JP2005158298A - Operation method of fuel cell power generation system, and fuel cell power generation system - Google Patents

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Shinya Kosako
Junji Morita
Kiichi Shibata
Yasushi Sugawara
Makoto Uchida
Takahiro Umeda
Takayuki Urata
誠 内田
慎也 古佐小
礎一 柴田
孝裕 梅田
純司 森田
▲たか▼行 浦田
靖 菅原
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Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems that generated voltage is reduced because oxidation of the oxygen containing gas side electrode or adsorption of impurities occurs if starting and shutdown are carried out in a fuel cell power generation system and oxygen is mixed with the fuel electrode which increases the electrode potential and the alloy catalyst is eluted to reduce generation voltage.
SOLUTION: This system is provided with a step (step 2) in which the supply of fuel gas and oxidizer gas is shut down and the outside circuit is intercepted when the operation is stopped, and with steps (steps 4, 5) in which sealing is made by purging the system with an inactive gas after temperature difference of the fuel cell and surroundings becomes at least not more than a prescribed temperature.
COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池発電システムの運転方法および燃料電池発電システムに関する。 The present invention relates to a driving method and a fuel cell power generation system of a fuel cell power generation system. 例えば、高分子電解質形燃料電池を用いた、燃料電池発電システムの運転方法および燃料電池発電システムに関する。 For example, using a polymer electrolyte fuel cell, regarding the operating method and the fuel cell power generation system of a fuel cell power generation system.

従来の燃料電池の一般的な構成を高分子電解質形で説明する。 The general structure of a conventional fuel cell is described in the polymer electrolyte.

高分子電解質形燃料電池とは、主に水素と酸素から電気エネルギーと熱エネルギーを得るものである。 The polymer electrolyte fuel cell, and obtains electrical energy and thermal energy mainly from the hydrogen and oxygen. Ptなどの触媒作用により、燃料極側では(化1)に示す反応が起こり、酸素含有極では(化2)で表される反応が起こる。 By the catalytic action of such Pt, the fuel electrode side reaction occurs as shown in (Formula 1), the oxygen-containing extreme occurs reaction represented by (Formula 2). 全反応は(化3)で表される。 All reactions are represented by (Chemical Formula 3).

燃料極側では一酸化炭素などによる劣化を防ぐため、Ptの他にもRuとの混合物や合金が使用される。 To prevent deterioration due to carbon monoxide in the fuel electrode side, mixtures and alloys of addition to Ru of Pt is used. これらの作用により燃料電池は、水素と酸素が反応し、反応生成物としては水のみが生成される。 Fuel cell by these effects, hydrogen and oxygen are reacted, only water is generated as a reaction product. 環境への影響物質が排出されないのが大きな特徴である。 Effect material to the environment is a significant feature that not discharged.

しかし、電気や熱のエネルギーを必要としていない時まで動かす必要はないため、必要なときに起動でき、不必要なときに停止できる「起動・停止型」の運転が求められている。 However, since it is not necessary to move up when not require energy electricity and heat, can be activated when needed, the operation of the "start-stop type" that can be stopped when unnecessary are required.

しかし、起動と停止を行うと、酸素含有ガス側の電極の酸化または不純物の吸着が起こり、発電電圧が低下してしまう課題と、燃料極へ酸素が混入し電位が上昇し合金触媒が溶出して、発電電圧が低下してしまうという課題がある。 However, the start and stop occurs oxidation or impurity adsorption of oxygen-containing gas side of the electrode, and issues the generated voltage is lowered, the oxygen is mixed potential is eluted alloy catalyst rises to the fuel electrode Te, the power generation voltage is a problem that deteriorates. これらの課題を解消する起動・停止の方法としていくつかの方法が考えられてきた。 Several methods as how to start and stop to solve these problems have been considered.

その方法として、停止時には、酸素含有ガスと燃料ガスの供給を停止しそのままにしておく方法が知られている。 As a method, when stopping method to stop the supply of oxygen-containing gas and the fuel gas leave the are known.

また、保管時にも電解質であるイオン交換膜を保水状態に保つため、加湿された不活性ガスを封入する停止・保管の方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Moreover, to keep the ion-exchange membrane, the electrolyte also during storage in water retention state, the method of stopping and storage of encapsulating humidified inert gas is known (e.g., see Patent Document 1).

また、酸素極の酸化または不純物付着を防止するため、酸素含有ガスの供給を停止した状態で発電させて、酸素消費操作を行わせることで耐久性の向上を図る方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in order to prevent oxidation or impurity deposition of the oxygen electrode, the supply of oxygen-containing gas by the power generation in the state of being stopped, a method to improve the durability by causing the oxygen consumption operation is known (e.g. , see Patent Document 2).
特開平6−251788号公報 JP-6-251788 discloses 特開2002−93448号公報 JP 2002-93448 JP

しかしながら、停止時には、酸素含有ガスと燃料ガスの供給を停止しそのままにしておく方法では、燃料電池およびシステムの動作を停止させても、ガスが残留している限り燃料電池には電圧が発生し、特に停止中では電流をとらないため開回路状態となる。 However, when stopping, the method to leave the stops supplying the oxygen-containing gas and the fuel gas, even if the operation of the fuel cell and the system is stopped, a voltage is generated in the fuel cell as long as the gas remaining , an open circuit condition for not take current, especially in stop. 0.9Vを越える開回路状態では、酸素含有極のPt触媒の溶出およびシンタリングといわれる粒子拡大による反応面積が減少するという課題がある。 In the open circuit state exceeds 0.9V, there is a problem that the reaction area due to dissolution and particles larger that said sintering of the Pt catalyst of the oxygen-containing extreme decreases.

また、空気極から燃料極への酸素の拡散、電池温度低下による電池内部のガス体積減少・減圧による外部からの酸素混入などにより、燃料極の電位も上昇し合金触媒の溶出が起こるという課題がある。 The diffusion of oxygen from the air electrode to the fuel electrode, and the like oxygen contamination from the outside by gas inside the battery volume reduction and depressurizing by the battery temperature decreases, a problem that the potential of the fuel electrode even dissolution of elevated alloy catalyst occurs is there.

また、封止すると、電池内部が負圧になることにより、高分子電解質膜などにピンホールが発生する危険がある。 Further, when sealed, by the battery inside becomes negative pressure, there is a risk of pinholes like the polymer electrolyte membrane. 逆に、封止しなければ、気体の減少とともに燃料電池内部へ外部の空気が入り、湿度の変化や不純物などが混入する可能性があり、また燃料極の合金溶出および高分子電解質の乾燥などにより燃料電池の性能低下を起こすという課題がある。 Conversely, if no sealing, with a decrease of the gaseous fuel inside the battery to enter the outside air, there is a possibility that such humidity changes and impurities are mixed, also including dry alloys elution and polymer electrolyte fuel electrode there is a problem that causes a decrease in performance of the fuel cell by.

また、保管時にも電解質であるイオン交換膜を保水状態に保つため、加湿された不活性ガスを封入した特許文献1に示された停止・保管の方法では、停止中に燃料電池の温度が低下し、加湿のために付与された水蒸気が結露して液体となるために体積が減少する。 Moreover, to keep the ion-exchange membrane, the electrolyte also during storage in water retention state, the humidified inert gas Encapsulated indicated stopped and storage methods in Patent Document 1, the temperature of the fuel cell during the stop lowering and, the volume in order to impart water vapor becomes liquid condensation for humidification is reduced. そして、燃料電池内部が負圧になるので、電解質などにピンホールが発生したり、燃料極へ酸素が混入したりする課題がある。 Since the fuel cell inside a negative pressure, there is a problem that or pinholes and the like electrolyte occurs, to the fuel electrode oxygen or mixed.

また、酸素極の酸化または不純物付着を防止するため、酸素含有ガスの供給を停止した状態で発電させて、酸素消費操作を行わせることで耐久性の向上を図る特許文献2に示された停止方法においても、酸素消費操作後に酸素極にパージガスを存在させ最終封止した時点の温度が高いと、燃料電池内部の減圧状態が発生し、同様に電解質などにピンホールが発生したりする課題がある。 Further, in order to prevent oxidation or impurity deposition of the oxygen electrode, the supply of oxygen-containing gas by the power generation in a state of stopping, stopped disclosed in Patent Document 2 to improve the durability by causing oxygen consumption operation also in the method, the temperature at which sealed end sealing the presence of purge gas to the oxygen electrode after the oxygen consumption operation is high, a problem that the fuel cell inside the vacuum state is generated, pinholes and the like electrolyte similar to or generated is there.

本発明は、上記従来の課題を考慮し、起動停止による劣化の減少または耐久性の向上を図る燃料電池発電システムの運転方法および燃料電池発電システムを提供することを目的とする。 The present invention considers the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a reduced or durability operation method and a fuel cell power generation system of a fuel cell power generation system to improve the deterioration by start and stop.

上述した課題を解決するために、第1の本発明は、 To solve the problems described above, the first present invention,
運転を停止する際に、 When you stop the operation,
燃料ガスと酸化剤ガスの供給を停止させるとともに外部回路を遮断するステップと、 A step of blocking the external circuit to stop the supply of fuel gas and oxidant gas,
燃料電池と周囲との温度差が少なくとも所定温度以下になった後に、不活性ガスでパージして封止するステップとを備えた、燃料電池発電システムの運転方法である。 After the temperature difference between the fuel cell and the surrounding is below at least a predetermined temperature, and a step of sealing is purged with an inert gas, a method of operating a fuel cell power generation system.

