JP2019175816A - Fuel cell activation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体高分子からなる電解質膜を有する燃料電池の活性化方法に関する。 The present invention relates to a method for activating a fuel cell having an electrolyte membrane made of a solid polymer.
燃料電池の一種として、固体高分子からなる電解質膜をアノード電極とカソード電極で挟んで構成される電解質膜・電極構造体を有する、いわゆる固体高分子形燃料電池が周知となるに至っている。 As a kind of fuel cell, a so-called solid polymer fuel cell having an electrolyte membrane / electrode structure in which an electrolyte membrane made of a solid polymer is sandwiched between an anode electrode and a cathode electrode has become widely known.
アノード電極及びカソード電極は、白金等の貴金属の金属触媒を含む触媒層をそれぞれ有する。燃料電池スタックの製造直後では、触媒層が十分な活性を示さないため、良好な発電特性を得ることが困難である。この理由の一つとして、金属触媒が酸化物膜やアニオン種等の不純物で覆われていることが挙げられる。 The anode electrode and the cathode electrode each have a catalyst layer containing a metal catalyst of a noble metal such as platinum. Immediately after the production of the fuel cell stack, the catalyst layer does not exhibit sufficient activity, and it is difficult to obtain good power generation characteristics. One reason for this is that the metal catalyst is covered with an impurity such as an oxide film or anion species.
そこで、不純物を除去して活性な金属表面を露呈して保持するために、燃料電池スタックに対して活性化処理が施される。例えば、特許文献1には、アノード電極に水素を供給しながら、カソード電極に酸素含有ガスと不活性ガスを交互に複数回繰り返して供給する活性化方法が示されている。 Therefore, an activation process is performed on the fuel cell stack in order to remove impurities and expose and hold the active metal surface. For example, Patent Document 1 discloses an activation method in which an oxygen-containing gas and an inert gas are alternately and repeatedly supplied to a cathode electrode while supplying hydrogen to the anode electrode.
また、本出願人は、特許文献2において、アノード電極とカソード電極の間に変動電圧を印加する第1工程と、アノード電極で発生したプロトンを、電解質膜を介してカソード電極に移動させ、さらに、該カソード電極にて電子と結合させて水素に変化させる第2工程(いわゆる水素ポンプ反応)とを繰り返す活性化方法を提案している。 In addition, in the patent document 2, the present applicant moves the proton generated at the anode electrode to the cathode electrode through the electrolyte membrane, the first step of applying a variable voltage between the anode electrode and the cathode electrode, Have proposed an activation method in which a second step (so-called hydrogen pump reaction) in which electrons are combined with electrons at the cathode electrode and changed to hydrogen is repeated.
金属触媒である白金等は貴金属であり、その使用量が多いと燃料電池の材料コストが高騰してしまう。そこで、金属触媒の使用量を可及的に低減することが試みられている。しかしながら、この場合、電解質膜由来のスルホン酸イオン(アニオン)が触媒層に混入し、金属触媒の活性を低下させるため、発電によって発生する生成水で金属触媒の表面が十分に洗浄されるまで発電特性が向上し難いという不具合がある。 Platinum or the like, which is a metal catalyst, is a noble metal, and if the amount used is large, the material cost of the fuel cell will increase. Therefore, attempts have been made to reduce the amount of metal catalyst used as much as possible. However, in this case, since sulfonate ions (anions) derived from the electrolyte membrane are mixed in the catalyst layer and reduce the activity of the metal catalyst, power generation is performed until the surface of the metal catalyst is sufficiently washed with the generated water generated by power generation. There is a problem that the characteristics are difficult to improve.
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、簡便な工程で燃料電池を容易に活性化することが可能な燃料電池の活性化方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell activation method capable of easily activating a fuel cell by a simple process.
