JP4969955B2 - Fuel cell system and power generation stopping method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスを導入して化学反応により発電を行う燃料電池システムに係り、特に、燃料電池システムの発電停止保管時における燃料極の触媒のCO被毒を防止すべく改良を施した燃料電池システム及びその発電停止方法に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell system in which fuel gas and oxidant gas are introduced to generate power by a chemical reaction, and in particular, improved to prevent CO poisoning of a fuel electrode catalyst when the fuel cell system is stopped from power generation. in which it relates to a fuel cell system and the power generation stopping method that was subjected to.

燃料電池システムは、水素等の燃料と空気等の酸化剤を燃料電池に供給して、電気化学的に反応させることにより、燃料の持つ化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換して外部へ取り出す発電装置である。この燃料電池システムは、比較的小型であるにもかかわらず、高効率で、環境性に優れており、また発電に伴う発熱を温水や蒸気として回収することにより、コージェネレーションシステムとしての適用が可能であることから、工場や病院などの業務用、一般家庭用、自動車用など、幅広い用途への採用が期待されている。   A fuel cell system supplies a fuel cell such as hydrogen and an oxidant such as air to a fuel cell and causes it to react electrochemically, thereby directly converting the chemical energy of the fuel into electrical energy and taking it out. It is. Despite its relatively small size, this fuel cell system is highly efficient and environmentally friendly, and can be applied as a cogeneration system by collecting the heat generated by power generation as hot water or steam. Therefore, it is expected to be used in a wide range of applications such as business use in factories and hospitals, general household use, and automobile use.

また、固体高分子形燃料電池は、高分子電解質膜の両面に燃料極及び酸化剤極を接合した膜電極接合体を、その両側に燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路が形成されたセパレータで挟んだ構造を有している。また、燃料極及び酸化剤極の一部を構成する触媒層は、白金や白金合金のような金属触媒を担持した炭素担体と高分子電解質との複合体から構成されている。そして、燃料電池は、一般に、このような構造を備えた単セルを多数積層してなるスタックから構成されている。   The polymer electrolyte fuel cell includes a membrane electrode assembly in which a fuel electrode and an oxidant electrode are bonded to both sides of a polymer electrolyte membrane, and a fuel gas channel and an oxidant gas channel formed on both sides of the membrane electrode assembly. It has a structure sandwiched between. Further, the catalyst layer constituting part of the fuel electrode and the oxidant electrode is composed of a composite of a carbon support carrying a metal catalyst such as platinum or a platinum alloy and a polymer electrolyte. A fuel cell is generally composed of a stack in which a large number of single cells having such a structure are stacked.

このような燃料電池システムとしては、燃料極に導入される燃料ガスとして、都市ガス等の炭化水素系ガスを予め改質器により改質してなる改質ガスを用いる運転方法があるが、その改質ガスにはCOが含まれている。このCOは、燃料極側の触媒表面を被毒することで燃料電池システムの特性を損なうものであるが、燃料電池の発電運転中においては、燃料極に酸化剤ガスを供給し、COをCO2に酸化して除去することによって、CO被毒による燃料電池システムの発電運転中の特性低下を抑制する方法が提案されている。(特許文献1参照)。
特開2004−241239
As such a fuel cell system, there is an operation method using a reformed gas obtained by reforming a hydrocarbon gas such as a city gas in advance by a reformer as a fuel gas introduced into the fuel electrode. The reformed gas contains CO. Although this CO impairs the characteristics of the fuel cell system by poisoning the catalyst surface on the fuel electrode side, during the power generation operation of the fuel cell, an oxidant gas is supplied to the fuel electrode, and CO is converted into CO. There has been proposed a method of suppressing deterioration in characteristics during power generation operation of the fuel cell system due to CO poisoning by oxidizing and removing the gas to 2 . (See Patent Document 1).
JP2004-241239

しかしながら、特許文献1に示された方法は、燃料電池システムの発電運転中における燃料極の触媒に被毒したCOの酸化除去に関するものであり、燃料電池システムの発電停止保管時においては、燃料極の触媒はCOに被毒された状態のままである。   However, the method disclosed in Patent Document 1 relates to the oxidation removal of CO poisoned by the catalyst of the fuel electrode during the power generation operation of the fuel cell system. This catalyst remains poisoned by CO.

この燃料極の触媒としては、白金とルテニウムの合金触媒がよく用いられているが、白金とルテニウムの合金触媒がCOに被毒され続けると、触媒の状態が変化することによって、触媒の耐CO性が低下する恐れがある。このように触媒の耐CO性が低下すると、燃料電池システムの発電運転中において、上記のように燃料極に酸化剤ガスを供給しても、COの酸化除去が不充分となり、その結果、燃料電池システムの特性が低下し、燃料電池システムを運転することができなくなる恐れがある。   As a catalyst for this fuel electrode, an alloy catalyst of platinum and ruthenium is often used. However, if the alloy catalyst of platinum and ruthenium continues to be poisoned by CO, the state of the catalyst changes, so that the CO resistance of the catalyst is reduced. May be reduced. When the CO resistance of the catalyst is reduced in this way, during the power generation operation of the fuel cell system, even if the oxidant gas is supplied to the fuel electrode as described above, the oxidation removal of CO becomes insufficient, and as a result, the fuel There is a risk that the characteristics of the battery system will deteriorate and the fuel cell system cannot be operated.

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、燃料電池システムの発電停止操作時及び発電停止保管時において、燃料極のCO酸化除去を促進し、燃料電池システムの発電停止保管時における触媒のCO被毒を抑制し、燃料極の触媒の耐CO性の低下を抑制することができる燃料電池システム及びその発電停止方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and its purpose is to remove CO oxidation from the fuel electrode during power generation stop operation and power generation stop storage of the fuel cell system. PROBLEM TO BE SOLVED : To provide a fuel cell system and a method for stopping power generation that can promote, suppress CO poisoning of the catalyst at the time of power generation stop storage of the fuel cell system, and suppress a decrease in CO resistance of the catalyst of the fuel electrode. is there.

上記の目的を達成するため、本発明は、燃料電池システムの発電停止操作時及び発電停止保管時において、燃料極内に存在するCOの酸化除去を促進することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention is characterized by promoting oxidation removal of CO existing in the fuel electrode during power generation stop operation and power generation stop storage of the fuel cell system.

