JP2012256611A - Activation method of fuel cell, and activation device for fuel cell - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an activation method of a fuel cell capable of ensuring a high performance battery output instantaneously even immediately after assembling the fuel cell, or when a battery left unused for a long time is operated, and to provide an activation device of a fuel cell in which this activation method is used.SOLUTION: In the activation method of a fuel cell which generates power by supplying an oxidizer containing oxygen to a cathode and supplying a fuel gas containing hydrogen or an organic fuel to an anode, the fuel cell is activated by supplying a reductant to the anode and supplying an inert gas to the cathode, or by disposing a fixed resistor or a conductor between the cathode and the anode without supplying the inert gas to the cathode, and controlling the potential difference between the cathode potential and the anode potential to 100 mV or lower.

Description

本発明は、燃料電池の活性化方法、および、この活性化方法を行うための燃料電池用活性化装置に関するものである。   The present invention relates to a fuel cell activation method and a fuel cell activation device for performing the activation method.

従来の固体高分子形燃料電池は、固体高分子電解質膜をカソード側触媒層とアノード側触媒層とで挟持したセルの前記カソード側触媒層と前記アノード側触媒層とをそれぞれカソード側ガス拡散層とアノード側ガス拡散層で挟持してカソードおよびアノードを構成した膜／電極接合体を備え、酸化剤をカソードに供給し、水素を含む燃料ガスもしくは有機物燃料をアノードに供給して発電するようになっている。   A conventional polymer electrolyte fuel cell includes a cathode side gas diffusion layer and a cathode side catalyst diffusion layer of a cell in which a solid polymer electrolyte membrane is sandwiched between a cathode side catalyst layer and an anode side catalyst layer. And an anode-side gas diffusion layer, and a membrane / electrode assembly comprising a cathode and an anode, an oxidant is supplied to the cathode, and a fuel gas containing hydrogen or an organic fuel is supplied to the anode to generate electricity. It has become.

図７は、固体高分子型燃料電池の単セルの基本構成を示す分解説明図である。シート状の固体高分子電解質膜４１をそれぞれカーボンブラック粒子に貴金属粒子［主として白金（Ｐｔ）あるいは白金族金属（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ）］を担持したカソード側電極触媒層４２およびアノード側電極触媒層４３をホットプレスなどの熱処理により密着して接合して挟持してセルが構成される。
カソード側電極触媒層４２およびアノード側電極触媒層４３をそれぞれカーボンペーパー、カーボン織布などにカーボンブラックとポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の混合物を塗布した構造を持つカソード側ガス拡散層４４およびアノード側ガス拡散層４５で挟持してカソード４６およびアノード４７を構成した膜／電極接合体５８が形成されている。
これらのカソード側ガス拡散層４４およびアノード側ガス拡散層４５は、それぞれ酸化剤ガス（例えば空気）および水素、天然ガス、都市ガス、ＬＰＧ、ブタンなどの燃料ガスや、メタノール、エタノールなどの有機物燃料の供給・ 排出を行うと同時に、集電体としての機能を有し電流を外部に伝える働きをする。そして、膜／電極接合体５８に面して反応ガス流通用のガス流路４８を備え、相対する主面に冷却水流通用の冷却水流路４９を備えた導電性でかつガス不透過性の材料よりなる一組のセパレータ５０により挟持して単セル５１が構成される。 FIG. 7 is an exploded explanatory view showing a basic configuration of a single cell of the polymer electrolyte fuel cell. Cathode-side electrode catalyst layer 42 and anode each carrying a sheet-like solid polymer electrolyte membrane 41 with carbon black particles supporting noble metal particles [mainly platinum (Pt) or platinum group metals (Ru, Rh, Pd, Os, Ir)]. The side electrode catalyst layer 43 is closely adhered and bonded by a heat treatment such as hot pressing to form a cell.
The cathode side electrode catalyst layer 42 and the anode side electrode catalyst layer 43 have a structure in which a mixture of carbon black and polytetrafluoroethylene (PTFE) is applied to carbon paper, carbon woven fabric, etc., respectively, and the cathode side gas diffusion layer 44 and anode side A membrane / electrode assembly 58 which is sandwiched between the gas diffusion layers 45 and constitutes the cathode 46 and the anode 47 is formed.
These cathode-side gas diffusion layer 44 and anode-side gas diffusion layer 45 are made of an oxidant gas (for example, air) and a fuel gas such as hydrogen, natural gas, city gas, LPG and butane, and an organic fuel such as methanol and ethanol. At the same time as supplying and discharging the battery, it functions as a current collector and transmits the current to the outside. An electrically conductive and gas-impermeable material having a gas flow channel 48 for reaction gas flow facing the membrane / electrode assembly 58 and a cooling water flow channel 49 for cooling water flow on the opposite main surface. A single cell 51 is configured by being sandwiched by a pair of separators 50 made of the same.

上記固体高分子電解質膜４１としては、スルホン酸基を持つポリスチレン系の陽イオン交換膜をカチオン伝導性膜としたもの、フロロカーボンスルホン酸とポリビニリデンフロライドの混合膜、フロロカーボンマトリックスにトリフロロエチレンをグラフト化したもの、及びパーフルオロスルホン酸樹脂（例えば、デュポン社製、商品名ナフィオン膜）を代表とするフッ素系イオン交換樹脂膜が用いられている。これらの固体高分子電解質膜４１は分子中にプロトン交換基を有しており、含水量を飽和させると比抵抗が常温で２０Ωｃｍ以下となり、プロトン伝導性電解質として機能する。   As the solid polymer electrolyte membrane 41, a cation exchange membrane of polystyrene type having a sulfonic acid group is used as a cation conductive membrane, a mixed membrane of fluorocarbon sulfonic acid and polyvinylidene fluoride, and trifluoroethylene is used as a fluorocarbon matrix. Fluorine ion exchange resin membranes typified by grafted products and perfluorosulfonic acid resins (for example, trade name Nafion membrane manufactured by DuPont) are used. These solid polymer electrolyte membranes 41 have a proton exchange group in the molecule, and when the water content is saturated, the specific resistance becomes 20 Ωcm or less at room temperature, and functions as a proton conductive electrolyte.

そして上記電極４６、４７のそれぞれに反応ガスが供給されると、下記の電気化学反応が生じ直流電力を発生する。
アノード側：Ｈ2 →２Ｈ++２ｅ-
カソード側：１／２Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ- →Ｈ2 Ｏ
の反応が起こり、アノード４７側で生成されたＨ+ イオンは固体高分子電解質膜４１中をカソード４６側に向かって移動し、ｅ- （電子）は外部の負荷を通ってカソード４６側に移動する。
一方、カソード４６側では酸化剤ガスに含まれる酸素と、アノード４７側から移動してきたＨ+ イオンおよびｅ- とが反応して水が生成される。かくして、固体高分子形燃料電池は、水素と酸素から直流電流を発生し、水を生成することになる。 When a reactive gas is supplied to each of the electrodes 46 and 47, the following electrochemical reaction occurs and DC power is generated.
The anode side: H2 → 2H + + 2e -
Cathode: 1 / 2O2 + 2H + + 2e - → H2 O
H + ions generated on the anode 47 side move toward the cathode 46 side in the solid polymer electrolyte membrane 41, and e − (electrons) move to the cathode 46 side through an external load. To do.
On the other hand, on the cathode 46 side, oxygen contained in the oxidant gas reacts with H + ions and e − that have moved from the anode 47 side to generate water. Thus, the polymer electrolyte fuel cell generates a direct current from hydrogen and oxygen to generate water.

図８は、固体高分子形燃料電池スタック（積層体）の基本構成を示す断面図である。固体高分子形燃料電池スタック６０は、多数の燃料電池用単セル５１を積層し、集電板５２、電気絶縁と熱絶縁を目的とする絶縁板５３ならびに荷重を加えて積層状態を保持するための締付板５４によって挟持し、ボルト５５とナット５７により締め付けられており、締め付け荷重は、皿バネ５６により加えられている。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing the basic configuration of a polymer electrolyte fuel cell stack (stacked body). In the polymer electrolyte fuel cell stack 60, a large number of single cells 51 for fuel cells are stacked, and a current collecting plate 52, an insulating plate 53 for electrical insulation and thermal insulation, and a load are applied to maintain the stacked state. Are clamped by bolts 55 and nuts 57, and a tightening load is applied by a disc spring 56.

しかし、固体高分子形燃料電池を組み立て直後、または長時間未使用のまま放置した電池を作動させる場合などには、いち早く高性能の電池出力を得ることができないという問題があった。
そこで、固体高分子形燃料電池を脱イオン水で煮沸したり、またはガス供給路に温水を導入したり、またはガス供給路にアルコールを導入した後、脱イオン水で洗浄する、または固体高分子形燃料電池を高酸素利用率で発電し、低電位で保持するなどにより短時間で本来電池が有している高性能の電池出力を引き出せるようにした固体高分子形燃料電池の活性化方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２０００−３７１８号公報 However, there is a problem that a high-performance battery output cannot be obtained immediately when a solid polymer fuel cell is operated immediately after assembly or when a battery that is left unused for a long time is operated.
Therefore, the polymer electrolyte fuel cell is boiled with deionized water, warm water is introduced into the gas supply path, or alcohol is introduced into the gas supply path and then washed with deionized water, or the solid polymer There is a method for activating a polymer electrolyte fuel cell that can generate a high-performance battery output inherent in the battery in a short time by generating electricity at a high oxygen utilization rate and holding it at a low potential. It has been proposed (see Patent Document 1).
JP 2000-3718

従来の活性化方法は操作が煩雑であるという問題があった。
そして従来、燃料電池を組み立てた直後、または長時間未使用のまま放置した電池をそのまま作動させるなど活性化処理を行わない場合は、作動後、約１０〜２０時間経過しないと高性能の電池出力が得られないという問題があった。
本発明の第１の目的は、より簡単な方法を用いて、燃料電池を組み立て直後、または長時間未使用のまま放置した電池を作動させる場合などにおいても、いち早く高性能の電池出力を得ることができる燃料電池の活性化方法を提供することであり、
本発明の第２の目的は、この活性化方法を行うための燃料電池用活性化装置を提供することである。 The conventional activation method has a problem that the operation is complicated.
Conventionally, when the activation process is not performed immediately after the fuel cell is assembled or when the battery left unused for a long time is operated as it is, a high-performance battery output is required until about 10 to 20 hours have passed after the operation. There was a problem that could not be obtained.
A first object of the present invention is to obtain a high-performance battery output quickly by using a simpler method even when a fuel cell is operated immediately after assembly or when a battery left unused for a long time is operated. Providing a method for activating a fuel cell,
A second object of the present invention is to provide an activation device for a fuel cell for performing this activation method.