前記の目的を達成するために、本発明は、固体高分子からなる電解質膜をアノード電極とカソード電極で挟んで構成される電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体を挟む1組のセパレータとを有する燃料電池を活性化する燃料電池の活性化方法であって、
前記アノード電極に水素含有ガスを供給し、且つ前記カソード電極に不活性ガスを供給しつつ前記燃料電池に電圧を印加し、
電圧を所定上限値まで上昇させる電圧上昇工程と、
電圧を前記所定上限値で維持する電圧維持工程と、
電圧を所定下限値に下降する電圧下降工程と、
を有し、
前記電圧上昇工程、前記電圧維持工程及び前記電圧下降工程を複数回繰り返すことを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides an electrolyte membrane / electrode structure configured by sandwiching an electrolyte membrane made of a solid polymer between an anode electrode and a cathode electrode, and 1 sandwiching the electrolyte membrane / electrode structure 1 A fuel cell activation method for activating a fuel cell having a set of separators,
Supplying a voltage to the fuel cell while supplying a hydrogen-containing gas to the anode electrode and supplying an inert gas to the cathode electrode;
A voltage raising step for raising the voltage to a predetermined upper limit;
A voltage maintaining step of maintaining the voltage at the predetermined upper limit;
A voltage lowering step for lowering the voltage to a predetermined lower limit;
Have
The voltage increasing step, the voltage maintaining step, and the voltage decreasing step are repeated a plurality of times.
このような電圧印加を繰り返すことにより、特にカソード電極の触媒層に含まれる金属触媒の表面を被覆する酸化物が除去される。また、高電位に曝される酸化過程で触媒担体材料の表面積が増加し、酸素、プロトン及び電子が共存する反応場の面積が大きくなる。その結果として、反応場に位置する金属触媒の活性表面積が大きくなる。 By repeating such voltage application, in particular, the oxide covering the surface of the metal catalyst contained in the catalyst layer of the cathode electrode is removed. In addition, the surface area of the catalyst support material increases during the oxidation process exposed to a high potential, and the area of the reaction field where oxygen, protons and electrons coexist is increased. As a result, the active surface area of the metal catalyst located in the reaction field is increased.
なお、電圧下降工程の後と次の電圧上昇工程との間に、電圧を所定下限値に維持しながら水素ポンプ反応を行うことが好ましい。特にカソード電極の触媒層には、電解質膜に由来するスルホン酸イオンが混入しているが、水素ポンプ反応を行う際にアノード電極に湿潤ガスを供給することにより、アノード電極側からカソード電極側に向かってプロトン同伴水が電解質膜内を移動する。この水がカソード電極の触媒層で結露し、該触媒層に混入したスルホン酸イオンを同伴しながらガス拡散層を介してカソード電極外に除去される。これにより、カソード側触媒層中のスルホン酸イオンが除去される。 It is preferable that the hydrogen pump reaction be performed between the voltage lowering step and the next voltage increasing step while maintaining the voltage at a predetermined lower limit value. In particular, the catalyst layer of the cathode electrode is mixed with sulfonate ions derived from the electrolyte membrane, but when performing a hydrogen pump reaction, by supplying a wet gas to the anode electrode, the anode electrode side to the cathode electrode side. The proton-entrained water moves in the electrolyte membrane. This water is condensed on the catalyst layer of the cathode electrode, and is removed outside the cathode electrode through the gas diffusion layer while accompanying the sulfonate ions mixed in the catalyst layer. Thereby, the sulfonate ion in the cathode side catalyst layer is removed.
加えて、電解質膜内に水が浸透する。このために電解質膜が十分に湿潤状態となるので、プロトン伝導が活発に起こるようになる。従って、燃料電池が発電特性に優れたものとなる。 In addition, water penetrates into the electrolyte membrane. For this reason, since the electrolyte membrane is sufficiently wet, proton conduction occurs actively. Therefore, the fuel cell has excellent power generation characteristics.