請求項に記載の発明は、燃料電池と、前記燃料電池の燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池の酸化剤極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段を備えた燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の燃料極にCO酸化用ガスを供給するCO酸化用ガス供給手段を設けると共に、前記燃料極に供給される燃料ガス流量、酸化剤極に供給される酸化剤ガス流量及び燃料極に供給されるCO酸化用ガス流量を制御する制御手段を設け、前記燃料電池システムの発電停止時には、前記燃料極側の燃料ガスに含まれるCO量に対するCO酸化用ガスの供給割合が通常発電時における該CO酸化用ガスの供給割合より高くな、前記燃料極側のCO酸化用ガスに含まれる酸素と前記酸化剤極側の酸化剤ガスに含まれる酸素の総和の物質量が、前記燃料極側の燃料ガスに含まれる水素の物質量の半分以下になるように、前記制御手段によって前記燃料ガス流量、酸化剤ガス流量及びCO酸化用ガス流量制御されることを特徴とする。 The invention described in claim 1 is a fuel cell, a fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel electrode of the fuel cell, and an oxidant gas supply means for supplying oxidant gas to the oxidant electrode of the fuel cell. In the fuel cell system, a CO oxidizing gas supply means for supplying a CO oxidizing gas to the fuel electrode of the fuel cell is provided, and a fuel gas flow rate supplied to the fuel electrode and an oxidant electrode are supplied. control means for controlling the gas flow rate for CO oxidation is supplied to the oxygen-containing gas flow rate and the fuel electrode is provided, wherein when the power generation stop of the fuel cell system, for CO oxidation with respect to the amount of CO contained in the fuel gas before Symbol fuel electrode side feed rate of gas Ri is higher than the feed rate of the CO oxidizing gas during normal power generation, it is included in the oxygen containing gas before Symbol oxidant electrode side contained in the CO oxidizing gas in the fuel electrode side Oxygen Substance amount of sum, to be less than half the amount of substance of the hydrogen contained in the fuel gas in the fuel electrode side, the fuel gas flow rate by the control means, the oxidant gas flow rate and the CO oxidation gas flow rate is controlled characterized in that that.

上記のような構成を有する請求項に記載の発明によれば、燃料電池システムの発電停止時に、燃料極側の燃料ガスに含まれるCO量に対するCO酸化用ガスの供給割合を通常発電時よりも高くすると共に、CO酸化用ガスと酸化剤極へ供給する空気に含まれる酸素の総和の物質量が、燃料極に供給される水素の物質量の半分以下になるようにCO酸化用ガスの供給流量を調整することにより、燃料電池システムの発電停止保管時に、燃料電池中で酸素が過剰となった場合でも、その酸素が水素と反応することによって消費されるので、燃料極電位が酸素によって高電位に保持されることを防ぐことができ、触媒の高電位保持による耐CO性の低下を抑制することができる。 According to the first aspect of the invention having the above-described configuration, when the power generation of the fuel cell system is stopped, the supply ratio of the CO oxidizing gas with respect to the CO amount contained in the fuel gas on the fuel electrode side is higher than that during normal power generation. The total amount of oxygen contained in the air supplied to the CO oxidizing gas and the oxidant electrode is less than half of the amount of hydrogen supplied to the fuel electrode. By adjusting the supply flow rate, even when oxygen is excessive in the fuel cell when storing the power generation system in the fuel cell system, the oxygen is consumed by reacting with hydrogen. It is possible to prevent the catalyst from being held at a high potential, and it is possible to suppress a decrease in CO resistance due to the catalyst being held at a high potential.

また、請求項に記載の発明は、上記請求項1記載の発明を燃料電池システムの発電停止方法の観点から捉えたものであり、請求項3,4は請求項2の従属項である。 Further, an invention according to claim 2, which captures the invention described in claim 1 in terms of the power generation stopping process of a fuel cell system, according to claim 3 and 4 are dependent claims of claims 2 .

以上のような本発明によれば、燃料電池システムの発電停止操作時及び発電停止保管時において、燃料極のCO酸化除去を促進し、燃料電池システムの発電停止保管時における触媒のCO被毒を抑制し、燃料極の触媒の耐CO性の低下を抑制することができる燃料電池システム及びその発電停止方法を提供することができる。 According to the present invention as described above, the CO oxidation removal of the fuel electrode is promoted during the power generation stop operation and the power generation stop storage of the fuel cell system, and the catalyst is poisoned with CO during the power generation stop storage of the fuel cell system. It is possible to provide a fuel cell system and a method for stopping power generation that can suppress the decrease in CO resistance of the fuel electrode catalyst.

以下、本発明に係る燃料電池システム及びその発電停止方法の実施の形態(以下、実施形態という)について、図面を参照して具体的に説明する。なお、第2実施形態及び第4実施形態は参考例である。
Hereinafter, an embodiment (hereinafter referred to as an embodiment) of a fuel cell system and a power generation stopping method thereof according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The second embodiment and the fourth embodiment are reference examples.

(1)第1実施形態
(1−1)構成
本実施形態の燃料電池システム1は、図1に示すように、大別して、燃料電池10と、燃料電池10の燃料極10aに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段20と、燃料電池10の酸化剤極10bに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段30と、燃料電池10の燃料極10aにCOを酸化除去するための空気を供給するCO酸化用ガス供給手段40とから構成されている。
(1) First Embodiment (1-1) Configuration As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 of the present embodiment is roughly divided to supply fuel gas to the fuel cell 10 and the fuel electrode 10 a of the fuel cell 10. The fuel gas supply means 20 for performing the above, the oxidant gas supply means 30 for supplying the oxidant gas to the oxidant electrode 10b of the fuel cell 10, and the air for oxidizing and removing CO to the fuel electrode 10a of the fuel cell 10 are supplied. It comprises CO oxidizing gas supply means 40.

また、前記燃料電池10には、固体高分子形燃料電池が用いられる。この固体高分子形燃料電池は、高分子電解質膜の両面に燃料極及び酸化剤極を接合した膜電極接合体を、その両側に燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路が形成されたセパレータで挟んだ構造を有している。また、燃料極及び酸化剤極の一部を構成する触媒層は、触媒を担持した担体と高分子電解質との複合体から構成されている。燃料電池10は、一般にこのような構造を備えた単セルが多数積層されたスタックを用いてなるものである。   The fuel cell 10 is a solid polymer fuel cell. This polymer electrolyte fuel cell is composed of a membrane electrode assembly in which a fuel electrode and an oxidant electrode are bonded to both sides of a polymer electrolyte membrane, and a separator in which a fuel gas channel and an oxidant gas channel are formed on both sides. It has a sandwiched structure. Further, the catalyst layer constituting part of the fuel electrode and the oxidant electrode is composed of a composite of a carrier carrying a catalyst and a polymer electrolyte. The fuel cell 10 generally uses a stack in which a large number of single cells having such a structure are stacked.