上記課題を解消するための本発明の請求項１記載の発明は、酸素を含む酸化剤をカソードに供給し、水素を含む燃料ガスもしくは有機物燃料をアノードに供給して発電する燃料電池の活性化方法であって、
アノードに還元剤を供給するとともに、カソードに不活性ガスを供給するか、もしくはカソードに不活性ガスを供給せずに、カソードとアノード間に固定抵抗もしくは導電体を配設して、カソード電位とアノード電位の電位差を１００ｍＶ以下に制御することにより活性化することを特徴とする燃料電池の活性化方法である。 The invention according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problems is the activation of a fuel cell for generating electricity by supplying an oxidant containing oxygen to the cathode and supplying a fuel gas or organic fuel containing hydrogen to the anode. A method,
While supplying a reducing agent to the anode and supplying an inert gas to the cathode, or without supplying an inert gas to the cathode, a fixed resistor or conductor is disposed between the cathode and the anode, The fuel cell activation method is characterized in that activation is performed by controlling the potential difference of the anode potential to 100 mV or less.

本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の燃料電池の活性化方法において、前記還元剤あるいはさらに前記不活性ガスが相対湿度９０％以上の加湿ガスであることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the fuel cell activation method according to the first aspect, the reducing agent or the inert gas is a humidified gas having a relative humidity of 90% or more.

本発明の請求項３記載の発明は、請求項１あるいは請求項２記載の燃料電池の活性化方法において、前記還元剤が加湿した水素ガスであることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the fuel cell activation method according to the first or second aspect, the reducing agent is a humidified hydrogen gas.

本発明の請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃料電池の活性化方法を行うための燃料電池用活性化装置であって、
アノードに還元剤を供給する還元剤供給手段と、
カソードに不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
これらを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池用活性化装置である。 A fourth aspect of the present invention is a fuel cell activation apparatus for performing the fuel cell activation method according to any one of the first to third aspects,
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the anode;
An inert gas supply means for supplying an inert gas to the cathode;
Control means for controlling these,
An activation device for a fuel cell comprising:

本発明の請求項１記載の発明は、酸素を含む酸化剤をカソードに供給し、水素を含む燃料ガスもしくは有機物燃料をアノードに供給して発電する燃料電池の活性化方法であって、
アノードに還元剤を供給するとともに、カソードに不活性ガスを供給するか、もしくはカソードに不活性ガスを供給せずに、カソードとアノード間に固定抵抗もしくは導電体を配設して、カソード電位とアノード電位の電位差を１００ｍＶ以下に制御することにより活性化することを特徴とする燃料電池の活性化方法であり、
アノードとともに、カソードも活性化でき、燃料電池を簡単に活性化できるので、燃料電池を組み立て直後、または長時間未使用のまま放置した電池を作動させる場合などにおいても、いち早く高性能の電池出力を容易に得ることができるという顕著な効果を奏する。
カソードとアノード間に固定抵抗もしくは導電体を配設して、カソード電位とアノード電位の電位差を１００ｍＶ以下好ましくはなるべく０ｍＶに近い値に制御することで触媒などの性能を損なうことなく早急に容易に経済的に活性化できるので、燃料電池を組み立て直後、または、長時間未使用のまま放置した電池を作動させる場合などにおいても、より早く高性能の電池出力を容易に得ることができるという顕著な効果を奏する。 The invention according to claim 1 of the present invention is a method for activating a fuel cell in which an oxidant containing oxygen is supplied to a cathode and a fuel gas or organic fuel containing hydrogen is supplied to an anode to generate electric power,
While supplying a reducing agent to the anode and supplying an inert gas to the cathode, or without supplying an inert gas to the cathode, a fixed resistor or conductor is disposed between the cathode and the anode, An activation method of a fuel cell, characterized by being activated by controlling a potential difference of an anode potential to 100 mV or less,
Along with the anode, the cathode can be activated, and the fuel cell can be easily activated.As a result, a high-performance battery output can be achieved quickly even when the fuel cell is assembled or when a battery that has not been used for a long time is operated. There is a remarkable effect that it can be easily obtained.
By arranging a fixed resistor or conductor between the cathode and the anode, and controlling the potential difference between the cathode potential and the anode potential to 100 mV or less, preferably as close to 0 mV as possible, it is easy and quick without impairing the performance of the catalyst or the like. Since it can be economically activated, a high-performance battery output can be easily and quickly obtained even when a fuel cell is assembled or when a battery that has not been used for a long time is operated. There is an effect.

本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の燃料電池の活性化方法において、前記還元剤あるいはさらに前記不活性ガスが相対湿度９０％以上の加湿ガスであることを特徴とするものであり、
加湿ガスを用いることにより燃料電池をさらに早急に活性化できるというさらなる顕著な効果を奏する。 The invention according to claim 2 of the present invention is the method for activating a fuel cell according to claim 1, wherein the reducing agent or the inert gas is a humidified gas having a relative humidity of 90% or more. And
By using the humidified gas, there is a further remarkable effect that the fuel cell can be activated more quickly.

本発明の請求項３記載の発明は、請求項１あるいは請求項２記載の燃料電池の活性化方法において、前記還元剤が加湿した水素ガスであることを特徴とするものであり、
前記還元剤として加湿した水素ガスを用いることにより燃料電池をさらに簡単に活性化できるというさらなる顕著な効果を奏する。 The invention according to claim 3 of the present invention is the fuel cell activation method according to claim 1 or 2, wherein the reducing agent is a humidified hydrogen gas,
By using humidified hydrogen gas as the reducing agent, the fuel cell can be activated more easily.

本発明の請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃料電池の活性化方法を行うための燃料電池用活性化装置であって、
アノードに還元剤を供給する還元剤供給手段と、
カソードに不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
これらを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池用活性化装置であり、
この燃料電池用活性化装置を使用してセルスタックもしくは燃料電池を簡単に容易に確実に活性化できるという顕著な効果を奏する。 A fourth aspect of the present invention is a fuel cell activation apparatus for performing the fuel cell activation method according to any one of the first to third aspects,
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the anode;
An inert gas supply means for supplying an inert gas to the cathode;
Control means for controlling these,
An activation device for a fuel cell, comprising:
Using the fuel cell activation device, the cell stack or the fuel cell can be easily and easily activated with a remarkable effect.

以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の燃料電池用活性化装置の１例を説明する説明図である。
図１において、１は本発明の燃料電池用活性化装置を示す。本発明の燃料電池用活性化装置１は、燃料電池（あるいはセルスタック。以下燃料電池と称す）２のアノードＡおよびカソードＣに、水素あるいはその他の還元剤から選択される少なくとも１つの還元剤あるいは加湿した水素ガス（以下、水素と称す）を所定の温度で所定時間供給する還元剤供給手段３（以下、手段３と称す）を備えている。この手段３は水素を燃料電池２のアノードＡおよびカソードＣに供給するための水素ボンベなどの水素供給源４と、水素供給源４からの水素を移送する水素供給ライン５と、水素供給ライン５の途中に設置された加湿手段６と、開閉弁７、８、９を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view illustrating an example of an activation device for a fuel cell according to the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel cell activation device of the present invention. The activation device 1 for a fuel cell according to the present invention has at least one reducing agent selected from hydrogen or other reducing agent on the anode A and cathode C of a fuel cell (or cell stack, hereinafter referred to as fuel cell) 2. Reducing agent supply means 3 (hereinafter referred to as means 3) for supplying humidified hydrogen gas (hereinafter referred to as hydrogen) at a predetermined temperature for a predetermined time is provided. The means 3 includes a hydrogen supply source 4 such as a hydrogen cylinder for supplying hydrogen to the anode A and the cathode C of the fuel cell 2, a hydrogen supply line 5 for transferring hydrogen from the hydrogen supply source 4, and a hydrogen supply line 5. Humidifying means 6 installed on the way and open / close valves 7, 8, 9.

