CN100440600C - 高分子电解质型燃料电池组的保存方法和高分子电解质型燃料电池组的保存处理体 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够抑制从未设置状态到在设置场所设置使用期间的PEFC组的性能劣化的PEFC组的保存方法。又，提供能够充分抑制从未设置状态到在设置场所设置使用期间的PEFC组的性能劣化的PEFC组的保存处理体。本发明的PEFC组(200)的保存方法是具备具有入口和出口，经过阴极的氧化剂流路(30)和具有入口和出口，经过阳极的还原剂流路(40)的PEFC组(200)的保存方法，将未设置状态的PEFC组(200)的氧化剂流路(30)内和还原剂流路(40)内保持为比大气中氧浓度低的状态。

Description

高分子电解质型燃料电池组的保存方法和高分子电解质型燃料电池组的保存处理体

技术领域

本发明涉及高分子电解质型燃料电池组的保存方法和高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，特别是涉及未设置状态的高分子电解质型燃料电池组的保存方法和高分子电解质型燃料电池组的保存处理体。

背景技术

已有的高分子电解质型燃料电池(以下简称为PEFC)的停止方法中，切断氧化剂物质和还原剂物质的供给，同时利用氮气等不活泼气体对残留于PEFC组内的这些物质进行净化(参照专利文献1)。又，在其后PEFC停止时，通常也在氧化剂流路和还原剂流路中充填不活泼气体等以防止空气侵入PEFC组内(参照专利文献2)。这样可以防止PEFC组内的电极催化剂层发生氧化，防止PEFC性能的劣化。而且也提出了PEFC停止发电时将隔离层的电位保持于规定的数值的保管方法(参照专利文献3)。

另一方面，在高分子电解质膜-电极接合体(MEA；Membrane-Electrode-Assembly)的制作中，电极催化剂层通过调制例如形成催化剂层用的涂料，将该涂料涂布于高分子电解质膜表面上形成。形成催化剂层用的涂料中含有乙醇成分作为溶剂。将承载例如铂-钌合金的颗粒或白金颗粒的碳粉作为催化剂粉末，该催化剂粉末与含有全氟代烃磺酸高分子的乙醇分散液混合形成浆糊。这种浆糊涂布于高分子电解质膜表面上形成电极催化剂层。这种乙醇成分构成的溶剂在制作MEA之后进入多孔质的电极催化剂层的一部分残留下来。

在这里，作为高分子电解质膜与电极催化剂层的界面的离子电阻高的缺点、还有电极催化剂层与扩散电极层不能够充分接合，电极催化剂层与扩散电极层的界面的电子电阻高的缺点的改善方法，有(例如专利文献4提出的)用两个电极夹着高分子电解质膜形成夹层体，然后将其放入溶剂中加热加压形成一体的方法。又有(例如专利文献5提出的)使用预先含有溶剂的高分子电解质膜和/或电极催化剂层，以实质上不浸渍于溶剂中的状态进行加热和加压的方法。采用这样的方法时，在一体化工序中MEA内的溶剂蒸发，因此溶剂引起的高分子电解质膜的膨润情况被抑制，高分子电解质膜与催化剂层的界面的接合状态能够维持良好的状态。

专利文献1：日本特开平6-251788号公报。

专利文献2：日本特开平7-272738号公报。

专利文献3：日本特开平5-258762号公报。

专利文献4：日本特开平3-208262号公报。

专利文献5：日本特开2002-93424号公报。

发明内容

本发明要解决的问题

如专利文献1～3所例示，已知在发电开始后电极催化剂层在达到催化剂活性温度的状况下，一旦与空气等氧化剂接触，电极催化剂层就发生氧化，性能下降。

但是本发明的发明人发现，PEFC即使是在开始发电之前，如果PEFC组组装制造之后到开始发电的时间长，则会出现输出电压降低等性能劣化，特别是输出电压的电压下降率上升显著的情况。本发明的发明人的验证结果表明，这样的性能劣化的重要原因之一是在电极催化剂上残留的残留催化剂的氧化物。

向来，对于这样的PEFC的发电开始之前的性能劣化，即使是本行业的普通技术人员之间也不那么关心。因此已有的PEFC的停止方法等，是开始提供使用之后的对应，不是谋求防止从PEFC组制造之后到组装于PEFC系统中之前这一段时间的电极催化剂层的劣化。也就是说，以往的PEFC的性能劣化的防止方法是作为PEFC系统防止PEFC性能劣化的方法。具体地说，是形成通过PEFC组的氧化剂流路和还原剂流路上连接的配管等，从设置于外部的外部设备提供不活泼气体等的结构，在组装于PEFC系统之前，特别是不能够像贮存于仓库时和搬运时那样使用于单体状态的PEFC组。

在这里，本发明是为解决上述存在问题而作出的，特别是，其目的在于提供抑制从未设置状态到设置于设置场所使用为止的期间高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存方法。又，本发明的目的特别是在于提供能够充分防止从未设置状态到设置于设置场所使用为止的期间高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体。解决存在问题的手段

本发明的发明人为了实现上述发明目的，根据锐意研究的结果推断，未设置状态的PEFC组的性能劣化的原因在于，在MEA的电极催化剂层中，醇等残留溶剂与氧发生反应生成醋酸等氧化物，这种氧化物导致催化剂中毒，这样的毒害长时间发生使得电极催化剂层的变质逐步发展，电极催化剂的性能逐步下降。而且专利文献4、5认为，由于溶剂的蒸发，MEA制造时高分子电解质膜的膨润能够够抑制。但是本发明的发明人验证的结果表明，对于未设置状态的PEFC组的性能劣化几乎没有效果。估计这是由于催化剂电极层是多孔质体，进入催化剂电极层内部的溶剂不蒸发而残留于其中。

发明人根据这些推测想到本发明，对其效果进行验证，发现是有效的。

也就是，为了解决上述存在问题，第1种高分子电解质型燃料电池组的保存方法，是具备果有入口和出口经过阴极的氧化剂流路，和具有入口和出口经过阳极的还原剂流路，形成能够从所述氧化剂流路的入口提供氧化剂物质，从所述还原剂流路入口提供还原剂物质，所述氧化剂物质和所述还原剂物质在所述阳极和所述阴极进行电化学反应以进行发电的结构的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，将未设置状态的所述高分子电解质型燃料电池组的所述氧化剂流路内和所述还原剂流路内保持为比大气中氧浓度低的状态。采用这样的结构时，与氧化剂侧电极催化剂层和还原剂侧催化剂层接触的氧缺少，能够充分抑制在这些电极催化剂层上残留的残留溶剂的氧化，因此特别是能够充分抑制从未设置状态到在设置场所设置使用为止的期间高分子电解质型燃料电池组的性能的劣化。

在这里，所谓未设置状态，是指高分子电解质型燃料电池组组装制造之后制造于燃料电池系统中之前的状态。具体地说，是高分子电解质型燃料电池组的氧化剂流路上连接氧化剂物质提供装置之前的状态，或还原剂流路上连接还原剂物质供给装置之前的状态，例如指保存或搬运高分子电解质型燃料电池组的状态。还有，高分子电解质型燃料电池组制造之后进行短期间的电化反应之后的高分子电解质型燃料电池组也包含于未设置状态的高分子电解质型燃料电池组。例如性能确认试验之后的高分子电解质型燃料电池组、下述发电处理之后的高分子电解质型燃料电池组就包含于未设置状态的高分子电解质型燃料电池组。又，在高分子电解质型燃料电池组的制造工序中装入本发明的保存方法的情况也包含于未设置状态的高分子电解质型燃料电池组。例如在将MEA叠层并且在临时连结的状态下保存，装入高分子电解质型燃料电池系统时装入之前瞬间，集电板、端板等配设于两端，最终组装成高分子电解质型燃料电池组的制造方法中，该临时连结的状态实质上相应于高分子电解质型燃料电池组的未设置状态。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第2本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是具有：将未设置状态的所述高分子电解质型燃料电池组的所述氧化剂流路内和所述还原剂流路内的氧浓度减小到低于大气中的减小步骤、以及封闭所述氧浓度降低的所述氧化剂流路的入口和出口以及所述氧浓度降低的所述还原剂流路的入口和出口的封闭步骤。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第3本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是在所述减小步骤中，所述氧化剂流路和所述还原剂流路的氧浓度减小到10ppm以上1×10³ppm以下的范围内。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第4本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述减小步骤通过充填置换气体进行，所述封闭步骤利用封闭充填了所述置换气体的所述氧化剂流路的入口和出口以及充填了所述置换气体的所述还原剂流路的入口和出口用的封闭单元进行。

第5本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述封闭步骤中使用的所述封闭单元中的至少一个，是具备具有与所述氧化剂流路或所述还原剂流路连接的开口部的连接部以及在内部充填除氧剂的主体部的除氧剂容器，在所述连接部设置安装于所述氧化剂流路的入口和出口以及所述还原剂流路的入口和出口时能够实现气体密封的机构。如果采用这样的结构，能够利用除氧剂继续去除氧化剂流路内和还原剂流路内的氧，因此能够使氧化剂流路内和还原剂流路内更长期维持低氧浓度。

第6本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述封闭步骤中使用的所述封闭单元中的至少一个，是具有与所述氧化剂流路或所述还原剂流路连接的开口部的连接部以及在内部充填所述置换气体的主体部的置换气体容器，在所述连接部设置安装于所述氧化剂流路的入口和出口以及所述还原剂流路的入口和出口时能够实现气体密封，而且能够将所述置换气体的喷出压力维持于规定的范围内的机构。采用这样的结构时，能够利用置换气体容器继续防止氧化剂流路内和还原剂流路内的减压，因此能够使氧化剂流路内和还原剂流路内更长期维持低氧浓度。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第7本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述封闭步骤中使用的所述封闭单元中的至少一个是封闭栓。

