JP2006059734A - Fuel cell system and its starting/shutdown method - Google Patents

Fuel cell system and its starting/shutdown method Download PDF

Info

Publication number
JP2006059734A
JP2006059734A JP2004241914A JP2004241914A JP2006059734A JP 2006059734 A JP2006059734 A JP 2006059734A JP 2004241914 A JP2004241914 A JP 2004241914A JP 2004241914 A JP2004241914 A JP 2004241914A JP 2006059734 A JP2006059734 A JP 2006059734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
cooling water
gas flow
fuel
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004241914A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4633403B2 (en
Inventor
Soichiro Shimotori
宗一郎 霜鳥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp filed Critical Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp
Priority to JP2004241914A priority Critical patent/JP4633403B2/en
Publication of JP2006059734A publication Critical patent/JP2006059734A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4633403B2 publication Critical patent/JP4633403B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of starting with safety even without the use of purge gas such as nitrogen gas, and capable of preventing deterioration of performance accompanying starting and shutdown. <P>SOLUTION: The fuel cell system, composed of a fuel cell stack made by laminating the given number of unit cells each consisting of two sheets of gas diffusion electrodes pinching a solid polymer electrolyte film, and a separator having a fuel gas distribution channel, an oxidant gas distribution channel, and a water disrtibution channel, a fuel gas supply means, an oxidant gas supply means, and a cooling water supply means, is provided with a cooling water exhaust means exhausting cooling water from the fuel cell stack by a cooling water pump, a cooling water buffer between the cooling water pump and the fuel cell stack. The cooling water buffer is set at a position higher than the fuel cell stack, so that supply of the fuel gas or the oxidant gas is stopped as well as the cooling water pump is stopped at the shutdown of operation of the fuel cell system, and water in the cooling water buffer is supplied to either the fuel gas distribution channel or the oxidant gas distribution channel through a conductive porous material. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池システムに係り、特に、起動・停止時に起こりやすい部分電池の形成を防止すべく改良を施した燃料電池システムに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to a fuel cell system that has been improved to prevent formation of partial cells that are likely to occur during startup and shutdown.

電解質としてプロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜を用いた燃料電池システムでは、燃料極に水素を含む燃料ガスを供給し、酸化剤極に酸素を含む酸化剤ガスを供給して発電を行うが、発電の開始(起動)及び終了(停止)の際には、不活性ガスを燃料極及び酸化剤極に供給し、燃料ガス及び酸化剤ガスなどの反応ガスを除去し、保管中の安全を確保する方法が取られている。   In a fuel cell system using a solid polymer electrolyte membrane having proton conductivity as an electrolyte, a fuel gas containing hydrogen is supplied to the fuel electrode, and an oxidant gas containing oxygen is supplied to the oxidant electrode to generate power. When starting (starting) and ending (stopping) power generation, an inert gas is supplied to the fuel electrode and oxidant electrode, and reaction gases such as fuel gas and oxidant gas are removed to ensure safety during storage. A way to ensure is taken.

不活性ガスとしては、窒素を用いるのが一般的であるが、燃料ガス及び酸化剤ガスとは別に窒素供給源、例えば窒素ガスボンベが必要になり、燃料電池システムの維持コスト低減の観点から好ましくない。そのため、窒素によるパージに替わる方法として、空気でパージする方法や水でパージする方法が提案されている。   Nitrogen is generally used as the inert gas, but a nitrogen supply source such as a nitrogen gas cylinder is required separately from the fuel gas and the oxidant gas, which is not preferable from the viewpoint of reducing the maintenance cost of the fuel cell system. . For this reason, a method of purging with air or a method of purging with water has been proposed as an alternative to purging with nitrogen.

例えば、特許文献1では、停止時に冷却水を反応ガス流路に供給してパージを行うとともに、起動時には燃料ガス供給手段等より排熱を回収した冷却水を供給して、燃料電池スタックの昇温を行うことが提案されている。具体的には、貯留タンク内の冷却水を水ポンプで吐出し、燃料電池スタックの反応ガス流路に供給してパージを行った後、反応ガスを燃料電池スタックに供給して発電を開始するというものである。
特開2003−142132号
For example, in Patent Document 1, cooling water is supplied to the reaction gas flow path at the time of stopping and purging is performed, and cooling water from which exhaust heat has been recovered is supplied from a fuel gas supply means or the like at the time of startup, so that the fuel cell stack is raised. It has been proposed to do warm. Specifically, the cooling water in the storage tank is discharged by a water pump, supplied to the reaction gas flow path of the fuel cell stack, purged, and then the reaction gas is supplied to the fuel cell stack to start power generation. That's it.
JP 2003-142132 A

しかしながら、特許文献1による方法では、反応ガス流路に冷却水が残留した状態で反応ガスが供給され、この反応ガスにより、反応ガス流路に残留している冷却水が燃料電池スタックの外に排出されるが、反応ガス流路を形成する溝の一部に毛細管力により冷却水の一部が残ってしまい、燃料電池スタックを構成する単位電池の全ての反応ガス流路に反応ガスを均一に導入することが難しいという問題点があった。   However, in the method according to Patent Document 1, the reaction gas is supplied in a state in which the cooling water remains in the reaction gas channel, and the reaction gas causes the cooling water remaining in the reaction gas channel to be removed from the fuel cell stack. Although it is discharged, a part of the cooling water remains due to the capillary force in a part of the groove forming the reaction gas channel, and the reaction gas is uniformly distributed in all the reaction gas channels of the unit cells constituting the fuel cell stack. There was a problem that it was difficult to introduce.

特に、燃料ガスと酸化剤ガスの導入が不均一になり、同一単位電池の反応面で燃料ガスと酸化剤ガスの存在しない領域を生じると、部分電池が形成されて腐食反応が起こり、電池反応に必要な触媒を担持しているカーボンが消失して活性が低下してしまうという問題点があった。   In particular, when the introduction of fuel gas and oxidant gas becomes uneven and a region where the fuel gas and oxidant gas do not exist is formed on the reaction surface of the same unit cell, a partial cell is formed and a corrosion reaction occurs, resulting in a cell reaction. There is a problem in that the carbon carrying the catalyst necessary for the above disappears and the activity decreases.

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、窒素ガスなどのパージガスを用いなくても安全に起動停止でき、起動停止に伴う性能の低下を防止できる燃料電池システム及びその起動・停止方法を提供することにある。   The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and its purpose is to safely start and stop without using a purge gas such as nitrogen gas, and the performance associated with the start and stop. It is an object of the present invention to provide a fuel cell system and a method for starting and stopping the same.

上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、固体高分子電解質膜を挟持した2枚のガス拡散電極と、前記ガス拡散電極にそれぞれ接して配置された燃料ガス流通路及び酸化剤ガス流通路と、前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路のうち少なくともいずれか一方の流通路に対し導電性多孔質材料で隔離して設けた水流通路を有するセパレータとからなる単位電池を所定数積層してなる燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池スタックに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料電池に冷却水を供給する冷却水供給手段とからなる燃料電池システムにおいて、前記燃料電池スタックから冷却水ポンプにより冷却水を排出する冷却水排出手段を設け、前記冷却水ポンプと前記燃料電池スタックの間に冷却水バッファを設け、前記冷却水バッファを前記燃料電池スタックより高い位置に設置し、該燃料電池システムの運転停止時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給を停止するとともに冷却水ポンプを停止し、前記冷却水バッファ内の水を、前記導電性多孔質材料を介して、前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路に供給するように構成したことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 includes two gas diffusion electrodes sandwiching a solid polymer electrolyte membrane, a fuel gas flow passage disposed in contact with each of the gas diffusion electrodes, and an oxidation gas. A unit cell comprising an agent gas flow passage and a separator having a water flow passage provided by separating at least one of the fuel gas flow passage and the oxidant gas flow passage with a conductive porous material. A fuel cell stack formed by stacking a predetermined number, a fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell stack, an oxidant gas supply means for supplying oxidant gas to the fuel cell stack, and cooling to the fuel cell In a fuel cell system comprising cooling water supply means for supplying water, provided is a cooling water discharge means for discharging cooling water from the fuel cell stack by a cooling water pump, A cooling water buffer is provided between the water rejection pump and the fuel cell stack, the cooling water buffer is installed at a position higher than the fuel cell stack, and fuel gas or oxidant gas is supplied when the fuel cell system is stopped. And the cooling water pump is stopped, and the water in the cooling water buffer is supplied to the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path through the conductive porous material. Features.

以上のような構成を有する請求項1に記載の発明では、燃料電池システムの運転停止時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給を停止するとともに冷却水ポンプを停止すると、燃料電池スタックより高い位置に設置された冷却水バッファのヘッド差により、冷却水バッファ内の水が、導電性多孔質材料を介して燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路に供給されるので、両ガス流通路を容易に水パージすることができる。   In the first aspect of the invention having the above-described configuration, when the fuel cell system is stopped, when the supply of the fuel gas or the oxidant gas is stopped and the cooling water pump is stopped, the fuel cell system is positioned higher than the fuel cell stack. Due to the head difference of the installed cooling water buffer, the water in the cooling water buffer is supplied to the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path through the conductive porous material. Water purge can be performed.

その結果、ガス流通路からマニホールドへと水パージされるので、アノード触媒層及びカソード触媒層に酸素が触れることなく、燃料電池スタック内の空隙が水で満たされ、燃料ガス流通路内の水素が燃料電池スタック外へと除去されるため、燃料ガス流通路に酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。   As a result, water is purged from the gas flow path to the manifold, so that oxygen does not touch the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer, so that the space in the fuel cell stack is filled with water, and the hydrogen in the fuel gas flow path is Since it is removed out of the fuel cell stack, it is possible to prevent corrosion caused by partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the fuel gas flow passage.

請求項2に記載の発明は、固体高分子電解質膜を挟持した2枚のガス拡散電極と、前記ガス拡散電極にそれぞれ接して配置された燃料ガス流通路及び酸化剤ガス流通路と、前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路のうち少なくともいずれか一方の流通路に対し導電性多孔質材料で隔離して設けた水流通路を有するセパレータとからなる単位電池を所定数積層してなる燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池スタックに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料電池に冷却水を供給する冷却水供給手段とからなる燃料電池システムにおいて、前記燃料電池スタックから冷却水ポンプにより冷却水を排出する冷却水排出手段を設け、前記冷却水ポンプと前記冷却水供給手段の間に冷却水タンクを設け、前記冷却水タンクを前記燃料電池スタックよりも高い位置に設置し、該燃料電池システムの運転停止時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給を停止するとともに冷却水ポンプを停止し、前記冷却水タンク内の水を、前記導電性多孔質材料を介して、前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路に供給するように構成したことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there are provided two gas diffusion electrodes sandwiching a solid polymer electrolyte membrane, a fuel gas flow path and an oxidant gas flow path disposed in contact with the gas diffusion electrodes, and the fuel A fuel cell formed by laminating a predetermined number of unit cells each having a separator having a water flow passage provided separately from a conductive porous material with respect to at least one of the gas flow passage and the oxidant gas flow passage. Stack, fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell stack, oxidant gas supply means for supplying oxidant gas to the fuel cell stack, and cooling water supply means for supplying cooling water to the fuel cell A cooling water discharging means for discharging cooling water from the fuel cell stack by a cooling water pump, and providing the cooling water pump and the cooling water supply. A cooling water tank is provided between the means, the cooling water tank is installed at a position higher than the fuel cell stack, and when the operation of the fuel cell system is stopped, the supply of fuel gas or oxidant gas is stopped and the cooling water The pump is stopped, and the water in the cooling water tank is configured to be supplied to the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path through the conductive porous material.

