JPH1083824A - 燃料電池の発電装置およびその方法 - Google Patents

燃料電池の発電装置およびその方法

Info

Publication number
JPH1083824A
JPH1083824A JP8257601A JP25760196A JPH1083824A JP H1083824 A JPH1083824 A JP H1083824A JP 8257601 A JP8257601 A JP 8257601A JP 25760196 A JP25760196 A JP 25760196A JP H1083824 A JPH1083824 A JP H1083824A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
gas
pressure
temperature
reaction gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8257601A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4000607B2 (ja
Inventor
Nariyuki Kawazu
成之 河津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP25760196A priority Critical patent/JP4000607B2/ja
Priority to KR1019970040507A priority patent/KR100290078B1/ko
Priority to CA002214769A priority patent/CA2214769C/en
Priority to DE69708422T priority patent/DE69708422T2/de
Priority to US08/924,210 priority patent/US5925476A/en
Priority to EP97115426A priority patent/EP0828303B1/en
Publication of JPH1083824A publication Critical patent/JPH1083824A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4000607B2 publication Critical patent/JP4000607B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H01M8/04447—Concentration; Density of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04365—Temperature; Ambient temperature of other components of a fuel cell or fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04388—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H01M8/04679—Failure or abnormal function of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04701—Temperature
    • H01M8/04731—Temperature of other components of a fuel cell or fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04791—Concentration; Density
    • H01M8/04798—Concentration; Density of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04828—Humidity; Water content
    • H01M8/04835—Humidity; Water content of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2457—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with both reactants being gaseous or vaporised
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04238—Depolarisation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極の触媒が被毒状態に陥ったときにも、適
切な制御を行なうことで、高出力を得る。 【解決手段】 燃料電池の出力電圧Ｅ、燃料ガス中の一
酸化炭素濃度Ｄ、燃料電池温度Ｔおよび燃料ガス圧力Ｐ
をそれぞれ測定する（Ｓ１００〜Ｓ１３０）。次いで、
その出力電圧Ｅに所定電圧Ｅ０以上の変化量の低下が検
知され（Ｓ１４０）、かつ、一酸化炭素センサにより測
定されたＣＯ濃度から燃料電池のアノードの触媒の被毒
状態が検知されたとき（Ｓ１５０）に、燃料電池の温度
を徐々に高温側に制御する（Ｓ１７０）。このとき、燃
料電池温度が高温側に制御されても、燃料ガス中の水蒸
気分圧が一定の値を保つよう燃料ガス圧力も高圧側に徐
々に制御する（Ｓ１９０）。従って、燃料ガス中の水蒸
気分圧は一定に保たれることから、燃料ガス中の水素分
率が低下して水素がアノードの触媒に供給できなくなる
ことがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、触媒を担持した
電極に反応ガスを供給して、その反応ガスの化学反応か
ら起電力を得る燃料電池の発電装置とその方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、燃料の有しているエネルギを直
接電気的エネルギに変換する装置として燃料電池が知ら
れている。燃料電池は、通常、電解質を挟んで一対の電
極を配置するとともに、一方の電極の表面に水素または
水素を含有する燃料ガスを接触させ、また他方の電極の
表面に酸素を含有する酸化ガスを接触させ、このとき起
こる電気化学反応を利用して、電極間から電気エネルギ
を取り出すようにしている。
【０００３】こうした燃料電池の電気エネルギの出力
は、ガス圧力、電池温度、ガス利用率などの種々の駆動
条件により変化することが知られている。そこで、これ
らの駆動条件を適切に制御することで燃料電池の出力を
高めていた。この種の燃料電池の発電装置のひとつとし
て、特開平５−２８３０９１号公報に記載の装置が知ら
れている。この装置によれば、燃料電池の動作温度を理
想運転温度（燃料電池が固体高分子型のものである場
合、約８０［℃］）に制御することにより、電池出力を
高めていた。
【０００４】ところが、燃料電池の電極の触媒が一酸化
炭素により被毒を受けたときには、燃料電池を理想運転
温度に制御したとしても、燃料電池から必ずしも高出力
を得ることができなかった。そこで、本願出願人は、特
開平８−１３８７１０号公報に記載の燃料電池の発電装
置を提案した。この装置によれば、燃料電池の動作温度
を理想運転温度よりも高温側の所定温度に制御すること
により、電極触媒の被毒状態時における燃料電池の出力
を高めることができた。
【０００５】電極触媒の被毒状態時に燃料電池の温度を
理想運転温度より高温側に制御すると、燃料電池の出力
が上昇するのは、次のような理由による。燃料電池の電
極触媒の白金表面に対する一酸化炭素の吸着−脱離の平
衡関係は、燃料電池の温度が高いほど一酸化炭素がより
脱離する方向へ移行することから、燃料電池の温度が高
いほど一酸化炭素の吸着量が少なくなる。この影響の度
合いは、燃料電池の温度が理想運転温度より高くなって
くると、その温度上昇に伴う電池出力の低下を打ち消す
ほどであり、このために、触媒の被毒状態時には、燃料
電池の温度が理想運転温度より高くなると、電池出力が
上昇する現象が生じた。
【０００６】したがって、前述したように、電極触媒の
被毒状態時に電池出力の低下が検知されたとき、燃料電
池の温度を理想運転温度より高温側の所定温度に制御す
ることにより、電池出力の上昇を図ることができた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術では、電極触媒の被毒状態時であっても燃料電
池の温度が高くなり過ぎると、電池出力は必ずしも高い
ものとはならなかった。固体高分子型燃料電池の場合、
理想運転温度は約８０[℃]であることから、上記従来の
技術では、それより高温側の９０［℃］ないし９５
［℃］で運転されるが、それより高温側に制御された場
合、ガス中の反応物質、アノード電極側では水素、カソ
ード電極側では酸素が各々の電極の反応の界面、実際に
は触媒の表面上に充分に供給できなくなり、この結果、
燃料電池は安定して高い出力で運転できないといった問
題が発生した。
【０００８】この発明の燃料電池の発電装置は、電極の
触媒が被毒状態に陥ったときにも、適切な制御を行なう
ことで、高出力を得ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題を解決するためになされたこの発明の燃料電池
の発電装置（以下、第１発明の燃料電池の発電装置と呼
ぶ）は、触媒を担持した電極に反応ガスを供給して、そ
の反応ガスの化学反応から起電力を得る燃料電池の発電
装置であって、前記燃料電池の出力の低下を検知する出
力低下検知手段と、前記触媒が被毒状態にあることを検
知する被毒状態検知手段と、該被毒状態検知手段により
前記触媒が被毒状態にあることが検知され、かつ、前記
出力低下検知手段により前記燃料電池の出力の低下が検
知されたとき、前記燃料電池の温度を高温側に制御する
温度制御手段と、該温度制御手段による温度の制御に伴
って、前記電極に供給される前記反応ガスの圧力を制御
することにより、前記反応ガス中の水蒸気分圧を予め定
められた所定範囲の値に保持するガス圧制御手段とを備
えることを、要旨としている。
【００１０】この第１発明の燃料電池の発電装置によれ
ば、被毒状態検知手段により触媒が被毒状態にあること
が検知され、かつ、出力低下検知手段で燃料電池の出力
の低下が検知されたとき、温度制御手段により、燃料電
池の温度が高温側に制御されるとともに、ガス圧制御手
段により、電極に供給される反応ガスの圧力が制御され
る。この反応ガスの圧力制御は、前記燃料電池の温度が
高温側に制御されても、前記反応ガス中の水蒸気分圧が
予め定められた所定の範囲の値を保つよう反応ガスの圧
力を制御する。
【００１１】燃料電池の電極触媒に対する一酸化炭素の
吸着-脱離の平衡関係は、燃料電池の温度が高いほど一
酸化炭素はより脱離する方向へ移行することから、燃料
電池の温度が高いほど一酸化炭素の吸着量が少なくな
る。一方、燃料電池の温度が高くなり過ぎると、ガス中
の水蒸気分圧が高くなり、相対的にガス分率が低下し、
反応ガス中の反応物質が各々の電極の反応の界面、実際
には触媒の表面上に充分に供給できなくなる。これに対
して、この第１発明では、燃料電池の温度を高温側に制
御しつつ、反応ガス中の水蒸気分圧を所定の範囲の値に
保っていることから、反応ガス中の反応物質が電極に供
給できなるのを防ぎつつ燃料電池の電極触媒に対する一
酸化炭素の吸着量を減らすことができる。
【００１２】したがって、触媒の被毒状態時に電池出力
の低下が検知されたときに、電池出力を確実に高めるこ
とができるといった優れた効果を奏する。
【００１３】上記第１発明の燃料電池の発電装置におい
て、前記燃料電池での前記反応ガスの利用の程度をガス
利用率として算出するガス利用率算出手段と、該ガス利
用率算出手段で算出したガス利用率が所定値以上となる
高利用時に、前記温度制御手段およびガス圧制御手段の
動作を禁止する禁止手段とを備えた構成としてもよい。
【００１４】この構成によれば、ガス利用率算出手段で
算出したガス利用率が所定値以上となる高利用時に、温
度制御手段およびガス圧制御手段の動作を、禁止手段に
より禁止する。ガス利用率の高利用時には、触媒被毒に
よる出力低下と誤認する恐れのある電池出力の低下がみ
られるが、これに対して、この燃料電池の発電装置によ
れば、ガス利用率の高利用時に、温度制御手段およびガ
ス圧制御手段の動作を禁止していることから、触媒被毒
による出力低下を誤検出して誤った制御を行なうような
ことがない。
【００１５】したがって、触媒被毒に起因する電池出力
の回復をより高精度で的確に行なうことができる。
【００１６】また、上記第１発明の燃料電池の発電装置
において、前記燃料電池のインピーダンスを検出するイ
ンピーダンス検出手段と、前記インピーダンス検出手段
で検出したインピーダンスが所定の範囲外にあるとき
に、前記温度制御手段およびガス圧制御手段の動作を禁
止する禁止手段とを備えた構成としてもよい。
【００１７】この構成によれば、インピーダンス検出手
段で検出したインピーダンスが所定の範囲外にあるとき
に、温度制御手段およびガス圧制御手段の動作を、禁止
手段により禁止する。インピーダンスが所定の範囲外に
あるときには、電解質膜が濡れすぎ、または乾きすぎで
あることから、触媒被毒による出力低下と誤認する恐れ
のある電池出力の低下がみられるが、これに対して、こ
の燃料電池の発電装置によれば、インピーダンスが所定
の範囲外にあるときに、温度制御手段およびガス圧制御
手段の動作を禁止していることから、触媒被毒による出
力低下を誤検出して誤った制御を行なうようなことがな
い。
【００１８】したがって、触媒被毒に起因する電池出力
の回復をより高精度で的確に行なうことができる。
【００１９】さらに、第１発明の燃料電池の発電装置に
おいて、前記被毒状態検知手段は、前記反応ガス中の一
酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出手段と、
前記検出された一酸化炭素の濃度から前記触媒が被毒状
態にあることを検知する手段とを備える構成としてもよ
い。
【００２０】この構成によれば、一酸化炭素濃度検出手
段の検出結果から触媒が被毒状態にあることを検知する
ことができる。
【００２１】上記構成の燃料電池の発電装置において、
前記一酸化炭素濃度検出手段は、電解質膜と、触媒を担
持しつつ前記電解質膜を挟持する２つの電極と、該２つ
の電極のうちの一方の電極に前記反応ガスを供給する反
応ガス供給通路と、前記２つの電極のうちの他方の電極
に酸素を含有する酸化ガスを供給する酸化ガス供給通路
と、所定の負荷が接続された状態で前記２つの電極間の
電位差を検出する電位差検出手段と、該電位差検出手段
により検出された電位差に基づいて前記反応ガス中の一
酸化炭素の濃度を演算する一酸化炭素濃度演算手段とを
備える構成としてもよい。
【００２２】この構成によれば、２つの電極の内の一方
の電極に反応ガスが反応ガス供給通路により導かれ、他
方の電極に酸化ガスが酸化ガス供給通路により導かれる
と、電解質膜を介して２つの電極間に電位差が生じる。
２つの電極間に所定の負荷が接続された状態となってい
ることから、反応ガス中に一酸化炭素が存在するとこの
電極間の電位差を小さくする。このため、この電位差を
検出することで、反応ガス中の一酸化炭素の濃度が演算
可能となる。したがって、簡単な構成で、一酸化炭素濃
度を検出することができる。
【００２３】第１発明の燃料電池の発電装置において、
メタノールを改質して水素を含有する上記反応ガスとし
ての水素リッチガスを生成する改質器と、前記反応ガス
中のメタノールの濃度を検出するメタノール濃度検出手
段と、該メタノール濃度検出手段で検出されるメタノー
ルの濃度が所定値以上であり、かつ、前記出力低下検知
手段で前記燃料電池の出力の低下が検知されたとき、前
記改質器の運転を制御することにより、前記反応ガス中
のメタノールの濃度を低減させる改質器運転制御手段と
を備える構成とすることもできる。
【００２４】この構成によれば、改質器により生成され
る反応ガス中のメタノール濃度が所定値以上のときに、
燃料電池の出力の低下が検知されると、改質器の運転を
制御することにより、その反応ガス中のメタノールの濃
度が低減される。したがって、反応ガス中のメタノール
濃度が高濃度となったことに起因して燃料電池の出力の
低下が発生した場合に、燃料電池の出力を高めることが
できる。また、触媒の被毒に起因して燃料電池の出力の
低下が発生した場合にも、第１発明と同様にして、燃料
電池の出力を高めることができる。即ち、燃料電池出力
の低下が、触媒の被毒によるものか、反応ガス中のメタ
ノールが高濃度となったことによるものかを判断して、
その原因に応じた対処を施すことで、燃料電池の出力を
確実に高めることができる。
【００２５】この構成の燃料電池の発電装置において、
前記被毒状態検知手段は、電解質膜と、触媒を担持しつ
つ前記電解質膜を挟持する２つの電極と、該２つの電極
のうちの一方の電極に前記反応ガスを供給する反応ガス
供給通路と、前記２つの電極のうちの他方の電極に酸素
を含有する酸化ガスを供給する酸化ガス供給通路と、前
記２つの電極間の電位差を検出する電位差検出手段と、
前記２つの電極間に所定の負荷が接続された状態と、該
負荷が切り離された状態とを切り換える負荷切換手段
と、該負荷切換手段により前記２つの電極間に前記所定
の負荷が接続された状態のとき、前記電位差検出手段に
より検出された電位差に基づいて前記反応ガス中の一酸
化炭素の濃度を演算する一酸化炭素濃度演算手段とを備
え、前記メタノール濃度検出手段は、前記負荷切換手段
により前記２つの電極間から前記所定の負荷が切り離さ
れた状態のとき、前記電位差検出手段により検出された
電位差に基づいて前記反応ガス中のメタノールの濃度を
演算するメタノール演算手段を備える構成とすることも
できる。
【００２６】この構成によれば、２つの電極の内の一方
の電極に反応ガスが反応ガス供給通路により導かれ、他
方の電極に酸化ガスが酸化ガス供給通路により導かれる
と、電解質膜を介して２つの電極間に電位差が生じる。
このとき、負荷切換手段により、２つの電極間に所定の
負荷が接続された状態になっていると、反応ガス中に一
酸化炭素が存在するとこの電極間の電位差を小さくする
ので、この電位差を検出することで、反応ガス中の一酸
化炭素の濃度が演算可能となる。一方、負荷切換手段に
より、２つの電極間の負荷が切り離された状態になって
いると、反応ガス中にメタノールが存在するとこの電極
間の電位差を小さくするので、この電位差を検出するこ
とで、反応ガス中のメタノールの濃度が演算可能とな
る。したがって、この構成によれば、一酸化炭素の濃度
を検出する構成に負荷切換手段とメタノール演算手段と
を加えるだけで、一酸化炭素に加えてメタノールの検出
することができる。このため、簡単な構成で、被毒状態
検知手段とメタノール濃度検出手段の双方を実現するこ
とができるといった効果を奏する。
【００２７】基本構成の燃料電池の発電装置において、
前記燃料電池は、電解質膜と、該電解質膜の一方の面に
密着して設けられ、前記反応ガスの供給を受ける前記電
極としての第１の電極と、前記電解質膜の他方の面に密
着して設けられ、酸素を含有する酸化ガスの供給を受け
る第２の電極とを有し、前記第２の電極に供給される前
記酸化ガスの圧力を制御することにより、該酸化ガスの
圧力と第１の電極に供給される前記反応ガスの圧力との
大小関係を所定の関係に保持する酸化ガス圧制御手段を
備える構成とすることもできる。
【００２８】この構成によれば、ガス圧制御手段により
