WO2005101557A1

WO2005101557A1 - 燃料電池電流分布測定装置及び燃料電池電流分布測定方法

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Publication number: WO2005101557A1
Application number: PCT/JP2004/007973
Authority: WO
Inventors: Masayoshi Kataoka
Original assignee: Espec Corp.
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2005-10-27
Also published as: US20070279051A1; EP1755188A1; EP1755188A4; JP2005302498A; CA2562021A1

Abstract

　燃料電池電流分布測定装置（５０）は、電解質（１）と、電解質（１）を挟んで両側に設けられた一対の燃料極（２）及び空気極（４）とを有する燃料電池（１０）の電極面における起電力分布を得る。一対の燃料極（２）及び空気極（４）における一方の燃料極側セパレータ（３）の外側表面の非区画領域に接触される複数のプローブピン（３５）と、各プローブピン（３５）に流れる電流を測定する電流測定部（４４）とを備えている。これにより、燃料電池の電極全体から得られる起電力の内の部分起電力を正確に再現し得る燃料電池電流分布測定装置及び燃料電池電流分布測定方法を提供することができる。

Description

明細書

燃料電池電流分布測定装置及び燃料電池電流分布測定方法

技術分野

[0001] 本発明は、電解質と該電解質を挟んで両側に設けられた一対の電極とを有する燃料電池の電極面における起電力分布を得るための燃料電池電流分布測定装置及び燃料電池電流分布測定方法に関する。

背景技術

[0002] ガスの電気化学的反応を利用して、化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電池は、カルノー効率の制約を受けないため発電効率が高ぐ排出されるガスがクリーンで環境に対する影響が極めて少ないことから、近年、発電用、低公害の自動車用電源等、種々の用途が期待されている。燃料電池は、その電解質により分類することができ、例えば、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体電解質型燃料電池、固体高分子型燃料電池等が知られている。

[0003] 一般に、燃料電池は、図 11に示すように、電解質 101とその両側に設けられた一対の電極 (燃料極 102 ·酸化剤極 103)とを有する電極 -電解質構造体を発電単位として、燃料極 102に水素や炭化水素等の燃料ガスを供給し、酸化剤極 103に酸素や空気等の酸化剤ガスを供給して、ガスと電解質 101と電極 (燃料極 102 ·酸化剤極 1 03)との 3相界面において電気化学的な反応を進行させることにより電気を取り出すものである。

[0004] 燃料電池では、電極 -電解質構造体の全体で均一に電極反応が進行することが重要となる。しかし、電極一電解質構造体の場所によって電解質中の水分量や電解質の劣化の程度、また、燃料ガス中の水素濃度や空気中の酸素濃度等が異なることにより、電極一電解質構造体の全体で電極反応が均一に進行しない場合がある。つまり、電極一電解質構造体の部分毎で電極反応の程度に差が生じる場合がある。したがつて、この電極一電解質構造体の部分毎における電極反応の程度を把握することにより、電解質や電極触媒等の構成部材の最適化や燃料ガスや酸化剤ガスの加湿量等の最適化を図ることが可能となり、さらに、電極一電解質構造体の劣化原因や劣化の進行具合等を知ることができる。そのため、電極一電解質構造体における電極反応の分布を調査する必要がある。

[0005] ここで、従来の電極一電解質構造体における電極反応の分布を調査する方法として、例えば、日本国公開特許公報「特開 2003—77515号公報 (公開日 2003年 3月 14日）に開示された「電極反応分布測定システムおよび電極反応分布測定方法」がある。

[0006] この公報の技術では、一方の電極側を所定の領域に区分けし、その所定の領域毎の反応電流を測定する方法が示されている。詳細には、図 12に示すように、燃料電池である電極一電解質構造体 200は、電解質 201と、その両側に設けられた一対の電極 202 · 203と、さらにその両彻 Jに設けられた集電体 204 · 205と力らなってレヽる。

[0007] そして、一方の集電体 204は、絶縁体からなる仕切り 206によって格子状の領域に区分けされており、この区分けされた各集電体 204は、半田付け 211によりリード線 2 12に接続され、図示しない電圧測定装置に接続されている。また、他方の集電体 20 5は銅板 231を介して上記電圧測定装置に接続されている。なお、電圧測定装置は、上記公報の技術では、図示しないが、測定対象となる燃料電池の電極 -電解質構造体に接続され、該電極一電解質構造体の全電流または端子間電圧を制御する 1つの負荷装置と、該電極 -電解質構造体の複数の部分領域の各々における反応電流を測定する電流測定装置と、該電極 -電解質構造体の前記複数の部分領域の各々における電解質抵抗を測定する抵抗測定装置と、前記複数の部分領域のうちの同一の部分領域における反応電流と電解質抵抗との測定を同時に行うように当該電極反応分布測定システムを制御する測定制御装置とを含む構成となっている。

