JP2003308867A - 直接型液体燃料電池発電装置の検査方法、検査装置、及び直接型液体燃料電池発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特性を簡易に検査することのできる燃料電池
の検査方法の提供。 【解決手段】 この方法は、アノード触媒層を含むアノ
ード電極と、カソード触媒層を含むカソード電極と、前
記アノード電極および前記カソード電極の間に配置され
る電解質を備える起電部単位をＮ個備え、前記アノード
電極にメタノール水溶液および前記カソード電極に酸化
剤ガスを供給することにより発電をおこなう直接型メタ
ノール燃料電池発電装置の検査方法であって、発電中の
燃料電池発電装置中における任意の直列に連続した複数
の起電部に負荷される有限の電流密度Ｉ（ｍＡ／ｃ
ｍ^２）を、１０−５≦Δｔ≦０．５の条件を満足する時
間Δｔ（ｓｅｃ）の間に、０．２≦ΔＩ≦５の条件を満
足するΔＩもしくは−ΔＩ（ｍＡ／ｃｍ^２）の電流密度
変化を発生させることにより生じる起電部１個の電圧Ｖ
の時間変化を計測して検査をおこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体燃料と酸化剤
とを供給して発電する直接型液体燃料電池発電装置の検
査方法、前記検査方法を用いた直接型液体燃料電池発電
装置検査装置、および前記燃料電池発電装置検査装置を
具備した直接型液体燃料電池発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は化学エネルギー（燃焼反応の
自由エネルギー）を直接電気エネルギーに変える発電機
である。このため、火力発電などに比べて高い変換効率
が期待されている。また火力発電では小規模になると効
率が低下するのに対し、燃料電池による発電では効率が
低下しない。従って小規模な電力の発生にも適してい
る。この燃料電池の内、イオン交換樹脂膜を電解質とし
て用いる固体高分子型燃料電池は、電気自動車用の電源
や、住宅用の電源として、近年開発が加速されている燃
料電池である。この固体高分子型燃料電池は、アノード
側に水素を含むガス、カソード側に酸素ガスあるいは空
気を導入する。アノード・カソードにおいて、それぞ
れ、下記の化学式１、化学式２に示す反応がおこなわ
れ、起電力が発生する。

【０００３】

【化１】

【０００４】すなわち、アノード内部の触媒により、水
素から電子とプロトンが生成される。電子は外部回路に
より取り出されて発電に用いられる。プロトンは固体電
解質膜内を拡散により移動してカソードに到達する。そ
して、カソード内部の触媒により、発電に用いられた電
子とプロトンと酸素とが反応して水が生成される。この
ような電池反応によって発電が行われる。

【０００５】一方、近年は直接型メタノール燃料電池が
注目を集めている。図１に、直接型メタノール燃料電池
の構造を示す。直接メタノール燃料電池の構成は、プロ
トン導電性電解質の膜（パーフルフルオロカーボンスル
ホン酸系イオン交換膜であり、デュポン社製Ｎａｆｉｏ
ｎなどが好ましく用いられる）をアノード電極とカソー
ド電極とで挟持したものとなっている。おのおのの電極
は、基板と触媒層とで構成されており、触媒層は、触媒
と前記プロトン導電性電解質の樹脂とで構成される。触
媒は一般に貴金属触媒あるいはその合金で、カーボンブ
ラックなどの担体に担持して用いられたり、あるいは担
持しないで用いられたりする。アノードの触媒としては
Ｐｔ−Ｒｕ合金、またカソードの触媒としてはＰｔが好
ましく用いられる。動作の際には、アノード側にメタノ
ールと水、カソードに酸素ガスあるいは空気を導入す
る。アノード・カソードそれぞれで下記の化学式３及び
化学式４に示す反応が生じている。

【０００６】

【化２】

【０００７】すなわち、アノード触媒層中の触媒によ
り、メタノールと水から電子とプロトンと二酸化炭素が
生成され、生成した二酸化炭素は大気中に放出される。
電子は外部回路により取り出されて発電に用いられる。
また、プロトンはプロトン導電性電解質膜を移動してカ
ソードに到達する。カソード触媒層中では、発電により
用いられた電子および酸素と反応して水が生成される。
この直接型メタノール燃料電池の作動温度は、一般的に
５０℃ないし１２０℃となっている。

【０００８】前述の固体高分子型燃料電池のように水素
を含んだガスを燃料に用いる場合には、一般にメタノー
ルや天然ガス、あるいはガソリンなどを改質して水素ガ
スを含有する燃料を得ているため、燃料電池システムに
改質機を備える必要があり、システム全体が大型になっ
てしまうという欠点があった。また改質プロセスは一般
的に２５０℃〜３００℃という高温でおこなわれる。こ
れに対して直接型メタノール燃料電池の場合には、改質
機を必要としないため、システムそのものがコンパクト
になる。また、発電に必要なプロセスを比較的低い温度
でおこなうことが出来る。そのために近年、直接型メタ
ノール燃料電池のこのような長所に注目して、携帯用電
源や電気自動車用電源などとしての応用を目指した開発
がおこなわれている。

【０００９】ところで、直接型メタノール燃料電池発電
装置において、メタノールと水とを燃料電池に送る方法
としては、メタノール水溶液を送る方法と、メタノール
と水とを気化させて送る方法とがある。このうち、メタ
ノールと水とを気化させて送る方法の場合には、気化装
置を燃料電池の補機として備える必要があるため、燃料
電池システム全体としては大きなものになってしまう。
これに対してメタノール水溶液を送液する場合には、気
化装置を必要としないためにシステムをより小さくする
ことができる。

【００１０】しかしながら、このような直接型メタノー
ル燃料電池においても、固体高分子型燃料電池に比較し
て困難な課題が多い。その一つは、電極に供給された燃
料は、電極内部を移動し、プロトン導電性電解質内に入
って前記電解質内部を移動して触媒に到達し、ここで発
電に用いられる。プロトン導電性電解質は、含水される
ことによりプロトン導電性を示す。これまでの研究によ
り、メタノールが導入されるとプロトン導電性が低下す
ることが明らかになっている（たとえばＴ．?Ｊ．Ｃｈ
ｏｕ ａｎｄ Ａ．Ｔａｎｉｏｋａ Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｂ１０２（１９９８）１２９．）。燃料である
メタノール、水および酸素は触媒層中のプロトン導電性
電解質に含水された水に溶け込んで移動する。プロトン
導電性が低下すると、プロトンに引きずられて動く水の
拡散が悪くなる。このためアノード電極においては、水
の移動度および水と非常に良く混合するメタノールの拡
散が悪くなる。またカソード電極においては、アノード
電極に供給されたメタノールがプロトン導電性電解質膜
をとおり、カソード電極に到達してきたメタノールが存
在する。このため、カソード触媒層内部におけるプロト
ン導電性電解質中の水の拡散が悪くなる。酸素はプロト
ン導電性電解質中の水に溶け込んで電極内部を拡散する
ため、結果として酸素の拡散が悪くなる。すなわち、燃
料であるメタノール、水および酸素すべての拡散が悪く
なるという深刻な問題に直面する。従って、燃料の拡散
の度合いと密接に関連し、簡易に測定できる特性量を明
らかにすることが、実用化の上で必要不可欠である。