反応ガスの圧力が変化しても、酸化ガス圧制御手段によ
り、反応ガスの圧力と酸化ガスの圧力との大小関係が所
定の関係に保持される。このため、この燃料電池の発電
装置によれば、常に反応ガスと酸化ガスとを所望の圧力
関係で運転することができることから、運転状態の安定
性に優れている。
【００２９】この構成の燃料電池の発電装置において、
前記酸化ガス圧制御手段は、前記第１の電極に供給され
る前記反応ガスの圧力と前記第２の電極に供給される前
記酸化ガスの圧力の偏差を所定値以下の範囲内に保持す
る手段を備える構成とすることもできる。
【００３０】この構成によれば、反応ガスと酸化ガスと
の圧力差を所定値以下の範囲内に保持することができ
る。反応ガスと酸化ガスの圧力差が大きいと、電解質膜
に加わる圧力が大きくなり、電解質膜を破損してしまう
恐れがあるが、圧力差を所定値以下の範囲内に保持する
ことで、電解質膜の破損を防止することができる。
【００３１】第２発明の燃料電池の発電方法は、触媒を
担持した電極に反応ガスを供給して、その反応ガスの化
学反応から起電力を得る燃料電池の発電方法であって、
（ａ）燃料電池の温度を理想運転温度より高温側に制御
する工程と、（ｂ）該工程（ａ）による温度の制御に伴
って、前記電極に供給される前記反応ガスの圧力を制御
することにより、前記反応ガス中の水蒸気分圧を予め定
められた所定範囲の値に保持する工程とを備えること
を、要旨としている。
【００３２】この第２発明の燃料電池の発電方法によれ
ば、工程（ａ）により、燃料電池の温度が理想運転温度
より高温側に制御されるとともに、工程（ｂ）により、
電極に供給される反応ガスの圧力が制御される。この反
応ガスの圧力制御は、前記燃料電池の温度が高温側に制
御されても、前記反応ガス中の水蒸気分圧が予め定めら
れた所定の範囲の値を保つよう反応ガスの圧力を制御す
る。
【００３３】このため、燃料電池の温度が高くなり過ぎ
て、反応ガス中の水蒸気分圧が高くなり、触媒の表面に
反応ガスが供給できなくなるところを、反応ガス中の水
蒸気分圧を所定の範囲の値に保つことで、反応ガス中の
反応物質が電極に供給できなるのを防ぐことができる。
【００３４】したがって、燃料電池を理想運転温度より
高温側に制御したときもに、燃料電池は高出力を得るこ
とができるといった優れた効果を奏する。
【００３５】上記第２発明の燃料電池の発電方法におい
て、前記工程（ａ）は、（ａ−１）前記燃料電池の出力
の低下を検知する工程と、（ａ−２）前記触媒が被毒状
態にあることを検知する工程と、（ａ−３）前記工程
（ａ−１）により前記触媒が被毒状態にあることが検知
され、かつ、前記（ａ−２）により燃料電池の出力の低
下が検知されたとき、前記燃料電池の温度を高温側に制
御する工程とを備える構成とすることができる。
【００３６】この構成によれば、触媒の被毒により電池
出力の低下が検知されたときに、電池出力を確実に高め
ることができる。
【００３７】上記構成の燃料電池の発電方法において、
前記工程（ｂ）の実行後、前記工程（ａ−１）により前
記燃料電池の出力の低下が認められなくなったとき、前
記工程（ａ−３）を実行する前の燃料電池の温度の温度
に前記燃料電池の温度を、前記工程（ｂ）で反応ガスの
圧力を制御する前の圧力に前記反応ガスの圧力をそれぞ
れ徐々に復帰する工程を備える構成とすることもでき
る。
【００３８】この構成によれば、触媒の被毒により電池
出力の低下が検知され、電池出力の回復を図ったとき
に、その後、制御した燃料電池温度および反応ガスの圧
力を、回復の制御を行なう前の値に徐々に戻す。このた
め、最終的に出力電圧の低下前の燃料電池温度および燃
料ガス圧力で、所望の出力電圧が出るよう運転すること
ができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例
について説明する。
【００４０】図１は、本発明の第１実施例としての燃料
電池発電システム１の概略構成図である。図１に示すよ
うに、この燃料電池発電システム１は、電気を発生する
固体高分子型の燃料電池スタック１０と、メタノールタ
ンク１２に貯留されたメタノールと水タンク１４に貯留
された水とから水素リッチガスを製造する改質器１６
と、改質器１６で製造された水素リッチガスを燃料ガス
として燃料電池スタック１０に送る燃料ガス供給通路１
７と、燃料電池スタック１０から排出されたガスを外部
に送る燃料ガス排出通路１８と、その燃料ガス排出通路
１８の開度を調整する背圧調整弁１９とを備える。
【００４１】また、この燃料電池発電システム１は、燃
料電池スタック１０に内蔵される冷却プレート２０に冷
却水を循環させる循環通路２２と、この循環通路２２に
設けられる冷却水ポンプ２４およびラジエータ２６を備
える。
【００４２】さらに、燃料電池の運転状態を検出するセ
ンサ群として、燃料ガス排出通路１８の途中に設けら
れ、燃料ガス中のＣＯ濃度を検出する一酸化炭素センサ
３０と、燃料電池スタック１０から出力される電気信号
の電圧値を検出する電圧計３２と、燃料電池スタック１
０の電池セルの温度を検出する熱電対からなる温度セン
サ３４と、燃料ガスの圧力を検出する圧力センサ３６と
を備えている。さらに、燃料電池発電システム１は、こ
れらセンサ群に電気的に接続され、各種の制御処理を実
行する電子制御ユニット３８を備える。
【００４３】燃料電池スタック１０の構成について次に
説明する。燃料電池スタック１０は、前述したように固
体高分子型の燃料電池であり、その単一セル構造とし
て、図２に示す構造を備える。即ち、図２に示すよう
に、そのセルは、電解質膜４１と、この電解質膜４１を
両側から挟んでサンドイッチ構造４０とするガス拡散電
極としてのアノード４２およびカソード４３と、このサ
ンドイッチ構造４０を両側から挟みつつアノード４２お
よびカソード４３とで燃料ガスおよび酸素含有ガスの流
路を形成するセパレータ４４，４５と、セパレータ４
４，４５の外側に配置されアノード４２およびカソード
４３の集電極となる集電板４６，４７とにより構成され
ている。
【００４４】電解質膜４１は、高分子材料、例えばフッ
素系樹脂により形成されたイオン交換膜であり、湿潤状
態で良好な電気電導性を示す。アノード４２およびカソ
ード４３は、カーボンペーパ、カーボンシートあるいは
カーボンクロスにより形成されており、このカーボンペ
ーパ、カーボンシート、カーボンクロスには、触媒とし
ての白金を担持したカーボン粉がその隙間に練り込まれ
ている。
【００４５】セパレータ４４，４５は、ち密質のカーボ
ンプレートにより形成されている。また、アノード４２
側のセパレータ４４には、複数のリブが形成されてお
り、このリブとアノード４２の表面とで燃料ガスの流路
溝４４ｐを形成する。一方、カソード４３側のセパレー
タ４５にも、複数のリブが形成されており、このリブと
カソード４３の表面とで酸素含有ガスの流路溝４５ｐを
形成する。集電板４６，４７は、銅（Ｃｕ）により形成
されている。
【００４６】以上説明したのが燃料電池スタック１０の
単一セルの構成であり、こうしたセルを複数積層したも
のが燃料電池スタック１０である。図３は、燃料電池ス
タック１０の全体構造を示す構造図である。
【００４７】燃料電池スタック１０は、複数のスタック
ユニットＵ１〜Ｕｎ（ｎは２以上の整数で、例えば、１
００である。）の集合であり、図３には１つのスタック
ユニットＵ１が明示されている。スタックユニットＵ１
は、図２で示した電解質膜４１、アノード４２およびカ
ソード４３からなるサンドイッチ構造４０をセパレータ
５０（あるいは、図２で示した４４，４５）で挟んで複
数（この実施例では３個）積層したものである。このセ
パレータ５０は、図２で示した単セルのセパレータ４
４，４５と同じ材料からなり、アノード４２と接する側
面に燃料ガス流路溝４４ｐを形成し、カソード４３と接
する側面に酸素含有ガス流路溝４５ｐを形成する。な
お、スタックユニットＵ１中、最も右側に位置するサン
ドイッチ構造の外側には、燃料ガス流路溝４４ｐだけを
形成するセパレータ４４（図２と同じもの）が配置さ
れ、最も左側に位置するサンドイッチ構造４０Ｌの外側
には、酸素含有ガス流路溝４５ｐだけを形成するセパレ
ータ４５（図２と同じもの）が配置されている。
【００４８】上記スタックユニットＵ１以外の他のスタ
ックユニットＵ２〜ＵｎもスタックユニットＵ１と同じ
構成であり、これらｎ個のスタックユニットＵ１〜Ｕｎ
は、先に図１で説明した冷却プレート２０を間に挟んで
直列に接続されている。また、これらの外側にも冷却プ
レート２０が配置され、さらに外側には、前述した集電
板４６，４７が配置されている。また、これら全体は両
側から絶縁板５４，５５を介してエンドプレート５６，
５７により挟み込まれており、これら全体は、締め付け
ボルト５８により締め付けられている。
【００４９】冷却プレート２０は、内部に流路を備えて
おり、冷却水が流通する構成となっており、各冷却プレ
ート２０に接続される流路の集合部付近のＡ点と、各冷
却プレート２０に接続される他方側の流路の集合部付近
のＢ点とが、循環通路２２（図１参照）に接続されるこ
とで、冷却水系統が構成される。
【００５０】また、燃料電池スタック１０の各セルの燃
料ガス流路溝４４ｐの入口は、マニホルド（図中、２点
鎖線の集合で示した）と接続されており、このマニホル
ドを介して、各セルの燃料ガス流路溝４４ｐと燃料ガス
供給通路１７とが接続されている。一方、燃料電池スタ
ック１０の各セルの燃料ガス流路溝４４ｐの出口は、マ
ニホルド（図中、２点鎖線の集合で示した）に接続され
ており、このマニホルドを介して、各セルの燃料ガス流
路溝４４ｐと燃料ガス排出通路１８とが接続されてい
る。
【００５１】スタックユニットＵ１の所定のセルにおけ
る燃料ガス流路溝４４ｐに続く流路に、前述した圧力セ
ンサ３６が設けられており、また、この所定のセルに、
前述した温度センサ３４が並設されている。
【００５２】一酸化炭素センサ３０の構成について次に
説明する。図４は、その一酸化炭素センサ３０の縦断面
図である。図４に示すように、この一酸化炭素センサ３
０は、電解質膜６０と、この電解質膜６０を両側から挟
んでサンドイッチ構造とする２枚の電極６２，６４と、
このサンドイッチ構造を両側から挟むことにより、サン
ドイッチ構造の撓みを防ぐ２枚のメッシュ状の金属板６
６，６８と、このサンドイッチ構造および金属板６６，
６８を保持する２個のホルダ７０，７２と、両ホルダ７
０，７２を電気的に絶縁状態で連結する絶縁性部材７４
とを備える。
【００５３】電解質膜６０は、固体高分子材料、例えば
フッ素系樹脂により形成されたプロトン導電性の膜体で
ある。電極６２，６４は、カーボンペーパ、カーボンシ
ートあるいはカーボンクロスなどからなる電極基材に触
媒としての白金を担持したカーボン粉がその隙間に練り
込まれている。こうした電解質膜６０と電極６２，６４
は具体的には次のような方法で接合されている。
【００５４】(1) 電極基材（カーボンクロスまたはカー
ボンペーパ）の表面に、予めカーボン粉の表面に白金を
担持して製作した触媒粉を塗布し、電解質膜４１とこの
電極基材をホットプレスで一体化するもの。 (2) 電極基材の表面に、予めカーボン粉の表面に白金を
担持して製作した触媒粉を塗布し、電解質膜６０とこの
電極基材を、プロトン導電性固体高分子溶液で接着して
一体化するもの。 (3) 予めカーボン粉の表面に白金を担持して製作した触
媒粉を、適当な有機溶剤に分散させてペースト化し、電
解質膜６０の表面にスクリーン印刷法等の手法で塗布す
る。その後、電極基材とホットプレスで一体化するも
の。
【００５５】白金触媒を担持したカーボン粉は次のよう
な方法で作成されている。塩化白金酸水溶液とチオ硫酸
ナトリウムを混合して、亜硫酸白金錯体の水溶液を得
る。この水溶液を攪拌しながら、過酸化水素水を滴下し
て、水溶液中にコロイド状の白金粒子を析出させる。次
に担体となるカーボンブラック（例えばＶｕｌｃａｎＸ
Ｃ−７２（米国のＣＡＢＯＴ社の商標）やデンカブラッ
ク（電気化学工業株式会社の商標））を添加しながら、
攪拌し、カーボンブラックの表面にコロイド状の白金粒
子を付着させる。次に溶液を吸引ろ過または加圧ろ過し
て白金粒子が付着したカーボンブラックを分離し、脱イ
オン水で繰り返し洗浄した後、室温で完全に乾燥させ
る。次に、凝集したカーボンブラックを粉砕器で粉砕し
た後、水素還元雰囲気中で、２５０℃〜３５０℃で２時
間程度加熱することにより、カーボンブラック上の白金
を還元するとともに、残留していた塩素を完全に除去し
て、白金触媒を完成させる。
【００５６】なお、前述した燃料電池スタック１０の電
解質膜４１に用いられる白金触媒も、前記方法と同様に
して形成されている。
【００５７】金属板６６、６８は、メッシュ状のもの
で、ガスの電極６２，６４への到達を妨げない構造とな
っている。その材料としては、電気伝導性に優れ、錆に
くく、水素脆性を生じないものが望ましく、具体的には
チタンやステンレスが用いられている。また、メッシュ
状の銅板の表面を金、白金、チタン等の金属で被覆（例
えば鍍金）した物でもよい。さらに、前述の要求性能を
満たすものであれば、多孔質のカーボン板や、発泡ニッ
ケルの表面を金、白金、チタン等の金属で被覆（例えば
鍍金）した物、あるいは、エンジニアリングプラスチッ
クの表面を金、白金、チタン等の金属で被覆（例えば鍍
金）し、電気導電性を確保した物であってもよい。
【００５８】ホルダ７０，７２は、円柱の内部にフラン
ジ７０ａ，７２ａを持つ形状で、そのフランジ７０ａ，
７２ａで電解質膜６０，電極６２，６４および金属板６
６，６８を挟持する。その材料としては、電気伝導性に
優れ、錆にくく、水素脆性を生じないものが望ましく、
具体的にはチタンやステンレスが用いられる。また銅板
の表面を金、白金、チタン等の金属で被覆（例えば鍍
金）した物でもよい。さらに、前述の要求性能を満たす
ものであれば、緻密質のカーボン板や、エンジニアリン
グプラスチックの表面を金、白金、チタン等の金属で被
覆（例えば鍍金）し、電気導電性を確保した物であって
もかまわない。
【００５９】なお、ホルダ７２の電解質膜６０側には、
Ｏリング７６が設けられており、一方の電極側の雰囲気
が他方の電極側に漏れるのを防止している。ここで、Ｏ
リング７６に換えて、電解質膜６０の端部をホルダ７２
に接着剤で直接張り付けたり、熱圧着で張り付けたりし
て、シール性を確保する構成としてもよい。
【００６０】ホルダ７０，７２の外周には、ネジ７０
ｂ，７２ｂが切られており、これらネジ７０ｂ，７２ｂ
と絶縁性部材７４の内側に切られた２つのネジ６４ａ，
６４ｂとを互いに螺合することで、両ホルダ７０，７２
は、その間の電極５２，電解質膜６０および電極６４を
挟持した状態で連結される。なお、絶縁性部材７４の材
料としては、例えばテフロンが用いられている。
【００６１】また、この一酸化炭素センサ３０は、一方
側のホルダ７０にネジ合いにて連結されるガス流入通路
７８を備えている。このガス流入通路７８は、被検出ガ
スを電極６２に導く通路であり、絶縁性の材料から形成
されている。なお、他方側のホルダ７２には、特別なガ
ス通路は接続されておらず、電極６４は大気に開放され
た状態となっている。
【００６２】さらに、この一酸化炭素センサ３０は、両
ホルダ７０，７２に設けられた検出端子７０Ｔ，７２Ｔ
に電気的に接続される電気回路８０を備えている。この
電気回路８０は、電圧計８２と負荷電流調整用の抵抗器
８４とから構成されており、両者を並列して上記検出端
子７０Ｔ，７２Ｔの間に接続したものである。なお、燃
料ガスが供給される電極６２側のホルダ７０の検出端子
７０Ｔはマイナス極、大気に連通する電極６４側のホル
ダ７２の検出端子７２Ｔはプラス極となるように電圧計
８２が接続されている。また、電圧計８２の信号は外部
の制御系統に出力される。
【００６３】こうして構成された一酸化炭素センサ３０
は、燃料ガス供給通路１７の分岐口１７ａにネジ合いに
て連結されており、図示しない燃料電池本体に供給する
燃料ガス中のＣＯ濃度の検出に用いられている。
【００６４】この一酸化炭素センサ３０により水素リッ
チガスである被検出ガスに含まれる一酸化炭素が検出さ
れる様子について説明する。一酸化炭素センサ３０の電
極６２に被検出ガスが供給されると、電極６２には水素
が、電極６４には大気中の酸素が供給されることになる
から、各電極６２，６４の電解質膜６０側の表面で次式
（１）および（２）で示す反応が行なわれる。
【００６５】 Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- …（１） ２Ｈ+＋２ｅ-＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ …（２）
【００６６】この反応は、水素と酸素とを燃料として発
電する燃料電池における反応であるから、両電極６２，
６４間には、起電力が生じる。この実施例では、両電極
６２，６４間に抵抗器８４が接続されていることから、
電極６２、６４間に所定負荷を接続して所定の電流を流
した際の電極６２、６４間の電位差が、電圧計８２によ
り検出されることになる。この電位差は、被検出ガス中
に含まる一酸化炭素の濃度が高くなるにつれて小さくな
る。この現象は次の理由による。
【００６７】電極６２には触媒としての白金を担持した
カーボン粉が練り込まれているから、電極６２では前述
した式（１）の反応を行なうが、被検出ガス中に一酸化
炭素が存在すると、一酸化炭素が触媒に吸着して触媒の
被毒状態を発生させる。この被毒状態の程度は、被検出
ガス中の一酸化炭素濃度が高い場合には大きく、一酸化
炭素濃度が低い場合には小さい。このため、電極６２お
よび電極６４で式（１）および（２）の反応を連続的に
行ない、検出端子７０Ｔと検出端子７２Ｔとの電位差を
測定すれば、被検出ガス中の一酸化炭素の濃度が電位差
に反映され、一酸化炭素を検出することができる。従っ
て、検出端子７０Ｔと検出端子７２Ｔとの間を抵抗器８
４で接続することで、電極６２および電極６４で式
（１）および（２）の反応が連続的に行なわれるように
して、その上で、検出端子７０Ｔと検出端子７２Ｔとの
電位差を測定している。
【００６８】こうしたことから、既知の一酸化炭素濃度
ガスを使って、一酸化炭素濃度とその時の電圧計８２の
測定値との関係を予め調べておくことにより、被検出ガ
スの一酸化炭素濃度を測定することが可能となる。具体
的には、電子制御ユニットのＲＯＭに、被検出ガス中の
一酸化炭素濃度と電圧計８２により検出される電位差と
の関係を示したマップＡ、例えば図５に示すグラフを予
め格納しておき、このマップＡを参照して電子制御ユニ
ットの論理演算処理により一酸化炭素濃度を求めるよう
にすればよい。なお、この一酸化炭素濃度測定の際の検
出感度は水素の影響を受けることがないことから、燃料
電池に供給される燃料ガスのように多量の水素を含んだ
被検知ガスにおいても、その中の一酸化炭素濃度を高精
度で測定することができる。
【００６９】図１に戻り、電子制御ユニット３８は、マ
イクロコンピュータを中心とした論理回路として構成さ
れ、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って
所定の演算等を実行するＣＰＵ３８ａと、ＣＰＵ３８ａ
で各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや
制御データ等が予め格納されたＲＯＭ３８ｂと、同じく
ＣＰＵ３８ａで各種演算処理を実行するのに必要な各種
データが一時的に読み書きされるＲＡＭ３８ｃと、一酸
化炭素センサ３０，電圧計３２からの出力信号を入力す
る入力処理回路３８ｄと、ＣＰＵ３８ａでの演算結果に
応じて背圧調整弁１９に制御信号を出力する出力処理回
路３８ｅ等を備える。
【００７０】なお、図１および図３ではガス系統につい
