JP2005243245A - Operation method of fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エージングを行う際の燃料電池の運転方法に関する。 The present invention relates to a method of operating a fuel cell when performing aging.
図7(a)に示したように、固体高分子型の燃料電池セル100には、高分子電解質膜101と、その両側に設けられた触媒作用をもった水素電極102及び酸素電極103と、各電極102,103との間で反応ガスである水素と酸素(空気中に含まれる)の供給路を形成するセパレータ104及び105とが備えられている。
As shown in FIG. 7A, the polymer
そして、セパレータ104により形成された供給路106に供給された水素ガスH2は、水素電極102で電子e-を放出して水素イオンH+となり、該水素イオンH+が高分子電解質膜101中を伝導する。一方、酸素電極103においては、セパレータ105により形成された供給路107に供給された空気中の酸素ガスO2と酸素電極103から供給される電子e-と水素イオンH+とにより、以下の式(1)の反応が生じて水H2Oが生成される。
Then, the hydrogen gas H 2 supplied to the
1/2O2+2H++2e- → H2O ・・・・・(1)
ここで、高分子電解質膜101における水素イオンH+の伝導率は、高分子電解質膜101の含水率によって変化し、乾燥状態では水素イオンH+の伝導率が低く、含水率が高くなるに従って水素イオンH+の伝導率が高くなる。そして、燃料電池セル100を組み立てたときには、高分子電解質膜101は乾燥状態にあるので、高分子電解質膜101に含水させて所望の出力能力を発揮し得る状態にする、いわゆるエージングを行う必要がある。
1 / 2O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O (1)
Here, the conductivity of the hydrogen ion H + in the
そこで、従来は、燃料電池100に供給される反応ガスを加湿し、水蒸気により高分子電解質膜101に含水させる処理に加えて、燃料電池100に電気負荷110を接続して一定電流を出力させることにより、上記式(1)の化学反応によって酸素電極103に水を生じさせて高分子電解質膜101に含水させるようにしていた。
Therefore, conventionally, in addition to the process of humidifying the reaction gas supplied to the
さらに、エージングを行う際に、発電により消費される反応ガスの利用率を向上させて燃料電池セル100内で生じる水を増加させ、これにより高分子電解質膜101の含水を促進させてエージングに要する時間を短縮させる方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
図7(a)に示したように、燃料電池100に電気負荷110を接続して一定電流を出力させ、これにより酸素電極103に水を生じさせて高分子電解質膜101に含水させる場合、出力電流が大きいほど生成される水量が多くなるため、エージングに要する時間が短くなる。
As shown in FIG. 7A, when an
しかし、本願発明者らは、燃料電池の出力電流を大きく設定してエージングを開始した場合、図7(b)に示したように、高分子電解質膜101が含水により急激に膨張することを知見した。この場合、膨張により水素電極102が近接するセパレータ104の方向に押し出される共に、酸素電極103が近接するセパレータ105の方向に押し出される。
However, the present inventors have found that when aging is started with a large output current of the fuel cell, the
その結果、水素電極102がセパレータ104に挫屈して変形し、同様に、酸素電極103がセパレータ105に挫屈して変形するおそれがある。そして、このような水素電極102と酸素電極103の変形により、燃料電池100の性能が低下するという不都合がある。
As a result, the
そこで、本発明は、かかる不都合を解消し、エージングを行う際に、高分子電解質膜の急激な膨張が生じることを防止した燃料電池の運転方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of operating a fuel cell that eliminates such inconvenience and prevents the polymer electrolyte membrane from rapidly expanding when aging is performed.
