JP5224088B2 - 燃料電池のインピーダンス分布測定方法及び測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池のインピーダンス分布測定装置に関し、特に燃料電池の動作状態のインピーダンス分布測定することが可能な燃料電池のインピーダンス分布測定方法及び測定装置に関する。

従来の水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池やインピーダンス分布測定装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２００３−０５１３１８号公報 特開２００３−０８６２２０号公報 特開２００５−２８５６１４号公報 特開２００７−０１８７４１号公報 特開２００７−０４８５０６号公報

図３は従来の燃料電池システムの一例を示す構成ブロック図である。図３において１は電解質膜、２及び３は触媒層・拡散層である。電解質膜１の両面には触媒層・拡散層２及び触媒層・拡散層３がそれぞれ形成される。

図３中”ＦＧ０１”に示すように燃料ガス（例えば、水素等）が触媒層・拡散層２に供給され、図３中”ＯＧ０１”に示すように酸化ガス（例えば、酸素や空気等）が触媒層・拡散層３に供給される。

ここで、図３に示す従来例の動作を説明する。触媒層・拡散層２側（アノード側）では水素が水素イオン（Ｈ^＋ ）になり電子（ｅ⁻ ）を放出し、一方、触媒層・拡散層３側（カソード側）では電解質膜１を伝播してきた水素イオン（Ｈ^＋ ）と酸素原子が電子（ｅ⁻ ）と反応して水（Ｈ_２Ｏ ）が生成される。

この時、触媒層・拡散層２（アノード側）及び触媒層・拡散層３（カソード側）間の外部負荷を接続することにより、触媒層・拡散層２側（アノード側）で発生した電子（ｅ⁻ ）を取り出す、言い換えれば、直流電流を取り出すことが可能になる。

また、図４及び図５は従来のインピーダンス分布測定が可能な燃料電池の一例を示す断面図である。図４は燃料電池の電解質膜に対して垂直な面における断面図、図５は燃料電池におけるガス流路に平行な面における断面図である。

図４において、４は電解質膜、５，７，９及び１１は４分割されたアノード側の触媒層・拡散層、６，８，１０及び１２は４分割されたカソード側の触媒層・拡散層、１３はアノード側に形成された燃料ガス（例えば、水素等）のガス流路、１４はカソード側に形成された酸化ガス（酸素や空気等）のガス流路、１５，１７，１９及び２１はアノード側に形成された導電性を有するセパレータ、１６，１８，２０及び２２はカソード側に形成された導電性を有するセパレータ、２３，２４，２５，２６，２７及び２８は絶縁部材である。

電解質膜４のアノード側には触媒層・拡散層５，７，９及び触媒層・拡散層１１が互いに接することなくそれぞれ形成され、電解質膜４のカソード側には触媒層・拡散層６，８，１０及び触媒層・拡散層１２が互いに接することなくそれぞれ形成される。

また、触媒層・拡散層５，７，９及び触媒層・拡散層１１の上、並びに、触媒層・拡散層５，７，９及び触媒層・拡散層１１が形成されていないアノード側の電解質膜４の上（触媒層・拡散層５，７，９及び触媒層・拡散層１１のそれぞれの境界部分）には燃料ガス（例えば、水素等）のガス流路１３が形成される。

同様に、触媒層・拡散層６，８，１０及び触媒層・拡散層１２の上、並びに、触媒層・拡散層６，８，１０及び触媒層・拡散層１２が形成されていないカソード側の電解質膜４の上（触媒層・拡散層６，８，１０及び触媒層・拡散層１２のそれぞれの境界部分）には酸化ガス（例えば、酸素や空気等）のガス流路１４が形成される。

例えば、ガス流路１３は図５中”ＧＴ１１”に示すように触媒層・拡散層５，７，９及び触媒層・拡散層１１上、並びに、触媒層・拡散層５，７，９及び触媒層・拡散層１１が形成されていないアノード側の電解質膜４の上（触媒層・拡散層５，７，９及び触媒層・拡散層１１のそれぞれの境界部分）を蛇行するように形成されている。