【００１１】また、直接型メタノール燃料電池発電装置
を稼動する場合には、運転がおこなわれていない間に、
プロトン導電性電解質に含水された水が乾燥してしまう
ため、運転再開直後は燃料の拡散が悪く負荷変動に対す
る応答が非常に悪い状態で機器を駆動することになると
いう問題がある。特に携帯機器用発電装置や電気自動車
用発電装置など、断続運転が日常的におこなわれ、かつ
負荷変動が頻繁におこる発電装置の場合は、負荷変動に
対する応答が非常に悪くなり、機器駆動に支障が生じ
る。結果として、人命を左右しかねない深刻な事故につ
ながる危険性もある。従って、発電をおこなう前、およ
び発電をおこなっている最中に、負荷変動に対する応答
がどのようになっているのか、また電池性能はどの程度
かを確認する必要があるという問題もある。

【００１２】さらに、パーフルオロカーボンスルホン酸
膜は、含水されることにより膨張する。メタノールを含
んだ場合には、膨張の仕方はより大きくなる。このため
何らかの原因で濃度の濃いメタノール水溶液が供給され
た場合には、プロトン導電性電解質膜や触媒層が過度に
膨張してダメージを与え、電池性能が大幅に低下してし
まう。このため、直接型メタノール燃料電池発電装置に
おいては、発電しながら簡易に電池性能を判定する手段
の開発の重要性も認識されていた。

【００１３】このように、直接型メタノール燃料電池発
電装置においては、プロトン導電性電解質膜の状態、す
なわち燃料の拡散の状態によっては電池に決定的なダメ
ージを与えることがあり、常に燃料電池の状態を把握す
る検査方法が重要となっている。これまで、燃料電池の
特性評価は、一般に前記Ｉ−Ｖカーブの測定によりおこ
なわれることが多かった。しかしながらＩ−Ｖカーブの
場合には、触媒活性や内部抵抗などの、燃料拡散の度合
い以外の情報も含んだ結果が観測されてしまう。また、
Ｉ−Ｖカーブの測定をおこなうためには、広い電流密度
範囲において端子間電圧を測定する必要がある。特に、
長期にわたって定常運転をおこなっている燃料電池のＩ
−Ｖカーブを測定する場合には、当然のことながら定常
運転を止めなければならない。このため大変手間がかか
るし、評価や検査のために容易におこなえる手段とはな
りえなかった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、燃
料の拡散の度合いと密接に関連する情報を、燃料電池の
発電中に簡易に得られ、かつ性能特性を的確に判定でき
る直接型メタノール燃料電池発電装置の検査方法を提供
することを目的としている。また、この検査方法を実現
する簡便で精度の高い燃料電池発電装置検査装置、およ
び前記検査装置を具備した直接型メタノール燃料電池発
電装置を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、アノー
ド触媒層を含むアノード電極と、カソード触媒層を含む
カソード電極と、前記アノード電極および前記カソード
電極の間に配置される電解質を備える起電部単位を複数
個備え、前記アノード電極に液体燃料および前記カソー
ド電極に酸化剤ガスを供給することにより発電をおこな
う直接型液体燃料電池発電装置の検査方法において、発
電中の前記直接型液体燃料電池発電装置を構成する任意
数の直列に連続した起電部から取り出される電流密度Ｉ
（ｍＡ／ｃｍ^２）を、１０^−５≦Δｔ≦０．５の条件を
満足する時間Δｔ（ｓｅｃ）の間に、０．２≦ΔＩ≦５
の条件を満足するΔＩもしくは−ΔＩ（ΔＩ（ｍＡ／ｃ
ｍ^２）は正の量）の電流密度変化を発生させることによ
り生じる起電部単位１個の電圧Ｖ（Ｖ）の時間変化を観
測し、その結果を基に燃料電池の良否判定をおこなうこ
とを特徴とする直接型液体燃料電池発電装置の検査方法
である。

【００１６】前記第１の本発明において、直接型メタノ
ール燃料電池発電装置の良否を判定する基準としては、
電流密度ＩにΔＩの変化を発生させはじめてから、電圧
Ｖが最小の値をとるまでに経過した時間、もしくは電流
密度Ｉに−ΔＩの変化を発生させはじめてから、電圧Ｖ
が最大の値をとるまでに経過した時間が予め定められた
時間内にあることによって判定を行うことができる。

【００１７】第２の本発明は、アノード触媒層を含むア
ノード電極と、カソード触媒層を含むカソード電極と、
前記アノード電極および前記カソード電極の間に配置さ
れる電解質を備える起電部単位を複数個備え、前記アノ
ード電極に液体燃料および前記カソード電極に酸化剤ガ
スを供給することにより発電をおこなう直接型液体燃料
電池発電装置の検査装置において、前記直接型液体燃料
電池発電装置からの出力に接続され、出力電力を消費す
る負荷装置と、前記直接型液体燃料電池発電装置からの
出力に接続され、負荷を制御することによって、出力電
流密度を変化させる手段と、前記直接型液体燃料電池発
電装置からの出力の電圧を測定する手段と、前記電流密
度を制御する手段、および電圧検出手段に接続され、電
流密度変化を生起せしめた時間と、出力電圧の変化の測
定結果から、前記燃料電池発電装置の状態を判別するた
めの判断装置を備えたことを特徴とする直接型液体燃料
電池発電装置の検査装置である。