電圧を上昇及び下降させる際、電圧を一度に大きく変化させるのではなく、時間の経過とともに変化させることが好ましい。すなわち、各工程の実施中に経時変化させるとよい。例えば、時間の経過に比例して電圧を直線的に変化させるようにしてもよいし、段階的に変化させるようにしてもよい。さらには、曲線状に変化させてもよい。いずれの場合においても、電圧を上限値内で確実に制御することができる。 When raising and lowering the voltage, it is preferable not to change the voltage greatly at once, but to change it over time. That is, it is preferable to change with time during the execution of each step. For example, the voltage may be changed linearly in proportion to the passage of time, or may be changed stepwise. Furthermore, it may be changed in a curved shape. In either case, the voltage can be reliably controlled within the upper limit value.
なお、所定上限値を過度に高くすると、触媒層中の金属結合が減少する一方で金属−酸素結合が増加する傾向がある。これを回避するべく、所定上限値を、例えば、1V程度に設定することが好ましい。なお、所定下限値は、例えば、略0Vに設定すればよい。 If the predetermined upper limit is excessively increased, metal bonds in the catalyst layer tend to decrease while metal-oxygen bonds tend to increase. In order to avoid this, it is preferable to set the predetermined upper limit value to, for example, about 1V. The predetermined lower limit value may be set to approximately 0V, for example.
電圧維持工程は、各工程の効果を確認して最適時間を設定すればよいが、例えば、30〜300秒間、より好ましくは40〜120秒間行えばよい。これにより、触媒層中で金属触媒の活性表面積成長が促進されると推察される。酸化物やスルホン酸イオンは、主に電圧下降工程で除去される。 The voltage maintaining step may be performed by confirming the effect of each step and setting the optimum time. For example, the voltage maintaining step may be performed for 30 to 300 seconds, more preferably 40 to 120 seconds. This is presumed to promote the active surface area growth of the metal catalyst in the catalyst layer. Oxides and sulfonate ions are mainly removed in the voltage drop process.
本発明によれば、燃料電池に印加する電圧を所定上限値まで上昇させた後、該所定上限値で維持するようにしている。このため、特にカソード電極の触媒層中で金属触媒の酸化が促進されるとともに、生成した酸化物や、溶出したスルホン酸イオンが電圧下降工程で除去されることにより、金属触媒が浄化されて活性度がさらに向上する。 According to the present invention, the voltage applied to the fuel cell is raised to the predetermined upper limit value and then maintained at the predetermined upper limit value. For this reason, the oxidation of the metal catalyst is promoted particularly in the catalyst layer of the cathode electrode, and the generated oxide and eluted sulfonate ions are removed in the voltage lowering process, so that the metal catalyst is purified and activated. The degree is further improved.
以下、本発明に係る燃料電池の活性化方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a fuel cell activation method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、燃料電池10を単位セルとして示した要部概略断面図である。なお、実際の燃料電池10は、単位セルを複数個積層した燃料電池スタックとして構成されるが、図1では、理解を容易にするべく単位セルとして表している。ただし、単位セルであるか燃料電池スタックであるかに関わらず、後述する活性化方法によって活性化することが可能である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a