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、電極間に保水により反応ガスイオンの伝導率が向上する高分子電解質膜を備え、各電極に近接して設けられたセパレータにより反応ガスの流通路が形成された燃料電池のエージングを行う際の運転方法であって、燃料電池の出力電流を、所定の初期電流値から所定の上限電流値まで漸増させる第1の工程と、該第1の工程に続いて、所定のエージング終了条件が成立するまで、燃料電池の出力電流を前記上限電流値に維持する第2の工程とからなることを特徴とする。 The present invention has been made in order to achieve the above object, and includes a polymer electrolyte membrane that improves the conductivity of reaction gas ions by water retention between electrodes, and a reaction gas is provided by a separator provided in proximity to each electrode. And a first step of gradually increasing the output current of the fuel cell from a predetermined initial current value to a predetermined upper limit current value, and an aging method of the fuel cell in which the flow path is formed. After the first step, the second step is to maintain the output current of the fuel cell at the upper limit current value until a predetermined aging end condition is satisfied.
かかる本発明によれば、燃料電池のエージングを行う際に、前記第1の工程により燃料電池の出力電流が漸増される。これにより、燃料電池の電極で生成される水の量の増加が緩やかなものとなり、高分子電解質膜の急激な膨張を抑制することができる。そのため、高分子電解質膜の急激な膨張により、電極がセパレータに向かって急速に変位してセパレータとの接触面で偏荷重が発生し、該偏荷重による電極の変形によって燃料電池の性能が低下することを防止することができる。 According to the present invention, when the fuel cell is aged, the output current of the fuel cell is gradually increased by the first step. Thereby, the increase in the amount of water produced at the electrode of the fuel cell becomes moderate, and rapid expansion of the polymer electrolyte membrane can be suppressed. Therefore, due to the rapid expansion of the polymer electrolyte membrane, the electrode is rapidly displaced toward the separator, and an offset load is generated at the contact surface with the separator, and the performance of the fuel cell is deteriorated due to the deformation of the electrode due to the offset load. This can be prevented.
また、前記第1の工程において、燃料電池の出力電流を、所定時間一定に維持した後に所定レベル増大させる処理を繰り返して、漸増させることを特徴とする。 Further, in the first step, the output current of the fuel cell is kept constant for a predetermined time, and thereafter, a process of increasing the predetermined level is repeated and gradually increased.
かかる本発明によれば、燃料電池の出力電流を段階的に増大させて、前記上限電流値まで漸増させることにより、高分子電解質膜の急激な膨張を抑制することができる。 According to the present invention, the rapid expansion of the polymer electrolyte membrane can be suppressed by gradually increasing the output current of the fuel cell and gradually increasing it to the upper limit current value.
また、前記第1の工程において、燃料電池の出力電流を、所定レベル減少させた後に該所定レベル減少させる直前のレベル以上まで増加させる処理を伴って、漸増させることを特徴とする。 In the first step, the output current of the fuel cell is gradually increased with a process of increasing the output current of the fuel cell to a level equal to or higher than immediately before the predetermined level is decreased after being decreased by the predetermined level.
かかる本発明によれば、燃料電池の出力電流を一時的に所定レベル減少させて、燃料電池の出力電流を増減させることによって、燃料時間のエージングに要する時間を短縮することができる。なお、このようにエージング時間が短縮される理由としては、燃料電池の出力電流を増減させることによって、高分子電解質膜と電極間の界面における電流の挿印が変化して電荷の移動量が変動し、これにより、高分子電解質膜における反応ガスイオンの伝導経路の形成が促進されるためではないかと考えられる。 According to the present invention, the time required for aging of the fuel time can be shortened by temporarily decreasing the output current of the fuel cell to a predetermined level and increasing or decreasing the output current of the fuel cell. The reason for this shortening of the aging time is that by changing the output current of the fuel cell, the insertion of the current at the interface between the polymer electrolyte membrane and the electrode changes, and the amount of charge movement varies. However, this is thought to be because the formation of a conduction path for reactive gas ions in the polymer electrolyte membrane is promoted.