【００１８】第３の本発明は、アノード触媒層を含むア
ノード電極と、カソード触媒層を含むカソード電極と、
前記アノード電極および前記カソード電極の間に配置さ
れる電解質を備える起電部単位を複数個備え、前記アノ
ード電極にメタノール水溶液および前記カソード電極に
酸化剤ガスを供給することにより発電をおこなう直接型
液体燃料電池発電装置と、前記直接型液体燃料電池発電
装置からの出力に接続され、出力電力を消費する負荷装
置と、前記直接型液体燃料電池発電装置からの出力に接
続され、負荷を制御することによって、出力電流密度を
変化させる手段と、前記直接型液体燃料電池発電装置か
らの出力の電圧を測定する手段と、前記電流密度を制御
する手段、および電圧検出手段に接続され、電流密度変
化を生起せしめた時間と、出力電圧の変化の測定結果か
ら、前記燃料電池発電装置の状態を判別するための判断
装置を備えたことを特徴とする直接型液体燃料電池発電
装置である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態により
詳細に説明する。［燃料電池］図１に、本発明を適用す
るのに適した燃料電池の１例を示す。図１に見られるよ
うに、この燃料電池は、アノード基板１、およびアノー
ド触媒層２を含むアノード電極３と、カソード触媒層
４、およびカソード基板５を含むカソード電極６と、前
記アノード電極３および前記カソード電極６の間に配置
されるプロトン導電性電解質膜７を備えた起電部単位を
複数個備え、その電極にそれぞれ図示しない端子部を取
り付け、さらに前記アノード電極にメタノール水溶液か
らなる燃料を、また前記カソード電極に酸化剤ガスを供
給する手段を配設した構成を有する直接型メタノール燃
料電池であり、前記端子部には、後述する検査装置およ
び外部負荷装置が接続されるようになっている。すなわ
ち、本発明を適用するのに適した燃料電池は、複数の起
電部単位と、この起電部単位にメタノール水溶液を供給
するための燃料タンクを含む燃料供給部、酸化剤供給
部、及び、この燃料電池発電部の電力端子部からなるも
のであるが、この燃料電池の起電部単位としては、図１
に示すもの以外にも、公知の構造及び材料の燃料電池を
採用することができる。

【００２０】［検査方法］以下、本発明の検査方法の原
理を説明するためのグラフである図２を用いて説明す
る。図２（Ａ）は、燃料電池に接続された負荷に流れる
電流密度に、ΔＩの変化を発生させたときに生じる電圧
Ｖの時間Ｔに依存する変化を示すグラフである。負荷に
流れる電流密度に電流変化ΔＩを発生させた直後、電圧
は急激に減少する。この電流変化は、時間の経過につれ
て減少の仕方は緩やかになり、Ｔ＝Ｔ１において電圧は
最小値をとる。Ｔ＞Ｔ１において電圧は単調に増加す
る。さらに時間が経過すると、電圧は一定の値に落ち着
く。この現象は、以下のようにして生じると考えられ
る。すなわち、Ｔ＝０において電流密度が増加したため
に、触媒表面とその近傍において局所的に燃料不足が発
生する。このため、拡散分極により電圧が時間経過とと
もに降下する。一方、時間経過と共に不足した燃料が、
触媒とその近傍に供給され、燃料不足が解消される。こ
れに伴い、Ｔ＝Ｔ１を境にして電圧は時間経過と共に増
加し、一定の値に落ち着くことになる。

【００２１】図２（Ｂ）は燃料電池に接続された負荷を
流れる電流密度に、−ΔＩの変化、すなわち、電流密度
を減少させたときに生じる電圧Ｖの時間Ｔに依存する変
化を示すグラフである。−ΔＩの電流変化を発生させた
直後、電圧は急激に増加する。次いで、時間の経過につ
れて増加の仕方は緩やかになり、Ｔ＝Ｔ１において電圧
は最大値をとる。Ｔ＞Ｔ１において電圧は単調に減少す
る。さらに時間が経過すると、電圧は一定の値に落ち着
く。この現象は、以下のようにして生じると考えられ
る。すなわち、Ｔ＝０において電流密度が減少したため
に、電極内部の触媒表面とその近傍において、燃料がそ
れまでと比較して過剰に存在することになる。このた
め、拡散分極が小さくなり、電圧が時間経過とともに増
加する。一方、時間経過と共に過剰な燃料が触媒とその
近傍から移動し、局所的な燃料過剰が解消される。これ
に伴い、Ｔ＝Ｔ１を境にして電圧は時間経過と共に減少
し、一定の値に落ち着くことになる。

【００２２】上記説明から明らかなように、図２（Ａ）
および図２（Ｂ）に示した電流密度の変化に伴う起電圧
の変化は、燃料の拡散の度合いをあらわすため、これを
用いて簡易に燃料電池の検査ができる。すなわち、電流
変化によって引き起こされる電圧が、極小もしくは極大
の値を示す時間であるＴ１が、予め定められた時間より
も大きいことは、燃料の拡散が非常に悪いことを示し、
燃料電池の駆動時に負荷が変動した場合の起電力の追従
性にかける装置となってしまう。このように、電流変化
によって引き起こされる電圧変化を測定し、その極大値
もしくは極小値を示す時間が所定の範囲を越えるような
電池は、性能が劣る燃料電池となることは明かであり、
このような判定方法によれば、Ｔ１が設定時間内にある
ことを基準とすることにより、簡易で客観的な検査がで
きる。

【００２３】本発明において、電流密度に変化を生じさ
せる時間であるΔｔは、あまりにも長いと図２（Ａ）お
よび図２（Ｂ）に示した挙動が鈍くなってしまうため、
正確な検査が出来なくなってしまう。一方、逆にあまり
にも短くしようとすると、検査装置の構造が複雑で高価
なものになってしまうために、実用上好ましくない。こ
の電流密度変化を生じさせる時間Δｔの値が、１０^−５
≦Δｔ≦０．５の範囲であれば、図２（Ａ）および図２
（Ｂ）に示した変化が、本発明で提供する検査が十分お
こなえる程度に明瞭に得られ、また、安価に検査装置が
作製できるため好ましい。さらに。１０^−５≦Δｔ≦２
×１０^−３の範囲内であれば、より明瞭に前記変化が観
測されるため、きわめて好ましい。

【００２４】本発明において、電流密度変化であるΔＩ
は、あまりにも小さいと発生する電圧変化がきわめて小
さくなってしまうため検査が困難になる。一方、ΔＩが
あまりにも大きい場合には、検査のためだけに燃料電池
発電装置が無駄な発電をするため燃料が無駄に消費され
たり、あるいは発電している状態が過度に乱されること
が生じたりするため、実用上好ましくない。０．２≦Δ
Ｉ≦５であれば好ましい。さらに０．２≦ΔＩ≦２であ
れば、発電状態にある燃料電池発電装置の乱れが大変少
なくなるため、特に好ましい。

