(57)【要約】【課題】  掃気処理を行うことができるとともに電解質膜の過度の乾燥を抑制することができる燃料電池システムおよび燃料電池スタックの掃気方法を提供する。【解決手段】  燃料電池システム（１００）は、反応ガス流路（１ａ、５ａ）を備えたセル（４１）が１以上積層された燃料電池スタック（４０）と、反応ガス流路に掃気ガスを供給する掃気手段（２０）と、燃料電池スタックの発電電流を制御する電流制御手段（１０、３０、５０、５１）と、を備え、電流制御手段は、掃気手段によって掃気ガスが反応ガス流路に供給される際にセルの電解質膜（３）の含水率が所定値以上に保たれるように発電電流を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガス流路を備えたセルが１以上積層された燃料電池スタックと、
前記反応ガス流路に掃気ガスを供給する掃気手段と、
前記燃料電池スタックの発電電流を制御する電流制御手段と、を備え、
前記電流制御手段は、前記掃気手段によって前記掃気ガスが前記反応ガス流路に供給される際に、前記セルの電解質膜の含水率が所定値以上に保たれるように前記発電電流を制御することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記電流制御手段は、前記電解質膜の含水率に応じて前記発電電流を変化させることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記掃気手段は、前記電解質膜の含水率に応じて前記掃気ガスの供給量を変化させることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記電流制御手段は、前記電解質膜の含水率が所定範囲内に収まるように前記発電電流を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記電流制御手段は、前記掃気手段による前記掃気ガスの供給開始後、前記電解質膜の含水率が所定値以下になってから前記燃料電池スタックに発電させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記掃気手段は、前記電解質膜の含水率の低下率が所定値以下になった場合に、前記掃気ガスの供給を停止することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料電池スタックの抵抗の単位時間あたりの変化量を検出する検出手段をさらに備え、
前記掃気手段は、前記燃料電池スタックの抵抗の単位時間あたりの変化量が所定値以下になったときに、前記掃気ガスの供給を停止することを特徴とする請求項６記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記セルは、固体高分子型燃料電池であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項９】
反応ガス流路を備えたセルが１以上積層された燃料電池スタックの前記反応ガス流路に掃気ガスを供給する掃気ステップと、
前記掃気ガスが前記反応ガス流路に供給される際に、前記セルの電解質膜の含水率が所定値以上に保たれるように前記燃料電池スタックの発電電流を制御する電流制御ステップと、を含むことを特徴とする燃料電池スタックの掃気方法。
【請求項１０】
前記電流制御ステップにおいて、前記電解質膜の含水率に応じて前記発電電流を変化させることを特徴とする請求項９記載の燃料電池スタックの掃気方法。
【請求項１１】
前記掃気ステップにおいて、前記電解質膜の含水率に応じて前記掃気ガスの供給量を変化させることを特徴とする請求項９記載の燃料電池スタックの掃気方法。
【請求項１２】
前記電流制御ステップにおいて、前記電解質膜の含水率が所定範囲内に収まるように前記発電電流を制御することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の燃料電池スタックの掃気方法。
【請求項１３】
前記電流制御ステップにおいて、前記掃気ガスの供給開始後、前記電解質膜の含水率が所定値以下になってから前記燃料電池スタックに発電させることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の燃料電池スタックの掃気方法。
【請求項１４】
前記電解質膜の含水率の低下率が所定値以下になった場合に、前記掃気ガスの供給を停止する停止ステップをさらに含むことを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の燃料電池スタックの掃気方法。
【請求項１５】
