JP5073446B2 - Aging apparatus and operation method for polymer electrolyte fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、電解質膜の両側にアノード側電極とカソード側電極とが配設される電解質膜・電極構造体を有する固体高分子型燃料電池のエージング装置及び運転方法に関する。   The present invention relates to an aging apparatus and operating method for a polymer electrolyte fuel cell having an electrolyte membrane / electrode structure in which an anode electrode and a cathode electrode are disposed on both sides of an electrolyte membrane.

燃料電池は、燃料ガス（主に水素を含有するガス）及び酸化剤ガス（主に酸素を含有するガス）をアノード側電極及びカソード側電極に供給して電気化学的に反応させることにより、直流の電気エネルギを得るシステムである。   A fuel cell supplies a fuel gas (mainly hydrogen-containing gas) and an oxidant gas (mainly oxygen-containing gas) to the anode-side electrode and the cathode-side electrode and causes them to react electrochemically. It is a system that obtains electrical energy.

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を設けた電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の発電セルは、通常、電解質膜・電極構造体とセパレータとを所定数だけ積層することにより、燃料電池スタックとして、例えば、自動車等の車両に搭載して使用されている。   For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) provided with an anode electrode and a cathode electrode on both sides of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane is sandwiched by separators. Has a cell. This type of power generation cell is normally used as a fuel cell stack mounted on a vehicle such as an automobile, for example, by laminating a predetermined number of electrolyte membrane / electrode structures and separators.

この種の固体高分子型燃料電池では、組み立て直後の電解質膜の含水量が十分でないため、初期発電性能が低くなっている。従って、通常、燃料電池の組み立て後に所望の発電性能を引き出すため、前記燃料電池のエージング運転が行われている。   In this type of polymer electrolyte fuel cell, the initial power generation performance is low because the water content of the electrolyte membrane immediately after assembly is not sufficient. Therefore, usually, the aging operation of the fuel cell is performed in order to obtain a desired power generation performance after the assembly of the fuel cell.

例えば、特許文献１に開示されている燃料電池の運転方法では、燃料電池の予備運転（エージング運転）時に、前記燃料電池のセル内にフラッディングが発生するように、消費されるガスの利用率を向上させることを特徴としている。   For example, in the method of operating a fuel cell disclosed in Patent Document 1, the utilization rate of consumed gas is set so that flooding occurs in the fuel cell when the fuel cell is preliminarily operated (aging operation). It is characterized by improving.

しかしながら、上記の運転方法では、急激なフラッディングを伴うために、電池性能の劣化を抑制させるための制御が煩雑化するとともに、特に、ＭＥＡを構成する電解質膜の性能に悪影響を与えるおそれがある。   However, in the above operating method, since rapid flooding is involved, the control for suppressing the deterioration of the battery performance becomes complicated, and in particular, the performance of the electrolyte membrane constituting the MEA may be adversely affected.

さらに、ＭＥＡを構成する電解質膜として、フッ素系材料に代えて、例えば、炭化水素系材料が用いられる場合、前記フッ素系材料に比べて疎水性が高く、前記電解質膜内に十分に水を浸透させるまでに時間がかかるという問題がある。   Further, when a hydrocarbon material, for example, is used as the electrolyte membrane constituting the MEA instead of the fluorine-based material, the hydrophobicity is higher than that of the fluorine-based material, and water sufficiently penetrates into the electrolyte membrane. There is a problem that it takes time to make it happen.

そこで、特許文献２に開示されている固体高分子型燃料電池のエージング装置では、予備運転時に固体高分子型燃料電池からの負荷電流を消費させる負荷器と、前記固体高分子型燃料電池と前記負荷器との間に接続され、前記負荷電流の大きさを時間の経過と共に周期的に変動させる制御手段とを備えている。   Therefore, in the solid polymer fuel cell aging device disclosed in Patent Document 2, a loader that consumes a load current from the polymer electrolyte fuel cell during preliminary operation, the polymer electrolyte fuel cell, Control means connected between the loader and periodically changing the magnitude of the load current with time.

これにより、負荷電流の大きさを、時間の経過と共に周期的に変動させるため、ＭＥＡへの水の浸透促進効果が増し、エージング運転に要する時間の短縮化を図ることができる、としている。   Thereby, since the magnitude | size of load current is fluctuate | varied periodically with progress of time, the penetration | invasion promotion effect of the water to MEA increases, and it is supposed that the time required for an aging driving | operation can be shortened.

特開２００３−２１７６２２号公報JP 2003-217622 A 特開２００７−６６６６６号公報JP 2007-66666 A

上記の特許文献２では、カソードにカソードガスを供給するとともに、アノードにアノードガスを供給し、燃料電池スタックから負荷器に時間の経過と共にその大きさが周期的に変動する負荷電流を流すことにより、エージング運転を開始している。   In the above-mentioned Patent Document 2, the cathode gas is supplied to the cathode, the anode gas is supplied to the anode, and a load current whose magnitude varies periodically with the passage of time from the fuel cell stack to the loader is supplied. Aging operation has started.

しかしながら、組立後に始めて使用されるＭＥＡでは、高電流密度による発電を行うことができない。このため、低電流密度から徐々に電流印加量を増やしたり、負荷印加中の保持時間を短くしてＯＣＶ（開回路電圧）に戻す操作が必要となっている。   However, the MEA that is used for the first time after assembly cannot generate power with a high current density. For this reason, it is necessary to gradually increase the amount of applied current from a low current density or shorten the holding time during load application to return to OCV (open circuit voltage).

これにより、燃料電池の発電性能が飽和するまでに相当な時間を要してしまい、エージング運転に時間がかかるという問題がある。しかも、エージング運転中には、カソードガス及びアノードガスが消費されており、特に、水素使用量が過大となって極めて不経済であるという問題がある。   As a result, a considerable time is required until the power generation performance of the fuel cell is saturated, and there is a problem that it takes time for the aging operation. Moreover, during the aging operation, the cathode gas and the anode gas are consumed, and there is a problem that the amount of hydrogen used is excessive and extremely uneconomical.