第2の本発明は、 The second of the present invention,
運転を停止する際に、 When you stop the operation,
燃料ガスの供給を継続させた状態で、酸化剤ガスの供給を停止させるとともに外部回路を遮断するステップと、 A step of blocking the external circuit with in a state of being continued supply of fuel gas, to stop the supply of the oxidizing gas,
燃料電池と周囲との温度差が少なくとも所定温度以下になった後に、不活性ガスでパージして封止するステップとを備えた、燃料電池発電システムの運転方法である。 After the temperature difference between the fuel cell and the surrounding is below at least a predetermined temperature, and a step of sealing is purged with an inert gas, a method of operating a fuel cell power generation system.

第3の本発明は、 The third of the present invention,
運転を停止する際に、 When you stop the operation,
燃料ガスの供給と外部回路との接続を継続させた状態で酸化剤ガスの供給を停止させた後に、出力される電圧が所定電圧以下になった際に外部回路を遮断するステップと、 A step of blocking after stopping the supply of the oxidizing gas in a state in which a is continued connection between the supply and the external circuit of the fuel gas, the external circuit when the voltage output is equal to or less than a predetermined voltage,
燃料電池と周囲との温度差が少なくとも所定温度以下になった後に、不活性ガスでパージして封止するステップとを備えた、燃料電池発電システムの運転方法である。 After the temperature difference between the fuel cell and the surrounding is below at least a predetermined temperature, and a step of sealing is purged with an inert gas, a method of operating a fuel cell power generation system.

第4の本発明は、 The fourth of the present invention,
前記不活性ガスでパージして封止するステップは、前記燃料電池と周囲との温度差が10℃以下でかつ単電池の電圧が0.3V以下になった後に、不活性ガスでパージして封止する、第1乃至第3のいずれかの本発明の燃料電池発電システムの運転方法である。 Sealing of purged with the inert gas, after the voltage of the temperature difference and the unit cell at 10 ° C. or less between the fuel cell and the surrounding becomes 0.3V or less, and purged with an inert gas sealing a first to third one of the operating method of the fuel cell power generation system of the present invention.

第5の本発明は、 Fifth aspect of the present invention,
前記不活性ガスとして前記燃料ガスを使用する、第1乃至第4のいずれかの本発明の燃料電池発電システムの運転方法である。 Wherein using said fuel gas as the inert gas, a first to fourth one of the operating method of the fuel cell power generation system of the present invention.

第6の本発明は、 The present invention of a 6,
燃料ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池と、 A fuel cell fuel gas and oxidant gas to generate electric power is supplied,
前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、 A fuel gas supply means for supplying the fuel gas to the fuel cell,
前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、 An oxidant gas supply means for supplying the oxidant gas to the fuel cell,
前記燃料電池に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、 And the inert gas supply means for supplying an inert gas to the fuel cell,
前記燃料電池で発電された電力を取り出す電力回路部と、 A power circuit section for taking out the electric power generated by the fuel cell,
前記燃料電池の温度を検出する燃料電池温度検出手段と、 And fuel cell temperature detecting means for detecting a temperature of the fuel cell,
周囲の温度を検出する周囲温度検出手段と、 And the ambient temperature detection means for detecting the ambient temperature,
運転を制御する運転制御手段とを備えた燃料電池発電システムであって、 A fuel cell power generation system comprising a driving control means for controlling the operation,
前記運転制御手段は、運転を停止する際に、前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスの前記燃料電池への供給を停止させるとともに前記燃料電池から前記外部回路を遮断し、前記燃料電池と周囲との温度差が所定温度以下になった後に、前記燃料電池を前記不活性ガスでパージして封止するように制御する、燃料電池発電システムである。 Said operation control means, when stopping the operation, the supply to the fuel cell of the fuel gas and the oxidant gas from the fuel cell together with stopping the cut off an external circuit, and the fuel cell and the surrounding after the temperature difference is equal to or less than a predetermined temperature, and controls so as to seal by purging the fuel cell by the inert gas, a fuel cell power generation system.

第7の本発明は、 The invention of the seventh,
前記運転制御手段は、運転を停止する際に、前記燃料ガスの前記燃料電池への供給を継続させた状態で前記酸化剤ガスの供給を停止させるとともに前記燃料電池から前記外部回路を遮断し、前記燃料電池と周囲との温度差が所定温度以下になった後に、前記燃料電池を前記不活性ガスでパージして封止するように制御する、第6の本発明の燃料電池発電システムである。 It said operation control means, when stopping the operation, to cut off the external circuit from the fuel cell to stop the supply of the oxidant gas in a state of being continued supply to the fuel cell of the fuel gas, after the temperature difference between the fuel cell and the surrounding is equal to or less than a predetermined temperature, and controls so as to seal by purging the fuel cell by the inert gas, is in the sixth fuel cell power generation system of the present invention .

第8の本発明は、 The invention of the eighth,
さらに、前記燃料電池の電圧を検出する燃料電池電圧検出手段を備え、 Further comprising a fuel cell voltage detecting means for detecting a voltage of the fuel cell,
前記運転制御手段は、運転を停止する際に、前記燃料ガスの前記燃料電池への供給を継続させた状態で前記酸化剤ガスの供給を停止させ、前記燃料電池の電圧が所定電圧以下になったことを検知して前記燃料電池から前記外部回路を遮断し、前記燃料電池と周囲との温度差が所定温度以下になった後に、前記燃料電池を前記不活性ガスでパージして封止するように制御する、第6の本発明の燃料電池発電システムである。 Said operation control means, when stopping the operation, the while being continued supply to the fuel cell of the fuel gas is stopped the supply of the oxidant gas, the voltage of the fuel cell falls below the predetermined voltage was detects that blocking the external circuit from the fuel cell, after the temperature difference between the fuel cell and the surrounding is equal to or less than a predetermined temperature, sealed and purging the fuel cell by the inert gas to control such a sixth fuel cell power generation system of the present invention.

第9の本発明は、 The present invention ninth
前記運転制御手段が前記燃料電池を前記不活性ガスでパージして封止する制御は、前記燃料電池と周囲との温度差が10℃以下でかつ単電池の電圧が0.3V以下になった後に行う、第6乃至第8のいずれかの本発明の燃料電池発電システムである。 Control said operation control means is sealed by purging the fuel cell by the inert gas, the voltage of the temperature difference is 10 ° C. or less and the unit cell of the fuel cell and the surrounding becomes 0.3V or less performed after a fuel cell power generation system of any of the invention of the sixth to eighth.

第10の本発明は、 10 th aspect of the present invention is,
前記不活性ガス供給手段は前記燃料ガス供給手段であり、前記不活性ガスとして前記燃料ガスを使用する、第6乃至第9のいずれかの本発明の燃料電池発電システムである。 The inert gas supply means is the fuel gas supply means, the use of the fuel gas as the inert gas, a sixth to ninth one of the fuel cell power generation system of the present invention.

第11の本発明は、 11 th aspect of the present invention is,
第6乃至第10のいずれかの本発明の燃料電池発電システムの、運転を制御する運転制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。 The sixth to tenth fuel cell power generation system of any of the present invention is a program for causing a computer to function as operation control means for controlling the operation.

第12の本発明は、 The present invention of a 12
第11の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータで利用可能な記録媒体である。 A recording medium carrying the program of the 11th invention of a recording medium usable by a computer.

本発明により、起動停止による劣化の減少または耐久性の向上を図る燃料電池発電システムの運転方法および燃料電池発電システムを提供できる。 The present invention can provide a driving method and a fuel cell power generation system of a fuel cell power generation system to improve the reduction or durability deterioration due to start and stop.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1) (Embodiment 1)
図4に、本発明の実施の形態1の燃料電池発電システムのブロック図を示す。 Figure 4 shows a block diagram of a fuel cell power generation system of Embodiment 1 of the present invention.

積層電池1の空気極に酸化剤ガス制御装置2および全熱交換式加湿器9を設置した空気供給管が接続されている。 Air supply tubes placed oxidant gas control apparatus 2 and the total heat exchanger type humidifier 9 to the air electrode of the laminated battery 1 is connected. そして、燃料極に燃料ガス制御装置3、燃料生成器10およびガス清浄部8を設置した燃料ガス供給管が接続されている。 The fuel gas control device 3 to the fuel electrode, the fuel gas supply pipe installed fuel generator 10 and gas cleaning unit 8 is connected. また、各配管には電磁弁7が設置されており、制御部5により反応ガスの弁を制御している。 Furthermore, each pipe are installed solenoid valve 7 controls the valve of the reaction gas by the control unit 5.

また、本実施の形態1の燃料電池発電システムには、積層電池1の温度を検知する燃料電池温度検出手段(図示せず)と、周囲の温度を検知する周囲温度検出手段(図示せず)が備えられている。 Further, the fuel cell power generation system of the first embodiment, the fuel cell temperature detecting means for detecting the temperature of the laminated cell 1 (not shown), (not shown) ambient temperature detection means for detecting the temperature of ambient It is provided.

外部回路6が積層電池1の集電板に接続されており、各セルの電圧は電圧検知装置4で観測される。 External circuit 6 is connected to the collector plates of the laminated cell 1, the voltage of each cell is observed in the voltage detecting device 4. そのセルの電圧、積層電池1の温度および周囲の温度に基づき、制御部5が、酸化剤ガス制御装置2、燃料ガス制御装置3および電磁弁7の制御を行う。 Voltage of that cell, based on the temperature of the temperature and ambient laminated battery 1, the control unit 5 controls the oxidant gas control apparatus 2, a fuel gas control unit 3 and the electromagnetic valve 7.