てはアノード側の燃料ガス系統のみを記載し、カソード
側の酸素含有ガス系統の記載は省略してある。
【００７１】以上のような構成の電子制御ユニット３８
によれば、背圧調整弁１９の開度を調整することで、燃
料電池スタック１０の流路溝４４ｐを流れる燃料ガスの
流速を変化させて、燃料電池スタック１０の出力の制御
を行なっている。
【００７２】こうした電子制御ユニット３８によって実
行される電池出力制御処理について、図６のフローチャ
ートに沿って説明する。この制御処理は、詳しくは、Ｃ
ＰＵ３８ａにより実行され、燃料電池スタック１０の起
動後、所定時間（例えば、１００［ｍｓｅｃ］）毎に繰
り返し実行される。図６に示すように、ＣＰＵ３８ａ
は、処理が開始されると、まず、電圧計３２により検出
した燃料電池スタック１０の出力電圧Ｅを読み込み（ス
テップＳ１００）、次いで、一酸化炭素センサ３０から
の出力電圧を一酸化炭素濃度Ｄとして読み込む（ステッ
プＳ１１０）。続いて、温度センサ３４により検出した
燃料電池スタック１０の電池セルの温度（以下、燃料電
池温度と呼ぶ）Ｔを読み込み（ステップＳ１２０）、圧
力センサ３６により検出した燃料ガスの圧力Ｐを読み込
む（ステップＳ１３０）。
【００７３】続いて、ＣＰＵ３８ａは、ステップＳ１０
０で読み込んだ出力電圧Ｅから、前回この処理ルーチン
を実行したときに読み込んだ出力電圧Ｅ′を引いた差分
△Ｅを求め、その差分△Ｅが予め定めた所定電圧−Ｅ０
（マイナスＥ０、但し、Ｅ０＞０）より小さいか否かを
判別する処理を行なう（ステップＳ１４０）。この判別
は、燃料電池の出力電圧Ｅが、所定電圧Ｅ０以上の変化
量で低下したか否か判定するものである。ここで否定判
定、即ち、燃料電池の出力電圧Ｅが所定電圧Ｅ０以上の
変化量で低下しなかったと判別されると、処理をそのま
ま「リターン」に進めて、この制御ルーチンの処理を一
旦終了する。
【００７４】一方、ステップＳ１４０で、肯定判定、即
ち、燃料電池の出力電圧Ｅが所定電圧Ｅ０以上の変化量
で低下したと判別されると、続いて、ステップＳ１１０
で読み込んだ一酸化炭素濃度Ｄが、予め定めた所定の濃
度Ｄ０より大きいか否かを判定することにより、アノー
ド４２の触媒は被毒状態であるか否かを判別する処理を
行なう（ステップＳ１５０）。
【００７５】ステップＳ１５０で、触媒が被毒状態にあ
ると判別されると、ＣＰＵ３８ａは、ステップＳ１２０
で読み込んだ燃料電池温度Ｔに所定の微小温度△Ｔを加
えて目標燃料電池温度ｔＴを算出する（ステップＳ１６
０）。次いで、ＲＯＭ３８ｂに予め格納されるマップＢ
を用いて上記目標燃料電池温度ｔＴに対応する目標ガス
圧力ｔＰを求める（ステップＳ１７０）。マップＢは、
図７に示すように、燃料電池温度と燃料ガス圧力とから
定まる曲線を表わすもので、この曲線は、燃料電池スタ
ック１０が理想状態で運転されたときの燃料電池温度８
０［℃］と、燃料ガスの圧力１．５気圧｛１５２ｋＰ
ａ｝を基準として、この基準時の燃料ガスの水蒸気分圧
を保った状態で、温度を変えたときの燃料電池温度と燃
料ガスの圧力との関係を表わすものであり、予め実験に
より求められている。ステップＳ１７０では、マップＢ
に上記ステップＳ１６０で算出した目標燃料電池温度ｔ
Ｔを照らし合わせることで、その燃料電池温度ｔＴにお
いて所定の水蒸気分圧を保持するための燃料ガスの目標
ガス圧力ｔＰを求める。
【００７６】その後、ＣＰＵ３８ａは、燃料電池温度を
ステップＳ１６０で算出した目標燃料電池温度ｔＴに高
める処理を実行する（ステップＳ１８０）。具体的に
は、燃料電池温度が目標燃料電池温度ｔＴを上回ったら
冷却水系統の冷却水ポンプ２４を駆動し、燃料電池温度
が目標燃料電池温度ｔＴを下回ったら冷却水ポンプ２４
を停止することにより、目標燃料電池温度ｔＴに燃料電
池温度を制御する。次いで、アノード４２に供給される
燃料ガスのガス圧力をステップＳ１７０で算出した目標
ガス圧力ｔＰに高める処理を実行する（ステップＳ１９
０）。具体的には、目標ガス圧力ｔＰとステップＳ１３
０で算出した現在のガス圧力Ｐとの偏差を求め、この偏
差に応じた開度だけ背圧調整弁１９を閉方向に制御する
ことにより、燃料ガス排出通路１８のガス圧力Ｐを目標
ガス圧力ｔＰに制御する。なお、ステップＳ１８０およ
びＳ１９０の処理は図示の都合上、別々のステップとし
て記載したが、実際には、両ステップは同時に行なわれ
るものである。
【００７７】その後、ＣＰＵ３８ａは、処理を「リター
ン」に進めて、この制御ルーチンを一旦終了する。この
電池出力制御処理は所定時間毎に繰り返し実行されるこ
とから、ステップＳ１８０およびＳ１９０の処理が繰り
返し実行されることで、燃料電池温度と燃料ガスの圧力
とが図７のグラフの曲線に沿って共に上昇することにな
る。
【００７８】一方、ステップＳ１５０で、アノード４２
の触媒の被毒状態が検知された場合には、ＣＰＵ３８ａ
は、処理をステップＳ１９２に進めて、燃料電池温度を
理想運転温度である８０［℃］に制御する処理を行なう
（ステップＳ１９２）。その後、処理を「リターン」に
進めて、この制御ルーチンを一旦終了する。
【００７９】なお、この制御ルーチンでは詳しく述べな
かったが、ステップＳ１８０およびＳ１９０の処理の実
行後に、出力電圧Ｅの低下が回復すると、前記上昇した
燃料電池温度および燃料ガス圧力を徐々に元に戻す処理
を行なっている。具体的には、ステップＳ１４０および
Ｓ１５０が共に肯定判定される状態に切り替わった直後
の燃料電池温度Ｔおよび燃料ガス圧力Ｐを、制御前燃料
電池温度Ｔ０、制御前燃料ガス圧力Ｐ０としてＲＡＭ３
８ｃに退避しておき、その後、ステップＳ１４０で否定
判定されたときに、上記制御前燃料電池温度Ｔ０および
制御前燃料ガス圧力Ｐ０に向かって燃料電池温度および
燃料ガス圧力を徐々に復帰する。
【００８０】以上詳述したように、この第１実施例の燃
料電池発電システム１によれば、燃料電池スタック１０
の出力電圧Ｅが所定電圧Ｅ０以上の変化量で低下し、か
つ、アノード４２の触媒が被毒状態となったときに、燃
料電池温度を高温側に徐々に制御する。このとき、燃料
電池温度が高温側に制御されても、燃料ガス中の水蒸気
分圧が一定の値を保つよう燃料ガスの圧力も高圧側に徐
々に制御する。
【００８１】したがって、燃料電池温度が高温側に制御
されることで、燃料電池のアノード４２への一酸化炭素
の吸着量を少なくすることができる。しかも、燃料電池
温度が高温側へ制御されるにも拘わらず燃料ガス中の水
蒸気分圧は一定に保たれることから、燃料ガス中の水素
がアノード４２の触媒に供給できなくなるのを防ぐこと
ができる。これらの結果、燃料電池スタック１０の出力
電圧Ｅが所定電圧Ｅ０以上の変化量で低下し、かつ、ア
ノード４２の触媒が被毒状態となったときに、出力電圧
Ｅを確実に回復することができる。
【００８２】図８には、この第１実施例の燃料電池スタ
ック１０の電池セルの電流−電圧特性を示した。これ
は、燃料ガス中の一酸化炭素濃度を１００［p.p.m］ と
して、燃料電池温度を１００［℃］に制御（ガス圧力も
燃料電池温度に応じて制御）したときの評価である。こ
の図から明らかなように、図中実線で示した第１実施例
の電池セルの特性は、一点鎖線で示した比較例の燃料電
池の特性と比べて、測定範囲の全ての電流密度にわたっ
て優れた結果を示す。ここで、比較例とは、燃料電池温
度のみを高温側に制御して、この実施例のように燃料ガ
スの圧力の制御を行なわない従来例に相当するものであ
る。したがって、この比較評価からも、触媒の被毒を受
けたときに、この実施例によれば燃料電池スタック１０
の出力電圧Ｅを確実に回復することができることがわか
る。
【００８３】また、この第１実施例では、出力電圧Ｅの
低下が回復すると、燃料電池温度および燃料ガス圧力を
出力電圧Ｅの低下前の大きさに徐々に戻す処理を行なっ
ていることから、最終的に出力電圧Ｅの低下前の燃料電
池温度および燃料ガス圧力で、所望の出力電圧Ｅが出る
よう運転することができる。
【００８４】本発明の第２実施例について次に説明す
る。図９は、第２実施例としての燃料電池発電システム
２０１の概略構成図である。図９に示すように、この燃
料電池発電システム２０１は、第１実施例の燃料電池発
電システム１のハードウェア構成をそのまま備えた上で
（同一のパーツには第１実施例と同じ符号を付した）、
さらに、次のようなハードウェア構成を備える。即ち、
燃料電池発電システム２０１は、改質器１６と燃料電池
スタック１０とを結ぶ燃料ガス供給通路１７に設けら
れ、燃料電池スタック１０への燃料ガスの吸入量を検出
するガス流量計２３１と、燃料電池スタック１０に接続
され、その出力電流値を検出する電流計２３３を備え
る。
【００８５】ガス流量計２３１および電流計２３３は、
電子制御ユニット３８の入力処理回路３８ｄと接続され
ている。電子制御ユニット３８によれば、これらセンサ
２３１，２３３を始めとする各種センサからの検出信号
に応じて背圧調整弁１９の開度を調整することで、燃料
電池スタック１０の流路溝４４ｐを流れる燃料ガスの流
速を変化させて、燃料電池スタック１０の出力の制御を
行なっている。
【００８６】こうした電子制御ユニット３８によって実
行される電池出力制御処理について、図１０および図１
１のフローチャートに沿って説明する。この制御処理
は、詳しくは、ＣＰＵ３８ａにより実行され、所定時間
（例えば、１００［ｍｓｅｃ］）毎に繰り返し実行され
る。図１０に示すように、ＣＰＵ３８ａは、処理が開始
されると、第１実施例の電池出力制御処理のステップＳ
１００ないしＳ１４０と同じステップＳ３００ないしＳ
３４０の処理を実行する。
【００８７】ステップＳ３４０で否定判定、即ち、燃料
電池の出力電圧Ｅが所定電圧Ｅ０以上の変化量で低下し
たとは認められなかった場合には、「リターン」に抜け
て、この制御ルーチンの処理を一旦終了する。一方、ス
テップＳ３４０で、肯定判定、即ち、燃料電池の出力電
圧Ｅが所定電圧Ｅ０以上の変化量で低下したと判別され
ると、次のような処理を実行する。
【００８８】ＣＰＵ３８ａは、まず、電流計２３３によ
り検出した燃料電池スタック１０の出力電流Ｉを読み込
み（ステップＳ３４１）、その出力電流Ｉから理論上必
要とされる燃料電池スタック１０の燃料ガス流量ＭＡを
算出する（ステップＳ３４２）。続いて、燃料ガス供給
通路１７を介して燃料電池スタック１０に実際に流入す
る燃料ガス流入量ＭＢをガス流量計２３１から読み込む
処理を行なう（ステップＳ３４３）。その後、ステップ
Ｓ３４３で読み込んだ実際の流量ＭＢをステップＳ３４
２で算出した燃料ガスの必要量ＭＡで割算して、その答
に１００を掛けることにより、燃料ガス利用率Ｒを算出
する（ステップＳ３４４）。
【００８９】続いて、処理は図１１に進み、ＣＰＵ３８
ａは、その算出された燃料ガス利用率Ｒが１００［％］
未満であるか否かを判定し（ステップＳ３４５）、ここ
で、１００［％］未満であると判定されると、燃料ガス
が充分に供給された上で、燃料電池スタック１０は出力
低下を起こしたものとして、第１実施例の電池出力制御
処理のステップＳ１５０ないしＳ１９２と同じステップ
Ｓ３５０ないしＳ３９２の処理を実行する。
【００９０】一方、ステップＳ３４５で、否定判定、即
ち燃料ガス利用率Ｒが１００［％］以上であると判定さ
れた場合、処理をステップＳ３９４に進めて、図示しな
い制御弁を調整して、改質器１６に供給される水とメタ
ノールの量を増加させる。ステップＳ３９４の結果、不
足している燃料ガスが補充され、燃料ガス利用率Ｒを低
下させることができる。なお、このステップＳ３４６の
処理に換えて、燃料電池スタック１０に接続された負荷
を軽減し、燃料電池の出力電流を小さくすることによ
り、燃料ガス利用率Ｒを低下させる構成としてもよい。
【００９１】ステップＳ３９０，Ｓ３９２またはＳ３９
４の実行後、「リターン」に抜けて、この制御ルーチン
の処理を一旦終了する。
【００９２】なお、この制御処理では、燃料電池スタッ
ク１０のカソード４３側に供給する酸素含有ガスは常に
１００［％］未満のガス利用率となるものと仮定してい
たが、実際は、酸素含有ガスの利用率も算出して、ステ
ップＳ３４５の判定処理では、燃料ガス利用率Ｒと酸素
含有ガスの利用率との双方についてガス利用率が１００
［％］未満であるか否かを判別し、いずれか一方でも１
００［％］以上となったら、その該当するガスについて
直ちに補充する構成とするのが望ましい。
【００９３】以上詳述したように、この第２実施例の燃
料電池発電システム２０１によれば、燃料電池スタック
１０の出力電圧Ｅの低下が見られたときに、アノード側
のガス利用率が１００［％］未満となっているかを判別
し、１００［％］未満のときに限って、触媒の被毒状態
を判定して、その被毒状態に応じた電池出力の制御を行
なっている。一方、ガス利用率が１００［％］以上の場
合には、触媒状態に応じた制御を実行せずに、直ちに改
質器１６に供給される水とメタノールの量を増加させ
て、燃料ガス利用率Ｒを低下させる構成としている。ガ
ス利用率が１００％以上となったときには、一酸化炭素
被毒による出力低下と誤認する恐れのある電池出力の低
下がみられるが、これは、ガス利用率Ｒが高くなるほ
ど、アノード側ガス入口での一酸化炭素濃度は同じで
も、アノード側ガス出口での一酸化炭素濃度が高くなる
ためである。
【００９４】これに対して、この燃料電池発電システム
２０１では、触媒の被毒状態の判定とともに、ガス利用
率Ｒも測定し、これを制御系統の判断材料の一つに加え
ることにより、触媒の被毒状態の判定を高精度なものと
している。したがって、触媒被毒に起因する電池出力の
回復をより高い精度で的確に行なうことができる。ま
た、ガス利用率Ｒが高いときには、触媒被毒に基づく燃
料電池温度およびガス圧力の制御が誤って実行されるこ
ともないことから、制御精度の点でも優れている。
【００９５】本発明の第３実施例について次に説明す
る。図１２は、第３実施例としての燃料電池発電システ
ム３０１の概略構成図である。図１２に示すように、こ
の燃料電池発電システム３０１は、第１実施例の燃料電
池発電システム１のハードウェア構成をそのまま備えた
上で（同一のパーツには第１実施例と同じ符号を付し
た）、さらに、次のようなハードウェア構成を備える。
即ち、改質器１６と燃料電池スタック１０とを結ぶ燃料
ガス供給通路１７に設けられ、燃料電池スタック１０へ
の燃料ガスを加湿する加湿器３０３と、加湿器３０３を
バイパスするバイパス通路３０５と、そのバイパス通路
３０５に設けられ、その流量を制御するＭＦＣ（Mass
Flow Controller ）３０７とを備える。さらに、燃料電
池スタック１０のインピーダンスを検出するインピーダ
ンス計３３４を備える。
【００９６】インピーダンス計３３４は、電子制御ユニ
ット３８の入力処理回路３８ｄと接続されている。電子
制御ユニット３８によれば、このインピーダンス計３３
４を始めとする各種センサからの検出信号に応じて背圧
調整弁１９の開度を調整することで、燃料電池スタック
１０の流路溝４４ｐを流れる燃料ガスの流速を変化させ
ると共に、ＭＦＣ３０７による制御流量を調整すること
により、燃料電池スタック１０に供給される燃料ガスの
湿度を変化させることにより、燃料電池スタック１０の
出力の制御を行なっている。
【００９７】こうした電子制御ユニット３８によって実
行される電池出力制御処理について、図１３のフローチ
ャートに沿って説明する。この制御処理は、詳しくは、
ＣＰＵ３８ａにより実行され、所定時間（例えば、１０
０［ｍｓｅｃ］）毎に繰り返し実行される。図１３に示
すように、ＣＰＵ３８ａは、処理が開始されると、第１
実施例の電池出力制御処理のステップＳ１００ないしＳ
１４０と同じステップＳ４００ないしＳ４４０の処理を
実行する。
【００９８】ステップＳ４４０で否定判定、即ち、燃料
電池の出力電圧Ｅが所定電圧Ｅ０以上の変化量で低下し
たとは認められなかった場合には、「リターン」に抜け
て、この制御ルーチンの処理を一旦終了する。一方、ス
テップＳ４４０で、肯定判定、即ち、燃料電池の出力電
圧Ｅが所定電圧Ｅ０以上の変化量で低下したと判別され
ると、次のような処理を実行する。
【００９９】ＣＰＵ３８ａは、まず、インピーダンス計
３３４で検出されたインピーダンスＺを読み込む（ステ
ップＳ４４２）。その後、図１４に移り、ＣＰＵ３８ａ
は、そのインピーダンスＺが予め定められた第１の所定
インピーダンス値Ｚ１から第２の所定インピーダンス値
Ｚ２（＞Ｚ１）までの範囲内に該当するか否かを判定す
る（ステップＳ４４４）。この判定処理は、電解質膜４
１とアノード４２およびカソード４３との接合体が濡れ
すぎでも、乾きすぎでもない正常状態にあるか否かを判
別するものである。
【０１００】ステップＳ４４４で正常な状態であると判
定されると、電解質膜４１とアノード４２およびカソー
ド４３との接合体が濡れすぎでも乾きすぎでもない正常
状態で、燃料電池スタック１０は出力低下を起こしたも
のとして、第１実施例の電池出力制御処理のステップＳ
１５０ないしＳ１９２と同じステップＳ４５０ないしＳ
４９２の処理を実行する。
【０１０１】一方、ステップＳ４４４で、否定判定、即
ちインピーダンスＺがＺ１からＺ２の範囲内に該当しな
いと判定された場合、処理をステップＳ４９４に進め
る。ステップＳ４９４では、インピーダンスＺが第２の
所定インピーダンスＺ２を上回る場合、ＭＦＣ３０７に
流量を低下する制御信号を出力して、バイパス通路３０
５の流量を減量する。この結果、燃料電池スタック１０
に供給されるガスのうち加湿器３０３を流れる湿度の高
いガス量の相対的割合が増加して、燃料電池スタック１
０の乾きすぎが解消される。一方、インピーダンスＺが
第１の所定インピーダンスＺ１を下回る場合、ＭＦＣ３
０７に流量を増加する制御信号を出力して、バイパス通
路３０５を流れる水素リッチガスの流量を増量する。こ
の結果、燃料電池スタック１０に供給されるガスのうち
加湿器３０３を流れるガス量の相対的割合が減少して、
湿度の低いガス量が増加して、燃料電池スタック１０の
濡れすぎが解消される。
【０１０２】なお、ステップＳ４９４では、ＭＦＣ３０
７を制御することにより燃料電池スタック１０の濡れす
ぎ、乾きすぎの解消を図っていたが、加湿器３０３その
ものを制御する（例えば、加湿器温度を制御する）こと
により燃料電池スタック１０の濡れすぎ、乾きすぎの解
消を図る構成としてもよい。
【０１０３】ステップＳ４９０、Ｓ４９２またはＳ４９
４の実行後、「リターン」に抜けて、この制御ルーチン
の処理を一旦終了する。
【０１０４】以上詳述したように、この第３実施例の燃
料電池発電システム３０１によれば、燃料電池スタック
１０の出力電圧Ｅの低下が見られたときに、燃料電池ス
タック１０のインピーダンスＺが所定の範囲Ｚ１〜Ｚ２
内に該当するか否かを判定し、該当する場合に限って、
触媒の被毒状態を判定して、その被毒状態に応じた電池
出力の制御を行なっている。即ち、インピーダンスＺが
所定の範囲Ｚ１〜Ｚ２の外に該当する場合には、触媒状
態に応じた制御を実行せずに、直ちにそのインピーダン
スＺを所定の範囲Ｚ１〜Ｚ２の範囲内に戻すべく、電解
質膜４１とアノード４２およびカソード４３との接合体
の濡れすぎ、または乾きすぎを解消する。
【０１０５】電解質膜４１とアノード４２およびカソー
ド４３との接合体が濡れすぎ、乾きすぎとなったときに
は、一酸化炭素被毒による出力低下と誤認する恐れのあ
る電池出力の低下がみられる。これに対して、この燃料
電池発電システム３０１では、触媒の被毒状態の判定と
ともに、燃料電池スタック１０のインピーダンスを測定
し、インピーダンスＺから判明する電解質膜および電極
の接合体の濡れすぎ、乾きすぎの判定を制御系統の判断
材料の一つに加えることにより、触媒の被毒状態の判定
を高精度なものとした。したがって、触媒被毒に起因す
る電池出力の回復をより高い精度で的確に行なうことが