本発明はこの種の問題を解決するものであり、エージング処理を短時間で良好に行うとともに、水素の消費を可及的に阻止し、経済的なエージングが遂行可能な固体高分子型燃料電池のエージング装置及び運転方法を提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and is a solid polymer fuel cell capable of performing aging treatment satisfactorily in a short period of time while preventing hydrogen consumption as much as possible and performing economic aging. An object of the present invention is to provide an aging device and an operation method.

本発明は、電解質膜の両側に一対の電極が配設される電解質膜・電極構造体を有する固体高分子型燃料電池をエージングするためのエージング装置及び運転方法に関するものである。   The present invention relates to an aging apparatus and an operating method for aging a polymer electrolyte fuel cell having an electrolyte membrane / electrode structure in which a pair of electrodes are disposed on both sides of an electrolyte membrane.

エージング装置は、１以上の固体高分子型燃料電池を有する燃料電池スタックが、複数配置されるスタック配置部と、前記燃料電池スタックに電位を印加する電源部と、一方の電極側に酸化剤ガスの供給を行わない状態で、前記電源部が駆動される際、他方の電極側に加湿された水素を供給して水素ポンプ運転を行うための水素供給部とを備えている。 An aging apparatus comprises a stack arrangement portion in which a plurality of fuel cell stacks having one or more polymer electrolyte fuel cells are arranged, a power supply portion for applying a potential to the fuel cell stack, and an oxidant gas on one electrode side of inactivity the supply of the power supply unit when it is driven, and a hydrogen supply unit for performing hydrogen pump operation to supply hydrogen humidified to the electrode side of the other lateral.

そして、水素供給部は、上流側の燃料電池スタックの他方の電極側に供給された水素が、電解質膜を透過して一方の電極側に移送された後、前記水素を下流側の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に供給する直列供給路を設けている。   The hydrogen supply unit is configured such that after the hydrogen supplied to the other electrode side of the upstream fuel cell stack passes through the electrolyte membrane and is transferred to the one electrode side, the hydrogen is supplied to the downstream fuel cell. A serial supply path is provided to supply the other electrode side of the stack.

また、水素供給部は、最下流の燃料電池スタックの一方の電極側から排出される水素を、最上流の前記燃料電池スタックの他方の電極側に戻すための循環路を有することが好ましい。   The hydrogen supply section preferably has a circulation path for returning hydrogen discharged from one electrode side of the most downstream fuel cell stack to the other electrode side of the most upstream fuel cell stack.

さらに、循環路には、水素を貯留するための水素貯留タンクが配設されることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that a hydrogen storage tank for storing hydrogen is disposed in the circulation path.

さらにまた、水素供給部は、最上流の燃料電池スタックの上流に配置され、水素を加湿するための加湿器を備えることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the hydrogen supply unit is provided upstream of the most upstream fuel cell stack and includes a humidifier for humidifying hydrogen.

また、電源部は、上流側の燃料電池スタックと下流側の燃料電池スタックとを電気的に直列に接続することが好ましい。   Further, it is preferable that the power supply unit electrically connects the upstream fuel cell stack and the downstream fuel cell stack in series.

さらに、電解質膜は、炭化水素系の電解質膜で構成されることが好ましい。   Furthermore, the electrolyte membrane is preferably composed of a hydrocarbon-based electrolyte membrane.

さらにまた、電源部は、一方の電極であるカソード側にマイナス極の電位を印加するとともに、他方の電極であるアノード側にプラス極の電位を印加することが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the power supply unit applies a negative electrode potential to the cathode, which is one electrode, and applies a positive electrode potential to the anode, which is the other electrode.

また、運転方法は、１以上の固体高分子型燃料電池を有する燃料電池スタックを用意し、複数の前記燃料電池スタックを配置する配置工程と、前記燃料電池スタックに電位を印加した状態で、一方の電極側への酸化剤ガスの供給を行うことなく、他方の電極側に加湿された水素を供給する水素ポンプ運転を行うエージング工程とを有している。   In addition, the operation method includes preparing a fuel cell stack having one or more polymer electrolyte fuel cells, arranging a plurality of the fuel cell stacks, and applying a potential to the fuel cell stack, And an aging step of performing a hydrogen pump operation for supplying humidified hydrogen to the other electrode side without supplying the oxidant gas to the other electrode side.

そして、エージング工程では、上流側の燃料電池スタックの他方の電極側に供給された水素が、電解質膜を透過して一方の電極側に移送された後、前記水素が下流側の燃料電池スタックの他方の電極側に供給されている。   In the aging process, hydrogen supplied to the other electrode side of the upstream fuel cell stack passes through the electrolyte membrane and is transferred to the one electrode side, and then the hydrogen is transferred to the downstream fuel cell stack. It is supplied to the other electrode side.

本発明では、外部から電圧を印加して電解質膜中を水素イオンを移動させる、所謂、水素ポンプ運転によるエージング工程が行われるため、過電圧の少ない水素のみが反応に関与しており、腐食電位以下で連続的に大電流（使用時の最大電流密度）を印加させることができる。従って、性能劣化の抑制及び時間の短縮が容易に図られる。しかも、水素ポンプ運転では、カソード側に移送された水素が、酸化剤ガスと反応することはない。このため、エージング工程中に水素が消費されることはなく、極めて経済的である。   In the present invention, since an aging process is performed by a so-called hydrogen pump operation in which a voltage is applied from the outside to move hydrogen ions in the electrolyte membrane, only hydrogen with less overvoltage is involved in the reaction, and the corrosion potential is lower than Can continuously apply a large current (maximum current density in use). Therefore, it is possible to easily suppress the performance deterioration and shorten the time. Moreover, in the hydrogen pump operation, the hydrogen transferred to the cathode side does not react with the oxidant gas. For this reason, hydrogen is not consumed during an aging process, and it is very economical.

さらに、上流側の燃料電池スタックの一方の電極側から排出された水素は、下流側の前記燃料電池スタックの他方の電極側に供給されている。これにより、水素が効率的に再利用されるため、外部から供給される水素量が良好に削減され、経済的である。   Further, hydrogen discharged from one electrode side of the upstream fuel cell stack is supplied to the other electrode side of the downstream fuel cell stack. Thereby, since hydrogen is efficiently reused, the amount of hydrogen supplied from the outside is favorably reduced, which is economical.