また、前記第1の工程において、燃料電池の出力電流を、第1の所定時間が経過するまで第1の電流値に維持した後、第2の所定時間が経過するまで該第1の電流値よりも大きい第2の電流値に維持する処理を所定回数繰り返す処理を、該処理の開始時に該第2の電流値を増加させて繰り返し実行することにより、単位時間あたりの燃料電池の出力電流を漸増させることを特徴とする。 Further, in the first step, after the output current of the fuel cell is maintained at the first current value until the first predetermined time elapses, the first current value is maintained until the second predetermined time elapses. By repeating the process of maintaining the second current value larger than the predetermined number of times by increasing the second current value at the start of the process, the output current of the fuel cell per unit time is increased. It is characterized by being gradually increased.
かかる本発明によれば、前記第1の工程において、燃料電池の出力電流を第1の電流値と第2の電流値との間で増減させることにより、燃料電池のエージングに要する時間を短縮することができる。 According to the present invention, in the first step, the time required for aging the fuel cell is shortened by increasing or decreasing the output current of the fuel cell between the first current value and the second current value. be able to.
また、前記第2の工程において、燃料電池の出力電流を、第3の所定時間が経過するまで第3の電流値に維持した後、第4の所定時間が経過するまで該第3の電流値よりも大きい第4の電流値に維持する処理を繰り返すことにより、単位時間あたりの燃料電池の出力電流を前記上限電流値に維持することを特徴とする。 In the second step, after the output current of the fuel cell is maintained at the third current value until a third predetermined time elapses, the third current value is maintained until a fourth predetermined time elapses. The output current of the fuel cell per unit time is maintained at the upper limit current value by repeating the process of maintaining the fourth current value larger than the fourth current value.
かかる本発明によれば、前記第2の工程において、燃料電池の出力電流を第3の電流値と第4の電流値との間で増減させることにより、燃料電池のエージングに要する時間を短縮することができる。 According to the present invention, in the second step, the time required for aging of the fuel cell is shortened by increasing or decreasing the output current of the fuel cell between the third current value and the fourth current value. be able to.
また、前記燃料電池の出力電流を、燃料電池の出力電圧が燃料電池の特性に応じて決定された許容電圧以上となる範囲内で設定することを特徴とする。 Further, the output current of the fuel cell is set within a range in which the output voltage of the fuel cell is equal to or higher than an allowable voltage determined according to the characteristics of the fuel cell.
かかる本発明によれば、燃料電池のエージングを行う際に、燃料電池の出力電圧が前記許容電圧よりも低下して、燃料電池の性能劣化が生じることを防止することができる。 According to the present invention, when the fuel cell is aged, it is possible to prevent the output voltage of the fuel cell from lowering than the allowable voltage and causing the performance deterioration of the fuel cell.
本発明の実施の形態について、図1〜図6を参照して説明する。図1は燃料電池のシステム構成図、図2は燃料電池セルの構造図、図3,図4はエージング実行時の燃料電池の制御フローチャート、図5はエージング実行時の燃料電池の出力電流の推移を示した時系列グラフ、図6はエージングに要する時間の比較グラフである。 Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a system configuration diagram of a fuel cell, FIG. 2 is a structural diagram of a fuel cell, FIGS. 3 and 4 are control flowcharts of the fuel cell during aging execution, and FIG. 5 is a transition of the output current of the fuel cell during aging execution. FIG. 6 is a comparative graph of time required for aging.