【００２５】上記図２（Ａ）および図２（Ｂ）において
は、電流密度の変化を直線状に発生させる例を示した
が、電流密度を他のパターンで変化させてもかまわな
い。たとえば、曲線状に変化させたり、変化が２段階以
上の他段階なものであってもかまわないし、あるいは単
調な増加や単調な減少でなくても差し支えない。

【００２６】本発明の検査方法は、燃料電池発電装置が
出力する電流密度Ｉが零ではない有限の値をとる過程の
みでおこなわれる必要がある。具体的に説明すると、図
３のグラフに見られるように、燃料電池に接続されてい
る負荷に流れる電流密度を０ｍＡ／ｃｍ^２から５ｍＡ／
ｃｍ^２、５ｍＡ／ｃｍ^２から１０ｍＡ／ｃｍ^２、および
１０ｍＡ／ｃｍ^２から１５ｍＡ／ｃｍ^２まで変化させた
ときの電圧の時間変化を示す。電流密度を５ｍＡ／ｃｍ
^２から１０ｍＡ／ｃｍ^２まで増加させた場合、および１
０ｍＡ／ｃｍ^２から１５ｍＡ／ｃｍ^２まで変化させた場
合には、電流密度変化によって引き起こされる燃料電池
の出力電圧の極小値を示す時間であるＴ１は、４秒から
５秒の範囲にある。一方、電流密度を０ｍＡ／ｃｍ^２か
ら５ｍＡ／ｃｍ^２まで増加させた場合には、このＴ１
は、７８秒とはるかに長くなる。本発明者達が実験を繰
り返しおこなったところ、電流密度の変化過程に、電流
密度が０ｍＡ／ｃｍ^２である条件が１回以上存在した場
合には、電流密度が零である過程を１回も取らない場合
と比較して、はるかに長い電圧が極小もしくは極大にな
る時間Ｔ１が観測されることが明らかになった。このよ
うに、電圧変化が極小もしくは極大となる時間が長い
と、検査効率が低下し、かつ検査結果に対する信頼性が
損なわれるので、本発明が提供する検査方法は用いられ
ない。

【００２７】従来、燃料電池発電装置の検査・評価に一
般に用いられている方法として、負荷装置と接続されて
いることによって生じている電流密度を、非常に短い時
間（一般に数μｓｅｃの程度）の間ゼロに変化させ、そ
の後再びゼロに落とす直前と同じ大きさの電流を負荷
し、前後に観測される電圧変化などから検査・評価をお
こなう電流遮断法としばしば表記される方法がある。当
然のことながら、この方法と本発明で提供する検査方法
とは全く異なるものである。なぜならこの場合には、電
流密度の変化過程が零を経由するものであり、前述のよ
うに検査結果が混乱し確度の高い検査が困難になるため
である。

【００２８】燃料電池の良否判定の基準となる電圧が極
小もしくは極大となる時間Ｔ１の大きさについては、検
査する燃料電池に求められる特性、電極触媒層や電解質
膜の構造・触媒・電解質膜の組成、電極面積、燃料流量
や温度、燃料を流す流路板の構造、運転温度、ＩやΔＩ
などに依存して変化するため、これらの条件を考慮に入
れ適宜設定する事ができる。ただし、本発明者達が行っ
た実験によると、Ｔ１の設定時間は１５秒より短い時間
となることが実用上きわめて好ましい。１５秒を超える
場合には燃料電池の性能が著しく悪いため、このような
燃料電池を実用に用いることは困難となる。

【００２９】［検査装置：第１の検査装置］本発明の検
査装置の１例を図８に示す。図８に示される検査装置１
７は、燃料電池１１からの出力と接続された外部負荷装
置１８と、燃料電池１１の出力電圧を測定する電圧検出
装置１４と、外部負荷装置１８の負荷を制御し、かつ、
電圧検出装置１４が測定する電圧変化を入力して判定を
行う判断装置１５と、この判断装置１５の判断結果を表
示するための指示装置１６とからなっている。この検査
装置１７において、外部負荷装置１８は、燃料電池の出
力電力を消費する装置であって、かつ判断装置１５から
の制御信号に基づき、負荷量を制御することができる装
置である。具体的には、市販の電子負荷装置（富士通電
装株式会社製ＥＭＬ−１５０Ｌ負荷モジュールとＥＭＬ
−０３Ｂフレームの組み合わせ）などを用いることがで
きる。電圧検出装置１４は、燃料電池１１が出力する電
力の電圧を信号処理可能な形態に変換する装置であり、
例えば、印加電圧をアナログディジタル変換装置によっ
てディジタル信号として出力する装置を用いることがで
きる。判断装置１５は、外部負荷装置１８の負荷量を制
御して、燃料電池１１からの出力電力の電流密度を所定
の時間、及び所定の大きさで変化させ、これによって当
該燃料電池１１の出力電圧を変化させるとともに、当該
電圧検出装置１４からの出力電圧値をリアルタイムに入
力し、この変化に基づいて、検査対象である燃料電池の
性能の良否を判断する装置で、このような装置は１チッ
プコンピュータや、汎用マイクロコンピュータ、あるい
はロジック回路によって実現することができる。また、
指示装置１６は、この判断装置１５の結果を表示もしく
は、光、音響、振動などの手段で通知するもので、ＣＲ
Ｔ、液晶などのディスプレイ装置、ＬＥＤなどのランプ
類、スピーカなどの装置を用いることができる。図１８
に示す燃料電池から出力される電力は、４端子で出力す
るよう示しているが、これは、正負極がそれぞれ１端子
の計２端子として構成することもできる。燃料電池に接
続されている外部負荷装置が大容量の電流の装置である
場合には、２端子で構成すると、電圧検出装置に印加さ
れる電力の電圧降下が大きく、検出結果に影響を及ぼす
こととなるため、このような場合には４端子とすること
が好ましい。