第8本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述减小步骤利用水进行充填，所述封闭步骤利用封闭充填了所述水的所述氧化剂流路的入口和出口以及充填了所述水的所述还原剂流路的入口和出口用的封闭单元进行。采用这样的结构时，能够使电极催化剂层中残留的有机溶剂成分中的水溶性成分溶解于催化剂层外的水中稀释，因此能够充分防止电极催化剂层中的水溶性部分的部分氧化反应、脱水缩合反应(包含水溶性成分之间的反应、部分氧化物之间的反应、水溶性成分与部分氧化物的反应)等，所以能够更可靠得到本发明的效果。

第9本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是进行所述封闭步骤后，将高分子电解质型燃料电池组维持在高于0℃低于或等于25℃。通过维持于这一温度范围，能够更加可靠地防止残留于氧化剂流路和还原剂流路的氧引起的，残留于氧化剂流路和还原剂流路的有机溶剂成分的部分氧化反应、脱水缩合反应(包含有机溶剂成分之间的反应、部分氧化物之间的反应、有机溶剂成分与部分氧化物的反应)，同时更加容易而且能够更充分地防止低温下的MEA的机械损伤。

第10本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是在所述封闭步骤之后，有利用包装材料气密封装所述高分子电解质型燃料电池组的封装步骤。利用这样的结构，能够抑制氧从高分子电解质型燃料电池组进入氧化剂流路和还原剂流路内的情况的发生，因此能够更可靠地抑制高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第11本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述包装材料是具有可挠性的包装材料，利用该包装材料之间的接合气密封装所述高分子电解质型燃料电池组。

第12本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述包装材料是由主体部和盖构成的刚性容器，利用该主体部与盖的接合气密封装所述高分子电解质型燃料电池组。采用这样的结构时，由于容器是刚体，所以能够防止搬运等情况下高分子电解质型燃料电池组受到损伤，而且容器能够再度利用。

第13本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述包装材料是氧气透气性小的包装材料。通过这样利用氧气透气性小的包装材料气密封装高分子电解质型燃料电池组，即使是有可能从高分子电解质型燃料电池组的衬垫透过一点点氧的情况下，也能够更可靠地防止氧进入高分子电解质型燃料电池组内部。而且由于氧气透气性低的包装材料的透水性也低，所以能够抑制高分子电解质型燃料电池组内部的湿度变化，能够抑制高分子电解质膜1的损伤。

第14本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，具有使所述高分子电解质型燃料电池组发电的发电处理步骤。通过这样使高分子电解质型燃料电池组发电，能够将高分子电解质型燃料电池组内残留的溶剂和金属等异物与电化学反应生成的水一起去除，因此能够进一步抑制高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第15本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述发电处理步骤的电流密度是每单位面积的所述催化剂层0.1A/cm²以上0.4A/cm²以下。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第16本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述发电处理步骤中的发电持续时间为3小时以上。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第17本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述发电处理步骤中的发电持续时间是电压变化降低到为2mV/h以下为止的时间。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第18本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，更好是所述发电处理步骤在所述高分子电解质型燃料电池组制造后300小时以内进行。

第19本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是具备：具有入口和出口经过阴极的氧化剂流路，和具有入口和出口经过阳极的还原剂流路，形成能够从所述氧化剂流路的入口提供氧化剂物质，从所述还原剂流路入口提供还原剂物质，所述氧化剂物质和所述还原剂物质在所述阳极和所述阴极进行电化学反应以进行发电的结构的未设置状态的高分子电解质型燃料电池组、以及封闭氧浓度降低的所述氧化剂流路的入口和出口以及氧浓度降低的所述还原剂流路的入口和出口的封闭栓或容器构成的封闭单元，上述容器为除氧剂容器或置换气体容器。

采用这样的结构时，与氧化剂侧电极催化剂层以及还原剂侧电极催化剂层接触的氧缺少，能够抑制残留于这些电极催化剂层中的残留溶剂的氧化，因此能够提供特别是能够充分防止在从未设置状态到在设置场所设置使用为止的期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第20本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是所述氧化剂流路和所述还原剂流路的氧浓度降低到10ppm以上1×10³ppm以下的范围内。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第21本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是所述氧化剂流路和所述还原剂流路中充填有置换气体。

第22本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是所述封闭单元中的至少一个，是具有与所述氧化剂流路或所述还原剂流路连接的开口部的连接部以及在内部充填除氧剂的主体部的除氧剂容器，在所述连接部设置安装于所述氧化剂流路的入口和出口以及所述还原剂流路的入口和出口时能够实现封闭的机构。采用这样的结构时，由于能够利用除氧剂持续去除氧化剂流路内和还原剂流路内的氧，因此能够进一步长期地维持氧化剂流路内和还原剂流路内的低氧浓度。

第23本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是所述封闭单元中的至少一个，是具有与所述氧化剂流路或所述还原剂流路连接的开口部的连接部以及在内部充填所述置换气体的主体部的置换气体容器，在所述连接部设置安装于所述氧化剂流路的入口和出口以及所述还原剂流路的入口和出口时能够实现封闭，而且能够将所述置换气体的喷出压力维持于规定的范围内的机构。采用这样的结构时，利用置换气体容器持续防止氧化剂流路内和还原剂流路内的减压，因此能够更长期维持氧化剂流路内和还原剂流路内的低氧浓度。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第24本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是所述封闭单元中的至少一个是封闭栓。

第25本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是所述氧化剂流路和所述还原剂流路中充填水。采用这样的结构时，能够使电极催化剂层中残留的有机溶剂成分中的水溶性成分溶解于催化剂层外的水中稀释，因此能够充分防止电极催化剂层中的水溶性部分的部分氧化反应、脱水缩合反应(包含水溶性成分之间的反应、部分氧化物之间的反应、水溶性成分与部分氧化物的反应)等，所以能够更可靠得到本发明的效果。

第26本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是具有气密封装安装有所述封闭单元的高分子电解质型燃料电池组的包装材料。采用这样的结构时，能够抑制氧从高分子电解质型燃料电池组周围进入氧化剂流路和还原剂流路内的情况的发生，因此能够更可靠地抑制高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。

从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，第27本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是所述包装材料是具有可挠性的包装材料，利用该包装材料之间的接合气密封装所述高分子电解质型燃料电池组。

第28本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是所述包装材料是由主体部和盖构成的刚性容器，利用该主体部与盖的接合气密封装所述高分子电解质型燃料电池组。采用这样的结构时，由于容器是刚体，所以能够防止搬运等情况下高分子电解质型燃料电池组受到损伤，而且容器能够再度利用。

第29本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好是所述包装材料是氧气透气性小的包装材料。通过这样利用氧气透气性小的包装材料气密封装高分子电解质型燃料电池组，即使是有可能从高分子电解质型燃料电池组的衬垫透过一点点氧的情况下，也能够更可靠地防止氧进入高分子电解质型燃料电池组内。而且由于氧气透气性低的包装材料的透水性也低，所以能够抑制高分子电解质型燃料电池组内部的湿度变化，能够抑制高分子电解质膜1的损伤。

第30本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，更好所述高分子电解质型燃料电池组是经过发电处理的高分子电解质型燃料电池组。

利用这样的结构，能够将高分子电解质型燃料电池组内的溶剂和金属等异物与发电处理中的电化学反应生成的水一起去除，因此能够进一步抑制高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。在这里，所谓“发电处理”是指使高分子电解质型燃料电池组发电的处理。

发明效果

如上所述，采用本发明，特别是能够提供抑制从未设置状态到设置于设置场所使用为止的期间高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存方法。又，采用本发明，能够提供能充分防止从未设置状态到设置于设置场所使用为止的期间高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体。

附图说明

图1是本发明第1实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。

图2是包含于本发明第1实施形态的PEFC组的保存处理体中的PEFC组的结构的分解立体图。

图3是电池单元的基本结构的示意图。

图4表示本发明第1实施形态的PEFC组的保存方法的方框图。

图5表示额定运行的实施例1-1和实施例1-2的PEFC组的平均电池单元电压随时间的变化。

图6是以氧化剂流路的氧浓度为参数，在与实施例1-1和实施例1-2相同的条件下实施的额定运行中的PEFC组的平均电池单元电压的电压下降率变化。

图7表示额定运行中的实施例1-5和实施例1-6的PEFC组200的平均电池单元电压随时间的变化。

图8表示以PEFC组的保存处理导体保存时的温度为参数，在与实施例1-5或实施例1-6相同的条件下实施的额定运行中的PEFC组的平均电池单元电压的电压下降率变化。

图9表示额定运行中的实施例2的PEFC组的平均电池单元电压随时间的变化。

图10是本发明第3实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。

图11是本发明第4实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。

图12是置换气体容器的示意图。

图13是本发明第5实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。

图14是本发明第6实施形态的PEFC组的保存方法的方框图。

图15表示额定运行中的实施例3、实施例6-1、以及比较例3的PEFC组的平均电池单元电压随时间的变化。

图16表示额定运行中的实施例6-2以及比较例3的PEFC组的各电池单元的平均电压随时间的变化。

图17表示额定运行中的实施例6-3以及比较例3的PEFC组的各电池单元的平均电压随时间的变化。

图18是本发明第7实施形态的PEFC组的保存方法的方框图。

符号说明

1高分子电解质膜

2氧化剂侧电极催化剂层

3还原剂侧电极催化剂层

4氧化剂侧扩散电极层

5还原剂侧扩散电极层

10MEA

15阴极隔离层

20阳极隔离层

30氧化剂流路

30a氧化剂流路入口部

30b氧化剂流路出口部

40还原剂流路

40a还原剂流路入口部

40b还原剂流路出口部

41集电板

42绝缘板

43端板

45冷却剂流路

45a冷却剂流路入口部

45b冷却剂流路出口部

50除氧剂容器

51置换气体容器

50a、51a主体部

50b、51b连接部

51e减压阀

60封闭栓

80压密封衬垫

100电池单元

200PEFC组

300、310、320、33、340、350PEFC组的保存处理体

V平均电池单元电压

H运行时间

R电压下降率

X温度

P氧浓度

最佳实施方式

以下参照附图对本发明的最佳的实施形态进行说明。

第1实施形态

下面对本发明第1实施形态的PEFC组的保存方法进行说明。

图1是本发明第1实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。图2是包含于本发明第1实施形态的PEFC组的保存处理体中的PEFC组的结构的分解立体图。

