JP2007323863A - Fuel cell system and shutdown method of fuel cell - Google Patents

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温 荻野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control an oxidation corrosion of a catalyst of a catalyst layer or a catalyst carrier and reduce a water content in the fuel cell efficiently as well when a fuel cell is shut down. <P>SOLUTION: When the fuel cell is shut down, a cathode gas and an anode gas supply is stopped, and after a cathode side is closed tight, cathode gas exhausted from the fuel cell is circulated in the fuel cell as cathode circulating gas, and a water content of the circulating gas in the circulating passage is removed and by controlling a circulation based on a water content in the cathode circulating gas, the oxidation corrosion of the catalyst of the catalyst layer or the catalyst carrier is controlled, and furthermore, the water content in the fuel cell can be efficiently reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両等に搭載される燃料電池システム及び燃料電池の停止方法に関する。   The present invention relates to a fuel cell system mounted on a vehicle or the like and a fuel cell stopping method.

環境問題や資源問題への対策の一つとして、酸素や空気等の酸化性ガスと、水素やメタン等の還元性ガス（燃料ガス）等とを原料として電気化学反応により化学エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する燃料電池が注目されている。燃料電池は、電解質膜の一方の面にアノード（アノード触媒層）と、もう一方の面にカソード（カソード触媒層）とが電解質膜を挟んで対向するように設けられ、電解質膜を挟持した各触媒層の外側に拡散層がさらに設けられ、これらが原料供給用の通路が設けられたセパレータで挟まれて電池が構成され、各触媒層に水素、酸素等の原料が供給されて発電する。各触媒層には白金（Ｐｔ）等の触媒をカーボン等の担体に担持した触媒担持粒子が含まれる。   As one of the countermeasures against environmental problems and resource problems, chemical energy is converted into electric energy by electrochemical reaction using oxidizing gas such as oxygen and air and reducing gas (fuel gas) such as hydrogen and methane as raw materials. Fuel cells that generate electricity by conversion are drawing attention. The fuel cell is provided with an anode (anode catalyst layer) on one surface of the electrolyte membrane and a cathode (cathode catalyst layer) on the other surface with the electrolyte membrane sandwiched therebetween, and each of the electrolyte membranes sandwiched between them. A diffusion layer is further provided outside the catalyst layer, and these are sandwiched by separators provided with a raw material supply passage to form a battery. A raw material such as hydrogen or oxygen is supplied to each catalyst layer to generate electricity. Each catalyst layer includes catalyst-carrying particles in which a catalyst such as platinum (Pt) is supported on a carrier such as carbon.

燃料電池の発電時には、アノードに供給する原料を水素ガス、カソードに供給する原料を空気とした場合、アノードにおいて、水素ガスから水素イオンと電子とが発生する。電子は外部端子から外部回路を通じてカソードに到達する。カソードにおいて、供給される空気中の酸素と、電解質膜を通過した水素イオンと、外部回路を通じてカソードに到達した電子により、水が生成する。このようにカソード及びアノードにおいて化学反応が起こり、電荷が発生して電池として機能することになる。この燃料電池は、発電に使用される原料のガスや液体燃料が豊富に存在すること、また、その発電原理より排出される物質が水であること等より、クリーンなエネルギー源として様々な検討がされている。   At the time of power generation of the fuel cell, when the raw material supplied to the anode is hydrogen gas and the raw material supplied to the cathode is air, hydrogen ions and electrons are generated from the hydrogen gas at the anode. Electrons reach the cathode from an external terminal through an external circuit. At the cathode, water is generated by oxygen in the supplied air, hydrogen ions that have passed through the electrolyte membrane, and electrons that have reached the cathode through an external circuit. In this way, a chemical reaction occurs at the cathode and the anode, and charges are generated to function as a battery. This fuel cell has been studied in various ways as a clean energy source due to the abundance of raw material gas and liquid fuel used for power generation and the fact that the substance discharged from the power generation principle is water. Has been.

このような燃料電池を停止する際、燃料電池内部に水素ガス、空気等を残しておくと、アノードまたはカソードに水素ガスと空気とが混在する状態になり、異常電位が発生し、アノード及びカソードの触媒あるいは触媒担体の酸化腐食が発生する。このような触媒あるいは触媒担体の酸化腐食が発生すると、燃料電池の寿命が短くなってしまう。また、カソード側を閉塞させて放置した場合、カソードに残留した水蒸気が凝縮液化し、いわゆるフラッディング現象により次回の電池の起動が困難となる。   When stopping such a fuel cell, if hydrogen gas, air, or the like is left inside the fuel cell, hydrogen gas and air are mixed in the anode or cathode, an abnormal potential is generated, and the anode and cathode Oxidative corrosion of the catalyst or catalyst carrier occurs. When oxidative corrosion of such a catalyst or catalyst carrier occurs, the life of the fuel cell is shortened. Further, when the cathode side is closed and left, the water vapor remaining on the cathode condenses and becomes difficult to start the next battery due to a so-called flooding phenomenon.

そこで、例えば、特許文献１には、燃料電池の停止時に燃料電池のアノード及びカソードに不活性ガスを供給してパージすることが記載されている。また、特許文献２には、燃料電池の停止時に、カソードへの酸素含有ガスの供給を停止した状態でカソードを密閉してセルを発電させ、カソードの酸素を消費させた後、パージ用ガスでパージすることが記載されている。   Thus, for example, Patent Document 1 describes purging by supplying an inert gas to the anode and cathode of the fuel cell when the fuel cell is stopped. Further, Patent Document 2 discloses that when the fuel cell is stopped, the cathode is sealed with the supply of the oxygen-containing gas to the cathode stopped, the cell is power-generated, oxygen in the cathode is consumed, and then the purge gas is used. Purge is described.

また、特許文献３には、燃料電池の停止時に閉止したカソードガス循環系にてカソードガスを循環、発電させて生成した不活性ガスによりパージすることが記載されている。   Patent Document 3 describes purging with an inert gas generated by circulating and generating power in a cathode gas circulation system that is closed when the fuel cell is stopped.

特開平８−２２２２５９号公報JP-A-8-222259 特開２００２−９３４４８号公報JP 2002-93448 A 特開２００４−２２４８７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-22487

しかし、特許文献１，２のような方法では、不活性ガスが必要であり、不活性ガス供給設備を備えるとシステムが大きくなってしまう。   However, the methods as disclosed in Patent Documents 1 and 2 require an inert gas, and the system becomes large if an inert gas supply facility is provided.