また本発明の燃料電池用活性化装置１は、カソードＣに水素を供給する替わりに、窒素、アルゴンあるいはその他の不活性ガスから選択される少なくとも１つの不活性ガス（以下、窒素と称す）を所定の温度で所定時間供給できる不活性ガス供給手段１０（以下、手段１０と称す）を備えている。この手段１０は窒素を燃料電池２のカソードＣに供給するための窒素ボンベなどの窒素供給源１１と、窒素供給源１１からの窒素を移送するための窒素供給ライン１２と、窒素供給ライン１２に設置された開閉弁１３を備えている。   The fuel cell activation device 1 of the present invention uses at least one inert gas (hereinafter referred to as nitrogen) selected from nitrogen, argon or other inert gas instead of supplying hydrogen to the cathode C. An inert gas supply means 10 (hereinafter referred to as means 10) that can be supplied at a predetermined temperature for a predetermined time is provided. This means 10 includes a nitrogen supply source 11 such as a nitrogen cylinder for supplying nitrogen to the cathode C of the fuel cell 2, a nitrogen supply line 12 for transferring nitrogen from the nitrogen supply source 11, and a nitrogen supply line 12. An on-off valve 13 is provided.

なお図示しないが窒素供給ライン１２に、燃料電池２のカソードＣに供給するための窒素を必要に応じて加湿するために、前記水素供給ライン５の途中に設置された加湿手段６や開閉弁７、８と同様な加湿手段や開閉弁を設けることができる。
また本発明の燃料電池用活性化装置１は、制御手段１４を備え、これらを制御するようになっている。 Although not shown, in order to humidify the nitrogen supply line 12 for supplying nitrogen to the cathode C of the fuel cell 2 as necessary, a humidifying means 6 or an on-off valve 7 installed in the middle of the hydrogen supply line 5. , 8 can be provided with a humidifying means and an on-off valve.
Further, the fuel cell activation device 1 of the present invention includes a control means 14 for controlling them.

（燃料電池用活性化装置１を用いて燃料電池２を活性化する参考例１）
この例１では、アノードＡおよびカソードＣに水素を供給して燃料電池２を活性化する。
開閉弁７、１３を閉じ、開閉弁８、９を開け、そして手段３の水素供給源４から水素を水素供給ライン５を経て燃料電池２のアノードＡおよびカソードＣに供給して内部をパージし、パージガスは図示しないパージラインから排出する。水素供給源４から水素を所定の温度・圧力になるように図示しない温度・圧力調整装置で制御し、所定時間、水素供給ライン５を経て、燃料電池２のアノードＡおよびカソードＣに供給して燃料電池２を活性化する。制御手段１４は温度・圧力・時間・弁開閉などを制御する。
なお、パージ終了後図示しないパージラインを閉め、水素供給ライン５を経て水素を供給することなく、所定温度・圧力・時間、水素雰囲気で水素燃料電池２のアノードＡおよびカソードＣを活性化することもできる。 (Reference Example 1 for activating the fuel cell 2 using the fuel cell activation device 1)
In this example 1, hydrogen is supplied to the anode A and the cathode C to activate the fuel cell 2.
The on-off valves 7 and 13 are closed, the on-off valves 8 and 9 are opened, and hydrogen is supplied from the hydrogen supply source 4 of the means 3 to the anode A and the cathode C of the fuel cell 2 through the hydrogen supply line 5 to purge the inside. The purge gas is discharged from a purge line (not shown). The hydrogen is supplied from the hydrogen supply source 4 to a predetermined temperature and pressure by a temperature / pressure adjusting device (not shown) and supplied to the anode A and the cathode C of the fuel cell 2 through the hydrogen supply line 5 for a predetermined time. The fuel cell 2 is activated. The control means 14 controls temperature, pressure, time, valve opening / closing, and the like.
After the purge is completed, the purge line (not shown) is closed, and the anode A and the cathode C of the hydrogen fuel cell 2 are activated at a predetermined temperature, pressure, and time in a hydrogen atmosphere without supplying hydrogen through the hydrogen supply line 5. You can also.

（燃料電池用活性化装置１を用いて燃料電池２を活性化する他の参考例２）
この例２では、アノードＡおよびカソードＣに加湿した水素を供給して燃料電池２を活性化する。
まず開閉弁８、１３を閉じ、開閉弁７、９を開けて、手段３の水素供給源４から水素を水素供給ライン５を経て加湿手段６へ導入し、所定の加温・加湿を行い、加湿した水素を水素供給ライン５を経て燃料電池２のアノードＡおよびカソードＣに供給して内部をパージし、パージガスは図示しないパージラインから排出する。パージ終了後、加湿した水素を所定の温度・圧力になるように図示しない温度・圧力調整装置で制御し、所定時間、水素供給ライン５を経て燃料電池２のアノードＡおよびカソードＣに供給して燃料電池２を活性化する。制御手段１４は湿度・温度・圧力・時間・弁開閉などを制御する。
なお、パージ終了後図示しないパージラインを閉め、水素供給ライン５を経て加湿した水素を供給することなく、所定温度・圧力・時間、加湿した水素雰囲気で水素燃料電池２のアノードＡおよびカソードＣを活性化することもできる。 (Other Reference Example 2 for Activating Fuel Cell 2 Using Fuel Cell Activation Device 1)
In Example 2, the fuel cell 2 is activated by supplying humidified hydrogen to the anode A and the cathode C.
First, the on-off valves 8 and 13 are closed, the on-off valves 7 and 9 are opened, hydrogen is introduced from the hydrogen supply source 4 of the means 3 to the humidifying means 6 through the hydrogen supply line 5, and predetermined heating and humidification are performed. Humidified hydrogen is supplied to the anode A and cathode C of the fuel cell 2 through the hydrogen supply line 5 to purge the inside, and the purge gas is discharged from a purge line (not shown). After purging, the humidified hydrogen is controlled by a temperature / pressure adjusting device (not shown) so as to have a predetermined temperature / pressure, and supplied to the anode A and the cathode C of the fuel cell 2 through the hydrogen supply line 5 for a predetermined time. The fuel cell 2 is activated. The control means 14 controls humidity, temperature, pressure, time, valve opening / closing, and the like.
After the purge is completed, the purge line (not shown) is closed, and the anode A and the cathode C of the hydrogen fuel cell 2 are connected at a predetermined temperature, pressure, and time in a humidified hydrogen atmosphere without supplying humidified hydrogen via the hydrogen supply line 5. It can also be activated.

（燃料電池用活性化装置１を用いて燃料電池２を活性化する他の参考例３）
この例３では、アノードＡに加湿した水素を供給し、そしてカソードＣに窒素を供給して燃料電池２を活性化する。
開閉弁８、９を閉じ、開閉弁７、１３を開けて、手段３の水素供給源４から水素を水素供給ライン５を経て加湿手段６へ導入し、所定の加温・加湿を行い、加湿した水素を水素供給ライン５を経て燃料電池２のアノードＡに供給して内部をパージし、パージガスは図示しないパージラインから排出する。一方、手段１０の窒素供給源１１からは窒素を窒素供給ライン１２を経て燃料電池２のカソードＣに供給して内部をパージし、パージガスは図示しないパージラインから排出する。パージ終了後、加湿した水素を所定の温度・圧力になるように図示しない温度・圧力調整装置で制御し、所定時間、水素供給ライン５を経て、燃料電池２のアノードＡに供給するとともに、手段１０の窒素供給源１１からは窒素を所定の温度・圧力になるように図示しない温度・圧力調整装置で制御し窒素供給ライン１２を経て燃料電池２のカソードＣに供給して、燃料電池２を活性化する。制御手段１４は湿度・温度・圧力・時間・弁開閉などを制御する。
なお、パージ終了後図示しないパージラインを閉め、加湿した水素および窒素を供給することなく、所定温度・圧力・時間、加湿した水素および窒素雰囲気で水素燃料電池２のアノードＡおよびカソードＣを活性化することもできる。 (Other Reference Example 3 for Activating Fuel Cell 2 Using Fuel Cell Activation Device 1)
In this example 3, humidified hydrogen is supplied to the anode A, and nitrogen is supplied to the cathode C to activate the fuel cell 2.
The on-off valves 8 and 9 are closed, the on-off valves 7 and 13 are opened, and hydrogen is introduced from the hydrogen supply source 4 of the means 3 to the humidifying means 6 through the hydrogen supply line 5 to perform predetermined heating and humidification. The hydrogen thus supplied is supplied to the anode A of the fuel cell 2 through the hydrogen supply line 5 to purge the inside, and the purge gas is discharged from a purge line (not shown). On the other hand, nitrogen is supplied from the nitrogen supply source 11 of the means 10 to the cathode C of the fuel cell 2 through the nitrogen supply line 12 to purge the inside, and the purge gas is discharged from a purge line (not shown). After purging, the humidified hydrogen is controlled by a temperature / pressure adjusting device (not shown) so as to have a predetermined temperature / pressure, and supplied to the anode A of the fuel cell 2 through the hydrogen supply line 5 for a predetermined time. 10 is supplied from a nitrogen supply source 11 to a cathode C of the fuel cell 2 through a nitrogen supply line 12 and controlled by a temperature / pressure adjusting device (not shown) so as to have a predetermined temperature / pressure. Activate. The control means 14 controls humidity, temperature, pressure, time, valve opening / closing, and the like.
After the purge is completed, the purge line (not shown) is closed, and the anode A and cathode C of the hydrogen fuel cell 2 are activated at a predetermined temperature, pressure, and time in a humidified hydrogen and nitrogen atmosphere without supplying humidified hydrogen and nitrogen. You can also