また、前記燃料ガス供給手段20は、燃料ガスである改質ガスを供給する燃料ガス供給源21と、燃料電池10の燃料極10aに改質ガスを供給する燃料ガス供給配管22、及び燃料電池10の燃料極10aから排ガスを排出する燃料ガス排出配管23から構成され、前記燃料ガス供給源21から供給された改質ガスは、燃料ガス供給配管22を通って燃料電池10の燃料極10aに供給され、燃料ガス排出配管23から排出されるように構成されている。   The fuel gas supply means 20 includes a fuel gas supply source 21 that supplies a reformed gas that is a fuel gas, a fuel gas supply pipe 22 that supplies the reformed gas to the fuel electrode 10a of the fuel cell 10, and a fuel cell. The reformed gas supplied from the fuel gas supply source 21 passes through the fuel gas supply pipe 22 to the fuel electrode 10a of the fuel cell 10. It is configured to be supplied and discharged from the fuel gas discharge pipe 23.

また、前記酸化剤ガス供給手段30は、酸化剤ガスである空気を供給する酸化剤ガス供給源31と、燃料電池10の酸化剤極10bに空気を供給する酸化剤ガス供給配管32と、燃料電池10の酸化剤極10bから酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出配管33とから構成されている。そして、前記酸化剤ガス供給源31から供給された空気は、酸化剤ガス供給配管32を通って燃料電池10の酸化剤極10bに供給され、酸化剤ガス排出配管33から排出されるように構成されている。   The oxidant gas supply means 30 includes an oxidant gas supply source 31 for supplying air as an oxidant gas, an oxidant gas supply pipe 32 for supplying air to the oxidant electrode 10b of the fuel cell 10, and a fuel. An oxidant gas discharge pipe 33 for discharging the oxidant gas from the oxidant electrode 10 b of the battery 10 is configured. The air supplied from the oxidant gas supply source 31 is supplied to the oxidant electrode 10b of the fuel cell 10 through the oxidant gas supply line 32 and discharged from the oxidant gas discharge line 33. Has been.

さらに、本実施形態においては、前記CO酸化用ガス供給手段40として、前記燃料ガス供給配管22に接続されたCO酸化用ガス供給配管42と、これに接続されたCO酸化用ガス供給源41が設けられている。そして、制御装置50によって、前記燃料ガス供給源21、酸化剤ガス供給源31及びCO酸化用ガス供給源41から供給される各ガス流量が制御されるように構成されている。なお、図中、点線で示した矢印は、制御装置50による制御を示している。また、CO酸化用ガスとして空気を用いた。   Further, in the present embodiment, as the CO oxidizing gas supply means 40, a CO oxidizing gas supply pipe 42 connected to the fuel gas supply pipe 22 and a CO oxidizing gas supply source 41 connected thereto are provided. Is provided. The flow rate of each gas supplied from the fuel gas supply source 21, the oxidant gas supply source 31, and the CO oxidation gas supply source 41 is controlled by the control device 50. In the figure, arrows indicated by dotted lines indicate control by the control device 50. Air was used as the CO oxidizing gas.

(1−2)燃料電池システムの発電停止方法
次に、上記のような構成を有する本実施形態の燃料電池システムの発電停止方法について説明する。なお、図2は、本実施形態における燃料電池システムの発電停止手順を示すフローチャートである。
(1-2) Fuel Cell System Power Generation Stop Method Next, a power generation stop method for the fuel cell system of the present embodiment having the above-described configuration will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a power generation stop procedure of the fuel cell system in the present embodiment.

図2に示すように、燃料電池システムの発電を停止する場合には、まず、通常発電状態にある燃料電池10からの電流の取り出しを停止する(ステップ201)。そして、燃料電池10の燃料極10aに供給されるCO酸化用空気の供給割合を増加させる(ステップ202)。   As shown in FIG. 2, when stopping the power generation of the fuel cell system, first, the extraction of the current from the fuel cell 10 in the normal power generation state is stopped (step 201). Then, the supply ratio of the CO oxidizing air supplied to the fuel electrode 10a of the fuel cell 10 is increased (step 202).

なお、CO酸化用空気の供給割合を増加させる方法としては、例えば、CO酸化用空気の供給流量を増やして、燃料極10a内におけるCO酸化用空気の濃度が、燃料電池の通常発電時におけるCO酸化用空気の濃度よりも高くなるように調整する、あるいは、燃料ガスの供給量を減少させることによって、燃料極10a内のCO酸化用空気の濃度を増加させる方法を用いることができる。   In addition, as a method of increasing the supply ratio of the CO oxidation air, for example, the supply flow rate of the CO oxidation air is increased, and the concentration of the CO oxidation air in the fuel electrode 10a is changed to the CO during normal power generation of the fuel cell. It is possible to use a method of increasing the concentration of CO oxidation air in the fuel electrode 10a by adjusting the concentration to be higher than the concentration of oxidation air or by reducing the amount of fuel gas supplied.

このようにしてCO酸化用空気の供給割合を増加させた後、さらに、CO酸化用空気と酸化剤極へ供給する空気に含まれる酸素の総和の物質量が、燃料極10aに供給される燃料ガスに含まれる水素の物質量の半分以下になるように、CO酸化用空気の供給流量を調整することが好ましい。その理由は、CO酸化用空気の供給割合を過剰に増加させ過ぎると、燃料電池停止保管時に燃料電池中で酸素が余ってしまい、この酸素によって燃料極が高電位に保持されてしまう恐れがあるため、過剰な酸素を水素と反応させることで消費するためである。   After increasing the supply ratio of the CO oxidation air in this way, the amount of oxygen in the total of oxygen contained in the air supplied to the CO oxidation air and the oxidant electrode is further supplied to the fuel electrode 10a. It is preferable to adjust the supply flow rate of the CO oxidizing air so that the amount of hydrogen contained in the gas is half or less. The reason is that if the supply ratio of the CO oxidizing air is excessively increased, oxygen is left in the fuel cell when the fuel cell is stopped and stored, and the fuel electrode may be held at a high potential by this oxygen. Therefore, excess oxygen is consumed by reacting with hydrogen.