できる。また、インピーダンスＺがＺ１〜Ｚ２の範囲外
にあるときには、触媒被毒に基づく燃料電池温度および
ガス圧力の制御が誤って実行されないことから、制御精
度の点でも優れている。
【０１０６】なお、この第３実施例は、第１実施例の構
成に、インピーダンスＺに基づく制御を加えたものと解
することができるが、これに換えて、第２実施例の構成
に、インピーダンスＺに基づく制御を加えた構成として
もよい。即ち、電池温度とガス圧力とに基づく電池出力
制御を、ガス利用率が１００［％］以上となったとき、
または、インピーダンスＺが所定の範囲Ｚ１〜Ｚ２外と
なったときに禁止する構成とする。具体的には、第２実
施例における図１１のフローチャートにおいて、ステッ
プＳ３４５の「ＹＥＳ」側の分岐先に第３実施例の図１
４のステップＳ４４４のインピーダンスＺの判定の処理
を追加する。このとき、ステップＳ４４４の「ＮＯ」側
の分岐先には、図１１と同様ステップＳ４９４を設け、
一方、ステップＳ４４４の「ＹＥＳ」側の分岐先を図１
１のステップＳ３５０とする。この構成により、触媒被
毒に起因する電池出力の回復をより一層、高い精度で的
確に行なうことができる。
【０１０７】本発明の第４実施例について次に説明す
る。図１５は、第４実施例としての燃料電池発電システ
ム５０１の概略構成図である。図１５に示すように、こ
の燃料電池発電システム５０１は、第１実施例の燃料電
池発電システム１と比較して一酸化炭素センサ５３０の
構成が相違し、その他のハードウェア構成は同一の構成
を備える。なお、図中、同一のパーツには第１実施例と
同じ符号を付した。
【０１０８】この実施例の一酸化炭素センサ５３０につ
いて説明する。図１６は、一酸化炭素センサ５３０の縦
断面を電子制御ユニット３８とともに示す説明図であ
る。この一酸化炭素センサ５３０は、第１実施例と同じ
燃料ガス中の一酸化炭素を検出する機能に加えて燃料ガ
ス中のメタノールを検出する機能を有するもので、第１
実施例の一酸化炭素センサ３０の構成と同一の構成に、
機能切換機構５４０を備える。機能切換機構５４０は、
リレー５４２と、リレー５４２の接点５４４とから構成
されている。この機能切換機構５４０は、検出端子７０
Ｔ，７２Ｔ間に電圧計８２と並列となるよう接続されて
おり、リレー５４２の接点５４４と抵抗器８４は、直列
に接続されている。
【０１０９】リレー５４２がオフのときには、リレー５
４２の接点５４４は開となり、出力端子７０Ｔ，７２Ｔ
間から抵抗器５４６を切り離した状態となる。このと
き、電圧計８２により検出される電位差は、電極６２，
６４間の開放端子電圧ＯＣＶとなる。一方、リレー５４
２がオンのときには、リレー５４２の接点５４４は閉と
なり、出力端子７０Ｔ，７２Ｔ間に抵抗器８４を接続す
る。このとき電圧計８２により検出される電位差は、抵
抗器８４の両端子の電位差となる。なお、リレー５４２
は、電子制御ユニット３８の出力処理回路３８ｅに接続
されており、電子制御ユニット３８によって駆動制御さ
れる。
【０１１０】この一酸化炭素センサ５３０の動作につい
て次に説明する。電子制御ユニット３８は、リレー５４
２をオンまたはオフする切換信号を出力処理回路３８ｅ
を介して一酸化炭素センサ５３０に出力しており、この
信号を受けて一酸化炭素センサ５３０は次のように動作
する。
【０１１１】一酸化炭素センサ５３０は、リレー５４２
がオン（接点５４４は閉）のときには、抵抗器８４が検
出端子７０Ｔ，７２Ｔに接続され、電圧計８２により検
出される電位差が抵抗器８４の両端子間の電位差とな
り、第１実施例の一酸化炭素センサ３０と同様にして被
検出ガス中の一酸化炭素を検出することができる。一
方、リレー５４２がオフ（接点５４４は開）のときに
は、水素リッチガスである燃料ガスに含まれるメタノー
ルの濃度を検出することができる。このメタノールの濃
度が検出される様子について次に説明する。
【０１１２】一酸化炭素センサ５３０の電極６２に燃料
ガスが供給されると、電極６２には水素が、電極６４に
は大気中の酸素が供給されることになるから、各電極６
２，６４の電解質膜６０側の表面で前述した式（１）お
よび（２）で示す反応が行なわれる。
【０１１３】この反応は、水素と酸素とを燃料として発
電する燃料電池における反応であるから、両電極６２，
６４間には、起電力が生じる。両電極６２，６４間に何
等負荷を接続しない状態での起電力は、開放端子電圧
（Open Circuit Voltage）ＯＣＶや開放端電圧あるいは
無負荷電圧等と呼ばれる。いま、被検出ガスにメタノー
ルが混在すると、両電極６２，６４間に生じる開放端子
電圧ＯＣＶは、被検出ガス中のメタノールの濃度が高く
なるにつれて小さくなる。この現象は、被検出ガス中の
メタノールが電解質膜６０を透過して電極６４の電解質
膜６０側の表面で酸素と反応し、電極６４側の電位を下
げることに起因すると考えられる。
【０１１４】被検出ガス中のメタノールの濃度と両電極
６２，６４間に生じる開放端子電圧ＯＣＶとの関係を例
示するグラフを図１７に示す。図中、各メタノール濃度
における開放端子電圧ＯＣＶを表わす４種類のハッチン
グされた棒は、グラフ中右下のボックス内に表示される
ように、１．５気圧｛１５２ｋＰａ｝の被検出ガスに対
して、１．０気圧｛１０１ｋＰａ｝，１．５気圧｛１５
２ｋＰａ｝，２．０気圧（２０３ｋＰａ｝，２．５気圧
｛２５３ｋＰａ｝の酸化ガスを電極６４側に作用させた
状態のものである。図１７のグラフからわかるように、
被検出ガスのメタノールの濃度が高くなるにつれて、４
種類のどの状態でも開放端子電圧ＯＣＶは順次低下す
る。
【０１１５】一酸化炭素センサ５３０では、こうした開
放端子電圧ＯＣＶを電圧計８２により検出する。この検
出信号は、入力処理回路３８ｄを介して電子制御ユニッ
ト３８に入力される。電子制御ユニット３８では、ＣＰ
Ｕ３８ａが、入力された開放端子電圧ＯＣＶに対して、
予めＲＯＭ３８ｂに記憶している被検出ガス中のメタノ
ール濃度と電圧計８２により検出される開放端子電圧Ｏ
ＣＶとの関係を示したマップ、例えば図１８に示すグラ
フを参照して対応するメタノール濃度を求める。したが
って、この一酸化炭素センサ５３０によれば、水素リッ
チガスに含まれるメタノールの濃度を高精度で検出する
ことができる。
【０１１６】なお、この実施例で用いられる改質器１６
は、第１実施例と同じものではあるが、実際は次のよう
に構成されている。改質器１６は、メタノールが分解し
て一酸化炭素と水素となる反応とこの分解反応により生
成した一酸化炭素と水とが反応して二酸化炭素と水素と
が生成される反応とが行なわれる改質部１６ａと、改質
部１６ａで反応せずに残っている一酸化炭素を更に水と
反応させるシフト反応部１６ｂと、シフト反応部１６ｂ
でも反応せずに残っている一酸化炭素のみを選択的に酸
化させる部分酸化反応部１６ｃとから構成されている。
なお、各部１６ａ〜１６ｃは、電子制御ユニット３８と
接続されており、電子制御ユニット３８のＣＰＵ３８ａ
によって改質器１６の改質部１６ａ，シフト反応部１６
ｂおよび部分酸化反応部１６ｃが制御されて、燃料ガス
である水素リッチガスの質が変更される。
【０１１７】この第４実施例の電子制御ユニット３８に
よって実行される電池出力制御処理について次に説明す
る。この電池出力制御処理は、図１９のフローチャート
に示すセンサ出力読込のルーチンと、図２０のフローチ
ャートに示すメインルーチンとに従うＣＰＵ３８ａの処
理により実現されている。センサ出力読込ルーチンは、
所定時間（例えば、５０［ｍｓｅｃ］）毎に繰り返し実
行される。図１９に示すように、ＣＰＵ３８ａは、処理
が開始されると、まず、第１実施例の電池出力制御処理
のステップＳ１００，Ｓ１２０およびＳ１３０と同様
に、燃料電池スタック１０の出力電圧Ｅと燃料電池温度
Ｔと燃料ガス圧力Ｐとをそれぞれ読み込む処理を行なう
（ステップＳ６００，Ｓ６１０，Ｓ６２０）。
【０１１８】次いで、フラグＦが値０であるか否かを判
定する処理を行なう（ステップＳ６３０）。このフラグ
Ｆは、後述するステップで値が切り換えられるもので、
初期値として値０が設定されている。ステップＳ６３０
で、フラグＦが値０であると判定されると、ＣＰＵ３８
ａは、出力処理回路３８ｅを介してリレー５４２にオン
切換信号を出力することにより、リレー５４２をオン
（接点５４４は閉）に切り換える（ステップＳ６３
１）。次いで、フラグＦを値１にセットすることによ
り、フラグＦの値を現在の状態から切り換える（ステッ
プＳ６３２）。その後、一酸化炭素センサ５３０の電圧
計８２により検出される電位差を読みとって、その電位
差から一酸化炭素濃度Ｄ１を算出する（ステップＳ６３
３）。即ち、ステップＳ６３３の時点では、リレー５４
２はオンに切り換えられていることから、電圧計８２に
より検出される電位差が抵抗器８４の両端子間の電位差
となり、一酸化炭素センサ５３０により被検出ガス中の
一酸化炭素濃度を検出することができる。
【０１１９】一方、ステップＳ６３０で、フラグＦが値
０でない、即ち、値１であると判定されると、ＣＰＵ３
８ａは、出力処理回路３８ｅを介してリレー５４２にオ
フ切換信号を出力することにより、リレー５４２をオフ
（接点５４４は開）に切り換える（ステップＳ６３
５）。次いで、フラグＦを値０にセットすることによ
り、フラグＦの値を現在の状態から切り換える（ステッ
プＳ６３６）。その後、一酸化炭素センサ５３０の電圧
計８２により検出される電位差を読みとって、その電位
差からメタノール濃度Ｄ２を算出する（ステップＳ６３
７）。即ち、ステップＳ６３７の時点では、リレー５４
２はオフに切り換えられていることから、電圧計８２に
より検出される電位差が開放端子電圧ＯＣＶとなり、一
酸化炭素センサ５３０により被検出ガス中のメタノール
濃度を検出することができる。
【０１２０】ステップＳ６３３またはＳ６３７の実行
後、処理を「リターン」に進めて、このルーチンを一旦
終了する。こうした構成のセンサ出力読込ルーチンによ
れば、燃料電池スタック１０の出力電圧Ｅ，燃料電池温
度Ｔ，燃料ガス圧力Ｐ，一酸化炭素濃度Ｄ１およびメタ
ノール濃度Ｄ２がそれぞれ検出される。
【０１２１】図２０に示すメインルーチンは、所定時間
（例えば、１００［ｍｓｅｃ］）毎に繰り返し実行され
る。図２０に示すように、ＣＰＵ３８ａは、処理が開始
されると、まず、第１実施例の電池出力制御処理のステ
ップＳ１４０と同様に、センサ出力読込ルーチンで読み
込んだ燃料電池の出力電圧Ｅが所定電圧Ｅ０以上の変化
量で低下したか否かを判定する処理を行なう（ステップ
Ｓ６４０）。ここで、否定判定、即ち、燃料電池の出力
電圧Ｅが所定電圧Ｅ０以上の変化量で低下したとは認め
られなかった場合には、「リターン」に抜けて、この制
御ルーチンの処理を一旦終了する。一方、ステップＳ６
４０で、肯定判定、即ち、燃料電池の出力電圧Ｅが所定
電圧Ｅ０以上の変化量で低下したと判別されると、次の
処理を実行する。
【０１２２】ＣＰＵ３８ａは、まず、センサ出力読込ル
ーチンで算出した最新のメタノール濃度Ｄ２が所定値
（例えば１％）以上であるか否かを判定して、燃料ガス
が高メタノール濃度の状態にあるか否かを判別する処理
を行なう（ステップＳ６４２）。ここで、高メタノール
濃度の状態にあると判別されると、ステップＳ６４４に
進み、改質部１６ａの温度を高めてメタノールの反応性
を高める制御を行なう（ステップＳ６４４）。ここで
は、出力処理回路３８ｅを介して改質部１６ａに制御信
号を出力することにより行なうが、改質部１６ａにおけ
るメタノールの反応性が高くなると、燃料ガス中のメタ
ノールを低減することができる。その後、処理を「リタ
ーン」に進めて、このルーチンを一旦終了する。
【０１２３】一方、ステップＳ６４２で高メタノール濃
度でないと判定されると、第１実施例の電池出力制御処
理のステップＳ１５０ないしＳ１９２と同じステップＳ
６５０ないしＳ６９２の処理を実行する。即ち、一酸化
炭素濃度Ｄ１から触媒が被毒状態にあると判定される
と、燃料電池温度とガス圧力との双方を制御して、燃料
電池出力を高める処理を行ない、一方、触媒被毒状態に
ないと判定されたときには、燃料電池温度を理想運転温
度に制御する処理を行なう。その後、処理を「リター
ン」に進めて、このルーチンを一旦終了する。
【０１２４】以上詳述したように、この第４実施例の燃
料電池発電システム５０１によれば、改質器１６により
生成される反応ガス中のメタノール濃度が所定値以上の
ときに、燃料電池の出力電圧Ｅの低下が検知されると、
改質器１６の改質部１６ａの運転温度を高温側に制御す
ることにより、その燃料ガス中のメタノールの濃度が低
減される。したがって、燃料ガス中のメタノール濃度が
高濃度となったことに起因して燃料電池の出力電圧Ｅの
低下が発生した場合に、燃料電池の出力電圧Ｅを高める
ことができる。また、触媒の被毒に起因して燃料電池の
出力電圧Ｅの低下が発生した場合にも、第１実施例と同
様にして、燃料電池の出力電圧Ｅを高めることができ
る。即ち、出力電圧Ｅの低下が、触媒の被毒によるもの
か、反応ガス中のメタノールが高濃度となったことによ
るものかを判断して、その原因に応じた対処を施すこと
で、燃料電池の出力を高めることができる。
【０１２５】さらに、この第４実施例では、一酸化炭素
センサ５３０によれば、第１実施例の一酸化炭素センサ
３０の構成と同一の構成に機能切換機構５４０を設ける
だけで、一酸化炭素とメタノールの両方を検出すること
ができる。このため、簡単な構成で、被毒状態検知手段
とメタノール濃度検出手段の双方を実現することができ
るといった効果を奏する。
【０１２６】本発明の第５実施例について次に説明す
る。図２１は、第５実施例としての燃料電池発電システ
ム７０１の概略構成図である。図２１に示すように、こ
の燃料電池発電システム７０１は、第１実施例の燃料電
池発電システム１のハードウェア構成をそのまま備えた
上で（同一のパーツには第１実施例と同じ符号を付し
た）、さらに、次のようなハードウェア構成を備える。
即ち、燃料電池発電システム７０１は、酸素含有ガスを
精製する酸素含有ガス精製器７０３と、酸素含有ガス精
製器７０３と燃料電池スタック１０とを結ぶ酸素含有ガ
ス供給通路７０５と、燃料電池スタック１０から排出さ
れた酸素含有ガスを外部に送る酸素含有ガス排出通路７
０７と、その酸素含有ガス排出通路７０７の開度を調整
する背圧調整弁７０９とを備える。なお、こうした酸素
含有ガス系統は、第１実施例では単に記載を省略したも
ので、第１実施例にも設けられているものである。さら
に、第１実施例の燃料電池スタック１０と同一の構成を
備える燃料電池スタック１０Ａには、さらに、酸素含有
ガスの圧力を検出する圧力センサ７１１が設けられてい
る。以下、この酸素含有ガスの圧力センサ７１１を第２
圧力センサ７１１と呼び、第１実施例で説明した燃料ガ
ス側の圧力センサ３６を第１圧力センサ３６と呼ぶ。
【０１２７】第２圧力センサ７１１は、電子制御ユニッ
ト３８の入力処理回路３８ｄと接続されている。背圧調
整弁７０９は、電子制御ユニット３８の出力処理回路３
８ｅと接続されている。電子制御ユニット３８によれ
ば、第２圧力センサ７１１を始めとする各種センサから
の検出信号に応じて背圧調整弁７０９の開度を調整する
ことで、燃料電池スタック１０Ａの流路溝４５ｐを流れ
る酸素含有ガスの流速を変化させる。
【０１２８】この第５実施例の電子制御ユニット３８で
は、前述した第１実施例と同じ電池出力制御処理を実行
し、その上で、さらに次の酸素含有ガス圧制御処理を実
行する。図２２は、この酸素含有ガス圧制御処理を示す
フローチャートである。この制御処理は、詳しくは、Ｃ
ＰＵ３８ａにより実行され、所定時間（例えば、１００
［ｍｓｅｃ］）毎に繰り返し実行されるものである。図
２２に示すように、処理が開始されると、ＣＰＵ３８ａ
は、まず、第１および第２圧力センサ３６，７１１によ
り検出した燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの圧力Ｐ
ｃとを読み込む（ステップＳ８００）。
【０１２９】次いで、燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガ
スの圧力Ｐｃとを比較して（ステップＳ８１０）、圧力
Ｐａが圧力Ｐｃ以上であると判定された場合、酸素含有
ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の開度を所定値
Ｖ０だけ閉じ側に制御することにより、酸素含有ガスの
圧力Ｐｃを増大する（ステップＳ８２０）。この結果、
酸素含有ガスの圧力Ｐｃは次第に大きくなり、燃料ガス
の圧力Ｐａより大きくなる。その後、「リターン」に抜
けて、この処理を一旦終了する。
【０１３０】一方、ステップＳ８１０で、酸素含有ガス
の圧力Ｐｃが燃料ガスの圧力Ｐａより大きいと判定され
た場合には、ステップＳ８２０の処理を飛ばして、その
まま「リターン」に抜けて、この処理を一旦終了する。
【０１３１】即ち、この酸素含有ガス圧制御処理によれ
ば、酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の
開度Ｖｃを調整することにより、酸素含有ガスの圧力Ｐ
ｃが燃料ガスの圧力Ｐａより常に大きくなるように制御
される。この結果、燃料電池温度に対する燃料ガスの圧
力Ｐａと酸素含有ガスの圧力Ｐｃの変化は、図２３に示
す特性を示すことになる。即ち、図２３に示すように、
燃料ガスの圧力Ｐａは、第１実施例と同じ電池出力制御
処理により、燃料電池温度の上昇に応じて上昇側に制御
されるのに対して、酸素含有ガスの圧力Ｐｃは、燃料ガ
スの圧力Ｐａと等しくなる点Ａまでは一定の値に、その
点Ａより高温側に制御されたときには、燃料ガスの圧力
Ｐａを所定値αだけ上回った形で燃料ガスの圧力Ｐａに
沿って上昇する。
【０１３２】一般に、固体高分子型の燃料電池のアノー
ド側の燃料ガス圧力Ｐａと、カソード側の酸素含有ガス
圧力Ｐｃの間には、Ｐａ＞Ｐｃ，Ｐａ＝Ｐｃ，Ｐａ＜Ｐ
ｃのいずれかの関係がある。燃料電池発電システムがい
ずれの圧力関係で運転されるかは、個々の燃料電池発電
システムの構成や設計思想により異なってくる。
【０１３３】Ｐａ＞Ｐｃの場合 メタノール改質器を用いた場合、改質器の中で、液体の
メタノールが気化するとともに膨張することから、アノ
ード側は容易に圧力を上げることができる。一方、カソ
ード側に、空気（大気）を用いた場合には、圧力を上げ
るためには大気を加圧しなければならず、大きな補機エ
ネルギが必要となる。このため、燃料電池発電システム
のエネルギ効率の向上を目的とする場合に、Ｐａ＞Ｐｃ
の圧力関係で運転される。
【０１３４】Ｐａ＝Ｐｃの場合 固体高分子型の燃料電池では、電解質膜としてフッ素系
のイオン交換膜を使うが、このイオン交換膜は、厚さが
５０［ミクロン］から２００［ミクロン］程度と薄く、
強度も低い。これに対して、アノード側の燃料ガス圧力
とカソード側の酸素含有ガス圧力の間の圧力差が大きい
と、イオン交換膜に加わる圧力が大きくなることから、
イオン交換膜が、ガス流路の溝のエッジに強く押しつけ
られて、上記理由と相俟って、そのイオン交換膜が破れ
てしまう恐れがある。こうしたことから、特に薄いイオ
ン交換膜を使った燃料電池を運転する場合には、Ｐａ＝
Ｐｃの圧力関係で運転される。
【０１３５】Ｐａ＜Ｐcの場合 固体高分子型の燃料電池のイオン交換膜のプロトン導電
性がイオン交換膜内部の含水率に依存するため、燃料電
池の電池性能を高めるためには、少しでもイオン交換膜
内部の含水率を高める必要がある。燃料電池の電気化学
反応でカソード側に生成する水を、カソード側からアノ
ード側に向けて押戻してやることによって、結果的にイ
オン交換膜内部に水が閉じこめられたような状態をつく
ることができる。こうした環境を作るべく、Ｐａ＜Ｐｃ
の圧力関係で運転される。
【０１３６】上記，，のどの条件で運転するか