単位セルにつき説明すると、該単位セルは、電解質膜・電極構造体12と、この電解質膜・電極構造体12を挟持する第1セパレータ14及び第2セパレータ16(1組のセパレータ)とを備える。
The unit cell includes an electrolyte membrane /
電解質膜・電極構造体12は、電解質膜20がアノード電極22とカソード電極24の間に介装されることで構成される。この中の電解質膜20は、プロトン伝導性を備える固体高分子で形成される。なお、この種の高分子としては、パーフルオロスルホン酸系フッ素樹脂等が例示される。又は、炭化水素系樹脂を用いるようにしてもよい。
The electrolyte membrane /
アノード電極22は、電解質膜20の一端面に設けられる。該アノード電極22は、水素等の燃料ガスが供給されるアノード側ガス拡散層26と、電解質膜20に臨むアノード側触媒層28とを有する。
The
一方、電解質膜20の他端面には、前記カソード電極24が設けられる。カソード電極24は、燃料電池10の運転時に空気や酸素等の酸化剤ガスが供給されるカソード側ガス拡散層30と、電解質膜20に臨むカソード側触媒層32とを有する。
On the other hand, the
アノード側ガス拡散層26及びカソード側ガス拡散層30は、例えば、カーボンペーパーやカーボンクロス、金属メッシュ、金属焼結体等からなる。これらはいずれも導伝性を有する多孔質体であり、燃料ガスないし酸化剤ガス等が容易に拡散する。
The anode side
アノード側触媒層28及びカソード側触媒層32は、例えば、白金又はその合金等の金属触媒の粒子が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、イオン伝導性高分子バインダとともにアノード側ガス拡散層26、カソード側ガス拡散層30の各表面(又は電解質膜20の両端面)に一様に塗布されることで形成される。アノード側触媒層28とカソード側触媒層32は、電解質膜20を挟んで対向する。なお、金属触媒の粒子を多孔質カーボン粒子に担持することなく単独でイオン伝導性高分子バインダとともにアノード側ガス拡散層26、カソード側ガス拡散層30に塗布するようにしてもよい。
The anode-
電解質膜・電極構造体12を挟む第1セパレータ14及び第2セパレータ16は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、チタン板等の金属板からなる。また、これらの金属板の表面に防食用の表面処理(めっき処理等)が施されたものやカーボン板が用いられる場合もある。
The
第1セパレータ14の、アノード側ガス拡散層26に臨む端面には、アノード電極22に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路34が設けられている。同様に、第2セパレータ16の、カソード側ガス拡散層30に臨む端面には、燃料電池10の運転時にカソード電極24に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路36が形成される。
A
このように構成される燃料電池10に対し、電流印加線40a、40b、電圧印加線42a、42bを介してポテンショスタット44が電気的に接続される。電圧印加線42a、42bには、スイッチ43a、43bが設けられており、これらスイッチ43a、43bを切り換えることにより、燃料電池10の印加電圧の極性を反転することが可能である。なお、印加線40a、40b、42a、42bは、第1セパレータ14及び第2セパレータ16に個別に隣接する集電板(図示せず)に接続されるが、電気的に等価であることから、図1では、第1セパレータ14及び第2セパレータ16に印加線40a、40b、42a、42bを接続して示している。
The
ポテンショスタット44により、燃料電池10に対して印加される電圧を、ある任意の値から別の任意の値まで所定の変化速度で変化させたり、必要に応じて維持したりすることが可能となる。すなわち、燃料電池10に対する印加電圧が制御される。なお、ポテンショスタット44に代替し、所定の直流電圧を印加することが可能な直流電源を用いるようにしてもよい。
The
燃料電池10には、さらに、アノード電極22に燃料ガスを供給するためのアノード側ガス供給ライン46と、アノード電極22から水素ガスを排出するためのアノード側ガス排出ライン48とが付設される。同様に、活性化処理時にカソード電極24に不活性ガスを供給するためのカソード側ガス供給ライン50と、カソード電極24から窒素ガスを排出するためのカソード側ガス排出ライン52とが付設される。以上のアノード側ガス供給ライン46、アノード側ガス排出ライン48、カソード側ガス供給ライン50及びカソード側ガス排出ライン52は、いずれも図示を簡略化している。
The
アノード側ガス排出ライン48には遮断弁54が設けられ、カソード側ガス供給ライン50には遮断弁56が設けられる。前記ポテンショスタット44とこれら遮断弁54、56は、制御装置58によって制御される。
The anode side
次に、本実施の形態に係る燃料電池10の活性化方法について説明する。なお、以下では、燃料ガスとして湿潤水素ガスを用い、且つ不活性ガスとして湿潤窒素ガスを用いる場合を例示する。
Next, a method for activating the
本実施の形態では、製造直後の燃料電池10(単位セルないし燃料電池スタック)に対して活性化処理を行う。すなわち、先ず、組み立てられた燃料電池10に対してアノード側ガス供給ライン46、アノード側ガス排出ライン48、カソード側ガス供給ライン50及びカソード側ガス排出ライン52を組み付けるとともに、電流印加線40a、40b、電圧印加線42a、42bを介してポテンショスタット44を電気的に接続する。さらに、ポテンショスタット44と、遮断弁54、56を制御回路に電気的に接続する。