前記燃料電池スタックの抵抗の単位時間あたりの変化量を検出する検出ステップをさらに含み、
前記停止ステップは、前記燃料電池スタックの抵抗の単位時間あたりの変化量が所定値以下になったときに、前記掃気ガスの供給を停止するステップであることを特徴とする請求項１４記載の燃料電池スタックの掃気方法。
【請求項１６】
前記セルは、固体高分子型燃料電池であることを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の燃料電池スタックの掃気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムおよび燃料電池スタックの掃気方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、一般的には水素及び酸素を燃料として電気エネルギーを得る装置である。この燃料電池は、環境面において優れかつ高いエネルギー効率を実現できることから、今後のエネルギー供給システムとして広く開発が進められてきている。
【０００３】
この燃料電池においては発電に伴って水が生成されることから、燃料電池の残留水を排出するために掃気ガスを反応ガス流路に供給する技術が提案されている。しかしながら、固体高分子型の電解質膜においては、過剰な乾燥を抑制する必要がある。したがって、燃料電池の停止時に、燃料電池に所定の低負荷運転させた状態で掃気処理を行い、電解質膜の過剰な乾燥を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５１５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では燃料電池のドライアップが検出されたときに掃気処理が終了することから、電解質膜が乾燥しすぎることがある。
【０００６】
本発明は、掃気処理を行うことができるとともに電解質膜の過度の乾燥を抑制することができる燃料電池システムおよび燃料電池スタックの掃気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】
【０００７】
本発明に係る燃料電池システムは、反応ガス流路を備えたセルが１以上積層された燃料電池スタックと、反応ガス流路に掃気ガスを供給する掃気手段と、燃料電池スタックの発電電流を制御する電流制御手段と、を備え、電流制御手段は、掃気手段によって掃気ガスが反応ガス流路に供給される際にセルの電解質膜の含水率が所定値以上に保たれるように発電電流を制御することを特徴とするものである。本発明に係る燃料電池システムにおいては、反応ガス流路の掃気処理を行うことができるとともに電解質膜の過度の乾燥を抑制することができる。
【０００８】
電流制御手段は、電解質膜の含水率に応じて発電電流を変化させてもよい。また、掃気手段は、電解質膜の含水率に応じて掃気ガスの供給量を変化させてもよい。さらに、電流制御手段は、電解質膜の含水率が所定範囲内に収まるように発電電流を制御してもよい。この場合、電解質膜の含水率を所望値に制御することができる。
【０００９】
電流制御手段は、掃気手段による掃気ガスの供給開始後、電解質膜の含水率が所定値以下になってから燃料電池スタックに発電させてもよい。この場合、電解質膜の乾燥が開始するまでは水分が流路へ排出されない。したがって、反応ガス流路の掃気効率が向上する。
【００１０】
掃気手段は、電解質膜の含水率の低下率が所定値以下になった場合に、掃気ガスの供給を停止してもよい。この場合、水分の排出量と水分の生成量とが平衡してから掃気が終了する。したがって、電解質膜の含水率を所望値に制御することができる。
【００１１】
本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池スタックの抵抗の単位時間あたりの変化量を検出する検出手段をさらに備え、掃気手段は、燃料電池スタックの抵抗の単位時間あたりの変化量が所定値以下になったときに掃気ガスの供給を停止してもよい。この場合、水分の排出量と水分の生成量とが平衡してから掃気が終了する。したがって、電解質膜の含水率を所望値に制御することができる。なお、セルは、固体高分子型燃料電池であってもよい。
【００１２】
本発明に係る燃料電池スタックの掃気方法は、反応ガス流路を備えたセルが１以上積層された燃料電池スタックの反応ガス流路に掃気ガスを供給する掃気ステップと、掃気ガスが反応ガス流路に供給される際にセルの電解質膜の含水率が所定値以上に保たれるように燃料電池スタックの発電電流を制御する電流制御ステップと、を含むことを特徴とするものである。本発明に係る燃料電池スタックの掃気方法においては、反応ガス流路の掃気処理を行うことができるとともに電解質膜の過度の乾燥を抑制することができる。