以上のような構成を有する請求項2に記載の発明では、燃料電池システムの運転停止時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給を停止するとともに冷却水ポンプを停止すると、燃料電池スタックより高い位置に設置された冷却水タンクのヘッド差により、冷却水タンク内の水が、導電性多孔質材料を介して燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路に供給されるので、両ガス流通路を容易に水パージすることができる。   According to the second aspect of the invention having the above-described configuration, when the fuel cell system is stopped, when the supply of the fuel gas or the oxidant gas is stopped and the cooling water pump is stopped, the fuel cell system is positioned higher than the fuel cell stack. Due to the head difference of the installed cooling water tank, the water in the cooling water tank is supplied to the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path via the conductive porous material, so that both gas flow paths can be easily Water purge can be performed.

その結果、ガス流通路からマニホールドへと水パージされるので、アノード触媒層及びカソード触媒層に酸素が触れることなく、燃料電池スタック内の空隙が水で満たされ、燃料ガス流通路内の水素が燃料電池スタック外へと除去されるため、燃料ガス流通路に酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。   As a result, water is purged from the gas flow path to the manifold, so that oxygen does not touch the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer, so that the space in the fuel cell stack is filled with water, and the hydrogen in the fuel gas flow path is Since it is removed out of the fuel cell stack, it is possible to prevent corrosion caused by partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the fuel gas flow passage.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システムにおいて、前記冷却水供給手段と前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路を連通する第1のガス流通路パージ手段と、前記冷却水排出手段と前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路を連通する第2のガス流通路パージ手段とを設け、該燃料電池システムの運転停止時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給を停止するとともに、前記第1のガス流通路パージ手段及び第2のガス流通路パージ手段を介して、燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路に冷却水を供給するように構成したことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the fuel cell system according to the first or second aspect of the present invention, a first gas flow passage that connects the cooling water supply means and the fuel gas flow passage or the oxidant gas flow passage. A purge means, a cooling gas discharge means, and a second gas flow path purge means communicating the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path, and the fuel gas or oxidant is stopped when the operation of the fuel cell system is stopped. The gas supply is stopped, and the cooling water is supplied to the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path through the first gas flow path purge means and the second gas flow path purge means. It is characterized by that.

以上のような構成を有する請求項3に記載の発明では、燃料電池システムの運転停止時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給を停止するとともに、第1のガス流通路パージ手段及び第2のガス流通路パージ手段を介して、燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路に直接冷却水を供給することができるので、該ガス流通路を容易に水パージすることができる。   In the invention according to claim 3 having the above-described configuration, when the operation of the fuel cell system is stopped, the supply of the fuel gas or the oxidant gas is stopped, and the first gas flow path purge means and the second gas are stopped. Since the cooling water can be supplied directly to the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path via the flow path purge means, the gas flow path can be easily purged with water.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の燃料電池システムにおいて、該燃料電池システムの起動時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスを前記燃料電池スタックに供給すると同時に冷却水ポンプを起動して、燃料ガス流通路内の水または酸化剤ガス流通路内の水を、前記導電性多孔質材料を介して、前記水流通路へ取り除くように構成したことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell system according to any one of the first to third aspects, when the fuel cell or the oxidant gas is supplied to the fuel cell stack when the fuel cell system is started. At the same time, the cooling water pump is activated to remove the water in the fuel gas flow passage or the water in the oxidant gas flow passage to the water flow passage through the conductive porous material. To do.

以上のような構成を有する請求項4に記載の発明では、酸化剤ガス流通路及び燃料ガス流通路に酸素がない状態で燃料ガス流通路に水素を含む燃料ガスが供給されるため、燃料ガス流通路に酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。
さらに、燃料ガス供給または酸化剤ガス供給と同時に燃料ガス流通路内の水または酸化剤ガス流通路内の水が取り除かれるため、供給された燃料ガスまたは酸化剤ガスにより外部に排出される水の量を少なくすることができる。
In the invention according to claim 4 having the above-described configuration, the fuel gas containing hydrogen is supplied to the fuel gas passage without oxygen in the oxidant gas passage and the fuel gas passage. Corrosion caused by partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the flow path can be prevented.
Furthermore, since the water in the fuel gas flow path or the water in the oxidant gas flow path is removed simultaneously with the fuel gas supply or the oxidant gas supply, the water discharged to the outside by the supplied fuel gas or oxidant gas. The amount can be reduced.

請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の燃料電池システムにおいて、該燃料電池システムの起動時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスを前記燃料電池スタックに供給した後に冷却水ポンプを起動し、燃料ガス流通路内の水または酸化剤ガス流通路内の水を、前記導電性多孔質材料を介して、前記水流通路へ取り除くように構成したことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel cell system according to any one of the first to third aspects, when the fuel cell system is started, a fuel gas or an oxidant gas is supplied to the fuel cell stack. The cooling water pump is activated later, and the water in the fuel gas flow path or the water in the oxidant gas flow path is removed to the water flow path through the conductive porous material. .

以上のような構成を有する請求項5に記載の発明では、酸化剤ガス流通路及び燃料ガス流通路に酸素がない状態で燃料ガス流通路に水素を含む燃料ガスが供給されるため、燃料ガス流通路に酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。
さらに、燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給時には、ガスが供給されていないもう一方のガス流通路は水で満たされており、スタック外部からのもう一方のガスの進入を防ぐことができる。
In the invention according to claim 5 having the above-described configuration, the fuel gas containing hydrogen is supplied to the fuel gas flow passage without oxygen in the oxidant gas flow passage and the fuel gas flow passage. Corrosion caused by partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the flow path can be prevented.
Furthermore, when the fuel gas or the oxidant gas is supplied, the other gas flow passage not supplied with the gas is filled with water, and the other gas can be prevented from entering from the outside of the stack.

請求項6に記載の発明は、請求項3に記載の燃料電池システムにおいて、該燃料電池システムの起動時に、前記第1のガス流通路パージ手段及び第2のガス流通路パージ手段を介して、冷却水を燃料ガス流通路と酸化剤ガス流通路のいずれか一方に供給するとともに、冷却水が供給されていない燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路内の水を、前記導電性多孔質材料を介して、前記水流通路へ取り除くように構成したことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fuel cell system according to the third aspect, when the fuel cell system is started, the first gas flow path purge means and the second gas flow path purge means are used. The cooling water is supplied to one of the fuel gas flow path and the oxidant gas flow path, and the water in the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path not supplied with the cooling water is used as the conductive porous material. It is configured to be removed to the water flow path via

以上のような構成を有する請求項6に記載の発明では、酸化剤ガス流通路及び燃料ガス流通路に酸素がない状態で燃料ガス流通路に水素を含む燃料ガスが供給されるため、燃料ガス流通路に酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。   In the invention according to claim 6 having the above-described configuration, the fuel gas containing hydrogen is supplied to the fuel gas passage without oxygen in the oxidant gas passage and the fuel gas passage. Corrosion caused by partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the flow path can be prevented.

請求項7に記載の発明は、請求項3に記載の燃料電池システムの起動・停止方法であって、該燃料電池システムの運転停止時に、酸化剤ガスの供給を停止するとともに、前記第1のガス流通路パージ手段及び第2のガス流通路パージ手段を介して、前記酸化剤ガス流通路に冷却水を供給して水パージした後、燃料ガスの供給を停止し、その後に冷却水ポンプを停止するように制御し、該燃料電池システムの起動時に、冷却水ポンプを起動し、前記第1のガス流通路パージ手段及び第2のガス流通路パージ手段を介して、冷却水を酸化剤ガス流通路に供給するとともに、燃料ガス流通路内の水を前記導電性多孔質材料を介して取り除くように制御することを特徴とする。   A seventh aspect of the invention is a fuel cell system start / stop method according to the third aspect of the invention, in which the supply of the oxidant gas is stopped when the operation of the fuel cell system is stopped. After supplying the oxidant gas flow passage with the cooling water through the gas flow passage purge means and the second gas flow passage purge means to purge the water, the supply of the fuel gas is stopped, and then the cooling water pump is turned on. When the fuel cell system is started, the cooling water pump is started, and the cooling water is supplied to the oxidant gas via the first gas flow path purge means and the second gas flow path purge means. While supplying to a flow path, it controls so that the water in a fuel gas flow path may be removed through the said electroconductive porous material.

以上のような構成を有する請求項7に記載の発明では、該燃料電池システムの運転停止時には、まず、酸化剤ガス流通路に冷却水を供給して水パージした後、燃料ガスの供給を停止し、その後に冷却水ポンプを停止するように制御することにより、冷却水流通路及び酸化剤ガス流通路の冷却水の圧力は常圧になる。そして、燃料電池スタックよりも高い位置に設置された冷却水タンクまたは冷却水バッファのヘッド差により、冷却水タンク内の冷却水が、導電性多孔質材料を介して燃料ガス流通路に供給され、燃料ガス流通路が水パージされる。その結果、燃料ガス流通路に酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。   In the invention according to claim 7 having the above-described configuration, when the operation of the fuel cell system is stopped, first, cooling water is supplied to the oxidant gas flow passage and purged with water, and then the supply of fuel gas is stopped. Then, by controlling the cooling water pump to stop thereafter, the pressure of the cooling water in the cooling water flow passage and the oxidant gas flow passage becomes normal pressure. And by the head difference of the cooling water tank or the cooling water buffer installed at a position higher than the fuel cell stack, the cooling water in the cooling water tank is supplied to the fuel gas flow passage through the conductive porous material, The fuel gas flow passage is purged with water. As a result, it is possible to prevent corrosion caused by the partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the fuel gas flow passage.

また、該燃料電池システムの起動時には、冷却水ポンプを起動し、第1のガス流通路パージ手段及び第2のガス流通路パージ手段を介して、冷却水を酸化剤ガス流通路に供給するとともに、燃料ガス流通路内の水を前記導電性多孔質材料を介して取り除くように制御することにより、酸化剤ガス流通路及び燃料ガス流通路に酸素がない状態で、燃料ガス流通路に水素を含む燃料ガスが供給されるため、燃料ガス流通路に酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。
さらに、燃料ガス供給時には、酸化剤ガス流通路は負圧の冷却水が流れており、スタック外部からの未反応の酸素の進入を確実に防ぐことができる。
Further, when the fuel cell system is started, the cooling water pump is started, and the cooling water is supplied to the oxidant gas flow passage through the first gas flow passage purge means and the second gas flow passage purge means. By controlling the water in the fuel gas flow passage to be removed through the conductive porous material, hydrogen is supplied to the fuel gas flow passage in the absence of oxygen in the oxidant gas flow passage and the fuel gas flow passage. Since the contained fuel gas is supplied, it is possible to prevent corrosion caused by the partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the fuel gas flow passage.
Furthermore, when supplying the fuel gas, negative pressure cooling water flows through the oxidant gas flow passage, so that unreacted oxygen can be reliably prevented from entering from the outside of the stack.

請求項8に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システムの起動・停止方法であって、該燃料電池システムの運転停止時に、酸化剤ガスの供給を停止した後、燃料ガスの供給を停止し、その後に冷却水ポンプを停止するように制御し、該燃料電池システムの起動時に、燃料ガスの供給を開始した後、冷却水ポンプを起動し、その後に酸化剤ガスの供給を開始するように制御することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the fuel cell system start-up / stop method according to claim 1 or claim 2, wherein the supply of the oxidant gas is stopped when the operation of the fuel cell system is stopped. Control is made to stop the supply of the fuel gas, and then stop the cooling water pump. At the start of the fuel cell system, after the supply of the fuel gas is started, the cooling water pump is started, and then the oxidant gas It is characterized by controlling to start supply.