【００３０】次に、上記検査装置を用いた場合の検査手
順を、その流れ図である図９を用いて説明する。図９に
おいて、検査開始後（Ｓ１０１）、検査対象である燃料
電池の良否判定基準となる電圧が極小もしくは極大を示
す最小限の時間Ｔ_１ｍｉｎ、電圧が極小もしくは極大を
示す最大限の時間Ｔ_１ｍａｘ、及び電流密度Ｉおよび電
流密度変化±ΔＩを設定する（Ｓ１０２）。ここで前記
Ｔ_１ｍｉｎおよびＴ_１ｍａｘは、Ｔ１の最小許容時間お
よび最大許容時間を設定するものである。燃料電池を運
転して（Ｓ１０３）、燃料電池に負荷装置８を接続して
負荷電流を流し、負荷にかかる電圧の時間変化を記録す
る（Ｓ１０４）。この状態で負荷電流を変化させ（Ｓ１
０５）、このときに発生した電圧変化を観測し、電圧が
極小値もしくは極大値を示す時間であるＴ１を決定する
（Ｓ１０６）。このＴ１が、予め定めた設定時間内にあ
るかどうかを判断し（Ｓ１０７）、設定時間内にない場
合には、指示装置にて不良品であることを警告して（Ｓ
１０８）、終了する（Ｓ１０９）。良品である場合に
は、良品であることを指示装置で指示して（Ｓ１１
０）、終了する（Ｓ１１１）。なお、Ｔ１の設定範囲を
２個以上設定し、検査された燃料電池発電装置をより詳
しく分類し、より詳細に燃料電池の状態を判定すること
もできる。

【００３１】［検査装置：第２の検査装置］また、本発
明の検査装置の他の例を図１５に示す。この図１５にお
いて、図８と同等の構成については同じ符号を用いてい
る。この装置は、前記図８とは異なり、燃料電池１１か
らの電力出力は、これを消費する外部負荷装置１２と、
本発明の検査のための検査負荷装置１３の２つに分配さ
れる。そして、判断装置１５は、外部負荷装置１２及び
検査負荷装置１３によって生じる負荷を測定すると共
に、検査負荷装置１３を制御して、燃料電池にかかる負
荷を変化させ、出力電圧の変化を観測するものである。
このような本実施の形態の検査装置は、燃料電池の負荷
と、検査のための負荷を区分することが可能となり、よ
り汎用性の高い燃料電池発電装置が実現できる特徴を有
している。

【００３２】すなわち、図１５に見られるように、燃料
電池１１にはメタノール水溶液と酸化剤燃料が供給され
ており、この燃料電池１１の出力に接続された負荷１２
により負荷電流が流れるようにして運転されている。本
実施例においては、検査装置１７は、検査負荷装置１３
と、電圧検出装置１４と、判断装置１５と、指示装置１
６とで構成されている。検査負荷装置１３は、燃料電池
から流れる負荷電流を変化させるように負荷の値を変化
させるために用いる。また、図１５の燃料電池において
も出力電力は、４端子で取り出されているが、これは２
端子でも良いことは、前述の図８と同様である。

【００３３】次に、この検査装置を用いた場合の検査手
順を、その流れ図である図１６を用いて説明する。図１
６のフローチャートに見られるように、開始後（Ｓ２０
１）、負荷電流密度Ｉを読み取る（Ｓ２０２）。そして
このＩに基づいて、Ｔ_{１ｍｉ ｎ}、Ｔ_１ｍａｘおよび±Δ
Ｉを設定する（Ｓ２０３）。なお、Ｉを読み取らずに設
定することもできる。次いで、電圧検出装置４を用いて
電圧を検出し、時間変化を記録する（Ｓ２０４）。検査
負荷装置を用いて負荷電流密度に±ΔＩの変化を加える
（Ｓ２０５）。Ｔ１を決定し（Ｓ２０６）、設定値の範
囲にあるか判定する（Ｓ２０７）。設定値の範囲外であ
れば指示装置を用いて警告し（Ｓ２０８）、安全の確保
等のために負荷を制御し（Ｓ２０９）、不良があると判
定して終わる（Ｓ２１０）。なお、負荷を制御しないほ
うが望ましい場合には、負荷を制御しなくとも良い。Ｔ
１が設定値の範囲内にあれば（Ｓ２１１）、問題のない
良品と判定して終わる（Ｓ２１２）。なお、Ｔ１の設定
範囲を２個以上設定し、検査された燃料電池発電装置を
より詳しく分類して負荷制御をおこなっても良い。

【００３４】［燃料電池発電装置］本発明の燃料電池発
電装置は、前述の直接型メタノール燃料電池に前述の検
査装置を接続し、さらに外部負荷を接続できるようにし
たものである。本発明の燃料電池発電装置は、１つの筐
体に収容して発電装置とすることもできるし、さらに複
数の部材に分割し、相互に電気的あるいは機械的に接続
して発電装置とすることもできる。携帯用電子機器の電
源とするためには、筐体を一体化して発電装置とするこ
とが好ましい。この発電装置を駆動する電源は、燃料電
池自体から供給することもできるが、燃料電池の非運転
時にも燃料電池の状態を表示するなど、各種制御装置を
作動させる必要があり、他の電池を搭載することが好ま
しい。この燃料電池発電装置の検査方法手順は、検査装
置を構成する判断装置に組み込まれる不揮発性メモリに
書き込まれたプログラムによって実現することが好まし
い。

【００３５】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。 （実施例１：直接型メタノール燃料電池の組み立て）ま
ず、本発明の実施例に用いた燃料電池発電装置の起電部
である起電部単位の作製方法を述べる。公知の方法
（Ｒ．Ｒａｍａｋｕｍａｒ ｅｔ ａｌ．Ｊ．Ｐｏｗｅ
ｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ６９（１９９７）７５．）により、
アノード用触媒（Ｐｔ：Ｒｕ＝１：１）担持カーボンブ
ラックとカソード用触媒（Ｐｔ）担持カーボンブラック
を作製した。触媒担持量は、カーボン１００に対して重
量比でアノードは３０、カソードは１５である。

【００３６】アノード電極は、前記プロセスにおいて作
製したアノード用触媒担持カーボンブラックにパーフル
オロカーボンスルホン酸溶液（Ｄｕｐｏｎｔ社 Ｎａｆ
ｉｏｎ溶液ＳＥ−２００９２）とイオン交換水を加え、
前記触媒担持カーボンブラックを分散させてペーストを
作製した。このペーストを、撥水処理済カーボンペーパ
ーＴＧＰＨ−１２０（Ｅ−ＴＥＫ社製）の上に塗布して
乾燥させた。

【００３７】カソード電極は、前記プロセスにおいて作
製したカソード用触媒担持カーボンブラックにパーフル
オロカーボンスルホン酸溶液（Ｄｕｐｏｎｔ社 Ｎａｆ
ｉｏｎ溶液ＳＥ−２００９２）とイオン交換水を加え、
前記触媒担持カーボンブラックを分散させてペーストを
作製した。このペーストを、撥水処理済カーボンペーパ
ーＴＧＰＨ−０９０（Ｅ−ＴＥＫ社製）の上に塗布して
乾燥させた。