【００１３】
電流制御ステップにおいて、電解質膜の含水率に応じて発電電流を変化させてもよい。また、掃気ステップにおいて、電解質膜の含水率に応じて掃気ガスの供給量を変化させてもよい。さらに、電流制御ステップにおいて、電解質膜の含水率が所定範囲内に収まるように発電電流を制御してもよい。この場合、電解質膜の含水率を所望値に制御することができる。
【００１４】
電流制御ステップにおいて、掃気ガスの供給開始後、電解質膜の含水率が所定値以下になってから燃料電池スタックに発電させてもよい。この場合、電解質膜の乾燥が開始するまでは水分が生成されない。したがって、反応ガス流路の掃気効率が向上する。
【００１５】
本発明に係る燃料電池スタックの掃気方法は、電解質膜の含水率の低下率が所定値以下になった場合に、掃気ガスの供給を停止する停止ステップをさらに含んでいてもよい。この場合、水分の排出量と水分の生成量とが平衡してから掃気が終了する。したがって、電解質膜の含水率を所望値に制御することができる。
【００１６】
本発明に係る燃料電池スタックの掃気方法は、燃料電池スタックの抵抗の単位時間あたりの変化量を検出する検出ステップをさらに含み、停止ステップは、燃料電池スタックの抵抗の単位時間あたりの変化量が所定値以下になったときに掃気ガスの供給を停止するステップであってもよい。この場合、水分の排出量と水分の生成量とが平衡してから掃気が終了する。したがって、電解質膜の含水率を所望値に制御することができる。なお、セルは、固体高分子型燃料電池であってもよい。なお、セルは、固体高分子型燃料電池であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、掃気処理を行うことができるとともに電解質膜の過度の乾燥を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の第１実施例に係る燃料電池システム１００の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、燃料電池システム１００は、燃料ガス供給手段１０、掃気手段２０、酸化剤ガス供給手段３０、燃料電池スタック４０、負荷５０、スイッチ５１、電流計５２、抵抗計５３および制御手段６０を備える。
【００２０】
燃料ガス供給手段１０は、制御手段６０の指示に従って、燃料電池スタック４０の燃料ガス流路に燃料ガスを供給する装置である。燃料ガスとしては、例えば水素ガスを用いることができる。掃気手段２０は、制御手段６０の指示に従って、燃料電池スタック４０の燃料ガス流路および酸化剤ガス流路に掃気ガスを供給する装置である。掃気ガスとしては、例えば不活性ガス等を用いることができる。酸化剤ガス供給手段３０は、燃料電池スタック４０の酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを供給する装置である。酸化剤ガスとしては、エア等を用いることができる。
【００２１】
燃料電池スタック４０は、１以上のセル４１が積層された構造を有する。本実施例においては、セル４１は、固体高分子型の燃料電池である。セル４１の詳細は後述する。負荷５０は、燃料電池スタック４０において発生した電力を消費する装置である。負荷５０は、制御手段６０の指示に従って、電力消費量を変化させる。スイッチ５１は、制御手段６０の指示に従って、負荷５０への電力供給をオンオフさせる装置である。電流計５２は、燃料電池スタック４０の発電電流を検出するセンサであり、その検出結果を制御手段６０に与える。抵抗計５３は、燃料電池スタック４０のセル抵抗を検出するセンサであり、その検出結果を制御手段６０に与える。抵抗計５３は、特定のセル４１のセル抵抗を検出してもよく、複数のセル４１の総セル抵抗を検出してもよい。
【００２２】
制御手段６０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等から構成される。制御手段６０は、電流計５２および抵抗計５３の検出結果に基づいて、燃料電池システム１００の各部を制御する。
【００２３】
次に、セル４１の詳細について説明する。図２は、セル４１の模式的断面図である。図２に示すように、セル４１はセパレータ１、燃料極２、電解質膜３、酸素極４およびセパレータ５が順に積層された構造を有する。セパレータ１，５は、ステンレス等の導電性材料から構成される。セパレータ１の燃料極２側およびセパレータ５の酸素極４側には、溝部が設けられている。セパレータ１の溝部は、燃料ガス流路１ａとして機能する。セパレータ５の溝部は、酸化剤ガス流路５ａとして機能する。なお、燃料ガス流路１ａおよび酸化剤ガス流路５ａは、セパレータとガス拡散層との間に設けられた多孔体流路であってもよい。