また、特許文献３の方法では、カソードガス循環系に凝縮器が設置され、これにより循環ガス中の水分が凝縮除去されているが、燃料電池の停止制御時に循環ガス中の残留水分量が考慮されていないので、燃料電池内部の水分が十分に除去されない可能性がある。   Further, in the method of Patent Document 3, a condenser is installed in the cathode gas circulation system, whereby moisture in the circulation gas is condensed and removed. However, the amount of residual moisture in the circulation gas is taken into account when stopping control of the fuel cell. Therefore, there is a possibility that the water inside the fuel cell is not sufficiently removed.

本発明は、燃料電池停止時における、触媒層の触媒あるいは触媒担体の酸化腐食を抑制し、かつ燃料電池内部の水分量を効率的に減少させることができる燃料電池システム及び燃料電池の停止方法である。   The present invention provides a fuel cell system and a fuel cell stop method that can suppress oxidative corrosion of a catalyst or catalyst support of a catalyst layer and efficiently reduce the amount of water inside the fuel cell when the fuel cell is stopped. is there.

本発明は、アノードガスがアノードに、及び酸素を含有するカソードガスがカソードに供給されて発電する燃料電池と、前記燃料電池のカソード側を密閉する密閉手段と、前記燃料電池から排出されるカソードガスを前記燃料電池のカソード側へカソード循環ガスとして循環させる循環手段と、前記カソード循環ガス中の水分を除去する水分除去手段と、前記カソード循環ガス中の水分量を検知する水分量検知手段と、前記カソード循環ガスの循環を制御する制御手段と、を備え、前記燃料電池の停止時に、前記アノードガス及びカソードガスの供給が停止され、前記燃料電池のカソード側が密閉された後、前記制御手段は、前記カソード循環ガス中の水分を除去しながら前記カソード循環ガスを循環させ、前記検知した水分量に基づいて前記カソード循環ガスの循環を制御する。   The present invention includes a fuel cell that generates electricity by supplying an anode gas to the anode and a cathode gas containing oxygen to the cathode, a sealing means for sealing the cathode side of the fuel cell, and a cathode discharged from the fuel cell. A circulation means for circulating gas as a cathode circulation gas to the cathode side of the fuel cell; a moisture removal means for removing moisture in the cathode circulation gas; and a moisture amount detection means for detecting the moisture content in the cathode circulation gas. Control means for controlling the circulation of the cathode circulation gas, and when the fuel cell is stopped, the supply of the anode gas and the cathode gas is stopped, and the cathode side of the fuel cell is sealed, and then the control means Circulates the cathode circulation gas while removing moisture in the cathode circulation gas, and performs the previous operation based on the detected amount of moisture. Controlling the circulation of the cathode circulating gas.

また、前記燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記燃料電池の停止時に、前記検知した水分量が予め設定した基準水分量以下となったときに前記カソード循環ガスの循環を停止することが好ましい。   In the fuel cell system, it is preferable that the control means stops the circulation of the cathode circulation gas when the detected moisture amount is equal to or less than a preset reference moisture amount when the fuel cell is stopped. .

また、前記燃料電池システムにおいて、前記カソード循環ガス中の酸素量を検知する酸素量検知手段をさらに備え、前記制御手段は、前記燃料電池の停止時に、前記検知した水分量及び酸素量に基づいて前記カソード循環ガスの循環を制御することが好ましい。   The fuel cell system further includes oxygen amount detection means for detecting an oxygen amount in the cathode circulation gas, and the control means is based on the detected water amount and oxygen amount when the fuel cell is stopped. It is preferable to control the circulation of the cathode circulation gas.

また、前記燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記燃料電池の停止時に、前記検知した水分量及び酸素量がそれぞれ予め設定した基準水分量以下及び基準酸素量以下となったときに前記カソード循環ガスの循環を停止することが好ましい。   In the fuel cell system, the control means may be configured such that, when the fuel cell is stopped, the cathode circulation is performed when the detected water amount and oxygen amount are equal to or less than a predetermined reference moisture amount and a reference oxygen amount, respectively. It is preferable to stop the gas circulation.

また、本発明は、アノードガスがアノードに、及び酸素を含有するカソードガスがカソードに供給されて発電する燃料電池の停止方法であって、前記カソードガス及びアノードガスの供給を停止するステップと、前記燃料電池のカソード側を密閉するステップと、前記燃料電池から排出されるカソードガスを前記燃料電池のカソード側へカソード循環ガスとして循環させながら、前記カソード循環ガス中の水分を除去するステップと、前記カソード循環ガス中の水分量を検知し、前記検知した水分量に基づいて前記カソード循環ガスの循環を制御するステップと、を含む。   Further, the present invention is a fuel cell stopping method for generating electricity by supplying anode gas to the anode and cathode gas containing oxygen to the cathode, the step of stopping the supply of the cathode gas and anode gas, Sealing the cathode side of the fuel cell; removing the moisture in the cathode circulation gas while circulating the cathode gas discharged from the fuel cell as the cathode circulation gas to the cathode side of the fuel cell; Detecting the amount of moisture in the cathode circulation gas, and controlling the circulation of the cathode circulation gas based on the detected amount of moisture.

また、前記燃料電池の停止方法の制御するステップにおいて、前記検知した水分量が予め設定した基準水分量以下となったときに前記カソード循環ガスの循環を停止することが好ましい。   Further, in the step of controlling the fuel cell stopping method, it is preferable to stop the circulation of the cathode circulation gas when the detected moisture amount becomes equal to or less than a preset reference moisture amount.

また、前記燃料電池の停止方法の制御するステップにおいて、前記カソード循環ガス中の酸素量を検知し、前記検知した水分量及び酸素量に基づいて前記カソード循環ガスの循環を制御することが好ましい。   Preferably, in the step of controlling the fuel cell stopping method, the amount of oxygen in the cathode circulation gas is detected, and the circulation of the cathode circulation gas is controlled based on the detected amount of water and oxygen.

また、前記燃料電池の停止方法の制御するステップにおいて、前記検知した水分量及び酸素量がそれぞれ予め設定した基準水分量以下及び基準酸素量以下となったときに前記カソード循環ガスの循環を停止することが好ましい。   Further, in the step of controlling the fuel cell stopping method, the circulation of the cathode circulation gas is stopped when the detected water amount and oxygen amount are less than or equal to a preset reference moisture amount and reference oxygen amount, respectively. It is preferable.

