JPS62154472A

JPS62154472A - 燃料電池

Info

Publication number: JPS62154472A
Application number: JP60292114A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tomiki; 富来　博; Tsutomu Aoki; 努青木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1987-07-09

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】［発明の技術分野］本発明は、燃料電池に関するもので、特に燃料電池本体
を加湿する水蒸気ｍの制６０装置、また、反応ガスを均
一に配流する制御装置及び燃料電池にリン酸を補給する
補給装置を備えた燃料電池に係る。

［発明の技術的’１ＩｖＰ１１燃ｎ７ｒｉ池は、燃１３１の持つ化学エネルギーを電気
化学プロセスで酸化させることにより、酸化反応に伴っ
て放出されるエネルギーを直接電気エネルギーに変換す
る装置である。この燃料電池を用いた発電システムは、
比較的小さな規模でも発電の熱効率が４０〜５０％にも
達し、新鋭火力発電をはるかにしのぐと期待されている
。また、近年大きな社会問題になっている公害要因であ
るＳＯｘ。

ＮＯｘの排出が極めて少ない、発電装置内に燃焼サイク
ルを含まないので大量の冷１Ｊ］水を必要としない、振
動音が小さいなど、原理的に高いエネルギー変換効率が
期待できると共に、騒音・排ガス等の環境問題が少なく
、さらに、負荷変動に対して応３竹が良い等の特徴があ
ることから、その開発、実用化の研究に期待と関心が寄
せられている。

この種の装置としては、たとえば、特開昭６０−９３７
６５＠公報が知られている。

ところで、上述の様な燃料電池は、通常電解質を挟んで
一対の多孔質電極を配置し、一方の電極の背面に水素等
の燃料ガスを接触させると共に、他方の電極の背面に酸
素等の酸化剤を接触させ、このときに起こる電気化学的
反応により発生する電気エネルギーを、上記一対の電極
間から取出すようにしたものである。この場合、電解質
としては溶融塩、アルカリ溶液、酸性溶液等があるが、
ここでは燃料電池として代表的なリン酸を電解質とする
黙＄３１　ｍ池を例としてその原理について説明する。

即ち、第５図に示した様に、電解質層１は繊維質シート
や鉱物質粉末に電解質であるリン酸を９浸したものであ
る。この電ｗＩ質居１の両側には、一対の多孔質電極で
あるアノード？［ｉ２及びカソード電極３が配設され、
これらの多孔質電極と電解質ｍｉとの接触面には白金触
媒が塗布されている。また、７ノード電極２に隣接して
、水素を含むガスがその内部を流れるガス流通部屋４が
設けられ、一方、カソード電極３に隣接して、酸素等の
酸化剤気体がその内部を流れるガス流通部屋５が設けら
れている。

この様な燃料電池において、ガス流通部屋４に流入した
水素は、アノード電極２の空所を拡散して触媒に遅する
。ここで、水素ガスは触媒の作用により水素イオンと電
子に解離する。その反応式％式％）となる。そして、水素イオンは電解質層１に入り、起電
圧による作用と濃度虱敗によりカソード電極３に向かっ
て泳動する。一方、水素ガスの解離により分離した電子
はアノード電極２に流れ込み、アノード電極２は負に課
電する。また、カソード電極３では、アノード１慟２側
から泳動してきた水素イオンと、酸化剤としてガス流通
部ＩＩ　５に供給７され、さらにカソード７１！ｉｉ極
３の空所を拡散してきた酸素と、アノード電ｌ４ｉ２か
ら外部の電力負荷を通って仕事をし、電池のカソード′
Ｆｉｌｉ３に房ってきた電子との３者が、触媒表面で次
の反応を起こす。

４１−１に＋４ｅ＋Ｑ２−２Ｈ２０−（２）この様に、
水素が酸化されて水になる反応とこの時の化学的エネル
ギーが電気エネルギーとなって、外部の電力負荷の中で
電気エネルギーを与える電池としての全反応が完成する
。この場合、電気エネルギーの一部は電解質層１の中で
、電池の内部抵抗により消費される。この電池の内部抵
抗は、電池反応待にカソード電極反応の活性化分極抵抗
、水素及び酸素のような反応物質の拡散抵抗、ｆＩ２解
質・構成材料固有の抵抗及び電解質層−電極一東電板の
接触抵抗の和である。従って、水素イオンの泳動距離を
短くして抵抗を小さくするために、電解質店は極めて薄
く設計されてい°る。