【００２４】
燃料極２は、燃料ガス拡散層２ａおよびアノード触媒層２ｂを備える。燃料ガス拡散層２ａはセパレータ１側に配置され、アノード触媒層２ｂは電解質膜３側に配置されている。燃料ガス拡散層２ａは、燃料ガスをアノード触媒層２ｂへ透過させるための層であり、導電性を有する。燃料ガス拡散層２ａは、例えばカーボンペーパ等からなる。アノード触媒層２ｂは、水素のプロトン化を促進する触媒層であり、導電性を有する。アノード触媒層２ｂは、例えば、白金担持カーボンからなる。
【００２５】
酸素極４は、酸化剤ガス拡散層４ａおよびカソード触媒層４ｂを備える。酸化剤ガス拡散層４ａはセパレータ５側に配置され、カソード触媒層４ｂは電解質膜３側に配置されている。酸化剤ガス拡散層４ａは、酸化剤ガスをカソード触媒層４ｂへ透過させるための層であり、導電性を有する。酸化剤ガス拡散層４ａは、例えばカーボンペーパ等からなる。カソード触媒層４ｂは、プロトンと酸素との反応を促進する触媒層であり、導電性を有する。カソード触媒層４ｂは、例えば、白金担持カーボンからなる。電解質膜３は、プロトン伝導性を有する固体高分子電解質からなり、例えばパーフルオロスルフォン酸型ポリマーからなる。
【００２６】
続いて、図１および図２を参照しつつ、制御手段６０による燃料電池スタック４０の発電制御について説明する。まず、制御手段６０は、スイッチ５１がオンされるようにスイッチ５１を制御する。次に、制御手段６０は、燃料ガス流路１ａに燃料ガスが供給されるように、燃料ガス供給手段１０を制御する。この燃料ガスは、燃料ガス拡散層２ａを透過してアノード触媒層２ｂに到達する。燃料ガスに含まれる水素は、アノード触媒層２ｂの触媒を介してプロトンと電子とに解離する。プロトンは、電解質膜３を伝導してカソード触媒層４ｂに到達する。
【００２７】
また、制御手段６０は、酸化剤ガス流路５ａに酸化剤ガスが供給されるように、酸化剤ガス供給手段３０を制御する。この酸化剤ガスは、酸化剤ガス拡散層４ａを透過してカソード触媒層４ｂに到達する。カソード触媒層４ｂにおいては、触媒を介してプロトンと酸素とが反応する。それにより、電力が発生するとともに、水が生成される。発生した電力は、負荷５０において消費される。
【００２８】
次に、図１および図２を参照しつつ、制御手段６０による掃気制御について説明する。掃気制御は、発電を停止する場合に行われる。まず、制御手段６０は、燃料ガス流路１ａおよび酸化剤ガス流路５ａに掃気ガスが供給されるように、掃気手段２０を制御する。この場合、燃料ガス流路１ａ、燃料ガス拡散層２ａ、酸化剤ガス流路５ａおよび酸化剤ガス拡散層４ａの水分が除去されるとともに、セル４１の電解質膜３に含まれる水分が除去される。
【００２９】
一方、制御手段６０は、上記発電制御に従って、燃料電池スタック４０に発電を行わせる。この場合、発電によって生じた所定量の水分は、電解質膜３に供給される。したがって、掃気ガス量と発電電流値とを適切に制御することによって、燃料ガス流路１ａ、燃料ガス拡散層２ａ、酸化剤ガス流路５ａおよび酸化剤ガス拡散層４ａに滞留する水分を除去することができるとともに、電解質膜３の過度の乾燥を抑制することができる。その結果、氷点下等の低温起動時に酸化剤ガスおよび燃料ガスを各セル４１に効率よく供給することができるとともに、起動時におけるセル４１の出力を確保することができる。
【００３０】
本実施例においては、制御手段６０は、電流計５２の検出結果に基づいて、電解質膜３の含水率が所定値以上に保たれるように燃料電池スタック４０の発電電流を制御する。燃料電池スタック４０の発電電流は、負荷５０の電力消費量を制御することによって制御することができる。また、本実施例においては、抵抗計５３の検出結果に基づいて、電解質膜３の含水率を推定または算出することができる。電解質膜３の含水率とセル４１のセル抵抗との間に、含水率が増加するとセル抵抗が低下しかつ含水率が低下するとセル抵抗が増加する相関関係があるからである。
【００３１】
図３に、セル４１のセル抵抗の変化について一例を示す。図３は、掃気時間とセル４１のセル抵抗との関係について示す図である。図３において、横軸は掃気開始後の経過時間を示し、縦軸は燃料電池スタック４０全体のセル抵抗を示す。図３に示すように、掃気開始後の所定の期間においては、セル抵抗は低い値を維持する。この期間には、燃料ガス流路１ａ、燃料ガス拡散層２ａ、酸化剤ガス流路５ａおよび酸化剤ガス拡散層４ａに滞留する水分が排出されていると考えられる。
【００３２】