以上のような構成を有する請求項8に記載の発明では、該燃料電池システムの運転停止時には、酸化剤ガスの供給を停止した後、燃料ガスの供給を停止し、その後に冷却水ポンプを停止するように制御することにより、燃料電池スタックよりも高い位置に設置された冷却水タンクのヘッド差により、冷却水タンク内の冷却水が、導電性多孔質材料を介して燃料ガス流通路及び酸化剤ガス流通路に供給され、両ガス流通路を同時に水パージする。その結果、燃料ガス流通路に酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。   In the invention according to claim 8 having the above-described configuration, when the operation of the fuel cell system is stopped, the supply of the oxidant gas is stopped, the supply of the fuel gas is stopped, and then the cooling water pump is stopped. By controlling so that the cooling water tank installed at a position higher than the fuel cell stack may cause the cooling water in the cooling water tank to pass through the conductive porous material and the oxidation of the fuel gas flow path. It is supplied to the agent gas flow passage, and both gas flow passages are purged with water simultaneously. As a result, it is possible to prevent corrosion caused by the partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the fuel gas flow passage.

また、該燃料電池システムの起動時には、燃料ガスの供給を開始した後に、冷却水ポンプを起動し、その後に酸化剤ガスの供給を開始するように制御することにより、酸化剤ガス流通路及び燃料ガス流通路に酸素がない状態で燃料ガス流通路に燃料ガスが供給されるため、燃料ガス流通路に酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。   Further, when the fuel cell system is started, the supply of the fuel gas is started, then the cooling water pump is started, and then the supply of the oxidant gas is started, whereby the oxidant gas flow path and the fuel are controlled. Since the fuel gas is supplied to the fuel gas flow passage in a state where there is no oxygen in the gas flow passage, it is possible to prevent corrosion caused by the partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the fuel gas flow passage.

本発明によれば、窒素ガスなどのパージガスを用いなくても安全に起動停止でき、起動停止に伴う性能の低下を防止できる燃料電池システム及びその起動・停止方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a fuel cell system that can be safely started and stopped without using a purge gas such as nitrogen gas, and that can prevent deterioration in performance associated with the start and stop, and a start and stop method thereof.

次に、本発明を実施するための最良の形態(以下、「実施形態」と呼ぶ)について図面を参照して具体的に説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be specifically described with reference to the drawings.

(1)第1実施形態
(1−1)構成
本実施形態の燃料電池システムは、図1に示したように、固体高分子型燃料電池スタック(以下、燃料電池スタックという)100と、この燃料電池スタック100に対して反応ガスを供給・排出するための燃料ガス供給手段111、酸化剤ガス供給手段121、燃料ガス排出手段118及び酸化剤ガス排出手段128を備え、また、冷却水タンク132から燃料電池スタック100に冷却水を供給するための冷却水供給手段131と、冷却水ポンプ134を含む冷却水排出手段133とを備えている。
(1) Configuration of First Embodiment (1-1) The fuel cell system according to this embodiment includes a solid polymer fuel cell stack (hereinafter referred to as a fuel cell stack) 100 and the fuel as shown in FIG. A fuel gas supply unit 111, an oxidant gas supply unit 121, a fuel gas discharge unit 118, and an oxidant gas discharge unit 128 for supplying and discharging reaction gas to and from the battery stack 100 are provided. A cooling water supply means 131 for supplying cooling water to the fuel cell stack 100 and a cooling water discharge means 133 including a cooling water pump 134 are provided.

また、燃料電池スタック100の冷却水出口マニホールド402と冷却水ポンプ134との間には、冷却水バッファ135が設けられている。なお、この冷却水バッファ135は、燃料電池システムのパッケージ内で、燃料電池スタック100よりも高い位置に設置されている。   A cooling water buffer 135 is provided between the cooling water outlet manifold 402 of the fuel cell stack 100 and the cooling water pump 134. The cooling water buffer 135 is installed at a position higher than the fuel cell stack 100 in the package of the fuel cell system.

このような構成において、発電時には、冷却水タンク100の上部は大気圧に開放されており、冷却水供給配管137から燃料電池スタックの冷却水流通路、冷却水バッファ135、冷却水ポンプ134の入口までは、配管の圧力損失により大気圧よりも低い圧力、すなわち負圧となっている。このため、冷却水バッファ135内は水で満たされており、ガスは全て冷却水ポンプ134により冷却水タンク132の上部空間へと排出されるようになっている。   In such a configuration, at the time of power generation, the upper part of the cooling water tank 100 is open to the atmospheric pressure, and from the cooling water supply pipe 137 to the cooling water flow path of the fuel cell stack, the cooling water buffer 135, and the inlet of the cooling water pump 134. Is a pressure lower than the atmospheric pressure, that is, a negative pressure due to the pressure loss of the piping. For this reason, the inside of the cooling water buffer 135 is filled with water, and all the gas is discharged to the upper space of the cooling water tank 132 by the cooling water pump 134.

次に、図2により、固体高分子型燃料電池スタック100内のガス及び冷却水の流れについて説明する。
燃料電池スタック100の起電部の周りには、ガス及び冷却水マニホールドが装着されており、それぞれ起電部のガス及び冷却水流通路と連通している。すなわち、起電部左側面には燃料入口マニホールド201が装着されており、点線で示した燃料ガス流通路103cと連通され、燃料電池起電部の燃料ガス流通路に燃料ガスを供給するように構成されている。
Next, the flow of gas and cooling water in the polymer electrolyte fuel cell stack 100 will be described with reference to FIG.
A gas and cooling water manifold is mounted around the electromotive portion of the fuel cell stack 100 and communicates with the gas and cooling water flow passages of the electromotive portion, respectively. That is, a fuel inlet manifold 201 is mounted on the left side of the electromotive unit, communicates with the fuel gas flow passage 103c indicated by a dotted line, and supplies fuel gas to the fuel gas flow passage of the fuel cell electromotive unit. It is configured.

また、起電部右側面には燃料出口マニホールド202が装着されており、前記燃料ガス流通路103cと連通され、燃料電池起電部で未反応の燃料ガスを排出するように構成されている。さらに、起電部上側面には空気入口マニホールド301・冷却水出口マニホールド402が装着されており、空気入口マニホールド3が破線で示した酸化剤ガス流通路104cと、冷却水出口マニホールド402が実線で示した冷却水流通路107cと、それぞれ連通されている。また、起電部下側面には空気出口マニホールド302・冷却水入口マニホールド401が装着されており、空気出口マニホールド302が破線で示した前記酸化剤ガス流通路104cと、冷却水入口マニホールド401が実線で示した前記冷却水流通路107cと、それぞれ連通されている。   A fuel outlet manifold 202 is mounted on the right side of the electromotive unit, communicates with the fuel gas flow passage 103c, and is configured to discharge unreacted fuel gas at the fuel cell electromotive unit. Further, an air inlet manifold 301 and a cooling water outlet manifold 402 are mounted on the upper side surface of the electromotive unit. The oxidant gas flow passage 104c in which the air inlet manifold 3 is indicated by a broken line and the cooling water outlet manifold 402 are indicated by a solid line. The cooling water flow passage 107c shown in FIG. Further, an air outlet manifold 302 and a cooling water inlet manifold 401 are mounted on the lower side surface of the electromotive unit. The air outlet manifold 302 is indicated by a broken line, and the cooling water inlet manifold 401 is indicated by a solid line. The cooling water flow passages 107c shown in FIG.

図3は、固体高分子型燃料電池スタック100の起電部のA−A’断面を示したものである。すなわち、起電部は複数積層した単位電池101で構成されており、この単位電池101は、膜電極複合体(MEA)108の両側にアノードセパレータ105及びカソードセパレータ106を挟持して構成されている。また、膜電極複合体(MEA)108は、さらに高分子電解質膜102、アノードガス拡散電極103、カソードガス拡散電極104で構成され、燃料ガス中の水素と酸化剤ガス中の酸素の電気化学反応により、発電を行う。   FIG. 3 shows an A-A ′ cross section of the electromotive part of the polymer electrolyte fuel cell stack 100. That is, the electromotive unit is composed of a plurality of stacked unit cells 101, and this unit cell 101 is configured by sandwiching an anode separator 105 and a cathode separator 106 on both sides of a membrane electrode assembly (MEA) 108. . The membrane electrode assembly (MEA) 108 is further composed of a polymer electrolyte membrane 102, an anode gas diffusion electrode 103, and a cathode gas diffusion electrode 104, and an electrochemical reaction between hydrogen in the fuel gas and oxygen in the oxidant gas. To generate electricity.

また、アノードセパレータ105及びカソードセパレータ106は、導電性多孔質カーボン板の片面に流路溝が形成され、燃料ガス流通路103c及び酸化剤ガス流通路104cを形成している。また、アノードセパレータ105とカソードセパレータ106の裏面の少なくとも一方には流路溝が形成されており、冷却水流通路107cを形成している。   Further, the anode separator 105 and the cathode separator 106 have a channel groove formed on one surface of the conductive porous carbon plate, and form a fuel gas flow passage 103c and an oxidant gas flow passage 104c. Further, a channel groove is formed on at least one of the back surfaces of the anode separator 105 and the cathode separator 106, and a cooling water flow passage 107c is formed.

図1に示す燃料ガス供給手段111は、図3に示す燃料電池スタック100の燃料ガス流通路103cと連通しており、水素を含む燃料ガスを供給するように構成されている。また、酸化剤ガス供給手段121は、燃料電池スタック100の酸化剤ガス流通路104cと連通しており、空気など酸素を含む酸化剤ガスを供給するように構成されている。また、図1に示す燃料ガス排出手段118は、図3に示す燃料電池スタック100の燃料ガス流路103cと流通していて、未反応の燃料ガスを排出するように構成されている。また、酸化剤ガス排出手段128は、燃料電池スタック100の酸化剤ガス流路104cと流通していて、未反応の酸化剤ガスを排出するように構成されている。   The fuel gas supply means 111 shown in FIG. 1 communicates with the fuel gas flow passage 103c of the fuel cell stack 100 shown in FIG. 3, and is configured to supply a fuel gas containing hydrogen. The oxidant gas supply means 121 communicates with the oxidant gas flow passage 104c of the fuel cell stack 100 and is configured to supply an oxidant gas containing oxygen such as air. Further, the fuel gas discharge means 118 shown in FIG. 1 is in circulation with the fuel gas flow path 103c of the fuel cell stack 100 shown in FIG. 3, and is configured to discharge unreacted fuel gas. The oxidant gas discharge means 128 is circulated with the oxidant gas flow path 104c of the fuel cell stack 100 and is configured to discharge unreacted oxidant gas.

また、図1に示す冷却水供給手段131は、流量調節弁136及び冷却水供給配管137より構成され、冷却水タンク132及び燃料電池スタック100の冷却水入口マニホールド401と連通しており、冷却水タンク132内の冷却水を燃料電池スタック100に供給するように構成されている。また、冷却水排出手段133は、冷却水ポンプ134及び冷却水排出配管138より構成され、燃料電池スタック100の冷却水出口マニホールド402及び冷却水タンク132と連通しており、冷却水を冷却水ポンプ134により冷却水タンク132へと吐出するように構成されている。   1 includes a flow rate adjusting valve 136 and a cooling water supply pipe 137, and is in communication with the cooling water tank 132 and the cooling water inlet manifold 401 of the fuel cell stack 100. The cooling water in the tank 132 is configured to be supplied to the fuel cell stack 100. The cooling water discharge means 133 includes a cooling water pump 134 and a cooling water discharge pipe 138, and communicates with the cooling water outlet manifold 402 and the cooling water tank 132 of the fuel cell stack 100. The cooling water pump 134 is configured to be discharged to the cooling water tank 132.

(1−2)作用
(1−2−1)発電運転停止の制御
次に、図4と図5を用いて、本実施形態の燃料電池システムにおける発電運転停止の制御フロー及び発電運転停止時の燃料電池スタックの電圧の変化について説明する。
(1-2) Operation (1-2-1) Control of Power Generation Operation Stop Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the control flow of power generation operation stop in the fuel cell system of the present embodiment and the power generation operation stop time. A change in the voltage of the fuel cell stack will be described.