なお、積層電池1、酸化剤ガス制御装置2、燃料ガス制御装置3、電圧検知装置4、制御部5、外部回路6は、それぞれ、本発明の燃料電池、酸化剤ガス供給手段、燃料ガス供給手段、燃料電池電圧検出手段、運転制御手段、電力回路部の一例である。 Incidentally, the laminated cell 1, oxidizing agent gas control unit 2, a fuel gas control unit 3, the voltage detecting device 4, control unit 5, the external circuit 6, respectively, a fuel cell, an oxidant gas supply means of the present invention, a fuel gas supply means, fuel cell voltage detecting unit, the operation control means, which is an example of a power circuit section. また、酸化剤ガス制御装置2と燃料ガス制御装置3と電磁弁7で、本発明の不活性ガス供給手段を構成している。 Also, an oxidizing agent gas control unit 2 and the fuel gas control device 3 and the solenoid valve 7, and constitutes the inert gas supply means of the present invention.

積層電池1は、少なくとも水素を含む燃料ガスと空気などの酸素を含む酸化剤ガスをガス拡散電極によって電気化学的に反応させるもので、電気と熱とを同時に発生させるものである。 Laminated battery 1, an oxidant gas containing oxygen such as a fuel gas and air containing at least hydrogen as it can electrochemically react with the gas diffusion electrode is intended to generate electricity and heat simultaneously. 積層電池1は、C1、C2…Cnの複数のセルが積層されている。 Laminated battery 1 is stacked a plurality of cells of C1, C2 ... Cn.

図6は、図4に示した燃料電池発電システムの1つのセルC1の部分を示している。 Figure 6 shows one portion of the cell C1 of the fuel cell power generation system shown in FIG. 電解質11は水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜を用いている。 The electrolyte 11 is using a polymer electrolyte membrane which selectively transports hydrogen ions. 電解質11の両面には、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒反応層12aと12cが密着して配置されている。 On both surfaces of the electrolyte 11, catalytic reaction layers 12a and 12c composed mainly of carbon powder carrying a platinum-based metal catalyst is arranged in close contact. この触媒反応層12aと12cで(化1)と(化2)に示す反応が起きる。 Reaction occurs shown by the catalytic reaction layer 12a and 12c (of 1) and (Formula 2). 少なくとも水素を含む燃料ガスは(化1)に示す反応を行い、電解質11を介して水素イオンが移動し、酸化剤ガスと触媒反応層12cで(化2)に示す反応を行い、水を生成する。 At least the fuel gas containing hydrogen is carried out the reaction shown in (Formula 1), the hydrogen ions move through the electrolyte 11, the reaction was carried out as shown in an oxidant gas and a catalyst reaction layer 12c (of 2), produce water to. このとき電気と熱を生ずる。 At this time, it produces electricity and heat.

水素などの燃料ガスの関与する側をアノードと呼び、図6では符号の末尾にaを、空気などの酸化剤ガスの関与する側をカソードと呼び、符号の末尾にcを付してあらわしている。 Called side involving fuel gas such as hydrogen to the anode, the a at the end of the code in FIG. 6, referred to the side involved in oxidizing gas such as air to the cathode, represents subjected to c at the end of the code there.

さらに触媒反応層12aと12cの外面には、ガス通気性と導電性を兼ね備えたガス拡散層13aと13cがそれぞれに密着して配置されている。 Further the outer surface of the catalytic reaction layers 12a and 12c, the gas diffusion layer 13a and 13c having both gas permeability and electrical conductivity are arranged in close contact with each. このガス拡散層13aと触媒反応層12aにより電極14aを、ガス拡散層13cと触媒反応層12cにより電極14cを、それぞれ形成している。 The electrode 14a by the gas diffusion layer 13a and the catalytic reaction layer 12a, the electrode 14c by the gas diffusion layer 13c and a catalyst reaction layer 12c, are formed respectively.

そして、膜電極接合体(以降、MEA)17が、電極14a、14c、電解質11で構成されている。 The membrane electrode assembly (hereinafter, MEA) 17 is, electrodes 14a, 14c, are composed of electrolyte 11. MEA17は、機械的に固定されるとともに、隣接するMEA17同士が互いに電気的に直列に接続されている。 MEA17 is mechanically fixed, adjacent MEA17 each other are electrically connected in series with each other. さらに、電極14a、14cに反応ガスを供給し、かつ反応により発生したガスや余剰のガスを運び去るためのガス流路18aと18cが、MEA17に接する面に形成された一対のセパレータ板16aと16cに配置されている。 Further, by supplying a reaction gas electrode 14a, to 14c, and the gas flow path 18a and 18c for carrying away generated gas and excess gas by reaction, and a pair of separator plates 16a formed on the surface in contact with the MEA17 It is arranged to 16c. そして、MEA17と、一対のセパレータ板16aと16cで、基本の燃料電池(セル)が形成される。 Then, the MEA17, a pair of separator plates 16a and 16c, the base of the fuel cell (cell) is formed.

セパレータ板16aと16cには、MEA17とは反対の面に、それぞれ、隣のセルのセパレータ板16cと16aが隣接する。 The separator plates 16a and 16c, the MEA17 opposite surfaces, respectively, the separator plate 16c and 16a of the neighboring cell is adjacent. 隣のセパレータ板16aまたは16cが接する側には冷却水流路19が設けられており、ここに冷却水が流れる。 The side next to the separator plate 16a or 16c are in contact is provided with a cooling water passage 19, the cooling water flows here. MEA17の温度は、セパレータ板16aと16cを介して、この冷却水流路19を流れる冷却水によって調整される。 Temperature of MEA17 via the separator plate 16a and 16c, is adjusted by the cooling water flowing through the cooling water flow path 19.

MEA17とセパレータ板16aまたは16cはMEAガスケット15で封止され、隣接するセパレータ板16aと16c同士はセパレータガスケット20で封止される。 MEA17 and the separator plate 16a or 16c is sealed with MEA gasket 15, the separator plate 16a and 16c adjacent to the sealed with a separator gasket 20.

電解質11は固定電荷を有しており、固定電荷の対イオンとして水素イオンが存在する。 The electrolyte 11 has a fixed charge, hydrogen ions are present as a counter ion of the fixed charge. 電解質11には水素イオンを選択的に透過させる機能が求められ、そのために電解質11は水分を保持することが必要である。 The electrolyte 11 is required function of selectively permeable to hydrogen ions, the electrolyte 11 to achieve this it is necessary to retain moisture. 電解質11は水分を含むことにより、電解質11内に固定されている固定電荷を電離し、固定電荷の対イオンである水素をイオン化し、電解質11中の水分を移動経路としてアノードからカソードへ移動し、イオン伝導性を発現する。 By electrolyte 11 containing water, ionized fixed charge that is fixed in the electrolyte 11, the hydrogen is a counterion fixed charges ionized, move to the cathode from the anode water in the electrolyte 11 as a moving path express ion conductivity.

次に、本実施の形態1の燃料電池発電システムの運転停止方法について説明する。 Next, a description is given of the operational method of stopping the fuel cell power generation system of the first embodiment.

図1は、本実施の形態1の燃料電池発電システムの運転停止動作を行ったときの各パラメータの時間変化の概略図である。 Figure 1 is a schematic diagram of a time variation of each parameter when performing the stop operation of the fuel cell power generation system of the first embodiment.

まず、ステップ1では電池温度70℃、加湿空気および加湿改質ガス(SRG)で1kWの発電をしており、平均単電池電圧は0.75Vであった。 First, step 1, cell temperature 70 ° C., has a 1kW of power generation in humidified air and humidified reformed gas (SRG), the average unit cell voltage was 0.75 V.

次に、ステップ2で加湿空気および加湿SRGの供給を停止して封止し、電池の冷却を開始するとともに外部出力を停止させた。 Then, sealed by stopping the supply of the humidified air and humidified SRG in step 2, and the external output is stopped starts the cooling of the battery. このとき電池電圧は徐々に低下し、平均単電池電圧は約0.1〜0.15Vになった。 Battery voltage at this time is gradually reduced, the average unit cell voltage becomes approximately 0.1~0.15V. これは空気極の酸素が燃料極に、燃料極の水素が空気極に自然拡散することにより両極の電位が近づいた結果である。 This is a result of oxygen in the air electrode to the fuel electrode, hydrogen fuel electrode potentials of the both electrodes is approaching by natural diffusion to the air electrode.

なお、通常の燃料電池の構成では空気極の流路体積と燃料極の流路体積はほぼ同じであるため、水素と酸素が拡散し反応すると、水素の方が過剰に存在するので、両極の電位は標準水素電極に対して0Vに向かう。 Since the configuration of the conventional fuel cell is approximately the flow path volume of the flow path volume and the fuel electrode of the cathode the same, the hydrogen and oxygen to diffuse to the reaction, since the direction of the hydrogen are present in excess, the poles potential towards 0V the standard hydrogen electrode.

そして、ステップ3では電池温度が室温(RT)+10℃になるまで両極は封止の状態である。 The bipolar is in the state of sealing up the battery temperature in step 3 is at room temperature (RT) + 10 ℃. このとき電池温度が低下するので、ガス体積の収縮、水蒸気の凝縮、水素と酸素のクロスリークにより両極とも負圧になっている。 At this time the battery temperature decreases, the gas volume shrinkage, condensation of water vapor, has both electrodes on the negative pressure by the cross leakage of hydrogen and oxygen. 特に燃料極は、高分子電解質11の水素の透過係数が大きいため、かなり負圧になっている。 In particular the fuel electrode, is large permeability coefficient of hydrogen in the polymer electrolyte 11, which is quite negative pressure. なお、ここで示す室温(RT)+10℃という温度が、本発明の所定温度の一例である。 Here, a temperature of room temperature (RT) + 10 ℃ indicated is an example of a predetermined temperature of the present invention.