その後、燃料極10aへの燃料ガス及びCO酸化用空気の供給を停止すると共に、酸化剤極10bへの空気の供給を停止する(ステップ203)。また、燃料極10aの燃料ガス出入口及び酸化剤極10bの空気出入口に遮断弁を設け、この遮断弁により燃料電池内部のガスと外気のリークを遮断しても良い。   Thereafter, the supply of fuel gas and CO oxidation air to the fuel electrode 10a is stopped, and the supply of air to the oxidant electrode 10b is stopped (step 203). Further, a shutoff valve may be provided at the fuel gas inlet / outlet of the fuel electrode 10a and the air inlet / outlet of the oxidant electrode 10b, and leakage of gas and outside air inside the fuel cell may be shut off by this shutoff valve.

上記の発電停止方法によれば、燃料電池10に供給される燃料ガスの供給を停止する前に、通常発電時よりもCO酸化用空気の供給流量を増加させる等の方法で、燃料ガスに含まれるCO量に対するCO酸化用空気の供給流量の割合を大きくすることにより、燃料ガス中のCOの酸化除去は通常発電時よりも促進される。それによって、燃料電池システムの発電停止保管時における燃料極の触媒のCO被毒が抑制される。このようにして燃料電池システムの発電停止保管時における触媒のCO被毒が抑制されることによって、触媒の耐CO性の低下を抑制することができる。   According to the power generation stop method described above, before the supply of the fuel gas supplied to the fuel cell 10 is stopped, it is included in the fuel gas by a method such as increasing the supply flow rate of the CO oxidizing air than during normal power generation. By increasing the ratio of the supply flow rate of the CO oxidizing air to the amount of CO generated, the oxidation removal of CO in the fuel gas is promoted more than during normal power generation. As a result, CO poisoning of the fuel electrode catalyst during power generation stop storage of the fuel cell system is suppressed. In this way, by suppressing the CO poisoning of the catalyst during the power generation stop storage of the fuel cell system, it is possible to suppress a decrease in the CO resistance of the catalyst.

また、CO酸化用空気と酸化剤極へ供給する空気に含まれる酸素の総和の物質量が、燃料極に供給される水素の物質量の半分以下になるようにCO酸化用空気の供給流量を調整することにより、燃料電池システムの発電停止保管時において、燃料電池内の酸素が過剰となった場合でも、その酸素は水素と反応することによって消費されるので、燃料極電位が酸素によって高電位に保持されることを防ぎ、触媒の高電位保持による耐CO性の低下を抑制することができる。   In addition, the supply flow rate of CO oxidation air is set so that the total amount of oxygen contained in the air supplied to the CO oxidation air and the oxidant electrode is less than half of the amount of hydrogen supplied to the fuel electrode. By adjusting, even when the oxygen in the fuel cell becomes excessive when the fuel cell system stops generating power, the oxygen is consumed by reacting with hydrogen, so the fuel electrode potential is increased by oxygen. It is possible to prevent the decrease in CO resistance due to the high potential holding of the catalyst.

(1−3)試験例
図3は、燃料極からCOを除去した状態で保持した単セルと、燃料極からCOを除去しない状態で保持した単セルについて、通常発電時の電流密度におけるそれぞれの耐CO性低下度相対比を示したものである。
(1-3) Test Example FIGS. 3A and 3B show a single cell held in a state where CO is removed from the fuel electrode and a single cell held in a state where CO is not removed from the fuel electrode. This shows the relative ratio of CO resistance reduction.

図3から明らかなように、燃料極からCOを除去した状態で保持した単セルの耐CO性低下度は、燃料極からCOを除去しない状態で保持した単セルの耐CO性低下度に比べて、およそ10%になることが示された。すなわち、燃料極の触媒に被毒したCOを除去することによって、燃料極の触媒の耐CO性の低下をおよそ10%に抑制できることが示された。   As is apparent from FIG. 3, the degree of reduction in CO resistance of a single cell held with CO removed from the fuel electrode is compared to the degree of CO resistance reduction of a single cell held without CO removed from the fuel electrode. It was shown to be about 10%. That is, it was shown that the CO resistance reduction of the fuel electrode catalyst can be suppressed to about 10% by removing CO poisoned by the fuel electrode catalyst.

(1−4)作用・効果
上述したように、本実施形態によれば、燃料極に供給されるCO酸化用空気の量を、燃料電池システムの発電停止時において、燃料極側の燃料ガスに含まれるCO量に対するCO酸化用空気の供給割合が、燃料電池システムの通常発電運転時におけるCO酸化用空気の供給割合よりも高くなるように制御することによって、燃料電池システムの発電停止時及び発電停止保管時における燃料極の触媒に被毒するCOの酸化除去を促進し、触媒のCO被毒による耐CO性の低下を抑制することができるので、電池耐久性を飛躍的に向上させることができる。
(1-4) Actions / Effects As described above, according to the present embodiment, the amount of CO oxidation air supplied to the fuel electrode is changed to the fuel gas on the fuel electrode side when power generation of the fuel cell system is stopped. By controlling so that the supply ratio of the CO oxidation air with respect to the amount of CO contained is higher than the supply ratio of the CO oxidation air during the normal power generation operation of the fuel cell system, It is possible to promote the oxidation removal of CO poisoning to the fuel electrode catalyst during stop storage, and to suppress the reduction of the CO resistance due to CO poisoning of the catalyst, so that the battery durability can be drastically improved. it can.

また、燃料極の触媒の耐CO性は、燃料極電位が高電位に保持される際にも低下する現象が確認されているが、本実施形態によれば、燃料電池システムの発電停止時におけるCO酸化用空気中の酸素量を、該CO酸化用空気中の酸素と、酸化剤極に供給される空気中の酸素の総和の物質量が、燃料極に供給される水素の物質量の半分以下になるように調整することにより、燃料電池システムの発電停止保管時において、燃料電池内の酸素は水素と反応することによって消費される。その結果、燃料極電位が酸素によって高電位に保持されることを防ぐことができるので、触媒の高電位保持による耐CO性の低下を抑制することができる。   In addition, it has been confirmed that the CO resistance of the fuel electrode catalyst decreases even when the fuel electrode potential is maintained at a high potential, but according to the present embodiment, when the fuel cell system stops generating power. The amount of oxygen in the CO oxidizing air is the sum of the amount of oxygen in the CO oxidizing air and the amount of oxygen in the air supplied to the oxidizer electrode, which is half the amount of hydrogen supplied to the fuel electrode. By adjusting so as to be as follows, oxygen in the fuel cell is consumed by reacting with hydrogen at the time of power generation stop storage of the fuel cell system. As a result, since it is possible to prevent the fuel electrode potential from being held at a high potential by oxygen, it is possible to suppress a decrease in CO resistance due to the high potential holding of the catalyst.