図1に示したように、燃料電池1(燃料電池スタック)には、水素タンク2から水素供給管3を介して水素が供給されると共に、エアコンプレッサ4から空気供給管5を介して空気が供給される。また、水素供給管3には、水素の供給量を調節する可変バルブ6と水素に加湿する加湿器8が設けられ、空気供給管5には、空気の供給量を調節する可変バルブ7と空気に加湿する加湿器9が設けられている。
As shown in FIG. 1, the fuel cell 1 (fuel cell stack) is supplied with hydrogen from the hydrogen tank 2 through the
さらに、燃料電池1の出力電圧Vfcを検出する電圧検出器10、燃料電池1の出力電流Ifcを検出する電流検出器11、燃料電池1と接続された冷媒循環路12内に冷媒を循環させて燃料電池1を冷却する温度調節器15、及び燃料電池1の作動を制御するコントローラ20が備えられている。
Furthermore, the refrigerant is circulated in the
そして、電圧検出器10の電圧検出信号と電流検出器11の電流検出信号がコントローラ20に入力され、コントローラ20から出力される制御信号によって、可変バルブ6,7、加湿器8,9、及び温度調節器15の設定、作動が制御される。
The voltage detection signal of the
次に、燃料電池1は、図2に示した燃料電池セル50を複数個積層して構成される。燃料電池セル50は、高分子電解質膜51と、その両側に設けられた触媒作用をもった水素電極52及び酸素電極53と、各電極52,53との間で反応ガスである水素と酸素(空気中に含まれる)の流通路を形成するセパレータ54及び55とが備えられている。
Next, the
そして、セパレータ54により形成された流通路56は水素供給管3と連通し、セパレータ55により形成された流通路57は空気供給管5と連通している。これにより、水素電極52に供給される水素と、酸素電極53に供給される酸素との間で化学反応が生じ、電気負荷60に電流が供給される。また、該化学反応に伴って水が生成される。
A
ここで、燃料電池セル50の発電時には、水素イオンH+が高分子電解質膜51を透過して水素電極52から酸素電極53へと伝導するが、燃料電池1の組み立て時には、各燃料電池セル50の高分子電解質膜51は乾燥状態であり、水素イオンH+の伝導率が低い。そのため、高分子電解質膜51の含水を促進させて水素イオンH+の伝導率を向上させ、燃料電池1に所望の性能を発揮させるためにエージングが行われる。エージングを実行する際には、図1に示したように可変抵抗21が接続され、可変抵抗21の抵抗値がコントローラ20から出力される制御信号によって設定される。
Here, during power generation of the
以下、図2,図3に示したフローチャートに従って、コントローラ20によるエージング実行時の燃料電池1の運転方法について説明する。コントローラ20は、先ず、STEP1〜STEP11及びSTEP30により、燃料電池1の出力電流Ifcを漸増させる第1の工程を実行する。なお、コントローラ20は、エージングを行う際の燃料電池1の出力電流Ifcを、Ifcを出力したときの燃料電池1の出力電圧Vfcが、燃料電池1の特性に応じて決定された許容電圧以上となるように制御する。
Hereinafter, the operation method of the
コントローラ20は、STEP1で出力電流の設定変数Ih(本発明の第2の電流値に相当する)の初期値を0.1A/cm2に設定し、STEP2でカウンタ変数CNTをリセット(CNT=0)する。そして、続くSTEP3で、コントローラ20は、燃料電池1の出力電流IfcがIl(例えば0A/cm2,本発明の第1の電流値に相当する)となるように、可変抵抗21の抵抗値を設定し、STEP4でT1(本発明の第1の所定時間に相当する)を設定時間とするT1タイマをスタートさせ、STEP5でT1タイマのタイムアップを待つ。これにより、T1の間、燃料電池1の出力電流IfcがIlに維持される。
The
STEP5でT1タイマがタイムアップしたときにSTEP6に進み、コントローラ20は、燃料電池1の出力電流IfcがIhとなるように、可変抵抗21の抵抗値を設定する。そして、続くSTEP7でT2(本発明の第2の所定時間に相当する)を設定時間とするT2タイマをスタートさせ、STEP8でT2タイマのタイムアップを待つ。これにより、T2の間、燃料電池1の出力電流IfcがIhに維持される。
T 1 timer STEP5 proceeds to STEP6 when the time is up, the
STEP8でT2タイマがタイムアップしたときに、STEP9に進んで、コントローラ20はカウンタ変数CNTをカウントアップする。そして、次のSTEP10でカウンタ変数CNTが3となったときは図4のSTEP11に進み、カウンタ変数CNTが3未満であるときにはSTEP3に戻る。
When T 2 timer has timed in STEP 8, the process proceeds to STEP 9, the