発電運転停止の制御は、通常運転時の状態、つまりスタック電圧がAの状態で、図示しないコントローラにより開始される。
まず、燃料電池スタックの起電力による発電電力を消費している外部負荷が切断されると、燃料電池スタックは無負荷、つまり燃料電池スタックの電圧が開路電圧Bに等しい状態になる。
The power generation operation stop control is started by a controller (not shown) in a state during normal operation, that is, in a state where the stack voltage is A.
First, when an external load consuming power generated by the electromotive force of the fuel cell stack is disconnected, the fuel cell stack is unloaded, that is, the voltage of the fuel cell stack is equal to the open circuit voltage B.

次に、空気供給源が遮断され、燃料電池スタックへの空気の供給が止まる。これにより、酸化剤ガス流通路104cに残留している空気中の酸素が固体高分子膜102を介して燃料ガス流通路103cに拡散し、燃料ガス中の水素と反応して消費される。その結果、酸化剤ガス流通路104cに存在する酸素の分圧が低下し、燃料電池スタックの電圧はCに近づく。   Next, the air supply source is shut off, and the supply of air to the fuel cell stack is stopped. As a result, oxygen in the air remaining in the oxidant gas flow passage 104c diffuses into the fuel gas flow passage 103c via the solid polymer film 102, and is consumed by reacting with hydrogen in the fuel gas. As a result, the partial pressure of oxygen existing in the oxidant gas flow passage 104c decreases, and the voltage of the fuel cell stack approaches C.

次に、燃料ガス供給源が遮断され、燃料電池スタックへの燃料ガスの供給が止まる。これにより、燃料電池スタックの電圧はさらに低いDに近づく。この時点で、燃料ガス流通路103cには未反応の水素が残っているが、酸化剤ガス流通路104cにおいては酸素がほとんど消費されているため、酸化剤ガス流通路104c内は、残りの空気成分、つまり窒素を主成分とする不活性ガスで満たされている。また、冷却水ポンプの運転が行われているので、冷却水流通路107cの冷却水の圧力は大気圧よりも低い負圧であり、冷却水が燃料ガス流通路103c及び酸化剤ガス流通路104cに染み出すこともない。   Next, the fuel gas supply source is shut off, and the supply of fuel gas to the fuel cell stack is stopped. As a result, the voltage of the fuel cell stack approaches a lower D. At this time, unreacted hydrogen remains in the fuel gas flow passage 103c, but oxygen is almost consumed in the oxidant gas flow passage 104c. It is filled with a component, that is, an inert gas mainly containing nitrogen. Further, since the cooling water pump is operated, the pressure of the cooling water in the cooling water flow passage 107c is a negative pressure lower than the atmospheric pressure, and the cooling water flows into the fuel gas flow passage 103c and the oxidant gas flow passage 104c. It does not ooze out.

次に、冷却水ポンプ134の運転が停止され、それと同時に、冷却水供給手段131に設けられた流量調節弁136が閉止される。その結果、ポンプ入口の吸引圧力が無くなり、冷却水流通路107cの冷却水の圧力は常圧になる。さらに、燃料電池スタック100よりも上部に冷却水バッファ135があるため、そのヘッド差により冷却水流通路107cの冷却水が加圧され、冷却水バッファ135に貯蔵されている冷却水が、導電性多孔質材料を介して燃料ガス流通路103c及び酸化剤ガス流通路104cに供給され、水パージが行われる。   Next, the operation of the cooling water pump 134 is stopped, and at the same time, the flow rate adjustment valve 136 provided in the cooling water supply means 131 is closed. As a result, the suction pressure at the pump inlet disappears, and the cooling water pressure in the cooling water flow passage 107c becomes a normal pressure. Further, since there is a cooling water buffer 135 above the fuel cell stack 100, the cooling water in the cooling water flow passage 107c is pressurized due to the head difference, and the cooling water stored in the cooling water buffer 135 becomes conductive porous. The material is supplied to the fuel gas flow passage 103c and the oxidant gas flow passage 104c through the material, and water purge is performed.

このようにして燃料電池スタックの両極から水素及び酸素が除去されるため、スタック電圧はさらに低下し、電圧0(=E)に近づく。
以上で発電運転停止の制御は終了する。
Since hydrogen and oxygen are removed from both electrodes of the fuel cell stack in this way, the stack voltage further decreases and approaches voltage 0 (= E).
This completes the control for stopping the power generation operation.

なお、冷却水ポンプの停止と同時に、冷却水供給手段131の流量調節弁136が閉止されるため、冷却水バッファ135内の冷却水が、燃料電池スタック100を介して冷却水タンク132に逆流するのを防止することができるので、水パージをより確実なものとすることができる。   Since the flow rate adjustment valve 136 of the cooling water supply means 131 is closed simultaneously with the stop of the cooling water pump, the cooling water in the cooling water buffer 135 flows back to the cooling water tank 132 via the fuel cell stack 100. Therefore, the water purge can be made more reliable.

図6は、停止時の燃料電池システムの構成を示す図である。すなわち、燃料電池システムの停止時には、燃料電池スタック100よりも上部にある冷却水バッファ135は空になり、貯蔵されていた冷却水が燃料電池スタックの燃料ガス流通路103c、酸化剤ガス流通路104c、冷却水流通路107cを満たして、水素や酸素の進入を防いでいる。なお、図において、冷却水ポンプ134、流量調節弁136等を黒く表示したのは、それらが停止あるいは閉じられていることを示している。   FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the fuel cell system at the time of stop. That is, when the fuel cell system is stopped, the cooling water buffer 135 above the fuel cell stack 100 is emptied, and the stored cooling water is used for the fuel gas flow passage 103c and the oxidant gas flow passage 104c of the fuel cell stack. The cooling water flow passage 107c is filled to prevent entry of hydrogen and oxygen. In the drawing, the cooling water pump 134, the flow rate adjusting valve 136, etc., which are displayed in black, indicate that they are stopped or closed.

このように、本実施形態においては、ガス流通路からマニホールドへと水パージされるので、アノード触媒層103a及びカソード触媒層104aに酸素が触れることなく、燃料電池スタック内の空隙が水で満たされ、燃料ガス流通路103c内の水素が燃料電池スタック外へと除去されるため、燃料ガス流通路103cに酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。   As described above, in this embodiment, water purge is performed from the gas flow path to the manifold, so that oxygen does not touch the anode catalyst layer 103a and the cathode catalyst layer 104a, and the voids in the fuel cell stack are filled with water. Since the hydrogen in the fuel gas flow passage 103c is removed from the fuel cell stack, it is possible to prevent corrosion caused by the partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the fuel gas flow passage 103c.

(1−2−2)起動の制御
続いて、図7及び図8を用いて本実施形態の起動の制御フロー及び起動時の燃料電池スタックの電圧の変化について説明する。
起動の制御は、停止の状態、つまりスタック電圧がEの状態で、図示しないコントローラにより開始される。最初に燃料供給源より燃料ガスが燃料電池スタック100に供給され、直後に冷却水ポンプ134が起動する。燃料ガスの供給により燃料ガス流通路103c内の水が押し出されるが、直後に冷却水ポンプ134を起動することにより、冷却水流通路107c内の冷却水が負圧になり、燃料ガス流通路103c及び酸化剤ガス流路104c内の水が、導電性多孔質材料を介して冷却水流通路107cへと取り除かれる。
(1-2-2) Startup Control Next, the startup control flow of this embodiment and the change in the voltage of the fuel cell stack at startup will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
The start control is started by a controller (not shown) in a stopped state, that is, in a state where the stack voltage is E. First, fuel gas is supplied from the fuel supply source to the fuel cell stack 100, and immediately thereafter, the cooling water pump 134 is activated. Although the water in the fuel gas flow passage 103c is pushed out by the supply of the fuel gas, immediately after the cooling water pump 134 is started, the cooling water in the cooling water flow passage 107c becomes negative pressure, and the fuel gas flow passage 103c and Water in the oxidant gas flow path 104c is removed to the cooling water flow path 107c through the conductive porous material.

このようにして冷却水が取り除かれた燃料ガス流通路103cには、燃料ガス供給手段111及び燃料ガス排出手段118に残存する水素を含む燃料ガスが供給され、次いで、燃料ガス供給手段111により燃料ガスが供給される。一方、冷却水が取り除かれた酸化剤ガス流通路104cには、空気入口マニホールド301及び空気出口マニホールド302に残存する酸素を含まない空気、つまり窒素を主成分とする不活性ガスが供給された後、酸化剤ガス供給手段121及び酸化剤ガス排出手段128に残存する酸素を含む空気が供給される。燃料ガス流通路に燃料ガスが供給される時には、酸化剤ガス流通路は水で満たされており、前記残存する酸素の進入を確実に防ぐことができる。   Fuel gas containing hydrogen remaining in the fuel gas supply means 111 and the fuel gas discharge means 118 is supplied to the fuel gas flow passage 103c from which the cooling water has been removed in this way, and then the fuel gas supply means 111 supplies the fuel. Gas is supplied. On the other hand, after the cooling water is removed, the oxidant gas flow passage 104c is supplied with oxygen-free air remaining in the air inlet manifold 301 and the air outlet manifold 302, that is, an inert gas mainly containing nitrogen. The oxygen-containing air remaining in the oxidant gas supply means 121 and the oxidant gas discharge means 128 is supplied. When the fuel gas is supplied to the fuel gas flow passage, the oxidant gas flow passage is filled with water, so that the remaining oxygen can be reliably prevented from entering.

このように、酸化剤ガス流通路104c及び燃料ガス流通路103cに酸素がない状態で燃料ガス流通路103cに水素を含む燃料ガスが供給されるため、燃料ガス流通路103cに酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。スタック電圧はCの状態に保たれる。   In this way, since the fuel gas containing hydrogen is supplied to the fuel gas flow passage 103c in a state where there is no oxygen in the oxidant gas flow passage 104c and the fuel gas flow passage 103c, oxygen and hydrogen coexist in the fuel gas flow passage 103c. This can prevent corrosion caused by the partial battery. The stack voltage is kept in the C state.

次に、酸化剤ガス供給手段121により酸化剤ガス、具体的には空気が酸化剤ガス流通路104cに導入される。スタック電圧は開路電圧Bに保持される。最後に外部負荷が接続され、燃料電池スタックの起電力による発電が開始され、スタック電圧は電圧Aに保持される。以上で起動の制御は終了し、定常の発電運転に移行する。   Next, an oxidant gas, specifically air, is introduced into the oxidant gas flow passage 104 c by the oxidant gas supply means 121. The stack voltage is held at the open circuit voltage B. Finally, an external load is connected, power generation by the electromotive force of the fuel cell stack is started, and the stack voltage is held at voltage A. The start control is thus completed, and the routine proceeds to steady power generation operation.

(1−3)効果
上述した方法により、100回の起動・停止を行い、スタック電圧の変化を調べたところ、図9の実線Aで示すような結果が得られた。また、従来の方法と比較するため、起動・停止時に両極を窒素ガスによりパージする方法により、100回の起動・停止を行い、スタック電圧の変化を調べたところ、図9の点線Bで示すような結果が得られた。なお、図9は、スタック電圧と起動停止回数の関係を示した図である。
(1-3) Effect When the stack voltage was examined by starting and stopping 100 times by the method described above, the result as shown by the solid line A in FIG. 9 was obtained. Further, for comparison with the conventional method, when the start and stop are purged with nitrogen gas at the start and stop, the start and stop are performed 100 times, and the change in the stack voltage is examined. As shown by the dotted line B in FIG. Results were obtained. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the stack voltage and the number of start / stop times.