包含于第1实施形态的PEFC组的保存处理体300中的PEFC组200是将利用电化学反应发电的单个电池(电池单元)100叠层构成的。如图2所示，单个电池100由相互之间有大致相同的平面的矩形板状的MEA100、阴极隔离层15和阳极隔离层20构成。而且MEA10一个面与阴极隔离层15接触，另一个面与阳极隔离层20接触地被夹在其中。电池单元(cell)100的叠层方向端部隔着集电板41、41和绝缘板42、42被端板43、43夹着，端板43、43之间用紧固螺杆(未图示)紧固。PEFC组200可以使用于家庭用的热电联供系统、电动自行车、电动汽车、混合电动汽车、家电产品、手提电脑、便携式电话、便携式音响设备、便携式信息终端等便携式电气设备等的PEFC系统。

集电板41、41的电气端子41a、41a与电气设备等外部负载连接以进行电气输出。在PEFC组200中形成氧化剂流路30和还原剂流路40。

氧化剂流路30形成能够从氧化剂流路入口部30a提供氧化剂物质，分流到各电池单元100，在各电池单元100流通之后再度合流，从氧化剂流路出口部30b排出到PEFC组200的外部的结构。又，通常氧化剂流路30形成不与其他流路交流，一旦氧化剂流路入口部30a和氧化剂流路出口部30b被封闭就完全闭塞的结构。还原剂流路40也形成相同的结构。在本实施形态中，氧化剂物质采用氧或空气。而还原剂物质采用氢或含氢物质。

在这里，在PEFC组200一侧的端板43上形成氧化剂流路入口部30a以及还原剂流路入口部40a。还原剂流路40也形成相同的结构。

还有，为了调整PEFC组200的温度，在PEFC组200上也形成流通水等冷却剂的冷却剂流路45。冷却剂流路45与氧化剂流路30及还原剂流路40分开构成，形成冷却剂能够从冷却剂流路入口45a向PEFC组200提供，在PEFC组200内部分流，在叠层的各电池单元100间流通，从冷却剂出口部45b排出到外部的结构。

在这里，电池单元100形成由MEA10、阴极隔离层15、阳极隔离层20叠层的结构。而且如图2所示，在MEA10与阴极隔离层15之间形成氧化剂流路30，在MEA10与阳极隔离层20之间形成还原剂流路40。

图3是MEA基本结构的示意图。

MEA10具备有选择地透过氢离子的离子交换膜构成的高分子电解质膜1、夹着高分子电解质膜1形成的，承载铂族金属催化剂的碳粉为主成分的一对电极催化剂层(氧化剂侧电极催化剂层2以及还原剂侧电极催化剂层3)、以及配设于该一对电极催化剂层外表面的一对扩散电极层(氧化剂侧扩散电极层4以及还原剂侧扩散电极层5)。该扩散电极层4、5形成同时具有通气性和电子导电性的结构。例如形成多孔性结构。

然后，氧化剂侧电极催化剂层2、氧化剂侧扩散电极层4以及阴极隔离层15构成阴极。

又，还原剂侧电极催化剂层3、还原剂侧扩散电极层5以及阳极隔离层20构成阳极。

下面对如上所述构成的PEFC组200的动作进行说明。氧化剂物质经过氧化剂流路30分流提供给个电池单元100。在各电池单元100中，氧化剂物质被提供给阴极。在这里，曝露于氧化剂侧扩散电极层4。又氢或含氢的还原剂物质也同样被提供给阳极。在这里，经过还原剂流路40，曝露于还原剂扩散电极层5。

然后，氧化剂物质透过氧化剂侧扩散电极层4，到达氧化剂侧电极催化剂层2。同样，还原剂物质也透过还原剂侧扩散电极层5到达还原剂侧电极催化剂层3。

一旦构成经由阴极隔离层15、阳极隔离层20、集电板41、41(参照图1)以及外部电路(未图示)与氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3的电气连结电路，在还原剂电极催化剂层3氢就离子化。

氢离子透过高分子电解质膜1，在氧化剂侧电极催化剂层2中与氧离子结合，生成水。又，随着氢的离子化，在还原剂侧电极催化剂层3发生的电子经由还原剂侧扩散电极层5流过外部电路(未图示)，生成电气输出。

从以上所述的动作可知，氧化剂侧电极催化剂层2与还原剂侧电极催化剂层3曝露于氧化剂流路30内和还原剂流路40内充满的物质中。从而，在刚制造好的燃料电池中，氧化剂侧电极催化剂层2与还原剂侧电极催化剂层3曝露于氧化剂流路30内和还原剂流路40内充满的空气中。而且，一旦氧化剂侧电极催化剂层2与还原剂侧电极催化剂层3曝露于空气中，氧化剂侧电极催化剂层2与还原剂侧电极催化剂层3中的残留溶剂有可能发生氧化反应，使得氧化剂侧电极催化剂层2与还原剂侧电极催化剂层3的催化剂发生中毒。

在这里，本发明第1实施形态的PEFC组的保存处理体300具有如下所述的构成。

PEFC组的保存处理体300具备PEFC组200和封闭栓60。而且在PEFC组200的氧化剂流路30和还原剂流路40中充填了置换气体，氧化剂流路30和还原剂流路40内的氧浓度低到1％(1×10⁴ppm)以下，氧化剂流路的入口部30a和出口部30b以及还原剂流路的入口部40a和出口部40b利用封闭栓(封闭单元)60分别气密封闭。在这里封闭栓使用PPS树脂构成的。

在这里，置换气体是氮气、氩气、氦气等不活泼气体或氢气等在PEFC的工作环境下不会成为氧化剂的气体。还有，在这里，在本发明中所谓不活泼气体，除了稀有气体外，也包含氮气等在PEFC的工作环境下不成为电极反应的反应物质的，反应性低的气体。

又，在这里，封闭栓60构成封闭单元，但是封闭单元也可以利用气密结构的开闭阀构成。例如可以在氧化剂流路入口部30a和出口部30b以及还原剂流路的入口部40a和出口部40b上预先安装开闭阀，利用这些开闭阀的开关可以封闭氧化剂流路30和还原剂流路40。在这种情况下，封闭单元与PEFC组200形成一体构成，不需要对封闭栓等另外的构件进行管理和处置。还有，开闭阀以保存时不需要驱动力的手动开闭阀为理想。或者也可以是在丧失驱动力时形成关闭状态、即所谓常闭(normal closed)型的电导开闭阀。

在这里，PEFC组200是未设置状态的PEFC组。所谓未设置状态是指PEFC组组装制造后装入燃料电池系统之前的状态。具体地说，是指在PEFC组的氧化剂流路上连接氧化剂物质供给装置之前的状态或在还原剂流路上连接还原剂物质供给装置之前的状态，指例如PEFC组被保存或搬运的状态。还有，PEFC组制造后进行短时间的电化学反应之后的PEFC组也包含于未设置状态的PEFC组中。例如性能确认试验后的PEFC组、规定的发电处理之后的PEFC组包含于未设置状态的PEFC组。又，在PEFC组制造工序中实施本发明的保存方法的情况也包含于未设置状态。例如在将MEA叠层，以临时紧固状态保存，组装于PEFC系统时或之前瞬间，将集电板、端板配置于两端，最终组装PEFC组的制造方法中，这种临时紧固状态实质上相当于PEFC组的未设置状态。

下面对本发明第1实施形态的PEFC组的保存方法进行说明。

图4是表示本发明第1实施形态的PEFC组的保存方法的方框图。

首先，在步骤(减小步骤)S1中，将未设置状态的PEFC组200的氧化剂流路30内以及还原剂流路40内的氧浓度降低到大气中的氧气浓度以下。在这里，从氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a提供氧浓度为1％(1×10⁴ppm)以下的置换气体，将氧化剂流路30内和还原剂流路40内的气体分别从氧化剂流路出口部30b和还原剂流路出口部40b排出，同时将置换气体充填于氧化剂流路30内和还原剂流路40内。

接着在步骤(封闭步骤)S2中，气密地封闭氧浓度低的氧化剂流路30和还原剂流路40的入口和出口。在这里，从氧化剂流路出口部30b和还原剂流路出口部40b排出的置换气体的氧浓度降低到1％(1×10⁴ppm)以下时，封闭氧化剂流路出口部30b和还原剂流路出口部40b，接着封闭氧化剂流路入口部30a内和还原剂流路入口部40a。氧浓度的检测可以利用公知的氧浓度计(未图示)测定。借助于此，可以将氧化剂流路30和还原剂流路40内的氧浓度降低到1％以下。具体地说，通过在氧化剂流路出口部30b和还原剂流路出口部40b上连接气体分析仪(例如日本堀场制作所制造的手提式气体分析仪PG-200)，对PEFC组内部的气体中氧气的浓度进行测定，在1％以下的状态下将氧化剂流路30和还原剂流路40的入口30a、40a以及出口30b、40b进行气密地封闭。