STEP10の判断部により、STEP3〜STEP9の処理が3回繰り返される。そして、STEP10でカウンタ変数CNTが3となったときにSTEP11に進み、コントローラ20は、IhにΔIh(例えば0.1A/cm2)を加算した電流値が1.0A/cm2以上であるかを判断し、Ih+ΔIhが1.0A/cm2以上であったときはSTEP12に進んでIhを1.0A/cm2に設定する。一方、Ih+ΔIhが1.0A/cm2よりも小さいときには、STEP30に分岐し、コントローラ20は、IhをΔIhだけ増大させて(Ih←Ih+ΔIh)図3のSTEP3に戻る。
The processing of STEP3 to STEP9 is repeated three times by the determination unit of STEP10. Then, when the counter variable CNT becomes 3 in
このSTEP11とSTEP30の処理により、Ih+ΔIhが1.0A/cm2以上となるまで、燃料電池1の出力電流IfcをT1の間Ilに維持した後にT2の間Ihに維持するSTEP3〜STEP9のループが、3回毎にIhがΔIhずつ増加されながら繰り返し実行される。
By the process of STEP11 and STEP30, Ih + ΔIh until a 1.0A / cm 2 or more, the output current Ifc of the
次に、図4のSTEP12〜STEP19により、コントローラ20は第2の工程を実行する。コントローラ20は、STEP12でIhを1.0A/cm2に設定する。そして、STEP13で燃料電池1の出力電流IfcがIlとなるように、可変抵抗21の抵抗値を設定し、STEP14でT3(本発明の第3の所定時間に相当する)を設定時間とするT3タイマをスタートさせ、STEP15でT3タイマのタイムアップを待つ。これにより、T3の間、燃料電池1の出力電流IfcがIl(例えば0A/cm2,本発明の第3の電流値に相当する)に維持される。
Next, at
STEP15でT3タイマがタイムアップしたときにSTEP16に進み、コントローラ20は、燃料電池1の出力電流IfcがIh(=1.0A/cm2,本発明の第4の電流値に相当する)となるように、可変抵抗21の抵抗値を設定する。そして、続くSTEP17でT4(本発明の第4の所定時間に相当する)を設定時間とするT4タイマをスタートさせ、STEP18でT4タイマのタイムアップを待つ。これにより、T4の間、燃料電池1の出力電流IfcがIhに維持される。
STEP15, the processing advances to STEP16 when the T 3 timer times up, the
STEP18でT4タイマがタイムアップしたときにSTEP19に進み、コントローラ20は、燃料電池1の出力電圧Vfcの上昇が止まって横ばいとなったとき(ΔVfc≒0,本発明のエージング終了条件に相当する)に、コントローラ20はエージングの運転を終了する。一方、STEP19で燃料電池1の出力電圧Vfcの上昇が続いているときにはSTEP13に戻り、STEP13〜STEP18が再度実行される。
T 4 timer proceeds to STEP19 when the time is up at STEP 18, the
図5(a)は、以上説明した図3,図4のフローチャートを、Il=0A/cm2、ΔIh=0.1A/cm2として実行したときの燃料電池1の出力電流Ifcの推移を示した時系列グラフであり、縦軸がIfc(A/cm2)に設定され、横軸が時間tに設定されている。
FIG. 5A shows the transition of the output current Ifc of the
t10〜t16が第1の工程であり、Ifcは、IlとIhの間で3回増減(ON/OFF)される毎に、ΔIhずつ増加する(t10〜t11,t11〜t12,…,t15〜t16,t16〜t17)。これにより、Ifcの単位時間あたりの電流値が緩やかに増加し、燃料電池セル50の高分子電解質膜51(図2参照)の急激な膨張が抑制される。そのため、高分子電解質膜51の急激な膨張により、水素電極52がセパレータ54に挫屈して変形し、また、酸素電極53がセパレータ55に挫屈して変形して、燃料電池1の性能が劣化することを防止することができる。
t 10 ~t 16 is a first step, Ifc, every time is increased or decreased 3 times between Il and Ih (ON / OFF), increases by ΔIh (t 10 ~t 11, t 11 ~t 12, ..., t 15 ~t 16 , t 16 ~t 17). As a result, the current value of Ifc per unit time gradually increases, and rapid expansion of the polymer electrolyte membrane 51 (see FIG. 2) of the
また、燃料電池1の出力電流IfcをIlとIhの間で増減させながら単位時間あたりの電流値を増加させることによって、Ifcを連続的に出力させる場合に比べて、エージングに要する時間を短縮することができる。
Further, by increasing the current value per unit time while increasing / decreasing the output current Ifc of the