[0008] しかしながら、上記従来の燃料電池電流分布測定装置及び燃料電池電流分布測定方法では、仕切り 206によって、集電体 204を区分けしており、燃料電池の電極 2 02全体から得られる起電力の内の部分起電力を正確に再現していないという問題点を有している。

[0009] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、燃料電池の電極全体から得られる起電力の内の部分起電力を正確に再現し得る燃料電池電流分布測定装置及び燃料電池電流分布測定方法を提供することにある。発明の開示

[0010] 本発明の燃料電池電流分布測定装置は、上記目的を達成するために、電解質と該電解質を挟んで両側に設けられた一対の電極とを有する燃料電池の電極面における起電力分布を得るための燃料電池電流分布測定装置において、上記一対の電極における一方の電極相当面の非区画領域に接触される複数の電気的接合部材と、上記各電気的接合部材に流れる電流を測定する電流測定手段とを備えてレ、ることを特徴としている。

[0011] また、本発明の燃料電池電流分布測定方法は、上記目的を達成するために、電解質と該電解質を挟んで両側に設けられた一対の電極とを有する燃料電池の電極面における起電力分布を得る燃料電池電流分布測定方法にぉレ、て、上記一対の電極における一方の電極相当面の非区画領域に複数の電気的接合部材を接触させるェ程と、上記各電気的接合部材に流れる電流を測定する工程とを含むことを特徴としている。

[0012] なお、電極相当面とは、電極に限らず、電極に相当するセパレータゃ集電板を含む概念である。

[0013] 上記の発明によれば、複数の電気的接合部材は、一対の電極における一方の電極相当面の非区画領域に接触される。したがって、従来では、電極相当面を絶縁物にて区画して測定していたが、本発明では、区画しないので、真の電極相当面の電流分布を測定することができる。

[0014] また、本発明では、複数の電気的接合部材は、電極相当面に接触させるだけで足り、例えば半田付け等による固着を行っていなレ、。したがって、燃料電池電流分布測定が容易である。

[0015] この結果、燃料電池の電極全体から得られる起電力の内の部分起電力を正確に再現し得る燃料電池電流分布測定装置及び燃料電池電流分布測定方法を提供すること力 Sできる。

[0016] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。図面の簡単な説明

[0017] [図 1]本発明における燃料電池電流分布測定装置の実施の一形態を示すものであり、全体概要を示す模式図である。

[図 2]上記燃料電池電流分布測定装置の構造を示す正面図である。

[図 3]上記燃料電池電流分布測定装置の全体構成を示すブロック図である。

[図 4]上記燃料電池電流分布測定装置の燃料電池及びプローブを示す断面図である。

[図 5(a)]上記燃料電池の構成を示す分解斜視図である。

[図 5(b)]上記燃料電池の燃料極の構成を詳細に示す要部斜視図である。

[図 6(a)]上記燃料電池電流分布測定装置の昇降装置を示す平面図である。

[図 6(b)]上記燃料電池電流分布測定装置の昇降装置を示す正面図である。

[図 7]上記燃料電池電流分布測定装置のプローブ及びリード線を示す平面図である

[図 8]上記燃料電池電流分布測定装置の電流測定部において採用されている超高感度磁気センサーを示すブロック図である。

[図 9]上記燃料電池電流分布測定装置の負荷装置の構成を示すブロック図である。

[図 10]上記燃料電池電流分布測定装置のパソコンの表示部を示す正面図である。

[図 11]燃料電池の基本構成を示す模式図である。

[図 12]従来の燃料電池電流分布測定装置を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 本発明の一実施形態について図 1ないし図 10に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態については、例えば水素型燃料電池の電極面における起電力分布測定について説明している力必ずしもこれに限らず、直接メタノール型電池（DMFC)その他の燃料電池に適用できる。