In the present embodiment, the activation process is performed on the fuel cell 10 (unit cell or fuel cell stack) immediately after manufacture. That is, first, the anode side
その後、遮断弁54、56が開いた状態で、アノード側ガス供給ライン46を介してアノード電極22に湿潤水素ガスを供給するとともに、カソード側ガス供給ライン50を介して、カソード電極24に湿潤窒素ガスを供給する。第1セパレータ14の燃料ガス流路34を流通する湿潤水素ガスは、アノード側ガス拡散層26を拡散してアノード側触媒層28に到達し、余剰の湿潤水素ガスはアノード側ガス排出ライン48に排出される。同様に、第2セパレータ16の酸化剤ガス流路36を流通する湿潤窒素ガスは、カソード側ガス拡散層30を拡散してカソード側触媒層32に到達し、余剰の湿潤窒素ガスはカソード側ガス排出ライン52に排出される。余剰の湿潤水素ガス及び湿潤窒素ガスを、循環させて再利用してもよい。
Thereafter, wet hydrogen gas is supplied to the
上記の水素ガス及び窒素ガスの供給・排出により、燃料ガス流路34及び酸化剤ガス流路36内の空気が湿潤水素ガス、湿潤窒素ガスにそれぞれ置換される。この状態で、図2及び図3に示す電圧上昇工程、電圧維持工程及び電圧下降工程を行う。なお、図3には、電流の変化も併せて示している。
By supplying and discharging the hydrogen gas and nitrogen gas, the air in the
すなわち、ポテンショスタット44の制御作用下に、サイクリックボルタンメトリでいう電位の掃引と同様にして、燃料電池10に対して電圧を印加する。この際には、アノード電極22を基準とし、アノード電極22をマイナス、カソード電極24をプラスとして、電位差を印加電圧とする。
That is, under the control action of the
電圧上昇工程では、変動電圧を印加する。すなわち、電圧を所定上限値まで上昇させる。所定上限値は、例えば、1Vに設定することができる。なお、電圧は漸次的に上昇させることが好ましい。例えば、図3に示すように、経時時間に比例して上昇させればよい。又は、電圧を段階的に上昇するように変化させてもよいし、曲線的に上昇するように変化させてもよい。電圧をこのように変化させることにより、電圧を上限値の範囲内で確実に制御することができる。 In the voltage raising step, a variable voltage is applied. That is, the voltage is raised to a predetermined upper limit value. The predetermined upper limit value can be set to 1 V, for example. Note that the voltage is preferably increased gradually. For example, as shown in FIG. 3, it may be increased in proportion to the elapsed time. Alternatively, the voltage may be changed so as to increase stepwise or may be changed so as to increase in a curved manner. By changing the voltage in this way, the voltage can be reliably controlled within the range of the upper limit value.
電圧が所定上限値に到達した後、該所定上限値を維持する。すなわち、電圧維持工程に移行する。この電圧維持により、カソード側触媒層32中の金属触媒の酸化が促進される。電圧の維持は、例えば、30〜300秒間、より好ましくは40〜120秒間継続すればよい。
After the voltage reaches the predetermined upper limit value, the predetermined upper limit value is maintained. That is, the process proceeds to the voltage maintaining process. This voltage maintenance promotes the oxidation of the metal catalyst in the cathode
電圧維持工程を開始して所定時間が経過した後、電圧の所定下限値への下降を開始する。すなわち、電圧下降工程に移行する。酸化物やスルホン酸イオンは、主に電圧下降工程で除去されると考えられる。 After a predetermined time has elapsed from the start of the voltage maintaining step, the voltage starts to drop to a predetermined lower limit value. That is, the process proceeds to a voltage lowering process. It is considered that oxides and sulfonate ions are mainly removed in the voltage lowering step.