図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体高分子型燃料電池１０の運転方法が適用される水素ポンプ運転によるエージング工程を行うためのエージング装置１２の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an aging device 12 for performing an aging process by a hydrogen pump operation to which the operation method of the polymer electrolyte fuel cell 10 according to the first embodiment of the present invention is applied.

エージング装置１２は、１以上の燃料電池１０を有する複数（図１では、３台）の燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃが配置されるスタック配置部１６と、前記燃料電池１０のアノード側にプラス極の電位を印加するとともに、前記燃料電池１０のカソード側にマイナス極の電位を印加する電源部１８と、前記カソード側に酸化剤ガスの供給を行わない状態で、前記電源部１８が駆動される際、前記アノード側に加湿された水素を供給して水素ポンプ運転を行うための水素供給部２０とを備える。 The aging device 12 includes a stack placement portion 16 in which a plurality (three in FIG. 1) of fuel cell stacks 14 a to 14 c having one or more fuel cells 10 are disposed, and a positive electrode on the anode side of the fuel cell 10. A power source 18 that applies a potential and applies a negative potential to the cathode side of the fuel cell 10, and the power source 18 is driven without supplying an oxidant gas to the cathode side. , and a hydrogen supply unit 20 for performing the hydrogen pump operation to supply hydrogen humidified before Symbol anode side.

図２に示すように、燃料電池１０は、例えば、炭化水素系の固体高分子電解質膜２４をアノード側電極２６とカソード側電極２８とで挟持した電解質膜・電極構造体３０を備え、前記電解質膜・電極構造体３０がアノード側セパレータ３２とカソード側セパレータ３４とにより挟持される。アノード側セパレータ３２及びカソード側セパレータ３４は、カーボンプレート又は金属プレートにより構成され、図示しないシール部材を設けている。なお、固体高分子電解質膜２４は、例えば、パーフルオロカーボン等のフッ素系の膜を使用してもよい。   As shown in FIG. 2, the fuel cell 10 includes, for example, an electrolyte membrane / electrode structure 30 in which a hydrocarbon-based solid polymer electrolyte membrane 24 is sandwiched between an anode-side electrode 26 and a cathode-side electrode 28, and the electrolyte The membrane / electrode structure 30 is sandwiched between the anode side separator 32 and the cathode side separator 34. The anode side separator 32 and the cathode side separator 34 are made of a carbon plate or a metal plate, and are provided with a seal member (not shown). The solid polymer electrolyte membrane 24 may be a fluorine-based membrane such as perfluorocarbon, for example.

電解質膜・電極構造体３０とアノード側セパレータ３２との間には、燃料ガス流路３６が形成されるとともに、前記電解質膜・電極構造体３０とカソード側セパレータ３４との間には、酸化剤ガス流路３８が形成される。   A fuel gas flow path 36 is formed between the electrolyte membrane / electrode structure 30 and the anode side separator 32, and an oxidant is interposed between the electrolyte membrane / electrode structure 30 and the cathode side separator 34. A gas flow path 38 is formed.

燃料電池１０には、図３に示すように、水素含有ガス等の燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔４０ａと、空気（酸素含有ガス）等の酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔４２ａと、前記燃料ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔４０ｂと、前記酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔４２ｂとが形成される。燃料ガス入口連通孔４０ａ及び燃料ガス出口連通孔４０ｂは、燃料ガス流路３６に連通する一方、酸化剤ガス入口連通孔４２ａ及び酸化剤ガス出口連通孔４２ｂは、酸化剤ガス流路３８に連通する。   As shown in FIG. 3, the fuel cell 10 has a fuel gas inlet communication hole 40a for supplying a fuel gas such as a hydrogen-containing gas, and an oxidant for supplying an oxidant gas such as air (oxygen-containing gas). An agent gas inlet communication hole 42a, a fuel gas outlet communication hole 40b for discharging the fuel gas, and an oxidant gas outlet communication hole 42b for discharging the oxidant gas are formed. The fuel gas inlet communication hole 40 a and the fuel gas outlet communication hole 40 b communicate with the fuel gas flow path 36, while the oxidant gas inlet communication hole 42 a and the oxidant gas outlet communication hole 42 b communicate with the oxidant gas flow path 38. To do.

燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃは、それぞれ所定数の燃料電池１０を有しており、例えば、１つの燃料電池１０、数十の燃料電池１０又は数百（実装される数）の燃料電池１０により構成される。   Each of the fuel cell stacks 14a to 14c has a predetermined number of fuel cells 10. For example, the fuel cell stacks 14a to 14c include one fuel cell 10, several tens of fuel cells 10, or several hundred (equipped) fuel cells 10. Is done.

図１及び図２に示すように、燃料電池１０の積層方向両端には、エンドプレート４４ａ、４４ｂが配設される。エンドプレート４４ａ、４４ｂは、図示しないが、油圧による締結、ボルトによる締結又はボックス構造等により一体に保持される。エンドプレート４４ａから外方にアノード端子４６ａが突出する一方、エンドプレート４４ｂから外方にカソード端子４６ｂが突出する。   As shown in FIGS. 1 and 2, end plates 44 a and 44 b are disposed at both ends of the fuel cell 10 in the stacking direction. Although not shown, the end plates 44a and 44b are integrally held by hydraulic fastening, bolt fastening, a box structure, or the like. The anode terminal 46a protrudes outward from the end plate 44a, while the cathode terminal 46b protrudes outward from the end plate 44b.