図9から明らかなように、本実施形態の方法により起動停止した場合、起動停止回数の増加とともにスタック電圧は低下する傾向を示したが、その傾きは従来の窒素パージによる方法と同程度であり、本実施形態によれば、窒素ガスを用いずに窒素パージと同程度の電圧劣化に抑えることができることが分かった。   As is apparent from FIG. 9, when starting and stopping by the method of the present embodiment, the stack voltage tended to decrease as the number of times of starting and stopping increased, but the slope thereof is similar to the method by the conventional nitrogen purge. According to the present embodiment, it has been found that voltage degradation comparable to that of nitrogen purge can be suppressed without using nitrogen gas.

(2)第2実施形態
(2−1)構成
本実施形態の燃料電池システムは、上記第1実施形態の変形例であって、図10に示したように、冷却水バッファ135を取り除き、冷却水タンク132を燃料電池スタック100よりも高い位置に設置したものである。その他の構成は、上記第1実施形態と同様であるので、説明は省略する。
(2) Configuration of Second Embodiment (2-1) The fuel cell system of the present embodiment is a modification of the first embodiment, and as shown in FIG. 10, the cooling water buffer 135 is removed and cooling is performed. The water tank 132 is installed at a position higher than the fuel cell stack 100. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof will be omitted.

(2−2)作用
(2−2−1)発電運転停止の制御
本実施形態の燃料電池システムにおける発電運転停止の制御フロー図及び発電運転停止時の燃料電池スタックの電圧の変化は、上記第1実施形態と同様に、図4及び図5に示すようになる。
(2-2) Operation (2-2-1) Control of Stopping Power Generation Operation The control flow diagram of power generation operation stop in the fuel cell system of the present embodiment and the change in the voltage of the fuel cell stack when power generation operation is stopped are described above. As in the first embodiment, it is as shown in FIGS.

まず、燃料電池スタックの起電力による発電電力を消費している外部負荷が切断されると、燃料電池スタックは無負荷、つまり燃料電池スタックの電圧が開路電圧Bに等しい状態になる。次に、空気供給源が遮断され、燃料電池スタックへの空気の供給が止まる。これにより、酸化剤ガス流通路104cに残留している空気中の酸素が、固体高分子膜102を介して燃料ガス流通路103cに拡散し、燃料ガス中の水素と反応して消費される。その結果、酸化剤ガス流通路104cに存在する酸素の分圧が低下し、燃料電池スタックの電圧はCに近づく。   First, when an external load consuming power generated by the electromotive force of the fuel cell stack is disconnected, the fuel cell stack is unloaded, that is, the voltage of the fuel cell stack is equal to the open circuit voltage B. Next, the air supply source is shut off, and the supply of air to the fuel cell stack is stopped. As a result, oxygen in the air remaining in the oxidant gas flow passage 104c diffuses into the fuel gas flow passage 103c via the solid polymer film 102, and is consumed by reacting with hydrogen in the fuel gas. As a result, the partial pressure of oxygen existing in the oxidant gas flow passage 104c decreases, and the voltage of the fuel cell stack approaches C.

次に、燃料ガス供給源が遮断され、燃料電池スタックへの燃料ガスの供給が止まる。これにより、燃料電池スタックの電圧はさらに低いDに近づく。この時点で、燃料ガス流通路103cには未反応の水素が残っているが、酸化剤ガス流通路104cにおいては酸素がほとんど消費されているため、酸化剤ガス流通路104c内は、残りの空気成分、つまり窒素を主成分とする不活性ガスで満たされている。また、冷却水ポンプの運転が行われているので、冷却水流通路107cの冷却水の圧力は大気圧よりも低い負圧であり、冷却水が燃料ガス流通路103c及び酸化剤ガス流通路104cに染み出すこともない。   Next, the fuel gas supply source is shut off, and the supply of fuel gas to the fuel cell stack is stopped. As a result, the voltage of the fuel cell stack approaches a lower D. At this time, unreacted hydrogen remains in the fuel gas flow passage 103c, but oxygen is almost consumed in the oxidant gas flow passage 104c. It is filled with a component, that is, an inert gas mainly containing nitrogen. Further, since the cooling water pump is operated, the pressure of the cooling water in the cooling water flow passage 107c is a negative pressure lower than the atmospheric pressure, and the cooling water flows into the fuel gas flow passage 103c and the oxidant gas flow passage 104c. It does not ooze out.

次に、冷却水ポンプ134の運転が停止される。その結果、ポンプ入口の吸引圧力が無くなり、冷却水流通路107cの冷却水の圧力は常圧になる。さらに、燃料電池スタック100よりも上部に冷却水タンク132があるため、そのヘッド差により冷却水流通路107cの冷却水が加圧され、冷却水タンク132に貯蔵されている冷却水が、導電性多孔質材料を介して燃料ガス流通路103c及び酸化剤ガス流通路104cに供給され、水パージが行われる。   Next, the operation of the cooling water pump 134 is stopped. As a result, the suction pressure at the pump inlet disappears, and the cooling water pressure in the cooling water flow passage 107c becomes a normal pressure. Further, since the cooling water tank 132 is located above the fuel cell stack 100, the cooling water in the cooling water flow passage 107c is pressurized due to the head difference, and the cooling water stored in the cooling water tank 132 becomes conductive porous. The material is supplied to the fuel gas flow passage 103c and the oxidant gas flow passage 104c through the material, and water purge is performed.

このようにして燃料電池スタックの両極から水素及び酸素が除去されるため、スタック電圧はさらに低下し、電圧0(=E)に近づく。
以上で発電運転停止の制御は終了する。
Since hydrogen and oxygen are removed from both electrodes of the fuel cell stack in this way, the stack voltage further decreases and approaches voltage 0 (= E).
This completes the control for stopping the power generation operation.

なお、図11は、停止時の燃料電池システムの構成を示す図である。すなわち、燃料電池システムの停止時には、燃料電池スタック100よりも上部にある冷却水タンク132は空になり、貯蔵されていた冷却水が燃料電池スタックの燃料ガス流通路103c、酸化剤ガス流通路104c、冷却水流通路107cを満たして、水素や酸素の進入を防いでいる。   In addition, FIG. 11 is a figure which shows the structure of the fuel cell system at the time of a stop. That is, when the fuel cell system is stopped, the cooling water tank 132 above the fuel cell stack 100 is emptied, and the stored cooling water is used for the fuel gas flow passage 103c and the oxidant gas flow passage 104c of the fuel cell stack. The cooling water flow passage 107c is filled to prevent entry of hydrogen and oxygen.

このように、本実施形態においては、ガス流通路からマニホールドへと水パージされるので、アノード触媒層103a及びカソード触媒層104aに酸素が触れることなく、燃料電池スタック内の空隙が水で満たされ、燃料ガス流通路103c内の水素が燃料電池スタック外へと除去されるため、燃料ガス流通路103cに酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。   As described above, in this embodiment, water purge is performed from the gas flow path to the manifold, so that oxygen does not touch the anode catalyst layer 103a and the cathode catalyst layer 104a, and the voids in the fuel cell stack are filled with water. Since the hydrogen in the fuel gas flow passage 103c is removed from the fuel cell stack, it is possible to prevent corrosion caused by the partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the fuel gas flow passage 103c.

(2−2−2)起動の制御
本実施形態の起動の制御フロー図及び発電運転停止時の燃料電池スタックの電圧の変化は、上記第1実施形態と同様に、図7及び図8に示すようになる。
最初に燃料供給源より燃料ガスが燃料電池スタック100に供給され、直後に冷却水ポンプ134が起動する。燃料ガスの供給により燃料ガス流通路103c内の水が押し出されるが、直後に冷却水ポンプ134を起動することにより、冷却水流通路107c内の冷却水が負圧になり、燃料ガス流通路103c及び酸化剤ガス流路104c内の水が、導電性多孔質材料を介して冷却水流通路107cへと取り除かれる。
(2-2-2) Control of Startup The control flow diagram of startup of this embodiment and the change in the voltage of the fuel cell stack when power generation operation is stopped are shown in FIGS. 7 and 8 as in the first embodiment. It becomes like this.
First, fuel gas is supplied from the fuel supply source to the fuel cell stack 100, and immediately thereafter, the cooling water pump 134 is activated. Although the water in the fuel gas flow passage 103c is pushed out by the supply of the fuel gas, immediately after the cooling water pump 134 is started, the cooling water in the cooling water flow passage 107c becomes negative pressure, and the fuel gas flow passage 103c and Water in the oxidant gas flow path 104c is removed to the cooling water flow path 107c through the conductive porous material.

このようにして冷却水が取り除かれた燃料ガス流通路103cには、燃料ガス供給手段111及び燃料ガス排出手段118に残存する水素を含む燃料ガスが供給され、次いで燃料ガス供給手段111により燃料ガスが供給される。一方、冷却水が取り除かれた酸化剤ガス流通路104cには、空気入口マニホールド301及び空気出口マニホールド302に残存する酸素を含まない空気、つまり窒素を主成分とする不活性ガスが供給された後、酸化剤ガス供給手段121及び酸化剤ガス排出手段128に残存する酸素を含む空気が供給される。燃料ガス流通路に燃料ガスが供給される時には、酸化剤ガス流通路は水で満たされており、前記残存する酸素の進入を確実に防ぐことができる。   Fuel gas containing hydrogen remaining in the fuel gas supply means 111 and the fuel gas discharge means 118 is supplied to the fuel gas flow passage 103c from which the cooling water has been removed in this manner, and then the fuel gas is supplied by the fuel gas supply means 111. Is supplied. On the other hand, after the cooling water is removed, the oxidant gas flow passage 104c is supplied with oxygen-free air remaining in the air inlet manifold 301 and the air outlet manifold 302, that is, an inert gas mainly containing nitrogen. The oxygen-containing air remaining in the oxidant gas supply means 121 and the oxidant gas discharge means 128 is supplied. When the fuel gas is supplied to the fuel gas flow passage, the oxidant gas flow passage is filled with water, so that the remaining oxygen can be reliably prevented from entering.

このように、酸化剤ガス流通路104c及び燃料ガス流通路103cに酸素がない状態で燃料ガス流通路103cに水素を含む燃料ガスが供給されるため、燃料ガス流通路103cに酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。スタック電圧はCの状態に保たれる。   In this way, since the fuel gas containing hydrogen is supplied to the fuel gas flow passage 103c in a state where there is no oxygen in the oxidant gas flow passage 104c and the fuel gas flow passage 103c, oxygen and hydrogen coexist in the fuel gas flow passage 103c. This can prevent corrosion caused by the partial battery. The stack voltage is kept in the C state.

次に、酸化剤ガス供給手段121により酸化剤ガス、具体的には空気が酸化剤ガス流通路104cに導入される。スタック電圧は開路電圧Bに保持される。最後に外部負荷が接続され、燃料電池スタックの起電力による発電が開始され、スタック電圧は電圧Aに保持される。以上で起動の制御は終了し、定常の発電運転に移行する。   Next, an oxidant gas, specifically air, is introduced into the oxidant gas flow passage 104 c by the oxidant gas supply means 121. The stack voltage is held at the open circuit voltage B. Finally, an external load is connected, power generation by the electromotive force of the fuel cell stack is started, and the stack voltage is held at voltage A. The start control is thus completed, and the routine proceeds to steady power generation operation.