図２は参考用の燃料電池用活性化装置の例を説明する説明図である。
図２において、２０は参考用の燃料電池用活性化装置を示す。
参考用の燃料電池用活性化装置２０は、熱処理して作製されたセルあるいは膜／電極接合体（以下、ＭＥＡと称す）２１を内部に入れて処理するための開閉可能な蓋２２を備えるとともに所定温度に加熱するためのヒータやスチームなど用いる加熱手段２３を備えた処理容器２４と、前記処理容器２４に水素を所定の温度・圧力で所定時間供給する供給手段２５（以下、手段２５と称す）を備えている。この手段２５は水素を前記処理容器２４に供給するための水素ボンベなどの水素供給源２６と、水素供給源２６からの水素を移送するための水素供給ライン２７と、水素供給ライン２７の途中に設置された加湿手段２８と、開閉弁２９、３０、３１を備えている。処理容器２４に備えられた制御手段３２は温度・圧力・時間・弁開閉などを制御する。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an example of a fuel cell activation device for reference.
In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a reference fuel cell activation device.
The reference fuel cell activation device 20 includes an openable / closable lid 22 for processing a cell or a membrane / electrode assembly (hereinafter referred to as MEA) 21 produced by heat treatment. A processing vessel 24 provided with a heating means 23 that uses a heater or steam for heating to a predetermined temperature, and a supply means 25 that supplies hydrogen to the processing vessel 24 at a predetermined temperature and pressure for a predetermined time (hereinafter referred to as means 25). ). The means 25 includes a hydrogen supply source 26 such as a hydrogen cylinder for supplying hydrogen to the processing vessel 24, a hydrogen supply line 27 for transferring hydrogen from the hydrogen supply source 26, and a hydrogen supply line 27 in the middle. An installed humidifying means 28 and on-off valves 29, 30, 31 are provided. A control means 32 provided in the processing container 24 controls temperature, pressure, time, valve opening and closing, and the like.

（参考用の燃料電池用活性化装置２０を用いてＭＥＡ２１を活性化する例１）
この例１では、処理容器２４内にＭＥＡ２１を入れて水素を用いてＭＥＡ２１を活性化する場合について説明する。
先ず、蓋２２を開けて処理容器２４内にＭＥＡ２１を入れて蓋２２を密閉して閉める。開閉弁２９を閉じ、開閉弁３０、３１を開けて、手段２５の水素供給源２６から、水素供給ライン２７を経て、水素を処理容器２４内に送って内部をパージし、パージガスは図示しないパージラインから排出する。パージ終了後図示しないパージラインを閉める。処理容器２４は加熱手段２３により加熱される。処理容器２４は、所定の温度・圧力になるように図示しない温度・圧力調整装置で制御される。パージ終了後、処理容器２４内の水素により所定時間ＭＥＡ２１を活性化する。制御手段３２は温度・圧力・時間・弁開閉などを制御する。
なお、パージ終了後図示しないパージラインを閉めずに水素を処理容器２４内に供給しつつＭＥＡ２１を活性化することもできる。 (Example 1 of activating the MEA 21 using the reference fuel cell activation device 20)
In Example 1, a case will be described in which the MEA 21 is placed in the processing container 24 and the MEA 21 is activated using hydrogen.
First, the lid 22 is opened, the MEA 21 is placed in the processing container 24, and the lid 22 is sealed and closed. The on-off valve 29 is closed, the on-off valves 30 and 31 are opened, the hydrogen is supplied from the hydrogen supply source 26 of the means 25 through the hydrogen supply line 27 into the processing vessel 24 to purge the inside, and the purge gas is not shown in the figure. Drain from line. After the purge is completed, the purge line (not shown) is closed. The processing container 24 is heated by the heating means 23. The processing container 24 is controlled by a temperature / pressure adjusting device (not shown) so as to have a predetermined temperature / pressure. After the purge is completed, the MEA 21 is activated for a predetermined time by hydrogen in the processing container 24. The control means 32 controls temperature, pressure, time, valve opening / closing, and the like.
Note that the MEA 21 can be activated while supplying hydrogen into the processing vessel 24 without closing the purge line (not shown) after the purge is completed.

（参考用の燃料電池用活性化装置２０を用いてＭＥＡ２１を活性化する例２）
この例２では、処理容器２４内にＭＥＡ２１を入れて加湿した水素を用いてＭＥＡ２１を活性化する場合について説明する。
開閉弁３０を閉じ、開閉弁２９、３１を開けて、手段２５の水素供給源２６から水素を水素供給ライン２７を経て加湿手段２８へ導入し、所定の加温・加湿を行い、加湿した水素を水素供給ライン２７を経て処理容器２４内に送って内部をパージし、パージガスは図示しないパージラインから排出する。パージ終了後図示しないパージラインを閉める。一方、処理容器２４は加熱手段２３により加熱される。処理容器２４は、所定の温度・圧力になるように図示しない温度・圧力調整装置で制御される。パージ終了後、処理容器２４内の加湿した水素により所定時間ＭＥＡ２１を活性化する。制御手段３２は温度・圧力・時間・弁開閉などを制御する。
なお、パージ終了後図示しないパージラインを閉めずに加湿した水素を処理容器２４内に供給しつつＭＥＡ２１を活性化することもできる。 (Example 2 of activating the MEA 21 using the reference fuel cell activation device 20)
In Example 2, a case will be described in which the MEA 21 is activated using hydrogen humidified by putting the MEA 21 in the processing container 24.
The on-off valve 30 is closed, the on-off valves 29 and 31 are opened, hydrogen is introduced from the hydrogen supply source 26 of the means 25 to the humidifying means 28 through the hydrogen supply line 27, and is heated and humidified in a predetermined manner, so that the humidified hydrogen Is sent into the processing vessel 24 through the hydrogen supply line 27 to purge the inside, and the purge gas is discharged from a purge line (not shown). After the purge is completed, the purge line (not shown) is closed. On the other hand, the processing container 24 is heated by the heating means 23. The processing container 24 is controlled by a temperature / pressure adjusting device (not shown) so as to have a predetermined temperature / pressure. After completion of the purge, the MEA 21 is activated for a predetermined time by the humidified hydrogen in the processing container 24. The control means 32 controls temperature, pressure, time, valve opening / closing, and the like.
Note that the MEA 21 can be activated while supplying humidified hydrogen into the processing vessel 24 without closing a purge line (not shown) after the purge is completed.

燃料電池２やＭＥＡ２１を活性化するに当たり、活性化するためのガスを流して内部にの空気などをパージして外部に排出するが、このパージガスの流量あるいはパージ終了後もこのパージガスを活性化するためのガスとして使用して流しつつ活性化する場合のガスの流量は、特に限定されるものではないが、ＭＥＡ２１の１ｃｍ2 当たり１ｍｌ／ｍｉｎ．〜５ｍｌ／ｍｉｎ．の範囲が好ましく、さらにＭＥＡ２１の１ｃｍ2 当たり１ｍｌ／ｍｉｎ．〜４ｍｌ／ｍｉｎ．の範囲が特に好ましい。 When activating the fuel cell 2 or the MEA 21, a gas for activation is flowed to purge air and the like inside, and the gas is discharged to the outside. The purge gas is activated even after the purge gas flow rate or purging is completed. The flow rate of the gas when activated while flowing as a gas for use is not particularly limited, but is 1 ml / min. Per 1 cm 2 of MEA 21. ~ 5 ml / min. Of 1 ml / min. Per 1 cm 2 of MEA21. ~ 4 ml / min. The range of is particularly preferable.

パージが完了したら、パージを停止し、燃料電池２や処理容器２４の外部に活性化するためのガスが排出されないように、図示しない開閉弁を閉じた状態で燃料電池２やＭＥＡ２１の活性化を行うこともできる。   When the purging is completed, the purging is stopped, and the fuel cell 2 and the MEA 21 are activated with the on-off valve (not shown) closed so that the gas for activating the fuel cell 2 and the processing container 24 is not discharged. It can also be done.

燃料電池２やＭＥＡ２１の活性化を行う際の温度は、前記固体高分子電解質膜４１のＴｇが約１２０℃である場合は、２０℃から固体高分子電解質膜のＴｇ以下の温度で行うことが好ましい。この範囲内でもなるべく高い温度側で行うことが短時間で活性化できるので好ましい。すなわち、５０〜１００℃の範囲が固体高分子電解質膜が劣化せず、活性化反応が良好に進行するのでさらに好ましい。また８０〜９０℃で行うことが固体高分子電解質膜が劣化せず、活性化反応がさらに短時間で良好に進行するので、特に好ましい。２０℃未満では活性化反応が遅く、また進行しない恐れがあり、固体高分子電解質膜のＴｇを超えると、ＭＥＡが劣化する恐れがあり、いずれも好ましくない。   When the Tg of the solid polymer electrolyte membrane 41 is about 120 ° C., the temperature at which the fuel cell 2 and MEA 21 are activated may be 20 ° C. to Tg of the solid polymer electrolyte membrane. preferable. Even within this range, it is preferable to perform at a temperature as high as possible because activation can be performed in a short time. That is, the range of 50 to 100 ° C. is more preferable because the solid polymer electrolyte membrane does not deteriorate and the activation reaction proceeds well. Further, it is particularly preferable to carry out the reaction at 80 to 90 ° C. because the solid polymer electrolyte membrane does not deteriorate and the activation reaction proceeds well in a shorter time. If it is less than 20 ° C., the activation reaction may be slow and may not proceed, and if it exceeds the Tg of the solid polymer electrolyte membrane, MEA may be deteriorated.