電源部１８は、上流側の燃料電池スタック１４ａから下流側の燃料電池スタック１４ｃまでを電気的に直列に接続する。具体的には、図１に示すように、電源部１８は、直流電源４８を備え、この直流電源４８のプラス極が、ケーブル５０ａを介して最上流の燃料電池スタック１４ａのアノード端子４６ａに電気的に接続される。直流電源４８のマイナス極は、ケーブル５０ｂを介して最下流の燃料電池スタック１４ｃのカソード端子４６ｂに電気的に接続される。なお、燃料電池スタック１４ａ〜燃料電池スタック１４ｃは、直列接続される際に、電極の電流密度を同じにするため、同一のスタックで構成されることが好ましい。   The power supply unit 18 electrically connects the upstream fuel cell stack 14a to the downstream fuel cell stack 14c in series. Specifically, as shown in FIG. 1, the power supply unit 18 includes a DC power supply 48, and the positive pole of the DC power supply 48 is electrically connected to the anode terminal 46a of the most upstream fuel cell stack 14a via the cable 50a. Connected. The negative pole of the DC power supply 48 is electrically connected to the cathode terminal 46b of the most downstream fuel cell stack 14c via the cable 50b. In addition, when the fuel cell stack 14a to the fuel cell stack 14c are connected in series, it is preferable that the fuel cell stack 14a to the fuel cell stack 14c are configured by the same stack in order to make the current density of the electrodes the same.

燃料電池スタック１４ａのカソード端子４６ｂと燃料電池スタック１４ｂのアノード端子４６ａとは、接続ケーブル５２ａにより電気的に接続されるとともに、前記燃料電池スタック１４ｂのカソード端子４６ｂと燃料電池スタック１４ｃのアノード端子４６ａとは、接続ケーブル５２ｂにより電気的に接続される。直流電源４８は、コントローラ５４により制御されるとともに、このコントローラ５４は、エージング装置１２全体の制御を行う。   The cathode terminal 46b of the fuel cell stack 14a and the anode terminal 46a of the fuel cell stack 14b are electrically connected by a connection cable 52a, and the cathode terminal 46b of the fuel cell stack 14b and the anode terminal 46a of the fuel cell stack 14c. Are electrically connected by a connection cable 52b. The DC power supply 48 is controlled by the controller 54, and the controller 54 controls the entire aging device 12.

水素供給部２０は、加湿器５６が配設されるアノード供給配管５８を有し、このアノード供給配管５８は、燃料電池スタック１４ａの燃料ガス入口連通孔４０ａに連通する。燃料電池スタック１４ａの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂには、直列供給路６０ａの一端が接続されるとともに、前記直列供給路６０ａの他端は、燃料電池スタック１４ｂの燃料ガス入口連通孔４０ａに接続される。同様に、燃料電池スタック１４ｂの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂには、直列供給路６０ｂの一端が接続されるとともに、前記直列供給路６０ｂの他端は、燃料電池スタック１４ｃの燃料ガス入口連通孔４０ａに接続される。燃料電池スタック１４ｃの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂには、排出配管６２が接続される。   The hydrogen supply unit 20 has an anode supply pipe 58 in which the humidifier 56 is disposed, and the anode supply pipe 58 communicates with the fuel gas inlet communication hole 40a of the fuel cell stack 14a. One end of a series supply path 60a is connected to the oxidant gas outlet communication hole 42b of the fuel cell stack 14a, and the other end of the series supply path 60a is connected to the fuel gas inlet communication hole 40a of the fuel cell stack 14b. Is done. Similarly, one end of a series supply path 60b is connected to the oxidant gas outlet communication hole 42b of the fuel cell stack 14b, and the other end of the series supply path 60b is connected to a fuel gas inlet communication hole of the fuel cell stack 14c. 40a. A discharge pipe 62 is connected to the oxidant gas outlet communication hole 42b of the fuel cell stack 14c.

このように構成されるエージング装置１２による運転方法について、以下に説明する。   An operation method by the aging device 12 configured as described above will be described below.

先ず、図１に示すように、スタック配置部１６に燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃが配置される。燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃは、電源部１８に対して電気的に直列に接続されるとともに、水素供給部２０に対して互いに直列に接続される。   First, as shown in FIG. 1, the fuel cell stacks 14 a to 14 c are arranged in the stack arrangement unit 16. The fuel cell stacks 14 a to 14 c are electrically connected in series to the power supply unit 18 and are connected in series to the hydrogen supply unit 20.

次いで、電源部１８を介して燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃのアノード端子４６ａ（アノード側電極２６）にプラス極の電位が印加されるとともに、カソード端子４６ｂ（カソード側電極２８）にマイナス極の電位が印加されている。   Next, a positive potential is applied to the anode terminal 46a (anode side electrode 26) of the fuel cell stacks 14a to 14c via the power supply unit 18, and a negative potential is applied to the cathode terminal 46b (cathode side electrode 28). Applied.

この状態で、水素供給部２０では、アノード供給配管５８に水素ガスが供給され、この水素ガスは、加湿器５６によって加湿された後、上流側の燃料電池スタック１４ａの燃料ガス入口連通孔４０ａに供給される。水素ガスは、各燃料電池１０の燃料ガス流路３６に供給される。   In this state, in the hydrogen supply unit 20, hydrogen gas is supplied to the anode supply pipe 58, and this hydrogen gas is humidified by the humidifier 56 and then into the fuel gas inlet communication hole 40 a of the upstream fuel cell stack 14 a. Supplied. Hydrogen gas is supplied to the fuel gas flow path 36 of each fuel cell 10.

ここで、燃料電池１０では、直流電源４８を介してアノード側にプラス極の電位が印加されるとともに、カソード側にマイナス極の電位が印加されている。このため、図４に示すように、アノード側電極２６では、Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-の反応が起こり、水素イオン（Ｈ+）は、固体高分子電解質膜２４を透過してカソード側電極２８に移動する。このカソード側電極２８で、２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2の反応が惹起する。 Here, in the fuel cell 10, a positive electrode potential is applied to the anode side via the DC power supply 48, and a negative electrode potential is applied to the cathode side. For this reason, as shown in FIG. 4, the reaction of H 2 → 2H + + 2e − occurs in the anode side electrode 26, and hydrogen ions (H + ) permeate the solid polymer electrolyte membrane 24 and pass through the cathode side electrode 28. Move to. The cathode side electrode 28 causes a reaction of 2H + + 2e − → H 2 .