ところで、電解質層１を構成する電Ｆｌ？質であるリン
酸の濃度は、運転温度、負荷、反応ガスの湿度条件によ
って変化し、その結果としてリン酸の容量が変化するこ
とは既に知られている。即ち、電解質であるリン酸は次
の反応式に示した様に、水と五酸化リンの反応生成物で
あり、且つ吸湿性の強い屹燥剤でもある。従って、下記
反応式において、高温で乾燥した条件下では反応は左へ
移行し、リン酸は乾燥してその客車が減少し、反対に低
温で高湿度条件下では反応は右へ移行し、リン酸は吸湿
して濃度が低下しその容量は増大する。

３　ト１２　　０＋　　１／２Ｐ４　０１０　　＝２Ｈ
：＋　　　ＰＯ４−（３）なお、ここでは説明をわかり
やすくするために反応を簡略化しているが、上記反応式
の中間生成物としてビロリン酸、メタリン酸等の多数の
複雑なリン酸縮合体がある。しかし、これらの反応の移
行については上記説明と同じ傾向がある。さらに、負荷
をとることによって電気化学的反応生成物として水が生
成し、原理的にはカソード電極側から発生する。よって
、反応ガス中の湿度は負荷の大きさによって変化する。

従って、燃料電池を安全に且つ安定した性能で運転する
ためには、薄い電解質層の電解質であるリン酸の容量を
一定に保つことが要求される。即ち、まず運転中にリン
酸の容量が減少すると、ａい電解質層に空隙が発生して
多孔化し、反応点である触媒＝電解質−反応ガスの界面
が減少し、旦つ接触抵抗が増加して電池性能が低下する
。また、燃料ガスと酸化剤ガスの差圧が微小であっても
、上記両反応ガスの混合（クロスオーバー現象と称する
）が起こり、上記両反応ガスの無効消費による発電効率
の低下をもたらし、さらには異常発熱による燃料電池本
体の破損、爆発等のトラブルの原因となる。

一方、運転中にリン酸の容口が増加すると、リン酸がＴ
Ｉ電極上触媒層外に溢れ出す、いわゆる、フラディング
現象が生じ、これにより電極上の触媒がリン酸中にうも
れてしまい、反応ガスが直接拡散する現象が阻害されて
電池性能の極端な低下が起こり、さらにガス中にリン酸
ミストとして持ち出される量が多くなる。つまり、電解
質であるリンＭｆｆｉが低減化し、いずれクロスオーバ
ー現象を誘発することになる。

そこで、従来から、前記の様な電解質の容量変化を抑ｉ
１１するために、燃料及び酸化剤両系ガスに適当値の水
然気を添加することが行なわれていた。

［青畳技術の問題点］ ■第１の問題点しかしながら、燃料電池を運転する場合、電力負荷の条
件によってその出力を様々に変化させるので、触媒層表
面で生成される水の量は、その出力電流に比例して変化
し、その結果、電解質であるリン酸の容吊ら変化する。

ところが、出力電流の変化に無関係に燃料及び酸化剤ガ
スに一定ｌの加湿を行なっていると、その水分量が適切
なものとならず、前述した様に電解！嘗の容Ｍ変化が起
こり、電池性能及びｊＩＦ命が低下するという欠点があ
った。

■第２の問題点・上述した問題点に加えて、前記の様な構成を有する燃
料電池を複数台、同時に運転する場合には、以下に述べ
る様な問題点があった。

まず、複数台の燃料電池を接続した従来の構成について
説明する。即ち、第６図に示した様に、複数台の燃料電
池６ａ、６ｂ、６ｃに、水素等の燃料ガスＦ及び空気等
の酸化剤ガスＡが、それぞれ同一のガス供給源より総量
供給調節弁３０Ｆ。

