JP2001015136A

JP2001015136A - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP2001015136A
Application number: JP11186614A
Authority: JP
Inventors: Koji Yasuo; 耕司安尾; Yasuo Miyake; 泰夫三宅
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2001-01-19
Anticipated expiration: 2019-06-30
Also published as: US6503650B1; JP3485840B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電圧の低下を極力抑えつつ、凝縮水による流
路の閉塞を防止すること。【解決手段】ファンＦ1、ファンＦ2の送風方向を交互
に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
に関し、特に酸化剤供給用流路又は燃料供給用流路内へ
の流体の流通方向を反転させて発電を行うシステムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、燃料電池反応を用いる発電シス
テム（燃料電池システム）は、電解質膜乃至電解質を含
むマトリックス（以下、総じて電解質膜と呼ぶ。）の両
面にカソードとアノードを備えてなるセル、及び前記カ
ソードに酸化剤を供給する酸化剤供給用流路と前記アノ
ードに燃料を供給する燃料供給用流路とを備えた単位セ
ルを積層してなるセル積層体を主体とする。これに、前
記酸化剤供給用流路の各々に酸化剤を供給する酸化剤供
給手段、前記燃料供給用流路の各々に燃料を供給する燃
料供給手段を少なくとも備える。

【０００３】ところで、燃料電池反応により生じる生成
水の濃度は、プロトン導電性の電解質を用いる場合（固
体高分子型燃料電池など）、殊に酸化剤下流側で高くな
り、酸化物イオン導電性の電解質を用いる場合（固体電
解質型燃料電池など）、殊に燃料下流側で高くなる。こ
の生成水の滞留、特に生成水の凝縮による流路閉塞によ
って酸化剤あるいは燃料の流通が阻害され、下流側の反
応性、ひいてはセル全体の反応性が低下するという問題
があった。これに対して、例えば、固体高分子型燃料電
池システムにおいて、酸化剤通路下流側での水分の凝縮
を防止するために、酸化剤供給流路の途中に未加湿酸化
剤ガスの供給部と、この供給部からその上流側酸化剤供
給流路の一部にかけてガス流を阻害しないよう収納され
た吸水材とからなる凝縮水除去手段を備えたものが提案
されている（特開平６−８９７３０号公報）。しかし、
未加湿酸化剤ガスの供給部の前後の領域において、その
下流側で生成水の滞留がやはり生じるとともに、構成が
複雑になるという問題があった。これに対して、酸化剤
の入口側と出口側との温度差を検出し、温度差が所定値
に達したことを検知すると、酸化剤の流通方向を反転さ
せる燃料電池システムが提案されている（特公平２−２
１１０２号公報）。この技術は、生成水の滞留を解消す
るには効果的と考えられる。これは、酸化剤の電池内で
の流通方向を反転させることにより、温度分布が均一化
されるため、水分の濃度分布が均一化されるからである
と考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この技
術では、セル積層体全体で酸化剤供給方向の反転を行
う。このため、全セルにおいて酸化剤の流れが一時的に
不安定になり、流通方向を切替える時に大きな出力電圧
の低下が生じるとともに、寿命への影響があった。そこ
で、本発明は、これらの課題を鋭意検討した結果なされ
たものであって、凝縮水による流路の閉塞という課題を
酸化剤や燃料の流通方向を反転させるさいの電圧の低下
を極力抑えながら達成することが可能な燃料電池システ
ムを提供することを目的としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の燃料電池システムは、電解質膜乃至電解質
を含むマトリックスの両面にそれぞれカソード及びアノ
ードを備えてなるセル、並びに前記カソードに沿って複
数の酸化剤供給用流路が形成され酸化剤を当該流路に沿
って流通させながらカソードに酸化剤を供給する酸化剤
流路形成部材と前記アノードに沿って複数の燃料供給用
流路が形成され燃料を当該流路に沿って流通させながら
アノードに燃料を供給する燃料流路形成部材とを備えた
単位セルを積層してなるセル積層体と、前記各酸化剤供
給用流路に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、前記燃
料供給用流路に燃料を供給する燃料供給手段とを備え、
前記複数の酸化剤供給用流路又は燃料供給用流路の一部
において、酸化剤又は燃料の流通方向を切替えるよう構
成されていることを特徴とする。

【０００６】ここで、前記酸化剤供給手段を、前記複数
の酸化剤供給用流路の中から選ばれた第一流路群に酸化
剤を供給する第一酸化剤供給機構と、前記複数の酸化剤
供給用流路の中から選ばれた第二流路群に酸化剤を供給
する第二酸化剤供給機構とから構成し、前記第一酸化剤
供給機構が第一流路群へ酸化剤を供給する方向、及び第
二酸化剤供給機構が第二流路群へ酸化剤を供給する方向
を個別に切替えるよう構成することができる。

【０００７】ここで、前記第一酸化剤供給機構を、第一
ファン及び当該第一ファンと前記第一流路群を連結する
第一配管とから構成し、前記第二酸化剤供給機構を、第
二ファン及び当該第二ファンと前記第二流路群を連結す
る第二配管とから構成し、第一ファン及び第二ファンの
送風方向を個別に切替えるよう構成することができる。

【０００８】ここで、前記第一配管と第二配管を外部マ
ニホールドによって形成された単一の空間を仕切部材で
仕切ることによって形成することができる。ここで、当
該仕切部材に吸水部材を設けることができる。ここで、
前記酸化剤供給手段を、前記複数の酸化剤供給用流路の
中から選ばれた第一流路群に酸化剤を供給する第一酸化
剤供給機構と、前記複数の酸化剤供給用流路の中から選
ばれた第二流路群に酸化剤を供給する第二酸化剤供給機
構とから構成し、複数の酸化剤供給用流路における第一
流路群、及び第二流路群の選択を変更することによっ
て、複数の酸化剤供給用流路の一部の酸化剤供給用流路
について酸化剤の流通方向を切替えるよう構成すること
ができる。

【０００９】ここで、前記第一酸化剤供給機構を、第一
ファン及び当該第一ファンと前記第一流路群を連結する
第一配管とから構成し、前記第二酸化剤供給機構を、第
二ファン及び当該第二ファンと前記第二流路群を連結す
る第二配管とから構成し、更に、第一配管及び第二配管
の空間容積を変更させることで、複数の酸化剤供給用流
路の一部の酸化剤供給用流路について酸化剤の流通方向
を切替えるよう構成することができる。