【００３８】図１に示す起電部単位は、市販のパーフル
オロカーボンスルホン酸膜（Ｄｕｐｏｎｔ社 Ｎａｆｉ
ｏｎ１１７）の両面に、前記プロセスで作製したアノー
ド電極とカソード電極をホットプレス（１２５℃、５分
間）により接合して作製した。

【００３９】（実施例２：検査条件の決定１）上記方法
によって作成した起電部単位を、５個直列に接続し、メ
タノール水溶液供給手段および酸化剤供給手段を接続し
て燃料電池を組み立てた。この燃料電池を用いて、電流
密度を変化させるのに要する時間であるΔＴの大きさ
を、変化させて電流密度を変化させて燃料電池を稼働さ
せた。この実験において、電流密度Ｉを１４５ｍＡ／ｃ
ｍ^２、また電流密度差ΔＩを５ｍＡ／ｃｍ^２として、電
流密度を１４５ｍＡ／ｃｍ^２から１５０ｍＡ／ｃｍ^２に
変化させた。アノード電極には、２Ｍのメタノール水溶
液を市販の送液ポンプを用いて送液した。カソード側に
は、市販のエアーポンプを用いて空気を送気した。空気
の流量は、市販のマスフローコントローラーを用いて調
整した。燃料電池の出力先である負荷としては、前述の
市販の電子負荷機を用いた。また、電圧検出手段には、
市販のデジタルマルチメーターを用いた。さらに、燃料
電池の駆動温度を７０℃に制御して、電極面積１０ｃｍ
^２の直接型メタノール燃料電池の運転をおこなった。以
上の稼働条件における燃料電池の発電試験の結果を、図
４に示す。図４は、電流密度変化に要する時間に対する
電圧の極小値もしくは極大値に至る時間をプロットした
ものである。図４中、実線はΔＴを１０^−５秒、破線は
ΔＴを０．５秒、また点線はΔＴを３秒として電流密度
を変化させたものである。ΔＴが３秒の結果は、ΔＴが
１０ ^−５秒およびΔＴが０．５秒のものとは明確に異な
り、電圧降下およびその後におこる電圧増加が、きわめ
てゆるやかにおこっている。ΔＴが１０^−５秒のときに
Ｔ１は５．３秒、ΔＴが０．５秒のときにＴ１は５．５
秒、またΔＴが３秒のときにＴ１は１７秒の値が得られ
た。図５に、Ｔ１のΔＴ依存性を示す。Ｔ１は、ΔＴが
０．５秒以下の範囲においてはほぼ一定の値をとるが、
一方、ΔＴが０．５秒よりも大きいときには、ΔＴの増
加と共にＴ１は単調に増加する。これより、ΔＴが０．
５秒よりも大きくなってしまうと、本発明で提供する電
圧変化が鈍化してしまい、直接型メタノール発電装置の
検査に用いることができないことがわかる。従って、Δ
Ｔの上限を０．５秒と設定することが好ましいことが判
明した。

【００４０】（実施例３：検査条件の決定２）上記実施
例２で用いたものと同じ燃料電池を用いて、電流密度の
変化量ΔＩの大きさを変化させて、それによる電圧変化
の極小値もしくは極大値に至る時間Ｔ１について検討し
た。すなわち、電流密度Ｉを１７０ｍＡ／ｃｍ^２と設定
し、電流密度を−ΔＩだけ変化させた。アノード電極に
は、２Ｍのメタノール水溶液を市販の送液ポンプを用い
て送液した。カソード側には、市販のエアーポンプを用
いて空気を送気した。空気の流量は、市販のマスフロー
コントローラーを用いて調整した。燃料電池に接続する
負荷としては、市販の電子負荷機を用いた。電圧検出手
段には、市販のデジタルマルチメーターを用いた。燃料
電池発電装置の稼働温度を８０℃に制御して電極面積２
５ｃｍ^２の直接型メタノール燃料電池発電装置の運転を
おこなった。結果を図６に示す。図中で実線はΔＩを
２、破線はΔＩを０．１と設定したものである。ΔＩが
２のときには電圧の極大値は明確であり、Ｔ１は６．５
秒と判定することができた。一方、ΔＩが０．１の場合
には、電圧変化が極度に小さく、極大値を判別すること
ができず、電流密度の変化量ΔＩが２のときのように明
確にＴ１を決定することができなかった。図７に、Ｔ１
のΔＩ依存性を示す。ΔＩが０．２未満の場合は誤差棒
が大きくなりすぎるため、Ｔ１を正確に判定することが
困難であることがわかった。そこでΔＩの下限を０．２
と設定することが好ましいことが判明した。

【００４１】（実施例４：検査装置１）図８に示した燃
料電池発電装置を用いた燃料電池の検査を行った実施例
を以下に説明する。前記ＰＣ上で動作する市販のプログ
ラミング言語を用いて、判断装置および指示装置として
の動作をするプログラムを作製し、判断装置および指示
装置として用いた。作製条件の異なる下記の３種類の電
池を作製し、本発明による検査装置を用いて検査をおこ
なった。 電池１：実施例１で作製した起電部単位をそのまま用い
て、実施例２に記載した燃料電池を組み立てたものであ
る。 電池２：実施例１で作製した起電部単位を、３０時間の
間４Ｍのメタノール水溶液に浸漬し、その後、実施例２
に記載した燃料電池を組み立てたものである。 電池３：実施例１で作製した起電部単位を、３０時間の
間７Ｍのメタノール水溶液に浸漬し、その後、実施例２
に記載した燃料電池を組み立てたものである。

【００４２】前記電池１ないし電池３を用いて、アノー
ド側に２Ｍのメタノール水溶液を０．６ｍｌ／ｍｉｎ．
の流量で、市販の送液ポンプを用いて送液した。カソー
ド側には、市販のエアーポンプを用いて空気を６０ｍｌ
／ｍｉｎ．の流量で送気した。空気の流量は、市販のマ
スフローコントローラーを用いて調整した。負荷装置に
は市販の電子負荷機を用いた。電圧検出装置には、市販
のデジタルマルチメーターを用いた。ＰＣにＧＰＩＢイ
ンターフェイスを装着し、前記インターフェイスに市販
のＧＰＩＢケーブルを用いて負荷と検査負荷および電圧
検出装置を接続した。

【００４３】前記検査装置を用い、Ｉ＝３０ｍＡ／ｃｍ
^２、ΔＩ＝５ｍＡ／ｃｍ^２とし、電流密度を３０ｍＡ／
ｃｍ^２から３５ｍＡ／ｃｍ^２に変化させた。Δｔ＝１０
^−４とした。市販の電流計を用いて確認したところ、１
０^−４秒の間に負荷変化がおこっていることが確認され
た。Ｔ_１ｍｉｎを１秒、Ｔ_１ｍａｘは５秒と設定した。