３０Ａを介して分岐されて供給されている。

燃料ガスＦについては、燃料ガス供給配管７ａ。

７ｂ、７ｃｌ、：設置した燃料ガス流量測定用オリフィ
ス１４ａ、１４ｂ、１４ｃにより、燃料ガス流量を測定
し、この値を基にして、燃料ガス流！ＩＬＳｊＩ節弁１
５ａ、１５ｂ、１５ｃをｌ１ＩＩＩｌシ、各々の燃料電
池本体６ａ、６ｂ、６ｃに燃料ガスＦを供給する。

一方、酸化剤ガスＡについては、酸化剤ガス供給配管８
ａ、８ｂ、８ｃに設置した酸化剤ガス流ｍｍ定１１１オ
’）７−ｒス１５ａ、１６ｂ、１６ｃにＪ：す、酸化剤
ガス流罹を測定し、この値を塁にして、酸化剤ガス流量
調節弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃを１ｉｌｌ　ｌ　ｂ、各
々の燃料゛電池本体５ａ、ｅｂ、６ｃに酸化剤ガス八を
供給する。

しかしながら、上述した燃料電池において、燃Ｉｔガス
Ｆ及び酸化剤ガスへの流量を測定する各オリフィス１４
．１６の特性が、一般に、測定レンジの上下限１０〜２
０％近辺で測定誤差が大きくなるため、燃料ガスＦ及び
酸化剤ガスＡの流最制御が特に低・流量域で不正確なも
のとなり、各燃料電池本体６ａ、６ｂ、６ｃに各反応ガ
スを均一に配流することが困難となる。

その結果、必要な燃料ガス流ｍあるいは酸化剤ガス流伍
の一方または両方が１ｑられてぃない燃料電池本体があ
る場合には、そのまま負荷を取り続けたとしたら、燃料
電池の電圧は急激に低下し、ざらに転極現象（反応ガス
が不足しているにもかかわらず強制的に出力を引き出さ
れるので、ガス流通の比較的悪い電池は、もはや電池と
しての機能を保持することができず、電解してリン酸が
濃縮される現象）を引き起こし、燃料電池本体は致命的
なＦ４０を受けて、その再使用が不可能となることがあ
るという欠点があった。

■第３の問題点さらに、上述した二つの問題点に加えて、上記の様な構
成を有する燃料電池においては？ｉｔ解質を構成するリ
ン酸が枯渇するという欠点があつ７Ｃ５即ち、燃料電池
のアノード電極側及びカソード電極側で行われる前記反
応（１）、（２）は、各電極の電解質側に形成されてい
る触媒層で進行する。

この触媒は、一方の側では電解質に、他方の側では気相
に夫々接していて、しかも上記反応が速やかに進行する
ためには気相と液相の原子のやりと゛りが固相上、即ち
触媒上で効率良く行われる必要があり、有効な気・液・
固相の三相界面が要求されている。

しかしながら、リン酸型燃料電池の場合、リン酸は経時
的に燃料電池内より持ち出され、枯渇することが知られ
ている。この様にリン酸の枯渇化が進むと、前記三相界
面が維持できなくなり、燃料電池特性が低下すると共に
、燃料電池に穴があき、燃料ガスと酸化剤ガスとが直接
混合してクロスオーバー現象を引き起こすこともある。

そこで、前記の様にリン酸の枯渇による劣化を起こした
電池を再生するために、外部から直接リン酸を補給する
方法が考えられているが、セル数が多いため、各セルに
リン酸を補給するのは不可能であった。

［発明の目的］本発明は、上述した従来の燃料電池の欠点を解消する為
に提案されたもので、その第１の発明の目的は、燃料電
池を適切に加湿して、高い電池性能を長期間にわたって
保持し、長寿命化を可能とした燃料電池を提供すること
にある。

また、第２の発明の目的は、前記に加え、複数台の燃料
電池に供給する燃料ガス及び酸化剤ガスを各燃料電池出
力に均一に配流することのできる燃料電池を提供するこ
とにある。

さらに、第３の発明の目的は、電解πを偶成するリン酸
を補給する装置を備えた燃料電池を提供することにある
。

［発明の概要１本件出願の第１の発明は、燃料電池からの出力電流を基
に、最適水蒸気量を演桿して、燃料電池に供給される燃
料ガス及び酸化剤ガスに添加する水蒸気量を制御するこ
とにより、電解質の容量を一定に保持し、クロスオーバ
ー現象やフランディング現象による燃料電池の劣化及び
損傷を防止できるようにしたものである。