次にステップ4では、不活性ガスでガス置換が可能な量をパージした後に封止して停止させた。 Next, in step 4, it was sealed stopped after purging an amount capable of gases replaced with an inert gas. これにより、負圧であった両極も常温常圧となり、電圧も0Vになった。 Accordingly, both electrodes becomes normal temperature under normal pressure was negative pressure, voltage became 0V.

上記の方法で燃料電池発電システムを停止することにより、温度が十分に低下した後に不活性ガスでパージ・封止するため、停止中に燃料電池内部が負圧のまま放置されることがなく、高分子電解質膜へのダメージをなくすことができる。 By stopping the fuel cell power generation system in the manner described above, for purging and sealing in inert gas after the temperature has dropped sufficiently, without being left fuel cell inside the negative pressure during the stop, it is possible to eliminate the damage to the polymer electrolyte membrane. また外部からの酸素混入もなく、空気極の酸化および燃料極の合金触媒の溶出も抑制でき、起動停止時の劣化が少ない燃料電池発電システムを実現できる。 Also no oxygen contamination from the outside, the elution of the alloy catalyst of the oxidation and the anode of the air electrode can be suppressed, it can be realized fuel cell power generation system with less degradation at the time of starting and stopping.

(実施の形態2) (Embodiment 2)
本発明の実施の形態2の燃料電池発電システムの運転停止方法について説明する。 Described shutdown method of the fuel cell power generation system of the second embodiment of the present invention. 本実施の形態2の燃料電池発電システムの構成は、図4に示す実施の形態1と同様であり、運転方法が実施の形態1とは異なる。 Structure of the fuel cell power generation system of the second embodiment is the same as the first embodiment shown in FIG. 4, the operating method is different from the first embodiment.

図2は、本実施の形態2の燃料電池発電システムの運転停止動作を行ったときの各パラメータの時間変化の概略図である。 Figure 2 is a schematic diagram of a time variation of each parameter when performing the stop operation of the fuel cell power generation system of the second embodiment.

実施の形態1では、ステップ2、3で燃料極の加湿SRGの供給停止・封止したのに対し、本実施の形態2では、ステップ2、3で燃料極にSRGを流通させている点が異なる。 In the first embodiment, whereas the sealed supply stop and sealing the humidification SRG of the fuel electrode in the step 2 and 3, in the second embodiment, the point that was circulated SRG to the fuel electrode in the step 2 and 3 different.

燃料極にSRGを流通させることにより、燃料極が負圧にならず、また空気極においても燃料極が負圧でないために水素のクロスオーバー量も実施の形態1と比較して多くなり、圧力減少が小さくなる。 By circulating the SRG to the fuel electrode, the fuel electrode does not become negative pressure, also increases in comparison with Embodiment 1 of the cross-over of hydrogen also performed to the fuel electrode even in the air electrode is not negative pressure, the pressure reduction becomes smaller. したがって、実施の形態1に比べ、より電解質11に対するダメージを小さくでき、外部からの酸素の混入も起こり難くなる。 Therefore, compared with the first embodiment, more possible to reduce the damage to the electrolyte 11, it becomes less likely to occur incorporation of oxygen from the outside.

ここで、電極の電位は反応ガスのガス分圧によって決まり、燃料極においては水素の分圧が高ければ高いほど0Vに近づく。 Here, the potential of the electrode is determined by the gas partial pressure of the reaction gas in the fuel electrode approaches 0V higher the partial pressure of hydrogen. また、空気極においても、酸素分圧が低く、水素分圧が高くなれば徐々に0Vに近づく。 Also in the air electrode, a low oxygen partial pressure, slowly approaches 0V higher the hydrogen partial pressure. したがって、燃料極にSRGを流通させることにより、実施の形態1の場合に比べて、燃料極においてはもちろん水素分圧は高く維持され、空気極にも燃料極からの水素がクロスオーバーするので水素分圧が高くなる。 Therefore, by flowing of SRG to the fuel electrode, as compared with the case of the first embodiment, of course the hydrogen partial pressure in the fuel electrode is maintained high and the hydrogen from the fuel electrode to cross over to the cathode hydrogen the partial pressure is higher. これによって、確実に両極とも電位が0V近くに固定され、空気極の触媒酸化と燃料極の合金触媒の溶出を抑制できる。 This ensures that both electrodes potential is fixed near 0V, can suppress the elution of the alloy catalyst of the catalytic oxidation and the anode of the cathode. また、空気極の電位を低下させることにより空気極の触媒がクリーンナップされ、発電特性が回復する。 Further, the catalyst of the air electrode is cleaned up by lowering the potential of the cathode, the power generation characteristic is restored.

本実施の形態2の方法で燃料電池発電システムを停止させることにより、燃料極にSRGを流通させながら温度が十分に低下した後に不活性ガスでパージ・封止するので、停止中に燃料電池内部が負圧になることがない。 By stopping the fuel cell power generation system in the method of the second embodiment, since while circulating SRG to the fuel electrode temperature purge sealed with an inert gas after sufficiently reduced, the fuel cell during the stop There is never a negative pressure. したがって、電解質11へのダメージをなくすことができる。 Therefore, it is possible to eliminate the damage to the electrolyte 11. また、確実に空気極の酸素を消費でき、燃料極への酸素拡散による合金触媒溶出を抑制できる。 Also, certainly it can consume oxygen of the air electrode can be suppressed alloy catalyst elution with oxygen diffusion to the fuel electrode. また、外部からの酸素混入もなく空気極の酸化および燃料極の合金触媒の溶出も抑制できるので、起動停止時の劣化が少ない燃料電池発電システムを実現できる。 Since it oxygen contamination also elution without any alloy catalyst of oxidation and the anode of the cathode suppression from outside, it is possible to realize a fuel cell power generation system with less degradation at the time of starting and stopping.

(実施の形態3) (Embodiment 3)
本発明の実施の形態3の燃料電池発電システムの運転停止方法について説明する。 Described shutdown method of the fuel cell power generation system of the third embodiment of the present invention. 本実施の形態3の燃料電池発電システムの構成は、図4に示す実施の形態1と同様であり、運転方法が実施の形態1および実施の形態2とは異なる。 Construction of a fuel cell power generation system of the third embodiment are the same as in the first embodiment shown in FIG. 4, the operating method is different from the first embodiment and the second embodiment.

図3は、本実施の形態3の燃料電池発電システムの運転停止動作を行ったときの各パラメータの時間変化の概略図である。 Figure 3 is a schematic diagram of a time variation of each parameter when performing the stop operation of the fuel cell power generation system of the third embodiment.

実施の形態1では、ステップ2、3で燃料極の加湿SRGの供給停止・封止したのに対し、本実施の形態3では、ステップ2、3で燃料極にSRGを流通させている点と、電池電圧が低下するまで外部出力を遮断していない点が異なる。 In the first embodiment, whereas the sealed supply stop and sealing the humidification SRG of the fuel electrode in the step 2 and 3, in the third embodiment, a point that was circulated SRG to the fuel electrode in the step 2 and 3 , that it does not block the external output until the battery voltage drops are different. 本実施の形態3では、ステップ2で空気極への加湿空気への供給を停止・封止した後、積層電池1の出力が単電池電圧の飽和値である約0.05Vになったことを電圧検知装置4で検知した後に外部出力を遮断している。 In the third embodiment, after the supply of the humidified air to the air electrode was sealed stop and sealing in step 2, that the output of the cell stack 1 becomes about 0.05V saturated value of the cell voltage It shuts off an external output after detecting by the voltage sensing device 4. この単電池電圧の飽和値が、本発明の所定電圧の一例である。 Saturation value of the unit cell voltage is an example of a predetermined voltage according to the present invention.

燃料極にSRGを流通させることにより、実施の形態2と同様に、燃料極が負圧にならず、また燃料極の電位が0Vに固定される。 By circulating the SRG to the fuel electrode, as in the second embodiment, the fuel electrode does not become negative pressure, also the potential of the fuel electrode is fixed at 0V.

また、外部出力を電圧低下まで遮断しないことより、空気極の酸素が消費されなくなるまで通常の燃料電池の反応が起こるので、発電反応によって空気極にある酸素が速やかに消費され、速やかに空気極の電位が0Vに近づく。 Moreover, rather than not block the external output to the voltage drop, since the reaction of the conventional fuel cell to the oxygen of the air electrode is not consumed occurs, the oxygen in the air electrode is consumed quickly by the power generation reaction promptly air electrode potential of approaches to 0V. したがって、実施の形態1および2に比べて、空気極触媒酸化が起こる高電位に放置される時間が短縮される。 Therefore, as compared with the first and second embodiments, the time the air electrode catalytic oxidation is left to the high potential occurring is reduced. また、速やかに酸素が消費されるので、燃料極への酸素拡散による合金触媒溶出も抑制できる。 Further, since the rapidly oxygen is consumed, even alloy catalyst elution with oxygen diffusion to the fuel electrode can be suppressed. また、空気極の電位を低下させることにより空気極の触媒がクリーンナップされ、発電特性が回復する。 Further, the catalyst of the air electrode is cleaned up by lowering the potential of the cathode, the power generation characteristic is restored.