は、それぞれの燃料電池発電システムが何を重視するか
によって違ってくるので、どれが優れていて、どれが劣
っているとは決めつけることはできない。この第５実施
例では、電解質膜の保湿性を高めることを目的として、
前述した酸素含有ガス圧制御処理を実行することで、Ｐ
ａ＜Ｐｃの圧力関係を保っている。
【０１３７】以上詳述したように、この第５実施例の燃
料電池発電システム７０１では、第１実施例と同じ電池
出力制御処理により、燃料ガスの圧力Ｐｃが上昇側に制
御されたときにも、酸素含有ガス圧制御処理により、酸
素含有ガスの圧力Ｐｃは燃料ガスの圧力Ｐａを常に上回
るように制御される。このため、第１実施例と同様な電
池出力の回復といった効果を奏しつつ、さらには、電解
質膜４１の保湿性に優れているといった効果も奏する。
【０１３８】なお、この第５実施例では、上記のＰａ
＜Ｐｃの圧力関係を保つように構成されているが、これ
に換えて、上記のＰａ＞Ｐｃの圧力関係を保つ構成と
することもできる。この構成によれば、図２４に示すよ
うに、燃料ガスの圧力Ｐａは、第１実施例と同じ電池出
力制御処理により、燃料電池温度の上昇に応じて上昇側
に制御されるのに対して、酸素含有ガスの圧力Ｐｃは、
常に一定の値に制御され、燃料ガス圧力Ｐａの上昇に伴
ってその値が変更されることはない。
【０１３９】また、上記のＰａ＝Ｐｃの圧力関係を保
つ構成とすることもできる。この構成によれば、図２５
に示すように、燃料ガスの圧力Ｐａは、第１実施例と同
じ電池出力制御処理により、燃料電池温度の上昇に応じ
て上昇側に制御されるのに対して、酸素含有ガスの圧力
Ｐｃは、その燃料ガス圧力Ｐａの上昇に追随して上昇す
る。
【０１４０】これら変形例は、電池出力制御処理により
燃料ガス圧力Ｐｃを強制的に上昇したとしても、燃料ガ
スと酸化ガスとを常に所望の圧力関係で運転することが
できることから、運転状態の安定性に優れている。
【０１４１】本発明の第６実施例について次に説明す
る。この第６実施例の燃料電池発電システムは、第５実
施例の燃料電池発電システム７０１と比較して、電子制
御ユニット３８のＣＰＵ３８ａで実行される酸素含有ガ
ス圧制御処理が相違するだけで、その他のソフトウェア
構成およびハードウェア構成は同一である。即ち、第１
実施例の燃料電池発電システム１のハードウェア構成お
よびソフトウェア構成をそのまま実現した上で、次に示
す酸素含有ガス圧制御処理を備えた構成となる。
【０１４２】図２６は、この酸素含有ガス圧制御処理を
示すフローチャートである。この制御処理は、詳しく
は、ＣＰＵ３８ａにより実行され、所定時間（例えば、
１００［ｍｓｅｃ］）毎に繰り返し実行されるものであ
る。図２６に示すように、処理が開始されると、ＣＰＵ
３８ａは、まず、第１および第２圧力センサ３６，７１
１により検出した燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの
圧力Ｐｃとを読み込む（ステップＳ９００）。
【０１４３】次いで、燃料ガスの圧力Ｐａから酸素含有
ガスの圧力Ｐｃを差し引いて、圧力差△Ｐを求める（ス
テップＳ９１０）。続いて、その圧力差△Ｐが値０より
大きいか否か、所定値α（正の値で、例えば、１０［ｋ
Ｐａ］）以下であるか否かをそれぞれ判定する（ステッ
プＳ９２０，Ｓ９３０）。ステップＳ９２０で、否定判
定、即ち、圧力差△Ｐが値０以下であると判定される
と、酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の
開度を所定値Ｖ０だけ開き側に制御することにより、酸
素含有ガスの圧力Ｐｃを低減する（ステップＳ９４
０）。この結果、圧力差△Ｐは値０より大きな値とな
る。
【０１４４】ステップＳ９３０で、否定判定、即ち、圧
力差△Ｐが所定値αより大きいと判定されたときには、
酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の開度
を所定値Ｖ０だけ閉じ側に制御することにより、酸素含
有ガスの圧力Ｐｃを増大する（ステップＳ９５０）。こ
の結果、圧力差△Ｐは所定値α以下の値となる。
【０１４５】なお、ステップＳ９４０またはＳ９５０の
実行後、または、ステップＳ９２０およびステップＳ９
３０でそれぞれ肯定判定、即ち、０＜△Ｐ≦αの関係を
満たすと判定されたとき、処理を「リターン」に進め
て、この処理を一旦終了する。
【０１４６】即ち、この酸素含有ガス圧制御処理によれ
ば、酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の
開度Ｖｃを調整することにより、燃料ガスの圧力Ｐａか
ら酸素含有ガスの圧力Ｐｃを差し引いた圧力差△Ｐが、
常に値０から所定値αの範囲に収まるよう制御される。
この結果、燃料電池温度に対する燃料ガスの圧力Ｐａと
酸素含有ガスの圧力Ｐｃの変化は、図２７に示す特性を
示すことになる。即ち、図２７に示すように、燃料ガス
の圧力Ｐａは、第１実施例と同じ電池出力制御処理によ
り、燃料電池温度の上昇に応じて上昇側に制御されるの
に対して、酸素含有ガスの圧力Ｐｃは、燃料ガスの圧力
Ｐａとの圧力差△Ｐが所定値α以上となるまでは一定の
値に、それより高温側に制御されたときには、所定値α
の圧力差△Ｐを保った状態で上昇する。
【０１４７】以上詳述したように、この第６実施例の燃
料電池発電システムでは、第１実施例と同じ電池出力制
御処理により、燃料ガスの圧力Ｐｃが上昇側に制御され
たときにも、酸素含有ガス圧制御処理により、酸素含有
ガスの圧力Ｐｃは燃料ガスの圧力との圧力差△Ｐが所定
値α以下となるよう運転される。このため、第１実施例
と同様な電池出力の回復といった効果を奏しつつ、さら
に、圧力差△Ｐにより電解質膜４１が破損するのを防止
することができる。しかも、前述したのＰａ＞Ｐｃの
圧力関係を保っていることから、加圧のための大きな補
機エネルギを不要としてエネルギ効率の向上を図ること
もできる。
【０１４８】本発明の第７実施例について次に説明す
る。この第７実施例の燃料電池発電システムは、第６実
施例の燃料電池発電システム７０１と比較して、電子制
御ユニット３８のＣＰＵ３８ａで実行される酸素含有ガ
ス圧制御処理が相違するだけで、その他のソフトウェア
構成およびハードウェア構成は同一である。
【０１４９】図２８は、この酸素含有ガス圧制御処理を
示すフローチャートである。この制御処理は、詳しく
は、ＣＰＵ３８ａにより実行され、所定時間（例えば、
１００［ｍｓｅｃ］）毎に繰り返し実行されるものであ
る。図２８に示すように、処理が開始されると、ＣＰＵ
３８ａは、まず、第１および第２圧力センサ３６，７１
１により検出した燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの
圧力Ｐｃとを読み込む（ステップＳ１０００）。
【０１５０】次いで、酸素含有ガスの圧力Ｐｃから燃料
ガスの圧力Ｐａを差し引いて、圧力差△Ｐを求める（ス
テップＳ１０１０）。続いて、その圧力差△Ｐが値０よ
り大きいか否か、所定値α（正の値で、第６実施例と同
じ値としてもよく、また相違する値としてもよい）以下
であるか否かをそれぞれ判定する（ステップＳ１０２
０，Ｓ１０３０）。ステップＳ１０２０で、否定判定、
即ち、圧力差△Ｐが値０以下であると判定されると、酸
素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の開度を
所定値Ｖ０だけ閉じ側に制御することにより、酸素含有
ガスの圧力Ｐｃを増大する（ステップＳ１０４０）。こ
の結果、圧力差△Ｐは値０より大きな値となる。
【０１５１】ステップＳ１０３０で、否定判定、即ち、
圧力差△Ｐが所定値αより大きいと判定されたときに
は、酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の
開度を所定値Ｖ０だけ開き側に制御することにより、酸
素含有ガスの圧力Ｐｃを低減する（ステップＳ１０５
０）。この結果、圧力差△Ｐは所定値α以下の値とな
る。
【０１５２】なお、ステップＳ１０４０またはＳ１０５
０の実行後、または、ステップＳ１０２０およびステッ
プＳ１０３０でそれぞれ肯定判定、即ち、０＜△Ｐ≦α
の関係を満たすと判定されたとき、処理を「リターン」
に進めて、この処理を一旦終了する。
【０１５３】即ち、この酸素含有ガス圧制御処理によれ
ば、酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の
開度Ｖｃを調整することにより、酸素含有ガスの圧力Ｐ
ｃから燃料ガスの圧力Ｐａを差し引いた圧力差△Ｐが、
常に値０から所定値αの範囲に収まるよう制御される。
この結果、燃料電池温度に対する燃料ガスの圧力Ｐａと
酸素含有ガスの圧力Ｐｃの変化は、図２９に示す特性を
示すことになる。即ち、図２９に示すように、燃料ガス
の圧力Ｐａは、第１実施例と同じ電池出力制御処理によ
り、燃料電池温度の上昇に応じて上昇側に制御されるの
に対して、酸素含有ガスの圧力Ｐｃは、燃料ガスの圧力
Ｐａとの圧力差△Ｐが所定値α以上となる点Ｂまでは一
定の値に、その点Ｂより高温側に制御されたときには、
燃料ガスの圧力Ｐａを所定量αだけ上回った形で燃料ガ
スの圧力Ｐａに沿って上昇する。
【０１５４】以上詳述したように、この第７実施例の燃
料電池発電システムでは、第１実施例と同じ電池出力制
御処理により、燃料ガスの圧力Ｐｃが上昇側に制御され
たときにも、酸素含有ガス圧制御処理により、酸素含有
ガスの圧力Ｐｃは燃料ガスの圧力Ｐａを常に上回り、し
かも燃料ガスの圧力Ｐａとの圧力差△Ｐが所定値α以下
となるよう運転される。このため、第１実施例と同様な
電池出力の回復といった効果を奏しつつ、さらには、圧
力差△Ｐにより電解質膜４１が破損するのを防止するこ
とができる。しかも、前述したのＰａ＜Ｐｃの圧力関
係を保つことから、電解質膜４１の保湿性を高めること
ができる。
【０１５５】本発明の第８実施例について次に説明す
る。この第８実施例の燃料電池発電システムは、第５実
施例、第６実施例、または第７実施例の燃料電池発電シ
ステムと比較して、電子制御ユニット３８のＣＰＵ３８
ａで実行される酸素含有ガス圧制御処理が相違するだけ
で、その他のソフトウェア構成およびハードウェア構成
は同一である。即ち、第１実施例の燃料電池発電システ
ム１のハードウェア構成およびソフトウェア構成をその
まま実現した上で、次に示す酸素含有ガス圧制御処理を
備えた構成となる。
【０１５６】図３０は、この酸素含有ガス圧制御処理を
示すフローチャートである。この制御処理は、詳しく
は、ＣＰＵ３８ａにより実行され、所定時間（例えば、
１００［ｍｓｅｃ］）毎に繰り返し実行されるものであ
る。図３０に示すように、処理が開始されると、ＣＰＵ
３８ａは、まず、第１および第２圧力センサ３６，７１
１により検出した燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの
圧力Ｐｃとを読み込む（ステップＳ１１００）。
【０１５７】次いで、燃料ガスの圧力Ｐａから酸素含有
ガスの圧力Ｐｃを差し引いて、圧力差△Ｐを求める（ス
テップＳ１１１０）。続いて、その圧力差△Ｐを所定値
β（正の値で、例えば、１０［ｋＰａ］）と比較する処
理を行なう（ステップＳ１１２０）。ここで、圧力差△
Ｐが所定値βより大きいと判定されると、ステップＳ１
１３０に進み、酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整
弁７０９の開度を所定値Ｖ０だけ閉じ側に制御すること
により、酸素含有ガスの圧力Ｐｃを増大する。この結
果、圧力差△Ｐは低減側に制御され、所定値β以下の値
となる。
【０１５８】一方、ステップＳ１１２０で、圧力差△Ｐ
が所定値βより小さいと判定されると、ステップＳ１１
４０に進み、酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁
７０９の開度を所定値Ｖ０だけ開き側に制御することに
より、酸素含有ガスの圧力Ｐｃを低減する。この結果、
圧力差△Ｐは増大側に制御され、所定値β以上の値とな
る。また、ステップＳ１１２０で、圧力差△Ｐがβと等
しいと判定されると、処理を「リターン」に進めて、こ
の処理を一旦終了する。
【０１５９】即ち、この酸素含有ガス圧制御処理によれ
ば、酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の
開度Ｖｃを調整することにより、燃料ガスの圧力Ｐａか
ら酸素含有ガスの圧力Ｐｃを差し引いた圧力差△Ｐが、
常に所定値βに保持される。この結果、燃料電池温度に
対する燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの圧力Ｐｃの
変化は、図３１に示す特性を示すことになる。即ち、図
３１に示すように、燃料ガスの圧力Ｐａは、第１実施例
と同じ電池出力制御処理により、燃料電池温度の上昇に
応じて上昇側に制御されるのに対して、酸素含有ガスの
圧力Ｐｃは、燃料ガスの圧力Ｐａとの圧力差△Ｐを所定
値βに保って上昇する。
【０１６０】したがって、この第８実施例の燃料電池発
電システムでは、第１実施例と同様な電池出力の回復と
いった効果を奏しつつ、前述したのＰａ＞Ｐｃの圧力
関係を保つことから、加圧のための大きな補機エネルギ
を不要としてエネルギ効率の向上を図ることもできる。
【０１６１】本発明の第９実施例について次に説明す
る。この第９実施例の燃料電池発電システムは、第８実
施例の燃料電池発電システムと比較して、電子制御ユニ
ット３８のＣＰＵ３８ａで実行される酸素含有ガス圧制
御処理が相違するだけで、その他のソフトウェア構成お
よびハードウェア構成は同一である。
【０１６２】図３２は、この酸素含有ガス圧制御処理を
示すフローチャートである。この制御処理は、詳しく
は、ＣＰＵ３８ａにより実行され、所定時間（例えば、
１００［ｍｓｅｃ］）毎に繰り返し実行されるものであ
る。図３２に示すように、処理が開始されると、ＣＰＵ
３８ａは、まず、第１および第２圧力センサ３６，７１
１により検出した燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの
圧力Ｐｃとを読み込む（ステップＳ１２００）。
【０１６３】次いで、酸素含有ガスの圧力Ｐｃから燃料
ガスの圧力Ｐａを差し引いて、圧力差△Ｐを求める（ス
テップＳ１１１０）。続いて、その圧力差△Ｐを所定値
β（正の値で、第６実施例と同じ値としてもよく、また
相違する値としてもよい）と比較する処理を行なう（ス
テップＳ１１２０）。ここで、圧力差△Ｐがβより大き
いと判定されると、ステップＳ１１３０に進み、酸素含
有ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の開度を所定
値Ｖ０だけ開き側に制御することにより、酸素含有ガス
の圧力Ｐｃを低減する。この結果、圧力差△Ｐは低減側
に制御され、所定値β以下の値となる。
【０１６４】一方、ステップＳ１２２０で、圧力差△Ｐ
が所定値βより小さいと判定されると、ステップＳ１２
４０に進み、酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁
７０９の開度を所定値Ｖ０だけ閉じ側に制御することに
より、酸素含有ガスの圧力Ｐｃを増大する。この結果、
圧力差△Ｐは増大側に制御され、所定値β以上の値とな
る。また、ステップＳ１１２０で、圧力差△Ｐがβと等
しいと判定されると、処理を「リターン」に進めて、こ
の処理を一旦終了する。
【０１６５】即ち、この酸素含有ガス圧制御処理によれ
ば、酸素含有ガス排出通路７０７の背圧調整弁７０９の
開度Ｖｃを調整することにより、酸素含有ガスの圧力Ｐ
ｃから燃料ガスの圧力Ｐａを差し引いた圧力差△Ｐが、
常に所定値βに保持される。この結果、燃料電池温度に
対する燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの圧力Ｐｃの
変化は、図３３に示す特性を示すことになる。即ち、図
３３に示すように、燃料ガスの圧力Ｐａは、第１実施例
と同じ電池出力制御処理により、燃料電池温度の上昇に
応じて上昇側に制御されるのに対して、酸素含有ガスの
圧力Ｐｃは、燃料ガスの圧力Ｐａに対して所定値βだけ
上回って上昇する。
【０１６６】したがって、この第９実施例の燃料電池発
電システムでは、第１実施例と同様な電池出力の回復と
いった効果を奏しつつ、前述したのＰａ＜Ｐｃの圧力
関係を保つことから、カソード側に生成する水により電
解質膜４１の保湿性を高めることができる。特に、この
実施例の燃料電池発電システムでは、燃料ガスと酸素含
有ガスの圧力差△Ｐが所定値βに保持されることから、
電解質膜４１の含水率を一定にすることができる。
【０１６７】前述した各実施例では、被毒状態検知手段
として、一酸化炭素センサ３０により燃料ガス中のＣＯ
濃度を検出し、そのＣＯ濃度が所定濃度以上となったと
きに、触媒は被毒状態にあると判別検知していたが、こ
れに限るものではなく、一酸化炭素センサ３０として、
他の構成のもの、例えば定電位電解式の一酸化炭素セン
サを用いた構成としてもよい。また、電極の燃料ガスの
流入側と流出側との温度差を検出し、その温度差から触
媒の被毒状態を推定することにより、触媒の被毒状態を
検出する構成としてもよい。
【０１６８】前述した各実施例では、燃料電池スタック
１０Ａのアノード４２の触媒として、白金を使用する場
合について述べたが、この他にもアノード側電極触媒と
して、第１成分である白金と、第２成分であるルテニウ
ム、ニッケル、コバルト、バナジウム、パラジウム、イ
ンジウム等の中の１種類または２種類以上の成分との合
金から成る合金触媒を使用する構成としてもよい。この
場合にも、前述した各実施例と同様な効果を奏すること
ができる。
【０１６９】前述した各実施例では、水素リッチガスの
供給源として、メタノール改質器を前提に記述したが、
これに換えて、同様に水素を主成分とする改質ガスを生
成する他の改質器と組み合わせた燃料電池発システムに
も適用することができる。こうした他の改質器として
は、改質の原料の違いから、メタノール、エタノールな
どのアルコール類、メタン、プロパン、ブタン等の炭化
水素類、ガソリン、軽油などの液体燃料を使うものが該
当する。また改質反応の違いにより、水蒸気改質法、部
分酸化改質法、及びそれらを組み合わせた改質法が該当
する。
【０１７０】前述した各実施例では、１つの固体高分子
型の燃料電池スタックにより構成されていることを前提
に記述したが、これに換えて、固体高分子型の燃料電池
システムが２つ以上の複数の固体高分子型の燃料電池ス
タックにより構成してもよい。この構成の場合には、各
々の固体高分子型の燃料電池スタックごとの動作状況
（運転状況）は同一ではありえないので、当該システム
においては、各実施例で述べた制御は各々の燃料電池ス
タックごとに行なうことが好ましい。
【０１７１】前述した各実施例では、固体高分子型の燃
料電池を前提に記述したが、同様に触媒が被毒を受ける
りん酸型の燃料電池やダイレクトメタノール型の燃料電
池等にも適用することが出来る。
【０１７２】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としての燃料電池発電シス
テム１の概略構成図である。
【図２】燃料電池スタック１０のセル構造を示す構造図
である。
【図３】燃料電池スタック１０の全体構造を示す構造図
である。
【図４】一酸化炭素センサ３０の縦断面図である。
【図５】一酸化炭素センサ３０における被検出ガス中の
一酸化炭素濃度と検出結果である電位差との関係の一例
を示したグラフである。
【図６】電子制御ユニット３８のＣＰＵ３８ａにより実
行される電池出力制御処理を示すフローチャートであ