【００４４】指示装置には市販のブザーを用い、Ｔ１が
設定範囲にない場合には音が鳴るようにした。指示装置
には、ブザー、チャイムなど音の鳴るもの、ＬＥＤやラ
ンプなど光るもの、バイブレーターなどの振動するも
の、においのでるもの、あるいはこれらを２個以上組み
合わせたものなどを用いることが出来る。なお、指示装
置をつけなくとも良い。

【００４５】図１０に、負荷電流変化の前後における電
池１の電圧の時間変化を示す。この電池のＴ１は３個の
電池の中で最も小さく、２．３秒であった。この結果か
ら、電池１は良品と判定した。図１１に、負荷電流変化
の前後における電池２の電圧の時間変化を示す。この電
池のＴ１は６．７秒であった。この結果から、電池２は
不良品と判定した。図１２に、負荷電流変化の前後にお
ける電池３の電圧の時間変化を示す。この電池のＴ１は
１４０．５秒であった。この結果から、電池３は不良品
と判定した。図１３に電池１と電池２および電池３のＩ
−Ｖカーブの測定結果、図１４に対応する出力密度の電
流密度依存性を示す。本発明による検査結果のとおり、
電池１は最も性能が高かった。電池３は最も性能が悪
く、電池２はその中間の性能であった。これは、おのお
のに用いられたプロトン導電性電解質が受けたダメージ
の違いによるものである。電池３は３つの電池の中で最
も濃いメタノール水溶液に浸漬していたために最もダメ
ージが大きい。電池２は比較的薄いメタノール水溶液の
ためにダメージが小さく、電池３より良好な性能を示
す。電池１はダメージがないために、最も良好な性能を
示す。ダメージの程度の違いが、プロトン導電性電解質
内部における燃料の移動度に反映され、それが性能の差
につながったものと考えられる。

【００４６】（実施例５：検査装置２）本実施例におい
ては、前述の燃料電池１ないし燃料電池３の起電部単位
を用い、電極面積５０ｃｍ^２のセルを１０個直列につな
いだ直接型メタノール燃料電池を用いた。アノード側に
は各セルに２Ｍのメタノール水溶液を０．６ｍｌ／ｍｉ
ｎ．の流量で導入した。カソード側には、各セルに空気
を２０００ｍｌ／ｍｉｎ．の流量で導入した。市販のマ
スフローコントローラーを用いて空気流量を調整した。
Ｉ＝２０ｍＡ／ｃｍ^２、ΔＩ＝５ｍＡ／ｃｍ^２、Ｔ
_１ｍｉｎ＝０．５およびＴ_１ｍａｘ＝３と設定し、１０
セルすべてに流れる電流を、５０ｍＡ／ｃｍ^２から５５
ｍＡ／ｃｍ^２に変化させた。６番目のセル（以後セル６
と表記）と８番目のセル（セル８と表記）の電圧変化を
検出した。指示装置には市販のライトを用い、Ｔ１が設
定範囲内にないときにはライトが点滅するようにした。
指示装置には、ブザー、チャイムなど音の鳴るもの、Ｌ
ＥＤやランプなど光るもの、バイブレーターなどの振動
するもの、においのでるもの、あるいはこれらを２個以
上組み合わせたものなどを用いることが出来る。なお、
指示装置をつけなくとも良い。

【００４７】図１７に電圧の時間変化を示す。この結果
より、セル６は不良と判定され、ランプが点滅した。一
方セル８は良品と判定された。そこでＩ−Ｖカーブをと
ってみたところ、検査結果どおり、セル６の性能がセル
８に比べて悪くなっていることがわかった。それを図１
８に示す。図１９には出力密度の電流密度依存性を示す
が、最高出力密度がセル８とセル６で大きく異なってい
る。

【００４８】なお、上記各実施例においては、触媒はカ
ーボンブラック担体に担持させたものを用いたが、触媒
は他の担体、たとえば酸化チタンなどに担持させてもか
まわないし、担持させないで用いてもよい。また、プロ
トン導電性電解質にはＮａｆｉｏｎ２００９２（Ｄｕｐ
ｏｎｔ社製）を用いたが、他のパーフルオロカーボンス
ルホン酸（ダウ・ケミカル社製膜、アシプレックス（旭
化成工業（株）、フレミオン（旭硝子（株）））や、さ
らにスルホン化トリフルオロスチレン重合体、ＥＴＦＥ
・ＦＥＰ基材にスルホン化ポリスチレングラフト鎖を導
入したグラフト重合電解質、スルホン化スチレン−ブタ
ジエンランダムブロック共重合体、酸ドープポリベンズ
イミダゾール、耐熱性高分子（ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルキノキサレ
ン、ポリベンズイミダゾール、フッ素化ポリイミド）を
スルホン化したもの、あるいはイオン伝導性ビニルモノ
マー（ビニルスルホン酸ナトリウム、アルスルホン酸ナ
トリウム、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンス
ルホン酸）を含むイオン導電樹脂などを用いたもので
も、本発明は適用できる。さらに本発明は、他の燃料、
たとえばエタノール、ジエチルエーテル、ジメトキシメ
タン、ホルムアルデヒド、ギ酸、ギ酸メチル、オルトギ
酸メチル、トリオキサン、１−プロパノール、２−プロ
パノール、３−プロパノール、エチレングリコール、グ
リオキサール、グリセリン、およびそれらの水溶液をア
ノード側に導入する燃料電池発電装置においても有効で
ある。また、本発明の検査方法、検査装置、および検査
方法を具備した電池は、燃料電池発電装置だけではな
く、電気化学的に水素を吸蔵・放出する水素吸蔵合金を
主成分とする水素吸蔵合金電極と、水酸化ニッケルを主
成分とするニッケル電極とを備えたニッケル水素蓄電池
や、リチウムイオンを可逆的に吸蔵放出する正極と負
極、および前記リチウムイオンを含む電解質を溶解させ
た有機電解液を具備し、前記正極および負極がセパレー
タを介して配置されたリチウムイオン二次電池などの二
次電池においても適用できる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、簡易か
つ客観的に燃料電池の性能・過渡応答などの特性を検査
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 直接型メタノール燃料電池発電要素である起
電部単位の構造を示す概略断面図。

【図２】 本発明の検査方法の原理を示すグラフ。 （Ａ）負荷されている電流を時間Ｔ＝０において増加さ
せた場合にときに観測される、電圧の時間変化を示す
図。（Ｂ）負荷されている電流を時間Ｔ＝０において減
少させた場合にときに観測される、電圧の時間変化を示
す図。