[0019] 本実施の形態の燃料電池電流分布測定装置 50は、燃料電池の電極面における起電力分布を得るための装置であり、図 2に示すように、測定部 30と計測ユニット部 4 0とを備えている。本実施の形態では、上記測定部 30と計測ユニット部 40とが一体になっており、システムとして一体的に搬送することが可能となっている。なお、必ずしもこれに限らず、例えば、測定部 30と計測ユニット部 40とを分離する構成であってもよレ、。

[0020] 上記測定部 30には、燃料電池 10と、この燃料電池 10に燃料等を供給したり、後述する昇降手段としての昇降装置 20を格納したりする燃料供給部 ·格納部 31と、燃料電池 10の電極表面の起電力分布及び温度分布を測定するセンサーユニット 32と、抵抗負荷手段としての負荷装置 33とが設けられている。また、計測ユニット部 40には、表示手段としての表示部 41を備えたパソコン 42と、計測ユニット 43が設けられている。

[0021] 上記測定部 30においては、燃料電池 10は、図 4に示すように、イオン導電体となる電解質 1と、一対の電極としての燃料極 2と、燃料極側セパレータ 3と、一対の電極としての空気極 4と、空気極側セパレータ 5と、集電板 6とを有している。

[0022] 上記燃料極 2は、詳細には、図 5 (a)及び図 5 (b)に示すように、例えば炭素（C)電極 2aと、白金（Pt)力なる触媒 2bとからなっている。なお、空気極 4も同様の構成を有している。

[0023] 上記燃料極側セパレータ 3及び空気極側セパレータ 5は、図 5 (a)に示すように、縦縞溝及び横縞溝をそれぞれ有してレ、る。燃料極側セパレータ 3の縦縞溝の内部には、例えば、水素）ガス等の燃料ガスが供給されるようになっている一方、空気極側セパレータ 5の横縞溝の内部には、例えば、酸素（O )又は空気等の酸化剤ガスが供給されるようになっている。

[0024] また、図 4に示すように、上記空気極側セパレータ 5の外側表面には、この空気極側セパレータ 5に接触する銅（Cu)からなる集電板 6が設けられており、この集電板 6 が空気極 4の外部取り出し用電極となっている。

[0025] 上記燃料電池 10は、上記測定部 30において、下側締め付けプレート 21にシリコンシート 22及びラバーヒータ 23を介して載置されている。すなわち、本実施の形態では、ラバーヒータ 23によって、燃料電池 10の温度を常温よりも上昇させることが可能となっている。

[0026] 上記下側締め付けプレート 21の内部には、上記酸素（〇）又は空気等の酸化剤ガスを供給する空気供給路 24が形成されている。また、本実施の形態では、上記下側締め付けプレート 21は、図 6 (a)及び図 6 (b)に示すように、昇降用モータ 25を備えた昇降装置 20によって昇降移動可能となっている。

[0027] 一方、図 4に示すように、電極相当面としての上記燃料極側セパレータ 3の外側表面には、複数の電気的接合部材及び接触ピンとしてのプローブピン (Probe)35が、この燃料極側セパレータ 3に接触できるようにして設けられている。この上側締め付けプレート 26の内部には、上記水素（H )ガス等の燃料ガスを供給する燃料ガス供給

2

路 28が形成されている。上記燃料極側セパレータ 3は、本実施の形態では、従来のような仕切り等による区切りを設けておらず、その結果、上記プローブピン 35は、燃料極側セパレータ 3の外側表面に非区画領域に接触されることになる。

[0028] また、本実施の形態では、上記プローブピン 35は、測定部 30における上側締め付けプレート 26及びプローブ治具プレート 27に形成された貫通口に貫通されて設けられている。また、プローブピン 35は、図示しないバネによって、このプローブピン 35が上記燃料極側セパレータ 3に当接するときには、該燃料極側セパレータ 3に対して押圧状態に当接できるようになつている。

[0029] さらに、上記プローブピン 35は、図 7に示すように、本実施の形態では、例えば、 6 mmピッチで、 7 X 7 = 49本設けられている。なお、必ずしもこれに限らず、例えば、 2 5mmピッチ、 45mmピッチ等であってもよい。すなわち、本実施の形態では、 6mm ピッチで燃料極側セパレータ 3にプローブピン 35を当接させれば、燃料極側セパレータ 3を絶縁物で区画しなくても、十分に隣接領域との間に電流の違いが見出せることを実験により検証できたことにより、燃料極側セパレータ 3を絶縁物で区画しないものとなつている。