本発明では、燃料電池の停止時に、カソードガス及びアノードガスの供給を停止し、カソード側を密閉した後、燃料電池から排出されるカソードガスをカソード循環ガスとして燃料電池内部を循環させ、循環経路において循環ガス中の水分を除去し、カソード循環ガス中の水分量に基づいて循環を制御することにより、燃料電池停止時における、触媒層の触媒あるいは触媒担体の酸化腐食を抑制し、かつ燃料電池内部の水分量を効率的に減少させることができる。   In the present invention, when the fuel cell is stopped, the supply of the cathode gas and the anode gas is stopped, the cathode side is sealed, the cathode gas discharged from the fuel cell is circulated inside the fuel cell as the cathode circulation gas, and the circulation path The water in the circulating gas is removed and the circulation is controlled based on the amount of water in the cathode circulating gas, thereby suppressing the oxidative corrosion of the catalyst in the catalyst layer or the catalyst carrier when the fuel cell is stopped, and the fuel cell The amount of water inside can be reduced efficiently.

本発明の実施の形態について以下説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

本発明の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。燃料電池システム１は、燃料電池１０と、カソードガス供給流路１２と、カソードガス排出流路１４と、密閉手段である閉塞バルブ１６と、循環手段であるガス循環流路１８及びポンプ２０と、水分除去手段である凝縮器２２と、水分量検知手段である湿度センサ２４と、流路切替手段である流路切替バルブ２６と、制御手段である制御部２８と、酸素量検知手段である酸素センサ４２とを備える。   An example of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention is schematically shown in FIG. The fuel cell system 1 includes a fuel cell 10, a cathode gas supply channel 12, a cathode gas discharge channel 14, a closing valve 16 that is a sealing means, a gas circulation channel 18 and a pump 20 that are circulation means, A condenser 22 that is a moisture removing unit, a humidity sensor 24 that is a moisture amount detecting unit, a channel switching valve 26 that is a channel switching unit, a control unit 28 that is a control unit, and oxygen that is an oxygen amount detecting unit. Sensor 42.

図１の燃料電池システム１において、カソードガス供給手段であるカソードガス供給部３０がカソードガス供給流路１２により流路切替バルブ２６を介してポンプ２０の吸入側に接続され、ポンプ２０の吐出側がカソードガス供給流路１２により燃料電池１０のカソードガス入口３２に接続されている。また、燃料電池１０のカソードガス出口３４には閉塞バルブ１６がカソードガス排出流路１４により接続されている。これにより、カソードガス供給部３０からカソードガス供給流路１２を通してカソードガスが燃料電池１０のカソード側に供給され、発電に使用されたカソードガスはカソードガス排出流路１４を通し閉塞バルブ１６を介して外部に排出されるようになっている。なお、図１においては省略してあるが、同様に燃料電池１０のアノードガス入口には、アノードガス供給手段であるアノードガス供給部がアノードガス供給流路により接続され、燃料電池１０のアノードガス出口にはアノードガス排出流路が接続されている。これにより、アノードガス供給部からアノードガス供給流路を通してアノードガスが燃料電池１０のアノード側に供給され、発電に使用されたアノードガスはアノードガス排出流路を通して排出されるようになっている。   In the fuel cell system 1 of FIG. 1, a cathode gas supply unit 30 serving as a cathode gas supply unit is connected to the suction side of the pump 20 via the channel switching valve 26 by the cathode gas supply channel 12, and the discharge side of the pump 20 is The cathode gas supply channel 12 is connected to the cathode gas inlet 32 of the fuel cell 10. The closing valve 16 is connected to the cathode gas outlet 34 of the fuel cell 10 by the cathode gas discharge channel 14. As a result, the cathode gas is supplied from the cathode gas supply unit 30 to the cathode side of the fuel cell 10 through the cathode gas supply channel 12, and the cathode gas used for power generation passes through the cathode gas discharge channel 14 and passes through the closing valve 16. To be discharged to the outside. Although omitted in FIG. 1, similarly, an anode gas supply section, which is an anode gas supply means, is connected to the anode gas inlet of the fuel cell 10 through an anode gas supply flow path. An anode gas discharge channel is connected to the outlet. As a result, the anode gas is supplied from the anode gas supply unit to the anode side of the fuel cell 10 through the anode gas supply flow path, and the anode gas used for power generation is discharged through the anode gas discharge flow path.

一方、燃料電池１０のカソードガス出口３４と閉塞バルブ１６との間のカソードガス排出流路１４と、流路切替バルブ２６とがガス循環流路１８により接続され、その間に凝縮器２２が設置されている。カソードガス排出流路１４とガス循環流路１８との接続部と、凝縮器２２の入口側との間にはバルブ３６が設置されている。また、カソードガス排出流路１４のカソードガス出口３４付近には湿度センサ２４が、燃料電池１０には酸素センサ４２が設置されている。凝縮器２２には貯水タンク３８が接続されている。   On the other hand, the cathode gas discharge channel 14 between the cathode gas outlet 34 of the fuel cell 10 and the closing valve 16 and the channel switching valve 26 are connected by the gas circulation channel 18, and the condenser 22 is installed therebetween. ing. A valve 36 is installed between the connection portion between the cathode gas discharge channel 14 and the gas circulation channel 18 and the inlet side of the condenser 22. Further, a humidity sensor 24 is installed in the vicinity of the cathode gas outlet 34 of the cathode gas discharge channel 14, and an oxygen sensor 42 is installed in the fuel cell 10. A water storage tank 38 is connected to the condenser 22.

さらに、制御部２８は、閉塞バルブ１６、ポンプ２０、湿度センサ２４、流路切替バルブ２６、バルブ３６、酸素センサ４２に接続されている。燃料電池システム１が車両等に搭載される場合は、制御部２８は例えばＥＣＵ等である。   Further, the control unit 28 is connected to the closing valve 16, the pump 20, the humidity sensor 24, the flow path switching valve 26, the valve 36, and the oxygen sensor 42. When the fuel cell system 1 is mounted on a vehicle or the like, the control unit 28 is, for example, an ECU.

次に、本実施形態に係る燃料電池の停止方法及び燃料電池システム１の動作について、以下説明する。   Next, the fuel cell stopping method and the operation of the fuel cell system 1 according to this embodiment will be described below.