本発明において電解質膜のＴｇが例えば１８０℃などと高い場合には、活性化時間が通常長くなるので、活性化を行う際の温度を高くする。すなわち熱処理して作製されたセルあるいは膜／電極接合体を、還元剤を含む還元性雰囲気中で５０〜２００℃の温度で処理することにより、大幅に活性化時間を短縮できる。
２００℃を超えると電解質膜が損なわれる恐れがあり、５０℃未満では大幅に活性化時間を短縮できない恐れがあるので好ましくない。したがって電解質膜のＴｇが高い場合には、６０〜１９０℃が好ましく、さらに好ましくは８０〜１５０℃である。 In the present invention, when the Tg of the electrolyte membrane is as high as 180 ° C., for example, the activation time is usually long, so the temperature at the time of activation is increased. That is, the activation time can be significantly shortened by treating the cell or membrane / electrode assembly produced by heat treatment at a temperature of 50 to 200 ° C. in a reducing atmosphere containing a reducing agent.
If it exceeds 200 ° C., the electrolyte membrane may be damaged, and if it is less than 50 ° C., the activation time may not be significantly shortened, which is not preferable. Therefore, when Tg of an electrolyte membrane is high, 60-190 degreeC is preferable, More preferably, it is 80-150 degreeC.

燃料電池２やＭＥＡ２１の活性化を行う際の圧力は、大気圧〜セルの許容圧力の範囲内で行うことが好ましい。この範囲内でもなるべく高い圧力側で行うことが短時間で活性化できるので好ましい。大気圧〜燃料電池２の定常運転時の圧力で行うことがさらに好ましく、燃料電池２の定常運転時の圧力で行うことが特に好ましい。セルの許容圧力を超えるとセルが壊れるので、設計上、一定の値がある。例えば、家庭用であれば大気圧、自動車用であれば３気圧程度まで可能である。   The pressure when activating the fuel cell 2 and the MEA 21 is preferably within the range of atmospheric pressure to the allowable pressure of the cell. Even within this range, it is preferable to carry out at a pressure as high as possible since activation can be achieved in a short time. It is more preferable to carry out at atmospheric pressure to a pressure at the time of steady operation of the fuel cell 2, and it is particularly preferable to carry out at a pressure at the time of steady operation of the fuel cell 2. Since the cell breaks when the allowable pressure of the cell is exceeded, there is a certain value in the design. For example, it can be up to atmospheric pressure for home use and about 3 atm for automobile use.

燃料電池２やＭＥＡ２１の活性化を行う際の時間は、１分以上が好ましい。１分未満では活性化効果が極めて小さくなるので好ましくない。３０分〜２時間が高い活性化効果がで易くさらに好ましい。２時間を超えても活性化が進むが、効果のわりにはコストや時間がかかる。活性化とコストを考慮すると１時間程度が特に好ましい。   The time for activating the fuel cell 2 and the MEA 21 is preferably 1 minute or longer. Less than 1 minute is not preferable because the activation effect is extremely small. 30 minutes to 2 hours are more preferable because of a high activation effect. Although activation proceeds even after 2 hours, cost and time are required for the effect. Considering activation and cost, about 1 hour is particularly preferable.

アノードＡには、水素あるいは、過酸化水素水溶液、ヒドラジン水溶液、アスコルビン酸水溶液、クエン酸水溶液などの還元剤から選択される少なくとも１つの還元剤あるいは水素を含む窒素ガスなどの水素を含むガスを供給するが、これらの中でも水素を好ましく使用できる。   The anode A is supplied with hydrogen or a gas containing hydrogen such as nitrogen gas containing at least one reducing agent selected from a reducing agent such as aqueous hydrogen peroxide, aqueous hydrazine, aqueous ascorbic acid, and aqueous citric acid. Of these, hydrogen is preferably used.

水素はドライでもよく、またドライ〜１００％ＲＨでもよく、また１００〜１２０％ＲＨの過加湿でも使用できる。しかし低加湿では活性化反応が進み難いので、９０〜１２０％ＲＨに加湿した水素を用いることが好ましく、中でも１００％ＲＨ以上１１０％ＲＨに加湿した水素を用いることが特に好ましい。例えば１１０％ＲＨの過加湿の水素を用いることにより水の浸透が容易に行われるため、活性化時間をより短縮することができる。   Hydrogen may be dry, dry to 100% RH, or over-humidified at 100 to 120% RH. However, since the activation reaction does not proceed easily at low humidification, it is preferable to use hydrogen humidified to 90 to 120% RH, and particularly preferable to use hydrogen humidified to 100% RH or more and 110% RH. For example, water permeation is easily performed by using 110% RH over-humidified hydrogen, so that the activation time can be further shortened.

カソードＣには、窒素、アルゴンあるいはその他の不活性ガスから選択される少なくとも１つの不活性ガスを供給する。   The cathode C is supplied with at least one inert gas selected from nitrogen, argon or other inert gas.

不活性ガスはドライでもよく、またドライ〜１００％ＲＨでもよく、また１００〜１２０％ＲＨの過加湿でも使用できる。しかし低加湿では活性化反応が進み難いので、９０〜１２０％ＲＨに加湿した不活性ガスを用いることが好ましく、中でも１００％ＲＨ以上１１０％ＲＨに加湿した不活性ガスを用いることが特に好ましい。例えば１１０％ＲＨの過加湿の不活性ガスを用いることにより水の析出が容易に行われるため、活性化時間をより短縮することができる。   The inert gas may be dry, may be dry to 100% RH, and may be used even in an excessive humidification of 100 to 120% RH. However, since the activation reaction hardly proceeds at low humidification, it is preferable to use an inert gas humidified to 90 to 120% RH, and it is particularly preferable to use an inert gas humidified to 100% RH or more and 110% RH. For example, water is easily precipitated by using an overhumid inert gas of 110% RH, so that the activation time can be further shortened.

図３は、図１に示した本発明の燃料電池用活性化装置を用い、カソードとアノード間に固有抵抗を配設して活性化する１例を説明する説明図である。
なお、これらの図において同一符号の部分は同一機能をもつ部分である。
図３に示した本発明の燃料電池用活性化装置１Ａは、カソードＣとアノードＡ間に固定抵抗Ｒを配設して短絡し、カソード電位とアノード電位の電位差を１００ｍＶ以下に制御するようにした以外は図１に示した本発明の燃料電池用活性化装置１と同じに構成されている。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an example in which the fuel cell activation device of the present invention shown in FIG. 1 is used to activate by providing a specific resistance between the cathode and the anode.
In these drawings, parts having the same reference numerals are parts having the same function.
The fuel cell activation device 1A of the present invention shown in FIG. 3 is short-circuited by providing a fixed resistor R between the cathode C and the anode A, and controls the potential difference between the cathode potential and the anode potential to 100 mV or less. Except for the above, the fuel cell activation device 1 of the present invention shown in FIG.

図３に示した本発明の燃料電池用活性化装置１ＡのアノードＡに還元剤を供給するとともに、カソードＣに不活性ガスを供給し、カソード電位とアノード電位の電位差を１００ｍＶ以下に制御することで触媒などの性能を損なうことなくセルあるいは膜／電極接合体をさらに早急に活性化できる。   The reducing agent is supplied to the anode A of the fuel cell activation device 1A of the present invention shown in FIG. 3, and the inert gas is supplied to the cathode C, so that the potential difference between the cathode potential and the anode potential is controlled to 100 mV or less. Thus, the cell or the membrane / electrode assembly can be activated more quickly without impairing the performance of the catalyst.

好ましくは、図３に示した固定抵抗Ｒの替わりに導電体を配設して短絡し、カソード電位とアノード電位の電位差をなるべく０ｍＶに近い値に制御することで触媒などの性能を損なうことなくセルあるいは膜／電極接合体をさらにより早急に活性化できる。   Preferably, a conductor is provided instead of the fixed resistance R shown in FIG. 3 and short-circuited, and the potential difference between the cathode potential and the anode potential is controlled to a value as close to 0 mV as possible without impairing the performance of the catalyst or the like. The cell or membrane / electrode assembly can be activated even more quickly.

カソードＣとアノードＡ間に固定抵抗Ｒもしくは導電体を配設する方法は図３に示した方法に特に限定されるものではない。
本発明で用いる固定抵抗Ｒとしては、通常使用される抵抗の他に、システム内の補機や電子負荷を使用することもできる。 The method of disposing the fixed resistor R or the conductor between the cathode C and the anode A is not particularly limited to the method shown in FIG.
As the fixed resistor R used in the present invention, an auxiliary machine or an electronic load in the system can be used in addition to a commonly used resistor.

前記電位差の上限値が１００ｍＶを超えると活性化時間が少し長くなる恐れがあり、下限値は０ｍＶが好ましいが現実的でなく、実際は制御して下限値は１０〜５０ｍＶである。   If the upper limit value of the potential difference exceeds 100 mV, the activation time may be a little longer, and the lower limit value is preferably 0 mV, but it is not practical, and in practice, the lower limit value is 10 to 50 mV.

図６は、カソードＣに窒素を供給し、アノードＡに水素を供給して活性化を行った際の、水素標準電極（ＮＨＥ）に対するカソード電位（例えば０．７Ｖ）およびアノード電位（０Ｖ）およびカソードＣとアノードＡ間に固定抵抗Ｒもしくは導電体を配設して短絡するとカソード電位が変動すること説明するグラフである。   FIG. 6 shows a cathode potential (for example, 0.7 V) and an anode potential (0 V) with respect to a hydrogen standard electrode (NHE) when activation is performed by supplying nitrogen to the cathode C and supplying hydrogen to the anode A. It is a graph explaining that a cathode potential changes when a fixed resistor R or a conductor is disposed between a cathode C and an anode A and short-circuited.

図６に示すように、カソードＣとアノードＡ間に固定抵抗Ｒもしくは導電体を配設して短絡するとカソード電位が変動してアノード電位に近づく。   As shown in FIG. 6, when a fixed resistor R or a conductor is disposed between the cathode C and the anode A and short-circuited, the cathode potential varies and approaches the anode potential.