(2)第2実施形態
本実施形態は、上記第1実施形態におけるCO酸化除去操作が、燃料極の電位操作であることに特徴を有し、その他の形態については上記第1実施形態と同様であるので、説明は省略する。
(2) Second Embodiment This embodiment is characterized in that the CO oxidation removal operation in the first embodiment is a potential operation of the fuel electrode, and the other embodiments are the same as in the first embodiment. Therefore, explanation is omitted.

(2−1)燃料電池システムの発電停止方法
次に、本実施形態の燃料電池システムの発電停止方法について説明する。なお、図4は、本実施形態における燃料電池システムの発電停止手順を示すフローチャートである。
(2-1) Power Generation Stop Method for Fuel Cell System Next, a power generation stop method for the fuel cell system according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a power generation stop procedure of the fuel cell system in the present embodiment.

図4に示したように、燃料電池システムの発電を停止する場合には、まず、通常発電状態にある燃料電池への燃料ガスの供給流量の調整と、燃料電池から取り出す電流値を調整することによって、燃料電池の電圧が0Vになるようにする(ステップ401)。電圧が0Vになったら(ステップ402)、燃料電池からの電流の取り出しを停止し、さらに燃料電池への燃料ガスと空気の供給を停止する(ステップ403)。また、燃料極10aの燃料ガス出入口及び酸化剤極10bの空気出入口に遮断弁を設け、この遮断弁により燃料電池内部のガスと外気のリークを遮断しても良い。   As shown in FIG. 4, when stopping the power generation of the fuel cell system, first, adjustment of the supply flow rate of the fuel gas to the fuel cell in the normal power generation state and the current value taken out from the fuel cell are adjusted. Thus, the voltage of the fuel cell is set to 0 V (step 401). When the voltage reaches 0 V (step 402), the extraction of current from the fuel cell is stopped, and the supply of fuel gas and air to the fuel cell is stopped (step 403). Further, a shutoff valve may be provided at the fuel gas inlet / outlet of the fuel electrode 10a and the air inlet / outlet of the oxidant electrode 10b, and leakage of gas and outside air inside the fuel cell may be shut off by this shutoff valve.

このように、本実施形態においては、燃料電池に供給される燃料ガスの供給量を減少させながら、燃料電池から電流を取り出すことによって、燃料極電位を上昇させる。燃料極電位が上昇することによって、燃料極の触媒に被毒しているCOは酸化除去され、それによって燃料電池システムの発電停止保管時における燃料極の触媒のCO被毒は抑制される。   As described above, in the present embodiment, the fuel electrode potential is increased by extracting the current from the fuel cell while reducing the supply amount of the fuel gas supplied to the fuel cell. As the fuel electrode potential rises, the CO poisoned by the fuel electrode catalyst is oxidized and removed, thereby suppressing the CO poisoning of the fuel electrode catalyst during the power generation stop storage of the fuel cell system.

(2−2)試験例
図5は、燃料極の触媒がCO被毒した際の、各電流密度における水素電極電位に対する燃料極電位を示したものである。図から明らかなように、電流密度が高くなるに従って燃料極電位は高くなるが、これは燃料極の触媒のCO被毒による反応分極の増加によるものである。さらに電流密度を増加させると、燃料極電位は水素電極電位に対して0.3V付近に近づくことがわかる。これは、燃料極電位が0.3V付近では、触媒に被毒しているCOが酸化除去されているためである。したがって、燃料極電位を水素電極電位に対して0.3V以上に上昇させることによって、燃料極の触媒に被毒するCOを酸化除去することができることが分かる。
(2-2) Test Example FIG. 5 shows the fuel electrode potential with respect to the hydrogen electrode potential at each current density when the fuel electrode catalyst is CO poisoned. As is apparent from the figure, the fuel electrode potential increases as the current density increases. This is due to an increase in reaction polarization due to CO poisoning of the fuel electrode catalyst. When the current density is further increased, it can be seen that the fuel electrode potential approaches 0.3 V with respect to the hydrogen electrode potential. This is because CO poisoning the catalyst is oxidized and removed when the fuel electrode potential is around 0.3V. Therefore, it is understood that CO poisoning to the fuel electrode catalyst can be oxidized and removed by raising the fuel electrode potential to 0.3 V or more with respect to the hydrogen electrode potential.

この場合、燃料極電位がさらに高電位に上昇することによる触媒の状態の変化による耐CO性の低下を防ぐため、燃料電池が転極しないように燃料電池の電圧を監視しながら、燃料ガスの流量と電流値を調整し、燃料電池10の電圧が0Vになったら電流値を0にする。   In this case, in order to prevent a decrease in the CO resistance due to a change in the state of the catalyst due to a further increase in the fuel electrode potential, while monitoring the voltage of the fuel cell so as not to reverse the polarity of the fuel cell, The flow rate and the current value are adjusted, and when the voltage of the fuel cell 10 becomes 0V, the current value is set to zero.

(2−3)作用・効果
上述したように、本実施形態によれば、燃料電池システムの発電停止時において、燃料極にCO酸化用空気を供給することなく、簡易的に燃料極内の触媒に被毒しているCOを酸化除去することができる。なお、本実施形態による効果は、上記第1実施形態と同様であるので、説明は省略する。
(2-3) Action / Effect As described above, according to the present embodiment, the catalyst in the fuel electrode can be simply obtained without supplying the CO oxidizing air to the fuel electrode when the power generation of the fuel cell system is stopped. It is possible to oxidize and remove CO poisoned. The effect of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

(3)第3実施形態
本実施形態は、燃料電池システムの発電停止保管時にCO酸化除去操作を行う点に特徴があり、その他の形態については上記第1実施形態と同様であるため、説明は省略する。
(3) Third Embodiment The present embodiment is characterized in that the CO oxidation removal operation is performed at the time of power generation stop storage of the fuel cell system, and the other aspects are the same as those in the first embodiment. Omitted.