従って、アノード側電極２６からカソード側電極２８には、プロトン（水素イオン）が移動するとともに、同伴水が固体高分子電解質膜２４に供給され、この固体高分子電解質膜２４の含水率が増加する。これにより、燃料電池スタック１４ａでは、水素ポンプ運転によるエージング処理が行われる。   Accordingly, protons (hydrogen ions) move from the anode side electrode 26 to the cathode side electrode 28, and entrained water is supplied to the solid polymer electrolyte membrane 24, so that the water content of the solid polymer electrolyte membrane 24 increases. . Thereby, the aging process by the hydrogen pump operation is performed in the fuel cell stack 14a.

燃料電池１０の酸化剤ガス流路３８の水素ガスは、この酸化剤ガス流路３８から酸化剤ガス出口連通孔４２ｂに排出される。このため、燃料電池スタック１４ａの下流に配置されている燃料電池スタック１４ｂの燃料ガス入口連通孔４０ａには、燃料電池スタック１４ａの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂに接続されている直列供給路６０ａから水素ガスが供給される。   Hydrogen gas in the oxidant gas flow path 38 of the fuel cell 10 is discharged from the oxidant gas flow path 38 to the oxidant gas outlet communication hole 42b. Therefore, the fuel gas inlet communication hole 40a of the fuel cell stack 14b disposed downstream of the fuel cell stack 14a is connected to the oxidant gas outlet communication hole 42b of the fuel cell stack 14a from the series supply path 60a. Hydrogen gas is supplied.

従って、燃料電池スタック１４ｂでは、燃料電池１０の燃料ガス流路３６に水素ガスが供給され、水素イオンが固体高分子電解質膜２４を透過することにより、カソード側電極２８に水素ガスが得られる。これにより、燃料電池スタック１４ｂにおいて、水素ポンプ運転によるエージング処理が行われる。   Therefore, in the fuel cell stack 14 b, hydrogen gas is supplied to the fuel gas flow path 36 of the fuel cell 10, and hydrogen ions permeate the solid polymer electrolyte membrane 24, whereby hydrogen gas is obtained at the cathode side electrode 28. Thereby, the aging process by the hydrogen pump operation is performed in the fuel cell stack 14b.

燃料電池スタック１４ｂの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂから排出される水素ガスは、燃料電池スタック１４ｃの燃料ガス入口連通孔４０ａに導入される。このため、燃料電池スタック１４ｃでは、上記の燃料電池スタック１４ａ、１４ｂと同様に、水素ポンプ運転によるエージング処理が遂行される。   The hydrogen gas discharged from the oxidant gas outlet communication hole 42b of the fuel cell stack 14b is introduced into the fuel gas inlet communication hole 40a of the fuel cell stack 14c. For this reason, in the fuel cell stack 14c, the aging process by the hydrogen pump operation is performed similarly to the fuel cell stacks 14a and 14b.

この場合、直流電源４８による印加電流密度は、使用時の最大電流密度に設定されている。水素ポンプ運転では、過電圧の少ない水素のみが反応に関与するため、エージング初期の段階で大電流を引くことが可能となるからである。これにより、エージング時間が短縮される。   In this case, the current density applied by the DC power supply 48 is set to the maximum current density during use. This is because in the hydrogen pump operation, only hydrogen with a small overvoltage is involved in the reaction, so that a large current can be drawn at the early stage of aging. This shortens the aging time.

さらに、カソード側電極２８側は、反応ガスの拡散抵抗による濃度過電圧の影響を受けないため、電極面の局所的な反応集中による劣化やエージング状態の分布を低減することが可能になる。従って、電極面を均一にエージングすることができる。   Further, since the cathode side electrode 28 side is not affected by the concentration overvoltage due to the diffusion resistance of the reaction gas, it is possible to reduce deterioration due to local reaction concentration on the electrode surface and the distribution of the aging state. Therefore, the electrode surface can be aged uniformly.

さらにまた、通常の発電によるエージングの場合には、エージング途上で一定電流を保持することができないため、負荷電流をサイクルさせてエージングを行っている。このため、高電位サイクルを繰り返すことになり、触媒単体の腐食を誘発するおそれがある。   Furthermore, in the case of aging by normal power generation, since a constant current cannot be maintained during aging, the aging is performed by cycling the load current. For this reason, the high potential cycle is repeated, which may induce corrosion of the catalyst alone.

これに対して、水素ポンプ運転によるエージングでは、腐食電位以下で、連続的に大電流を印加することができるため、性能劣化の抑制及びエージング時間の短縮が容易に可能になる。その際、水素ポンプ運転では、カソード側電極２８に移送された水素は、酸化剤ガスと反応することがなく、水素ガスとしてアノード排出配管５２に排出されている。これにより、水素が消費されることがなく、極めて経済的であるという効果がある。   On the other hand, in aging by hydrogen pump operation, since a large current can be continuously applied at a corrosion potential or lower, it is possible to easily suppress performance deterioration and shorten the aging time. At that time, in the hydrogen pump operation, the hydrogen transferred to the cathode side electrode 28 does not react with the oxidant gas and is discharged to the anode discharge pipe 52 as hydrogen gas. Thereby, there is an effect that hydrogen is not consumed and is extremely economical.

さらに、水素ポンプ運転によるエージングでは、過電圧損失による発熱量も小さくなるため、固体高分子電解質膜２４の温度劣化等を有効に抑制することができる。   Further, in the aging by the hydrogen pump operation, the heat generation amount due to the overvoltage loss is reduced, so that the temperature degradation of the solid polymer electrolyte membrane 24 can be effectively suppressed.

さらにまた、水素供給部２０では、アノード供給配管５８が燃料電池スタック１４ａの燃料ガス入口連通孔４０ａに連通するとともに、前記燃料電池スタック１４ａの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂと燃料電池スタック１４ｂの燃料ガス入口連通孔４０ａとが、直列供給路６０ａにより接続され、前記燃料電池スタック１４ｂの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂと燃料電池スタック１４ｃの燃料ガス入口連通孔４０ａとが、直列供給路６０ｂにより接続されている。   Furthermore, in the hydrogen supply unit 20, the anode supply pipe 58 communicates with the fuel gas inlet communication hole 40a of the fuel cell stack 14a, and the oxidant gas outlet communication hole 42b of the fuel cell stack 14a and the fuel of the fuel cell stack 14b. The gas inlet communication hole 40a is connected by a serial supply path 60a, and the oxidant gas outlet communication hole 42b of the fuel cell stack 14b and the fuel gas inlet communication hole 40a of the fuel cell stack 14c are connected by a serial supply path 60b. Has been.