また、外部出力を電圧低下まで遮断しないことより、酸素消費後は燃料極側では(化1)に示す反応が起こり、空気極では(化4)で表される反応が起こる。 Moreover, rather than not block the external output to the voltage drop, after the oxygen consumption in the fuel electrode side reaction occurs as shown in (Formula 1), the air electrode occurs reaction represented by (Chemical Formula 4). 実施の形態1および2では、自然拡散による水素のクロスオーバーによって空気極の電位が0Vに近づくのに対し、本実施の形態3の場合には、(化1)と(化4)の反応が起こることで能動的に水素がクロスオーバーし速やかに空気極の電位が0Vに近づく。 In the first and second embodiments, while the potential of the cathode is closer to 0V by a cross-over of hydrogen by natural diffusion in the case of the third embodiment, the reaction of (Formula 1) and (Formula 4) potential actively hydrogen crossover rapidly air electrode by occurring approaches 0V. したがって、この点においても、実施の形態1および2に比べて、空気極触媒酸化が起こる高電位に放置される時間が短縮される。 Therefore, also in this respect, as compared to the first and second embodiments, the time the air electrode catalytic oxidation is left to the high potential occurring is reduced.

本実施の形態3の方法で燃料電池発電システムを停止させることにより、燃料極にSRGを流通させながら温度が十分に低下した後に不活性ガスでパージ・封止されるので、停止中に燃料電池内部が負圧になることがない。 By stopping the fuel cell power generation system in the third embodiment of the method, because while circulating SRG to the fuel electrode temperature is locked purge sealed with an inert gas after sufficiently reduced, the fuel cell during the stop never inside a negative pressure. また、電解質11へのダメージをなくすことができる。 In addition, it is possible to eliminate the damage to the electrolyte 11. また、外部からの酸素混入もなく空気極の酸化および燃料極の合金触媒の溶出も抑制できるので、起動停止時の劣化が少ない燃料電池発電システムを実現できる。 Since it oxygen contamination also elution without any alloy catalyst of oxidation and the anode of the cathode suppression from outside, it is possible to realize a fuel cell power generation system with less degradation at the time of starting and stopping.

なお、本実施の形態3では、ステップ2で外部出力を遮断する条件である所定電圧の一例として、単電池電圧の飽和値を用いたが、必ずしもこの電圧値を用いる必要はない。 In the third embodiment, as one example of the predetermined voltage is a condition that blocks the external output at step 2, was used saturation value of the cell voltage, it is not necessary to use the voltage value. 単電池電圧の飽和値に達しない電圧でも、本発明の効果が得られる電圧値を所定電圧として、外部出力を遮断するように制御すればよい。 Even at a voltage not reaching the saturation value of the cell voltage, the voltage value the effect of the present invention is obtained as a predetermined voltage may be controlled so as to cut off the external output.

なお、各実施の形態において、パージするための不活性なガスとして、ガス清浄部8で清浄化された原料ガスを用いてもよい。 In each embodiment, as an inert gas for purging, it may be used cleaned raw gas in a gas cleaning unit 8. この場合、窒素ボンベ等の特別な用意が必要なくなり、システムを複雑にすることなく各実施形態に示した停止動作が実現でき、起動停止時の劣化が少ない燃料電池発電システムをより低コストで実現できる。 In this case, special provision of such nitrogen cylinder is not needed, stops the operation shown in the embodiments without complicating the system can be realized, realized at a lower cost of the fuel cell power generation system with less degradation at the time of starting and stopping it can.

また本発明は、電解質、電解質を挟む一対の電極、電極の一方に燃料ガスを供給・排出し他方に酸素含有ガスを供給・排出するガス流路を有する一対のセパレータ板を具備した燃料電池、原料ガスから燃料電池に供給する燃料ガスを生成する燃料生成器、燃料電池に悪影響を与える成分を原料ガスから除去するガス清浄部、燃料電池から電力を取り出す電力回路部、およびガスや電力回路部などを制御する制御部を有する燃料電池発電システムであればよく、各実施の形態に示した構成に限るものではない。 The present invention, an electrolyte, a pair of electrodes sandwiching the electrolyte, while the fuel cell provided with the pair of separator plates having gas flow paths for supplying and discharging an oxygen-containing gas to the other to supply and discharge the fuel gas to the electrodes, fuel generator for generating the fuel gas supplied to the fuel cell from the raw material gas, the gas cleaning unit components adversely affecting the fuel cell is removed from the feed gas, the power circuit unit draw power from the fuel cell, and gas and power circuit section if the fuel cell power generation system having a control unit for controlling the well, not limited to the structure shown in each embodiment.

次に、本発明の燃料電池発電システムの運転方法について、実施例を用いてより具体的に説明する。 Next, a method of operating a fuel cell power generation system of the present invention will be described more specifically with reference to examples. なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 The present invention is not limited only to these examples.

まず、本実施例で用いた高分子形燃料電池の作製方法について説明する。 First, a method for manufacturing a polymer electrolyte fuel cell used in this embodiment.

炭素粉末であるアセチレンブラック(電気化学工業(株)製のデンカブラック、粒径35nm)を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の水性ディスパージョン(ダイキン工業(株)製のD1)と混合し、乾燥重量としてPTFEを20重量%含む撥水インクを調製した。 Acetylene black is a carbon powder (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. denka black, particle size 35 nm) was mixed with an aqueous dispersion (Daikin Industries Co., Ltd. D1) of polytetrafluoroethylene (PTFE), dried the water repellent ink containing PTFE 20 wt% were prepared as weight. このインクを、ガス拡散層の基材となるカーボンペーパー(東レ(株)製のTGPH060H)の上に塗布して含浸させ、熱風乾燥機を用いて300℃で熱処理し、ガス拡散層(約200μm)を形成させた。 The ink coated impregnated onto the carbon paper as the base material of the gas diffusion layer (Toray Industries Co., Ltd. TGPH060H), heat treated at 300 ° C. using a hot-air dryer, gas diffusion layers (about 200μm ) to form a.

一方、炭素粉末であるケッチェンブラック(ケッチェンブラックインターナショナル(株)製のKetjen Black EC、粒径30nm)上にPt触媒を担持させて得られた触媒体(50重量%がPt)66重量部を、水素イオン伝導材かつ結着剤であるパーフルオロカーボンスルホン酸アイオノマー(米国Aldrich社製の5重量%Nafion分散液)33重量部(高分子乾燥重量)と混合し、得られた混合物を成形して触媒層(10〜20μm)を形成させた。 On the other hand, Ketjen black (Ketjen Black International Co., Ltd. Ketjen Black EC, particle size 30 nm) catalyst obtained by carrying Pt catalyst on (50% by weight Pt) 66 parts by weight of carbon powder a hydrogen ion conductive material and a perfluorocarbon sulfonic acid ionomer as a binder (Aldrich, USA-made 5 wt% Nafion dispersion) 33 parts by weight of the (polymer dry weight), and shaping the resulting mixture the catalyst layer (10 to 20 [mu] m) was formed Te.

そして、高分子電解質膜(米国DuPont社のNafion112膜)の両面に上記で作製した触媒層を接合し、さらにその両面に上記で作製したガス拡散層を接合して、膜電極接合体(MEA)を作製した。 Then, by joining the catalyst layer produced in the above on both sides of the polymer electrolyte membrane (US DuPont Inc. Nafion112 film), and further bonding a gas diffusion layer prepared in the above on both surfaces, the membrane electrode assembly (MEA) It was produced.

次に、図6を用いて、本実施例で使用した燃料電池の作製方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 6, a method for manufacturing a fuel cell used in this embodiment. 図6は、燃料電池の1つのセルの部分を示している。 Figure 6 shows a portion of one cell of a fuel cell.

以上のようにして作製したMEA17の高分子電解質膜11の外周部にゴム製のガスケット板15を接合し、冷却水、燃料ガスおよび酸化剤ガス流通用のマニホールド穴を形成させた。 The rubber gasket plate 15 bonded to the outer peripheral portion of the polymer electrolyte membrane 11 of MEA17 prepared as described above, cooling water, to form a fuel gas and the manifold holes for the oxidant gas flow.

一方、深さ0.5mmの燃料ガス流路18aを有するセパレータ板16aと、深さ0.5mmの酸化剤ガス流路18bを有するセパレータ板16bの、2種類のセパレータ板を準備した。 On the other hand, were prepared and the separator plate 16a having a fuel gas flow passage 18a of the depth 0.5 mm, the separator plate 16b having an oxidant gas flow passage 18b of depth 0.5 mm, the two kinds of separator plates. セパレータ板16a、16bは、いずれも、20cm×32cm×1.3mmの外寸を有し、かつ深さ0.5mmの冷却水流路19を有するフェノール樹脂を含浸させた黒鉛板で形成されている。 Separator plate 16a, 16b are both formed of graphite plate impregnated with phenol resin having a cooling water flow path 19 of an outer dimension of 20 cm × 32cm × 1.3 mm, and depth 0.5mm .

このセパレータ板16a、16bを1枚ずつ用い、MEA17のカソード側の面に酸化剤ガス流路18bが成形されたセパレータ板16bを重ね合わせ、アノード側の面に燃料ガス流路18aが成形されたセパレータ板16aを重ね合わせ、単電池を得た。 Using the separator plate 16a, one by one 16b, overlay the separator plate 16b which is the oxidizing gas channel 18b is formed on the cathode side surface of MEA17, the fuel gas flow passage 18a is formed on the surface of the anode side superposing the separator plate 16a, to obtain a single cell. この単電池を積層し、単セル間に冷却水流路19を形成し、70セル積層電池(スタック)を作製した。 The unit cells are stacked, the cooling water flow path 19 is formed between the unit cells, to produce a 70 cell stack cell (stack).