燃料電池システム１において燃料電池１０の通常の動作時には、流路切替バルブ２６は図１のようにＢ側に接続され、閉塞バルブ１６が開、バルブ３６が閉の状態で、ポンプ２０によりカソードガス供給部３０からカソードガスが燃料電池１０のカソード側に供給される。また、図示しないアノードガス供給部からアノードガスが燃料電池１０のアノード側に供給され、燃料電池１０において電池反応が行われる。燃料電池１０のカソード側で使用されたカソードガスは、カソードガス排出流路１４を通し、閉塞バルブ１６を介して外部に排出される。   During normal operation of the fuel cell 10 in the fuel cell system 1, the flow path switching valve 26 is connected to the B side as shown in FIG. 1, the closing valve 16 is open, the valve 36 is closed, Cathode gas is supplied from the supply unit 30 to the cathode side of the fuel cell 10. In addition, anode gas is supplied from an anode gas supply unit (not shown) to the anode side of the fuel cell 10, and a cell reaction is performed in the fuel cell 10. The cathode gas used on the cathode side of the fuel cell 10 passes through the cathode gas discharge passage 14 and is discharged to the outside through the closing valve 16.

本実施形態で使用される燃料電池１０は、酸素や空気等の酸化性ガスをカソードガスとして、水素やメタン等の還元性ガス（燃料ガス）をアノードガスとして電気化学反応により化学エネルギーを電気エネルギーに変換して発電するものであり、特に制限されない。図２に燃料電池１０を構成する単セルの一例の概略断面図を示す。燃料電池セル５０において、例えば、パーフルオロスルホン酸系等の固体高分子型の電解質膜５２の一方の面に、白金（Ｐｔ）等を担持したカーボン等の触媒担持粒子を含む触媒層がアノード（燃料極）５４として、もう一方の面に白金（Ｐｔ）等を担持したカーボン等の触媒担持粒子を含む触媒層がカソード（空気極）５６として電解質膜５２を挟んで対向するように設けられている。また、電解質膜５２を挟持した各触媒層（アノード５４及びカソード５６）の外側に、カーボン材料等の多孔質導電体材料を含む拡散層５８がさらに設けられ、これらが原料供給用の通路を設けたセパレータ６０により挟まれて電池が構成され、各触媒層に水素、酸素等の原料ガスが供給され発電する。断面が櫛型状のセパレータ６０の空洞部は、アノード５４及びカソード５６にそれぞれ水素ガス等のアノードガス及び空気等のカソードガスを供給するための原料供給路６２，６４となっている。   The fuel cell 10 used in the present embodiment converts chemical energy into electric energy by an electrochemical reaction using an oxidizing gas such as oxygen or air as a cathode gas and a reducing gas (fuel gas) such as hydrogen or methane as an anode gas. There is no particular limitation on the power generation. FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an example of a single cell constituting the fuel cell 10. In the fuel cell 50, for example, a catalyst layer containing catalyst-supporting particles such as carbon supporting platinum (Pt) on one surface of a solid polymer electrolyte membrane 52 such as a perfluorosulfonic acid type anode ( As the fuel electrode 54, a catalyst layer containing catalyst supporting particles such as carbon supporting platinum (Pt) on the other surface is provided as a cathode (air electrode) 56 so as to face each other with the electrolyte membrane 52 interposed therebetween. Yes. In addition, a diffusion layer 58 containing a porous conductor material such as a carbon material is further provided outside each catalyst layer (anode 54 and cathode 56) sandwiching the electrolyte membrane 52, and these provide a path for supplying raw materials. A battery is configured by being sandwiched between the separators 60, and a raw material gas such as hydrogen or oxygen is supplied to each catalyst layer to generate electricity. The hollow portion of the separator 60 having a comb-like cross section serves as raw material supply paths 62 and 64 for supplying anode gas such as hydrogen gas and cathode gas such as air to the anode 54 and the cathode 56, respectively.

燃料電池セル５０において、例えば、アノード（燃料極）５４に供給するアノードガスを水素ガス、カソード（空気極）５６に供給するカソードガスを空気として運転した場合、アノード５４において、
２Ｈ２ → ４Ｈ＋＋４ｅ−
で示される反応式（水素酸化反応）を経て、水素ガス（Ｈ２）から水素イオン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）とが発生する。電子（ｅ−）は拡散層５８から図示しない外部回路を通り、もう一方の拡散層５８からカソード５６側に到達する。カソード５６において、供給される空気中の酸素（Ｏ２）と、電解質膜５２を通過した水素イオン（Ｈ＋）と、外部回路を通じてカソード５６側に到達した電子（ｅ−）とにより、
４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ− → ２Ｈ２Ｏ
で示される反応式（酸素還元反応）を経て、水が生成する。このようにアノード５４及びカソード５６において化学反応が起こり、電荷が発生して電池として機能することになる。そして、一連の反応において排出される成分は水であるので、クリーンな電池が構成されることになる。 In the fuel cell 50, for example, when the anode gas supplied to the anode (fuel electrode) 54 is operated as hydrogen gas and the cathode gas supplied to the cathode (air electrode) 56 is operated as air,
2H 2 → 4H + + 4e −
Through the reaction formula (hydrogen oxidation reaction) shown in FIG. 2 , hydrogen ions (H + ) and electrons (e − ) are generated from hydrogen gas (H 2 ). Electrons (e − ) pass through an external circuit (not shown) from the diffusion layer 58 and reach the cathode 56 side from the other diffusion layer 58. In the cathode 56, oxygen (O 2 ) in the supplied air, hydrogen ions (H + ) that have passed through the electrolyte membrane 52, and electrons (e − ) that have reached the cathode 56 side through an external circuit,
4H + + O 2 + 4e − → 2H 2 O
Water is produced through the reaction formula (oxygen reduction reaction) shown in FIG. In this way, a chemical reaction occurs in the anode 54 and the cathode 56, and electric charges are generated to function as a battery. And since the component discharged | emitted in a series of reaction is water, a clean battery is comprised.

このような燃料電池１０の通常の動作から停止動作を行うときの停止方法のフローチャートを図３に示す。まず、ステップＳ１０で、制御部２８により流路切替バルブ２６が図４のようにＡ側に接続され、カソードガスの燃料電池１０への供給が停止される。また、アノードガスの燃料電池１０への供給も停止される。   FIG. 3 shows a flowchart of a stopping method when the fuel cell 10 is stopped from the normal operation. First, in step S10, the flow control valve 26 is connected to the A side as shown in FIG. 4 by the control unit 28, and the supply of the cathode gas to the fuel cell 10 is stopped. Further, the supply of the anode gas to the fuel cell 10 is also stopped.

次に、ステップＳ１２で、制御部２８により閉塞バルブ１６が閉、バルブ３６が開とされる。これにより、カソードガス排出流路１４は閉塞され、燃料電池１０のカソード側は密閉系とされる。   Next, in step S12, the control unit 28 closes the closing valve 16 and opens the valve 36. As a result, the cathode gas discharge channel 14 is closed, and the cathode side of the fuel cell 10 is closed.