また、第２の発明は、複数台の燃料電池に燃料ガス及び
酸化剤ガスを同一の供給源より供給する場合に、燃料電
池のアノード電極及びカソード電極にそれぞれの圧力損
失を測定する７ノード電漫圧損計及びカソードＮ極圧損
計を配設し、これらの圧損計に燃料ガス流ｆｆｉ調節弁
を制御する燃料ガス配流＆ｌ罪器及び酸化剤ガス流！！
調箪弁を制御する酸化剤ガス配流制ｔＳ器を接続して、
アノード電極及びカソード電極に供給されるガス流蚤を
均一にすることができるようにしたものである。

さらに、第３の発明は、Ｐ２０５の結晶を加熱して１ワ
られるＰ２０５蒸気を、セルスタック内に供給すること
により、電解質を構成するリン酸を補給することができ
る様にしたものである。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図を参照して
具体的に説明する。なお、第５図及び第６図の従来型と
同一の部材については同一の符号を付して説明は省略す
る。

■第１実施例：１：構成ニド本実施例において、第１図に示した様に、燃料電池本体
６のガス入口側には、アノード電極に水素害の燃料ガス
Ｆを供給゛する燃料ガス供給部７と、カソード電極に空
気等の酸化剤ガス八を供給する酸化剤ガス供給部８がそ
れぞれ接続されている。

また、前記燃料ガス供給部７には、燃料ガスＦに水蒸気
ＳＦを添加する燃料ガス系水蒸気供給部９Ｆ、及びこれ
に設けられた燃料ガス系水蒸気調節弁１０Ｆが接続され
ている。一方、前記酸化剤ガス供給部８には、酸化剤ガ
スＡに水蒸気Ｓ△を添加する酸化剤ガス系水蒸気供給部
９Ａ、及びこれに設置Ｊられた酸化剤ガス系水蒸気！Ｌ
ｒｆＪ弁１０Ａが接続されている。

さらに、燃料電池６には、負荷１１に供給される燃料電
池出力１２Ｅの出力電流１２Ｉを塁にして、燃料ガス及
び酸化剤ガスの水蒸気調節弁１０Ｆ、１０△を制御する
水蒸気添加的制御器１３が配設され、燃料ガス水蒸気調
節弁１０Ｆ及び酸化剤ガス水蒸気調節弁１０Ａに接続さ
れている。

なお、この水蒸気添加量制御ｉｌｌ器１３は、その時点
で負荷に供給された燃料電池６の出力′￥！流値におい
て、燃料電池本体６内の触媒層表面で生成される水分量
を演、算し、その値を基にして、電解質のリン酸容是を
一定に保つために必要な水蒸気礒を、燃料ガスＦ及び酸
化剤ガスＡに供給できるように、燃料ガス系水蒸気調節
弁１０Ｆ及び酸化剤ガス系水蒸気漠節弁１０△を＄１１
　ＩＩするものである。

１；作用＊以上の謀な構成を有する本実施例においては、燃料電池
の出ツノ電流が小さく、燃料電池内で生成されろ水量が
少ない場合においても、また、反対に、燃料電池の出力
電流が大きく、生成水量が多い場合においても、それぞ
れの場合に応じて、電解質に供給する水蒸気量を過通に
１！持することが可能である。

その結果、燃料電池本体内の電解質の容量を一定に保つ
ことができるので、前述した様な水蒸気量の不足または
過剰等から起こるクロスオーバー現象による電池性能の
低下及び寿命の低下等を確実に防止することができ、安
定した電池性能を長１１１間にわたって保持し、長寿命
化を図ることができる。

■第２実施例ニド構成＊本実施例において、第２図に示した様に、各燃料電池本
体６ａ、６ｂ、６ｃのアノード電極側には、アノード電
極圧損計２０ａ、２０ｂ、２０ｃが配設されている。こ
の７ノード′Ｒ極圧損計２０は、アノード電極ｆ極に流
入され前述の電池反応を経て排出される燃料ガスＦが、
７ノード電穫を通過する際に発生する圧力損失を測定す
るものである。