そして、スタックの両端部には、ステンレス鋼製の集電板、電気絶縁材料の絶縁板および端板を配置し、全体を締結ロッドで固定した。 Then, the both ends of the stack, stainless steel current collector plate, and disposing an insulating plate and an end plate of electrically insulating material, and securing the whole with clamping rods. このときの締結圧はセパレータの面積当たり15kgf/cm とした。 The clamping pressure at that time was 15 kgf / cm 2 per area of the separator. このようにして、本実施例で使用する燃料電池を作製した。 Thus, to produce a fuel cell used in this embodiment.

このようにして作製した燃料電池を、積層電池1として図4に示す燃料電池発電システムに接続し、評価試験を実施した。 A fuel cell fabricated in this manner, connected to the fuel cell power generation system shown in FIG. 4 as a laminated battery 1 was conducted evaluation tests.

評価試験は、図4に示す燃料電池発電システムに、原料ガスとしての13Aガスおよび酸化剤ガスとしての空気をそれぞれ供給し、電池温度を70℃、燃料ガス利用率(Uf)70%、および空気利用率(Uo)40%の条件で、放電試験を行った。 Evaluation test, the fuel cell power generation system shown in FIG. 4, the air as 13A gas and oxidizing gas as the raw material gas was supplied, 70 ° C. The cell temperature, fuel gas utilization factor (Uf) 70%, and air in utilization (Uo) 40% conditions were discharge test. なお、燃料ガスおよび空気は、それぞれ65℃および70℃の露点を有するように加湿した。 The fuel gas and air were humidified so as to have a dew point of 65 ° C., respectively, and 70 ° C.. パージ用のガスとしてはガス清浄部8を通過した13Aガスを用いた。 The gas for purging was used 13A gas which has passed through the gas cleaning unit 8.

(実施例1) (Example 1)
ステップ1:80分、ステップ2+3:40分、ステップ4:10分、ステップ5:40分、室温(RT):25℃の条件で、図1に示したシークエンスを5000サイクル行った。 Step one eighty minutes, Step 2 + 3:40 min, 4:10 min Step, 5:40 min Step, room temperature (RT): under conditions of 25 ° C., was carried out 5000 cycles sequencing shown in FIG. ステップ2において、平均単セル電圧は約20分で0.13Vに飽和した。 In step 2, the average single cell voltage was saturated 0.13V in about 20 minutes. ステップ3終了時点で、積層電池温度は35℃(RT+10℃)であった。 Step 3 end, stacked cell temperature was 35 ℃ (RT + 10 ℃).

(実施例2) (Example 2)
実施例1と同様のシークエンスで5000サイクル行った。 It was performed 5000 cycles in the same sequence as in Example 1. ただし、積層電池1の冷却水の流量を調整することで、ステップ3終了時点での積層電池温度を30℃(RT+5℃)にした。 However, by adjusting the flow rate of the cooling water of the laminated cell 1 was laminated battery temperature in step 3 end to 30 ℃ (RT + 5 ℃).

(実施例3) (Example 3)
実施例1と同様のシークエンスで5000サイクル行った。 It was performed 5000 cycles in the same sequence as in Example 1. ただし、積層電池1の冷却水の流量を調整することで、ステップ3終了時点での積層電池温度を40℃(RT+15℃)にした。 However, by adjusting the flow rate of the cooling water of the laminated cell 1 was laminated battery temperature in step 3 end to 40 ℃ (RT + 15 ℃).

(実施例4) (Example 4)
実施例1と同様のシークエンスで5000サイクル行った。 It was performed 5000 cycles in the same sequence as in Example 1. ただし、室温(RT):35℃にし、積層電池1の冷却水の流量を調整することで、ステップ3終了時点での積層電池温度を40℃(RT+5℃)にした。 However, at room temperature (RT): to 35 ° C., by adjusting the flow rate of the cooling water of the laminated cell 1 was laminated battery temperature in step 3 end to 40 ℃ (RT + 5 ℃).

(実施例5) (Example 5)
実施例1と同様のシークエンスで5000サイクル行った。 It was performed 5000 cycles in the same sequence as in Example 1. ただし、室温(RT):35℃にし、積層電池1の冷却水の流量を調整することで、ステップ3終了時点での積層電池温度を45℃(RT+10℃)にした。 However, at room temperature (RT): to 35 ° C., by adjusting the flow rate of the cooling water of the laminated cell 1 was laminated battery temperature in step 3 end to 45 ℃ (RT + 10 ℃).

(実施例6) (Example 6)
ステップ2+3:17分にしたこと以外は実施例1と同様のシークエンスで5000サイクル行った。 Step 2 + 3: went 5000 cycles in the same sequence as in Example 1 except that the 17 minutes. ただし、積層電池1の冷却水の流量を調整することで、ステップ3終了時点での積層電池温度を35℃(RT+10℃)にした。 However, by adjusting the flow rate of the cooling water of the laminated cell 1 was laminated battery temperature in step 3 end to 35 ℃ (RT + 10 ℃). ステップ3終了時点での平均単セル電圧は0.3Vであった。 Step 3 average single cell voltage at the end was 0.3V.

(実施例7) (Example 7)
ステップ1:80分、ステップ2+3:40分、ステップ4:10分、ステップ5:40分、室温(RT):25℃の条件で、図2に示したシークエンスを5000サイクル行った。 Step one eighty minutes, Step 2 + 3:40 min, 4:10 min Step, 5:40 min Step, room temperature (RT): under conditions of 25 ° C., was carried out 5000 cycles sequencing shown in FIG. ステップ2において、平均単セル電圧は約25分で0.13Vに飽和した。 In step 2, the average single cell voltage was saturated 0.13V in about 25 minutes. ステップ3終了時点で、積層電池温度は35℃(RT+10℃)であった。 Step 3 end, stacked cell temperature was 35 ℃ (RT + 10 ℃).

(実施例8) (Example 8)
ステップ1:80分、ステップ2+3:40分、ステップ4:10分、ステップ5:40分、室温(RT):25℃の条件で、図3に示したシークエンスを5000サイクル行った。 Step one eighty minutes, Step 2 + 3:40 min, 4:10 min Step, 5:40 min Step, room temperature (RT): under conditions of 25 ° C., was carried out 5000 cycles sequencing shown in FIG. ステップ2において、平均単セル電圧は空気供給停止後約5分で0.05Vに飽和した。 In step 2, the average single cell voltage was saturated 0.05V in about 5 minutes after stopping the air supply. 外部出力遮断後は徐々に電圧が上昇し0.13Vに飽和した。 After external output cutoff gradually voltage is saturated to elevated 0.13 V. ステップ3終了時点で、積層電池温度は35℃(RT+10℃)であった。 Step 3 end, stacked cell temperature was 35 ℃ (RT + 10 ℃).

(比較例1) (Comparative Example 1)
実施例1と同様のシークエンスで5000サイクル行った。 It was performed 5000 cycles in the same sequence as in Example 1. ただし、積層電池の冷却水の流量を調整することで、ステップ3終了時点での積層電池温度を50℃(RT+25℃)にした。 However, by adjusting the flow rate of the cooling water of the cell stack, and the cell stack temperature in Step 3 end to 50 ℃ (RT + 25 ℃).

(比較例2) (Comparative Example 2)
実施例1と同様のシークエンスで5000サイクル行った。 It was performed 5000 cycles in the same sequence as in Example 1. ただし、室温(RT):35℃にし、積層電池1の冷却水の流量を調整することで、ステップ3終了時点での積層電池温度を50℃(RT+15℃)にした。 However, at room temperature (RT): to 35 ° C., by adjusting the flow rate of the cooling water of the laminated cell 1 was laminated battery temperature in step 3 end to 50 ℃ (RT + 15 ℃).

(比較例3) (Comparative Example 3)
実施例1と同様のシークエンスで5000サイクル行った。 It was performed 5000 cycles in the same sequence as in Example 1. ただし、室温(RT):35℃にし、積層電池1の冷却水の流量を調整することで、ステップ3終了時点での積層電池温度を55℃(RT+20℃)にした。 However, at room temperature (RT): to 35 ° C., by adjusting the flow rate of the cooling water of the laminated cell 1 was laminated battery temperature in step 3 end to 55 ℃ (RT + 20 ℃).

(比較例4) (Comparative Example 4)
ステップ2+3:12分にしたこと以外は実施例1と同様のシークエンスで5000サイクル行った。 Step 2 + 3: except for the 12 minutes was carried out 5000 cycles in the same sequence as in Example 1. ただし、積層電池1の冷却水の流量を調整することで、ステップ3終了時点での積層電池温度を35℃(RT+10℃)にした。 However, by adjusting the flow rate of the cooling water of the laminated cell 1 was laminated battery temperature in step 3 end to 35 ℃ (RT + 10 ℃). ステップ3終了時点での平均単セル電圧は0.35Vであった。 Step 3 average single cell voltage at the end was 0.35 V.

(比較例5) (Comparative Example 5)
ステップ2+3:10分にしたこと以外は実施例1と同様のシークエンスで5000サイクル行った。 Step 2 + 3: except for the 10 minutes was carried out 5000 cycles in the same sequence as in Example 1. ただし、積層電池1の冷却水の流量を調整することで、ステップ3終了時点での積層電池温度を35℃(RT+10℃)にした。 However, by adjusting the flow rate of the cooling water of the laminated cell 1 was laminated battery temperature in step 3 end to 35 ℃ (RT + 10 ℃). ステップ3終了時点での平均単セル電圧は0.5Vであった。 Step 3 average single cell voltage at the end was 0.5V.