又，在这里如图1所示，在封闭栓60上配设O形环等压密封衬垫80，压密封衬垫80通过密封氧化剂流路出口部30b、还原剂流路出口部40b、氧化剂流路入口部30a、以及还原剂流路入口部40a与封闭栓60之间的间隙封闭。还有，氧浓度越低则醇氧化物越是不容易发生，因此是理想的。本申请中使用纯度为99.999％的氮气确认其效果。从而，氧浓度的下限值为10ppm。人们认为，即使是使用比这更高纯度的气体，其效果也维持不变，但是不容易得到，考虑气体的成本，作为保存方法也是不现实的。

以下根据实施例对本发明第1实施形态进行具体说明，但是本发明不限于以下的实施例。

实施例1-1

实施例1-1的PEFC组的保存处理体300如下所述制作。PEFC组200中，电池单元100的叠层数目采取50，阴极隔离层15和阳极隔离层20使用厚度为3mm的各向同性石墨板。在阴极隔离层15和阳极隔离层20的主面周围形成多个分流歧管(manifold)孔，电池单元100叠层时，这样的分流歧管孔连通，构成氧化剂流路30、还原剂流路40、以及冷却剂流路45。

使用于电池单元100的MEA10如下所述制作。首先，在氧化剂侧电极催化剂层2中，乙炔黑系碳粉(电气化学工业株式会社制デンカブラツクFX-35)采用承载25wt％的平均颗粒直径为

的白金颗粒的催化剂粉末。而且在还原剂侧电极催化剂层3中，乙炔黑系碳粉(电气化学工业株式会社制デンカブラツクFX-35)采用承载25wt％的平均颗粒直径为

的白金-钌合金(重量比为Pt∶Ru＝1∶1)颗粒的催化剂粉末。将这些催化剂粉末分散于异丙醇中，与全氟代烃磺酸粉末的乙醇分散液(旭硝子株式会社制造的フレミオンFSS-1)混合形成糊状，将这些糊状物用网板印刷方法分别涂布于厚度为250微米的碳纤维无纺布(东丽株式会社制造的TGP-H-090)的一个主面上，分别制作氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3。这些电极催化剂层中包含的催化剂金属量为0.3mg/cm²，全氟代烃磺酸量为1.2mg/cm²。

在高分子电解质膜1采用厚度为50微米的金氟代烃磺酸膜(美国杜邦公司制造的Nafion112)。

在高分子电解质膜1的中心部的两侧主面上，利用热压分别接合氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3。还剪下厚度250微米的氟橡胶片，制作一对衬垫，将其做得使氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3露出，夹着高分子电解质膜1，利用热压(135℃、1MPa、10分钟的条件)将它们接合于高分子电解质膜1上形成一体。

置换气体采用99.999％的氮气。

从氧化剂流路入口部30a以1L/min的流量提供氮气，从氧化剂流路出口部30b排出的氮气的氧浓度P为0.08％时，依序将氧化剂流路出口部30b和氧化剂流路入口部30a气密地封闭。

从还原剂流路入口部40a以1L/min的流量提供氮气，从还原剂流路出口部40b排出的氮气的氧浓度P为0.08％时，依序将还原剂流路出口部40b和还原剂流路入口部40a气密地封闭。

在温度20℃、相对湿度30％的气氛中将实施例1-1的PEFC组的保存处理体300保存3个月。在这里，保存于利用空调机控制温度和湿度的室内。

将保存后的PEFC组200保持于75℃，将加湿到露点75℃的还原剂物质(80％氢气/20％二氧化碳/10ppm一氧化碳)加温到75℃后提供给还原剂流路40，将加湿到露点75℃的空气加温到75℃后提供给氧化剂流路30，进行PEFC组200的额定运行。

PEFC组200的额定运行采用燃料利用率80％、氧利用率30％、电流密度0.3A/cm²。

实施例1-2

PEFC组的保存处理体300如下所述制作。采用与实施例1-1同型的PEFC组200和置换气体(氮气)。从氧化剂流路入口部30a与和实施例1-1相同的流量提供氮气，从氧化剂流路出口部30b排出的氮气的氧浓度P为0.11％时，依序气密地封闭氧化剂流路出口部30b和氧化剂流路入口部30a。

从还原剂流路入口部40a以和实施例1-1相同的流量提供氮气，从还原剂流路出口部40b排出的氮气的氧浓度P为0.11％时，依序气密地封闭还原剂流路出口部40b和还原剂流路入口部40a。

在与实施例1-1相同的条件下，将PEFC组的保存处理体300保存3个月。然后在与实施例1-1相同的条件下进行额定运行。

利用额定运行进行的性能评价1

图5表示额定运行中的实施例1-1和实施例1-2的PEFC组200的平均电池单元电压随时间的变化。额定运行中的实施例1-2的PEFC组200的平均电池单元电压V的电压下降率R如图所示，抑制于4.6μV/h以内。而额定运行中的实施例1-1的PEFC组200的平均电池单元电压V的电压下降率R为1.2μV/h，PEFC组200的性能下降进一步得到抑制。

又，PEFC组200的平均电池单元电压V也是实施例1-1高于实施例1-2。

还有，图6表示以氧化剂流路30的氧浓度为参数，在与实施例1-1或实施例1-2相同的条件下实施的额定运行中的PEFC组200的平均电池单元电压的电压下降率变化情况。如图所示，氧浓度P越低，则平均电池单元的电压V的电压下降率越低。

特别是如果使氧浓度P下降到0.1％(1×10³ppm)以下，则能够看出平均电池单元的电压V的电压下降率R比较稳定于2μV/h以下。从而，如果从上述高纯度置换气体的筹措成本考虑氧浓度的下限值，如果也考虑上限，则PEFC组的保存处理体300的氧化剂流路30和还原剂流路40的氧浓度减低到10ppm以上1×10⁴ppm以下范围是比较合适的。

实施例1-3

本实施例的PEFC组200采用与实施例1-1相同的PEFC组。

本实施例的PEFC组的保存处理体300如下所述制作。从氧化剂流路入口部30a以和实施例1-1相同的流量提供氮气，从氧化剂流量出口部30b排出的氮气的氧浓度P为0.8％时，依序气密地封闭氧化剂流路出口部30b和氧化剂流路入口部30a。又，从还原剂流路入口部40a以和实施例1-1相同的流量提供氮气，在从还原剂流路出口部40b排出的氮气的氧浓度P为0.8％时，依序气密地封闭还原剂流路出口部40b和还原剂流路入口部40a。

在与实施例1-1相同的条件下将PEFC组的保存处理体300保存两周。然后在与实施例1相同的条件下进行额定运行。

实施例1-4

本比较例的PEFC组200采用与实施例1-1相同的PEFC组。

本比较例的PEFC组的保存处理体300如下所述制作。从氧化剂流路入口部30a以和实施例1-1相同的流量提供氮气，从氧化剂流量出口部30b排出的氮气的氧浓度P为1.1％时，依序气密地封闭氧化剂流路出口部30b和氧化剂流路入口部30a。又，从还原剂流路入口部40a以和实施例1-1相同的流量提供氮气，在从还原剂流路出口部40b排出的氮气的氧浓度P为1.1％时，依序气密地封闭还原剂流路出口部40b和还原剂流路入口部40a。

在与实施例1-1相同的条件下将PEFC组的保存处理体300保存两周。然后在与实施例1-1相同的条件下进行额定运行。

利用额定运行进行的性能评价2

额定运行中的实施例1-4的PEFC组200的平均电池单元的电压V与保存前相比，降低7mV，PEFC组200的性能的劣化得到抑制。相比之下，额定运行中的实施例1-3的PEFC组200的保存前后的平均电池单元的电压V的下降量为2μV，PEFC组200的性能劣化进一步得到抑制。

因此，在PEFC的保存处理体300的保存期间为2周以内的情况下，如果氧浓度P为1％(1×10⁴ppm)以下，则可以看出对电压劣化的抑制效果特别大。

实施例1-5

PEFC组的保存处理体300如下所述制作。

采用与实施例1-1同型的PEFC组200。

从氧化剂流路入口部30a以和实施例1-1相同的流量提供氮气，从氧化剂流路出口部30b排出的氮气的氧浓度P为0.08％时，依序气密地封闭氧化剂流路出口部30b和氧化剂流路入口部30a。

从还原剂流路入口部40a以和实施例1-1相同的流量提供氮气，在从还原剂流路出口部40b排出的氮气的氧浓度P为0.08％时，依序气密地封闭还原剂流路出口部40b和还原剂流路入口部40a。

在温度55℃、相对湿度30％的气氛中将PEFC组的保存处理体300保存3个月。在这里，保存于利用空调机控制温度和湿度的室内。

使用保存后的PEFC组200在与实施例1-1相同的条件下进行额定运行。

实施例1-6

PEFC组的保存处理体300如下所述制作。采用与实施例1-1同型的PEFC组200。

从氧化剂流路入口部30a以和实施例1-1相同的流量提供氮气，从氧化剂流路出口部30b排出的氮气的氧浓度P为0.08％时，依序气密地封闭氧化剂流路出口部30b和氧化剂流路入口部30a。

从还原剂流路入口部40a以和实施例1-1相同的流量提供氮气，在从还原剂流路出口部40b排出的氮气的氧浓度P为0.08％时，依序气密地封闭还原剂流路出口部40b和还原剂流路入口部40a。