る。
【図７】燃料電池温度と燃料ガス圧力との関係を示すグ
ラフである。
【図８】第１実施例の燃料電池スタック１０の電池セル
の電流−電圧特性を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施例としての燃料電池発電シス
テム２０１の概略構成図である。
【図１０】この第２実施例のＣＰＵで実行される電池出
力制御処理の前半部分を示すフローチャートである。
【図１１】上記電池出力制御処理の後半部分を示すフロ
ーチャートである。
【図１２】本発明の第３実施例としての燃料電池発電シ
ステム３０１の概略構成図である。
【図１３】この第３実施例のＣＰＵで実行される電池出
力制御処理の前半部分を示すフローチャートである。
【図１４】上記電池出力制御処理の後半部分を示すフロ
ーチャートである。
【図１５】本発明の第４実施例としての燃料電池発電シ
ステム５０１の概略構成図である。
【図１６】一酸化炭素センサ５３０の縦断面を電子制御
ユニット３８とともに示す説明図である。
【図１７】一酸化炭素センサ５３０による被検出ガス中
のメタノールの濃度と両電極６２，６４間に生じる開放
端子電圧ＯＣＶとの関係を例示するグラフである。
【図１８】一酸化炭素センサ５３０による被検出ガス中
のメタノール濃度と電圧計８２により検出される開放端
子電圧ＯＣＶとの関係を例示するグラフである。
【図１９】この第４実施例のＣＰＵで実行されるセンサ
出力読込ルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】この第４実施例のＣＰＵで実行されるメイン
ルーチンを示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第５実施例としての燃料電池発電シ
ステム７０１の概略構成図である。
【図２２】この第５実施例のＣＰＵで実行される酸素含
有ガス圧制御処理を示すフローチャートである。
【図２３】この第５実施例において燃料電池温度に対す
る燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの圧力Ｐｃの関係
がどのように変化するかを示すグラフである。
【図２４】Ｐａ＞Ｐｃの条件下で燃料電池温度に対する
ＰａとＰｃの関係がどのように変化するかを示すグラフ
である。
【図２５】Ｐａ＝Ｐｃの条件下で燃料電池温度に対する
ＰａとＰｃの関係がどのように変化するかを示すグラフ
である。
【図２６】本発明の第６実施例のＣＰＵで実行される酸
素含有ガス圧制御処理を示すフローチャートである。
【図２７】この第６実施例において燃料電池温度に対す
る燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの圧力Ｐｃの関係
がどのように変化するかを示すグラフである。
【図２８】本発明の第７実施例のＣＰＵで実行される酸
素含有ガス圧制御処理を示すフローチャートである。
【図２９】この第７実施例において燃料電池温度に対す
る燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの圧力Ｐｃの関係
がどのように変化するかを示すグラフである。
【図３０】本発明の第８実施例のＣＰＵで実行される酸
素含有ガス圧制御処理を示すフローチャートである。
【図３１】この第８実施例において燃料電池温度に対す
る燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの圧力Ｐｃの関係
がどのように変化するかを示すグラフである。
【図３２】本発明の第９実施例のＣＰＵで実行される酸
素含有ガス圧制御処理を示すフローチャートである。
【図３３】この第９実施例において燃料電池温度に対す
る燃料ガスの圧力Ｐａと酸素含有ガスの圧力Ｐｃの関係
がどのように変化するかを示すグラフである。
【符号の説明】
１…燃料電池発電システム １０…燃料電池スタック １２…メタノールタンク １４…水タンク １６…改質器 １６ａ…改質部 １６ｂ…シフト反応部 １６ｃ…部分酸化反応部 １７…燃料ガス供給通路 １７ａ…分岐口 １８…燃料ガス排出通路 １９…背圧調整弁 ２０…冷却プレート ２２…循環通路 ２４…冷却水ポンプ ２６…ラジエータ ３０…一酸化炭素センサ ３２…電圧計 ３４…温度センサ ３６…圧力センサ ３８…電子制御ユニット ３８ａ…ＣＰＵ ３８ｂ…ＲＯＭ ３８ｃ…ＲＡＭ ３８ｄ…入力処理回路 ３８ｅ…出力処理回路 ４０…サンドイッチ構造 ４１…電解質膜 ４２…アノード ４３…カソード ４４…セパレータ ４４ｐ…燃料ガス流路溝 ４５…セパレータ ４５ｐ…酸素含有ガス流路溝 ４６，４７…集電板 ５０…セパレータ ５２…電極 ５４，５５…絶縁板 ５６，５７…エンドプレート ５８…ボルト ６０…電解質膜 ６２，６４…電極 ６４ａ，６４ｂ…ネジ ６６，６８…金属板 ７０…ホルダ ７０Ｔ，７２Ｔ…検出端子 ７０ａ，７２ａ…フランジ ７０ｂ，７２ｂ…ネジ ７２…ホルダ ７４…絶縁性部材 ７６…Ｏリング ７８…ガス流入通路 ８０…電気回路 ８２…電圧計 ８４…抵抗器 ２０１…燃料電池発電システム ２３１…ガス流量計 ２３３…電流計 ３０１…燃料電池発電システム ３０３…加湿器 ３０５…バイパス通路 ３０７…ＭＦＣ ３３４…インピーダンス計 ５０１…燃料電池発電システム ５３０…一酸化炭素センサ ５４０…機能切換機構 ５４２…リレー ５４４…接点 ５４６…抵抗器 ７０１…燃料電池発電システム ７０３…酸素含有ガス精製器 ７０５…酸素含有ガス供給通路 ７０７…酸素含有ガス排出通路 ７０９…背圧調整弁 ７１１…圧力センサ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 触媒を担持した電極に反応ガスを供給し
    て、その反応ガスの化学反応から起電力を得る燃料電池
    の発電装置であって、 前記燃料電池の出力の低下を検知する出力低下検知手段
    と、 前記触媒が被毒状態にあることを検知する被毒状態検知
    手段と、 該被毒状態検知手段により前記触媒が被毒状態にあるこ
    とが検知され、かつ、前記出力低下検知手段により前記
    燃料電池の出力の低下が検知されたとき、前記燃料電池
    の温度を高温側に制御する温度制御手段と、 該温度制御手段による温度の制御に伴って、前記電極に
    供給される前記反応ガスの圧力を制御することにより、
    前記反応ガス中の水蒸気分圧を予め定められた所定範囲
    の値に保持するガス圧制御手段とを備える燃料電池の発
    電装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の燃料電池の発電装置であ
    って、 前記燃料電池での前記反応ガスの利用の程度をガス利用
    率として算出するガス利用率算出手段と、 該ガス利用率算出手段で算出したガス利用率が所定値以
    上となる高利用時に、前記温度制御手段およびガス圧制
    御手段の動作を禁止する禁止手段とを備える燃料電池の
    発電装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の燃料電池の発電装置であ
    って、 前記燃料電池のインピーダンスを検出するインピーダン
    ス検出手段と、 前記インピーダンス検出手段で検出したインピーダンス
    が所定の範囲外にあるときに、前記温度制御手段および
    ガス圧制御手段の動作を禁止する禁止手段とを備える燃
    料電池の発電装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の燃料電池の発電装置であ
    って、 前記被毒状態検知手段は、 前記反応ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭
    素濃度検出手段と、 前記検出された一酸化炭素の濃度から前記触媒が被毒状
    態にあることを検知する手段とを備える燃料電池の発電
    装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の燃料電池の発電装置であ
    って、 前記一酸化炭素濃度検出手段は、 電解質膜と、 触媒を担持しつつ前記電解質膜を挟持する２つの電極
    と、 該２つの電極のうちの一方の電極に前記反応ガスを供給
    する反応ガス供給通路と、 前記２つの電極のうちの他方の電極に酸素を含有する酸
    化ガスを供給する酸化ガス供給通路と、 所定の負荷が接続された状態で前記２つの電極間の電位
    差を検出する電位差検出手段と、 該電位差検出手段により検出された電位差に基づいて前
    記反応ガス中の一酸化炭素の濃度を演算する一酸化炭素
    濃度演算手段とを備える燃料電池の発電装置。
  6. 【請求項６】 請求項１または請求項４記載の燃料電池
    の発電装置であって、 メタノールを改質して水素を含有する上記反応ガスとし
    ての水素リッチガスを生成する改質器と、 前記反応ガス中のメタノールの濃度を検出するメタノー
    ル濃度検出手段と、 該メタノール濃度検出手段で検出されるメタノールの濃
    度が所定値以上であり、かつ、前記出力低下検知手段で
    前記燃料電池の出力の低下が検知されたとき、前記改質
    器の運転を制御することにより、前記反応ガス中のメタ
    ノールの濃度を低減させる改質器運転制御手段とを備え
    る燃料電池の発電装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の燃料電池の発電装置であ
    って、 前記被毒状態検知手段は、 電解質膜と、 触媒を担持しつつ前記電解質膜を挟持する２つの電極
    と、 該２つの電極のうちの一方の電極に前記反応ガスを供給
    する反応ガス供給通路と、 前記２つの電極のうちの他方の電極に酸素を含有する酸
    化ガスを供給する酸化ガス供給通路と、 前記２つの電極間の電位差を検出する電位差検出手段
    と、 前記２つの電極間に所定の負荷が接続された状態と、該
    負荷が切り離された状態とを切り換える負荷切換手段
    と、 該負荷切換手段により前記２つの電極間に前記所定の負
    荷が接続された状態のとき、前記電位差検出手段により
    検出された電位差に基づいて前記反応ガス中の一酸化炭
    素の濃度を演算する一酸化炭素濃度演算手段とを備え、 前記メタノール濃度検出手段は、 前記負荷切換手段により前記２つの電極間から前記所定
    の負荷が切り離された状態のとき、前記電位差検出手段
    により検出された電位差に基づいて前記反応ガス中のメ
    タノールの濃度を演算するメタノール演算手段を備える
    燃料電池の発電装置。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の燃料電池の発電装置であ
    って、 前記燃料電池は、 電解質膜と、 該電解質膜の一方の面に密着して設けられ、前記反応ガ
    スの供給を受ける前記電極としての第１の電極と、 前記電解質膜の他方の面に密着して設けられ、酸素を含
    有する酸化ガスの供給を受ける第２の電極とを有し、 前記第２の電極に供給される前記酸化ガスの圧力を制御
    することにより、該酸化ガスの圧力と第１の電極に供給
    される前記反応ガスの圧力との大小関係を所定の関係に
    保持する酸化ガス圧制御手段を備える燃料電池の発電装
    置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の燃料電池の発電装置であ
    って、 前記酸化ガス圧制御手段は、 前記第１の電極に供給される前記反応ガスの圧力と前記
    第２の電極に供給される前記酸化ガスの圧力の偏差を所
    定値以下の範囲内に保持する手段を備える燃料電池の発
    電装置。
  10. 【請求項１０】 触媒を担持した電極に反応ガスを供給
    して、その反応ガスの化学反応から起電力を得る燃料電
    池の発電方法であって、（ａ）燃料電池の温度を理想運
    転温度より高温側に制御する工程と、（ｂ）該工程
    （ａ）による温度の制御に伴って、前記電極に供給され
    る前記反応ガスの圧力を制御することにより、前記反応
    ガス中の水蒸気分圧を予め定められた所定範囲の値に保
    持する工程とを備える燃料電池の発電方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の燃料電池の発電方法
    であって、 前記工程（ａ）は、（ａ−１）前記燃料電池の出力の低
    下を検知する工程と、（ａ−２）前記触媒が被毒状態に
    あることを検知する工程と、（ａ−３）前記工程（ａ−
    １）により前記触媒が被毒状態にあることが検知され、
    かつ、前記（ａ−２）により燃料電池の出力の低下が検
    知されたとき、前記燃料電池の温度を高温側に制御する
    工程とを備える燃料電池の発電方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の燃料電池の発電方法
    であって、 前記工程（ｂ）の実行後、前記工程（ａ−１）により前
    記燃料電池の出力の低下が認められなくなったとき、前
    記工程（ａ−３）を実行する前の燃料電池の温度の温度
    に前記燃料電池の温度を、前記工程（ｂ）で反応ガスの
    圧力を制御する前の圧力に前記反応ガスの圧力をそれぞ
    れ徐々に復帰する工程を備える燃料電池の発電方法。
JP25760196A 1996-09-06 1996-09-06 燃料電池の発電装置およびその方法 Expired - Fee Related JP4000607B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25760196A JP4000607B2 (ja) 1996-09-06 1996-09-06 燃料電池の発電装置およびその方法
KR1019970040507A KR100290078B1 (ko) 1996-09-06 1997-08-25 연료전지의 발전장치 및 그 방법
CA002214769A CA2214769C (en) 1996-09-06 1997-09-05 Fuel-cells generator system and method of generating electricity from fuel cells
DE69708422T DE69708422T2 (de) 1996-09-06 1997-09-05 Brennstoffzellengenerator mit Kontrollsystem und Verfahren zum Erzeugen von Elektrizität mit Hilfe von Brennstoffzellen
US08/924,210 US5925476A (en) 1996-09-06 1997-09-05 Fuel-cells generator system and method of generating electricity from fuel cells
EP97115426A EP0828303B1 (en) 1996-09-06 1997-09-05 Fuel-cells generator system with control system and method of generating electricity from fuel cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25760196A JP4000607B2 (ja) 1996-09-06 1996-09-06 燃料電池の発電装置およびその方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1083824A true JPH1083824A (ja) 1998-03-31
JP4000607B2 JP4000607B2 (ja) 2007-10-31

Family

ID=17308539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25760196A Expired - Fee Related JP4000607B2 (ja) 1996-09-06 1996-09-06 燃料電池の発電装置およびその方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5925476A (ja)
EP (1) EP0828303B1 (ja)
JP (1) JP4000607B2 (ja)
KR (1) KR100290078B1 (ja)
CA (1) CA2214769C (ja)
DE (1) DE69708422T2 (ja)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002063289A1 (fr) * 2001-02-02 2002-08-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Detecteur de densite gazeuse et dispositif de pile a combustible utilisant ledit detecteur
JP2004095527A (ja) * 2002-07-12 2004-03-25 Asia Pacific Fuel Cell Technology Ltd 燃料電池装置の制御方法及び装置
JP2005235522A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高分子電解質型燃料電池及びその運転方法
JP2005302555A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Toyota Motor Corp 燃料電池の制御装置
JP2006147525A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Samsung Sdi Co Ltd 燃料電池システム
JP2007335408A (ja) * 2006-06-01 2007-12-27 Gm Global Technology Operations Inc 過渡の間にｒｈ偏位を最小にするための多圧力支配制御
JP2008501225A (ja) * 2004-05-28 2008-01-17 アイダテック， エル．エル．シー． 利用ベースの燃料電池のモニタリング及び制御
WO2008013065A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and its control method
JP2008071597A (ja) * 2006-09-13 2008-03-27 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
WO2008047822A1 (fr) * 2006-10-17 2008-04-24 Panasonic Corporation système de pile à combustible à électrolyte polymère
WO2009078243A1 (ja) * 2007-12-14 2009-06-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 電池学習システム