以上の実施例1〜8、比較例1〜5のサイクル試験の結果を表1〜4に示した。 Above Examples 1-8, the results of the cycle test of Comparative Examples 1-5 are shown in Table 1-4.

実施例1、7、8のサイクル試験の結果を表1に示した。 The results of the cycle test of Example 1, 7, 8 are shown in Table 1. これらは、それぞれ、実施の形態1〜3に示した本発明の運転方法による結果である。 These are respectively the result of the operation method of the present invention shown in the first to third embodiments.

これらは、ステップ2における燃料極のガス状態、外部回路との接続が異なる。 These gaseous state of the fuel electrode in the step 2, the connection to the external circuit differs. どの条件でもサイクル劣化率はほぼ同等であったが、実施例7、8の条件の方がややよい結果であった。 Cycle deterioration rate at any conditions were similar, but towards the conditions of Example 7 and 8 was slightly better results. これは、実施例7、8では燃料極に十分水素が存在する状態でステップ3を経過しているので、ステップ3の時に燃料極側が負圧になっていないためと考えられる。 Since this has passed the Step 3 in a state where sufficient hydrogen is present in the Example 7 and 8 In the fuel electrode, presumably because the fuel electrode side is not in the negative pressure when the step 3. これによって、電解質11へのダメージなどを少なくでき、また空気極側の電位を速やかに確実に低下させられるので、空気極触媒のクリーンナップがより効果的に行われると考えられる。 This allows less and damage to the electrolyte 11, also because it is lowering the potential of the air electrode side quickly and reliably, believed to cleanup the air electrode catalyst can be performed more effectively.

実施例1、6、比較例4、5のサイクル試験の結果を表2に示した。 Example 1,6, the results of the cycle test of Comparative Examples 4 and 5 are shown in Table 2.

これらは不活性ガスパージの開始温度およびパージ条件は同じであるが、ステップ2+3の電池電圧の低下時間が異なり、それぞれのパージ直前の平均単セル電圧は、0.13、0.3、0.35、0.5Vであった。 These are starting temperature and the purge condition of the inert gas purge are the same, different reduction time of the battery voltage in Step 2 + 3, the average single cell voltage of each of the purge just before, 0.13,0.3,0.35 , was 0.5V.

これらの条件でのサイクル劣化率は、最終平均電圧が0.3Vまでの実施例1、6では低い値であったが、最終平均電圧が0.3Vを超えた比較例4、5ではサイクル劣化率が急激に大きくなった。 Cycle deterioration rate at these conditions, but the final average voltage was EXAMPLE low in 1,6 up to 0.3V, a final average voltage Comparative Examples 4 and 5 in cycle deterioration exceeds 0.3V the rate has become rapidly increases. これは、比較例4、5の場合には電池電圧の低下時間が短い、すなわち電極内酸素の消費が十分でないため、空気極のクリーンナップが行われていないからである。 This, in Comparative Examples 4 and 5 short reduction time of the battery voltage, namely the consumption of the electrode in the oxygen is not sufficient, because of the air electrode cleanup is not performed.

この結果より、平均単セル電圧が0.3V以下になるまで燃料極側に水素含有ガスを存在させることが、燃料電池の劣化防止に有効であることがわかる。 From this result, the average that the single cell voltage causes the presence of hydrogen-containing gas to the fuel electrode side until the 0.3V or less, it is found to be effective in preventing deterioration of the fuel cell.

実施例1、2、3、比較例1のサイクル試験の結果を表3に、実施例4、5、比較例2、3のサイクル試験の結果を表4に、それぞれ示した。 The results of the cycle test of Examples 1, 2, 3, and Comparative Example 1 in Table 3, the results of the cycle test of Example 4 and 5, Comparative Examples 2 and 3 in Table 4, shown respectively.

これらは、ステップ3までの電池冷却速度が変えてあり、不活性ガスパージの開始温度のみが異なる場合を1つの表にまとめており、表3は室温(RT)が25℃の場合を、表4は室温(RT)が35℃の場合を、それぞれ示している。 They have been changed battery cooling rate to Step 3, the case where only the start temperature of the inert gas purge is different are combined into a single table, Table 3 at room temperature (RT) is the case of 25 ° C. Table 4 It is the case at room temperature (RT) is 35 ° C., are shown respectively.

表3より、室温(RT)が25℃のとき、パージ開始温度が35、30、45、50℃の場合のサイクル劣化率は、それぞれ15、15、20、30μV/回であり、不活性ガスパージの開始温度が高くなるほど、すなわち封止してからの室温までの温度低下(ΔT)が大きいほど、サイクル劣化率が大きくなっている。 From Table 3, when room temperature (RT) is 25 ° C., cycle deterioration rate when purge start temperature is 35,30,45,50 ° C. are each 15,15,20,30MyuV / dose, inert gas purge higher starting temperature is higher, i.e. the larger the temperature drop to room temperature ([Delta] T) from sealed, cycle deterioration rate is larger. 表4より、室温(RT)が35℃のときも同様の挙動を示しており、パージ開始温度が40、45、50、55℃の場合のサイクル劣化率は、それぞれ15、15、25、40μV/回であった。 From Table 4 shows the same behavior even when the room temperature (RT) is 35 ° C., cycle deterioration rate when purge start temperature is 40, 45, 50, 55 ° C., respectively 15,15,25,40μV was / dose.

また、ステップ5の最終電池内圧力を測定した結果も表3、4に示している。 Also shown in Table 3 and 4 the results of measurement of the final battery internal pressure of Step 5. 当然ではあるが、ΔTに比例して電池内圧力の減少量が比例していることがわかる。 Naturally a but, it can be seen that the amount of decrease in battery internal pressure in proportion to ΔT is proportional. さらに、電池内圧力の減少量に比例してサイクル劣化率が大きくなっている。 Furthermore, the cycle deterioration rate in proportion to the amount of decrease in the battery internal pressure is increased. つまり、起動・停止による圧力変動による電解質11へのダメージや、外部からの酸素あるいはコンタミの混入による触媒被毒によるサイクル劣化と考えられる。 That, and damage to the electrolyte 11 due to the pressure variation due to starting and stopping, believed to cycle deterioration by catalyst poisoning due to contamination of oxygen or contamination from the outside.

また、燃料電池で発電する電力が、一般の大型発電所の電力に対してランニングコストとしてメリットを出すことを考慮した場合、起動停止のサイクル劣化の許容範囲は約4000サイクルで80mVの低下、すなわち20μV/回以下とされている。 Further, electric power generated by the fuel cell, considering the fact that with respect to the general large power plants power issue benefits as running costs, the allowable range of cycle deterioration of start and stop the lowering of 80mV at about 4000 cycles, i.e. 20μV / times are as follows. 表3、4より、サイクル劣化率を20μV/回以下にするには、停止時の減圧量は0.1atg以内にするのが好ましいといえる。 From Table 3 and 4, in the cycle degradation rate below 20MyuV / times, pressure reduction amount at the time of stop can be said to preferably within 0.1Atg.

図5のグラフは、RT+ΔTのフル加湿のガスが燃料電池内に封止され、室温(RT)まで冷却されたときに起こる減圧量を計算したものであり、表3、4で示した今回の減圧量の結果ともよく一致する。 Graph of Figure 5, full humidification of the gas RT + [Delta] T is sealed in the fuel cell is obtained by calculating the amount of pressure reduction that occurs when cooled to room temperature (RT), the current shown in Tables 3 and 4 It agrees well with the pressure reduction amount results.

つまり、通常の室温領域である0〜50℃の範囲において、減圧量が0.1atgに収まるΔTが好ましいといえ、図5のグラフに示す計算結果より、ΔTは10℃以下が好ましいことがわかる。 That is, in the range of 0 to 50 ° C. is usually room temperature region, say [Delta] T of pressure reduction falls 0.1atg is preferred, from the calculation result shown in the graph of FIG. 5, [Delta] T is found to be preferable 10 ° C. or less .

なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の燃料電池発電システムの運転制御手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。 The program of the present invention is a program for executing the function of the operation control means of the fuel cell power generation system of the present invention described above by a computer, a computer in cooperation with a program that works.

また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の燃料電池発電システムの運転制御手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。 The recording medium of the present invention is a recording medium carrying a program for executing the function of the operation control means of the fuel cell power generation system of the present invention described above by a computer, and can be read by a computer, read the a recording medium on which the program is utilized in cooperation with the computer.

また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。 Moreover, one utilizing form of the program of the present invention may be recorded in a computer-readable recording medium may be a mode that operates in cooperation with the computer.

また、記録媒体としては、ROM等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。 Further, as the recording medium, ROM, etc. are included, as the transmission medium, transmission medium such as the Internet, includes the light-wave-wave or the like.

また、上述した本発明のコンピュータは、CPU等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、OS、更に周辺機器を含むものであっても良い。 The computer of the present invention described above is not limited to pure hardware such as a CPU, firmware or, OS, may be one further comprising a peripheral device.

なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。 The above As described, the configuration of the present invention may be realized in software, it may be realized by hardware.

本発明にかかる燃料電池発電システムの運転方法および燃料電池発電システムは、起動停止による劣化の減少または耐久性の向上を図る効果を有し、高分子電解質形燃料電池を用いた燃料電池発電システムの運転方法および燃料電池発電システム等として有用である。 Operation method and a fuel cell power generation system of a fuel cell power generation system according to the present invention has an effect to improve the reduction or durability deterioration due to start and stop, the fuel cell power generation system using a polymer electrolyte fuel cell it is useful as a driving method and a fuel cell power generation system or the like.