その後、セル抵抗は時間の経過とともに増加する。この期間においては、電解質膜３から水分が排出されて電解質膜３の含水率が低下していると考えられる。その後、燃料電池スタック４０が発電をしていなければセル抵抗は継続して増加するが、本実施例においてはセル抵抗は所定値に収束する。これは、発電に伴う水の生成量と電解質膜３からの水分の排出量とが平衡するからであると考えられる。したがって、電解質膜３の含水率が所定値に保たれていると考えられる。制御手段６０は、セル抵抗が収束した後にスイッチ５１がオフされるようにスイッチ５１を制御するとともに、掃気ガスの供給が停止されるように掃気手段２０を制御してもよい。なお、制御手段６０は、電解質膜３の含水率が所望の範囲内に収まるように燃料電池スタック４０の発電電流を制御してもよい。この場合、電解質膜３の含水率を所望の値に制御することができる。
【００３３】
上記のように、発電を継続することによって、燃料電池スタック４０の総セル抵抗は収束する。この場合、各セル４１のセル抵抗も収束する。それにより、燃料電池スタック４０にセル４１が複数積層されている場合において、各セル４１間のセル抵抗のばらつきを抑制することができる。なお、セル抵抗の収束値は、掃気開始前の各電解質膜３の含水率にかかわらず一定となる。また、セル抵抗の収束値は、掃気時の発電電流の大きさに応じて変化する。したがって、掃気時の発電電流を制御することによって、各セル４１のセル抵抗を所望の値に制御することができる。また、各電解質膜３の各部の含水率が収束する。それにより、各セル４１における抵抗分布のばらつきを抑制することができる。その結果、各セル４１における発電分布にばらつきが発生することが抑制される。
【００３４】
なお、制御手段６０は、掃気開始後、セル抵抗が所定値よりも大きくなるまで燃料電池スタック４０の発電が停止されるようにスイッチ５１を制御してもよい。この場合の所定値とは、例えば図３においてセル抵抗の増加が開始する抵抗Ｒ１あたりに設定してもよい。この場合、電解質膜３の乾燥が開始するまでは発電による水生成が行われない。したがって、燃料ガス流路１ａ、燃料ガス拡散層２ａ、酸化剤ガス流路５ａおよび酸化剤ガス拡散層４ａに滞留する水分の排出が効率よく行われる。したがって、掃気効率が向上する。
【００３５】
また、制御手段６０は、電解質膜３の含水率（セル４１のセル抵抗）に応じて燃料電池スタック４０の発電電流を変化させてもよい。例えば、電解質膜３の含水率が大きい場合には燃料電池スタック４０の発電電流を小さく設定し、電解質膜３の含水率が小さくなった場合には燃料電池スタック４０の発電電流を大きく設定してもよい。この場合、電解質膜３の含水率を大きく変化させることなく所望値に制御することができる。
【００３６】
また、制御手段６０は、電解質膜３の含水率（セル４１のセル抵抗）に応じて掃気手段２０による掃気ガスの供給量を変化させてもよい。例えば、電解質膜３の含水率が大きい場合には掃気ガスの供給量を大きく設定し、電解質膜３の含水率が小さくなった場合には掃気ガスの供給量を小さく変化させてもよい。この場合、電解質膜３の含水率を大きく変化させることなく所望値に制御することができる。
【００３７】
さらに、制御手段６０は、電解質膜３の含水率の低下率が所定値以下になった場合に掃気を終了してもよい。本実施例においては、制御手段６０は、セル抵抗の単位時間あたりの増加量が所定値以下になった場合に掃気を終了する。図４は、セル抵抗の単位時間あたりの変化を示す図である。図４において、横軸は掃気開始後の経過時間を示し、左側の縦軸は燃料電池スタック４０の総セル抵抗を示し、右側の縦軸は燃料電池スタック４０の総セル抵抗を時間で微分した変数（ｄＲ／ｄｔ）を示す。図４に示すように、掃気開始後の所定期間においては、セル抵抗はほとんど変化しない。したがって、ｄＲ／ｄｔはほぼゼロである。
【００３８】
その後、時間の経過とともにセル抵抗が増加する。したがって、ｄＲ／ｄｔも大きくなる。しかしながら、その後、セル抵抗の増加幅が低下する。この場合、ｄＲ／ｄｔは小さくなる。さらにその後、セル抵抗は所定値に収束する。したがって、ｄＲ／ｄｔは再度ほぼゼロになる。
【００３９】
例えば、制御手段６０は、ｄＲ／ｄｔが所定値よりも大きくなった後に所定値よりも小さくなった際に、掃気ガスの供給を停止するように掃気手段２０を制御してもよい。この場合、電解質膜３の含水率が所望値となってから掃気を終了することができる。
【００４０】
なお、制御手段６０は、ｄＲ／ｄｔに応じて燃料電池スタック４０の発電電流を変化させてもよい。例えば、掃気開始後、ｄＲ／ｄｔが小さい場合には燃料電池スタック４０の発電電流を小さく設定し、ｄＲ／ｄｔが大きくなった場合には燃料電池スタック４０の発電電流を大きく設定してもよい。この場合、電解質膜３の含水率を大きく変化させることなく所望値に制御することができる。