[0030] また、本実施の形態では、同図に示すように、燃料極側セパレータ 3の表面の各温度を測定するための温度検知手段としての熱電対 37が、上記燃料極側セパレータ 3 に接触できるように設けられている。すなわち、上記熱電対 37は、上記プローブピン 35と一緒に、燃料極側セパレータ 3の表面に当接されるようになつている。本実施の形態では、熱電対 37は、プローブピン 35の近傍において、例えば、縦方向 4個 X横方向 4個ずつ設けられている。

[0031] ここで、上記昇降装置 20は、図 6 (a)及び図 6 (b)に示すように、下部に昇降用モータ 25を備えており、この昇降用モータ 25を駆動することにより、上記下側締め付けプレート 21が昇降されるようになっている。

[0032] なお、本実施の形態では、プローブピン 35は固定され、燃料電池 10側が昇降移動するものとなっている力必ずしもこれに限らず、プローブピン 35を昇降移動可能とし、燃料電池 10側を固定とすることが可能である。ただし、プローブピン 35には、リード線 36等が接続されるので、プローブピン 35側を動かす場合には、リード線 36を長くする必要等があり、抵抗が大きくなる等の問題があるので、プローブピン 35を固定する方が好ましい。

[0033] 上記燃料電池電流分布測定装置 50の全体概要について、図 3に基づいて説明する。

[0034] まず、燃料電池 10を稼動させるために、水素（H )ガス等の燃料ガスを貯蔵する燃料タンク 11が設けられており、液送ポンプ 12にて燃料電池 10に供給されるようになつている。また、酸素（O )又は空気等の酸化剤ガスを貯蔵する酸化剤ボンべ 13から

、圧力調整弁 14及び酸化剤流量計 15を通して、酸化剤ガスが燃料電池 10に供給されるようになつている。

[0035] さらに、燃料電池 10からの力ソード（空気極側)排液を貯める力ソード排液タンク 16 、及び燃料電池 10からのアノード (燃料極側）排液を貯めるアノード排液タンク 17がそれぞれ設けられている。上記力ソード排液タンク 16及びアノード排液タンク 17は、水位レベルが監視されており、上限値になると、その情報がパソコン 42に伝送されるようになっている。また、上記燃料タンク 11についても、水位レベルが監視されており、下限値になると、その情報がパソコン 42に伝送されるようになっている。

[0036] また、燃料電池 10の燃料極側セパレータ 3の表面での電流分布及び温度分布は、センサーユニット 32にて検出され、計測ユニット 43を介してパソコン 42にそのデータが入力されるようになっている。さらに、燃料電池 10の燃料極側セパレータ 3の表面での電流分布の測定において、適切な電流値を得るための抵抗を負荷する負荷装置 33が接続されている。

[0037] 上記センサーユニット 32は、図 1に示すように、電流を検知するプローブピン 35と、温度を測定するための熱電対 37とからなっている。また、本実施の形態では、プロ一ブピン 35に流れる電流を超高感度磁気センサーにて測定する電流測定手段としての電流測定部 44を備えている。すなわち、本実施の形態では、超高感度磁気センサ一による電流磁界測定を行う。測定原理としては、図 8に示すように、銅線に電流が流れると、磁界が発生するので、その磁界を測定することにより、電流値が把握できるものである。例えば、 0 150mAの電流力分解能 1mA以下で測定できるものである。この測定結果は、電流測定部 44を介してパソコン 42に出力される。

[0038] また、熱電対 37にて検知された温度は、温度計 45にて検出されるようになっている。上記電流測定部 44及び温度計 45は、図 2に示すように、計測ユニット 43に格納されている。

[0039] 一方、負荷装置 33は、図 9に示すように、複数種類の抵抗が格納されており、その中から 1つを選択することによって、電流測定部 44での測定に際して適切な電流値が取り出せるようになつている。この抵抗の選択は、パソコン 42によって行うことができる。その他、本実施の形態の負荷装置 33は、一定電流負荷モードや一定電圧負荷モード等が可能な電子負荷装置としての機能を有しており、それらのモードによる電流 -電圧特性試験及びその他の負荷試験に使用できるように、例えば、最大負荷 20 0W、 40A以下、電圧 0— 200Vの負荷が掛けられるようになつている。

[0040] その他、図 3に示すように、計測ユニット 43には、液送ポンプ 12の流量設定、流量計測、及び酸化剤流量計 15の流量が入力されるものとなっている。