在温度65℃、相对湿度30％的气氛中将PEFC组的保存处理体300保存3个月。在这里，保存于利用空调机控制温度和湿度的室内。

使用保存后的PEFC组200在与实施例1-1相同的条件下进行额定运行。

利用额定运行进行的性能评价3

图7表示额定运行中的实施例1-5和实施例1-6的PEFC组200的平均电池单元的电压随时间的变化。额定运行中的实施例1-6的PEFC组200的平均电池单元的电压V的电压下降率R为5.4μV/h，PEFC组200的性能劣化得到抑制。而额定运行中的实施例1-5的PEFC组200的平均电池单元电压V的电压下降率R为1.4μV/h，PEFC组200的性能劣化进一步得到抑制。这可以认为是由于在实施例1-5中，PEFC组的保存处理体300的温度为60℃以下，也就是PEFC组200维持于白金催化剂的活性化温度以下，因此醇的氧化反应对PEFC组200造成的性能劣化影响可以得到减轻。

又，PEFC组200的平均电池单元的电压V对于实施例1-5要比实施例1-6高。这可以是认为由于在保存期间(3个月)中，在实施例1-5中，氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3受到的残留溶剂氧化造成的中毒影响受到更充分的抑制，因此电池性能的下降也被抑制得十分低。

还有，图8表示以PEFC组的保存处理体300的保存时的温度为参数，在与实施例1-5或实施例1-6相同的条件下实施的额定运行中的PEFC组200的平均电池单元电压的电压下降率变化情况。如图所示，保存时的温度X越低，则平均电池单元的电压V的电压下降率R越低。特别是在保存时的温度X为60℃以下的情况下，平均电池单元的电压V的下降率R比较稳定于2μV/h以下。

还有，保存时的温度X为25℃以下时，能够更可靠地防止残留于氧化剂流路和还原剂流路的氧引起的，在氧化剂流路和还原剂流路残留的有机溶剂成分的部分氧化反应、脱水缩合反应(包含有机溶剂成分之间的反应、部分氧化物之间的反应、有机溶剂成分与部分氧化物的反应)，因此更为合适。又，如果保存时的温度X高于0℃，则能够更容易而且更充分地防止在低温下的MEA10的机械损伤。因此PEFC组的保存处理体300保存在高于0℃低于或等于25℃即可。

第2实施形态

本发明第2实施形态是以水代替置换气体充填于氧化剂流路30和还原剂流路40的实施形态。

也就是说，本实施形态的PEFC组的保存处理体310在PEFC组200的氧化剂流路30和还原剂流路40中充填水，然后利用封闭栓60分别封闭氧化剂流路的入口部30a和出口部30b以及还原剂流路入口部40a和出口部40b。在这里，水采用蒸馏水。

又，本发明第2实施形态的PEFC组310的保存方法在图4的步骤S1中在PEFC组200的氧化剂流路30和还原剂流路40中充填水。在这里，从PEFC组200的氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a提供蒸馏水。然后，在图4的步骤S2中，利用封闭单元液密地封闭充填水的氧化剂流路30和所述还原剂流路40的入口30a、40a以及出口30b、40b。在这里，对氧化剂流路出口部30b和还原剂流路出口部40b进行液密地封闭，在将蒸馏水充填于氧化剂流路30内和还原剂流路40内时，将氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a加以液密地封闭。这样，通过在氧化剂流路30和还原剂流路40内充填水，容易将氧化剂流路和还原剂流路中的氧浓度保持于比大气中的氧浓度低的浓度。又，通过在氧化剂流路30和还原剂流路40中充填水，能够将催化剂层中残留的有机溶剂成分中的水溶性成分溶解于催化剂层外加以稀释，因此能够充分防止催化剂层中的水溶性成分的部分氧化反应、脱水缩合反应(包含水溶性成分之间的反应、部分氧化物之间的反应、水溶性成分与部分氧化物之间的反应)等，因此能够更可靠地得到本发明的效果。

以下根据实施例对本发明第2实施形态进行具体说明，但是本发明不限于以下实施例。

实施例2

PEFC组的保存处理体310如下所述制作。采用与实施例1-1同型的PEFC组200。将蒸馏水提供给氧化剂流路30和还原剂流路40，封闭氧化剂流路出口部30b和还原剂流路出口部40b，用蒸馏水充填氧化剂流路30内和还原剂流路40内时，将氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a加以封闭。借助于此，从氧化剂流路30内和还原剂流路40内排出大气充填蒸馏水。

在与实施例1-1相同的条件下，将PEFC组的保存体300保存3个月。然后在与实施例1-1相同的条件下进行额定运行。

利用额定运行进行的性能评价4

图9表示额定运行中的实施例2的PEFC组200的平均电池单元的电压随时间的变化。额定运行中的本实施例的PEFC组200的平均电池单元的电压V的电压下降率R为1.3μV/h，与实施例1-1(其平均电池单元的电压V的电压下降率R为4.6μV/h)相比，PEFC组200的性能劣化受到抑制。这被认为是由于在氧化剂流路30内和还原剂流路40内充填的水因而氧气缺少，氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3的残留溶剂的氧化引起的中毒情况得到抑制，所以对在发电过程中产生的这些电极催化剂层的活性降低的影响减小。

第3实施形态

图10是本发明第3实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。

如图所示，本发明第3实施形态是在氧化剂流路入口部30a或出口部30b以及还原剂流路入口部40a或出口部40b上安装除氧剂容器50进行气密地封闭，取代封闭栓60的实施形态。也就是说，在本实施形态的PEFC组的保存处理体320中，封闭栓60和除氧剂容器50构成封闭单元。又，本实施形态的PEFC组200的保存方法与图4所示的第1实施形态相同。

从而，本实施形态的PEFC组的保存处理体320和PEFC组200的保存方法除了除氧剂容器50以外，与第1实施形态相同。因此，对于本实施形态的PEFC组的保存处理体320，对图10中与图1所示的结构要素相同的结构要素标以相同的符号并省略其说明，只对作为不同点的除氧剂容器50进行说明。又，本实施形态的PEFC组的保存方法的说明也省略。

除氧剂容器50用主体部50a和设置于主体部50a的连接部50b构成。连接部50b简单地可装卸地连接于氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a，形成在安装时对氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a进行气密地封闭的结构。例如图10所示，在连接部50b上配设压密封衬垫80，形成通过用压密封衬垫80密封氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a与连接部50b之间的间隙以进行封闭的结构。在主体部50a中容纳除氧剂。除氧剂可以采用三菱气体化学株式会社制造的“AGELESS”、三菱气体化学株式会社制造的“PR系统”、NISSO树脂株式会社制造的“SEQUL”、铁系去除剂、镁系去除剂、有机系去除剂、碱土系去除剂等。借助于此，除氧剂容器50能够持续去除氧化剂流路30内和还原剂流路40内的氧，因此能够更长期地维持氧化剂流路30内和还原剂流路40内的低氧浓度P。

第4实施形态

图11是本发明第4实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。

如图所示，本发明第4实施形态是在氧化剂流路入口部30a或出口30b和还原剂流路入口部40a或出口部40b上安装置换气体容器51并进行气密地封闭，以代替封闭栓60的实施形态。也就是说，在本实施形态的PEFC组的保存处理体30中，封闭栓60和置换气体容器50构成封闭单元。又，本实施形态的PEFC组200的保存方法与图4所示的第1实施形态相同。

从而，本实施形态的PEFC组的保存处理体330以及PEFC组200的保存方法除了置换气体容器51以外，与第1实施形态相同。因此，对于本实施形态的PEFC组的保存处理体330，对图11中与图1所示的结构要素相同的结构要素标以相同的符号并省略其说明，只对作为不同点的置换气体容器51进行说明。又，本实施形态的PEFC组的保存方法的说明也省略。

图12是置换气体容器的示意图。如图所示，置换气体容器51，其主体部51a是中空长方体耐压气体容器，主体部51的连接部51b形成包含公知的减压阀51e的结构。连接部51b与除氧剂容器50的连接部50b一样，能够简单容易地在氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a上装卸，形成能够对氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a进行气密地封闭的结构。借助于此，置换气体容器51能够利用减压阀51e的动作相应于氧化剂流路30内和还原剂流路40内的压力大致自动而且断续地喷出置换气体。也就是说，置换气体容器51防止氧化剂流路30内和还原剂流路40内的置换气体压力的下降，因此能够抑制氧气对氧化剂气体流路30内和还原剂气体流路40内的侵入。因此能够更长时间维持氧化剂流路30和还原剂流路40内的低氧浓度。

第5实施形态

图13是本发明第5实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。

如图所示，本发明第3实施形态是在氧化剂流路入口部30a和出口部30b以及还原剂流路入口部40a和出口部40b上分别安装除氧剂容器50和置换气体容器51并进行气密地封闭以代替封闭栓60的实施形态。也就是说，在本实施形态的PEFC组的保存处理体340中，两对除氧剂容器50和置换气体容器51构成封闭单元。又，本实施形态的PEFC组200的保存方法与图4所示的第1实施形态相同。

因此，本实施形态的PEFC组的保存处理体340是第3实施形态与第4实施形态组合的实施形态，所以PEFC组的保存处理体的结构以及PEFC组的保存方法的说明省略。又，在图13的结构要素中对于与图1、图10以及图11所示的结构要素相同的结构要素标以相同的符号并省略其说明。利用这样的构成，除氧剂容器50持续去除氧化剂流路30内和还原剂流路40内的氧，而且置换气体容器51防止氧化剂流路30内和还原剂流路40内的置换气体的减压，因此能够抑制氧气对氧化剂流路30内和还原剂流路40内的侵入。从而，能够更长时间维持氧化剂流路30内和还原剂流路40内的低氧浓度状态。

第6实施形态

本发明的第6实施形态是气密封装第1实施形态～第5实施形态的PEFC组的保存处理体、即安装封闭单元的PEFC组200的实施形态。

下面首先对本实施形态的PEFC组的保存处理体350进行说明。

PEFC组的保存处理体350利用包装材料气密地封装(未图示)。

在包装材料采用可挠性包装材料的情况下，利用该包装材料之间的接合将安装封闭单元的PEFC组200气密封装。在这里，包装材料可以使用高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯-乙烯醇薄膜或在薄膜上蒸镀铝或将其覆以铝箔形成的薄膜。这些包装材料也可以是片状或袋装。而且包装材料之间的接合可以利用热熔接或夹紧等方法将该包装材料的开口部封口接合。