【００１０】ここで、前記第一配管と第二配管を外部マ
ニホールドによって形成された単一の空間を仕切部材で
仕切ることによって形成したものとし、当該仕切部材を
移動させることによって、前記第一配管及び第二配管の
空間容積を変更させるよう構成することができる。ここ
で、前記仕切部材には、吸水性部材を設けることができ
る。

【００１１】ここで、前記燃料供給手段を、前記複数の
燃料供給用流路の中から選ばれた第一流路群に燃料を供
給する第一燃料供給機構と、前記複数の燃料供給用流路
の中から選ばれた第二流路群に燃料を供給する第二燃料
供給機構とから構成し、前記第一燃料供給機構が第一流
路群へ燃料を供給する方向、及び第二燃料供給機構が第
二流路群へ燃料を供給する方向を個別に切替えるよう構
成することができる。

【００１２】ここで、前記燃料供給手段を、前記複数の
燃料供給用流路の中から選ばれた第一流路群に燃料を供
給する第一燃料供給機構と、前記複数の燃料供給用流路
の中から選ばれた第二流路群に燃料を供給する第二燃料
供給機構とから構成し、複数の燃料供給用流路における
第一流路群、及び第二流路群の選択を変更することによ
って、複数の燃料供給用流路の一部の燃料供給用流路に
ついて燃料の流通方向を切替えるよう構成することがで
きる。

【００１３】ここで、前記第一ファン及び第二ファンの
送風方向の切替又は仕切部材の移動を、セル電圧に基い
て、酸化剤供給用流路の出口側の温度に基いて、又は負
荷電流に基いて行うよう構成することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】[実施の形態１]以下に本発明の実
施の形態に係る固体高分子型燃料電池システムについて
図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本実施
の形態に係る固体高分子型燃料電池システム１（以下、
単に「燃料電池１」という。）を構成するセルユニット１
００の組み立て図である。

【００１５】本図に示すように、セルユニット１００
は、長方形状の枠体１０の片面側（図１では上面側）
に、固体高分子膜２１にカソード２２及びアノード２３
を配してなるセル２０がシール部材６１、６２を介在さ
せて位置され、その上から複数のカソード側流路３１１
…が平行に形成されたカソード側流路基板３０が嵌め込
まれ、枠体１０の他面側（図１では、下面側）に、複数
のアノード側流路４００…が平行に形成されたアノード
側流路基板４０と仕切板５０とが嵌め込まれて構成され
ている。なお、図１においては、アノード２３は、固体
高分子膜２１の背面側にあり、破線で示している。

【００１６】セル２０は、カソード側流路基板３０とア
ノード側流路基板４０とで挟持された状態で保持されて
おり、アノード側流路４００…には、図１の白抜き矢印
で示す方向に燃料ガスが流れ、カソード側流路３１１…
には、図１の太矢印で示す方向に空気が流れ、セル２０
で発電がなされるようになっている。燃料ガスとして
は、水素ガス或いは水素を主成分とする天然ガス、プロ
パン、ブタン、メタノールなどの改質ガスを用いること
ができる。

【００１７】燃料電池１は、このセルユニット１００が
所定数積層され、その両端が一対の端板７１、７２（図
１では不図示、図３参照）で挟持されて構成されてい
る。枠体１０は、長方形状の板体に対して、その片面側
（図１で上面側）の燃料ガス流通方向の中央部に、上記
のセル２０及びカソード側流路基板３０を嵌め込むため
切欠部１０１が形成され、他面側（図１で下面側）に
は、アノード側流路基板４０及び仕切板５０を嵌め込む
凹部１０３が形成され、更に切欠部１０１の中央部に
は、アノード側流路基板４０とアノード２３とが接触で
きるように窓１０２が開設された形状であって、ＰＰＳ
（ポリフェニレンサルファイド、）系樹脂、ＰＥＴ（ポ
リエステル）系樹脂或いは変成ＰＰＥ（ポリフェニレン
エーテル）系樹脂などのプラスチック材料を射出成型す
ることにより作製されたものである。なお、このように
ＰＰＳ系樹脂などを用いれば、電池発電時の１００℃前
後の高温にも十分な耐久性を有する。

【００１８】前記枠体１０の切欠部１０１、固体高分子
膜２１、シール部材６１及びシール部材６２の一の側部
（図面手前側）には、カソード側の外部マニホールド空
間を仕切る仕切部材８１が嵌まり込む、凹部１０１a、
２１ａ、６１ａ、６２ａが形成されている。また、枠体
１０の燃料ガス流通方向に対する上流部には、水を外部
から導入するための一対のマニホールド孔１１１と、こ
れと連通しアノード側流路４００…に水を分配するため
の溝孔１２１並びに燃料ガスを外部から導入するための
一対のマニホールド孔１１２と、これと連通しアノード
側流路４００…に燃料ガスを分配するための溝孔１２２
が開設されている。また、下流部には、未反応の燃料ガ
スを外部に導出するための一対のマニホールド孔１１３
と、これと連通しアノード側流路４００…からの燃料ガ
スをマニホールド孔１１３に排出するための溝孔１２３
並びに水を外部に導出するための一対のマニホールド孔
１１４と、これと連通しアノード側流路４００…からの
水をマニホールド孔１１４へ排出するための溝孔１２４
が開設されている。

【００１９】なお、各溝孔１２１〜１２４は、アノード
側流路４００…と直交する方向に形成され、その両端が
各マニホールド孔１１１〜１１４と対応している。固体
高分子膜２１は、パーフルオロカーボンスルホン酸から
なる薄膜である。カソード２２、アノード２３は、白金
担持カーボンを材料とした所定の厚みの層であって、固
体高分子膜２１の中央部にホットプレスにより密着成型
されている。

【００２０】カソード側流路基板３０は、枠体３００に
流路基板本体３１０が嵌め込まれて構成されている。流
路基板本体３１０は、カーボン多孔体からなる平板状の
部材であって、カソード２２と対向する面（図１で下
面）に、空気を流通させる流路３１１…が形成されてい
る。