[0041] 上記構成の燃料電池電流分布測定装置 50にて、燃料極側セパレータ 3の表面の電流分布を測定する方法を説明する。

[0042] まず、図 4に示すように、昇降装置 20における下側締め付けプレート 21の上にシリコンシート 22及びラバーヒータ 23を介して燃料電池 10を載置する。次いで、図 6 (b) に示す昇降用モータ 25により、燃料電池 10を上昇させてこの燃料電池 10の燃料極側セパレータ 3の表面を、プローブピン 35及び熱電対 37の先端に当接させる。このとき、プローブピン 35及び熱電対 37には図示しないバネにより、当接時の衝撃が緩和される。

[0043] 次いで、燃料電池 10の運転を開始するために、燃料及び酸化剤の燃料電池 10への投入を行う。このとき、燃料流量及び酸化剤流量を適切な値に調整する。次いで、パソコン 42上のスタートボタンで、計測を開始する。また、適宜、試験項目に応じて、燃料流量、酸化剤流量、測定時間、燃料電池 10の温度を変更して、データを取得する。この計測データを用いて、図 10に示すように、上記パソコン 42の表示部 41にて、運転状況を目視することができる。例えば、電流分布表示 -経過時間、電流分布表示 -酸化剤流量、電流分布表示 -燃料流量、及び温度分布等の表示ができる。また、表示においては、例えば、 10m秒以下の間隔で同時測定することができるので、短時間の変化を表示させることができる。

[0044] なお、燃料電池 10の運転を停止した後においても、パソコン 42に収録されたデータを使って、燃料電池 10の運転状況を表示部 41上で再現できる。

[0045] 上記の燃料電池電流分布測定装置 50では、非常に短時間の時系列で、電流や温度の変化を測定し、記録し、出力表示できる。したがって、燃料や酸化剤等の投入量との関係において発電状態の関係を求めることができる。また、電流分布を測定するためのプローブピン 35の数や組み合わせの自由度が高ぐ大きさの異なる電池にも幅広く適用可能である。また、実使用の燃料電池 10及び燃料極側セパレータ 3を使用することができるので、実際の燃料電池 10により近い測定が可能となる。

[0046] また、従来では、燃料極側セパレータ 3の部分を絶縁体で区分けしてレ、たが、本実施の形態では、測定用の燃料極側セパレータ 3をつくる必要がなぐ実際に使用してレ、る燃料電池 10の燃料極側セパレータ 3の外側表面から、プローブピン 35にて測定ができるので、測定ポイントの変更も容易である。

[0047] さらに、電流測定方法として、超高感度磁気センサーによる電流磁界測定を行うので、測定器の内部抵抗のバラツキ等を気にする必要がない。また、測定に、不要な抵抗を使用しないため、測定誤差の低減を図ることができると共に、燃料電池 10側からみると、負荷系統に余分な抵抗を入れないので、余分な負担がかからない。

[0048] さらに、燃料電池電流分布測定装置 50は、可動ラックに収容されているので、場所の移動が容易である。

[0049] このように、本実施の形態の燃料電池電流分布測定装置 50では、複数のプローブピン 35は、一対の電極における一方の燃料極側セパレータ 3の外側表面の非区画領域に接触される。したがって、従来では、燃料極側セパレータ 3を絶縁物にて区画して測定していた力本実施の形態では、区画しないので、真の燃料極側セパレータ 3の外側表面の電流分布を測定することができる。

[0050] また、本実施の形態では、複数のプローブピン 35は、燃料極側セパレータ 3の外側表面に接触させるだけで足り、例えば半田付け等による固着を行っていない。したがつて、燃料電池電流分布測定が容易である。

[0051] この結果、燃料電池 10の燃料極側セパレータ 3全体から得られる起電力の内の部分起電力を正確に再現し得る燃料電池電流分布測定装置 50及び燃料電池電流分布測定方法を提供することができる。

[0052] また、本実施の形態の燃料電池電流分布測定装置 50では、プローブピン 35は接触ピンからなっているので、容易に燃料極側セパレータ 3の外側表面に接触できると共に、狭い領域に接触させることができる。

[0053] また、本実施の形態の燃料電池電流分布測定装置では、プローブピン 35は燃料極側セパレータ 3の外側表面に接触自在となっているので、燃料電池電流分布測定時にプローブピン 35を燃料極側セパレータ 3の外側表面に接触させることができる。したがって、プローブピン 35を燃料極側セパレータ 3の外側表面に固着しておく必要がないので、燃料電池電流分布測定が容易であると共に、測定ポイントの変更も容易である。