ステップＳ１４では、制御部２８によりポンプ２０の運転が継続され、密閉系とされた燃料電池１０のカソード内をカソードガス（空気等）がカソード循環ガスとしてガス循環流路１８を通って循環することになる。カソード循環ガスは、燃料電池１０のカソード部を通過したときに上記のように電池反応により生成した生成水を同伴して、凝縮器２２に流入する。凝縮器２２では、カソード循環ガスに含まれる生成水が凝縮、除去される。凝縮器２２において分離された水は貯水タンク３８に貯留され、所定量溜ったところで排水バルブ４０が開状態とされ、外部に排出される。一方、凝縮器２２において含有される水が分離されたカソード循環ガスは、ドライカソードガスとして再び燃料電池１０のカソード部に流入され、カソード部の生成水がさらに除去される。   In step S14, the operation of the pump 20 is continued by the control unit 28, and the cathode gas (air, etc.) is circulated through the gas circulation passage 18 as the cathode circulation gas in the cathode of the fuel cell 10 in the closed system. become. The cathode circulation gas flows into the condenser 22 along with the produced water generated by the cell reaction as described above when passing through the cathode portion of the fuel cell 10. In the condenser 22, the produced water contained in the cathode circulation gas is condensed and removed. The water separated in the condenser 22 is stored in a water storage tank 38, and when a predetermined amount of water is stored, the drain valve 40 is opened and discharged outside. On the other hand, the cathode circulation gas from which the water contained in the condenser 22 has been separated flows again into the cathode portion of the fuel cell 10 as a dry cathode gas, and the generated water in the cathode portion is further removed.

水分除去手段である凝縮器２２としては公知の凝縮器を用いることができる。凝縮器２２には、冷却水等の冷媒が通されており、熱交換によりカソード循環ガスが冷却され、含まれる水分が凝縮される。凝縮器２２における冷却温度は、カソード循環ガス中の水分を凝縮することができればよく特に制限はない。燃料電池の通常の動作温度が８０℃程度であることから、例えば４０℃〜５０℃程度に冷却すれば、カソード循環ガス中の水分を凝縮することができる。水分除去手段としては、ガス中の水分を除去することができるものであれば良く、凝縮器に限定されない。   A known condenser can be used as the condenser 22 which is a moisture removing means. A refrigerant such as cooling water is passed through the condenser 22, the cathode circulation gas is cooled by heat exchange, and the contained moisture is condensed. The cooling temperature in the condenser 22 is not particularly limited as long as moisture in the cathode circulation gas can be condensed. Since the normal operating temperature of the fuel cell is about 80 ° C., the water in the cathode circulation gas can be condensed if it is cooled to about 40 ° C. to 50 ° C., for example. The moisture removing means may be any means that can remove moisture in the gas, and is not limited to a condenser.

このようにアノード側への水素ガス及びカソード側への空気の供給を停止し、カソード側にカソード循環ガスとして空気を循環させた状態では、燃料電池１０において、空気中の酸素の一部がカソード側からアノード側へ電解質膜を透過する。電解質膜を透過した酸素は、アノード側で残留した水素と反応し電流が発生する。したがって、カソード循環ガス中の酸素は徐々に消費されていき、カソード循環ガスは大部分が窒素、すなわち不活性ガスとなる。そこで、ステップＳ１６では、酸素センサ４２により燃料電池１０の酸素量が計測される。酸素センサ４２の信号が制御部２８に送信され、酸素量（酸素濃度）が予め設定した基準酸素量（基準酸素濃度）以下（例えば検出限界以下）、すなわちカソード側の酸素が消失したと判断したときには、ステップＳ１８で燃料電池の電流が停止される。電流値が上記基準酸素量以下にならない場合は、ステップＳ１４で燃料電池の発電が継続される。   Thus, in the state where supply of hydrogen gas to the anode side and air to the cathode side is stopped and air is circulated as the cathode circulation gas to the cathode side, in the fuel cell 10, a part of oxygen in the air is cathode. The electrolyte membrane permeates from the side to the anode side. Oxygen that has permeated the electrolyte membrane reacts with hydrogen remaining on the anode side to generate an electric current. Accordingly, oxygen in the cathode circulation gas is gradually consumed, and most of the cathode circulation gas becomes nitrogen, that is, an inert gas. Therefore, in step S <b> 16, the oxygen amount of the fuel cell 10 is measured by the oxygen sensor 42. A signal from the oxygen sensor 42 is transmitted to the control unit 28, and it is determined that the oxygen amount (oxygen concentration) is not more than a preset reference oxygen amount (reference oxygen concentration) (for example, below the detection limit), that is, oxygen on the cathode side has disappeared. Sometimes, the current of the fuel cell is stopped in step S18. If the current value does not fall below the reference oxygen amount, power generation by the fuel cell is continued in step S14.

ここでは酸素量検知手段として、酸素センサ４２を使用しているが、これに限定されない。   Here, the oxygen sensor 42 is used as the oxygen amount detection means, but is not limited to this.

次に、ステップＳ２０で、燃料電池１０のカソードガス出口３４付近の湿度センサ２４により、カソード循環ガスの湿度が検知される。湿度値の信号が制御部２８に送信され、カソード循環ガスの湿度が予め設定した値（基準湿度値）以下、すなわちカソード側の生成水が消失したと判断したときには、ステップＳ２２で制御部２８によりポンプ２０が停止され、燃料電池システム１の停止が完了する。湿度が上記基準湿度値以下にならない場合は、ステップＳ１４でカソード循環ガスの循環が継続される。基準湿度値は、燃料電池１０の電池構成、燃料電池１０内部の容積等に応じて決めればよい。   Next, in step S20, the humidity of the cathode circulation gas is detected by the humidity sensor 24 near the cathode gas outlet 34 of the fuel cell 10. When the humidity value signal is transmitted to the control unit 28 and it is determined that the humidity of the cathode circulation gas is equal to or lower than a preset value (reference humidity value), that is, the generated water on the cathode side has disappeared, the control unit 28 in step S22. The pump 20 is stopped and the stop of the fuel cell system 1 is completed. If the humidity does not fall below the reference humidity value, the circulation of the cathode circulation gas is continued in step S14. The reference humidity value may be determined according to the battery configuration of the fuel cell 10, the volume inside the fuel cell 10, and the like.