t17〜t18は第2の工程であり、燃料電池1の出力電流Ifcが1.0A/cm2と0A/cm2との間で増減(ON/OFF)される。このように、Ifcを増減させることにより、第2の工程においてもエージングに要する時間を短縮することができる。
t 17 to t 18 are the second step, and the output current Ifc of the
なお、本実施の形態では、図5(a)に示したように、第1の工程と第2の工程の双方において、燃料電池1の出力電流Ifcを増減させる処理を行ったが、いずれか一方の工程においてのみIfcを増減させることによってもエージングに要する時間を短縮する効果を得ることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the process of increasing or decreasing the output current Ifc of the
また、図5(b)に示したように、Ifcを減少させずに、0A/cm2(本発明の初期電流値に相当する)から1.0A/cm2(本発明の上限電流値に相当する)まで漸増させる場合にも、燃料電池セル50の高分子電解質膜51(図2参照)の急激な膨張を抑制するという本発明の効果を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 5B, without reducing Ifc, 0 A / cm 2 (corresponding to the initial current value of the present invention) to 1.0 A / cm 2 (upper limit current value of the present invention). Even when it is gradually increased, the effect of the present invention of suppressing rapid expansion of the polymer electrolyte membrane 51 (see FIG. 2) of the
また、図5(c)に示したように、Ifcを減少させずに、0A/cm2(本発明の初期電流値に相当する)から1.0A/cm2(本発明の上限電流値に相当する)まで、所定レベルずつ段階的に漸増させる場合にも、燃料電池セル50の高分子電解質膜51(図2参照)の急激な膨張を抑制するという本発明の効果を得ることができる。この場合、各段階においてIfcを一定に維持する時間が本発明の所定時間に相当する。
Further, as shown in FIG. 5C, without reducing Ifc, 0 A / cm 2 (corresponding to the initial current value of the present invention) to 1.0 A / cm 2 (upper limit current value of the present invention). In the case of gradually increasing the level by a predetermined level until the corresponding level), the effect of the present invention of suppressing rapid expansion of the polymer electrolyte membrane 51 (see FIG. 2) of the
また、本実施の形態では、図3のSTEP3〜STEP8の処理を3回繰り返したが、1回以上行うことにより本発明の効果を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the processing of
また、図6は、縦軸がVfcの増加率ΔVfcに設定され、横軸が時間tに設定されたグラフである。そして、図中αは図5(a)に示したように、燃料電池の出力電流Ifcを増減させながらIfcの単位時間当たりの電流値を増加させてエージングを行った場合のグラフであり、図中βは図5(c)に示したように、燃料電池の出力電流を段階的に1A/cm2まで増加させてエージングを行った場合における出力電流が1A/cm2に達した後のグラフである。 FIG. 6 is a graph in which the vertical axis is set to the increase rate ΔVfc of Vfc and the horizontal axis is set to time t. In the figure, α is a graph when aging is performed by increasing the current value per unit time of Ifc while increasing / decreasing the output current Ifc of the fuel cell, as shown in FIG. Medium β is a graph after the output current reaches 1 A / cm 2 when aging is performed by increasing the output current of the fuel cell to 1 A / cm 2 stepwise as shown in FIG. It is.