【図３】 本発明の実施例である電流密度変化に対応す
る電圧の時間変化を示すグラフ。負荷電流を０ｍＡ／ｃ
ｍ^２から５ｍＡ／ｃｍ^２、５ｍＡ／ｃｍ^２から１０ｍＡ
／ｃｍ^２および１０ｍＡ／ｃｍ^２から１５ｍＡ／ｃｍ^２
まで増加させたときの電圧の時間変化。

【図４】 電流密度を変化させる時間を変更した場合の
電圧の応答を示すグラフ。ΔＴの大きさを１０^−５秒、
０．５秒、および３秒として負荷電流を変化させたとき
の、電圧の時間変化。

【図５】 本発明の実施例であるＴ１のΔＴ依存性を示
すグラフ。

【図６】 本発明の実施例であるΔＩの大きさを変化さ
せたときに観測した電圧の時間変化を示すグラフ。

【図７】 本発明の実施例であるＴ１のΔＩ依存性を示
すグラフ。

【図８】 本発明の直接型メタノール燃料電池発電装置
検査装置の１例を示す概略図。

【図９】 本発明の直接型メタノール燃料電池発電装置
検査装置を用いて検査を行う手順を示すフローチャー
ト。

【図１０】 負荷電流変化の前後における電池１の電圧
の時間変化を示すグラフ。

【図１１】 負荷電流変化の前後における電池２の電圧
の時間変化を示すグラフ。

【図１２】 負荷電流変化の前後における電池３の電圧
の時間変化を示すグラフ。

【図１３】 電池１、電池２および電池３のＩ−Ｖカー
ブを示すグラフ。

【図１４】 電池１、電池２および電池３における出力
密度の電流密度依存性を示すグラフ。

【図１５】 本発明の直接型メタノール燃料電池発電装
置検査装置の他の例を示す概略図。

【図１６】 本発明の直接型メタノール燃料電池発電装
置検査装置を用いて検査を行う手順を示すフローチャー
ト。

【図１７】 負荷電流変化の前後におけるセル６とセル
８の電圧の時間変化を示すグラフ。

【図１８】 本発明の他の実施例における燃料電池のＩ
−Ｖカーブを示すグラフ。

【図１９】 本発明の他の実施例における出力密度の電
流密度依存性を示すグラフ。

【符号の説明】

１…燃料電池 ２…外部負荷 ３…検査負荷装置 ４…電圧検出装置 ５…判断装置 ６…指示装置 ７…検査装置 １１…燃料電池 １２…外部負荷装置 １３…検査負荷装置 １４…電圧検出装置 １５…判断装置 １６…指示装置 １７…検査装置 １８…外部負荷装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 義彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 5H026 AA08 CX05 5H027 AA08 KK54 MM26

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アノード触媒層を含むアノード電極と、カ
   ソード触媒層を含むカソード電極と、前記アノード電極
   および前記カソード電極の間に配置される電解質を備え
   る起電部単位を複数個備え、前記アノード電極に液体燃
   料および前記カソード電極に酸化剤ガスを供給すること
   により発電をおこなう直接型液体燃料電池発電装置の検
   査方法において、 発電中の前記直接型液体燃料電池発電装置を構成する任
   意数の直列に連続した起電部から取り出される電流密度
   Ｉ（ｍＡ／ｃｍ^２）を、１０^−５≦Δｔ≦０．５の条件
   を満足する時間Δｔ（ｓｅｃ）の間に、０．２≦ΔＩ≦
   ５の条件を満足するΔＩもしくは−ΔＩ（ΔＩ（ｍＡ／
   ｃｍ^２）は正の量）の電流密度変化を発生させることに
   より生じる起電部単位１個の電圧Ｖ（Ｖ）の時間変化を
   観測し、その結果を基に燃料電池の良否判定をおこなう
   ことを特徴とする直接型液体燃料電池発電装置の検査方
   法。
2. 【請求項２】電流密度ＩにΔＩの変化を発生させはじめ
   てから、電圧Ｖが最小の値をとるまでに経過した時間、
   もしくは電流密度Ｉに−ΔＩの変化を発生させはじめて
   から、電圧Ｖが最大の値をとるまでに経過した時間が予
   め定められた時間内にあることを判定の基準として検査
   をおこなうことを特徴とする請求項１に記載の直接型液
   体燃料電池発電装置の検査方法。
3. 【請求項３】アノード触媒層を含むアノード電極と、カ
   ソード触媒層を含むカソード電極と、前記アノード電極
   および前記カソード電極の間に配置される電解質を備え
   る起電部単位を複数個備え、前記アノード電極に液体燃
   料および前記カソード電極に酸化剤ガスを供給すること
   により発電をおこなう直接型液体燃料電池発電装置の検
   査装置において、 前記直接型液体燃料電池発電装置からの出力に接続さ
   れ、出力電力を消費する負荷装置と、 前記直接型液体燃料電池発電装置からの出力に接続さ
   れ、負荷を制御することによって、出力電流密度を変化
   させる手段と、 前記直接型液体燃料電池発電装置からの出力の電圧を測
   定する手段と、 前記電流密度を制御する手段、および電圧検出手段に接
   続され、電流密度変化を生起せしめた時間と、出力電圧
   の変化の測定結果から、前記燃料電池発電装置の状態を
   判別するための判断装置を備えたことを特徴とする直接
   型液体燃料電池発電装置の検査装置。
4. 【請求項４】アノード触媒層を含むアノード電極と、カ
   ソード触媒層を含むカソード電極と、前記アノード電極
   および前記カソード電極の間に配置される電解質を備え
   る起電部単位を複数個備え、前記アノード電極にメタノ
   ール水溶液および前記カソード電極に酸化剤ガスを供給
   することにより発電をおこなう直接型液体燃料電池発電
   装置と、 前記直接型液体燃料電池発電装置からの出力に接続さ
   れ、出力電力を消費する負荷装置と、 前記直接型液体燃料電池発電装置からの出力に接続さ
   れ、負荷を制御することによって、出力電流密度を変化
   させる手段と、 前記直接型液体燃料電池発電装置からの出力の電圧を測
   定する手段と、 前記電流密度を制御する手段、および電圧検出手段に接
   続され、電流密度変化を生起せしめた時間と、出力電圧
   の変化の測定結果から、前記燃料電池発電装置の状態を
   判別するための判断装置を備えたことを特徴とする直接
   型液体燃料電池発電装置。