(2−3)効果
本実施形態においても、上述した方法により、100回の起動・停止を行い、スタック電圧の変化を調べたところ、第1実施形態と同様に、図9の実線Aで示すような結果が得られた。また、従来の方法と比較するため、起動・停止時に両極を窒素ガスによりパージする方法により、100回の起動・停止を行い、スタック電圧の変化を調べたところ、図9の点線Bで示すような結果が得られた。このように、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、窒素ガスを用いずに窒素パージと同程度の電圧劣化に抑えることができることが分かった。
(2-3) Effect Also in this embodiment, when the stack voltage change is examined by starting and stopping 100 times by the above-described method, it is shown by a solid line A in FIG. 9 as in the first embodiment. The result was obtained. Further, for comparison with the conventional method, when the start and stop are purged with nitrogen gas at the start and stop, the start and stop are performed 100 times, and the change in the stack voltage is examined. As shown by the dotted line B in FIG. Results were obtained. As described above, it has been found that, in this embodiment as well, as in the first embodiment, it is possible to suppress the voltage deterioration to the same level as the nitrogen purge without using nitrogen gas.

(3)第3実施形態
(3−1)構成
本実施形態の燃料電池システムは、上記第2実施形態の変形例であって、図12に示したように、冷却水供給手段131と酸化剤ガス排出手段128とを連通する第1の酸化剤ガス流通路水パージ手段(以下、第1の水パージ手段という)126aと、冷却水排出手段133と酸化剤ガス供給手段121とを連通する第2の酸化剤ガス流通路水パージ手段(以下、第2の水パージ手段という)126bとが設けられている。
(3) Configuration of Third Embodiment (3-1) The fuel cell system of this embodiment is a modification of the second embodiment, and as shown in FIG. 12, the cooling water supply means 131 and the oxidant A first oxidant gas flow passage water purge means (hereinafter referred to as a first water purge means) 126a communicating with the gas discharge means 128, a cooling water discharge means 133 and an oxidant gas supply means 121 are communicated. 2 oxidant gas flow passage water purge means (hereinafter referred to as second water purge means) 126b.

また、前記第1の水パージ手段126aには、第1の酸化剤ガス水パージ弁(以下、第1の水パージ弁という)127aが設けられ、前記第2の水パージ手段126bには、第2の酸化剤ガス水パージ弁(以下、第2の水パージ弁という)127bが設けられている。さらに、前記酸化剤ガス供給手段121には、酸化剤ガス供給弁122が設けられ、酸化剤ガス排出手段128には、酸化剤ガス排出弁123が設けられている。その他の構成は、上記第2実施形態と同様であるので、説明は省略する。   The first water purge means 126a is provided with a first oxidant gas water purge valve (hereinafter referred to as a first water purge valve) 127a, and the second water purge means 126b includes a first water purge means 126a. 2 oxidant gas water purge valve (hereinafter referred to as a second water purge valve) 127b is provided. Further, the oxidant gas supply means 121 is provided with an oxidant gas supply valve 122, and the oxidant gas discharge means 128 is provided with an oxidant gas discharge valve 123. Since other configurations are the same as those of the second embodiment, description thereof is omitted.

(3−2)作用
(3−2−1)発電運転停止の制御
次に、図13と図14を用いて、本実施形態の燃料電池システムにおける発電運転停止の制御フロー及び発電運転停止時の燃料電池スタックの電圧の変化について説明する。
(3-2) Operation (3-2-1) Control of Power Generation Operation Stop Next, with reference to FIGS. 13 and 14, the control flow of power generation operation stop in the fuel cell system of the present embodiment and the power generation operation stop time A change in the voltage of the fuel cell stack will be described.

発電運転停止の制御は、通常運転時の状態、つまりスタック電圧がAの状態で、図示しないコントローラにより開始される。まず、燃料電池スタックの起電力による発電電力を消費している外部負荷が切断されると、燃料電池スタックは無負荷、つまり燃料電池スタックの電圧が開路電圧Bに等しい状態になる。   The power generation operation stop control is started by a controller (not shown) in a state during normal operation, that is, in a state where the stack voltage is A. First, when an external load consuming power generated by the electromotive force of the fuel cell stack is disconnected, the fuel cell stack is unloaded, that is, the voltage of the fuel cell stack is equal to the open circuit voltage B.

次に、空気供給源が遮断され、燃料電池スタックへの空気の供給が止まる。そして、酸化剤ガス供給弁122及び酸化剤ガス排出弁123が閉じると共に、第1の水パージ弁127a及び第2の水パージ弁127bが開く。すると、図15に示したように、冷却水が、第1の水パージ手段126aを介して酸化剤ガス流通路104cに供給され、酸化剤ガス流通路104cを水パージする。   Next, the air supply source is shut off, and the supply of air to the fuel cell stack is stopped. Then, the oxidant gas supply valve 122 and the oxidant gas discharge valve 123 are closed, and the first water purge valve 127a and the second water purge valve 127b are opened. Then, as shown in FIG. 15, the cooling water is supplied to the oxidant gas flow passage 104c via the first water purge means 126a, and the oxidant gas flow passage 104c is purged with water.

この時、酸化剤ガス流通路104cに残留している空気は、冷却水ポンプ134の入口の吸引圧力により吸い出されて、第2の水パージ手段126bを介して、冷却水タンク132の上部空間へと排出される。このように、酸化剤ガス流通路104cと冷却水流通路107cには冷却水が並列に流れ、負圧に保たれるため、冷却水は燃料ガス流通路103cには供給されない。その結果、酸化剤ガス流通路104cに存在する酸素の分圧が低下し、燃料電池スタックの電圧はCに近づく。   At this time, the air remaining in the oxidant gas flow passage 104c is sucked out by the suction pressure at the inlet of the cooling water pump 134, and the upper space of the cooling water tank 132 is passed through the second water purge means 126b. Is discharged. Thus, since the cooling water flows in parallel in the oxidant gas flow passage 104c and the cooling water flow passage 107c and is maintained at a negative pressure, the cooling water is not supplied to the fuel gas flow passage 103c. As a result, the partial pressure of oxygen existing in the oxidant gas flow passage 104c decreases, and the voltage of the fuel cell stack approaches C.

次に、燃料ガス供給源が遮断され、燃料電池スタックへの燃料ガスの供給が止まる。これにより、燃料電池スタックの電圧はさらに低いDに近づく。この時点で、燃料ガス流通路103cには未反応の水素が残っているが、酸化剤ガス流通路104cは水でパージされている。   Next, the fuel gas supply source is shut off, and the supply of fuel gas to the fuel cell stack is stopped. As a result, the voltage of the fuel cell stack approaches a lower D. At this point, unreacted hydrogen remains in the fuel gas flow passage 103c, but the oxidant gas flow passage 104c is purged with water.

次に、冷却水ポンプ134の運転が停止される。その結果、ポンプ入口の吸引圧力が無くなり、冷却水流通路107c及び酸化剤ガス流通路104cの冷却水の圧力は常圧になる。さらに、燃料電池スタック100よりも上部に冷却水タンク132があるため、そのヘッド差により冷却水流通路107cの冷却水が加圧され、冷却水タンク132に貯蔵されている冷却水が、導電性多孔質材料を介して燃料ガス流通路103cに供給され、水パージが行われる。   Next, the operation of the cooling water pump 134 is stopped. As a result, the suction pressure at the pump inlet disappears, and the cooling water pressure in the cooling water flow passage 107c and the oxidant gas flow passage 104c becomes normal pressure. Further, since the cooling water tank 132 is located above the fuel cell stack 100, the cooling water in the cooling water flow passage 107c is pressurized due to the head difference, and the cooling water stored in the cooling water tank 132 becomes conductive porous. The material is supplied to the fuel gas flow passage 103c through the material, and water purge is performed.

このようにして燃料電池スタックの両極から水素及び酸素が除去されるため、スタック電圧はさらに低下し、電圧0(=E)に近づく。
以上で発電運転停止の制御は終了する。
Since hydrogen and oxygen are removed from both electrodes of the fuel cell stack in this way, the stack voltage further decreases and approaches voltage 0 (= E).
This completes the control for stopping the power generation operation.

なお、図16は、停止時の燃料電池システムの構成を示す図である。すなわち、燃料電池システムの停止時には、燃料電池スタック100よりも上部にある冷却水タンク132は空になり、貯蔵されていた冷却水が燃料電池スタックの燃料ガス流通路103c、酸化剤ガス流通路104c、冷却水流通路107cを満たして、水素や酸素の進入を防いでいる。   FIG. 16 is a diagram showing the configuration of the fuel cell system when stopped. That is, when the fuel cell system is stopped, the cooling water tank 132 above the fuel cell stack 100 is emptied, and the stored cooling water is used for the fuel gas flow passage 103c and the oxidant gas flow passage 104c of the fuel cell stack. The cooling water flow passage 107c is filled to prevent entry of hydrogen and oxygen.

このように、本実施形態においては、冷却水流通路107cの冷却水の負圧を保ったまま、酸化剤ガス流通路104cに並列に冷却水が供給されるため、燃料ガス流通路103cの燃料ガスの流れを妨げることなく、酸化剤ガス流通路104c内の空気を素早くパージすることができる。また、燃料ガス流通路103cについては、ガス流通路からマニホールドへと水パージされるので、アノード触媒層103aに酸素が触れることなく、燃料電池スタック内の空隙が水で満たされ、燃料ガス流通路103c内の水素が燃料電池スタック外へと除去されるため、燃料ガス流通路103cに酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。   Thus, in this embodiment, since the cooling water is supplied in parallel to the oxidant gas flow passage 104c while maintaining the negative pressure of the cooling water in the cooling water flow passage 107c, the fuel gas in the fuel gas flow passage 103c is supplied. The air in the oxidant gas flow passage 104c can be quickly purged without impeding the flow of gas. In addition, since the fuel gas flow passage 103c is purged with water from the gas flow passage to the manifold, the gap in the fuel cell stack is filled with water without contacting the anode catalyst layer 103a. Since the hydrogen in 103c is removed out of the fuel cell stack, it is possible to prevent corrosion due to the partial cells caused by the coexistence of oxygen and hydrogen in the fuel gas flow passage 103c.

(3−2−2)起動の制御
続いて、図17及び図18を用いて、本実施形態の起動の制御フロー及び起動時の燃料電池スタックの電圧の変化について説明する。
起動の制御は、停止の状態、つまりスタック電圧がEの状態で、図示しないコントローラにより開始される。最初に燃料供給源より燃料ガスが燃料電池スタック100に供給され、同時に冷却水ポンプ134が起動する。その結果、冷却水流通路107c及び酸化剤ガス流通路104c内の冷却水が負圧になり、並列に流れると共に、燃料ガス流通路103c内の水が、導電性多孔質材料を介して冷却水流通路107cへと取り除かれる。このように、冷却水ポンプの起動を燃料ガス供給と同時に行うことで、燃料ガスにより燃料ガス排出手段に押し出される水の量を少なくすることができる。
(3-2-2) Startup Control Next, with reference to FIGS. 17 and 18, the startup control flow of this embodiment and the change in the voltage of the fuel cell stack at startup will be described.
The start control is started by a controller (not shown) in a stopped state, that is, in a state where the stack voltage is E. First, fuel gas is supplied from the fuel supply source to the fuel cell stack 100, and at the same time, the cooling water pump 134 is activated. As a result, the cooling water in the cooling water flow passage 107c and the oxidant gas flow passage 104c has a negative pressure and flows in parallel, and the water in the fuel gas flow passage 103c passes through the conductive porous material. It is removed to 107c. Thus, by starting the cooling water pump simultaneously with the supply of the fuel gas, the amount of water pushed out by the fuel gas to the fuel gas discharge means can be reduced.