また、例えば、ガス流路１４は図５中”ＧＴ１１”に示すように触媒層・拡散層６，８，１０及び触媒層・拡散層１２上、並びに、触媒層・拡散層６，８，１０及び触媒層・拡散層１２が形成されていないカソード側の電解質膜４の上（触媒層・拡散層６，８，１０及び触媒層・拡散層１２のそれぞれの境界部分）を蛇行するように形成されている。

さらに、ガス流路１３が形成されていない触媒層・拡散層５及びガス流路１３の上にはセパレータ１５が形成され、ガス流路１３が形成されていない触媒層・拡散層７及びガス流路１３の上にはセパレータ１７が形成される。

ガス流路１３が形成されていない触媒層・拡散層９及びガス流路１３の上にはセパレータ１９が形成され、ガス流路１３が形成されていない触媒層・拡散層１１及びガス流路１３の上にはセパレータ２１が形成される。

セパレータ１５及びセパレータ１７の境界部分には絶縁部材２３が、セパレータ１７及びセパレータ１９の境界部分には絶縁部材２５が、セパレータ１９及びセパレータ２１の境界部分には絶縁部材２７がそれぞれ設けられる。

一方、ガス流路１４が形成されていない触媒層・拡散層６及びガス流路１４の上にはセパレータ１６が形成され、ガス流路１４が形成されていない触媒層・拡散層８及びガス流路１４の上にはセパレータ１８が形成される。

ガス流路１４が形成されていない触媒層・拡散層１０及びガス流路１４の上にはセパレータ２０が形成され、ガス流路１４が形成されていない触媒層・拡散層１２及びガス流路１４の上にはセパレータ２２が形成される。

セパレータ１６及びセパレータ１８の境界部分には絶縁部材２４が、セパレータ１８及びセパレータ２０の境界部分には絶縁部材２６が、セパレータ２０及びセパレータ２２の境界部分には絶縁部材２８がそれぞれ設けられる。

ここで、図４に示す従来例の動作を説明する。燃料電池は各絶縁部材等によって電気的に４分割されており、４，５，６，１３，１４，１５及び１６から構成される第１の分割された燃料電池（以下、単に分割電池と呼ぶ。）、４，７，８，１３，１４，１７及び１８から構成される第２の分割電池、４，９，１０，１３，１４，１９及び２０から構成される第３の分割電池、４，１１，１２，１３，１４，２１及び２２から構成される第４の分割電池に分かれる。

ガス流路１３には燃料ガス（例えば、水素等）が供給され、ガス流路１４には酸化ガス（例えば、酸素や空気等）が供給される。例えば、図５中”ＩＮ１１”に示す供給口から各ガスが供給され、図５中”ＯＴ１１”に示す排気口から反応しなかったガス等が放出される。

アノード側の触媒層・拡散層５，７，９及び触媒層・拡散層１１では水素が水素イオン（Ｈ^＋ ）になり電子（ｅ⁻ ）を放出し、一方、カソード側の触媒層・拡散層６，８，１０及び触媒層・拡散層１２側では電解質膜４を伝播してきた水素イオン（Ｈ^＋ ）と酸素原子が電子（ｅ⁻ ）と反応して水（Ｈ_２Ｏ ）が生成される。

この時、アノード側の触媒層・拡散層５，７，９及び触媒層・拡散層１１とカソード側の触媒層・拡散層６，８，１０及び触媒層・拡散層１２（具体的には、互いに対向するセパレータ１５とセパレータ１６、セパレータ１７とセパレータ１８、セパレータ１９とセパレータ２０、並びに、セパレータ２１とセパレータ２２）と間の外部負荷を接続することにより、アノード側の触媒層・拡散層５，７，９及び触媒層・拡散層１１で発生した電子（ｅ⁻ ）を取り出す、言い換えれば、直流電流を取り出すことが可能になる。

すなわち、第１、第２、第３及び第４の分割電池はそれぞれ独立した燃料電池として動作することになる。

また、第１の分割電池のインピーダンスを測定する場合、第１の分割電池に外部負荷を接続し、負荷電流に交流成分を重畳して互いに対向するセパレータ１５とセパレータ１６との間の電圧の応答性を測定することにより、第１の分割電池のインピーダンスを測定することができる。

同様に、第２の分割電池のインピーダンスを測定する場合、第２の分割電池に外部負荷を接続し、負荷電流に交流成分を重畳して互いに対向するセパレータ１７とセパレータ１８との間の電圧の応答性を測定することにより、第２の分割電池のインピーダンスを測定することができる。

第３の分割電池のインピーダンスを測定する場合、第３の分割電池に外部負荷を接続し、負荷電流に交流成分を重畳して互いに対向するセパレータ１９とセパレータ２０との間の電圧の応答性を測定することにより、第３の分割電池のインピーダンスを測定することができる。

第４の分割電池のインピーダンスを測定する場合、第４の分割電池に外部負荷を接続し、負荷電流に交流成分を重畳して互いに対向するセパレータ２１とセパレータ２２との間の電圧の応答性を測定することにより、第４の分割電池のインピーダンスを測定することができる。

この結果、燃料電池を絶縁部材等によって電気的に複数に分割して各分割電池の共有のガス流路に燃料ガスと酸化ガスを供給し各分割電池のインピーダンスを測定することにより、燃料電池のインピーダンス分布を測定することが可能になる。

また、実際の燃料電池は触媒層・拡散層及びセパレータはアノード側及びカソード側で一体形成されているので、アノード側のセパレータでは直流電圧の電位が等しくなり、同様に、カソード側のセパレータでも直流電圧の電位が等しくなる。

一方、図４及び図５に示す従来例では各分割電極は互いに絶縁されているため、実際の燃料電池の動作状態におけるインピーダンス分布を測定するためには、各分割電極の直流電圧の電位を等しくなるようにした上で、重畳した交流電圧の周波数を掃引してインピーダンス測定を行なうことになる。

しかし、図４及び図５に示す従来例では、測定対象であるインピーダンスのレンジが分からない上に、燃料電池の発電環境や燃料電池の状態によってもインピーダンスは変動する。

このため、重畳した交流電圧の周波数を掃引してインピーダンスを測定する場合、交流電流のレンジが未知になることになり、測定機器や負荷装置における精度と高周波数への対応が難しいと言った問題点があった。

例えば、実際に市販されている負荷装置では交流電圧の周波数掃引の周波数レンジは”１０Ｈｚ”程度であり、燃料電池のインピーダンス測定における測定したい周波数レンジは”１０〜数１００ｋＨｚ”であり、重畳した交流電圧の周波数を掃引してインピーダンスを測定することは困難であると言った問題点があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、燃料電池の動作状態のインピーダンス分布測定することが可能なインピーダンス分布測定方法及び測定装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池のインピーダンス分布測定方法であって、
電気的に複数に分割された各分割電池の共有のガス流路に燃料ガスと酸化ガスを供給した状態にある前記分割電池毎に発電する燃料電池の前記各分割電池にそれぞれ印加する直流電流及び交流電流を発生させる電子負荷手段と、
前記各分割電池にそれぞれ印加される交流電流を測定し、前記各分割電池の直流電圧及び交流電圧をそれぞれ測定すると共にインピーダンスをそれぞれ演算するインピーダンス測定手段と、
前記直流電流を制御して前記各分割電池でそれぞれ発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように調整し、前記各分割電池に交流電流をそれぞれ重畳して周波数掃引を行なわせると共に前記分割電池毎に交流電流値、交流電圧のゲインと位相を測定させインピーダンスの演算を行なわせる制御手段と、
を備え、
前記分割電池は、アノード側の触媒層・拡散層およびカソード側の触媒層・拡散層が電解質膜を挟んで対向して形成された平面状の燃料電池の面内で、前記アノード側の触媒層・拡散層および前記カソード側の触媒層・拡散層を前記分割電池ごとに分離した形態で形成され、
前記演算を行うステップによる演算結果に基づいて、前記ガス流路を介して燃料ガスおよび酸化ガスが供給された動作状態での、前記燃料電池におけるインピーダンス分布を計測することにより、燃料電池の動作状態のインピーダンス分布測定することが可能になる。

請求項２記載の発明は、
請求項１記載の発明であるインピーダンス分布測定方法であって、
予め前記分割電池を同時に発電させ測定した各分割電池の直流電流値を初期値として、前記分割電池でそれぞれ発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように前記直流電流の値を制御することにより、直流電流値の制御により分割電池の発生する電圧を設定された動作電圧と等しくさせるための時間を短縮することが可能になる。

請求項３記載の発明は、
水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池のインピーダンス分布測定装置において、
電気的に複数に分割された各分割電池の共有のガス流路に燃料ガスと酸化ガスを供給した状態にある前記分割電池毎に発電する燃料電池の前記各分割電池にそれぞれ印加する直流電流及び交流電流を発生させる電子負荷手段と、
前記各分割電池にそれぞれ印加される交流電流を測定し、前記各分割電池の直流電圧及び交流電圧をそれぞれ測定すると共にインピーダンスをそれぞれ演算するインピーダンス測定手段と、
前記直流電流を制御して前記各分割電池でそれぞれ発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように調整し、前記各分割電池に交流電流をそれぞれ重畳して周波数掃引を行なわせると共に前記分割電池毎に交流電流値、交流電圧のゲインと位相を測定させインピーダンスの演算を行なわせる制御手段と、
を備え、
前記分割電池は、アノード側の触媒層・拡散層およびカソード側の触媒層・拡散層が電解質膜を挟んで対向して形成された平面状の燃料電池の面内で、前記アノード側の触媒層・拡散層および前記カソード側の触媒層・拡散層を前記分割電池ごとに分離した形態で形成され、
前記インピーダンス測定手段による演算結果に基づいて、前記ガス流路を介して燃料ガスおよび酸化ガスが供給された動作状態での、前記燃料電池におけるインピーダンス分布を計測することにより、燃料電池の動作状態のインピーダンス分布測定することが可能になる。

請求項４記載の発明は、
請求項３記載の発明であるインピーダンス分布測定装置において、
前記制御手段が、
予め前記分割電池を同時に発電させ測定した各分割電池の直流電流値を初期値として、前記分割電池でそれぞれ発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように前記直流電流の値を制御することにより、直流電流値の制御により分割電池の発生する電圧を設定された動作電圧と等しくさせるための時間を短縮することが可能になる。

請求項５記載の発明は、
請求項３若しくは請求項４記載の発明であるインピーダンス分布測定装置において、
前記電子負荷手段、前記インピーダンス測定手段及び前記制御手段が前記分割電池毎に設けられたことにより、燃料電池の動作状態のインピーダンス分布測定することが可能になる。

本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，３及び請求項５の発明によれば、直流電流を制御して各分割電池の発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように調整し、各分割電池に交流電流を重畳して周波数掃引を行なうと共に分割電池毎に交流電流値、交流電圧のゲインと位相を測定してインピーダンスの演算を行なうことにより、燃料電池の動作状態のインピーダンス分布測定することが可能になる。

また、請求項２及び請求項４の発明によれば、予め分割電池を同時に発電させ、その時の各分割電池の直流電流値を測定しておき、当該測定した直流電流値を初期値として、分割電池の発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように直流電流の値を制御することにより、直流電流値の制御により分割電池の発生する電圧を設定された動作電圧と等しくさせるための時間を短縮することが可能になる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る燃料電池のインピーダンス分布測定装置の一実施例を示す構成ブロック図である。

図１において、２９は燃料電池を絶縁部材によって電気的に複数に分割して各分割電池に共有のガス流路に燃料ガスと酸化ガスを供給することにより分割電池毎に発電することが可能な図４に記載した燃料電池、３０は分割電池に印加する直流電流及び交流電流を発生させる電子負荷手段、３１は分割電池に印加される交流電流を測定し、分割電池の直流電圧及び交流電圧を測定すると共にインピーダンスを演算するインピーダンス測定手段、３２は電子負荷手段３０及びインピーダンス測定手段３１を制御するコンピュータ等の制御手段である。

図１中”ＳＤ２１”は燃料電池２９における第１の分割電池であり、図１中”ＳＤ２２”、”ＳＤ２３”及び”ＳＤ２４”は燃料電池２９における第２、第３及び第４の分割電池である。

図１中”ＳＤ２１”に示す第１の分割電池のカソード側のセパレータは電子負荷手段３０の一端に接続され、図１中”ＳＤ２１”に示す第１の分割電池のアノード側のセパレータはインピーダンス測定手段３１の一方の電流端子に接続される。

また、図１中”ＳＤ２１”に示す第１の分割電池のカソード側及びアノード側のセパレータはインピーダンス測定手段３１の一対の電圧端子にそれぞれ接続され、インピーダンス測定手段３１の他方の電流端子は電子負荷手段３０の他端に接続される。

さらに、制御手段３２の制御信号が電子負荷手段３０及びインピーダンス測定手段３１の制御入力端子にそれぞれ接続される。

また、図１では図示していないものの、図１中”ＳＤ２１”に示す第１の分割電池に接続されている電子負荷手段、インピーダンス測定手段及び制御手段が、図１中”ＳＤ２２”、”ＳＤ２３”及び”ＳＤ２４”に示す第２、第３及び第４の分割電池にも同様の接続関係でそれぞれ接続されているものとする。

ここで、図１に示す実施例の動作を図２を用いて説明する。図２は制御手段３２の動作を説明するフロー図である。

図２中”Ｓ００１”において制御手段３２は、燃料電池２９の動作状態における動作電圧（直流電圧）を設定する。

そして、図２中”Ｓ００２”において制御手段３２は、電子負荷手段３０が出力する直流電流の値を制御すると共に、インピーダンス測定手段３１を制御して図１中”ＳＤ２１”に示す第１の分割電池の発生する直流電圧をモニタして設定された動作電圧と等しくなるように調整する。

例えば、図１中”Ｉｄｃ”に示す電子負荷手段３０から出力される直流電流の値を制御して、図１中”ＳＤ２１”に示す第１の分割電池の発生する直流電圧”Ｖｄｃ”が設定された動作電圧と等しくなるように調整する。

同様に、図１中”ＳＤ２２”、”ＳＤ２３”及び”ＳＤ２４”に示す第２、第３及び第４の分割電池に接続された各制御手段は、図２中”Ｓ００１”及び”Ｓ００２”に示すステップを実行して、図１中”ＳＤ２２”、”ＳＤ２３”及び”ＳＤ２４”に示す第２、第３及び第４の分割電池の発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように調整する。

図２中”Ｓ００３”において制御手段３２は、電子負荷手段３０を制御して交流電流を図１中”ＳＤ２１”に示す第１の分割電池に重畳して周波数掃引を行なうと共に、図２中”Ｓ００４”において制御手段３２は、インピーダンス測定手段３１を制御して、交流電流値、交流電圧のゲインと位相を測定して、図２中”Ｓ００５”において測定結果に基づきインピーダンスの演算を行なう。