本発明の実施の形態1の燃料電池発電システムの運転停止時の制御方法を示すシークエンス図 Sequence diagram showing a control method at the time of operation stop of the fuel cell power generation system of Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態2の燃料電池発電システムの運転停止時の制御方法を示すシークエンス図 Sequence diagram showing a control method at the time of operation stop of the fuel cell power generation system of the second embodiment of the present invention 本発明の実施の形態3の燃料電池発電システムの運転停止時の制御方法を示すシークエンス図 Sequence diagram showing a control method at the time of operation stop of the fuel cell power generation system of the third embodiment of the present invention 本発明の各実施の形態の燃料電池発電システムの構成図 Block diagram of a fuel cell power generation system of the embodiments of the present invention 計算により求めた、パージ、封止後の燃料電池内部の減圧量を示すグラフ It was calculated, graph purge, the pressure reduction amount in the fuel cell after sealing 本発明の各実施の形態の燃料電池発電システムのセルの構成を示す図 Diagram illustrating the configuration of cells of the fuel cell power generation system of the embodiments of the present invention

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 積層電池 2 酸化剤ガス制御装置 3 燃料ガス制御装置 4 電圧検知装置 5 制御部 6 外部回路 7 電磁弁 8 ガス清浄部 9 全熱交換式加湿器 10 燃料生成器 11 電解質 12a、12c 触媒反応層 13a、13c ガス拡散層 14a、14c 電極 15 MEAガスケット 16a、16c セパレータ板 17 MEA 1 cell stack 2 oxidizing agent gas control unit 3 fuel gas control apparatus 4 voltage detection device 5 controller 6 external circuit 7 electromagnetic valve 8 gas cleaning unit 9 total heat exchange type humidifier 10 fuel generator 11 electrolyte 12a, 12c catalytic reaction layer 13a, 13c gas diffusion layers 14a, 14c electrode 15 MEA gaskets 16a, 16c separator plate 17 MEA
18a、18c ガス流路 19 冷却水流路 20 セパレータガスケット 18a, 18c gas passage 19 cooling water passage 20 separator gasket

Claims (12)

  1. 運転を停止する際に、 When you stop the operation,
    燃料ガスと酸化剤ガスの供給を停止させるとともに外部回路を遮断するステップと、 A step of blocking the external circuit to stop the supply of fuel gas and oxidant gas,
    燃料電池と周囲との温度差が少なくとも所定温度以下になった後に、不活性ガスでパージして封止するステップとを備えた、燃料電池発電システムの運転方法。 After the temperature difference between the fuel cell and the surrounding is below at least a predetermined temperature, and a step of sealing is purged with an inert gas, a method of operating a fuel cell power generation system.
  2. 運転を停止する際に、 When you stop the operation,
    燃料ガスの供給を継続させた状態で、酸化剤ガスの供給を停止させるとともに外部回路を遮断するステップと、 A step of blocking the external circuit with in a state of being continued supply of fuel gas, to stop the supply of the oxidizing gas,
    燃料電池と周囲との温度差が少なくとも所定温度以下になった後に、不活性ガスでパージして封止するステップとを備えた、燃料電池発電システムの運転方法。 After the temperature difference between the fuel cell and the surrounding is below at least a predetermined temperature, and a step of sealing is purged with an inert gas, a method of operating a fuel cell power generation system.
  3. 運転を停止する際に、 When you stop the operation,
    燃料ガスの供給と外部回路との接続を継続させた状態で酸化剤ガスの供給を停止させた後に、出力される電圧が所定電圧以下になった際に外部回路を遮断するステップと、 A step of blocking after stopping the supply of the oxidizing gas in a state in which a is continued connection between the supply and the external circuit of the fuel gas, the external circuit when the voltage output is equal to or less than a predetermined voltage,
    燃料電池と周囲との温度差が少なくとも所定温度以下になった後に、不活性ガスでパージして封止するステップとを備えた、燃料電池発電システムの運転方法。 After the temperature difference between the fuel cell and the surrounding is below at least a predetermined temperature, and a step of sealing is purged with an inert gas, a method of operating a fuel cell power generation system.
  4. 前記不活性ガスでパージして封止するステップは、前記燃料電池と周囲との温度差が10℃以下でかつ単電池の電圧が0.3V以下になった後に、不活性ガスでパージして封止する、請求項1乃至3のいずれかに記載の燃料電池発電システムの運転方法。 Sealing of purged with the inert gas, after the voltage of the temperature difference and the unit cell at 10 ° C. or less between the fuel cell and the surrounding becomes 0.3V or less, and purged with an inert gas sealing method of operating a fuel cell power generation system according to any one of claims 1 to 3.
  5. 前記不活性ガスとして前記燃料ガスを使用する、請求項1乃至4のいずれかに記載の燃料電池発電システムの運転方法。 Wherein using said fuel gas as the inert gas, a method of operating a fuel cell power generation system according to any one of claims 1 to 4.
  6. 燃料ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池と、 A fuel cell fuel gas and oxidant gas to generate electric power is supplied,
    前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、 A fuel gas supply means for supplying the fuel gas to the fuel cell,
    前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、 An oxidant gas supply means for supplying the oxidant gas to the fuel cell,
    前記燃料電池に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、 And the inert gas supply means for supplying an inert gas to the fuel cell,
    前記燃料電池で発電された電力を取り出す電力回路部と、 A power circuit section for taking out the electric power generated by the fuel cell,
    前記燃料電池の温度を検出する燃料電池温度検出手段と、 And fuel cell temperature detecting means for detecting a temperature of the fuel cell,
    周囲の温度を検出する周囲温度検出手段と、 And the ambient temperature detection means for detecting the ambient temperature,
    運転を制御する運転制御手段とを備えた燃料電池発電システムであって、 A fuel cell power generation system comprising a driving control means for controlling the operation,
    前記運転制御手段は、運転を停止する際に、前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスの前記燃料電池への供給を停止させるとともに前記燃料電池から前記外部回路を遮断し、前記燃料電池と周囲との温度差が所定温度以下になった後に、前記燃料電池を前記不活性ガスでパージして封止するように制御する、燃料電池発電システム。 Said operation control means, when stopping the operation, the supply to the fuel cell of the fuel gas and the oxidant gas from the fuel cell together with stopping the cut off an external circuit, and the fuel cell and the surrounding after the temperature difference is equal to or less than a predetermined temperature, and controls so as to seal by purging the fuel cell by the inert gas, a fuel cell power generation system.
  7. 前記運転制御手段は、運転を停止する際に、前記燃料ガスの前記燃料電池への供給を継続させた状態で前記酸化剤ガスの供給を停止させるとともに前記燃料電池から前記外部回路を遮断し、前記燃料電池と周囲との温度差が所定温度以下になった後に、前記燃料電池を前記不活性ガスでパージして封止するように制御する、請求項6に記載の燃料電池発電システム。 It said operation control means, when stopping the operation, to cut off the external circuit from the fuel cell to stop the supply of the oxidant gas in a state of being continued supply to the fuel cell of the fuel gas, wherein after the temperature difference between the fuel cell and the surrounding is equal to or less than a predetermined temperature, and controls so as to seal by purging the fuel cell by the inert gas, a fuel cell power generation system according to claim 6.
  8. さらに、前記燃料電池の電圧を検出する燃料電池電圧検出手段を備え、 Further comprising a fuel cell voltage detecting means for detecting a voltage of the fuel cell,
    前記運転制御手段は、運転を停止する際に、前記燃料ガスの前記燃料電池への供給を継続させた状態で前記酸化剤ガスの供給を停止させ、前記燃料電池の電圧が所定電圧以下になったことを検知して前記燃料電池から前記外部回路を遮断し、前記燃料電池と周囲との温度差が所定温度以下になった後に、前記燃料電池を前記不活性ガスでパージして封止するように制御する、請求項6に記載の燃料電池発電システム。 Said operation control means, when stopping the operation, the while being continued supply to the fuel cell of the fuel gas is stopped the supply of the oxidant gas, the voltage of the fuel cell falls below the predetermined voltage was detects that blocking the external circuit from the fuel cell, after the temperature difference between the fuel cell and the surrounding is equal to or less than a predetermined temperature, sealed and purging the fuel cell by the inert gas controls to the fuel cell power generation system according to claim 6.
  9. 前記運転制御手段が前記燃料電池を前記不活性ガスでパージして封止する制御は、前記燃料電池と周囲との温度差が10℃以下でかつ単電池の電圧が0.3V以下になった後に行う、請求項6乃至8のいずれかに記載の燃料電池発電システム。 Control said operation control means is sealed by purging the fuel cell by the inert gas, the voltage of the temperature difference is 10 ° C. or less and the unit cell of the fuel cell and the surrounding becomes 0.3V or less performed after the fuel cell power generation system according to any one of claims 6 to 8.
  10. 前記不活性ガス供給手段は前記燃料ガス供給手段であり、前記不活性ガスとして前記燃料ガスを使用する、請求項6乃至9のいずれかに記載の燃料電池発電システム。 The inert gas supply means is the fuel gas supply means, the use of the fuel gas as the inert gas, a fuel cell power generation system according to any one of claims 6 to 9.
  11. 請求項6乃至10のいずれかに記載の燃料電池発電システムの、運転を制御する運転制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 The fuel cell power generation system according to any one of claims 6 to 10, a program for causing a computer to function as the operation control means for controlling the operation.
  12. 請求項11に記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータで利用可能な記録媒体。 A recording medium carrying the program according to claim 11, the recording medium usable by a computer.
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