US7985510B2 (en) 2004-05-28 2011-07-26 Idatech, Llc Utilization-based fuel cell monitoring and control
JP2012048834A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP2013527571A (ja) * 2010-04-26 2013-06-27 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 低減されたアノード反応物質圧力を介した燃料電池水管理
JP2013247114A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives 汚染物質供給を使用してＮ単位（Ｎｕｎｉｔａｒｙ）のイオン交換膜／電極組立体の再現性を測定するための方法
JPWO2013051394A1 (ja) * 2011-10-03 2015-03-30 日産自動車株式会社 燃料電池システムの制御装置

Families Citing this family (90)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19707814C1 (de) * 1997-02-27 1998-08-20 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Brennstoffzellen-Energieerzeugungsanlage
US6187464B1 (en) * 1998-06-01 2001-02-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for activating fuel cell
CN1127449C (zh) * 1998-07-08 2003-11-12 丰田自动车株式会社 燃料重整装置
JP2000123846A (ja) * 1998-10-19 2000-04-28 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池システム
ATE236458T1 (de) * 1999-01-28 2003-04-15 Siemens Ag Vorrichtung und verfahren zur leistungsregelung eines brennstoffzellenstacks
US6214487B1 (en) * 1999-02-01 2001-04-10 Motorola, Inc. Integral sensors for monitoring a fuel cell membrane and methods of monitoring
CA2392115A1 (en) 1999-11-17 2001-05-25 Neah Power Systems, Inc. Fuel cells having silicon substrates and/or sol-gel derived support structures
DE19958830B4 (de) * 1999-11-30 2005-09-22 P21 - Power For The 21St Century Gmbh Brennstoffzellensystem sowie dessen Verwendung
US6451464B1 (en) * 2000-01-03 2002-09-17 Idatech, Llc System and method for early detection of contaminants in a fuel processing system
EP1249052B1 (en) 2000-01-18 2009-04-22 Tel-Aviv University Future Technology Development L.P. Fuels for non-alkaline fuel cells
US6447943B1 (en) * 2000-01-18 2002-09-10 Ramot University Authority For Applied Research & Industrial Development Ltd. Fuel cell with proton conducting membrane with a pore size less than 30 nm
JP2001229941A (ja) * 2000-02-16 2001-08-24 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2001256988A (ja) * 2000-03-08 2001-09-21 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよび燃料電池の運転方法
AU2001271241A1 (en) * 2000-03-20 2001-10-03 Alpha Technologies, Inc. Uninterruptible power supplies employing fuel cells
DE10019772B4 (de) * 2000-04-20 2007-06-21 Nucellsys Gmbh Vorrichtung zum Ausgleichen von Konzentrationsschwankungen in Brennstoffzellensystemen
US6815106B1 (en) * 2000-05-31 2004-11-09 General Motors Corporation Fuel cell having dynamically regulated backpressure
WO2002001659A1 (fr) * 2000-06-27 2002-01-03 Nok Corporation Joint statique pour pile a combustible
US6519539B1 (en) * 2000-09-29 2003-02-11 Hydrogenics Corporation Measurement of fuel cell impedance
US6645655B1 (en) 2000-11-21 2003-11-11 Mti Microfuel Cells Inc. Passively pumped liquid feed fuel cell system
US6824899B2 (en) * 2000-11-22 2004-11-30 Mti Microfuel Cells, Inc. Apparatus and methods for sensor-less optimization of methanol concentration in a direct methanol fuel cell system
US6589679B1 (en) 2000-11-22 2003-07-08 Mti Microfuel Cells Inc. Apparatus and methods for sensor-less optimization of methanol concentration in a direct methanol fuel cell system
US6550310B1 (en) 2000-11-28 2003-04-22 Honeywell International Inc. Catalytic adsorption and oxidation based carbon monoxide sensor and detection method
US6474138B1 (en) 2000-11-28 2002-11-05 Honeywell International Inc. Adsorption based carbon monoxide sensor and method
KR100381531B1 (ko) * 2001-02-05 2003-04-23 한국에너지기술연구원 고분자 전해질 연료전지를 위한 자동 실험 및 성능 평가장치
US7294421B2 (en) 2001-02-07 2007-11-13 Delphi Technologies, Inc. Solid oxide auxiliary power unit reformate control
US7037615B2 (en) * 2001-02-12 2006-05-02 Delphi Technologies, Inc. Trapping method and system for energy conversion devices
US6632553B2 (en) * 2001-03-27 2003-10-14 Mti Microfuel Cells, Inc. Methods and apparatuses for managing effluent products in a fuel cell system
US6733909B2 (en) 2001-05-03 2004-05-11 Ford Motor Company Fuel cell power plant with electrochemical enhanced carbon monoxide removal
US6794071B2 (en) * 2001-06-14 2004-09-21 Mti Microfuel Cells Inc. Apparatus and method for rapidly increasing power output from a direct oxidation fuel cell
EP1298754A1 (de) * 2001-09-27 2003-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellenblocks und Brennstoffzellenblock
DE10161622A1 (de) * 2001-12-14 2003-06-26 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb einer PEM-Brennstoffzellenanlage und zugehörige PEM-Brennstoffzellenanlage
WO2003067695A2 (en) * 2002-02-06 2003-08-14 Battelle Memorial Institute Polymer electrolyte membrane fuel cell system
EP1500158A2 (en) 2002-02-06 2005-01-26 Battelle Memorial Institute Methods of removing contaminants from a fuel cell electrode
US6981877B2 (en) * 2002-02-19 2006-01-03 Mti Microfuel Cells Inc. Simplified direct oxidation fuel cell system
US7267899B2 (en) * 2002-03-08 2007-09-11 Van Zee John W Method and system for improving the performance of a fuel cell
US7396605B2 (en) * 2002-03-08 2008-07-08 Van Zee John W Method and system for improving the performance of a fuel cell
US20030196913A1 (en) * 2002-04-19 2003-10-23 Tuyu Xie Method of measuring methanol concentration in an arqueous solution
DE10217694A1 (de) * 2002-04-20 2003-11-06 Ballard Power Systems Verfahren zur dynamischen Bestimmung der Spannungs-Strom-Charakteristik einer Brennstoffzelle
DE10220172B4 (de) * 2002-05-06 2006-01-12 Fachhochschule Amberg-Weiden Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Betriebszustands einer elektrochemischen Vorrichtung
WO2003098769A2 (en) * 2002-05-17 2003-11-27 Greenlight Power Technologies, Inc. Methods and apparatus for indicating a fault condition in fuel cells and fuel cell components
JP3912249B2 (ja) * 2002-09-30 2007-05-09 日本電気株式会社 燃料電池の運転方法および燃料電池を搭載した携帯機器
JP3821081B2 (ja) * 2002-09-30 2006-09-13 日本電気株式会社 燃料電池およびこれを搭載した携帯機器ならびに燃料電池の運転方法
US20040062980A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-01 Xiaoming Ren Fluid management component for use in a fuel cell
US7297430B2 (en) * 2002-10-01 2007-11-20 Mti Microfuel Cells, Inc. Anode diffusion layer for a direct oxidation fuel cell
US7341609B2 (en) 2002-10-03 2008-03-11 Genesis Fueltech, Inc. Reforming and hydrogen purification system
DK1570538T3 (en) * 2002-12-03 2017-01-23 Hydrogenics Corp Method and Device for Monitoring Fuel Cell Tensions
AU2003296367A1 (en) * 2002-12-05 2004-06-30 Battelle Memorial Institute Methods of removing sulfur from a fuel cell electrode
DE112004000227T5 (de) * 2003-02-04 2006-01-19 Hydrogenics Corp., Mississauga System und Verfahren zum Messen eines inneren Widerstands elektrochemischer Vorrichtungen
US20040209133A1 (en) * 2003-04-15 2004-10-21 Hirsch Robert S. Vapor feed fuel cell system with controllable fuel delivery
US7407721B2 (en) * 2003-04-15 2008-08-05 Mti Microfuel Cells, Inc. Direct oxidation fuel cell operating with direct feed of concentrated fuel under passive water management
US7282293B2 (en) * 2003-04-15 2007-10-16 Mti Microfuel Cells Inc. Passive water management techniques in direct methanol fuel cells
US20050170224A1 (en) * 2003-04-15 2005-08-04 Xiaoming Ren Controlled direct liquid injection vapor feed for a DMFC
DE10328257A1 (de) * 2003-06-24 2005-01-13 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Regeneration einer Membran-Elektroden-Anordnung einer PEM-Brennstoffzelle
US7093623B2 (en) * 2003-06-27 2006-08-22 The Gillette Company Methods of providing refueling for fuel cell-powered devices
US7353897B2 (en) 2003-07-23 2008-04-08 Fernandez Dennis S Telematic method and apparatus with integrated power source
US7306869B2 (en) * 2003-12-02 2007-12-11 Mti Microfuel Cells Inc. Electrostatically actuated shutter and array for use in a direct oxidation fuel cell
US7305865B2 (en) * 2004-01-30 2007-12-11 Delphi Technologies, Inc. Hydrocarbon reformer performance sensing system
US8277997B2 (en) 2004-07-29 2012-10-02 Idatech, Llc Shared variable-based fuel cell system control
WO2005119824A2 (en) * 2004-05-28 2005-12-15 Idatech, Llc Utilization-based fuel cell monitoring and control
JP2006145518A (ja) * 2004-10-07 2006-06-08 Ford Global Technologies Llc パワープラント内の湿度、圧力及び温度を測定するセンサー
JP2006127874A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Yamaha Motor Co Ltd 燃料電池システムおよびその制御方法
CA2586046A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-01 Hydrogenics Corporation Systems and methods for detecting and indicating fault conditions in electrochemical cells
GB0507237D0 (en) * 2005-04-09 2005-05-18 Petrowell Ltd Improved packer
US20070020491A1 (en) * 2005-07-21 2007-01-25 Michael Ogburn Stoichiometric control methodology for fuel cell systems
CN100456542C (zh) * 2006-02-16 2009-01-28 思柏科技股份有限公司 回馈式燃料电池