(3−1)燃料電池システムの発電停止保管方法
次に、燃料電池システムの発電停止保管時における操作について説明する。
すなわち、燃料電池システムの発電停止保管時においては、燃料極に空気を追加供給する。その際、追加供給する空気中の酸素は、該空気中の酸素と燃料電池システムの発電停止時における酸化剤極に供給される空気中の酸素との総和の物質量が、燃料電池システムの発電停止時における燃料極に供給される水素の物質量の半分以下になるように調整する。
(3-1) Power Generation Stop Storage Method of Fuel Cell System Next, an operation at the time of power generation stop storage of the fuel cell system will be described.
In other words, air is additionally supplied to the fuel electrode when the fuel cell system is stored and stopped. At this time, the oxygen in the air to be additionally supplied is the total amount of oxygen in the air and oxygen in the air supplied to the oxidizer electrode when the power generation of the fuel cell system is stopped. Adjust so that it is less than half of the amount of hydrogen supplied to the fuel electrode when it is stopped.

(3−2)作用・効果
このように、燃料電池システムの発電停止保管時に、燃料極に空気を追加供給することにより、燃料極の触媒に被毒しているCOを簡便に酸化除去することができる。また、上記第1及び第2実施形態による燃料電池システムの発電停止時のCO酸化除去が不充分であった場合にも、本実施形態によって追加操作を行うことができる。
(3-2) Actions / Effects As described above, when the fuel cell system is stopped from generating power, by supplying additional air to the fuel electrode, CO poisoning to the fuel electrode catalyst can be easily oxidized and removed. Can do. Further, even if the CO oxidation removal at the time of stopping the power generation of the fuel cell system according to the first and second embodiments is insufficient, an additional operation can be performed according to the present embodiment.

また、追加供給する空気中の酸素を、燃料電池システムの発電停止時における燃料極内のCO酸化用空気中の酸素と酸化剤極に供給される空気中の酸素との総和の物質量が、燃料電池システムの発電停止時における燃料極に供給される水素の物質量の半分以下になるように調整することによって、燃料電池システムの発電停止保管時における燃料極電位の高電位保持を防ぐことができるので、触媒の高電位保持による耐CO性の低下を抑制することができる。   In addition, the amount of oxygen in the additionally supplied air is the total amount of oxygen in the CO oxidation air in the fuel electrode and the oxygen in the air supplied to the oxidizer electrode when the fuel cell system stops power generation. By adjusting the fuel cell system so that it is less than half the amount of hydrogen supplied to the fuel electrode when power generation is stopped, it is possible to prevent the high potential of the fuel electrode potential from being maintained when the fuel cell system is stopped. Therefore, it is possible to suppress a decrease in CO resistance due to the high potential holding of the catalyst.

本実施形態では、燃料電池システムの発電停止保管中に、燃料極に空気を追加供給することでCO酸化除去操作としたが、上記第2実施形態のように、燃料極電位を上昇させることによって、燃料極の触媒に被毒したCOを酸化除去しても良い。   In the present embodiment, the CO oxidation removal operation is performed by additionally supplying air to the fuel electrode during the power generation stop storage of the fuel cell system. However, by increasing the fuel electrode potential as in the second embodiment. The CO poisoned by the fuel electrode catalyst may be removed by oxidation.

なお、燃料極電位は、願わくは標準水素電極電位に対して0.3V以上に上昇させることが好ましい。その際には、燃料電池から取り出す電流値を制御し、燃料電池の電位を0Vになるように電流値を制御する。このとき、燃料電池が転極して燃料極の触媒の高電位保持による耐CO性の低下が進行しないように電流値を制御する。   The fuel electrode potential is preferably raised to 0.3 V or higher with respect to the standard hydrogen electrode potential. In that case, the current value taken out from the fuel cell is controlled, and the current value is controlled so that the potential of the fuel cell becomes 0V. At this time, the current value is controlled so that the fuel cell does not reverse and the deterioration of the CO resistance due to the high potential holding of the fuel electrode catalyst does not proceed.

(4)第4実施形態
(4−1)構成
本実施形態の燃料電池システム2は、図6に示すように、燃料電池10と、燃料電池10の燃料極10aと酸化剤極10bの両方に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段25と、燃料電池10の燃料極10aと酸化剤極10bの両方に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段35と、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を燃料極10aと酸化剤極10bの間で切り替える反応ガス供給切替手段60と、この反応ガス供給切替手段60による切替操作を制御する制御手段70から構成されている。
(4) Fourth Embodiment (4-1) Configuration As shown in FIG. 6, the fuel cell system 2 of the present embodiment includes a fuel cell 10 and both the fuel electrode 10 a and the oxidant electrode 10 b of the fuel cell 10. Fuel gas supply means 25 for supplying fuel gas, oxidant gas supply means 35 for supplying oxidant gas to both the fuel electrode 10a and the oxidant electrode 10b of the fuel cell 10, and supply of fuel gas and oxidant gas The reaction gas supply switching unit 60 switches between the fuel electrode 10a and the oxidant electrode 10b, and the control unit 70 controls the switching operation by the reaction gas supply switching unit 60.

(4−2)燃料電池システムの発電停止方法
続いて、本実施形態の燃料電池システムの発電停止方法について説明する。なお、図7は燃料電池システムの発電停止手順を示すフローチャートである。また、この燃料電池システム2は、通常発電時においては、燃料極10aに燃料ガスを供給し、酸化剤極10bに空気を供給するように、前記制御手段70によって反応ガス供給切替手段60を制御するように構成されている。
(4-2) Power Generation Stop Method for Fuel Cell System Next, a power generation stop method for the fuel cell system according to the present embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a power generation stop procedure of the fuel cell system. Further, in the fuel cell system 2, during normal power generation, the control means 70 controls the reaction gas supply switching means 60 so that fuel gas is supplied to the fuel electrode 10a and air is supplied to the oxidant electrode 10b. Is configured to do.

図7に示すように、燃料電池システム2の発電停止時においては、まず、燃料電池10からの電流の取り出しを停止し(ステップ701)、制御手段70によって反応ガス供給切替手段60を制御して、燃料ガスを酸化剤極10bに、空気を燃料極10aに各々供給する(ステップ702)。   As shown in FIG. 7, when the power generation of the fuel cell system 2 is stopped, first, the extraction of the current from the fuel cell 10 is stopped (step 701), and the control means 70 controls the reaction gas supply switching means 60. Then, the fuel gas is supplied to the oxidant electrode 10b and the air is supplied to the fuel electrode 10a (step 702).

