特許7933161IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

燃料電池発電システムおよびその制御方法

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】発電中の燃料電池の運転を停止した後に、燃料電池セルの電圧を短時間で十分に低下させることができる燃料電池発電システムの提供。
【解決手段】燃料電池セルを有する燃料電池と、発電中のアノード電極に水素を含むアノードガスを供給する第1ガス供給手段と、発電中のカソード電極に酸素を含む酸素含有カソードガスを供給し、運転停止中のカソード電極に不活性ガスからなる不活性カソードガスを供給する第2ガス供給手段と、燃料電池セルの電流を掃引するセル電流掃引手段と、発電中の燃料電池の運転を停止した後に、第1ガス供給手段によるアノードガスの供給を継続し、第2ガス供給手段による不活性カソードガスの供給を開始し、前記燃料電池セルのセル電圧を所定の値に制御して電流を掃引させ、燃料電池セルの電流値がプロトン移動電流のみとなった場合に、電流の掃引の停止を実行する制御手段とを備える、燃料電池発電システムとする。
【選択図】図3

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、実車、出荷試験装置などに搭載した燃料電池を発電させ、発電中の燃料電池の運転を停止した後、燃料電池を取り外し、保管状態とする必要がある場合に、アノード電極への水素の供給を停止して不活性ガスを供給するとともに、カソード電極への酸素の供給を停止して不活性ガスを供給する方法を用いた場合、燃料電池セルの電圧を十分に低下させるまでに必要な時間が長いことが問題となっていた。このため、従来の技術では、発電中の燃料電池の運転を停止した後に、短時間で燃料電池セルの電圧を十分に低下させることが要求されていた。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するため、以下の手段を提供する。

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の燃料電池発電システムでは、発電中の燃料電池の運転を停止した後に、第1ガス供給手段によるアノードガスの供給を継続し、第2ガス供給手段による不活性カソードガスの供給を開始し、燃料電池セルのセル電圧を所定の値に制御して電流を掃引させ、燃料電池セルの電流値が、プロトンの移動に伴うプロトン移動電流のみとなった場合に、電流の掃引の停止を実行する。このため、本発明の燃料電池発電システムによれば、発電中の燃料電池の運転を停止した後に、燃料電池セルの電圧を短時間で十分に低下させることができる。また、運転を停止した燃料電池の燃料電池セルを、酸素の還元反応が起こっておらず、十分に電圧が低いものとすることができる。

この特許の権利範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 図1は、本実施形態にかかる燃料電池発電システムを説明するための模式図である。
【図2】 図2は、図1に示す燃料電池発電システムによって運転を停止される燃料電池の燃料電池セルを説明するための拡大模式図である。
【図3】 図3は、図1および図2に示す燃料電池発電システムにおいて、制御手段によって実行される制御処理を説明するためのフローチャートである。

代表図 図3本件の代表的な図

10…膜電極構造体(MEA)、12…固体高分子電解質膜、14…アノード電極、16…カソード電極、18…第1電極触媒層、20…第1ガス拡散層、22…第2電極触媒層、24…第2ガス拡散層、30…燃料電池セル、40…燃料電池発電システム、110…第1ガス供給手段、112…水素ガス供給部、114…窒素ガス供給部、118…第1加湿器、130…第2ガス供給手段、132…窒素ガス供給部、134…酸素含有ガス供給部、138…第2加湿器、154…制御手段、170…セル電流掃引手段、173…セル電流測定手段。

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