燃料電池を組み立て直後、または燃料電池を長時間未使用のまま放置するとカソード側電極触媒およびアノード側電極触媒である貴金属粒子［主として白金（Ｐｔ）など］の表面には酸化物が発生しており、前記酸化物によって活性が損なわれ、活性化処理を行わずにそのまま燃料電池を作動させると、高性能の電池出力が得られるまでには長時間を要すると考えられる。
本発明の活性化方法により、前記酸化物を還元して容易に除去でき、かつ触媒表面を濡らすことができるので、活性化でき、いち早く高性能の電池出力を得ることができたものと考えられる。 Immediately after assembling the fuel cell, or if the fuel cell is left unused for a long period of time, oxides are generated on the surface of the noble metal particles [mainly platinum (Pt), etc.] that are the cathode side electrode catalyst and the anode side electrode catalyst. It is considered that it takes a long time to obtain a high-performance battery output when the fuel cell is operated as it is without performing the activation treatment because the activity is impaired by the oxide.
According to the activation method of the present invention, the oxide can be easily removed by reduction, and the catalyst surface can be wetted. Therefore, it can be activated, and a high-performance battery output can be obtained quickly. .

アノードＡに水素などの還元剤を供給し、カソードＣに不活性ガスを供給して、アノードＡとカソードＣ間に固定抵抗または導電体を配設して、活性化する場合は、アノードＡに供給した水素などの還元剤が電解質膜を経てカソードＣに不活性ガスを供給して活性化させる場合は、アノードＡに供給した水素などの還元剤が電解質膜を経てカソードＣに移行し、移行した水素などの還元剤がカソードＣの触媒の表面の酸化物を還元して容易に除去でき、かつ触媒表面を濡らすことができるので、活性化できたこと、および電気化学的反応によりカソードＣの触媒表面の酸化物の還元が行われることによるものと考えられる。
アノードＡに水素などの還元剤を供給し、カソードＣに不活性ガスを供給しないで、アノードＡとカソードＣ間に固定抵抗または導電体を配設して、活性化する場合についても、カソードＣとアノードＡ間に固定抵抗もしくは導電体を配設して短絡するとカソードの酸素濃度が減少しカソードＣ電位が変動する。このカソード電位とアノード電位の電位差を１００ｍＶ以下好ましくはなるべく０ｍＶに近い値に制御することで前記のようにアノードＡとともにカソードＣについても活性化できるものと考えられる。 When a reducing agent such as hydrogen is supplied to the anode A, an inert gas is supplied to the cathode C, and a fixed resistor or a conductor is disposed between the anode A and the cathode C, the anode A is activated. When the supplied reducing agent such as hydrogen is activated by supplying an inert gas to the cathode C through the electrolyte membrane, the reducing agent such as hydrogen supplied to the anode A moves to the cathode C through the electrolyte membrane Since the reducing agent such as hydrogen can be easily removed by reducing oxides on the surface of the catalyst of the cathode C, and the surface of the catalyst can be wetted, it can be activated, and the electrochemical reaction causes the cathode C to This is thought to be due to the reduction of the oxide on the catalyst surface.
The cathode C can be activated by supplying a reducing agent such as hydrogen to the anode A and supplying a fixed resistor or a conductor between the anode A and the cathode C without supplying an inert gas to the cathode C. and the fixed resistor or conductor between the anode a shorted by disposing the oxygen concentration of the cathode is reduced cathode C potential is varied. It is considered that the cathode C as well as the anode A can be activated by controlling the potential difference between the cathode potential and the anode potential to 100 mV or less, preferably as close to 0 mV as possible.

勿論、本発明の活性化方法により容易に短時間で活性化でき、いち早く高性能の電池出力を得ることができる理由は上記の考えに限定されるものではない。   Of course, the reason why the activation method of the present invention can be easily activated in a short time and can quickly obtain a high-performance battery output is not limited to the above idea.

以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り実施例に限定されるものではない。
（参考用実施例１）
公知の方法（特開２００６−２７８０３８に記載の方法）で自動車用固体高分子形燃料電池を作製した。
図１に示した燃料電池用活性化装置１を用いて、発電を行う前に、セル温度８０℃とし、アノードおよびカソードともに８０℃で加湿した水素ガスを供給してパージ後、引き続き１時間、８０℃で加湿した水素ガス（１００％ＲＨ）をアノードおよびカソードに供給して活性化を行った。その後、水素ガスを供給したまま３０℃まで温度を下げた後、発電を開始した。発電開始後からの時間（ｈ）（横軸）と電圧（Ｖ）（縦軸）との関係を図４、図５に示す。 Examples The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples without departing from the gist of the present invention.
(Reference Example 1)
A solid polymer fuel cell for automobiles was produced by a known method (the method described in JP-A-2006-278038).
Using the fuel cell activation device 1 shown in FIG. 1, before generating electricity, the cell temperature is set to 80 ° C., hydrogen gas humidified at 80 ° C. is supplied to both the anode and the cathode and purged for 1 hour. Activation was performed by supplying hydrogen gas (100% RH) humidified at 80 ° C. to the anode and the cathode. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. while supplying hydrogen gas, and power generation was started. The relationship between time (h) (horizontal axis) and voltage (V) (vertical axis) after the start of power generation is shown in FIGS.

（比較例１）
活性化を行わなかった以外は参考用実施例１と同様にして発電を行った結果を図４、図５に示す。 (Comparative Example 1)
4 and 5 show the results of power generation performed in the same manner as in Reference Example 1 except that activation was not performed.

図４から、比較例１の燃料電池は、作動後、約１０〜２０時間経過しないと高性能の電池出力が得られないのに対して、参考用実施例１の燃料電池は、活性化して、作動後いち早く高性能の電池出力を得ることができたことが判る。   From FIG. 4, the fuel cell of Comparative Example 1 cannot obtain a high-performance battery output until about 10 to 20 hours have passed after operation, whereas the fuel cell of Reference Example 1 is activated. It can be seen that high-performance battery output could be obtained as soon as possible after operation.

（参考用実施例２）
公知の方法（特開２００６−２７８０３８に記載の方法）で家庭用固体高分子形燃料電池を作製した。
図１に示した燃料電池用活性化装置１を用いて、発電を行う前に、セル温度８０℃とし、アノードおよびカソードともに８０℃で加湿した水素ガスを供給してパージ後、引き続き１時間、８０℃で加湿した水素ガス（１００％ＲＨ）をアノードおよびカソードに供給して活性化を行った。その後アノードへ水素ガスを供給したまま３０℃まで温度を下げた後、カソードに空気を供給して発電を開始した。参考用実施例１の燃料電池と同様に作動後いち早く高性能の電池出力を得ることができた。 (Reference Example 2)
A household polymer electrolyte fuel cell was produced by a known method (the method described in JP-A-2006-278038).
Using the fuel cell activation device 1 shown in FIG. 1, before generating electricity, the cell temperature is set to 80 ° C., hydrogen gas humidified at 80 ° C. is supplied to both the anode and the cathode and purged for 1 hour. Activation was performed by supplying hydrogen gas (100% RH) humidified at 80 ° C. to the anode and the cathode. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. while supplying hydrogen gas to the anode, and then air was supplied to the cathode to start power generation. As with the fuel cell of Example 1 for reference, high performance battery output could be obtained as soon as possible after operation.

（参考用実施例３）
公知の方法（特開２００６−３３８９３２に記載の方法）で、携帯用ダイレクトメタノール形固体高分子形燃料電池を作製した。
図１に示した燃料電池用活性化装置１を用いて、発電を行う前に、セル温度８０℃とし、アノードおよびカソードに８０℃で加湿した水素ガスを供給してパージ後、引き続き１時間、８０℃で加湿した水素ガス（１００％ＲＨ）をアノードおよびカソードに供給して活性化を行った。その後、３０℃まで温度を下げた後、アノードへメタノールを供給し、カソードに空気を供給して発電を開始した。参考用実施例３の燃料電池は、参考用実施例１の燃料電池と同様に活性化して、作動後いち早く高性能の電池出力を得ることができた。 (Example 3 for reference)
A portable direct methanol solid polymer fuel cell was produced by a known method (the method described in JP-A-2006-338932).
Using the fuel cell activation device 1 shown in FIG. 1, before generating electricity, the cell temperature is set to 80 ° C., hydrogen gas humidified at 80 ° C. is supplied to the anode and the cathode, and purge is continued for 1 hour. Activation was performed by supplying hydrogen gas (100% RH) humidified at 80 ° C. to the anode and the cathode. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C., methanol was supplied to the anode, and air was supplied to the cathode to start power generation. The fuel cell of Reference Example 3 was activated in the same manner as the fuel cell of Reference Example 1, and was able to obtain a high-performance battery output as soon as possible after operation.