【００２１】枠体３００は、長方形状の平板の中央に窓
３０３が開設された形状で、プラスチック材料からな
り、カソード２２側とは反対側の面（図１で上面側）
に、空気を流路３１１…に導入するための流路３０１…
及び空気を流路３１１…から導出するための流路３０２
…が形成されている。アノード側流路基板４０は、枠体
１０より若干小サイズの長方形状のカーボン多孔体であ
って、複数のアノード側流路４００…が互いに平行に形
成されていると共に流路４００…間にはリブ４０１…が
形成されている。

【００２２】このアノード側流路基板４０は、燃料ガス
流通方向の中央に位置する中央部４０aと、この中央部
４０ａから延設された上流部４０ｂ及び下流部４０ｃか
らなり、中央部４０aでは上流部４０ｂ及び下流部４０
ｃよりもリブ４０１…の高さが高く設定されている。そ
して、このリブの高い部分４０１aが、上記の窓１０２
に嵌まり込んでアノード２３と電気的に接触するように
なっている。

【００２３】なお、図１では省略しているが、カソード
２２とカソード側流路基板３０の間並びにアノード２３
とアノード側流路基板４０との間には、溌水処理を施し
たカーボンペーパからなる集電体２４、２５が介挿され
ている（図５参照）。仕切板５０は、アノード側流路基
板４０と同等のサイズの気密性ガラス状カーボン板であ
って、カソード側流路基板３０とアノード側流路基板４
０との間に介在されており、両者を電気的に導通させな
がらカソード側流路３１１…を流れる空気とアノード側
流路４００…を流れる燃料ガスとが混流するのを防止す
る働きをなしている。

【００２４】なお、図２において、１３１〜１３４はＯ
リングで、マニホールド孔１１１〜１１４及び溝孔１２
１〜１２４を囲む状態で形成されたＯリング用溝（不図
示）に燃料電池の組み立て状態において、枠体１０同士
の間に挟まってこの部分をシールする。図３は、燃料電
池１の全体的な構成並びに運転動作を示す斜視図であ
る。ここでは燃料ガスとして水素ガスを用いて運転する
場合について説明する。

【００２５】本図に示すように、運転時には、燃料電池
１は、空気の流通路（カソード側流路）が水平に向くよ
うに配置する。そして、酸化剤ガスとしての空気をカソ
ードに送り込むための外部マニホールド８０をセルユニ
ットの積層体の側部に取着する。この外部マニホールド
８０で形成される外部マニホールド空間を２つの空間領
域である第一マニホールド空間８２、第二マニホールド
空間８３に分割するために、仕切部材８１を積層体の側
部から外部マニホールド８０の内壁面に架設する。仕切
部材８１は、外部マニホールド８０の内壁面側では当該
壁面に固定され、セルユニットの積層体側は、前記各凹
部１０１a等が連なってなる仕切板嵌め込み部１０１ｂ
（図２参照）に嵌め込まれ、空気の流路３１１を形成す
るリブが延長された空間に対応する部分に設けられる。
これにより、空気の流路３１１が空気の流通方向が共通
する大きく２つの空気の流通経路に分割される。つま
り、第一マニホールド空間８２と連通した空気経路３１
１ａと第二マニホールド空間８３と連通した空気経路３
１１ｂとである（図１参照）。

【００２６】次に、ここで形成された各マニホールド空
間に対応させ２系統のファンF１、F２を外部マニホール
ド８０の側壁に設ける。これらのファンＦ１、Ｆ２は、
空気の流通方向を反転させる機能を有する。このように
することで、第一マニホールド空間８２及び第二マニホ
ールド空間８３から別個に供給された空気が、空気経路
３１１ａ、及び空気経路３１１ｂを流通しながらカソー
ド２２に酸素が供給され、流路３０２…から電池の外に
排出される。

【００２７】一方、マニホールド孔１１２からなる内部
マニホールド空間には、水素ガスボンベ２から水素ガス
が供給され、マニホールド孔１１１からなる内部マニホ
ールドには、水ポンプ３から水が供給される。供給され
た水及び水素ガスは、各セルユニット１００に分配さ
れ、各セルユニット１００において、溝孔１２１及び溝
孔１２２からアノード側流路基板４０の上流部４０ｂに
分配されて、アノード側流路４００…を下流側に流れ、
アノード２３への水素ガスの供給と固体高分子膜２１の
保湿を行う。

【００２８】水ポンプ３の出力は、水供給用の溝孔１２
１における水圧を計測して、この値が所定の水圧値とな
るように調整する。水素ガスの供給圧力はレギュレータ
５で調整する。この圧力は、通常、１０〜１０万ｍｍＨ
₂Ｏ、特に１００〜８００ｍｍＨ₂Ｏ程度が適当である。
一方、排出される未反応水素の圧力はレギュレータ６に
よって調整する。この排出圧力は、燃料電池１における
燃料利用率が９０％以上となるように調整することが好
ましい。

【００２９】アノード側流路４００…を通過した未反応
水素ガスは、溝孔１２３からマニホールド孔１１３を通
って電池の外に排出され、アノード側流路４００…を通
過した水は、溝孔１２４からマニホールド孔１１４を通
って電池の外に排出される。このように、燃料ガスは液
体の水と分離された状態で排出される。このため、排出
されたガスを分離タンク４を経由することなくそのまま
回収して再利用することも可能である。

【００３０】燃料電池１から排出されるた水と、排気中
に含まれた水蒸気が凝縮した水とは分離タンク４で回収
される。回収された水は、冷却器７で冷却されて再び水
ポンプ３から燃料電池１に供給される。〔アノード側流路の上流から下流部までの詳細構成及び
効果について〕図１に戻って上流部では、上記の水供給
用の溝孔１２１に水分配基板１１が、燃料ガス供給用の
溝孔１２２にガス分配基板１２が、Ｏリング（不図示）
を介して嵌め込まれている。