従って、上流側の燃料電池スタック１４ａのカソード側から排出された水素は、下流側の燃料電池スタック１４ｂのアノード側に供給され、さらに前記燃料電池スタック１４ｂのカソード側から排出された水素は、下流側の燃料電池スタック１４ｃのアノード側に供給されている。これにより、水素が効率的に使用されるため、外部から供給される水素量が良好に削減され、経済的であるという効果が得られる。   Accordingly, the hydrogen discharged from the cathode side of the upstream fuel cell stack 14a is supplied to the anode side of the downstream fuel cell stack 14b, and the hydrogen discharged from the cathode side of the fuel cell stack 14b further flows downstream. Is supplied to the anode side of the side fuel cell stack 14c. Thereby, since hydrogen is used efficiently, the amount of hydrogen supplied from the outside is favorably reduced, and an effect of being economical can be obtained.

また、電源部１８では、直流電源４８のプラス極が、最上流の燃料電池スタック１４ａのアノード端子４６ａに電気的に接続されるとともに、前記直流電源４８のマイナス極が、最下流の燃料電池スタック１４ｃのカソード端子４６ｂに電気的に接続されている。   In the power supply unit 18, the positive pole of the DC power supply 48 is electrically connected to the anode terminal 46a of the most upstream fuel cell stack 14a, and the minus pole of the DC power supply 48 is connected to the most downstream fuel cell stack. It is electrically connected to the cathode terminal 46b of 14c.

さらに、燃料電池スタック１４ａのカソード端子４６ｂと燃料電池スタック１４ｂのアノード端子４６ａとが、接続ケーブル５２ａにより電気的に接続され、前記燃料電池スタック１４ｂのカソード端子４６ｂと燃料電池スタック１４ｃのアノード端子４６ａとが、接続ケーブル５２ｂにより電気的に接続されている。   Further, the cathode terminal 46b of the fuel cell stack 14a and the anode terminal 46a of the fuel cell stack 14b are electrically connected by a connection cable 52a, and the cathode terminal 46b of the fuel cell stack 14b and the anode terminal 46a of the fuel cell stack 14c. Are electrically connected by a connection cable 52b.

このため、燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃは、直流電源４８に対して電気的に直列に接続されている。これにより、単一の直流電源４８により同時に複数、例えば、３台の燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃの水素ポンプ運転によるエージング処理が遂行可能になるという利点がある。   For this reason, the fuel cell stacks 14 a to 14 c are electrically connected in series to the DC power supply 48. Accordingly, there is an advantage that aging processing by the hydrogen pump operation of a plurality of, for example, three fuel cell stacks 14a to 14c can be performed simultaneously by a single DC power supply 48.

図５は、本発明の第２の実施形態に係るエージング装置８０の概略構成図である。なお、第１の実施形態に係るエージング装置１２と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an aging device 80 according to the second embodiment of the present invention. The same components as those of the aging device 12 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Similarly, in the third embodiment described below, detailed description thereof is omitted.

エージング装置８０は、水素供給部８２を備え、この水素供給部８２を構成するアノード供給配管５８の上流には、水素貯留タンク８４が配設される。水素貯留タンク８４には、図示しない水素供給源に連通する水素導入管路８６と、水素ガスを他のエージング装置に分配するための分配管路８８と、最下流の燃料電池スタック１４ｃの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂから排出される水素ガスを前記水素貯留タンク８４に戻すための循環路９０とが設けられる。   The aging device 80 includes a hydrogen supply unit 82, and a hydrogen storage tank 84 is disposed upstream of the anode supply pipe 58 that constitutes the hydrogen supply unit 82. The hydrogen storage tank 84 includes a hydrogen introduction pipe 86 communicating with a hydrogen supply source (not shown), a distribution pipe 88 for distributing hydrogen gas to other aging devices, and an oxidant of the most downstream fuel cell stack 14c. A circulation path 90 is provided for returning the hydrogen gas discharged from the gas outlet communication hole 42 b to the hydrogen storage tank 84.

このように構成される第２の実施形態では、最下流の燃料電池スタック１４ｃから排出される水素ガスは、循環路９０を介して水素貯留タンク８４に一旦戻された後、アノード供給配管５８に送られて再利用することができる。これにより、水素の使用量が一層削減され、より少ない水素量で水素ポンプ運転によるエージング処理が遂行可能になるという効果が得られる。   In the second embodiment configured as described above, the hydrogen gas discharged from the most downstream fuel cell stack 14 c is once returned to the hydrogen storage tank 84 via the circulation path 90 and then to the anode supply pipe 58. It can be sent and reused. As a result, the amount of hydrogen used can be further reduced, and an aging process can be performed by a hydrogen pump operation with a smaller amount of hydrogen.

その際、燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃは、実装される燃料電池スタック（フルスタック）を３分割した少数ブロック単位に構成することができる。このため、フルスタック積層前の燃料電池スタック１４ａ〜１４ｃのエージング処理をバッジ処理で行うことが可能になる。   In that case, the fuel cell stacks 14a to 14c can be configured in units of a small number of blocks obtained by dividing the mounted fuel cell stack (full stack) into three. For this reason, it becomes possible to perform the aging process of the fuel cell stacks 14a to 14c before full stack lamination by the badge process.

図６は、本発明の第３の実施形態に係るエージング装置１００の概略構成図である。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an aging device 100 according to the third embodiment of the present invention.

エージング装置１００を構成する水素供給部１０２は、最下流の燃料電池スタック１４ｃの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂに一端が接続されるとともに、他端がアノード供給配管５８に接続される循環路１０４を備える。この循環路１０４には、水素循環用ポンプ１０６が配設される。   The hydrogen supply unit 102 constituting the aging device 100 has a circulation path 104 having one end connected to the oxidant gas outlet communication hole 42b of the most downstream fuel cell stack 14c and the other end connected to the anode supply pipe 58. Prepare. A hydrogen circulation pump 106 is disposed in the circulation path 104.