このようにして冷却水が取り除かれた燃料ガス流通路103cには、燃料ガス供給手段111及び燃料ガス排出手段118に残存する水素を含む燃料ガスが供給され、次いで燃料ガス供給手段111により燃料ガスが供給される。このように、酸化剤ガス流通路104c及び燃料ガス流通路103cに酸素がない状態で、燃料ガス流通路103cに水素を含む燃料ガスが供給されるため、燃料ガス流通路103cに酸素と水素が共存することで起こる部分電池による腐食を防ぐことができる。スタック電圧はCの状態に保たれる。   Fuel gas containing hydrogen remaining in the fuel gas supply means 111 and the fuel gas discharge means 118 is supplied to the fuel gas flow passage 103c from which the cooling water has been removed in this manner, and then the fuel gas is supplied by the fuel gas supply means 111. Is supplied. Thus, since the fuel gas containing hydrogen is supplied to the fuel gas flow passage 103c in a state where there is no oxygen in the oxidant gas flow passage 104c and the fuel gas flow passage 103c, oxygen and hydrogen are supplied to the fuel gas flow passage 103c. Corrosion due to the partial cells caused by coexistence can be prevented. The stack voltage is kept in the C state.

次に、第1の水パージ弁127a及び第2の水パージ弁127bが閉じられ、酸化剤ガス流通路104cは負圧の冷却水で保持される。続いて、酸化剤ガス供給手段121により酸化剤ガス、具体的には空気が供給されると共に、酸化剤ガス供給弁122及び酸化剤ガス排出弁123が開かれる。   Next, the first water purge valve 127a and the second water purge valve 127b are closed, and the oxidant gas flow passage 104c is held with cooling water of negative pressure. Subsequently, an oxidant gas, specifically air is supplied by the oxidant gas supply means 121, and the oxidant gas supply valve 122 and the oxidant gas discharge valve 123 are opened.

このようにして、常圧より高い空気が酸化剤ガス流通路104cに導入されると共に、負圧の冷却水により、導電性多孔質材料を介して酸化剤ガス流通路104c内の冷却水は冷却水流通路107cへと取り除かれる。スタック電圧は開路電圧Bに保持される。最後に外部負荷が接続され、燃料電池スタックの起電力による発電が開始され、スタック電圧は電圧Aに保持される。以上で起動の制御は終了し、定常の発電運転に移行する。   In this manner, air higher than normal pressure is introduced into the oxidant gas flow passage 104c, and the cooling water in the oxidant gas flow passage 104c is cooled by the negative pressure cooling water through the conductive porous material. It is removed to the water flow passage 107c. The stack voltage is held at the open circuit voltage B. Finally, an external load is connected, power generation by the electromotive force of the fuel cell stack is started, and the stack voltage is held at voltage A. The start control is thus completed, and the routine proceeds to steady power generation operation.

(3−3)効果
本実施形態においても、上述した方法により、100回の起動・停止を行い、スタック電圧の変化を調べたところ、第1、第2実施形態と同様に、図9の実線Aで示すような結果が得られた。また、従来の方法と比較するため、起動・停止時に両極を窒素ガスによりパージする方法により、100回の起動・停止を行い、スタック電圧の変化を調べたところ、図9の点線Bで示すような結果が得られた。このように、本実施形態においても、第1、第2実施形態と同様に、窒素ガスを用いずに窒素パージと同程度の電圧劣化に抑えることができることが分かった。
(3-3) Effect Also in this embodiment, when the stack voltage change is examined by starting and stopping 100 times by the method described above, the solid line in FIG. 9 is obtained as in the first and second embodiments. A result as shown by A was obtained. Further, for comparison with the conventional method, when the start and stop are purged with nitrogen gas at the start and stop, the start and stop are performed 100 times, and the change in the stack voltage is examined. As shown by the dotted line B in FIG. Results were obtained. As described above, it has been found that, in this embodiment as well, as in the first and second embodiments, it is possible to suppress the voltage degradation to the same level as in the nitrogen purge without using nitrogen gas.

(4)他の実施形態
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、第3実施形態に示した冷却水供給・排出手段と酸化剤ガス供給・排出手段との間に設けた第1・第2の酸化剤ガス流通路水パージ手段に替えて、冷却水供給・排出手段と燃料ガス供給・排出手段との間に第1・第2の燃料ガス流通路水パージ手段を設けても良い。
(4) Other Embodiments The present invention is not limited to the above embodiment, and is provided between the cooling water supply / discharge means and the oxidant gas supply / discharge means shown in the third embodiment. Instead of the first and second oxidant gas flow passage water purge means, first and second fuel gas flow passage water purge means are provided between the cooling water supply / discharge means and the fuel gas supply / discharge means. It may be provided.

本発明による燃料電池システムの第1実施形態の全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of 1st Embodiment of the fuel cell system by this invention. 燃料電池スタックの構成を示す平面図Plan view showing the configuration of the fuel cell stack 図2に示す燃料電池スタックのA−A’断面を示す図The figure which shows the A-A 'cross section of the fuel cell stack shown in FIG. 第1実施形態の燃料電池システムにおける運転停止の制御フロー図Control flow chart of operation stop in the fuel cell system of the first embodiment 第1実施形態の燃料電池システムにおける運転停止中の燃料電池スタックの電圧の変化を示す図The figure which shows the change of the voltage of the fuel cell stack during the operation stop in the fuel cell system of 1st Embodiment. 第1実施形態の燃料電池システムにおける停止中の状態を示す図The figure which shows the state in the stop in the fuel cell system of 1st Embodiment. 第1実施形態の燃料電池システムにおける起動の制御フロー図Control flow chart of activation in the fuel cell system of the first embodiment 第1実施形態の燃料電池システムにおける起動中の燃料電池スタックの電圧の変化を示す図The figure which shows the change of the voltage of the fuel cell stack during starting in the fuel cell system of 1st Embodiment. 第1実施形態の燃料電池システムにおける起動停止回数とスタック電圧の関係を示す図The figure which shows the relationship between the frequency | count of start-stop in the fuel cell system of 1st Embodiment, and a stack voltage. 本発明による燃料電池システムの第2実施形態の全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of 2nd Embodiment of the fuel cell system by this invention. 第2実施形態の燃料電池システムにおける停止中の状態を示す図The figure which shows the state in the stop in the fuel cell system of 2nd Embodiment. 本発明による燃料電池システムの第3実施形態の全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of 3rd Embodiment of the fuel cell system by this invention. 第3実施形態の燃料電池システムにおける運転停止の制御フロー図Control flow chart of operation stop in the fuel cell system of the third embodiment 第3実施形態の燃料電池システムにおける運転停止中の燃料電池スタックの電圧の変化を示す図The figure which shows the change of the voltage of the fuel cell stack during the operation stop in the fuel cell system of 3rd Embodiment. 第3実施形態の燃料電池システムにおける停止制御中の状態を示す図The figure which shows the state in stop control in the fuel cell system of 3rd Embodiment. 第3実施形態の燃料電池システムにおける停止中の状態を示す図The figure which shows the state in the stop in the fuel cell system of 3rd Embodiment. 第3実施形態の燃料電池システムにおける起動の制御フロー図Control flow chart of activation in the fuel cell system of the third embodiment 第3実施形態の燃料電池システムにおける起動中の燃料電池スタックの電圧の変化を示す図The figure which shows the change of the voltage of the fuel cell stack during starting in the fuel cell system of 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100…固体高分子型燃料電池スタック
101…単位電池
102…固体高分子膜
103…アノード電極
103a…アノード触媒層
103c…燃料ガス流通路
104…カソード電極
104a…カソード触媒層
104c…酸化剤ガス流通路
105…アノードセパレータ
106…カソードセパレータ
107c…冷却水流通路
108…膜電極複合体(MEA)
111…燃料ガス供給手段
118…燃料ガス排出手段
121…酸化剤ガス供給手段
122…酸化剤ガス供給弁
123…酸化剤ガス排出弁
126…酸化剤ガス流通路パージ手段
127…酸化剤ガス水パージ弁
128…酸化剤ガス排出手段
131…冷却水供給手段
132…冷却水タンク
133…冷却水排出手段
134…冷却水ポンプ
135…冷却水バッファ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Solid polymer fuel cell stack 101 ... Unit cell 102 ... Solid polymer film 103 ... Anode electrode 103a ... Anode catalyst layer 103c ... Fuel gas flow path 104 ... Cathode electrode 104a ... Cathode catalyst layer 104c ... Oxidant gas flow path 105 ... Anode separator 106 ... Cathode separator 107c ... Cooling water passage 108 ... Membrane electrode assembly (MEA)
111 ... Fuel gas supply means 118 ... Fuel gas discharge means 121 ... Oxidant gas supply means 122 ... Oxidant gas supply valve 123 ... Oxidant gas discharge valve 126 ... Oxidant gas flow path purge means 127 ... Oxidant gas water purge valve 128 ... Oxidant gas discharging means 131 ... Cooling water supply means 132 ... Cooling water tank 133 ... Cooling water discharging means 134 ... Cooling water pump 135 ... Cooling water buffer

Claims (8)