【００３１】この水分配基板１１及びガス分配基板１２
は、どちらも長尺状の薄板に細孔１１ａ及び細孔１２ａ
が開設されたものであって、アノード側流路基板４０の
上流部４０ｂに接して配置されおり、すべてのアノード
側流路４００…に対応して細孔１１ａ、１２ａが開設さ
れている。水分散基板１１及びガス分配基板１２の具体
例としては、金属製（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等の
ステンレス鋼、Ｔi鋼）の薄板やセラミック製（Ａｌ₂Ｏ
₃等）の薄板にエッチングで細孔を開設したもの、或い
はプラスチック製（ポリエステル系、ＡＢＳ系、ＰＰＯ
（パーフェニルオキサイド）系、ＰＰＥ系、ＰＰＳ系
等）の薄板に細孔を開設したものを挙げることができ
る。

【００３２】各細孔１１ａ、１２ａは、同一形状（例え
ば、円形、楕円形、多角形）、同一の大きさで、個数も
同一である（例えば、流路毎に１個づつ、２個づつ、或
いは３個づつ形成されている。）水分配基板１１の厚さや細孔１１ａの孔径は、細孔１１
ａを水が通過するときに適度な抵抗（圧損）が生ずるよ
うに設定することが望ましく、実用的には、基板の厚さ
を１２０μｍ〜５ｍｍ、細孔１１ａの孔径を２０μｍ〜
３ｍｍの範囲内で設定することが望ましい。

【００３３】図５は、燃料電池１を水供給チャネルに沿
って切断した断面図であって、流路内での気液混合物の
生成、流れ、排出の様子を模式的に示している。図６
（ａ）、（ｂ）は、燃料電池１の運転動作を示すもので
あって、図６（a）はセルユニット１００の上面を模式
的に示す図であり、図６（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面を模
式的に示す図である。

【００３４】細孔１１ａから水が、細孔１２ａから燃料
ガスが各アノード側流路４００…に供給されて、気液混
合物が生成される。そして、この気液混合物が各アノー
ド側流路４００…を流れることにより、アノードへの燃
料ガスの供給と固体高分子膜の保湿を行うと共に、電池
を冷却する冷媒としての働きも果たす。アノード側流路
４００…の上流部４０ｂで生成された気液混合物は、ま
ず、セルと対応する部分を通過するときに、液層と気層
とが分離される傾向がある。すなわち、水が基板４０側
に引き付けられて、アノード側流路基板４０側には主に
水からなる液層が存在し、アノード２３（集電体２５）
側には主に燃料ガスと水蒸気とからなる気層が存在した
状態で流れるので、アノード２３に対して燃料ガスの供
給が効率よく行われる。

【００３５】次に、セルと対応する部分から更に下流側
でも、同様にしてこの分離した状態が維持される傾向が
ある。したがって、溝孔１２３側には、液側の水は臨ま
ず、気層が臨むことになるので、溝孔１２３からガスの
選択的な排出が効率よく行われる。一方、水はガス排出
口（溝孔１２３）直下を通過して、さらに下流に流れ、
水排出口（溝孔１２４）から排出される。

【００３６】〔空気の流通方向の制御動作についての説
明〕次に、図４を用いて空気の流通方向の制御動作につ
いて説明する。なお、以下の動作は、図示しない制御部
によって統一的に制御される。制御部は、ＣＰＵ、制御
パラメータ（以下の動作では基準のセル電圧、空気の排
出口の基準温度、負荷電流の逆数で規定される関数な
ど）などを記憶したＲＯＭ、検出値（以下の動作では検
出したセル電圧、空気の排出口の検出温度、負荷電流）
を一時的に格納しておくＲＡＭなどから構成されてい
る。

【００３７】図４（a）〜（ｃ）は、空気の流通方向の
制御動作を示す図である。運転時において、図４（a）
では、ファンF１、F２双方とも右から左方向に空気流を
発生するように駆動され、セル全面に右から左方向に空
気が送り込まれる。そして、セルと対応した空気の流路
の内部では湿度及び温度が時間とともに高くなり、特に
空気の排出口付近でもっとも湿度及び温度が高くなる。
このような湿度及び温度の不均一化に伴い、セル電圧が
低下し始める。そこで、このセル電圧の低下を所定の枚
数のセルにおいて定期的に検出して、何れかのセルにお
いて検出値が設定値よりも低くければ、図４（ｂ）のよ
うに、ファンF１の駆動が空気流が左から右方向に発生
するように切替えられる。更に、セル電圧の検出値に基
き、図４（ｃ）のように、ファンF２の駆動が空気流が
左から右方向に発生するように切替えられる。以上の空
気の流通方向を切替える動作を検出したセル電圧に基い
て繰り返すことによって、電池において湿度及び温度の
均一化を図ることができ、それにより水による流路の閉
塞といった現象も未然に防ぐことができる。

【００３８】このように水の滞留を抑えられる理由につ
いて以下に詳しく説明する。一般に、電池内に空気を一
定の方向にのみ流通していると、空気の入口側では、比
較的乾いた空気が流通するのでその部分の湿度は比較的
低いが、電池内を空気が流通するにつれて、流通空気は
電池反応によって生成した反応生成水により加湿される
ので排出口付近でもっとも湿度が高くなる傾向がある。
また、空気流路を流通するにつれて電池反応の反応熱に
より空気は次第に温度が高くなり、やはり出口側でもっ
とも温度が高くなる。このように、排出口付近では高温
多湿の空気が流通するため、そこには水が滞留しやす
く、結果的には上述したように空気の排出口を塞いでし
まう。

【００３９】これに対して、空気を流す方向を切替えれ
ば、湿度及び温度が高くなった出口側に比較的乾いた温
度も比較的低い空気が流通するので、その部分の湿度及
び温度を下げることができる。さらに、出口側に仮に水
が滞留しはじめていたとしても新たに流入してくる空気
中に水蒸気となって奪われたり、空気流路の奥に拡散さ
れるため、水による流路の閉塞といった現象が未然に防
止される。

【００４０】次に、上記した空気の流通方向を切替える
方法によれば、以下のような効果も奏する。即ち、ファ
ンF１、ファンＦ2の駆動を切替え、セル上部、セル下部
に対向する空気流路（３１１ａ、３１１ｂ）において空
気の流通方向を反転させたときには、その部分では一時
的に、空気流がよどんだ状態になり電圧の低下は生じる
けれども、従来技術で挙げたようにセル全体に対向する
空気流路において一時に空気の流通方向を反転させる場
合と比べて、全体的に空気流がよどむという状態は回避
され一時によどむ領域が少なくなるので、その度合いは
低い。