（参考用実施例４）
公知の方法（特開２００６−２７８０３８に記載の方法）で自動車用固体高分子形燃料電池を作製した。
図１に示した燃料電池用活性化装置１を用いて、発電を行う前に、セル温度８０℃とし、アノードに８０℃で加湿した水素ガスを供給し、カソードに８０℃で加湿した窒素を供給してパージ後、アノードおよびカソードともにそのまま１時間、加湿した水素ガス（１００％ＲＨ）および加湿した窒素（１００％ＲＨ）をそれぞれ供給して活性化を行った。その後、アノードへ水素ガスを供給したまま３０℃まで温度を下げた後、カソードに空気を供給して発電を開始した。参考用実施例４の燃料電池は参考用実施例１の燃料電池と同様に活性化して、作動後いち早く高性能の電池出力を得ることができた。 (Reference Example 4)
A solid polymer fuel cell for automobiles was produced by a known method (the method described in JP-A-2006-278038).
Before performing power generation using the fuel cell activation device 1 shown in FIG. 1, the cell temperature is set to 80 ° C., hydrogen gas humidified at 80 ° C. is supplied to the anode, and nitrogen humidified at 80 ° C. is supplied to the cathode. After supplying and purging, activation was performed by supplying humidified hydrogen gas (100% RH) and humidified nitrogen (100% RH) respectively for 1 hour for both the anode and the cathode. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. while supplying hydrogen gas to the anode, and then power was generated by supplying air to the cathode. The fuel cell of Reference Example 4 was activated in the same manner as the fuel cell of Reference Example 1, and a high-performance battery output could be obtained as soon as possible after operation.

（参考用実施例５）
公知の方法（特開２００６−２７８０３８に記載の方法）で家庭用固体高分子形燃料電池を作製した。
図１に示した燃料電池用活性化装置１を用いて、発電を行う前に、セル温度８０℃とし、アノードに８０℃で加湿した水素ガスを供給し、カソードに８０℃で加湿した窒素を供給してパージ後、アノードおよびカソードともにそのまま１時間、加湿した水素ガス（１００％ＲＨ）および加湿した窒素（１００％ＲＨ）をそれぞれ供給して活性化を行った。その後、アノードへ水素ガスを供給したまま３０℃まで温度を下げた後、カソードに空気を供給して発電を開始した。参考用実施例５の燃料電池は、参考用実施例１の燃料電池と同様に活性化して、作動後いち早く高性能の電池出力を得ることができた。 (Reference Example 5)
A household polymer electrolyte fuel cell was produced by a known method (the method described in JP-A-2006-278038).
Before performing power generation using the fuel cell activation device 1 shown in FIG. 1, the cell temperature is set to 80 ° C., hydrogen gas humidified at 80 ° C. is supplied to the anode, and nitrogen humidified at 80 ° C. is supplied to the cathode. After supplying and purging, activation was performed by supplying humidified hydrogen gas (100% RH) and humidified nitrogen (100% RH) respectively for 1 hour for both the anode and the cathode. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. while supplying hydrogen gas to the anode, and then power was generated by supplying air to the cathode. The fuel cell of Reference Example 5 was activated in the same manner as the fuel cell of Reference Example 1, and a high-performance battery output could be obtained as soon as possible after operation.

（参考用実施例６）
公知の方法（特開２００６−３３８９３２に記載の方法）で、携帯用ダイレクトメタノール形固体高分子形燃料電池を作製した。
図１に示した燃料電池用活性化装置１を用いて発電を行う前に、セル温度８０℃とし、アノードに８０℃で加湿した水素ガスを供給し、カソードに８０℃で加湿した窒素を供給してパージ後、引き続き１時間、８０℃で加湿した水素ガス（１００％ＲＨ）および加湿した窒素（１００％ＲＨ）をアノードおよびカソードそれぞれ供給して活性化を行った。その後、３０℃まで温度を下げた後、アノードへメタノールを供給し、カソードに空気を供給して発電を開始した。参考用実施例６の燃料電池は、参考用実施例１の燃料電池と同様に活性化して、作動後いち早く高性能の電池出力を得ることができた。 (Reference Example 6)
A portable direct methanol solid polymer fuel cell was produced by a known method (the method described in JP-A-2006-338932).
Before power generation using the fuel cell activation device 1 shown in FIG. 1, the cell temperature is set to 80 ° C., hydrogen gas humidified at 80 ° C. is supplied to the anode, and nitrogen humidified at 80 ° C. is supplied to the cathode. After purging, hydrogen gas (100% RH) humidified at 80 ° C. and nitrogen (100% RH) humidified at 80 ° C. were supplied for activation for 1 hour. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C., methanol was supplied to the anode, and air was supplied to the cathode to start power generation. The fuel cell of Reference Example 6 was activated in the same manner as the fuel cell of Reference Example 1, and was able to obtain a high-performance battery output as soon as possible after operation.

（参考用実施例７）
公知の方法（特開２００６−２７８０３７に記載の方法）で、ＭＥＡを作製した。
図２に示した燃料電池用活性化装置２０を用い処理容器２４中にＭＥＡ２１を入れ活性化した。
すなわち、蓋２２を開けて処理容器２４内にＭＥＡ２１を入れて蓋２２を密閉して閉める。開閉弁２９を閉じ、開閉弁３０、３１を開けて、手段２５の水素供給源２６から、水素供給ライン２７を経て、水素を処理容器２４内に送って内部をパージし、パージガスは図示しないパージラインから排出した。パージ終了後図示しないパージラインを閉めた。処理容器２４は加熱手段２３により８０℃に加熱され、１時間、水素雰囲気中でＭＥＡ２１を活性化した。
この活性化したＭＥＡ２１を用いて作製した燃料電池は、参考用実施例１の燃料電池と同様に活性化して、作動後いち早く高性能の電池出力を得ることができた。 (Reference Example 7)
MEA was produced by a known method (the method described in JP-A-2006-278037).
Using the fuel cell activation device 20 shown in FIG. 2, the MEA 21 was placed in the processing vessel 24 and activated.
That is, the lid 22 is opened, the MEA 21 is placed in the processing container 24, and the lid 22 is sealed and closed. The on-off valve 29 is closed, the on-off valves 30 and 31 are opened, the hydrogen is supplied from the hydrogen supply source 26 of the means 25 through the hydrogen supply line 27 into the processing vessel 24 to purge the inside, and the purge gas is not shown in the figure. Discharged from the line. After the purge was completed, the purge line (not shown) was closed. The processing vessel 24 was heated to 80 ° C. by the heating means 23 and activated the MEA 21 in a hydrogen atmosphere for 1 hour.
The fuel cell produced using the activated MEA 21 was activated in the same manner as the fuel cell of Reference Example 1, and a high-performance battery output could be obtained immediately after operation.

（実施例１）
図３に示した本発明の燃料電池用活性化装置１Ａを用い、カソードＣとアノードＡ間に１００ｍΩの固有抵抗を配設して、カソード電位とアノード電位の電位差を５０ｍＶに制御して活性化した以外は参考用実施例４と同様にして、発電を行う前に、セル温度８０℃とし、アノードに８０℃で加湿した水素ガスを供給し、カソードに８０℃で加湿した窒素を供給してパージ後、アノードおよびカソードともにそのまま１時間、加湿した水素ガス（１００％ＲＨ）および加湿した窒素（１００％ＲＨ）をそれぞれ供給して活性化を行った。その後、アノードへ水素ガスを供給したまま３０℃まで温度を下げた後、カソードに空気を供給して発電を開始した。発電開始後からの時間（ｈ）（横軸）と電圧（Ｖ）（縦軸）との関係を図５に示す。 Example 1
Using the fuel cell activation device 1A of the present invention shown in FIG. 3, a specific resistance of 100 mΩ is provided between the cathode C and the anode A, and the potential difference between the cathode potential and the anode potential is controlled to 50 mV for activation. In the same manner as in Example 4 for reference, the cell temperature was set to 80 ° C., hydrogen gas humidified at 80 ° C. was supplied to the anode, and nitrogen humidified to 80 ° C. was supplied to the cathode before power generation. After purging, activation was performed by supplying humidified hydrogen gas (100% RH) and humidified nitrogen (100% RH) for 1 hour for both the anode and the cathode. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. while supplying hydrogen gas to the anode, and then power was generated by supplying air to the cathode. FIG. 5 shows the relationship between time (h) (horizontal axis) and voltage (V) (vertical axis) after the start of power generation.

図５から、実施例１の燃料電池は、参考用実施例１の燃料電池に比較して、作動後よりいち早く高性能の電池出力を得ることができたことが判る。   From FIG. 5, it can be seen that the fuel cell of Example 1 was able to obtain a high-performance battery output earlier than after the operation as compared with the fuel cell of Example 1 for reference.

（実施例２）
図３に示した本発明の燃料電池用活性化装置１Ａを用い、カソードＣとアノードＡ間に導電体を配設して短絡し、カソード電位とアノード電位の電位差を１０ｍＶに制御して活性化した以外は参考用実施例４と同様にして、発電を行う前に、セル温度８０℃とし、アノードに８０℃で加湿した水素ガスを供給し、カソードに８０℃で加湿した窒素を供給してパージ後、アノードおよびカソードともにそのまま１時間、加湿した水素ガス（１００％ＲＨ）および加湿した窒素（１００％ＲＨ）をそれぞれ供給して活性化を行った。その後、アノードへ水素ガスを供給したまま３０℃まで温度を下げた後、カソードに空気を供給して発電を開始した。発電開始後からの時間（ｈ）（横軸）と電圧（Ｖ）（縦軸）との関係を図５に示す。 (Example 2)
Using the fuel cell activation device 1A of the present invention shown in FIG. 3, a conductor is disposed between the cathode C and the anode A to short-circuit, and the potential difference between the cathode potential and the anode potential is controlled to 10 mV for activation. In the same manner as in Example 4 for reference, the cell temperature was set to 80 ° C., hydrogen gas humidified at 80 ° C. was supplied to the anode, and nitrogen humidified to 80 ° C. was supplied to the cathode before power generation. After purging, activation was performed by supplying humidified hydrogen gas (100% RH) and humidified nitrogen (100% RH) for 1 hour for both the anode and the cathode. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. while supplying hydrogen gas to the anode, and then power was generated by supplying air to the cathode. FIG. 5 shows the relationship between time (h) (horizontal axis) and voltage (V) (vertical axis) after the start of power generation.