燃料ガスと空気が各々酸化剤極10bと燃料極10aに供給され、燃料電池の電圧が0V未満になったら(ステップ703)、燃料ガス及び空気の供給を停止する(ステップ704)。その後、燃料電池から逆電流を取り出し(ステップ705)、燃料電池の電圧が0Vを上回らないように電流を調整し、電圧が0Vになったら(ステップ706)、逆電流の取り出しを停止すると共に、燃料ガス及び空気の供給を停止する(ステップ707)。また、燃料極10aの燃料ガス出入口及び酸化剤極10bの空気出入口に遮断弁を設け、この遮断弁により燃料電池内部のガスと外気のリークを遮断しても良い。   When the fuel gas and air are supplied to the oxidant electrode 10b and the fuel electrode 10a, respectively, and the voltage of the fuel cell becomes less than 0 V (step 703), the supply of the fuel gas and air is stopped (step 704). Thereafter, the reverse current is taken out from the fuel cell (step 705), the current is adjusted so that the voltage of the fuel cell does not exceed 0V, and when the voltage becomes 0V (step 706), the taking out of the reverse current is stopped, The supply of fuel gas and air is stopped (step 707). Further, a shutoff valve may be provided at the fuel gas inlet / outlet of the fuel electrode 10a and the air inlet / outlet of the oxidant electrode 10b, and leakage of gas and outside air inside the fuel cell may be shut off by this shutoff valve.

上述したように、図5は、燃料極の触媒がCO被毒した際の、各電流密度における水素電極電位に対する燃料極電位を示したものであるが、これより、燃料極電位を水素電極電位に対して0.3V以上に上昇させることによって、燃料極の触媒に被毒するCOを酸化除去することができることが分かる。   As described above, FIG. 5 shows the fuel electrode potential with respect to the hydrogen electrode potential at each current density when the fuel electrode catalyst is poisoned with CO. From this, the fuel electrode potential is expressed as the hydrogen electrode potential. It can be seen that the CO poisoning to the fuel electrode catalyst can be oxidized and removed by raising the voltage to 0.3 V or more.

(4−3)作用・効果
本実施形態によれば、燃料電池の燃料極に空気を供給することによって、燃料極電位が上昇し、燃料極の触媒に被毒しているCOを酸化除去することによって、燃料電池発電停止保管時における触媒上のCO被毒を抑制することができる。燃料極電位は、願わくは標準水素電極電位に対して0.3V以上に上昇させることが好ましい。
(4-3) Action / Effect According to the present embodiment, by supplying air to the fuel electrode of the fuel cell, the potential of the fuel electrode rises, and CO poisoning to the catalyst of the fuel electrode is oxidized and removed. As a result, CO poisoning on the catalyst during fuel cell power generation stop storage can be suppressed. The fuel electrode potential is preferably raised to 0.3 V or higher with respect to the standard hydrogen electrode potential.

また、燃料ガスと空気を切り替え、各々のガス供給を停止した後に燃料電池から逆電流を取り出すことによって、燃料極内の酸素を消費し、燃料極電位を下げ、これにより、燃料電池システムの発電停止保管時における燃料極の高電位保持による触媒の耐CO性の低下を防止することができる。   Also, by switching the fuel gas and air and stopping the supply of each gas, the reverse current is taken out from the fuel cell, thereby consuming oxygen in the fuel electrode and lowering the fuel electrode potential. A decrease in the CO resistance of the catalyst due to holding the high potential of the fuel electrode during stop storage can be prevented.

以上のように、燃料ガス及び空気の供給切り替えと電流取り出し制御によって、燃料極の触媒に被毒するCOを完全に酸化除去することができる。なお、本実施形態による効果は、上記第1実施形態と同様であるので、説明は省略する。   As described above, CO poisoning to the fuel electrode catalyst can be completely oxidized and removed by switching the supply of fuel gas and air and controlling the current extraction. The effect of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

(5)他の実施形態
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、次に例示するような他の実施形態も含むものである。例えば、上記実施形態では、酸化剤ガス及びCO酸化用ガスとして空気を用いた例について説明したが、酸化剤ガス及びCO酸化用ガスとして酸素を用いてもよい。
(5) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes other embodiments exemplified below. For example, in the above embodiment, an example in which air is used as the oxidizing gas and the CO oxidizing gas has been described. However, oxygen may be used as the oxidizing gas and the CO oxidizing gas.

また、本発明は、固体高分子形燃料電池を備えた燃料電池システムに対して好適であるが、これらの手法は、リン酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、固体電解質形燃料電池、アルカリ燃料電池を備えた燃料電池システムに対しても同様に適用することができる。   In addition, the present invention is suitable for a fuel cell system including a solid polymer fuel cell, but these techniques are used in a phosphoric acid fuel cell, a molten carbonate fuel cell, a solid electrolyte fuel cell, The present invention can be similarly applied to a fuel cell system including an alkaline fuel cell.

本発明による燃料電池システムの第1実施形態の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of 1st Embodiment of the fuel cell system by this invention. 第1実施形態における燃料電池システムの発電停止手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the electric power generation stop procedure of the fuel cell system in 1st Embodiment. 第1実施形態におけるCO除去操作の有無による耐CO性低下度の比較を示す図。The figure which shows the comparison of the CO-resistant fall degree by the presence or absence of CO removal operation in 1st Embodiment. 第2実施形態における燃料電池システムの発電停止手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the electric power generation stop procedure of the fuel cell system in 2nd Embodiment. CO被毒の際の燃料極電位と電流密度の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the fuel electrode potential in the case of CO poisoning, and current density. 本発明による燃料電池システムの第4実施形態の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of 4th Embodiment of the fuel cell system by this invention. 第4実施形態における燃料電池システムの発電停止手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the electric power generation stop procedure of the fuel cell system in 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1、2…燃料電池システム
10…燃料電池
10a…燃料極
10b…酸化剤極
20、25…燃料ガス供給手段
21…燃料ガス供給源
30、35…酸化剤ガス供給手段
31…酸化剤ガス供給源
40…CO酸化用ガス供給手段
41…CO酸化用ガス供給源
50…制御手段
60…反応ガス供給切替手段
70…制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Fuel cell system 10 ... Fuel cell 10a ... Fuel electrode 10b ... Oxidant electrode 20, 25 ... Fuel gas supply means 21 ... Fuel gas supply source 30, 35 ... Oxidant gas supply means 31 ... Oxidant gas supply source 40 ... CO oxidation gas supply means 41 ... CO oxidation gas supply source 50 ... control means 60 ... reactive gas supply switching means 70 ... control means