図6から明らかなように、燃料電池の電圧変化率ΔVfcがエージング終了の判定値の設定例であるlm1,lm2,lm3にそれぞれ達するまでに要する時間は、αにおける時間t0〜t1(lm1),t0〜t2(lm2),t0〜t5(lm3)の方が、βにおける時間t0〜t3(lm1),t0〜t4(lm2),t0〜t6(lm3)よりも短くなっている。これから、図5(a)に示したように、燃料電池の出力電流Ifcを増減させてエージンングを行うことによって、燃料電池のエージング時間を短縮する効果が得られることがわかる。 As is apparent from FIG. 6, the time required for the voltage change rate ΔVfc of the fuel cell to reach lm1, lm2, and lm3, which are setting examples of the aging end determination values, is the time t 0 to t 1 (lm1). ), T 0 to t 2 (lm2), and t 0 to t 5 (lm3) are times t 0 to t 3 (lm1), t 0 to t 4 (lm2), t 0 to t 6 ( shorter than 1m3). From this, as shown in FIG. 5A, it can be seen that the effect of shortening the aging time of the fuel cell can be obtained by performing the aging by increasing / decreasing the output current Ifc of the fuel cell.
1…燃料電池(スタック)、2…水素タンク、3…水素供給管、4…エアコンプレッサ、5…空気供給管、6,7…可変バルブ、8,9…加湿器、10…電圧検出器、11…電流検出器、12…冷媒循環路、15…温度調節器、20…コントローラ、21…可変抵抗、50…燃料電池セル、51…高分子電解質膜、52…水素電極、53…酸素電極、54,55…セパレータ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
燃料電池の出力電流を、所定の初期電流値から所定の上限電流値まで漸増させる第1の工程と、
該第1の工程に続いて、所定のエージング終了条件が成立するまで、燃料電池の出力電流を前記上限電流値に維持する第2の工程とからなることを特徴とする燃料電池の運転方法。 Operation when aging a fuel cell that has a polymer electrolyte membrane that improves the conductivity of reactive gas ions by holding water between the electrodes, and that has a reactive gas flow path formed by a separator provided close to each electrode A method,
A first step of gradually increasing the output current of the fuel cell from a predetermined initial current value to a predetermined upper limit current value;
A method of operating a fuel cell comprising the second step of maintaining the output current of the fuel cell at the upper limit current value until the predetermined aging termination condition is satisfied following the first step.
燃料電池の出力電流を、所定時間一定に維持した後に所定レベル増大させる処理を繰り返して、漸増させることを特徴とする請求項1記載の燃料電池の運転方法。 In the first step,
2. The fuel cell operating method according to claim 1, wherein the output current of the fuel cell is gradually increased by repeating a process of increasing the predetermined level after maintaining the output current constant for a predetermined time.
燃料電池の出力電流を、所定レベル減少させた後に該所定レベル減少させる直前のレベル以上まで増加させる処理を伴って、漸増させることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の燃料電池の運転方法。 In the first step,
3. The fuel cell operation according to claim 1, wherein the output current of the fuel cell is gradually increased with a process of increasing the output current to a level equal to or higher than immediately before the predetermined level is decreased after the predetermined level is decreased. Method.
燃料電池の出力電流を、第1の所定時間が経過するまで第1の電流値に維持した後、第2の所定時間が経過するまで該第1の電流値よりも大きい第2の電流値に維持する処理を所定回数繰り返す処理を、該処理の開始時に該第2の電流値を増加させて繰り返し実行することにより、単位時間あたりの燃料電池の出力電流を漸増させることを特徴とする請求項3記載の燃料電池の運転方法。 In the first step,
After the output current of the fuel cell is maintained at the first current value until the first predetermined time elapses, the output current of the fuel cell is set to a second current value larger than the first current value until the second predetermined time elapses. The output current of the fuel cell per unit time is gradually increased by repeatedly executing the maintaining process a predetermined number of times by repeatedly increasing the second current value at the start of the process. 3. A method for operating a fuel cell according to 3.
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