【００４１】ところで、このように空気流がよどむと電
池にどのような影響があるのであろうか。少し説明す
る。空気流がよどむと、空気が新たに供給されないセル
部分では、一揆に空気が消費されてしまい、電池反応が
持続しない。そして、空気流が若干残っているセル部分
に負荷電流が集中し、セル内で局所的に活発に電池反応
が行われることになる。このように局所的に電池反応が
進行すると、電池反応は発熱反応であることから局所的
に温度が高くなり、最悪は固体高分子膜の破損等を招い
てしまう。

【００４２】このように空気流がよどむ現象が繰り返し
発生すると電池の寿命を短命なものとすることになる
が、本実施形態では、セル全面と対向する空気流路全体
において空気流を反転させないので、そのぶん空気流が
よどむことによりセルに集中する負荷電流も小さくな
り、空気の流通方向を反転させても電池寿命はあまり短
命にならない。

【００４３】なお、本実施形態では、マニホールド空間
において仕切板は、セルの積層体の側部に嵌め込んであ
るので、気密性をある程度確保している。これにより、
区分されたマニホールド空間内の空気圧が比較的高い場
合にも良好に空気の流通方向を反転させられる。 [実施の形態２]本実施の形態にかかる燃料電池では、空
気の流通方向を切替える制御方法が前記実施形態１と異
なる以外、その他の基本的な構成は、それと同じである
ので相違点について説明する。

【００４４】実施形態１では、複数枚のセルの電圧を検
出し、検出値に基いて空気の流通方向を切替えたが、こ
こでは、空気の出口側の温度を検出し、この検出値に基
いて切替える。即ち、図７に示すように熱電対温度計８
４、８５、８６、８７をセル積層体付近の空気の流通す
る空間に先端部分がセル積層体の積層方向中ほどにくる
ように合計４本設置する。この熱電対温度計は、先端部
分で温度を検出する。そして、この熱電対温度計で空気
の出口側の代表温度を検出し、検出値が予め定められた
所定の温度になれば、空気の流通方向を切替える。

【００４５】このように検出した温度に基いて空気の流
通方向を切替えるようにすることで、セル電圧の低下が
発生する以前に反転動作を行うようにもできる。つまり
実施形態１ではセル電圧に基いて反転動作を行っていた
ので、ある程度のセル電圧の低下は避けられないが、制
御温度をセル電圧が低下し始める温度付近に設定してあ
れば、セル電圧が低下し始める前に、空気の流通方向を
反転させられる。このようにすれば、実施の形態１より
もより安定した発電を行うことが可能となる。

【００４６】[実施の形態３]本実施の形態にかかる燃料
電池では、空気の流通方向を切替える制御方法が前記実
施形態１と異なる以外、その他の基本的な構成は、それ
と同じであるので相違点について説明する。ここでは、
空気の流通方向を切替える動作を予め定められた周期に
基いて周期的に行う。周期は、固定的に時間で定めても
よいが、変動する電池作動条件をパラメータとして規定
される周期を用いることが望ましい。具体的には電池の
負荷電流で規定される周期で周期的に行うのが望まし
い。つまり、電池の負荷電流を検出し、この検出値に基
いて空気の流通方向を切替える。このとき、負荷電流の
逆数の一次関数（負荷電流をΙとすると、周期＝１／Ι
×定数）を周期とすることができる。

【００４７】負荷電流に基く空気の流通方向の切替は次
のように行う。一度負荷電流を検出して当該検出値に基
いて周期を算出し、その周期で負荷電流検出時を基準と
して流通方向を切替えた直後、再び負荷電流を検出して
新たに周期を算出する。そして、先に行った流通方向の
切替が終了した時点を基準にしてこのようにして新たに
算出した周期で再び流通方向を切替える。このような負
荷電流検出、周期算出、流通方向切替えという一連の動
作を繰り返すことで、負荷電流に基いて空気の流通方向
が切替えられることになる。なお、負荷電流に変動がな
ければ、一定の周期で空気の流通方向が切替えられるこ
とになる。

【００４８】このように負荷電流に基いて周期を設定す
れば、電池温度が高く、生成水の凝縮、滞留により空気
の流通阻害がもっとも発生しやすい高負荷時において、
反転周期が短くなり、短い周期で繰返し切替えることが
できるので、電池内の湿度及び温度を更に均一なものと
することができる。一方、電池温度が低く、生成水の凝
縮、滞留により空気の流通阻害が高負荷時の場合よりは
いくぶん発生しにくい低負荷時には、逆に反転周期が長
くなり、流通方向を切替えることによって一時的に発生
するセル電圧の低下を防止できる。 [実施の形態４]本実施の形態にかかる燃料電池では、空
気の流通方向を切替える制御方法が前記実施形態１と異
なる以外、その他の基本的な構成は、それと同じである
ので相違点について説明する。

【００４９】図８は、本実施の形態に係る燃料電池のセ
ルユニットが積層された積層体の構成を示す拡大図であ
る。この図に示すように、本実施形態の燃料電池を構成
するセルユニットは、空気流路３０１の入口部分におい
て流路幅方向に沿って円弧状の凹部８８を有している。
そして、前記凹部８８にマニホールド空間を仕切る駆動
可能な仕切部材９０が接触されている。

【００５０】図９は、本実施形態の燃料電池の全体的な
構成並びに運転動作を示す斜視図である。この図に示す
ように、当該燃料電池においては、外部マニホールド空
間形成部材８０の長手方向（セル積層方向）に軸棒８９
が外部マニホールド８０の側壁内面近くに沿って貫設さ
れ、当該軸棒８９に仕切部材９０が取着されている。仕
切部材９０の幅（図面左右方向）は、前記円弧状の凹部
８８の半径とほぼ同じ値に設定し、軸棒への取着部分と
は反対側の可動端が空気の入口部分の前記凹部８８に接
触されている。軸棒８９の一端は、減速装置９１を介し
てモータ９２と連結されている。モータ９２は、一定の
周期ごと反転駆動するものである。減速装置９１は、モ
ータの回転速度を所定の速度に減速するものである。そ
して、モータ９２の駆動力は減速装置を介して軸棒８９
に伝達され、仕切部材９０はその先端が凹部８８に接触
した状態で軸棒との取着部分を支点として円弧状に駆動
する（図８参照）。軸棒８９と外部マニホールドとの接
触する部分には、マニホールド空間内の気密性を高める
ため、パッキン８９ａが軸棒８９が回転可能な状態に介
在されてある。