固体高分子電解質膜を挟持した2枚のガス拡散電極と、前記ガス拡散電極にそれぞれ接して配置された燃料ガス流通路及び酸化剤ガス流通路と、前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路のうち少なくともいずれか一方の流通路に対し導電性多孔質材料で隔離して設けた水流通路を有するセパレータとからなる単位電池を所定数積層してなる燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池スタックに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料電池に冷却水を供給する冷却水供給手段とからなる燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池スタックから冷却水ポンプにより冷却水を排出する冷却水排出手段を設け、
前記冷却水ポンプと前記燃料電池スタックの間に冷却水バッファを設け、
前記冷却水バッファを前記燃料電池スタックより高い位置に設置し、
該燃料電池システムの運転停止時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給を停止するとともに冷却水ポンプを停止し、前記冷却水バッファ内の水を、前記導電性多孔質材料を介して、前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路に供給するように構成したことを特徴とする燃料電池システム。
Two gas diffusion electrodes sandwiching a solid polymer electrolyte membrane, a fuel gas flow path and an oxidant gas flow path disposed in contact with each of the gas diffusion electrodes, and the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path A fuel cell stack in which a predetermined number of unit cells each including a separator having a water flow passage provided separately from a conductive porous material with respect to at least one of the flow passages, and a fuel in the fuel cell stack In a fuel cell system comprising fuel gas supply means for supplying gas, oxidant gas supply means for supplying oxidant gas to the fuel cell stack, and cooling water supply means for supplying cooling water to the fuel cell,
A cooling water discharging means for discharging cooling water from the fuel cell stack by a cooling water pump;
Providing a cooling water buffer between the cooling water pump and the fuel cell stack;
Installing the cooling water buffer at a position higher than the fuel cell stack;
When the operation of the fuel cell system is stopped, the supply of the fuel gas or the oxidant gas is stopped, the cooling water pump is stopped, and the water in the cooling water buffer is passed through the conductive porous material to the fuel gas. A fuel cell system configured to supply to a flow path or an oxidant gas flow path.
固体高分子電解質膜を挟持した2枚のガス拡散電極と、前記ガス拡散電極にそれぞれ接して配置された燃料ガス流通路及び酸化剤ガス流通路と、前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路のうち少なくともいずれか一方の流通路に対し導電性多孔質材料で隔離して設けた水流通路を有するセパレータとからなる単位電池を所定数積層してなる燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池スタックに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料電池に冷却水を供給する冷却水供給手段とからなる燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池スタックから冷却水ポンプにより冷却水を排出する冷却水排出手段を設け、
前記冷却水ポンプと前記冷却水供給手段の間に冷却水タンクを設け、
前記冷却水タンクを前記燃料電池スタックよりも高い位置に設置し、
該燃料電池システムの運転停止時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給を停止するとともに冷却水ポンプを停止し、前記冷却水タンク内の水を、前記導電性多孔質材料を介して、前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路に供給するように構成したことを特徴とする燃料電池システム。
Two gas diffusion electrodes sandwiching a solid polymer electrolyte membrane, a fuel gas flow path and an oxidant gas flow path disposed in contact with each of the gas diffusion electrodes, and the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path A fuel cell stack in which a predetermined number of unit cells each including a separator having a water flow passage provided separately from a conductive porous material with respect to at least one of the flow passages, and a fuel in the fuel cell stack In a fuel cell system comprising fuel gas supply means for supplying gas, oxidant gas supply means for supplying oxidant gas to the fuel cell stack, and cooling water supply means for supplying cooling water to the fuel cell,
A cooling water discharging means for discharging cooling water from the fuel cell stack by a cooling water pump;
A cooling water tank is provided between the cooling water pump and the cooling water supply means;
Installing the cooling water tank at a position higher than the fuel cell stack;
When the operation of the fuel cell system is stopped, the supply of the fuel gas or the oxidant gas is stopped, the cooling water pump is stopped, and the water in the cooling water tank is supplied to the fuel gas through the conductive porous material. A fuel cell system configured to supply to a flow path or an oxidant gas flow path.
請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システムにおいて、
前記冷却水供給手段と前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路を連通する第1のガス流通路パージ手段と、
前記冷却水排出手段と前記燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路を連通する第2のガス流通路パージ手段とを設け、
該燃料電池システムの運転停止時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給を停止するとともに、前記第1のガス流通路パージ手段及び第2のガス流通路パージ手段を介して、燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路に冷却水を供給するように構成したことを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1 or 2,
First gas flow path purge means communicating the cooling water supply means and the fuel gas flow path or oxidant gas flow path;
Providing the cooling water discharge means and a second gas flow path purge means communicating the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path;
When the operation of the fuel cell system is stopped, the supply of the fuel gas or the oxidant gas is stopped, and the fuel gas flow path or the oxidation gas is passed through the first gas flow path purge means and the second gas flow path purge means. A fuel cell system configured to supply cooling water to the agent gas flow passage.
該燃料電池システムの起動時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスを前記燃料電池スタックに供給すると同時に冷却水ポンプを起動して、燃料ガス流通路内の水または酸化剤ガス流通路内の水を、前記導電性多孔質材料を介して、前記水流通路へ取り除くように構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の燃料電池システム。   When the fuel cell system is started, a fuel gas or an oxidant gas is supplied to the fuel cell stack and a cooling water pump is started at the same time so that water in the fuel gas flow path or water in the oxidant gas flow path is The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell system is configured to be removed to the water flow path through a conductive porous material. 該燃料電池システムの起動時に、燃料ガスまたは酸化剤ガスを前記燃料電池スタックに供給した後に冷却水ポンプを起動し、燃料ガス流通路内の水または酸化剤ガス流通路内の水を、前記導電性多孔質材料を介して、前記水流通路へ取り除くように構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の燃料電池システム。   At the start of the fuel cell system, after supplying the fuel gas or the oxidant gas to the fuel cell stack, the cooling water pump is started, and the water in the fuel gas flow path or the water in the oxidant gas flow path is supplied to the conductive cell. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell system is configured to be removed to the water flow passage through a porous porous material. 該燃料電池システムの起動時に、前記第1のガス流通路パージ手段及び第2のガス流通路パージ手段を介して、冷却水を燃料ガス流通路と酸化剤ガス流通路のいずれか一方に供給するとともに、冷却水が供給されていない燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路内の水を、前記導電性多孔質材料を介して、前記水流通路へ取り除くように構成したことを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。   When the fuel cell system is started, cooling water is supplied to one of the fuel gas flow passage and the oxidant gas flow passage through the first gas flow passage purge means and the second gas flow passage purge means. In addition, the water in the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path not supplied with cooling water is configured to be removed to the water flow path through the conductive porous material. 4. The fuel cell system according to 3. 請求項3に記載の燃料電池システムにおいて、
該燃料電池システムの運転停止時に、酸化剤ガスの供給を停止するとともに、前記第1のガス流通路パージ手段及び第2のガス流通路パージ手段を介して、前記酸化剤ガス流通路に冷却水を供給して水パージした後、燃料ガスの供給を停止し、その後に冷却水ポンプを停止するように制御し、
該燃料電池システムの起動時に、冷却水ポンプを起動し、前記第1のガス流通路パージ手段及び第2のガス流通路パージ手段を介して、冷却水を酸化剤ガス流通路に供給するとともに、燃料ガス流通路内の水を前記導電性多孔質材料を介して取り除くように制御することを特徴とする燃料電池システムの起動・停止方法。
The fuel cell system according to claim 3, wherein
When the operation of the fuel cell system is stopped, the supply of the oxidant gas is stopped, and cooling water is supplied to the oxidant gas flow path via the first gas flow path purge means and the second gas flow path purge means. After supplying water and purging water, the supply of fuel gas is stopped, and then the cooling water pump is stopped,
When the fuel cell system is started, a cooling water pump is started, and the cooling water is supplied to the oxidant gas flow passage through the first gas flow passage purge means and the second gas flow passage purge means, A method for starting and stopping a fuel cell system, wherein control is performed so that water in the fuel gas flow passage is removed through the conductive porous material.
請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システムにおいて、
該燃料電池システムの運転停止時に、酸化剤ガスの供給を停止した後、燃料ガスの供給を停止し、その後に冷却水ポンプを停止するように制御し、
該燃料電池システムの起動時に、燃料ガスの供給を開始した後、冷却水ポンプを起動し、その後に酸化剤ガスの供給を開始するように制御することを特徴とする燃料電池システムの起動・停止方法。
The fuel cell system according to claim 1 or 2,
When stopping the operation of the fuel cell system, after stopping the supply of the oxidant gas, the supply of the fuel gas is stopped, and then the cooling water pump is stopped,
Starting and stopping of the fuel cell system, wherein the fuel cell system is controlled to start supplying the fuel gas, then start the cooling water pump, and then start supplying the oxidant gas. Method.
JP2004241914A 2004-08-23 2004-08-23 Fuel cell system and start / stop method thereof Active JP4633403B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004241914A JP4633403B2 (en) 2004-08-23 2004-08-23 Fuel cell system and start / stop method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004241914A JP4633403B2 (en) 2004-08-23 2004-08-23 Fuel cell system and start / stop method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006059734A true JP2006059734A (en) 2006-03-02
JP4633403B2 JP4633403B2 (en) 2011-02-16

Family

ID=36107018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004241914A Active JP4633403B2 (en) 2004-08-23 2004-08-23 Fuel cell system and start / stop method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4633403B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100823926B1 (en) 2006-09-08 2008-04-22 엘지전자 주식회사 Fuel cell system
JP2009094013A (en) * 2007-10-11 2009-04-30 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell system and its control method
JP2009140849A (en) * 2007-12-10 2009-06-25 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell and fuel cell separator
JP2009205824A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Hitachi Ltd Fuel cell system and its control method
JP2010238456A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Toshiba Corp Fuel cell system
JP2010244984A (en) * 2009-04-09 2010-10-28 Toshiba Corp Fuel cell system and its operation method
JP2012234837A (en) * 2012-09-03 2012-11-29 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell system and control method of the same
JP2013101949A (en) * 2012-12-28 2013-05-23 Toshiba Corp Fuel cell power generation system operating method
JP2013161678A (en) * 2012-02-06 2013-08-19 Osaka Gas Co Ltd Fuel cell storage method
JP2016167375A (en) * 2015-03-09 2016-09-15 大阪瓦斯株式会社 Operation method for solid polymer type fuel battery

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02109271A (en) * 1988-10-17 1990-04-20 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Liquid fuel battery of acid electrolyte type
JPH06251788A (en) * 1993-02-25 1994-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Stopping and storing method for solid polymer electrolyte fuel cell
JPH0917439A (en) * 1995-06-27 1997-01-17 Fuji Electric Co Ltd Solid polymer fuel cell
JPH0992310A (en) * 1995-09-26 1997-04-04 Toshiba Corp Solid polymer type fuel cell system
JP2003142132A (en) * 2001-11-06 2003-05-16 Daikin Ind Ltd Fuel cell system
JP2003151597A (en) * 2001-11-08 2003-05-23 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2003234113A (en) * 2002-02-08 2003-08-22 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2003317771A (en) * 2002-04-19 2003-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell power generation system and operating method for the system
JP2004111060A (en) * 2002-09-13 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005174748A (en) * 2003-12-11 2005-06-30 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005243613A (en) * 2004-01-29 2005-09-08 Fuji Electric Holdings Co Ltd Method of operating solid polymer type fuel cell

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02109271A (en) * 1988-10-17 1990-04-20 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Liquid fuel battery of acid electrolyte type
JPH06251788A (en) * 1993-02-25 1994-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Stopping and storing method for solid polymer electrolyte fuel cell
JPH0917439A (en) * 1995-06-27 1997-01-17 Fuji Electric Co Ltd Solid polymer fuel cell
JPH0992310A (en) * 1995-09-26 1997-04-04 Toshiba Corp Solid polymer type fuel cell system
JP2003142132A (en) * 2001-11-06 2003-05-16 Daikin Ind Ltd Fuel cell system
JP2003151597A (en) * 2001-11-08 2003-05-23 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2003234113A (en) * 2002-02-08 2003-08-22 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2003317771A (en) * 2002-04-19 2003-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell power generation system and operating method for the system
JP2004111060A (en) * 2002-09-13 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005174748A (en) * 2003-12-11 2005-06-30 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005243613A (en) * 2004-01-29 2005-09-08 Fuji Electric Holdings Co Ltd Method of operating solid polymer type fuel cell

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100823926B1 (en) 2006-09-08 2008-04-22 엘지전자 주식회사 Fuel cell system
JP2009094013A (en) * 2007-10-11 2009-04-30 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell system and its control method
JP2009140849A (en) * 2007-12-10 2009-06-25 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell and fuel cell separator
JP2009205824A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Hitachi Ltd Fuel cell system and its control method
JP2010238456A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Toshiba Corp Fuel cell system
JP2010244984A (en) * 2009-04-09 2010-10-28 Toshiba Corp Fuel cell system and its operation method
JP2013161678A (en) * 2012-02-06 2013-08-19 Osaka Gas Co Ltd Fuel cell storage method
JP2012234837A (en) * 2012-09-03 2012-11-29 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell system and control method of the same
JP2013101949A (en) * 2012-12-28 2013-05-23 Toshiba Corp Fuel cell power generation system operating method
JP2016167375A (en) * 2015-03-09 2016-09-15 大阪瓦斯株式会社 Operation method for solid polymer type fuel battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP4633403B2 (en) 2011-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9413020B2 (en) Method of shut-down and starting of a fuel cell
US8802310B2 (en) Fuel cell system
JP5293830B2 (en) FUEL CELL SYSTEM AND METHOD FOR STOPPING FUEL CELL SYSTEM
US8956776B2 (en) Fuel cell system and method of detecting abnormality of fuel cell system
JP2004139950A (en) Fuel cell system
JP4633403B2 (en) Fuel cell system and start / stop method thereof
JP2007109428A (en) Fuel cell system
US20090092870A1 (en) Fuel cell system
JP2012216474A (en) Fuel cell system control method
JP2007141744A (en) Fuel cell system
JP2007005000A (en) Control method for fuel cell system
JP5538192B2 (en) Fuel cell system
JP2010061981A (en) Starting method for fuel cell system
JP4143375B2 (en) How to start a fuel cell
US20120094195A1 (en) Fuel cell system and scavenging method therefor
JP5485930B2 (en) Control method of fuel cell system
JP2006156040A (en) Fuel cell system
JP5502955B2 (en) Fuel cell system and control method thereof
JP5370200B2 (en) Fuel cell system
JP5480086B2 (en) Method for stopping operation of fuel cell system
JP2009043431A (en) Shutdown method of fuel cell system, and fuel cell system
JP6023403B2 (en) Fuel cell system and its operation stop method
JP2010244984A (en) Fuel cell system and its operation method
JP2007059067A (en) Fuel cell system
JP2004071348A (en) Fuel circulation type fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061127

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100427

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100712

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100824

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101025

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101116

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4633403

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131126

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350