【００４１】
続いて、図５に、制御手段６０による掃気制御のフローチャートの一例を示す。制御手段６０は、図５のフローチャートを所定周期で実行する。まず、制御手段６０は、燃料ガス流路１ａおよび酸化剤ガス流路５ａに掃気ガスが供給されるように、掃気手段２０を制御する。（ステップＳ１）。
【００４２】
次に、制御手段６０は、セル抵抗Ｒが抵抗Ｒ１よりも小さくかつｄＲ／ｄｔが所定値Ａよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。セル抵抗Ｒは、抵抗計５３の検出結果から得られる。抵抗Ｒ１は、例えば図３に示すＲ１である。所定値Ａは、電解質膜３の含水率が過度に低下しない範囲で設定することができる。ステップＳ２においてセル抵抗Ｒが抵抗Ｒ１よりも小さくかつｄＲ／ｄｔが所定値Ａよりも大きいと判定されなかった場合、制御手段６０は、フローチャートの実行を終了する。この場合、掃気が継続される。なお、この場合、制御手段６０は、フローチャートの実行を終了せずに再度ステップＳ２を実行してもよい。
【００４３】
ステップＳ２においてセル抵抗Ｒが抵抗Ｒ１よりも小さくかつｄＲ／ｄｔが所定値Ａよりも大きいと判定された場合、制御手段６０は、燃料電池スタック４０の発電電流Ｉが所定値Ｂとなるように、燃料ガス供給手段１０、酸化剤ガス供給手段３０、スイッチ５１および負荷５０を制御する（ステップＳ３）。この所定値Ｂは、電解質膜３の目標含水率に応じて設定することができる。次に、制御手段６０は、掃気継続フラグＦを「１」に設定する（ステップＳ４）。
【００４４】
次いで、制御手段６０は、掃気継続フラグＦ＝１かつｄＲ／ｄｔが所定値Ｃよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５）。この所定値Ｃは、ｄＲ／ｄｔの最大値よりも小さい範囲で設定することができる。ステップＳ５において掃気継続フラグＦ＝１かつｄＲ／ｄｔが所定値Ｃよりも小さいと判定されなかった場合、制御手段６０は、ステップＳ４を再度実行する。それにより、掃気および発電が継続される。
【００４５】
ステップＳ５において掃気継続フラグＦ＝１かつｄＲ／ｄｔが所定値Ｃよりも小さいと判定された場合、制御手段６０は、スイッチ５１がオフとなるようにスイッチ５１を制御するとともに、燃料ガスの供給および酸化剤ガスの供給が停止されるように、燃料ガス供給手段１０および酸化剤ガス供給手段３０を制御する。また、制御手段６０は、掃気ガスの供給が停止されるように、掃気手段２０を制御する（ステップＳ６）。その後、制御手段６０は、フローチャートの実行を終了する。
【００４６】
このように図５のフローチャートを実行することにより、掃気処理を行うことができるとともに電解質膜３の過度の乾燥を抑制することができる。
【００４７】
本実施例においては、燃料ガス流路１ａおよび酸化剤ガス流路５ａが反応ガス流路に相当し、燃料ガス供給手段１０、酸化剤ガス供給手段３０、負荷５０、スイッチ５１および制御手段６０が電流制御手段に相当し、抵抗計５３および制御手段６０が検出手段に相当し、ステップＳ１が掃気ステップに相当し、ステップＳ３が電流制御ステップに相当し、ステップＳ６が停止ステップに相当し、ステップＳ２が検出ステップに相当する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施例に係る燃料電池システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】セルの模式的断面図である。
【図３】セルのセル抵抗の変化について一例を示す図である。
【図４】セル抵抗の単位時間あたりの変化を示す図である。
【図５】制御手段による掃気制御のフローチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ａ  燃料ガス流路
５ａ  酸化剤ガス流路
３  電解質膜
１０  燃料ガス供給手段
２０  掃気手段
３０  酸化剤ガス供給手段
４０  燃料電池スタック
４１  セル
５０  負荷
５１  スイッチ
５２  電流計
５３  抵抗計
６０  制御手段
１００  燃料電池システム
【図１】
2009123512.tif 000003
【図２】
2009123512.tif 000004
【図３】
2009123512.tif 000005
【図４】
2009123512.tif 000006
【図５】
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