【００５１】このようにマニホールド空間２つの領域に
仕切ることでは実施形態１と共通するが、その区分領域
の比率を変動させられるところに大きな違いがある。つ
まり、仕切部材９０が円弧状に回動されるので、その仕
切板の位置によってマニホールド空間の仕切られた空間
領域、第一マニホールド空間８２及び第二マニホールド
空間８３との体積比率が変動されるのである。そして、
ファンＦ１による空気の流通方向とファンＦ２による空
気の流通方向とを予め反対方向になるように固定してお
けば、部分的に空気の流通方向を反転させることができ
る。かかる空気の流通方向の切替を行えば、ある時間に
おいては仕切板が回動してマニホールド空間の区分され
た空間領域の変動分に対応する空気の流路部分だけが、
空気の流通方向が切替えられることになるので、空気の
流れがよどむセル部分部分が仕切板が接している周辺部
分だけとなり、空気流がよどむ領域が実施の形態１の場
合と比べて更に少なくなる。従って、空気の流通方向を
切替えることに伴い生じる電圧の低減を防止する効果
や、電池寿命を延命させる効果が実施形態１の場合より
も更に顕著なものとなる。

【００５２】ここで、図１０を用いて空気の流通方向の
制御動作についてより具体的に説明する。図１０（a）
〜（ｄ）は、空気の流通方向の制御動作を示す図であ
る。運転時において、ファンF１は常に左から右方向
へ、ファンF２は常に右から左方向に空気を流通させる
ように駆動されている。図１０（a）では、仕切部材９
０は最上部の空気の流路の入口部分を覆うように位置し
ており、セル全面に右から左方向に空気が送り込まれ
る。そして、仕切部材９０が回動することにより、図１
０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）というように順
次、仕切部材９０が回動したぶんだけ、空気の流路にお
いて空気の流通方向が切替えられる。

【００５３】仕切部材９０の回動の速度は、電池内の湿
度が均一化できる範囲内であれば何れの速度でも構わな
い。また、仕切部材９０は所定の時間間隔を置いて所定
の距離段階的に回動させるようにしても構わない。つま
り、実施の形態１のようにセル電圧を検出し、その検出
結果に基づいて段階的に駆動させたり、実施の形態２の
ように、空気の出口側の代表温度を検出し、その検出結
果に基づいて段階的に駆動させることができる。しか
し、ある一定の周期で常時回動させたほうが、空気の流
通方向を細かく制御できるので、電池内の湿度及び温度
を一定にする効果が顕著になる。ここで、仕切板を駆動
させる周期は、上記実施の形態３で述べたように電池へ
の負荷電流に基いて決定される周期とすることもでき
る。

【００５４】更に、区分されるマニホールド空間の比率
に応じてこれらの区分されたマニホールド空間に送り込
む空気の流量を変化させることもできる。つまり、区分
されたマニホールド空間領域の比率が大きくなるに従っ
て、対応するファンの駆動力を高め、逆に区分されたマ
ニホールド空間領域の比率が小さくなるに従って、対応
するファンの駆動力を低める。このことによって、各空
気の流路により適切な量の空気を供給することができ
る。

【００５５】なお、仕切部材９０はセルの積層体と、区
分されたマニホールド空間内の気密性がある程度確保で
きるように接触した状態で回動することが望ましい。そ
のため、仕切部材９０と積層体とが接触する部分には、
弾性のあるゴム材料などの部材を取着しておくことが望
ましい。さらに、ゴム材料のなかでも高温多湿な環境に
化学的、機械的に強いという観点からシリコンラバー或
いはＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）を用い
ることが望ましい。

【００５６】[実施の形態５]本実施の形態にかかる燃料
電池では、仕切板の構成が前記実施形態１、４と異なる
以外、その他の基本的な構成は、それと同じであるので
相違点について説明する。図１１は、本実施形態の燃料
電池に用いられる仕切部材９３の構成を示す斜視図であ
る。

【００５７】この図に示すように仕切部材９３は、骨格
部分９３aと骨格部分９３ａを覆うように吸水性部材９
３ｂが張架させた構成である。骨格部分９３ａは、例え
ば、ＰＰＳで構成することができ、吸水性部材９３ｂ
は、例えば、レーヨンからなる不織布で構成することが
できる。このような構成の仕切部材９３を用いることに
よって、マニホールド空間内に付着して滴下してくる凝
縮水が吸収される。そして、このように吸収した水によ
りセルに送り込まれる空気が加湿される。このため、燃
料電池への水補給量を低減しても十分に加湿することが
できる。

【００５８】[その他]ここで、上記実施形態のように空
気の流通方向を切替えることの利点について説明する。
はじめに、従来のように酸化剤の入口側と出口側との温
度差に基いて、空気の流通方向を切替える技術では、電
池温度が低い起動時や低負荷時において凝縮水による流
路閉塞に十分に対応できない。

【００５９】一方、上記実施形態のように、セル電圧、
空気排出口側の温度に基いて、或いは一定周期的に空気
の流通方向を切替えるのであれば、起動時や低負荷時の
ように電池温度は低い場合にも、凝縮水による流路閉塞
に十分に対応することができる。次に実施例について説
明する。

【００６０】[実施例１]実施例１の燃料電池として、前
記実施形態１に基いて燃料電池を構成した。比較例１の
燃料電池として、同仕様のセル積層体の一の側面のみに
空気供給用の外部マニホールド形成部材を配置し、ここ
に一系統のファンを設置した燃料電池を構成した。

【００６１】比較例２の燃料電池として、同仕様のセル
積層体の対向する両側面に空気供給・排出用の外部マニ
ホールド形成部材を配置し、各外部マニホールド形成部
材にそれぞれ一系統の空気流通方向を反転させることが
可能なファンを設置した燃料電池を構成した。なお、作
製した燃料電池の共通する仕様は以下のとおりである。