図５から、実施例２の燃料電池は、実施例１の燃料電池に比較して、作動後よりいち早く高性能の電池出力を得ることができたことが判る。   From FIG. 5, it can be seen that the fuel cell of Example 2 was able to obtain a high-performance battery output earlier than after the operation as compared with the fuel cell of Example 1.

（実施例３）
図３に示した本発明の燃料電池用活性化装置１Ａを用い、カソードＣとアノードＡ間に導電体を配設して短絡し、カソード電位とアノード電位の電位差を１０ｍＶに制御して活性化した以外は参考用実施例４と同様にして、発電を行う前に、セル温度８０℃とし、アノードに９０℃で加湿した水素ガスを供給し、カソードに９０℃で加湿した窒素を供給してパージ後、アノードおよびカソードともにそのまま１時間、加湿した水素ガス（１１０％ＲＨ）および加湿した窒素（１１０％ＲＨ）をそれぞれ供給して活性化を行った。その後、アノードへ水素ガスを供給したまま３０℃まで温度を下げた後、カソードに空気を供給して発電を開始した。発電開始後からの時間（ｈ）（横軸）と電圧（Ｖ）（縦軸）との関係を図５に示す。 (Example 3)
Using the fuel cell activation device 1A of the present invention shown in FIG. 3, a conductor is disposed between the cathode C and the anode A to short-circuit, and the potential difference between the cathode potential and the anode potential is controlled to 10 mV for activation. In the same manner as in Example 4 for reference, before power generation, the cell temperature was set to 80 ° C., hydrogen gas humidified at 90 ° C. was supplied to the anode, and nitrogen humidified at 90 ° C. was supplied to the cathode. After purging, activation was performed by supplying humidified hydrogen gas (110% RH) and humidified nitrogen (110% RH) respectively for 1 hour for both the anode and the cathode. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. while supplying hydrogen gas to the anode, and then power was generated by supplying air to the cathode. FIG. 5 shows the relationship between time (h) (horizontal axis) and voltage (V) (vertical axis) after the start of power generation.

図５から、実施例３の燃料電池は、実施例２の燃料電池に比較して、作動後よりいち早く高性能の電池出力を得ることができたことが判る。   From FIG. 5, it can be seen that the fuel cell of Example 3 was able to obtain a high-performance battery output earlier than after the operation as compared with the fuel cell of Example 2.

本発明の燃料電池の活性化方法により燃料電池を簡単に活性化できるので、燃料電池を組み立て直後、または長時間未使用のまま放置した電池を作動させる場合などにおいても、いち早く高性能の電池出力を容易に得ることができる。
カソードとアノード間に固定抵抗もしくは導電体を配設して、カソード電位とアノード電位の電位差を１００ｍＶ以下好ましくはなるべく０ｍＶに近い値に制御することで触媒などの性能を損なうことなく早急に容易に経済的に活性化できるので、燃料電池を組み立て直後、または、長時間未使用のまま放置した電池を作動させる場合などにおいても、より早く高性能の電池出力を容易に得ることができるという顕著な効果を奏する。
本発明は上記のような顕著な効果を奏するので、産業上の利用価値が高い。 Since the fuel cell can be easily activated by the fuel cell activation method of the present invention, a high-performance battery output can be quickly produced even when the fuel cell is assembled or immediately after being left unused for a long time. Can be easily obtained.
By arranging a fixed resistor or conductor between the cathode and the anode, and controlling the potential difference between the cathode potential and the anode potential to 100 mV or less, preferably as close to 0 mV as possible, it is easy and quick without impairing the performance of the catalyst or the like. Since it can be economically activated, a high-performance battery output can be easily and quickly obtained even when a fuel cell is assembled or when a battery that has not been used for a long time is operated. There is an effect.
Since the present invention has the remarkable effects as described above, the industrial utility value is high.

本発明の燃料電池用活性化装置の１例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining an example of the activation apparatus for fuel cells of this invention. 参考用の燃料電池用活性化装置の例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the example of the activation apparatus for fuel cells for reference. 図１に示した本発明の燃料電池用活性化装置を用い、カソードとアノード間に固有抵抗を配設して活性化する１例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining an example which arrange | positions and activates the specific resistance between a cathode and an anode using the activation apparatus for fuel cells of this invention shown in FIG. 参考用実施例１および比較例１の発電開始後からの時間（ｈ）（横軸）と電圧（Ｖ）（縦軸）との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the time (h) (horizontal axis) and voltage (V) (vertical axis) after the power generation start of Reference Example 1 and Comparative Example 1. 参考用実施例１、実施例１〜３および比較例１の発電開始後からの時間（ｈ）（横軸）と電圧（Ｖ）（縦軸）との関係を、図４に示したＸ部分を拡大して示すグラフである。The relationship between time (h) (horizontal axis) and voltage (V) (vertical axis) from the start of power generation in Reference Example 1, Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 is shown in FIG. It is a graph which expands and shows. カソードＣに窒素を供給し、アノードＡに水素を供給して活性化を行った際の、水素標準電極（ＮＨＥ）に対するカソード電位（０．７Ｖ）およびアノード電位（０Ｖ）、およびカソードＣとアノードＡ間に固定抵抗Ｒもしくは導電体を配設して短絡するとカソード電位が変動すること説明するグラフである。The cathode potential (0.7 V) and anode potential (0 V) with respect to the hydrogen standard electrode (NHE) and the cathode C and anode when the nitrogen is supplied to the cathode C and hydrogen is supplied to the anode A for activation. It is a graph explaining that a cathode potential changes when a fixed resistor R or a conductor is disposed between A and short-circuited. 固体高分子型燃料電池の単セルの基本構成を示す分解説明図である。It is a decomposition explanatory view showing the basic composition of the single cell of a polymer electrolyte fuel cell. 固体高分子形燃料電池スタック（積層体）の基本構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the basic composition of a polymer electrolyte fuel cell stack (laminated body).

１、１Ａ、２０ 燃料電池用活性化装置
２ 燃料電池
３ 還元剤供給手段
４、２６ 水素供給源
５、２７ 水素供給ライン
６、２８ 加湿手段
７、８、９、１３、２９、３０、３１ 開閉弁
１０ 不活性ガス供給手段
１１ 窒素供給源
１２ 窒素供給ライン
１４、３２ 制御手段
２１、５８、ＭＥＡ 膜／電極接合体
２２ 蓋
２３ 加熱手段
２５ 供給手段
Ａ、４７ アノード
Ｃ、４６ カソード
Ｒ 固定抵抗
４１ 固体高分子電解質膜
４２ カソード側電極触媒層
４３ アノード側電極触媒層
４４ カソード側ガス拡散層
４５ アノード側ガス拡散層
５０ セパレータ
５１ 単セル
６０ 固体高分子形燃料電池スタック（積層体） 1, 1A, 20 Fuel cell activation device 2 Fuel cell 3 Reducing agent supply means 4, 26 Hydrogen supply source 5, 27 Hydrogen supply line 6, 28 Humidification means 7, 8, 9, 13, 29, 30, 31 Open / close Valve 10 Inert gas supply means 11 Nitrogen supply source 12 Nitrogen supply lines 14, 32 Control means 21, 58, MEA Membrane / electrode assembly 22 Lid 23 Heating means 25 Supply means A, 47 Anode C, 46 Cathode R Fixed resistance 41 Solid polymer electrolyte membrane 42 Cathode side electrode catalyst layer 43 Anode side electrode catalyst layer 44 Cathode side gas diffusion layer 45 Anode side gas diffusion layer 50 Separator 51 Single cell 60 Solid polymer fuel cell stack (laminated body)

Claims (4)

酸素を含む酸化剤をカソードに供給し、水素を含む燃料ガスもしくは有機物燃料をアノードに供給して発電する燃料電池の活性化方法であって、
アノードに還元剤を供給するとともに、カソードに不活性ガスを供給するか、もしくはカソードに不活性ガスを供給せずに、カソードとアノード間に固定抵抗もしくは導電体を配設して、カソード電位とアノード電位の電位差を１００ｍＶ以下に制御することにより活性化することを特徴とする燃料電池の活性化方法。 A method for activating a fuel cell that supplies an oxidant containing oxygen to a cathode and supplies a fuel gas or organic fuel containing hydrogen to an anode to generate electricity,
While supplying a reducing agent to the anode and supplying an inert gas to the cathode, or without supplying an inert gas to the cathode, a fixed resistor or conductor is disposed between the cathode and the anode, A method for activating a fuel cell, wherein the activation is performed by controlling the potential difference of the anode potential to 100 mV or less. 前記還元剤あるいはさらに前記不活性ガスが相対湿度９０％以上の加湿ガスであることを特徴とする請求項１記載の燃料電池の活性化方法。   2. The fuel cell activation method according to claim 1, wherein the reducing agent or the inert gas is a humidified gas having a relative humidity of 90% or more. 前記還元剤が加湿した水素ガスであることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の燃料電池の活性化方法。   3. The fuel cell activation method according to claim 1, wherein the reducing agent is humidified hydrogen gas. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃料電池の活性化方法を行うための燃料電池用活性化装置であって、
アノードに還元剤を供給する還元剤供給手段と、
カソードに不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
これらを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池用活性化装置。 A fuel cell activation device for performing the fuel cell activation method according to any one of claims 1 to 3,
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the anode;
An inert gas supply means for supplying an inert gas to the cathode;
Control means for controlling these,
An activation device for a fuel cell comprising:
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