また、この７ノード電極圧員計２０ａ、２０ｂ。

２０ｃは、燃料ガス配流制′ａ器２１Ｆに接続され、更
に、この燃料ガス配流Ｔｈ１ｌ罪器２１Ｆは、各燃料電
池に配設された燃料ガス流量調節弁１５ａ、１５ｂ、１
５Ｃに接続されている。

一方、各燃料電池本体６ａ、ｅｂ、　６ｃのカソード電
極側には、同様にカソード電極圧ＩＦＩ　；！Ｉ　２２
ａ、２２ｂ、２２Ｃが配設され、このカソード電極圧損
計２２ａ、２２ｂ、２２ｃは酸化剤ガス配流ＩＩ制御器
２３△に接続され、更に、この酸化剤ガス配流制ａｌｌ
器２３Ａは、各燃料電池に配設された酸化剤ガス流量調
節弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃに接続されている。

二１：作用〉計この様に構成された本実施例においては、各燃料？！池
のアノード電極側に配設されたアノード電（４圧Ｊｌ！
Ｈ２０ａ、２０ｂ、２０ｃにＪ：す、各燃料電池に発生
する圧力損失を測定し、各燃料電池６ａ、６ｂ、６ｃの
アノード電極穫の圧力損失が同一となるように、燃料ガ
ス配流制御器２１Ｆによって各燃料ガス流量調節弁１５
ａ、１５ｂ、１５ｃを調節し、各燃料電池のアノード電
極の燃料ガス供給ｆｉｔが均一となるようにちり御する
。

同様に、各燃料電池のカソード電極側に配設されたカソ
ード電圃圧負１２２ａ、２２ｂ、２２ｃにより、各燃料
電池に発生する圧力損失を測定・し、各燃料電池５ａ、
５ｂ、５ｃのカソード電極の圧力損失が同一となるよう
に、酸化剤ガス配流制御器２３△によって各酸化剤ガス
流量調節弁１７ａ。

１７ｂ、１７ｃを調節し、各燃料電池のカソード電極の
酸化剤ガス供給債が均一となるようにυｊ御する。

この様に、？！２数台の燃ｒ［電池を同時に運転する場
合においても、各燃料電池に燃料ガス及び酸化剤ガスを
均一に供給することができるので、反応ガスの欠乏によ
って生ずる前記転極現象を防止することができる。

■第３実ｉｉ１例＊構成−４ン本実施例において、第３図に示した様に、燃料ガスＦ及
び酸化剤ガスＡ流路のセルスタック３１の外側に配設さ
れる、両極入口マニホールド３２内に整流板３３が設け
られ、この整流板３３にＰ゛２０５の結晶を入れた容器
３４が複数個配設されている。そして、このマニホール
ド３２内を加熱する加熱装首が取付けられている。

＊作用＊この様な構成を有する本実施例においては、その内部に
Ｐ２Ｏ５の結晶を入れたマニホールド３２を２５０〜３
００℃に加熱して、Ｐ２０５の結晶をＰ２０５蒸気に変
え、セルスタック３１内へ送り込む。なお、Ｐ２Ｏ５蒸
気は第４図に示した様に、温度の上昇と共に急激に増加
する。

また、Ｐ２Ｏ５蒸気が送り込まれたセルスタック３１内
は、加熱されたマニホールド３２より低い温度となって
いるので１、Ｐ２０５蒸気は再び凝縮する。この様なＰ
２０５蒸気の凝縮は、セルスタック３１の入口部で多く
起こるが、セルスタック３１内で燃料ガス及び酸化剤ガ
スを高い利用率で運転すると、セルスタックの入口付近
で温度が上背するため、リン酸の持ち出し命はセルスタ
ックの入口部分程多くなるので、Ｐ２Ｏ５蒸気の凝縮が
入口部で多く起きることは、リン酸補給上好ましいこと
である。

また、前記の様にＰ２０５蒸気をセルスタック３１内で
凝縮させた後、所定の濃度のリン酸（８０〜１１０％）
にするため、湿分を含む不活性ガスを送り込む。Ｐ２０
５はこの湿分を吸収し、所定の濃度のリン酸となるとと
もに、拡散によって、サブストレート内に均一に広がる
。