JP5103757B2 (ja) * 2006-03-08 2012-12-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の酸化剤ガス浄化装置
WO2008025002A2 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Intelligent Energy, Inc. Liquid phase desulfurization of fuels at mild operating conditions
WO2008066817A1 (en) * 2006-11-29 2008-06-05 Bloom Energy Corporation Fuel cell systems with fuel utilization and oxidation monitoring
FR2914504A1 (fr) * 2007-03-30 2008-10-03 Renault Sas Generateur electrochimique
CN101569046B (zh) * 2007-10-11 2013-02-13 松下电器产业株式会社 燃料电池系统
US8575779B2 (en) 2010-02-18 2013-11-05 Alpha Technologies Inc. Ferroresonant transformer for use in uninterruptible power supplies
WO2011148466A1 (ja) * 2010-05-25 2011-12-01 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US9748006B2 (en) 2010-10-01 2017-08-29 Terrapower, Llc System and method for maintaining and establishing operational readiness in a fuel cell backup system of a nuclear reactor system
US9691508B2 (en) * 2010-10-01 2017-06-27 Terrapower, Llc System and method for determining a state of operational readiness of a fuel cell backup system of a nuclear reactor system
US8697451B2 (en) * 2010-11-22 2014-04-15 Fuelcell Energy, Inc. Sulfur breakthrough detection assembly for use in a fuel utilization system and sulfur breakthrough detection method
US9030045B2 (en) 2011-01-23 2015-05-12 Alpha Technologies Inc. Switching systems and methods for use in uninterruptible power supplies
JP5741320B2 (ja) * 2011-08-22 2015-07-01 日産自動車株式会社 燃料電池システム
US8751082B2 (en) * 2011-12-20 2014-06-10 Nissan North America, Inc. System and method of in-situ diagnosis of fuel cell health during vehicle operation
US9234916B2 (en) 2012-05-11 2016-01-12 Alpha Technologies Inc. Status monitoring cables for generators
FR2991507B1 (fr) 2012-05-29 2014-11-14 Commissariat Energie Atomique Methode d'optimisation de l'alimentation en combustible comprenant un compose carbonyle de l'electrode catalytique d'une pile a combustible
DE102012024860A1 (de) 2012-12-19 2014-06-26 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems
AU2016321418A1 (en) 2015-09-13 2018-04-05 Alpha Technologies Services, Inc. Power control systems and methods
US10381867B1 (en) 2015-10-16 2019-08-13 Alpha Technologeis Services, Inc. Ferroresonant transformer systems and methods with selectable input and output voltages for use in uninterruptible power supplies
WO2018029860A1 (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 日産自動車株式会社 燃料電池システム、及び燃料電池システムの制御方法
DE102016120800A1 (de) * 2016-11-01 2018-05-03 Audi Ag Verfahren zur Regeneration einer Brennstoffzelle und Brennstoffzellensystem
CA3058443A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Generac Power Systems, Inc. Carbon monoxide detecting system for internal combustion engine-based machines
CA3069966A1 (en) 2017-07-14 2019-01-17 Alpha Technologies Services, Inc. Voltage regulated ac power supply systems and methods
DE102017215474A1 (de) * 2017-09-04 2019-03-07 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems sowie entsprechend eingerichtetes Brennstoffzellensystem und Fahrzeug
CN108258268B (zh) * 2018-01-22 2020-05-08 清华大学 燃料电池组合电堆系统水故障的控制方法及装置
KR20200111315A (ko) * 2019-03-18 2020-09-29 현대자동차주식회사 연료전지의 응축수 배출 제어시스템 및 제어방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61109257A (ja) * 1984-11-01 1986-05-27 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池の燃料電極
JPS6222374A (ja) * 1985-07-19 1987-01-30 Sanyo Electric Co Ltd 加圧式燃料電池の起動方法
US5009967A (en) * 1989-10-24 1991-04-23 International Fuel Cells Corporation Fuel cell power plant fuel control
JPH05205765A (ja) * 1992-01-23 1993-08-13 Fuji Electric Co Ltd 積層燃料電池
US5366821A (en) * 1992-03-13 1994-11-22 Ballard Power Systems Inc. Constant voltage fuel cell with improved reactant supply and control system
JP3352716B2 (ja) * 1992-03-31 2002-12-03 株式会社東芝 固体高分子電解質型燃料電池装置
JP3564742B2 (ja) * 1994-07-13 2004-09-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池発電装置
JP3840677B2 (ja) * 1994-11-02 2006-11-01 トヨタ自動車株式会社 燃料電池発電装置
JP3598549B2 (ja) * 1994-11-10 2004-12-08 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の発電装置
JPH0930802A (ja) * 1995-05-15 1997-02-04 Toyota Motor Corp 一酸化炭素濃度低減装置及びメタノール濃度低減装置並びに燃料改質装置

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002063289A1 (fr) * 2001-02-02 2002-08-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Detecteur de densite gazeuse et dispositif de pile a combustible utilisant ledit detecteur
JP2004095527A (ja) * 2002-07-12 2004-03-25 Asia Pacific Fuel Cell Technology Ltd 燃料電池装置の制御方法及び装置
JP2005235522A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高分子電解質型燃料電池及びその運転方法
JP4606038B2 (ja) * 2004-02-18 2011-01-05 パナソニック株式会社 高分子電解質型燃料電池及びその運転方法
JP2005302555A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Toyota Motor Corp 燃料電池の制御装置
JP4682527B2 (ja) * 2004-04-13 2011-05-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の制御装置
JP2008501225A (ja) * 2004-05-28 2008-01-17 アイダテック， エル．エル．シー． 利用ベースの燃料電池のモニタリング及び制御
US7985510B2 (en) 2004-05-28 2011-07-26 Idatech, Llc Utilization-based fuel cell monitoring and control
JP4773431B2 (ja) * 2004-05-28 2011-09-14 アイダテック， エル．エル．シー． 利用ベースの燃料電池のモニタリング及び制御
US9515334B2 (en) 2004-05-28 2016-12-06 Dcns Utilization-based fuel cell monitoring and control
JP2006147525A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Samsung Sdi Co Ltd 燃料電池システム
JP2007335408A (ja) * 2006-06-01 2007-12-27 Gm Global Technology Operations Inc 過渡の間にｒｈ偏位を最小にするための多圧力支配制御
US8815463B2 (en) 2006-07-26 2014-08-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and its control method
JP2008034126A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよびその制御方法
WO2008013065A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and its control method
JP2008071597A (ja) * 2006-09-13 2008-03-27 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
WO2008047822A1 (fr) * 2006-10-17 2008-04-24 Panasonic Corporation système de pile à combustible à électrolyte polymère
WO2009078243A1 (ja) * 2007-12-14 2009-06-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 電池学習システム
US8538709B2 (en) 2007-12-14 2013-09-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery learning system
JP2013527571A (ja) * 2010-04-26 2013-06-27 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 低減されたアノード反応物質圧力を介した燃料電池水管理
JP2012048834A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JPWO2013051394A1 (ja) * 2011-10-03 2015-03-30 日産自動車株式会社 燃料電池システムの制御装置
US9401519B2 (en) 2011-10-03 2016-07-26 Nissan Motor Co., Ltd. Control device for fuel cell system
JP2013247114A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives 汚染物質供給を使用してＮ単位（Ｎｕｎｉｔａｒｙ）のイオン交換膜／電極組立体の再現性を測定するための方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2214769C (en) 2001-07-24
KR100290078B1 (ko) 2001-05-15
EP0828303A2 (en) 1998-03-11
DE69708422T2 (de) 2002-05-16
US5925476A (en) 1999-07-20
CA2214769A1 (en) 1998-03-06
EP0828303A3 (en) 1998-10-21
EP0828303B1 (en) 2001-11-21
DE69708422D1 (de) 2002-01-03
JP4000607B2 (ja) 2007-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100290078B1 (ko) 연료전지의 발전장치 및 그 방법
JP3870455B2 (ja) 一酸化炭素濃度低減装置およびその方法並びに燃料電池発電装置
US5712052A (en) Fuel cell generator and method of the same
US5897766A (en) Apparatus for detecting carbon monoxide, organic compound, and lower alcohol
US8318367B2 (en) Electrochemical energy generating apparatus and operating method thereof, and electrochemical device
US20040028965A1 (en) Method and apparatus for electrochemical compression and expansion of hydrogen in a fuel cell system
US20040028979A1 (en) Method and apparatus for electrochemical compression and expansion of hydrogen in a fuel cell system
KR101126206B1 (ko) 연료전지 시스템
US20030134166A1 (en) Dynamic fuel processor mechanization and control
US20040028960A1 (en) Method and apparatus for electrochemical compression and expansion of hydrogen in a fuel cell system
JP4031555B2 (ja) ガス供給装置
JP2011238401A (ja) 燃料電池システム
JP2006294619A (ja) 燃料電池の運転中止方法及び燃料電池システム
JP5254022B2 (ja) 動的に制御可能な直接酸化型燃料電池システムおよびその方法
US6753107B2 (en) Integrated fuel cell system
JP2002184438A (ja) ガス加湿機能を有する燃料電池システム
JP5182473B2 (ja) 燃料電池スタックシステムおよび電子機器
JP2001338667A (ja) 燃料電池制御システム
JP3598549B2 (ja) 燃料電池の発電装置
US20020182458A1 (en) Integrated fuel cell system
JPH08273690A (ja) 燃料電池システム
JP7484778B2 (ja) 燃料電池システム
KR101084078B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법
JP2021180151A (ja) 燃料電池システム
JP2020056087A (ja) 水素生成システムおよびその運転方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070313

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070724

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070806

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120824

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130824

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees