JPH0233866A - 燃料電池の運転停止方法 - Google Patents

燃料電池の運転停止方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、燃料をパージさせ、また酸化剤をパージさ
せることにより、燃料電池の運転を停止する燃料電池の
運転停止方法に関するものである。
し従来の技術］ 従来、燃料電池の運転を停止する手順は定まってはおら
ず、一般のプラントにおいては、爆発の危険を有する水
素を含む燃料を用いている場合に水素を含む燃料を最初
にパージする手段が取られている。
［発明が解決しようとする課題］ 上記の燃料電池の運転停止方法、つまり燃料極の燃料通
路の燃料である水素を最初にパージさせ、次に酸化剤極
の酸化剤通路の酸化剤である酸素をパージさせる場合、
特にリン酸型燃料電池のときの運転停止方法においては
、長時間無負荷の状態のまま酸化剤極が酸素により接触
され酸化剤極が高電位におかれることになり、酸化剤極
の触媒の有効反応面積が時間の経過ととも減少してしま
うという問題点があった（第３図９照〉。
また、運転停止時に酸化剤極の酸素を窒素でパージして
も電解質層に含浸したリン酸に溶存した酸素は抜は切れ
ず、酸化剤極は数分間は高い電位のままになってしまい
、酸化剤極の触媒の有効反応面積が減少してしまうとい
う問題点があった。
また、電解質７１に含浸したリン酸に溶存した酸素を抜
くために、酸化剤極と燃料極とを短絡しようとしたとき
、燃料極の水素が窒素ガスによりパージされ、水素がな
くなっていると、酸化剤極と燃料極との正負が逆転して
しまい、燃ｆｌ極が著しく損傷してしまうという問題点
があった（第４図および第５図参照）。
この発明およびこの発明の他の発明は、上記のような問
題点をそれぞれ解決するためになされたもので、酸化剤
極の触媒が劣化することなく、また燃料電位が損傷する
ことなく燃料電池の運転停止方法を得ることを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る燃料電池の運転停止方法は、最初に酸化
剤通路の酸化剤をパージさせるとともに、酸化剤極と燃
料極との間に短絡抵抗を接続して短絡させ、その後燃料
通路の燃料をパージさせるものである。
この発明の別の発明に係る燃料電池の運転停止方法は、
最初に酸化剤通路の酸化剤をパージさせ、その後燃料通
路の燃料をパージさせるものである。
［作用コ この発明においては、最初に酸化剤通路の酸化剤をパー
ジさせるとともに、酸化剤極と燃料極との間に短絡抵抗
を接続して短絡させ、その後燃料通路の燃料をパージさ
せることにより、酸化剤極の電位が速やかに下がり、ま
た酸化剤極と燃料極との短絡時に燃料極側には燃料が存
在している。
この発明の別の発明に係る燃料電池の運転停止方法は、
最初に酸化剤通路の酸化剤をパージさせ、その後燃料通
路の燃料をパージさせることにより、酸化剤極の電位が
速やかに下がるものである。
［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示すフローチャート図で
あり、全負荷解除後、まず酸化剤通路の酸化剤である酸
素を窒素によりパージさせることを開始するとともに酸
化剤極と燃料極との間に短絡抵抗を接続して酸化剤極と
燃料極とを所定時間（Ｌ、）短絡する。そして、酸化剤
極の出口通路から排出される酸素濃度が十分に低下した
後、燃料通路の燃料である水素を窒素によりパージさせ
ることを開始し、窒素ガスを所定時間（ｔｌ）の間パー
ジさせた後に酸化剤極および燃料極への窒素ガスのパー
ジを停止する。
例えば、ｌｏＫＷ発電容量相当の燃料電池の場合、酸化
剤極側の酸素のパージ容量３５ＯＮ１．燃料極側の水素
のパージ容量３７ＯＮ１であり、窒素ガスを上記容量相
当供給すると、排出される酸素濃度および水素濃度は約
１７１０になるので、酸化剤極には化学反応を停止させ
るためにパージ容量の３倍通、燃料極には水素の爆発限
界を考慮して２倍量の窒素ガスをそれぞれ流せばよい。
第１図におけるｔｌを２，５分、ｔｌを１２．５分とす
ると、 酸化剤極側の窒素流量は、 ３５０　　［Ｎ　ｌコ　×　３　÷１５　［ｍｉｎコ　
−７ＯＮＮ／ｎｉｎ燃料極側の窒素流量は、 ３７０　［Ｎ１］　ｘ　２÷１２．５　［ｍｉｎ］　＝
６ＯＮ＃／＋ｌ１ｉｎとなり、 この設定値で燃料電池の運転停止を行ったときの電池電
圧、酸化剤極側の排気ガス中の酸素濃度および燃料極側