この様に、Ｐ２０５蒸気をセルスタック内に送り込むこ
とにより、リン酸枯渇により電池特性が劣化したリン酸
型燃料電池スタックを再生することができる。

＊他の実施例＊なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく
、Ｐ２０５を入れた容器をセルスタックの外部に配設し
、配管を通してセルスタック内へ送り込んでも良い。こ
の場合、前記第１実施例における水蒸気の供給ｆｆｉ　
（７）　ＩＩＩ御と同様な手段を用いて、Ｐ２０５蒸気
の供給量を、燃料電池の出力電８１値より電解賞内のリ
ン酸の持ち出し債を演算して制御しても良い。

また、燃料電池の運転中から使用して、セルスタック内
のリン酸の持ち出しを防止することもできる。

［発明の効果］以上の通り、本発明によれば、燃料電池からの出力電流
を基に、最適水蒸気墨を演算して、燃料電池に供給され
る燃料ガス及び酸化剤ガスに添加する水蒸気屋を制御す
ることにより、燃料電池を適切に加湿して、高い電池性
能を長期間にわたって保持し、長寿命化を可能とするこ
とができる。

また、複数台の燃料ｉ！池に燃料ガス及び酸化剤ガスを
同一の供給源より供給する場合に、燃料電池のアノード
電極及びカソード電極にそれぞれの圧力損失を測定する
７ノード電極圧損計及びカソード電極圧損計を配設し、
これらの圧損計に燃料ガス流ｆｆ１ｉＪ節弁をυ１陣す
る燃料ガス配流制御器、及び、酸化剤ガス流量調節弁を
制御する酸化剤ガス配流＆ｌＪ　ＩＩ器を接続したこと
により、複数台の燃料電池に供給する燃料ガス及び酸化
剤ガスを各燃料電池本体に均一に配流することのできる
燃料電池を提供することができる。

さらに、セルスタックにＰ２０５蒸気を供給する装置を
配設したことにより、電解質を構成するリン酸を補給す
ることを可能とした燃料電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１の発明の燃料電池の一実施例を示す構成
図、第２図は、第２の発明の燃料電池の一実施例を示す
構成図、第３図は、第３の発明の一実施例を示す構成図
、第４図はＰ２０ｓと湿度の関係を示す図、第５図は、
燃料電池の原理偶成を示す概念図、第６図は従来の燃料
電池を複数台配置した場合の構成図である。１・・・電解質層、２・・・アノード電極、３・・・カ
ソード′Ｉｒｉ極、４．５・・・ガス流通部屋、６・・
・燃料電池本体、７・・・燃料ガス供給部、８・・・酸
化剤ガス供給部、９Ｆ・・・燃料ガス系水蒸気供給部、
９△・・・酸化剤ガス系水蒸気供給部、１０Ｆ・・・燃
料ガス系水蒸気調節弁、１０Ａ・・・酸化剤ガス系水蒸
気調節弁、１１・・・負荷、１２Ｅ・・・燃料電池出力
、１２１・・・出力電流、１３・・・水蒸気添加ｆｆｉ
　ｆ＋１１　ＩＩｌ器、１４・・・燃料ガス流量測定用
オリフィス、１５・・・燃料ガス流量調節弁、１６・・
・酸化剤ガス派遣測定用オリフィス、１７・・・酸化剤
ガス流量調節弁、２０ａ、２０ｂ、２ｏＣ・・・アノー
ド電極圧損計、２１Ｆ・・・燃料ガス配流制御器、２２
ａ、２２ｂ、２２ｃ・・・カソード電極圧損計、２３Ａ
・・・酸化剤ガス配流ルＩ　ＩＩＩ器、３０Ｆ、３０△
・・・総量供給調節弁、３１・・・セルスタック、３２
・・・マニホールド、３３・・・整流板、３４・・・容
器。