このように構成される第３の実施形態では、最下流の燃料電池スタック１４ｃの酸化剤ガス出口連通孔４２ｂから排出される水素ガスは、ポンプ１０６の駆動作用下に、循環路１０４からアノード供給配管５８に戻されて、再利用される。   In the third embodiment configured as described above, the hydrogen gas discharged from the oxidant gas outlet communication hole 42b of the most downstream fuel cell stack 14c is supplied to the anode from the circulation path 104 under the driving action of the pump 106. It is returned to the pipe 58 and reused.

これにより、水素ガスの使用量が有効に削減され、経済的な水素ポンプ運転によるエージング処理が行われる等、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。   As a result, the amount of hydrogen gas used can be effectively reduced, and effects similar to those of the first and second embodiments can be obtained, such as performing an aging process by economical hydrogen pump operation.

なお、第１〜第３の実施形態では、アノード側にプラス極の電位を印加するとともに、カソード側にマイナス極の電位を印加し、前記カソード側への酸化剤ガスの供給を行うことなく、前記アノード側に加湿された水素を供給して水素ポンプ運転を行っている。これに対して、カソード側にプラス極の電位を印加するとともに、アノード側にマイナス極の電位を印加し、前記アノード側への酸化剤ガスの供給を行うことなく、前記カソード側に加湿された水素を供給して水素ポンプ運転を行うこともできる。   In the first to third embodiments, the positive electrode potential is applied to the anode side, the negative electrode potential is applied to the cathode side, and the oxidant gas is not supplied to the cathode side. Hydrogen pump operation is performed by supplying humidified hydrogen to the anode side. On the other hand, a positive electrode potential was applied to the cathode side, a negative electrode potential was applied to the anode side, and the cathode side was humidified without supplying an oxidant gas to the anode side. Hydrogen pump operation can also be performed by supplying hydrogen.

本発明の第１の実施形態に係る固体高分子型燃料電池の運転方法が適用される水素ポンプ運転によるエージング工程を行うためのエージング装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the aging apparatus for performing the aging process by the hydrogen pump operation to which the operating method of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on the 1st Embodiment of this invention is applied. 前記燃料電池の断面説明図である。2 is a cross-sectional explanatory view of the fuel cell. FIG. 前記燃料電池の内部を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the inside of the said fuel cell. 水素ポンプ運転によるエージングの説明図である。It is explanatory drawing of the aging by a hydrogen pump driving | operation. 本発明の第２の実施形態に係るエージング装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the aging apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係るエージング装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the aging apparatus based on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０…燃料電池 １２、８０、１００…エージング装置
１４ａ〜１４ｃ…燃料電池スタック １６…スタック配置部
１８…電源部 ２０、８２、１０２…水素供給部
２４…固体高分子電解質膜 ２６…アノード側電極
２８…カソード側電極 ３０…電解質膜・電極構造体
３６…燃料ガス流路 ３８…酸化剤ガス流路
４０ａ…燃料ガス入口連通孔 ４０ｂ…燃料ガス出口連通孔
４２ａ…酸化剤ガス入口連通孔 ４２ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
４６ａ…アノード端子 ４６ｂ…カソード端子
４８…直流電源 ５０ａ、５０ｂ…ケーブル
５２ａ、５２ｂ…接続ケーブル ５４…コントローラ
５６…加湿器 ５８…アノード供給配管
６０ａ、６０ｂ…直列供給路 ６２…排出配管
８４…水素貯留タンク ８６…水素導入管
８８…分配管路 ９０、１０４…循環路
１０６…水素循環用ポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell 12, 80, 100 ... Aging apparatus 14a-14c ... Fuel cell stack 16 ... Stack arrangement | positioning part 18 ... Power supply part 20, 82, 102 ... Hydrogen supply part 24 ... Solid polymer electrolyte membrane 26 ... Anode side electrode 28 ... cathode side electrode 30 ... electrolyte membrane / electrode structure 36 ... fuel gas flow path 38 ... oxidant gas flow path 40a ... fuel gas inlet communication hole 40b ... fuel gas outlet communication hole 42a ... oxidant gas inlet communication hole 42b ... oxidation Agent gas outlet communication hole 46a ... anode terminal 46b ... cathode terminal 48 ... DC power supply 50a, 50b ... cable 52a, 52b ... connection cable 54 ... controller 56 ... humidifier 58 ... anode supply pipe 60a, 60b ... series supply path 62 ... discharge Pipe 84 ... Hydrogen storage tank 86 ... Hydrogen introduction pipe 88 ... Distribution pipe 90, 104 ... Circulation 106 ... Water Circulation pump

Claims (14)