还有，更好是在袋内与PEFC组200一起封入氧检测剂、例如硅胶、三菱气体化学株式会社制造的“AGELESS A1”等。借助于此，能够检测袋内的氧的状态，因此便于PEFC组的保存处理体的保管。特别是在采用透明包装材料的情况下，不开包就能够从外部检查袋内的氧状态，因此能够更合适地保存PEFC组的保存处理体。

又，在PEFC组的保存处理体350的构件采用由主体部和盖构成的刚性容器的情况下，利用该主体部和盖的接合气密封装安装封闭单元的PEFC组200。在这里，刚性容器可以使用铝、硬铝构成的刚性容器。而且该主体部与盖的接合通过用密封剂对该主体部与盖的接合部进行封闭进行。通过使用刚性容器，也可以防止在搬运时损伤PEFC组的保存处理体，而且容器也可以再度使用。

还可以在PEFC组的保存处理体封装之后排出其内部的空气。借助于此，可以进一步减少氧气进入PEFC组200内部的可能性。

还有，更好是采用氧气透气性小的包装材料。氧气透气性小的包装材料，更好是在能够实现本发明的效果的程度上氧气透气量和透湿度小的薄膜构成的包装材料，特别是氧气透气性为0.01mL/(m²·日·大气压)以下的薄膜构成的包装材料。具体地说，可以举出有包含K涂层(polyvinylidene：聚氯亚乙烯)薄膜的叠层薄膜构成的包装材料、包含EVOH等氧气透气性低的薄膜的叠层薄膜构成的包装材料、包含铝箔构成的薄膜的叠层薄膜构成的包装材料。借助于此，可以避免保存状态的PEFC组200内的高分子电解质膜1的损伤。也就是说，保存状态下一旦PEFC组的保存处理体的内部湿度发生变化，高分子电解质膜1的含水率就发生变化，引起高分子电解质膜1的膨胀收缩，因此高分子电解质膜1有可能受到损伤。但是由于氧气透气性小的包装材料其水分透过性能也小，因此能够抑制PEFC组200内部的湿度变化，能够避免高分子电解质膜1的损伤。

下面对本实施形态的PEFC组的保存方法进行说明。

图14是本发明第6实施形态的PEFC组的保存方法的方框图。如图所示，本实施形态的PEFC组的保存方法首先与第1实施形态～第5实施形态一样进行步骤S1～步骤S2。然后，在步骤S2之后，在步骤(封装步骤)S3中，利用包装材料气密封装氧化剂气体流路30和还原剂气体流路40的入口30a、40a以及出口30b、40b被封闭的PEFC组200。

如上所述，利用本实施形态能够对氧气从PEFC组200的周围向氧化剂流路30内和还原剂流路40内的侵入进行抑制，因此能够进一步抑制PEFC组200的性能劣化。下面根据实施例对本发明第3实施形态～第6实施形态进行具体说明，但是本发明不限于以下实施例。

实施例3

在实施例3中，第3实施形态的PEFC组的保存处理体320如下所述制作。

采用与实施例1同型的PEFC组200。

置换气体采用氮气。

从氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a来的氮气的提供分别为1000cc/min、30min。

氧化剂流路出口部30b和还原剂流路出口部40b上安装封闭栓60、60，在氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a上安装除氧剂容器50、50，并将其气密地封闭。除氧剂容器50的主体部50a中充填三菱气体化学株式会社制造的“AGELESS”。

对刚封闭时，以及封闭后降到常温(25℃)下，经过5000小时后的PEFC组200内的残留氧量进行测定时，在刚封闭时为0.1％以下，但是在5000小时后残留氧量增加到6％左右。还有，残留氧量在氧化剂流路入口部30a、还原剂流路入口部40a、氧化剂流路出口部30b和还原剂流路出口部40b测定。

比较例3

作为比较例3，采用与实施例3同型的PEFC组200，没有从PEFC组200内去除氧，以不包装的状态原封不动保存。

实施例6-1

在实施例6-1中，第6实施形态的PEFC组的保存处理体350是实施例3的PEFC组的保存处理体320用包装材料气密封装制作的。包装材料采用三菱气体化学株式会社制造的“GAS BARRIERA1袋”。

然后，对刚封装时，以及封装后降到常温(25℃)下，经过5000小时后的PEFC组200内的残留氧量进行与实施例3相同的测定时，两者都在0.1％以下，几乎是相同值。

在这里，将实施例3、实施例6-1以及比较例3的PEFC组的保存处理体在常温(25℃)下分别保存5000小时。然后在保存后将PEFC组200保存于70℃，加湿到露点65℃的还原剂物质被加温到65℃并提供给还原剂流路40，将加湿到露点70℃的空气被加温到70℃，并提供给氧化剂流路30，进行PEFC组200的额定运行。PEFC组200的额定运行采用燃料利用率80％、氧利用率40％、电流密度为0.3mA/cm²。

利用额定运行进行的性能评价5

图15表示额定运行中的实施例3、实施例6-1、以及比较例3的PEFC组的平均电池单元电压随时间的变化。如图所示，与比较例3相比，实施例3即使是长时间运行，也能够抑制各电池单元的平均电压的下降。又，实施例6-1其各电池单元的平均电压几乎不下降。这样，利用第3实施形态和第6实施形态的PEFC组200的保存方法，能够确认PEFC组的耐久性能的劣化得到抑制的情况。

实施例6-2

在本实施例中，第6实施形态的PEFC组的保存处理体350是气密封装第5实施形态的PEFC组的保存处理体340制作的。具体地说，利用与实施例3同型的PEFC组200，用与实施例3相同的氮气置换PEFC组200内的气体。其后，利用除氧剂容器50封闭氧化剂流路出口部30b和还原剂流路出口部40b，利用置换气体容器51气密地封闭氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a。

置换气体容器51、51采用充有氮气的气体容器。

除氧剂容器50与实施例3一样采用充填三菱气体化学株式会社制造的“AGELESS”的贮存器(cartridge)。

又与实施例6-1一样利用包装材料对PEFC组的保存处理体340进行气密封装。

对刚封装后以及封装后经过5000小时后的PEFC组200内的残留氧量与实施例3一样进行测定，结果都在0.1％以下，数值几乎相同。

又分别在常温(25℃)和高温(60℃)下，将本实施例的PEFC组的保存处理体350保存5000小时。然后与实施例3一样进行额定运行。

利用额定运行进行的性能评价6

图16表示额定运行中的实施例6-2以及比较例3的PEFC组的各电池单元的平均电压随时间的变化。如图所示，实施例6-2即使是长时间运行，各电池单元的平均电压也几乎不下降。以此可以确认，利用第6实施形态的PEFC组200的保存方法，能够抑制PEFC组200的耐久性能的劣化。

实施例6-3

在实施例6-3中，第6实施形态的PEFC组的保存处理体350是利用包装材料气密封装第4实施形态的PEFC组的保存处理体330制作成的。具体地说，利用与实施例3同型的PEFC组200，与实施例3一样用氮气置换PEFC组200内的气体。然后，在氧化剂流路出口部30b和还原剂流路出口部40b上安装封闭栓60、60，在氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a上安装置换气体容器51、51并使其气密地封闭。置换气体容器51采用充有氮气的贮存器。

然后，与实施例6-1一样，利用包装材料气密封装PEFC组的保存处理体330。

在常温(25℃)下保存本实施例的PEFC组的保存处理体5000小时，然后与实施例3一样进行额定运行。

利用额定运行进行的性能评价7

图17表示额定运行中的实施例6-3以及比较例3的PEFC组的各电池单元的平均电压随时间的变化。如图所示，实施例6-3的PEFC组200即使是长时间运行，各电池单元100的平均电压也几乎不下降。以此能够确认利用第6实施形态的PEFC组200的保存方法能够抑制PEFC组200的耐久性能的劣化。

还有，在实施例3、实施例6-1、实施例6-2、实施例6-3、以及比较例3中，置换气体采用氦气、氩气也能够得到同样的效果。又，在这些实施例中，置换气体采用非氧化性气体氢也能够得到同样的效果。

第7实施形态

本发明的第7实施形态是在PEFC组200经过发电处理后与第1实施形态～第6实施形态一样进行步骤S1和步骤S2的实施形态。也就是说，本实施形态的PEFC组的保存处理体360的结构与第1实施形态～第6实施形态相同。因此，本实施形态的PEFC组的保存处理体360的结构的说明省略，而对本实施形态的PEFC组的保存方法进行说明。

图18是本发明第7实施形态的PEFC组的保存方法的方框图。如图所示，在本实施形态的PEFC组的保存方法中，在步骤(发电处理步骤)S0中，使未设置状态的PEFC组200以规定的电流密度持续发电规定的发电持续时间。然后与第1实施形态～第6实施形态一样进行步骤S1～步骤S3。

在这里，在步骤S0中，具体地说，使PEFC组200维持于工作温度，在集电板41、41之间电气连接电力负荷，并且分别对阳极侧提供还原剂物质，对阴极侧提供氧化剂物质，以此引起PEFC组200的电化学反应。使电化学反应以规定的电流密度I持续规定的发电持续时间T。

利用本实施形态的PEFC组200的保存方法，能够将MEA催化剂细孔中等PEFC组内残留的溶剂和金属等异物与发电处理中的电化学反应生成的水一起排出到PEFC组200外，因此能够可靠地抑制PEFC组200的性能劣化。