Claims

【特許請求の範囲】１）電解質層を挟んでアノード電極及びカソード電極の
一対の多孔質電極を配置し、前記アノード電極の背面に
燃料ガスを、カソード電極の背面に酸化剤ガスを夫々供
給し、このときの電気化学的反応により発生する電気エ
ネルギーを前記一対の多孔質電極間から取り出す燃料電
池において、前記燃料電池のアノード電極に、燃料ガス
を供給する燃料ガス供給部と、これに接続され燃料ガス
に水蒸気を添加する燃料ガス系水蒸気供給部と、この水
蒸気供給部に設けられた燃料ガス系水蒸気調節弁が接続
され、一方、カソード電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス
供給部と、これに接続され酸化剤ガスに水蒸気を添加す
る酸化剤ガス系水蒸気供給部と、この水蒸気供給部に設
けられた酸化剤ガス系水蒸気調節弁が接続され、さらに、燃料電池の出力電流値より、燃料電池の電解質
層に生成される水分量を演算する水蒸気添加量制御器が
、燃料電池と前記各水蒸気調節弁との間に配設されてい
ることを特徴とする燃料電池。２）電解質層を挟んでアノード電極及びカソード電極の
一対の多孔質電極を配置し、前記アノード電極の背面に
燃料ガスを、カソード電極の背面に酸化剤ガスを夫々供
給し、このときの電気化学的反応により発生する電気エ
ネルギーを前記一対の多孔質電極間から取り出す燃料電
池において、前記燃料電池のアノード電極に、燃料ガス
を供給する燃料ガス供給部と、これに接続され燃料ガス
に水蒸気を添加する燃料ガス系水蒸気供給部と、この水
蒸気供給部に設けられた燃料ガス系水蒸気調節弁が接続
され、一方、カソード電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス
供給部と、これに接続され酸化剤ガスに水蒸気を添加す
る酸化剤ガス系水蒸気供給部と、この水蒸気供給部に設
けられた酸化剤ガス系水蒸気調節弁が接続され、さらに、燃料電池の出力電流値より、燃料電池の電解質
層に生成される水分量を演算する水蒸気添加量制御器が
、燃料電池と前記各水蒸気調節弁との間に配設されてい
る燃料電池を複数台配設して同時に運転する燃料電池装
置において、前記アノード電極側に、アノード電極圧損計が配設され
、このアノード電極圧損計が、燃料ガス配流制御器に接
続され、更に、この燃料ガス配流制御器が、各燃料電池
に配設された燃料ガス流量調節弁に接続され、一方、前記カソード電極側に、カソード電極圧損計が配
設され、このカソード電極圧損計が酸化剤ガス配流制御
器に接続され、更に、この酸化剤ガス配流制御器が、各
燃料電池に配設された酸化剤ガス流量調節弁に接続され
ていることを特徴とする燃料電池。３）電解質層を挟んでアノード電極及びカソード電極の
一対の多孔質電極を配置し、前記アノード電極の背面に
燃料ガスを、カソード電極の背面に酸化剤ガスを夫々供
給し、このときの電気化学的反応により発生する電気エ
ネルギーを前記一対の多孔質電極間から取り出す燃料電
池において、前記燃料電池のアノード電極に、燃料ガス
を供給する燃料ガス供給部と、これに接続され燃料ガス
に水蒸気を添加する燃料ガス系水蒸気供給部と、この水
蒸気供給部に設けられた燃料ガス系水蒸気調節弁が接続
され、一方、カソード電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス
供給部と、これに接続され酸化剤ガスに水蒸気を添加す
る酸化剤ガス系水蒸気供給部と、この水蒸気供給部に設
けられた酸化剤ガス系水蒸気調節弁が接続され、さらに、燃料電池の出力電流値より、燃料電池の電解質
層に生成される水分量を演算する水蒸気添加量制御器が
、燃料電池と前記各水蒸気調節弁との間に配設されてい
る燃料電池のセルスタックの外側に、リン酸の供給手段
が設けられ、その供給手段がセルスタックと接続されて
いることを特徴とする燃料電池。（４）前記供給手段が、マニホールド内にＰ＿２Ｏ＿５
の結晶を入れた容器を配設し、この容器を加熱する装置
を設けたものである特許請求の範囲第３項記載の燃料電
池。（５）前記供給手段が、マニホールドの外部にリン酸の
容器を備えたもので、その容器よりのＰ＿２Ｏ＿５蒸気
の供給量を、燃料電池の出力電流値より電界質内のリン
酸の持ち出し量を演算して制御できるようにしたもので
ある特許請求の範囲第３項記載の燃料電池。