所定下限値は、例えば、0Vに設定することができる。なお、上記と同様に電流が急激に変動するのを防止するべく、電圧は漸次的に下降させることが好ましい。例えば、図3に示すように、経時時間に比例して下降させればよい。勿論、上記と同様に段階的又は曲線状に下降させるようにしてもよい。 The predetermined lower limit value can be set to 0 V, for example. As in the above, it is preferable to gradually decrease the voltage in order to prevent the current from fluctuating rapidly. For example, as shown in FIG. 3, it may be lowered in proportion to the elapsed time. Of course, it may be lowered stepwise or in a curved line as described above.
電圧が所定下限値に到達した後、水素ポンプ反応工程を行うことが好ましい。具体的には、カソード側ガス供給ライン50に湿潤窒素ガスを流通させる。ただし、カソード側ガス供給ライン50に設けられた遮断弁56を閉じ、酸化剤ガス流路36への湿潤窒素ガスの供給を停止してもよい。その一方で、アノード側ガス供給ライン46から湿潤水素ガスを供給しながらアノード側ガス排出ライン48に設けられた遮断弁54を閉じてもよいし、遮断弁54を閉じることなく燃料ガス流路34への湿潤水素ガスの供給を継続してもよい。
It is preferable to perform the hydrogen pump reaction step after the voltage reaches a predetermined lower limit. Specifically, wet nitrogen gas is circulated through the cathode side
そして、印加電圧の極性を反転し、アノード電極22をプラス、カソード電極24をマイナスとする電圧を印加する。その結果、カソード電極24からアノード電極22に所定量の電流が流れる。このため、アノード側触媒層28において、水素がプロトンと電子に電離する酸化反応が生じる。プロトンは、電解質膜20を介してカソード側触媒層32に移動する。一方、電子は、電流印加線40a、40bを介してアノード電極22からカソード電極24に移動する(すなわち、カソード電極24からアノード電極22に向かって電流が流れる)。
Then, the polarity of the applied voltage is reversed, and a voltage is applied so that the
カソード側触媒層32では、このようにして移動したプロトン及び電子が再結合する還元反応が起こる。この還元反応により発生した水素は、カソード側ガス排出ライン52から排出される。このような反応が起こると同時に、湿潤水素ガスに含まれた湿分に由来する電解質膜20内に水が浸透する。
In the cathode-
水素ポンプ反応を所定時間行った後、ポテンショスタット44の電極を反転させて燃料電池10に対する印加電圧の極性を反転する。この際、遮断弁54、56を開とし、カソード電極24への湿潤窒素ガスの供給を再開してもよい。さらに、印加電圧を上昇させ、2サイクル目の電圧上昇工程を再実施する。以降は、上記の電圧維持工程、電圧下降工程及び水素ポンプ反応工程を再実施する。電圧上昇工程、電圧維持工程、電圧下降工程及び水素ポンプ反応工程からなるサイクルを所定回数(例えば、数十〜数百回)繰り返すことにより、活性化処理が終了する。
After the hydrogen pump reaction is performed for a predetermined time, the polarity of the voltage applied to the
電圧上昇工程及び電圧下降工程を行うことにより、特にカソード側触媒層32に含まれる金属触媒の表面を被覆する酸化物が除去される。また、高電位に曝される酸化過程で触媒担体材料の表面積が増加し、酸素、プロトン及び電子が共存する反応場の面積が大きくなる。その結果として、反応場に位置する金属触媒の活性表面積が大きくなる。
By performing the voltage raising step and the voltage lowering step, the oxide covering the surface of the metal catalyst particularly included in the cathode
また、特にカソード側触媒層32には、電解質膜20に由来するスルホン酸イオンが混入しているが、水素ポンプ反応工程にてアノード電極22に湿潤水素ガスを供給することから、プロトンを同伴した湿分(プロトン同伴水)が、アノード電極22側からカソード電極24側に向かって電解質膜20内を移動する。
In particular, the cathode
この湿分は、カソード側触媒層32にて結露する。すなわち、結露水が生成する。カソード側触媒層32に混入したスルホン酸イオンは、この結露水に同伴され、カソード側ガス拡散層30を介してカソード電極24外に排出される。このようにしてカソード側触媒層32に混入したスルホン酸イオンが除去されることによっても、燃料電池10の活性度が向上する。
This moisture is condensed in the cathode
また、水素ポンプ反応工程では、過電圧の少ない水素のみが反応に関与する。このため、連続的に大電流を流すことができる。従って、活性化処理に要する時間の短縮を図ることができる。さらに、電解質膜20内に水が浸透するので、該電解質膜20が十分に湿潤状態となる。