例えば、図１中”Ｉａｃ”に示すように電子負荷手段３０から交流電流を図１中”ＳＤ２１”に示す第１の分割電池に重畳して周波数掃引を行なうと共に、図１中”Ｉａｃ”に示す交流電流値と図１中”Ｖａｃ”に示す交流電圧のゲインと位相を測定してインピーダンスの演算を行なう。

同様に、図１中”ＳＤ２２”、”ＳＤ２３”及び”ＳＤ２４”に示す第２、第３及び第４の分割電池に接続された各制御手段は、図２中”Ｓ００３”乃至”Ｓ００５”に示すステップを実行して、図１中”ＳＤ２２”、”ＳＤ２３”及び”ＳＤ２４”に示す第２、第３及び第４の分割電池に交流電流を重畳して周波数掃引を行なうと共に分割電池毎に交流電流値、交流電圧のゲインと位相を測定してインピーダンスの演算を行なう。

すなわち、燃料電池２９を構成する各分割電池の発生する直流電圧を設定された動作電圧に揃えるように直流電流を制御して燃料電池２９全体としての動作状態を再現すると共に、交流電流の周波数を掃引して各分割電池のインピーダンスを個々に測定することにより、燃料電池の動作状態のインピーダンス分布測定することが可能になる。

この結果、直流電流を制御して各分割電池の発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように調整し、各分割電池に交流電流を重畳して周波数掃引を行なうと共に分割電池毎に交流電流値、交流電圧のゲインと位相を測定してインピーダンスの演算を行なうことにより、燃料電池の動作状態のインピーダンス分布測定することが可能になる。

また、このようなインピーダンス分布測定装置は、交流電流レンジが予め決まっており、各分割電池のインピーダンスによって交流電圧のゲインや位相が変化するため、インピーダンス測定手段や電子負荷手段の対応が容易になり、通常のインピーダンス測定手段や電子負荷手段の使用が可能になる。

さらに、大電流でのインピーダンス測定や高周波でのインピーダンス測定を分割電池に対して行なうことが可能になる。

なお、図１に示す実施例においては、燃料電池を構成する分割電池毎に電子負荷手段、インピーダンス測定手段及び制御手段を接続しているが、制御手段を共通化して１つの制御手段で対応しても勿論構わない。

また、図１に示す実施例においては、燃料電池を構成する分割電池毎に電子負荷手段、インピーダンス測定手段及び制御手段を接続しているが、複数の分割電池の直流電流及び交流電流の制御が可能な電子負荷手段を用いることにより、電子負荷手段を共通化して１つの電子負荷手段で対応しても勿論構わない。

また、図１に示す実施例においては、燃料電池を構成する分割電池毎に電子負荷手段、インピーダンス測定手段及び制御手段を接続しているが、複数の分割電池の交流電流、直流電圧及び交流電圧等の測定が可能なインピーダンス測定手段を用いることにより、インピーダンス測定手段を共通化して１つのインピーダンス測定手段で対応しても勿論構わない。

また、図２中”Ｓ００１”のステップにおいて、燃料電池２９の動作状態における動作電圧（直流電圧）を設定するのではなく、直流電流の総和の電流値を設定しても構わない。この場合には、直流電流の総量を設定した上で各分割電池の動作電圧を設定することが可能になる。

また、予め分割電池を同時に発電させ、その時の各分割電池の直流電流値を測定しておき、当該測定した直流電流値を初期値として、分割電池の発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように直流電流の値を制御しても構わない。

この場合には、直流電流値の制御により分割電池の発生する電圧を設定された動作電圧と等しくさせるための時間を短縮することが可能になる。

本発明に係る燃料電池のインピーダンス分布測定装置の一実施例を示す構成ブロック図である。 制御手段の動作を説明するフロー図である。 従来の燃料電池システムの一例を示す構成ブロック図である。 従来のインピーダンス分布測定が可能な燃料電池の一例を示す断面図である。 従来のインピーダンス分布測定が可能な燃料電池の一例を示す断面図である。