ここでは、燃料電池１０から排出されるカソード循環ガスの湿度を検知する湿度センサにより検知した湿度に基づいて制御部２８によりカソード循環ガスの循環を制御しているが、水分量検知手段としてはこれに限定されない。水分量検知手段の代わりに、カソード循環ガスを循環させた時間に基づいてカソード循環ガスの循環を制御してもよい。   Here, the circulation of the cathode circulation gas is controlled by the control unit 28 based on the humidity detected by the humidity sensor that detects the humidity of the cathode circulation gas discharged from the fuel cell 10. It is not limited to. Instead of the moisture amount detection means, the circulation of the cathode circulation gas may be controlled based on the time during which the cathode circulation gas is circulated.

燃料電池１０を再び起動する場合は、制御部２８により、流路切替バルブ２６が図１のようにＢ側に接続され、閉塞バルブ１６が開、バルブ３６が閉の状態とされ、ポンプ２０によりカソードガス供給部３０からカソードガスが燃料電池１０のカソード側に供給される。また、アノードガスもアノード側に供給され、電池反応が行われる。起動時には、貯水タンク３８内の水がなくなるまで、排水バルブ４０が開状態とされ、水が外部に排出される。貯水タンク３８内の水がなくなったら、排水バルブ４０が閉状態とされる。   When the fuel cell 10 is started again, the flow control valve 26 is connected to the B side as shown in FIG. 1 by the control unit 28, the closing valve 16 is opened, and the valve 36 is closed. Cathode gas is supplied from the cathode gas supply unit 30 to the cathode side of the fuel cell 10. In addition, the anode gas is also supplied to the anode side, and a battery reaction is performed. At the time of startup, the drain valve 40 is opened until the water in the water storage tank 38 runs out, and the water is discharged to the outside. When the water in the water storage tank 38 runs out, the drain valve 40 is closed.

カソードにおいて生成した生成水が触媒層内部または触媒層／拡散層界面等に停滞すると、拡散層を透過して来たカソードガスの触媒への供給が妨げられる、いわゆるフラッディング現象が起こり、燃料電池の出力が低下してしまう。本実施形態では、燃料電池の停止制御時にカソード側を密閉してカソード循環ガスによりカソード側をパージし、カソードガス循環系に凝縮器を設置してカソード循環ガス中の水分を除去することにより、さらにカソード循環ガス中の残留水分量を検知してカソード循環ガスの循環を制御することにより、燃料電池内部の水分を効率的に十分に除去することができる。したがって、フラッディング現象の発生を抑制することができる。また、内部に生成水が残留したまま燃料電池を停止することがほとんどなくなるため、次回の燃料電池の起動を問題なく行うことができる。   When the produced water generated at the cathode stagnates in the catalyst layer or at the catalyst layer / diffusion layer interface, the so-called flooding phenomenon occurs in which the supply of cathode gas that has permeated the diffusion layer to the catalyst occurs. The output will drop. In this embodiment, the cathode side is sealed at the time of stop control of the fuel cell, the cathode side is purged with the cathode circulation gas, and a condenser is installed in the cathode gas circulation system to remove moisture in the cathode circulation gas, Furthermore, by detecting the amount of residual water in the cathode circulation gas and controlling the circulation of the cathode circulation gas, the water inside the fuel cell can be efficiently and sufficiently removed. Therefore, the occurrence of flooding can be suppressed. Further, since the fuel cell is hardly stopped while the generated water remains inside, the next fuel cell can be started without any problem.

また、本実施形態に係る燃料電池の停止方法では、カソードガスを循環させて燃料電池において発電させることによりカソード循環ガス中の酸素が消費され、カソード循環ガスは大部分が窒素、すなわち不活性ガスとなる。したがって、新たに不活性ガス供給手段等の設備を設けなくても燃料電池１０内部を酸素をほとんど含まない不活性ガスでパージすることができる。また、カソード循環ガス中の残留酸素量を検知してカソード循環ガスの循環を制御することにより、燃料電池の触媒層の触媒あるいは触媒担体の酸化腐食を防止することができる。   Further, in the fuel cell stopping method according to this embodiment, oxygen in the cathode circulation gas is consumed by circulating the cathode gas and generating power in the fuel cell, and the cathode circulation gas is mostly nitrogen, that is, an inert gas. It becomes. Therefore, the interior of the fuel cell 10 can be purged with an inert gas containing almost no oxygen without newly providing an inert gas supply means or the like. Further, by detecting the amount of residual oxygen in the cathode circulation gas and controlling the circulation of the cathode circulation gas, oxidative corrosion of the catalyst or catalyst carrier of the catalyst layer of the fuel cell can be prevented.

従来、燃料電池の停止時に、生成水を除去するためにアノードガスの供給を停止した状態で数分〜数十分間カソード側へカソードガスを供給してカソード側を乾燥させる必要があった。このとき、酸素がわずかにカソード側からアノード側へ電解質膜を透過するが、アノード側に残留水素ガスが存在する状態では酸素は即座に還元されて水となるが、水素が供給されない状態であるため水素は徐々に消費され、部分的に酸素が存在してしまう箇所が生じる。このため、アノードの電位が上昇し異常電位となりカーボンの酸化電位（約１．２ｍＶ）を超え、アノード触媒層の触媒担持体であるカーボンが酸化されＣＯ２となり、さらに触媒が酸化腐食あるいは脱離を起こし、触媒層の劣化が生じていた。本実施形態に係る燃料電池の停止方法によれば、カソード循環ガス中の残留酸素量を検知してカソード循環ガスの循環を制御して、酸素をほとんど含まない不活性ガスでカソード側をパージするため、このような触媒層の劣化、すなわち触媒層の触媒あるいは触媒担体の酸化腐食を防止することができる。 Conventionally, when the fuel cell is stopped, it has been necessary to supply the cathode gas to the cathode side for several minutes to several tens of minutes to dry the cathode side while the supply of the anode gas is stopped in order to remove the generated water. At this time, oxygen slightly permeates the electrolyte membrane from the cathode side to the anode side, but in the state where residual hydrogen gas exists on the anode side, oxygen is immediately reduced to water, but hydrogen is not supplied. Therefore, hydrogen is gradually consumed, and a part where oxygen exists partially occurs. As a result, the anode potential rises and becomes an abnormal potential that exceeds the oxidation potential of carbon (about 1.2 mV), the carbon that is the catalyst support of the anode catalyst layer is oxidized to CO 2 , and the catalyst is oxidized or desorbed. As a result, the catalyst layer deteriorated. According to the method for stopping a fuel cell according to the present embodiment, the amount of residual oxygen in the cathode circulation gas is detected, the circulation of the cathode circulation gas is controlled, and the cathode side is purged with an inert gas containing almost no oxygen. Therefore, such deterioration of the catalyst layer, that is, oxidative corrosion of the catalyst of the catalyst layer or the catalyst carrier can be prevented.

