにより接続されている。
【００５３】
従って、上流側の燃料電池スタック１４ａのカソード側から排出された水素は、下流側の燃料電池スタック１４ｂのアノード側に供給され、さらに前記燃料電池スタック１４ｂのカソード側から排出された水素は、下流側の燃料電池スタック１４ｃのアノード側に供給されている。これにより、水素が効率的に使用されるため、外部から供給される水素量が良好に削減され、経済的であるという効果が得られる。
【００５４】
また、電源部１８では、直流電源４８のプラス極が、最上流の燃料電池スタック１４ａのアノード端子４６ａに電気的に接続されるとともに、前記直流電源４８のマイナス極が、最下流の燃料電池スタック１４ｃのカソード端子４６ｂに電気的に接続されている。
【００５５】
さらに、燃料電池スタック１４ａのカソード端子４６ｂと燃料電池スタック１４ｂのアノード端子４６ａとが、接続ケーブル５２ａにより電気的に接続され、前記燃料電池スタック１４ｂのカソード端子４６ｂと燃料電池スタック１４ｃのアノード端子４６ａとが、接続ケーブル５２ｂにより電気的に接続されている。
【００５６】
このため、燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃは、直流電源４８に対して電気的に直列に接続されている。これにより、単一の直流電源４８により同時に複数、例えば、３台の燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃの水素ポンプ運転によるエージング処理が遂行可能になるという利点がある。
【００５７】
図５は、本発明の第２の実施形態に係るエージング装置８０の概略構成図である。なお、第１の実施形態に係るエージング装置１２と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
エージング装置８０は、水素供給部８２を備え、この水素供給部８２を構成するアノード供給配管５８の上流には、水素貯留タンク８４が配設される。水素貯留タンク８４には、図示しない水素供給源に連通する水素導入管路８６と、水素ガスを他のエージング装置に分配するための分配管路８８と、最下流の燃料電池スタック１４ｃの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂから排出される水素ガスを前記水素貯留タンク８４に戻すための循環路９０とが設けられる。
【００５９】
このように構成される第２の実施形態では、最下流の燃料電池スタック１４ｃから排出される水素ガスは、循環路９０を介して水素貯留タンク８４に一旦戻された後、アノード供給配管５８に送られて再利用することができる。これにより、水素の使用量が一層削減され、より少ない水素量で水素ポンプ運転によるエージング処理が遂行可能になるという効果が得られる。
【００６０】
その際、燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃは、実装される燃料電池スタック（フルスタック）を３分割した少数ブロック単位に構成することができる。このため、フルスタック積層前の燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃのエージング処理をバッジ処理で行うことが可能になる。
【００６１】
図６は、本発明の第３の実施形態に係るエージング装置１００の概略構成図である。
【００６２】
エージング装置１００を構成する水素供給部１０２は、最下流の燃料電池スタック１４ｃの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂに一端が接続されるとともに、他端がアノード供給配管５８に接続される循環路１０４を備える。この循環路１０４には、水素循環用ポンプ１０６が配設される。
【００６３】
このように構成される第３の実施形態では、最下流の燃料電池スタック１４ｃの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂから排出される水素ガスは、ポンプ１０６の駆動作用下に、循環路１０４からアノード供給配管５８に戻されて、再利用される。
【００６４】
これにより、水素ガスの使用量が有効に削減され、経済的な水素ポンプ運転によるエージング処理が行われる等、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
なお、第１〜第３の実施形態では、アノード側にプラス極の電位を印加するとともに、カソード側にマイナス極の電位を印加し、前記カソード側への酸化剤ガスの供給を行うことなく、前記アノード側に加湿された水素を供給して水素ポンプ運転を行っている。これに対して、カソード側にプラス極の電位を印加するとともに、アノード側にマイナス極の電位を印加し、前記アノード側への酸化剤ガスの供給を行うことなく、前記カソード側に加湿された水素を供給して水素ポンプ運転を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体高分子型燃料電池の運転方法が適用される水素ポンプ運転によるエージング工程を行うためのエージング装置の概略構成図である。
【図２】前記燃料電池の断面説明図である。
【図３】前記燃料電池の内部を説明する斜視図である。
【図４】水素ポンプ運転によるエージングの説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るエージング装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るエージング装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０…燃料電池                      １２、８０、１００…エージング装置
１４ａ〜１４ｃ…燃料電池スタック    １６…スタック配置部
１８…電源部                        ２０、８２、１０２…水素供給部
２４…固体高分子電解質膜            ２６…アノード側電極
２８…カソード側電極                ３０…電解質膜・電極構造体
３６…燃料ガス流路                  ３８…酸化剤ガス流路
４０ａ…燃料ガス入口連通孔          ４０ｂ…燃料ガス出口連通孔
４２ａ…酸化剤ガス入口連通孔        ４２ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
４６ａ…アノード端子                ４６ｂ…カソード端子
４８…直流電源                      ５０ａ、５０ｂ…ケーブル
５２ａ、５２ｂ…接続ケーブル        ５４…コントローラ
５６…加湿器                        ５８…アノード供給配管
６０ａ、６０ｂ…直列供給路          ６２…排出配管
８４…水素貯留タンク                ８６…水素導入管
８８…分配管路                      ９０、１０４…循環路
１０６…水素循環用ポンプ
【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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