電解質膜の両側に一対の電極が配設される電解質膜・電極構造体を有する固体高分子型燃料電池をエージングするためのエージング装置であって、
１以上の前記固体高分子型燃料電池を有する燃料電池スタックが、複数配置されるスタック配置部と、
前記燃料電池スタックに電位を印加する電源部と、
一方の電極側に酸化剤ガスの供給を行わない状態で、前記電源部が駆動される際、他方の電極側に加湿された水素を供給して水素ポンプ運転を行うための水素供給部と、
を備え、
前記水素供給部は、上流側の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に供給された前記水素が、前記電解質膜を透過して前記一方の電極側に移送された後、前記水素を下流側の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に供給する直列供給路を設けることを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。 An aging device for aging a polymer electrolyte fuel cell having an electrolyte membrane / electrode structure in which a pair of electrodes are disposed on both sides of an electrolyte membrane,
A stack arrangement part in which a plurality of fuel cell stacks having one or more polymer electrolyte fuel cells are arranged;
A power supply for applying a potential to the fuel cell stack;
In a state in which the one electrode side does not perform the supply of the oxidizing gas, when the power supply unit is driven, and the hydrogen supply unit for performing hydrogen pump operation to supply hydrogen humidified to the electrode side of the other lateral ,
With
The hydrogen supply unit is configured to supply the hydrogen to the downstream side after the hydrogen supplied to the other electrode side of the fuel cell stack on the upstream side passes through the electrolyte membrane and is transferred to the one electrode side. An aging device for a polymer electrolyte fuel cell, characterized in that a serial supply path for supplying the other electrode side of the fuel cell stack is provided. 請求項１記載のエージング装置において、前記水素供給部は、最下流の前記燃料電池スタックの前記一方の電極側から排出される前記水素を、最上流の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に戻すための循環路を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。   2. The aging device according to claim 1, wherein the hydrogen supply unit discharges the hydrogen discharged from the one electrode side of the most downstream fuel cell stack to the other electrode side of the most upstream fuel cell stack. An aging device for a polymer electrolyte fuel cell, comprising a circulation path for returning. 請求項２記載のエージング装置において、前記循環路には、前記水素を貯留するための水素貯留タンクが配設されることを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。   The aging apparatus according to claim 2, wherein a hydrogen storage tank for storing the hydrogen is disposed in the circulation path. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のエージング装置において、前記水素供給部は、最上流の前記燃料電池スタックの上流に配置され、前記水素を加湿するための加湿器を備えることを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。   4. The aging device according to claim 1, wherein the hydrogen supply unit includes a humidifier that is disposed upstream of the most upstream fuel cell stack and humidifies the hydrogen. 5. A solid polymer fuel cell aging device. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のエージング装置において、前記電源部は、上流側の前記燃料電池スタックと下流側の前記燃料電池スタックとを電気的に直列に接続することを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。   5. The aging device according to claim 1, wherein the power supply unit electrically connects the upstream fuel cell stack and the downstream fuel cell stack in series. A solid polymer fuel cell aging device. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のエージング装置において、前記電解質膜は、炭化水素系の電解質膜で構成されることを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。   6. The aging apparatus according to claim 1, wherein the electrolyte membrane is a hydrocarbon-based electrolyte membrane. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のエージング装置において、前記電源部は、前記一方の電極であるカソード側にマイナス極の電位を印加するとともに、前記他方の電極であるアノード側にプラス極の電位を印加することを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング装置。   7. The aging device according to claim 1, wherein the power supply unit applies a negative potential to the cathode that is the one electrode, and positively applies to the anode that is the other electrode. An aging device for a polymer electrolyte fuel cell, wherein an electrode potential is applied. 電解質膜の両側に一対の電極が配設される電解質膜・電極構造体を有する固体高分子型燃料電池をエージングするための運転方法であって、
１以上の前記固体高分子型燃料電池を有する燃料電池スタックを用意し、複数の前記燃料電池スタックを配置する配置工程と、
前記燃料電池スタックに電位を印加した状態で、一方の電極側への酸化剤ガスの供給を行うことなく、他方の電極側に加湿された水素を供給する水素ポンプ運転を行うエージング工程と、
を有し、
前記エージング工程では、上流側の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に供給された前記水素が、前記電解質膜を透過して前記一方の電極側に移送された後、前記水素が下流側の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に供給されることを特徴とする固体高分子型燃料電池の運転方法。 An operating method for aging a polymer electrolyte fuel cell having an electrolyte membrane / electrode structure in which a pair of electrodes are disposed on both sides of an electrolyte membrane,
Providing a fuel cell stack having one or more polymer electrolyte fuel cells, and arranging a plurality of the fuel cell stacks;
An aging step of performing a hydrogen pump operation for supplying humidified hydrogen to the other electrode side without supplying an oxidant gas to the one electrode side with a potential applied to the fuel cell stack;
Have
In the aging step, the hydrogen supplied to the other electrode side of the fuel cell stack on the upstream side passes through the electrolyte membrane and is transferred to the one electrode side, and then the hydrogen is supplied to the downstream side. A method for operating a polymer electrolyte fuel cell, wherein the fuel cell stack is supplied to the other electrode side. 請求項８記載の運転方法において、最下流の前記燃料電池スタックの前記一方の電極側から排出される前記水素を、循環路を介して最上流の前記燃料電池スタックの前記他方の電極側に戻すことを特徴とする固体高分子型燃料電池の運転方法。   9. The operation method according to claim 8, wherein the hydrogen discharged from the one electrode side of the most downstream fuel cell stack is returned to the other electrode side of the most upstream fuel cell stack through a circulation path. A method for operating a polymer electrolyte fuel cell, comprising: 請求項９記載の運転方法において、前記循環路には、前記水素を貯留するための貯留タンクが配設されることを特徴とする固体高分子型燃料電池の運転方法。   10. The operation method according to claim 9, wherein a storage tank for storing the hydrogen is disposed in the circulation path. 請求項８〜１０のいずれか１項に記載の運転方法において、前記水素は、加湿器により加湿された後、最上流の前記燃料電池スタックに供給されることを特徴とする固体高分子型燃料電池の運転方法。   11. The operation method according to claim 8, wherein the hydrogen is humidified by a humidifier and then supplied to the most upstream fuel cell stack. 11. Battery operation method. 請求項８〜１１のいずれか１項に記載の運転方法において、上流側の前記燃料電池スタックと下流側の前記燃料電池スタックとを電気的に直列に接続することを特徴とする固体高分子型燃料電池の運転方法。   The operation method according to any one of claims 8 to 11, wherein the upstream fuel cell stack and the downstream fuel cell stack are electrically connected in series. How to operate a fuel cell. 請求項８〜１２のいずれか１項に記載の運転方法において、前記電解質膜は、炭化水素系の電解質膜で構成されることを特徴とする固体高分子型燃料電池の運転方法。   The operation method according to any one of claims 8 to 12, wherein the electrolyte membrane is composed of a hydrocarbon-based electrolyte membrane. 請求項８〜１３のいずれか１項に記載の運転方法において、前記一方の電極であるカソード側にマイナス極の電位を印加するとともに、前記他方の電極であるアノード側にプラス極の電位を印加することを特徴とする固体高分子型燃料電池の運転方法。   14. The operation method according to claim 8, wherein a negative electrode potential is applied to the cathode, which is the one electrode, and a positive electrode potential is applied to the anode, which is the other electrode. A method for operating a polymer electrolyte fuel cell, comprising:
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