図１及び図４に示した上記燃料電池システム１の構成は一例であり、各構成機器、例えば、各バルブ１６，２６，３６、ポンプ２０、湿度センサ３４、酸素センサ４２等の配置等はこれらに限定されない。また、燃料電池システム１の構成機器、すなわち、カソードガス供給流路１２、カソードガス排出流路１４、閉塞バルブ１６、ガス循環流路１８、凝縮器２２、ポンプ２０、湿度センサ２４、流路切替バルブ２６、制御部２８、カソードガス供給部３０、バルブ３６、貯水タンク３８、排水バルブ４０、酸素センサ４２等について、それぞれ各種の既知のタイプの装置が使用可能であり、それらのタイプ等を限定するものではない。   The configuration of the fuel cell system 1 shown in FIG. 1 and FIG. 4 is an example, and the arrangement of each component device, for example, each valve 16, 26, 36, pump 20, humidity sensor 34, oxygen sensor 42, etc. is these. It is not limited to. Further, components of the fuel cell system 1, that is, the cathode gas supply channel 12, the cathode gas discharge channel 14, the closing valve 16, the gas circulation channel 18, the condenser 22, the pump 20, the humidity sensor 24, and the channel switching. Various known types of devices can be used for the valve 26, the control unit 28, the cathode gas supply unit 30, the valve 36, the water storage tank 38, the drain valve 40, the oxygen sensor 42, and the like. Not what you want.

本発明の実施形態に係る燃料電池システムの他の例の概略を図５に示し、その構成について説明する。燃料電池システム３は、図１及び図３の燃料電池システム１の構成に加えて、膨張弁４４を備える。膨張弁４４については、各種の既知のタイプのものが使用可能であり、それらのタイプ等を限定するものではない。   An outline of another example of the fuel cell system according to the embodiment of the present invention is shown in FIG. The fuel cell system 3 includes an expansion valve 44 in addition to the configuration of the fuel cell system 1 of FIGS. 1 and 3. As the expansion valve 44, various known types can be used, and the type and the like are not limited.

図５の燃料電池システム３において、カソードガス排出流路１４により燃料電池１０のカソードガス出口３４にポンプ２０の吸入側が接続され、ポンプ２０の吐出側が閉塞バルブ１６に接続されている。また、ガス循環流路１８において、凝縮器２２の出口側に膨張弁４４が設置されている。   In the fuel cell system 3 of FIG. 5, the cathode gas discharge channel 14 connects the suction side of the pump 20 to the cathode gas outlet 34 of the fuel cell 10, and the discharge side of the pump 20 is connected to the closing valve 16. An expansion valve 44 is installed on the outlet side of the condenser 22 in the gas circulation flow path 18.

燃料電池システム３において、燃料電池の停止の際に、上記ステップＳ１４でポンプ２０により燃料電池１０の出口側から吸引する形で、密閉系とされた燃料電池システム３内のカソードガス（空気等）がカソード循環ガスとしてガス循環流路１８を通って循環されることになる。カソード循環ガスは、燃料電池１０のカソード部を通過したときに電池反応により生成した生成水を同伴して、凝縮器２２に流入する。凝縮器２２では、カソード循環ガスに含まれる生成水が凝縮、除去される。凝縮器２２において含有される水が分離されたカソード循環ガスは、膨張弁４４により膨張され、減圧状態となってドライカソードガスとして再び燃料電池１０のカソード部に流入される。すなわち、膨張弁４４〜燃料電池１０〜ポンプ２０入口の間のガス循環流路１８は減圧状態となっている。これにより、カソード循環ガスによるカソード部の生成水の除去をより速やかに、効率的に行うことができる。   In the fuel cell system 3, when the fuel cell is stopped, the cathode gas (air or the like) in the fuel cell system 3 in a sealed system is sucked from the outlet side of the fuel cell 10 by the pump 20 in step S14. Is circulated through the gas circulation passage 18 as the cathode circulation gas. The cathode circulation gas flows into the condenser 22 along with the generated water generated by the cell reaction when passing through the cathode portion of the fuel cell 10. In the condenser 22, the produced water contained in the cathode circulation gas is condensed and removed. The cathode circulation gas from which the water contained in the condenser 22 has been separated is expanded by the expansion valve 44, is reduced in pressure, and flows again into the cathode portion of the fuel cell 10 as a dry cathode gas. That is, the gas circulation passage 18 between the expansion valve 44, the fuel cell 10, and the pump 20 inlet is in a reduced pressure state. As a result, the generated water in the cathode portion can be removed more quickly and efficiently by the cathode circulation gas.

一方、ポンプ２０出口〜凝縮器２２入口の間のガス循環流路１８は加圧状態となっている。これにより、この間のカソード循環ガスは温度が高くなっており、凝縮器２２による冷却がされやすく、水の凝縮、除去をより効率的に行うことができる。   On the other hand, the gas circulation passage 18 between the outlet of the pump 20 and the inlet of the condenser 22 is in a pressurized state. Thereby, the temperature of the cathode circulation gas during this period is high, and it is easy to be cooled by the condenser 22, and water can be condensed and removed more efficiently.

本実施形態に係る燃料電池システムは、例えば、携帯電話、携帯用パソコン等のモバイル機器用小型電源、自動車用電源、家庭用電源等として、特に自動車用電源、家庭用電源として好適に用いることができる。   The fuel cell system according to the present embodiment is preferably used as, for example, a small power source for mobile devices such as a mobile phone and a portable personal computer, a power source for automobiles, a household power source, etc., particularly as a power source for automobiles and a household power source. it can.

また、本実施形態に係る燃料電池の停止方法は、特に自動車用電源、家庭用電源用の燃料電池システムにおいて好適に用いることができる。   In addition, the fuel cell stopping method according to the present embodiment can be suitably used particularly in a fuel cell system for automobile power sources and household power sources.