又，发电处理中的电流密度更好是MEA10的催化剂层2、3的每单位面积0.1A/cm²以上、0.4A/cm²以下。如果是这样大小的电流密度，就认为是能够使MEA10中的电化学反应生成的水的均匀生成。

又，发电处理的发电持续时间T以至少3小时为合适。这是由于溶剂和异物与生成的水一起从PEFC组200排出需要一定的时间。

又，发电处理时的发电持续时间T设定为发电处理结束时的每一电池单元的电压变化降低到(dV/dt)为2mV/h以下为止的时间为宜。由于考虑通过去除溶剂和异物使电压稳定，可以根据电压变化的减小判断从PEFC组200去除溶剂和异物的情况。

又，发电处理时期以PEFC组200制造后300小时以内为宜。因为考虑溶剂和异物引起的催化剂劣化的发展以及/或高分子电解质膜1与电极催化剂层2、3的接合状态的劣化的发展，发电处理时期更好是PEFC组制造后比较早的时期。具体地说，如果是PEFC组制造后300小时以内，则能够抑制PEFC组200的性能进行劣化。

又，发电处理中的氧化剂物质和还原剂物质的露点更好是发电处理时的MEA10的温度的-10℃以上、+10℃以下的范围内。通过采用这样的露点，可以对MEA10提供不多不少的水分，而且能够抑制水引起的氧化剂流路30和还原剂流路40的阻塞、即所谓泛滥现象，因此在全部MEA10中能够确保均匀的电化学反应。也就是说，在全部MEA10中能够顺利排出溶剂和异物，因此能够更可靠地抑制PEFC组的性能劣化。

以下根据实施例对本发明第7实施形态的步骤S0进行具体说明，但是本发明的步骤S0不限于以下实施例。

还有，在下述实施例和比较例中，发电处理中还原剂物质采用氢气、氧化物质采用空气。又，发电处理将PEFC组200保持于70℃，将加温和加湿的氢气和空气分别提供给氧化剂流路30和还原剂流路40，调节氧化剂流路30和还原剂流路40的供应，使还原剂物质利用率为70％，氧化剂物质利用率为40％。而且在发电处理后，经过步骤S1在8周的时间内保存于常温常湿条件下。该保存期间(8周)是溶剂和异物的影响造成高分子电解质膜1的性能劣化的时间的一个例子。

实施例7-1

在PEFC组200制造后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周。然后将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm²的条件下，采用发电持续时间T＝3h。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保存8周的时间。

比较例7-1

将与实施例7-1同时期制造的PEFC组200用常温常湿持续保存。即，从实施例7-1的PEFC组200制造后开始到发电处理后的保存期满为止的期间在常温常湿下保存。

比较例7-2

在PEFC组200制造后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周的时间。然后将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供3小时。供应结束后在常温常湿下保存8周的时间。该期间不进行发电处理。

对于实施例7-1、比较例7-1以及比较例7-2的PEFC组200，将PEFC组的温度保持于70℃，将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后分别提供给还原剂流路40和氧化剂流路30，使燃料气体利用率为70％、氧化气体利用率为40％、电流密度为0.2A/cm²持续进行1000小时的额定运行。表格1中表示额定运行中的实施例7-1、比较例7-1以及比较例7-2的电压降低量ΔV。

表1

	ΔV(mV)
		实施例7-1	10
比较例7-1	100
		比较例7-2	90

从表1可知，实施例7-1与比较例7-1和比较例7-2相比，电压降低量ΔV较小。根据这一结果，可以确认由于发电处理PEFC组的性能劣化能够得到更可靠的抑制。

实施例7-2

在PEFC组200制造后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周的时间。然后将加湿到露点70℃氢气和空气加温到70℃然后提供，在电流密度I＝0.1A/cm²以发电持续时间T＝12h进行发电处理。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保持8周的时间。

比较例7-3

在PEFC组200制造后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周的时间。然后将加湿到露点70℃氢气和空气加温到70℃然后提供，在电流密度I＝0.5A/cm²以发电持续时间T＝12h进行发电处理。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保持8周的时间。

比较例7-4

在PEFC组200制造后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周的时间。然后将加湿到露点70℃氢气和空气加温到70℃然后提供，在电流密度I＝0.5A/cm²以发电持续时间T＝3h进行发电处理。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保持8周的时间。

比较例7-5

在PEFC组200制造后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周的时间。然后将加湿到露点70℃氢气和空气加温到70℃然后提供，在电流密度I＝0.4A/cm²以发电持续时间T＝2h进行发电处理。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保持8周的时间。

对于实施例7-2以及比较例7-3、7-4、7-5的PEFC组200，与实施例7-1一样将PEFC组的温度保持于70℃，将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃，然后分别提供给还原剂流路40和氧化剂流路30，使燃料气体利用率为70％、氧化气体利用率为40％、电流密度为0.2A/cm²继续进行1000小时的额定运行。

表2表示实施例7-1、实施例7-2、比较例7-3、比较例7-4、以及比较例7-5发电处理时的电流密度I和发电持续时间T、发电处理结束时的电压变化(dV/dt)、以及额定运行时的电压下降量ΔV。

表2

	I(A/cm<sup>2</sup>)	T(h)	dV/dt(mV/h)	ΔV(mV)
					实施例7-1	0.4	3	1.5	10
实施例7-2	0.1	12	0.0	8
					比较例7-3	0.05	12	5.0	50
比较例7-4	0.5	3	3.0	70
					比较例7-5	0.4	2	4.5	60

从实施例7-1与比较例7-4的比较，以及实施例7-2与比较例7-3的比较可知，实施例7-1和实施例7-2与比较例7-3、比较例7-4相比，电压下降量ΔV较小。因此发电处理时的电流密度范围以0.1A/cm²～0.4A/cm²为宜。这被认为是，如果是该电流密度的电化学反应，则MEA10的电化学反应产生的水能够均匀生成。

又，实施例7-1和实施例7-2与比较例7-3、比较例7-4、以及比较例7-5相比，发电处理结束时的电压变化(dV/dt)下降到1.5mV/h以下。这认为是由于该电压变化(dV/dt)是在将PEFC组200内、特别是电极催化剂层2、3内的细孔中的溶剂和异物与电化学反应产生的水一起排出到PEFC组200外时发生的，因此在电压变化(dV/dt)下降到1.5mV/h以下的情况下，能够将PEFC组200内的溶剂和异物充分排出。

又，从实施例7-1与比较例7-5的比较中可知，实施例7-1与比较例7-5相比，其电压下降量ΔV比较小。因此，发电处理时的发电持续时间T以3小时以上为宜。这被认为是因为将溶剂和异物与生成的水一起从PEFC组200排出至少需要3小时。

实施例7-3

在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存300小时、即2周左右。在这里，记为发电处理前的时间W(周)＝2。然后，将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm²的条件下采用发电持续时间T＝3h进行发电处理。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保存8周的时间。

比较例7-6

在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存500小时、即约3周左右的时间。在这里，记为发电处理前的时间W(周)＝3。然后，将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm²的条件下采用发电持续时间T＝3h进行发电处理。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保存8周的时间。

对于实施例7-3以及比较例7-6的PEFC组200，与实施例7-1一样将PEFC组的温度保持在70℃，将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后分别提供给还原剂流路40和氧化剂流路30，使燃料气体利用率为70％、氧化气体利用率为40％、电流密度为0.2A/cm²持续进行1000小时的额定运行。

表3表示实施例7-1、实施例7-3、以及比较例7-6的发电处理前的时间W、发电处理时的电流密度I以及发电持续时间T、发电处理结束时的电压变化(dV/dt)、以及额定运行时的电压下降量ΔV。还有，如上所述，在实施例1中，在常温常湿条件下将PEFC组200保存大约1周的时间，更正确地说保存150小时。实施例1的发电处理前的时间W(周)记为W＝1。

表3

	W(周)	I(A/cm<sup>2</sup>)	T(h)	dV/dt(mV/h)	ΔV(mV)
						实施例7-1	1	0.4	3	1.5	10
实施例7-3	2	0.4	3	2.0	12
						比较例7-6	3	0.4	3	1.5	80

从实施例7-1和实施例7-3与比较例7-6的比较可知，实施例7-1和实施例7-3与比较例7-6相比，大约下降量ΔV较小。因此发电处理前的时间W以W＝2以内为宜。也就是说，更好是发电处理在PEFC组200制造后300小时以内实施。

实施例7-4

在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周时间。然后在发电处理时，一边将PEFC组200维持于70℃一边将加湿到露点60℃的氢气和空气加温到60℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm²的条件下采用发电持续时间T＝3h进行发电处理。也就是以发电处理时的PEFC组200为基准的PEFC组200与氧化剂物质和还原剂物质的温度差ΔS设定为-10℃。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保存8周。

实施例7-5

在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周的时间。然后在发电处理时，一边将PEFC组200维持于70℃一边将加湿到露点80℃的氢气和空气加温到80℃后提供，在电流密度I ＝0.4A/cm²的条件下采用发电持续时间T＝3h进行发电处理。也就是以发电处理时的PEFC组200为基准的PEFC组200与氧化剂物质和还原剂物质的温度差ΔS设定为+10℃。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保存8周的时间。

比较例7-7

在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周的时间。然后在发电处理时，一边将PEFC组200维持于70℃一边将加湿到露点50℃的氢气和空气加温到50℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm²的条件下采用发电持续时间T＝3h进行发电处理。也就是以发电处理时的PEFC组200为基准的PEFC组200与氧化剂物质和还原剂物质的温度差ΔS设定为-20℃。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保存8周的时间。