の排気ガス中の水素濃度の経時変化は第２図のように示
される。
従来のもので、酸化剤通路の酸素を窒素によりパージさ
せ、同時に燃ｆ：ｉ通路の水素を窒素によりパージさせ
た場りには電池電圧は１．０Ｖ、３０分以上おかれてい
たのに対して、第２図から解るように電池電圧つまり酸
化剤極の電位かを速やかに下げることができ、酸化剤極
の触媒の劣化を防止することができる。また、酸化剤極
と燃料極との間に短絡抵抗を接続して短絡させたときに
、燃料極側には水素が存在しているので、燃料電池が逆
電圧となって損傷を受けることは無い、さらに、窒素ガ
スは１．８ｍ　’　Ｌか消費しないため、ボンペイで十
分に賄うことができ、燃料電池のコンパクト化の妨げと
ならない。
また、電解質層に酸素が含浸しておらず、電解質層中の
酸素を抜く必要のないときは、酸化剤極と燃料極とを短
絡する必要なく、その場合には、この発明とは別の発明
の実施例として、最初に酸化剤通路の酸素をパージさせ
、その後燃料通路の水素をパージさせるだけでよい。
なお、上記のいずれの発明についても窒素ガスを用いて
水素、酸素をパージさせたが、窒素以外に例えば二酸化
炭素、不活性ガスであってもよい。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の燃料電位の運転停止方
法においては、最初に酸化剤通路の酸化剤をパージさせ
るとともに、酸化剤極と燃料極との間に短絡抵抗を接続
して短絡させ、その後燃料通路の燃料をパージさせたの
で、酸化剤極の電位が速やかに下がり、酸化剤極の触媒
の劣化を防止することができ、また酸化剤極と燃料極と
の短絡時に燃料極側には燃料が存在しているので、燃料
電池が逆電圧となって損傷を受けることはない。
この発明の別の発明の燃料電池の運転停止方法において
は、最初に酸化剤通路の酸化剤をパージさせ、その後燃
料通路の燃料をパージさせたので、酸化剤極の電位が速
やかに下がり、酸化剤極の触媒の劣化を防止することが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示すフローチャー１〜図
、第２図は第１図の燃料電池の運転停止方法における電
池電圧、排気ガス中の水素、酸素濃度の経時変１ヒを示
す図、第３図は燃料極の保持電圧による触媒の有効反応
面積の経時変化を示す図、第４図は撚口電圧に逆電圧が
負荷されたときの燃料電池の電圧とその運転時間との関
係を示す図、第５図は燃料極側の水素の有無による燃料
電池の電圧と経時変化との関係を示す図である。 第　１　図 電 池電圧 ＥＶ） 電 う也 電 圧 〔■〕 触媒有効反記面籟 電 他 電 圧 〔Ｖ）

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）電解質マトリックスを挟んで対向して配設されて
    いるとともに前記電解質マトリックス側に触媒層がそれ
    ぞれ形成されてなる燃料極、酸化剤極と、前記燃料極に
    接して設けられ燃料の通る燃料通路と、前記酸化剤極に
    接して設けられ酸化剤の通る酸化剤通路とを備えた燃料
    電池であって、前記燃料通路の燃料をパージさせ、また
    前記酸化剤通路の酸化剤をパージさせることにより、燃
    料電池の運転を停止する燃料電池の運転停止方法におい
    て、最初に前記酸化剤通路の酸化剤をパージさせるとと
    もに、前記酸化剤極と前記燃料極との間に短絡抵抗を接
    続して酸化剤極と燃料極とを短絡し、その後前記燃料通
    路の燃料をパージさせることを特徴とする燃料電池の運
    転停止方法。
  2. （２）電解質マトリックスを挟んで対向して配設されて
    いるとともに前記電解質マトリックス側に触媒層がそれ
    ぞれ形成されてなる燃料極、酸化剤極と、前記燃料極に
    接して設けられ燃料の通る燃料通路と、前記酸化剤極に
    接して設けられ酸化剤の通る酸化剤通路とを備えた燃料
    電池であつて、前記燃料通路の燃料をパージさせ、また
    前記酸化剤通路の酸化剤をパージさせることにより、燃
    料電池の運転を停止する燃料電池の運転停止方法におい
    て、最初に前記酸化剤通路の酸化剤をパージさせ、その
    後前記燃料通路の燃料をパージさせることを特徴とする
    燃料電池の運転停止方法。
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