【００６２】電極面積：１００ｃｍ² 固体高分子膜：パーフルオロカーボンスルホン酸アノード触媒：Ｐｔ担持カーボンカソード触媒：Ｐｔ担持カーボンセル積層数：５２セル上記のような燃料電池を以下の条件で発電運転を行っ
た。なお、酸化剤には空気、燃料にはＨ₂を用い、空気
は無加湿で、燃料はイオン交換水を直接電池に供給して
内部加湿を行った。

【００６３】電流密度：０.５Ａ／ｃｍ² 燃料利用率：９５％酸化剤利用率：５５％空気流反転条件：基準電圧に対するセル電圧の低下
幅１０ｍV（セルの積層順に１番目、１０番目、２０番
目、３０番目、４０番目、５２番目のセルにおける変
動）発電運転のさい、セル電圧の変動を追跡した。図１２
は、セル電圧の平均値の経時的な値を示す図である。

【００６４】この図に示すように、比較例１では、セル
電圧が不安定になるとともに、時間とともに電圧が大き
く低下した。比較例２では、セル電圧の低下幅が所定の
値に達すると、酸化剤の流れ方向が反転することにより
電池内の湿度分布及び温度分布が均一化されるのでセル
電圧が復帰される。但し、反転させるさいに一時的に酸
素が欠乏するため、一時的にセル電圧が急激に低下す
る。

【００６５】これらに対して実施例１の燃料電池では、
反転させるさいに微小なセル電圧の変動があるものの、
比較例１及び２に比べてセル電圧は安定である。 [実施例２]実施例２の燃料電池として、実施形態２に基
いて燃料電池を構成した。そして、実施例１と同様の条
件で発電を行い、発電運転のさい、セル電圧の変動を追
跡した。前記図１２に併せて、セル電圧の平均値の経時
的な値を示した。

【００６６】なお、実施例２の燃料電池では、熱電対で
検出される温度が設定値になると空気の流通方向を反転
切替えるようにしてあり、しかもその設定温度をセル電
圧が低下し始める温度付近に設定して発電を行った。そ
の結果、図１２に示すように、実施例２の燃料電池で
は、実施例１の燃料電池よりもより安定した発電が可能
であった。これは、上述したとおりである。 [実施例３]実施例３の燃料電池として、実施形態３に基
いて燃料電池を構成した。そして、実施例１と同様の条
件で発電を行い、発電運転のさい、セル電圧の変動を追
跡した。前記図１２に併せて、セル電圧の平均値の経時
的な値を示した。

【００６７】なお、実施例３の燃料電池では、負荷電流
の逆数の一次関数を反転周期として、空気の流通方向を
反転切替えるようにして発電を行った。その結果、図１
２に示すように、実施例３の燃料電池では、実施例１の
燃料電池よりもより安定した発電が可能であった。これ
は、空気の流通方向の切替が比較的短い周期で繰返し行
われるため、電池内の湿度を均一にする効果がより顕著
なものとなったためと考えられる。

【００６８】[実施例４]実施例４の燃料電池として、前
記実施形態４に基いて燃料電池を構成した。そして実施
例１と同様の条件で発電を行い、発電運転のさい、セル
電圧の変動を追跡した。前記図１２に併せて、セル電圧
の平均値の経時的な値を示した。なお、仕切部材９０は
５分を１周期として往復運動をするように制御した。

【００６９】これに示すように、実施例４の燃料電池で
は、反転させるさいに微小なセル電圧の変動があるもの
の、実施例１と比べても電圧はより安定である。これは
実施例４の燃料電池では、空気流の反転に伴い一時的に
空気が欠乏する空気流路部分は概１チャネル相当の領域
であるので、反転時のセル電圧の低下が極めて小さいた
めである。

【００７０】[実施例５]実施例５の燃料電池として、前
記実施形態５に基いて燃料電池を構成した。そして実施
例４と同様の条件で発電を行い、実施例４の燃料電池と
同じ発電性能を発揮させる条件下での水の補給量を測定
した。その結果、実施例４の燃料電池では、５００ｍL
／ｈであったのに対して、実施例５の燃料電池では、３
５０ｍL／ｈであった。

【００７１】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
いのは言うまでもなく、次のような実施形態が考えられ
る。（１）まず、実施形態１においてファンＦ１、Ｆ２
は、セル積層体の一の側面に設置しなくても対向する２
つの側面に設置しても構わない。この場合、セル積層体
の対向する２つの側面にセルの対応する空気流路内で２
つの流通領域が形成されるように設置する。

【００７２】（２）次に、実施形態１において、外部
マニホールド空間を２つの領域に区分したが、この区分
する領域は多いほど空気流が反転する空間領域が狭くな
り、そのぶん酸素が欠乏するセル部分も少なくなるた
め、セル電圧が低下を更に抑えることができる。（３）また、実施形態１、３において、外部マニホー
ルド空間はセル積層体のセル積層方向に沿って２つの領
域に区分したが、セル積層方向に沿った方向とほぼ直交
する方向に区分することもできる。つまり、ひとつのセ
ルに対応する空気の流路を区分するのではなく、セルと
セルとを区分することもできる。このようにしても、積
層体全体として空気の流通方向が一時に全部反転しない
ため、そのぶん酸素が欠乏するセルも少なくなり、セル
電圧が低下を抑えることができる。

【００７３】（４）更に、上記各実施形態では、カソ
ードへ送り込む空気の流通方向を反転させる場合につい
て説明したが、アノードに送り込む燃料についても同様
に流通方向を反転させることは可能である。（５）最後に、以上の説明では固体高分子型燃料電池
を例に挙げて説明したが、リン酸型燃料電池等において
も同様に実施することができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明の燃料電
池システムによれば、前記複数の酸化剤供給用流路又は
燃料供給用流路の一部において、酸化剤又は燃料の流通
方向を切替えるよう構成されているので、凝縮水による
流路の閉塞という現象を酸化剤や燃料の流通方向を反転
させるさいの電圧の低下を極力抑えながら達成すること
が可能となる。更に、この結果、寿命特性を向上させる
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る固体高分子型燃料電池シス
テムの基本構成要素のセルユニットの構成を示す組立図
である。

【図２】上記組み立て後のセルユニットが積層された積
層体の拡大図である。

【図３】上記固体高分子型燃料電池の全体的な構成並び
に運転動作を示す斜視図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、空気の流通方向の制御動作
を示す図である。