Claims (4)

燃料電池と、前記燃料電池の燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池の酸化剤極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段を備えた燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の燃料極にCO酸化用ガスを供給するCO酸化用ガス供給手段を設けると共に、前記燃料極に供給される燃料ガス流量、酸化剤極に供給される酸化剤ガス流量及び燃料極に供給されるCO酸化用ガス流量を制御する制御手段を設け、
前記燃料電池システムの発電停止時には、前記燃料極側の燃料ガスに含まれるCO量に対するCO酸化用ガスの供給割合が通常発電時における該CO酸化用ガスの供給割合より高くな、前記燃料極側のCO酸化用ガスに含まれる酸素と前記酸化剤極側の酸化剤ガスに含まれる酸素の総和の物質量が、前記燃料極側の燃料ガスに含まれる水素の物質量の半分以下になるように、前記制御手段によって前記燃料ガス流量、酸化剤ガス流量及びCO酸化用ガス流量制御されることを特徴とする燃料電池システム。
In a fuel cell system comprising a fuel cell, a fuel gas supply means for supplying a fuel gas to a fuel electrode of the fuel cell, and an oxidant gas supply means for supplying an oxidant gas to an oxidant electrode of the fuel cell,
A CO oxidizing gas supply means for supplying a CO oxidizing gas to the fuel electrode of the fuel cell is provided, a fuel gas flow rate supplied to the fuel electrode, an oxidant gas flow rate supplied to the oxidant electrode, and a fuel electrode A control means for controlling the flow rate of the supplied CO oxidation gas;
The fuel cell system at the time of stopping power generation of, Ri a higher than the supply rate of the CO oxidizing gas feed rate of CO oxidation gas to CO amount contained in the fuel gas before Symbol fuel electrode side at the time of normal power generation, the substance amount of the sum of the oxygen contained in the oxygen containing gas before Symbol oxidant electrode side contained in the CO oxidizing gas in the fuel electrode side, half of the material amount of hydrogen contained in the fuel gas in the fuel electrode side The fuel cell system , wherein the fuel gas flow rate, the oxidant gas flow rate, and the CO oxidation gas flow rate are controlled by the control means as described below.
燃料電池と、前記燃料電池の燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池の酸化剤極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料電池の燃料極にCO酸化用ガスを供給するCO酸化用ガス供給手段と、前記燃料極に供給される燃料ガス流量、酸化剤極に供給される酸化剤ガス流量及び燃料極に供給されるCO酸化用ガス流量を制御する制御手段とを備えた燃料電池システムの発電停止方法において、
前記燃料電池システムの発電停止時には、前記燃料極側の燃料ガスに含まれるCO量に対するCO酸化用ガスの供給割合が通常発電時における該CO酸化用ガスの供給割合より高くなり、前記燃料極側のCO酸化用ガスに含まれる酸素と前記酸化剤極側の酸化剤ガスに含まれる酸素の総和の物質量が前記燃料極側の燃料ガスに含まれる水素の物質量の半分以下になるように、前記制御手段によって前記燃料ガス流量、酸化剤ガス流量及びCO酸化用ガス流量が制御されることを特徴とする燃料電池システムの発電停止方法。
A fuel cell, a fuel gas supply means for supplying a fuel gas to the fuel electrode of the fuel cell, an oxidant gas supply means for supplying an oxidant gas to the oxidant electrode of the fuel cell, the fuel electrode of the fuel cell CO oxidizing gas supply means for supplying a CO oxidizing gas, a fuel gas flow rate supplied to the fuel electrode, an oxidant gas flow rate supplied to the oxidant electrode, and a CO oxidizing gas flow rate supplied to the fuel electrode. A method for stopping power generation in a fuel cell system comprising a control means for controlling ,
When power generation of the fuel cell system is stopped, the supply ratio of the CO oxidizing gas to the amount of CO contained in the fuel gas on the fuel electrode side is higher than the supply ratio of the CO oxidizing gas during normal power generation, and the fuel electrode side So that the total amount of oxygen contained in the CO oxidizing gas and oxygen contained in the oxidant gas on the oxidant electrode side is less than half of the hydrogen content in the fuel gas on the fuel electrode side. The fuel cell flow rate, the oxidant gas flow rate, and the CO oxidation gas flow rate are controlled by the control means, and the power generation stopping method of the fuel cell system is characterized in that:
前記燃料電池システムの発電停止保管時に、前記燃料電池の燃料極にCO酸化用ガスを追加供給することを特徴とする請求項2記載の燃料電池システムの発電停止方法。  3. The method for stopping power generation of a fuel cell system according to claim 2, wherein CO oxidation gas is additionally supplied to the fuel electrode of the fuel cell during power generation storage of the fuel cell system. 前記燃料電池システムの発電停止保管時に、前記燃料電池の燃料極電位を、水素電極電位に対して0.3V以上に上昇させる燃料極の電位操作を行うことを特徴とする請求項2記載の燃料電池システムの発電停止方法。  3. The fuel according to claim 2, wherein the fuel electrode is operated to increase the potential of the fuel electrode of the fuel cell to 0.3 V or more with respect to the potential of the hydrogen electrode when the fuel cell system is stopped from generating power. How to stop power generation in a battery system.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018029859A1 (en) 2016-08-12 2018-02-15 日産自動車株式会社 Catalyst deterioration recovery device and catalyst deterioration recovery method
US11362354B2 (en) 2016-08-12 2022-06-14 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and fuel cell system control method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3721596B2 (en) * 1995-03-01 2005-11-30 トヨタ自動車株式会社 Vehicle fuel cell control device
JP3536645B2 (en) * 1998-01-30 2004-06-14 株式会社豊田中央研究所 Fuel cell operation control method
JP2004179086A (en) * 2002-11-28 2004-06-24 Nissan Motor Co Ltd Solid polymer fuel cell system and its operation method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018029859A1 (en) 2016-08-12 2018-02-15 日産自動車株式会社 Catalyst deterioration recovery device and catalyst deterioration recovery method
US10756374B2 (en) 2016-08-12 2020-08-25 Nissan Motor Co., Ltd. Catalyst deterioration recovery device and catalyst deterioration recovery method
US11362354B2 (en) 2016-08-12 2022-06-14 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and fuel cell system control method

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