符号の説明

１，４ 電解質膜
２，３，５，６，７，８，９，１０，１１，１２ 触媒層・拡散層
１３，１４ ガス流路
１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２ セパレータ
２３，２４，２５，２６，２７，２８ 絶縁部材
２９ 燃料電池
３０ 電子負荷手段
３１ インピーダンス測定手段
３２ 制御手段

Claims (5)

1. 水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池のインピーダンス分布測定方法であって、
   電気的に複数に分割された各分割電池の共有のガス流路に燃料ガスと酸化ガスを供給した状態にある前記分割電池毎に発電する燃料電池の前記各分割電池にそれぞれ印加する直流電流を制御して前記各分割電池でそれぞれ発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように調整するステップと、
   前記各分割電池に交流電流をそれぞれ重畳して周波数掃引を行なうと共に前記分割電池毎に交流電流値、交流電圧のゲインと位相を測定してインピーダンスの演算を行なうステップと、
   を備え、
   前記分割電池は、アノード側の触媒層・拡散層およびカソード側の触媒層・拡散層が電解質膜を挟んで対向して形成された平面状の燃料電池の面内で、前記アノード側の触媒層・拡散層および前記カソード側の触媒層・拡散層を前記分割電池ごとに分離した形態で形成され、
   前記演算を行うステップによる演算結果に基づいて、前記ガス流路を介して燃料ガスおよび酸化ガスが供給された動作状態での、前記燃料電池におけるインピーダンス分布を計測することを特徴とする燃料電池のインピーダンス分布測定方法。
2. 予め前記分割電池を同時に発電させ測定した各分割電池の直流電流値を初期値として、前記分割電池でそれぞれ発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように前記直流電流の値を制御することを特徴とする
   請求項１記載の燃料電池のインピーダンス分布測定方法。
3. 水素と酸素とを化学反応させることにより発電を行う燃料電池のインピーダンス分布測定装置において、
   電気的に複数に分割された各分割電池の共有のガス流路に燃料ガスと酸化ガスを供給した状態にある前記分割電池毎に発電する燃料電池の前記各分割電池にそれぞれ印加する直流電流及び交流電流を発生させる電子負荷手段と、
   前記各分割電池にそれぞれ印加される交流電流を測定し、前記各分割電池の直流電圧及び交流電圧をそれぞれ測定すると共にインピーダンスをそれぞれ演算するインピーダンス測定手段と、
   前記直流電流を制御して前記各分割電池でそれぞれ発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように調整し、前記各分割電池に交流電流をそれぞれ重畳して周波数掃引を行なわせると共に前記分割電池毎に交流電流値、交流電圧のゲインと位相を測定させインピーダンスの演算を行なわせる制御手段と、
   を備え、
   前記分割電池は、アノード側の触媒層・拡散層およびカソード側の触媒層・拡散層が電解質膜を挟んで対向して形成された平面状の燃料電池の面内で、前記アノード側の触媒層・拡散層および前記カソード側の触媒層・拡散層を前記分割電池ごとに分離した形態で形成され、
   前記インピーダンス測定手段による演算結果に基づいて、前記ガス流路を介して燃料ガスおよび酸化ガスが供給された動作状態での、前記燃料電池におけるインピーダンス分布を計測することを特徴とする燃料電池のインピーダンス分布測定装置。
4. 前記制御手段が、
   予め前記分割電池を同時に発電させ測定した各分割電池の直流電流値を初期値として、前記分割電池でそれぞれ発生する電圧が設定された動作電圧と等しくなるように前記直流電流の値を制御することを特徴とする
   請求項３記載の燃料電池のインピーダンス分布測定装置。
5. 前記電子負荷手段、前記インピーダンス測定手段及び前記制御手段が前記分割電池毎に設けられたことを特徴とする
   請求項３若しくは請求項４記載の燃料電池のインピーダンス分布測定装置。

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