【図５】上記固体高分子型燃料電池の要部断面図であ
る。

【図６】上記固体高分子型燃料電池の運転動作を示すも
のであって、図６（a）はセルユニットの上面を模式的
に示す図であり、図６（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面を模式
的に示す図である。

【図７】実施の形態２にかかる固体高分子型燃料電池の
全体的な構成並びに運転動作を示す斜視図である。

【図８】実施の形態４にかかる固体高分子型燃料電池の
セルユニットが積層された積層体の拡大図である。

【図９】上記固体高分子型燃料電池の全体的な構成並び
に運転動作を示す斜視図である。

【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、空気の流通方向の制御動
作を示す図である。

【図１１】実施の形態５にかかる固体高分子型燃料電池
に用いられている仕切板の構成を示す斜視図である。

【図１２】実施例の実験結果であるセル電圧の測定結果
を示す特性図である。

【符号の説明】

８０外部マニホールド８１仕切部材８２第一マニホールド空間８３第二マニホールド空間８４、８５、８６、８７熱電対温度計８８凹部８９軸棒８９a パッキン９０仕切部材９１減速装置９２モータ９３仕切部材９３a 骨格９３ｂ吸水性部材Ｆ１、Ｆ２ファン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解質膜乃至電解質を含むマトリックス
の両面にそれぞれカソード及びアノードを備えてなるセ
ル、並びに前記カソードに沿って複数の酸化剤供給用流
路が形成され酸化剤を当該流路に沿って流通させながら
カソードに酸化剤を供給する酸化剤流路形成部材と前記
アノードに沿って複数の燃料供給用流路が形成され燃料
を当該流路に沿って流通させながらアノードに燃料を供
給する燃料流路形成部材とを備えた単位セルを積層して
なるセル積層体と、前記各酸化剤供給用流路に酸化剤を供給する酸化剤供給
手段と、前記燃料供給用流路に燃料を供給する燃料供給
手段とを備え、前記複数の酸化剤供給用流路又は燃料供給用流路の一部
において、酸化剤又は燃料の流通方向を切替えるよう構
成されていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】前記酸化剤供給手段は、前記複数の酸化剤供給用流路の中から選ばれた第一流路
群に酸化剤を供給する第一酸化剤供給機構と、前記複数
の酸化剤供給用流路の中から選ばれた第二流路群に酸化
剤を供給する第二酸化剤供給機構とからなり、前記第一酸化剤供給機構が第一流路群へ酸化剤を供給す
る方向、及び第二酸化剤供給機構が第二流路群へ酸化剤
を供給する方向を個別に切替えるよう構成されているこ
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】前記燃料供給手段は、前記複数の燃料供給用流路の中から選ばれた第一流路群
に燃料を供給する第一燃料供給機構と、前記複数の燃料
供給用流路の中から選ばれた第二流路群に燃料を供給す
る第二燃料供給機構とからなり、前記第一燃料供給機構が第一流路群へ燃料を供給する方
向、及び第二燃料供給機構が第二流路群へ燃料を供給す
る方向を個別に切替えるよう構成されていることを特徴
とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項４】前記第一酸化剤供給機構は、第一ファン
及び当該第一ファンと前記第一流路群を連結する第一配
管とからなり、前記第二酸化剤供給機構は、第二ファン及び当該第二フ
ァンと前記第二流路群を連結する第二配管とからなり、第一ファン及び第二ファンの送風方向を個別に切替える
よう構成されていることを特徴とする請求項２記載の燃
料電池システム。
【請求項５】前記第一配管と第二配管は、外部マニホ
ールドによって形成された単一の空間が仕切部材で仕切
られることによって形成されたものであることを特徴と
する請求項４記載の燃料電池システム。
【請求項６】前記仕切部材には吸水部材が設けられて
いることを特徴とする請求項５記載の燃料電池システ
ム。
【請求項７】前記酸化剤供給手段は、前記複数の酸化剤供給用流路の中から選ばれた第一流路
群に酸化剤を供給する第一酸化剤供給機構と、前記複数
の酸化剤供給用流路の中から選ばれた第二流路群に酸化
剤を供給する第二酸化剤供給機構とからなり、複数の酸化剤供給用流路における第一流路群、及び第二
流路群の選択を変更することによって、複数の酸化剤供
給用流路の一部の酸化剤供給用流路について酸化剤の流
通方向を切替えるよう構成されてい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８】前記燃料供給手段は、前記複数の燃料供給用流路の中から選ばれた第一流路群
に燃料を供給する第一燃料供給機構と、前記複数の燃料
供給用流路の中から選ばれた第二流路群に燃料を供給す
る第二燃料供給機構とからなり、複数の燃料供給用流路における第一流路群、及び第二流
路群の選択を変更することによって、複数の燃料供給用
流路の一部の燃料供給用流路について燃料の流通方向を
切替えるよう構成されてい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９】前記第一酸化剤供給機構は、第一ファン
及び当該第一ファンと前記第一流路群を連結する第一配
管とからなり、前記第二酸化剤供給機構は、第二ファン及び当該第二フ
ァンと前記第二流路群を連結する第二配管とからなり、第一配管及び第二配管の空間容積を変更させることで、
複数の酸化剤供給用流路の一部の酸化剤供給用流路につ
いて酸化剤の流通方向を切替えるよう構成されているこ
とを特徴とする請求項７記載の燃料電池システム。
【請求項１０】前記第一配管と第二配管は外部マニホ
ールドによって形成された単一の空間が仕切部材で仕切
られることによって形成されたものであり、当該仕切部材が移動することによって、前記第一配管及
び第二配管の空間容積が変更されるよう構成されている
ことを特徴とする請求項９記載の燃料電池システム。
【請求項１１】前記仕切部材には、吸水性部材が設け
られていることを特徴とする請求項１０記載の燃料電池
システム。
【請求項１２】前記第一ファン及び第二ファンの送風
方向の切替又は仕切部材の移動は、セル電圧に基いて、酸化剤供給用流路の出口側の温度に
基いて、又は負荷電流に基いて行うよう構成されている
ことを特徴とする請求項４又は１０記載の燃料電池シス
テム。