本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the fuel cell system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池セルの構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the fuel cell concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池の停止方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the stop method of the fuel cell which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the fuel cell system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of a structure of the fuel cell system which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，３ 燃料電池システム、１０ 燃料電池、１２ カソードガス供給流路、１４ カソードガス排出流路、１６ 閉塞バルブ、１８ ガス循環流路、２０ ポンプ、２２ 凝縮器、２４ 湿度センサ、２６ 流路切替バルブ、２８ 制御部、３０ カソードガス供給部、３２ カソードガス入口、３４ カソードガス出口、３６ バルブ、３８ 貯水タンク、４０ 排水バルブ、４２ 酸素センサ、４４ 膨張弁、５０ 燃料電池セル、５２ 電解質膜、５４ アノード（燃料極）、５６ カソード（空気極）、５８ 拡散層、６０ セパレータ、６２，６４ 原料供給路。   1,3 Fuel cell system, 10 Fuel cell, 12 Cathode gas supply channel, 14 Cathode gas discharge channel, 16 Block valve, 18 Gas circulation channel, 20 Pump, 22 Condenser, 24 Humidity sensor, 26 Channel switching Valve 28 control unit 30 cathode gas supply unit 32 cathode gas inlet 34 cathode gas outlet 36 valve 38 storage tank 40 drain valve 42 oxygen sensor 44 expansion valve 50 fuel cell 52 electrolyte membrane 54 Anode (fuel electrode), 56 Cathode (air electrode), 58 Diffusion layer, 60 Separator, 62, 64 Raw material supply path.

Claims (8)

アノードガスがアノードに、及び酸素を含有するカソードガスがカソードに供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池のカソード側を密閉する密閉手段と、
前記燃料電池から排出されるカソードガスを前記燃料電池のカソード側へカソード循環ガスとして循環させる循環手段と、
前記カソード循環ガス中の水分を除去する水分除去手段と、
前記カソード循環ガス中の水分量を検知する水分量検知手段と、
前記カソード循環ガスの循環を制御する制御手段と、
を備え、
前記燃料電池の停止時に、前記アノードガス及びカソードガスの供給が停止され、前記燃料電池のカソード側が密閉された後、前記制御手段は、前記カソード循環ガス中の水分を除去しながら前記カソード循環ガスを循環させ、前記検知した水分量に基づいて前記カソード循環ガスの循環を制御することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity by supplying an anode gas to the anode and a cathode gas containing oxygen to the cathode; and
Sealing means for sealing the cathode side of the fuel cell;
A circulation means for circulating the cathode gas discharged from the fuel cell as a cathode circulation gas to the cathode side of the fuel cell;
Moisture removing means for removing moisture in the cathode circulation gas;
Water content detection means for detecting the water content in the cathode circulation gas;
Control means for controlling circulation of the cathode circulation gas;
With
When the supply of the anode gas and the cathode gas is stopped when the fuel cell is stopped and the cathode side of the fuel cell is sealed, the control means removes the water in the cathode circulation gas while the cathode circulation gas is removed. And the circulation of the cathode circulation gas is controlled based on the detected water content. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記制御手段は、前記燃料電池の停止時に、前記検知した水分量が予め設定した基準水分量以下となったときに前記カソード循環ガスの循環を停止することを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1,
The control means stops the circulation of the cathode circulation gas when the detected moisture amount becomes equal to or less than a preset reference moisture amount when the fuel cell is stopped. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記カソード循環ガス中の酸素量を検知する酸素量検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記燃料電池の停止時に、前記検知した水分量及び酸素量に基づいて前記カソード循環ガスの循環を制御することを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1,
An oxygen amount detecting means for detecting the amount of oxygen in the cathode circulation gas;
The control means controls the circulation of the cathode circulation gas based on the detected water content and oxygen content when the fuel cell is stopped. 請求項３に記載の燃料電池システムであって、
前記制御手段は、前記燃料電池の停止時に、前記検知した水分量及び酸素量がそれぞれ予め設定した基準水分量以下及び基準酸素量以下となったときに前記カソード循環ガスの循環を停止することを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 3,
The control means stops the circulation of the cathode circulation gas when the detected water amount and oxygen amount are equal to or less than a preset reference moisture amount and a reference oxygen amount, respectively, when the fuel cell is stopped. A fuel cell system. アノードガスがアノードに、及び酸素を含有するカソードガスがカソードに供給されて発電する燃料電池の停止方法であって、
前記カソードガス及びアノードガスの供給を停止するステップと、
前記燃料電池のカソード側を密閉するステップと、
前記燃料電池から排出されるカソードガスを前記燃料電池のカソード側へカソード循環ガスとして循環させながら、前記カソード循環ガス中の水分を除去するステップと、
前記カソード循環ガス中の水分量を検知し、前記検知した水分量に基づいて前記カソード循環ガスの循環を制御するステップと、
を含むことを特徴とする燃料電池の停止方法。 A method for stopping a fuel cell that generates electricity by supplying an anode gas to an anode and a cathode gas containing oxygen to the cathode,
Stopping the supply of the cathode gas and the anode gas;
Sealing the cathode side of the fuel cell;
Removing the moisture in the cathode circulation gas while circulating the cathode gas discharged from the fuel cell as a cathode circulation gas to the cathode side of the fuel cell;
Detecting the amount of water in the cathode circulation gas, and controlling the circulation of the cathode circulation gas based on the detected amount of water;
A method for stopping a fuel cell, comprising: 請求項５に記載の燃料電池の停止方法であって、
前記制御するステップにおいて、前記検知した水分量が予め設定した基準水分量以下となったときに前記カソード循環ガスの循環を停止することを特徴とする燃料電池の停止方法。 A fuel cell stopping method according to claim 5,
The method of stopping a fuel cell, wherein, in the controlling step, the circulation of the cathode circulation gas is stopped when the detected moisture amount becomes equal to or less than a preset reference moisture amount. 請求項５に記載の燃料電池の停止方法であって、
前記制御するステップにおいて、前記カソード循環ガス中の酸素量を検知し、前記検知した水分量及び酸素量に基づいて前記カソード循環ガスの循環を制御することを特徴とする燃料電池の停止方法。 A fuel cell stopping method according to claim 5,
In the controlling step, the amount of oxygen in the cathode circulation gas is detected, and the circulation of the cathode circulation gas is controlled based on the detected moisture amount and oxygen amount. 請求項７に記載の燃料電池の停止方法であって、
前記制御するステップにおいて、前記検知した水分量及び酸素量がそれぞれ予め設定した基準水分量以下及び基準酸素量以下となったときに前記カソード循環ガスの循環を停止することを特徴とする燃料電池の停止方法。 A method for stopping a fuel cell according to claim 7,
In the control step, the cathode circulation gas circulation is stopped when the detected water amount and oxygen amount are equal to or less than a preset reference moisture amount and a reference oxygen amount, respectively. How to stop.
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