比较例7-8

在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周的时间。然后在发电处理时，一边将PEFC组200维持于70℃一边将加湿到露点85℃的氢气和空气加温到85℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm²的条件下采用发电持续时间T＝3h进行发电处理。也就是以发电处理时的PEFC组200为基准的PEFC组200与氧化剂物质和还原剂物质的温度差ΔS设定为+15℃。发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保存8周的时间。

对于实施例7-4、实施例7-5、比较例7-7以及比较例7-8的PEFC组200，将PEFC组的温度保持于70℃，将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后分别提供给还原剂流路40和氧化剂流路30，使燃料气体利用率为70％、氧化气体利用率为40％、电流密度为0.2A/cm²，持续进行1000小时的额定运行。表4表示实施例7-4、实施例7-5、比较例7-7以及比较例7-8的发电处理时的电流密度I、发电持续时间T、以及温度差ΔS、发电处理结束时的电压变化(dV/d0以及额定运行时的电压下降量ΔV。

表4

	I(A/cm<sup>2</sup>)	T(h)	ΔS(℃)	dV/dt(mV/h)	ΔV(mV)
						实施例7-4	0.4	3	-10	1.5	15
实施例7-5	0.4	3	+10	2.0	14
						比较例7-7	0.4	3	-20	3.0	55
比较例7-8	0.4	3	+15	5.0	65

从表4可知，实施例7-4和实施例7-5与比较例7-7和比较例7-8相比，电压下降量ΔV比较小。因此在发电处理时温度差ΔS以在+10℃～-10℃范围内为宜。这是考虑到在温度差ΔS比+10℃～-10℃范围扩大的情况下，在PEFC组200内水分的发生过多或不足，MEA10的电化学反应不均匀，不能够使PEFC组200内、特别是电极催化剂层2、3内的细孔中的溶剂和异物充分排出到PEFC组200外。

还有，从表4可知，实施例7-4和实施例7-5的电压变化(dV/dt)为2.0mV/h以下，比较例7-7和比较例7-8的电压变化(dV/dt)大于2.0mV/h。根据上述表2的结果和这一结果可以认为，在电压变化(dV/dt)降低到2.0mV/h以下程度的情况下，PEFC组200内的溶剂和异物能够充分排出。从而可知，发电处理更好是持续到电压变化(dV/dt)低于2.0mV/h为止。

如上所述，本发明的PEFC组的保存方法和PEFC组的保存处理体，由于缺少与氧化剂侧电极催化剂层和还原剂侧电极催化剂层接触的氧，残留于这些电极催化剂层中的残留溶剂的氧化受到抑制，因此能够抑制未设置状态的PEFC组的性能劣化。又，通过对未设置状态的PEFC组进行发电处理，能够进一步抑制PEFC组的性能劣化。

还有，本发明的PEFC组的保存方法和PEFC组的保存处理体不限制于这里记载的实施形态，根据本发明的主旨容易置换为各种PEFC组的保存方法和PEFC组的保存处理体。

工业应用性

本发明作为抑制从未设置状态到在设置场所设置使用为止的期间高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存方法是有用的。又，本发明作为能够充分防止从未设置状态到在设置场所设置使用为止的期间高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体是有用的。

Claims (29)

1.一种高分子电解质型燃料电池组的保存方法，所述高分子电解质型燃料电池组具备氧化剂流路和还原剂流路，所述氧化剂流路具有入口和出口且经过阴极，所述还原剂流路具有入口和出口且经过阳极，所述高分子电解质型燃料电池组构成为：从所述氧化剂流路的入口提供氧化剂物质，从所述还原剂流路的入口提供还原剂物质，所述氧化剂物质和所述还原剂物质在所述阴极和所述阳极进行电化学反应以进行发电，其特征在于，

以使未设置状态的所述高分子电解质型燃料电池组的所述氧化剂流路内和所述还原剂流路内保持为比大气中氧浓度低的状态而进行保存，

所述高分子电解质型燃料电池组的保存方法具有：

将未设置状态的所述高分子电解质型燃料电池组的所述氧化剂流路内和所述还原剂流路内的氧浓度减小到低于大气中的氧浓度的减小步骤、以及

封闭所述氧浓度降低的所述氧化剂流路的入口和出口以及所述氧浓度降低的所述还原剂流路的入口和出口的封闭步骤。

2.根据权利要求1所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，在所述减小步骤中，所述氧化剂流路和所述还原剂流路的氧浓度减小到10ppm以上1×10³ppm以下的范围内。

3.根据权利要求1所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，

所述减小步骤通过充填置换气体进行，

所述封闭步骤利用封闭充填了所述置换气体的所述氧化剂流路的入口和出口以及充填了所述置换气体的所述还原剂流路的入口和出口用的封闭单元进行。

4.根据权利要求3所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，

其特征在于，

所述封闭步骤中使用的所述封闭单元中的至少一个，是具备具有与所述氧化剂流路或所述还原剂流路连接的开口部的连接部以及在内部充填除氧剂的主体部的除氧剂容器，

在所述连接部设置安装于所述氧化剂流路的入口和出口以及所述还原剂流路的入口和出口时能够实现气密性密封的机构。

5.根据权利要求3所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，

所述封闭步骤中使用的所述封闭单元中的至少一个是具备连接部和主体部的置换气体容器，所述连接部具有与所述氧化剂流路或所述还原剂流路连接的开口部，所述主体部在内部充填有所述置换气体，

在所述连接部设置安装于所述氧化剂流路的入口和出口以及所述还原剂流路的入口和出口时能够实现气密性密封，而且能够将所述置换气体的喷出压力维持于相应于所述氧化剂流路内和所述还原剂流路内的压力的压力的机构。

6.根据权利要求3所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述封闭步骤中使用的所述封闭单元中的至少一个是封闭栓。

7.根据权利要求1所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，

所述减小步骤通过填充水而进行，

所述封闭步骤利用封闭充填了所述水的所述氧化剂流路的入口和出口以及充填了所述水的所述还原剂流路的入口和出口用的封闭单元进行。

8.根据权利要求1所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，进行所述封闭步骤后，将高分子电解质型燃料电池组维持在高于0℃低于或等于25℃。

9.根据权利要求1所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，在所述封闭步骤之后，有利用包装材料气密封装高分子电解质型燃料电池组的封装步骤。

10.根据权利要求9所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述包装材料是具有可挠性的包装材料，利用该包装材料之间的接合气密封装所述高分子电解质型燃料电池组。

11.根据权利要求9所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述包装材料是由主体部和盖构成的刚性容器，利用该主体部与盖的接合气密封装所述高分子电解质型燃料电池组。

12.根据权利要求9所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述包装材料是氧气透气性小的包装材料。

13.根据权利要求1所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，具有使所述高分子电解质型燃料电池组发电的发电处理步骤。

14.根据权利要求13所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述发电处理步骤的电流密度是每单位面积的所述高分子电解质型燃料电池组的电极催化剂层0.1A/cm²以上0.4A/cm²以下。

15.根据权利要求13所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述发电处理步骤中的发电持续时间为3小时以上。

16.根据权利要求13所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述发电处理步骤中的发电持续时间是电压变化降低到为2mV/h以下为止的时间。

17.根据权利要求13所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述发电处理步骤在所述高分子电解质型燃料电池组制造后300小时以内进行。

18.一种高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，具备

未设置状态的高分子电解质型燃料电池组，具有氧化剂流路和还原剂流路，所述氧化剂流路具有入口和出口且经过阴极，所述还原剂流路具有入口和出口且经过阳极，所述高分子电解质型燃料电池组构成为：从所述氧化剂流路的入口提供氧化剂物质，从所述还原剂流路的入口提供还原剂物质，所述氧化剂物质和所述还原剂物质在所述阴极和所述阳极进行电化学反应以进行发电；以及

封闭单元，由封闭栓或容器构成，封闭氧浓度降低的所述氧化剂流路的入口和出口以及氧浓度降低的所述还原剂流路的入口和出口，所述容器为除氧剂容器或置换气体容器。

19.根据权利要求18所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述氧化剂流路和所述还原剂流路的氧浓度降低到10ppm以上1×10³ppm以下的范围内。

20.根据权利要求18所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述氧化剂流路和所述还原剂流路中充填有置换气体。

21.根据权利要求20所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，

所述封闭单元中的至少一个是具有连接部和主体部的除氧剂容器，所述连接部具有与所述氧化剂流路或所述还原剂流路连接的开口部，所述主体部在内部充填有除氧剂，

在所述连接部设置安装于所述氧化剂流路的入口和出口以及所述还原剂流路的入口和出口时能够实现气密性封闭的机构。

22.根据权利要求20所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，

所述封闭单元中的至少一个是具有连接部和主体部的置换气体容器，所述连接部具有与所述氧化剂流路或所述还原剂流路连接的开口部，所述主体部在内部充填有所述置换气体，

在所述连接部设置安装于所述氧化剂流路的入口和出口以及所述还原剂流路的入口和出口时能够实现气密性封闭，而且能够将所述置换气体的喷出压力维持于相应于所述氧化剂流路内和所述还原剂流路内的压力的压力的机构。

23.根据权利要求20所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述封闭单元中的至少一个是封闭栓。

24.根据权利要求18所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述氧化剂流路和所述还原剂流路中充填水。

25.根据权利要求18所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，具有气密封装安装有所述封闭单元的所述高分子电解质型燃料电池组的包装材料。

26.根据权利要求25所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述包装材料是具有可挠性的包装材料，利用该包装材料之间的接合气密封闭所述高分子电解质型燃料电池组。

27.根据权利要求25所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，

所述包装材料是由主体部和盖构成的刚性容器，利用该主体部与盖的接合气密封装所述高分子电解质型燃料电池组。

28.根据权利要求25所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述包装材料是氧气透气性小的包装材料。

29.根据权利要求18所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述高分子电解质型燃料电池组是经过发电处理的高分子电解质型燃料电池组。

Images