In the hydrogen pump reaction step, only hydrogen with a small overvoltage is involved in the reaction. For this reason, a large current can flow continuously. Therefore, the time required for the activation process can be shortened. Furthermore, since water permeates into the
上記したような理由が相俟って、燃料電池10の発電特性が向上する。換言すれば、燃料電池10が有効に活性化される。
For the above reasons, the power generation characteristics of the
なお、上記した実施の形態では、製造直後の燃料電池10に対して活性化処理を行う場合について説明したが、本発明は特にこの場合に限定されるものではなく、例えば、燃料電池10の運転(発電)を一旦停止した後に再開する場合や、長時間運転を行って触媒の活性が低下した場合等のメンテナンス時に適用することもできる。
In the above-described embodiment, the case where the activation process is performed on the
10…燃料電池 12…電解質膜・電極構造体
14、16…セパレータ 20…電解質膜
22…アノード電極 24…カソード電極
28…アノード側触媒層 32…カソード側触媒層
34…燃料ガス流路 36…酸化剤ガス流路
44…ポテンショスタット 46…アノード側ガス供給ライン
48…アノード側ガス排出ライン 50…カソード側ガス供給ライン
52…カソード側ガス排出ライン 54、56…遮断弁
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記アノード電極に水素含有ガスを供給し、且つ前記カソード電極に不活性ガスを供給しつつ前記燃料電池に電圧を印加し、
電圧を所定上限値まで上昇させる電圧上昇工程と、
電圧を前記所定上限値で維持する電圧維持工程と、
電圧を所定下限値に下降する電圧下降工程と、
を有し、
前記電圧上昇工程、前記電圧維持工程及び前記電圧下降工程を複数回繰り返すことを特徴とする燃料電池の活性化方法。 Fuel for activating a fuel cell having an electrolyte membrane / electrode structure configured by sandwiching an electrolyte membrane made of a solid polymer between an anode electrode and a cathode electrode, and a pair of separators sandwiching the electrolyte membrane / electrode structure A battery activation method comprising:
Supplying a voltage to the fuel cell while supplying a hydrogen-containing gas to the anode electrode and supplying an inert gas to the cathode electrode;
A voltage raising step for raising the voltage to a predetermined upper limit;
A voltage maintaining step of maintaining the voltage at the predetermined upper limit;
A voltage lowering step for lowering the voltage to a predetermined lower limit;
Have
A method for activating a fuel cell, comprising repeating the voltage increasing step, the voltage maintaining step, and the voltage decreasing step a plurality of times.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018065946A JP2019175816A (en) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | Fuel cell activation method |
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CN114284529A (en) * | 2021-12-27 | 2022-04-05 | 深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司 | Battery activation method and battery activation device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008204799A (en) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Toyota Motor Corp | Activation method of solid-state polymer type fuel cell |
JP5526226B2 (en) * | 2010-03-31 | 2014-06-18 | 本田技研工業株式会社 | Method for activating solid polymer fuel cell |
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Patent Citations (2)
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