[0054] また、本実施の形態の燃料電池電流分布測定装置 50では、昇降装置 20によって燃料電池を上昇させることにより、燃料極側セパレータ 3の外側表面をプローブピン 3 5の先端に接触させることができる。したがって、燃料極側セパレータ 3の外側表面とプローブピン 35との接触を自動で行うことができる。

[0055] ところで、従来、燃料電池電流分布測定においては、超低インピーダンスで電流を測定することや低抵抗の電極相当面のために部分的な電流の取り出しが困難であつた。

[0056] そこで、本実施の形態では、電流測定部 44は、各プローブピン 35に流れる電流により発生する磁力を検出することによって電流値を測定する。したがって、超低インピ一ダンスでの電流測定が可能であり、燃料極側セパレータ 3の外側表面の部分的な電流の取り出しも可能となる。また、抵抗負荷でないので、燃料電池の負荷系統に負担をかけることがない。

[0057] また、本実施の形態の燃料電池電流分布測定装置 50では、電流測定の際に、負荷装置 33によって所定の抵抗値を付与することにより、電流値を適切な所定の範囲に含まれるようにすること力 Sできる。

[0058] また、本実施の形態の燃料電池電流分布測定装置 50では、プローブピン 35と一緒に燃料極側セパレータ 3の外側表面に自在に接触する複数の熱電対 37が設けられているので、温度の影響を考慮した燃料電池電流分布測定が可能となる。

[0059] また、本実施の形態の燃料電池電流分布測定装置 50では、燃料電池 10の燃料極側セパレータ 3の外側表面における起電力分布を表示する表示部 41が設けられているので、分布を目視にて確認することができる。

[0060] 以上のように、本発明の燃料電池電流分布測定装置は、電気的接合部材は、接触ピン力もなつている。

[0061] したがって、容易に電極相当面に接触できると共に、狭い領域に接触させることができる。

[0062] また、本発明の燃料電池電流分布測定装置は、上記記載の燃料電池電流分布測定装置において、前記接触ピンは、一方の電極相当面に接触自在となっている。

[0063] したがって、燃料電池電流分布測定時に接触ピンを電極相当面に接触させることができる。この結果、接触ピンを電極相当面に固着しておく必要がないので、燃料電池電流分布測定が容易であると共に、測定ポイントの変更も容易である。

[0064] また、本発明の燃料電池電流分布測定装置は、上記記載の燃料電池電流分布測定装置において、前記燃料電池を、昇降移動させる昇降手段が設けられている。

[0065] 上記の発明によれば、昇降手段によって燃料電池を上昇させることにより、電極相当面を接触ピンの先端に接触させることができる。したがって、電極相当面と接触ピンとの接触を自動で行うことができる。

[0066] また、本発明の燃料電池電流分布測定装置は、上記記載の燃料電池電流分布測定装置において、前記電流測定手段は、各電気的接合部材に流れる電流により発生する磁力を検出することによって電流値を測定する。

[0067] また、本発明の燃料電池電流分布測定方法は、上記記載の燃料電池電流分布測定方法において、前記各電気的接合部材に流れる電流により発生する磁力を検出することによって電流値を測定する。

[0068] ところで、従来、燃料電池電流分布測定においては、超低インピーダンスで電流を測定することや低抵抗の電極相当面のために部分的な電流の取り出しが困難であつた。

[0069] そこで、本発明では、電流測定手段は、各電気的接合部材に流れる電流により発生する磁力を検出することによって電流値を測定する。したがって、超低インピーダンスでの電流測定が可能であり、電極相当面の部分的な電流の取り出しも可能となる。また、抵抗負荷でないので、燃料電池の負荷系統に負担をかけることがない。

[0070] また、本発明の燃料電池電流分布測定装置は、上記記載の燃料電池電流分布測定装置において、前記複数の電気的接合部材と上記一対の電極における他方の電極との間に接続され、所定の抵抗値を付与する抵抗負荷手段が設けられている。

[0071] 上記の発明によれば、電流測定の際に、抵抗負荷手段によって所定の抵抗値を付与することにより、電流値を適切な所定の範囲に含まれるようにすることができる。

[0072] また、本発明の燃料電池電流分布測定装置は、上記記載の燃料電池電流分布測定装置にぉレ、て、前記電気的接合部材と一緒に前記一方の電極相当面に自在に接触する複数の温度検知手段が設けられている。

[0073] 上記の発明によれば、温度の影響を考慮した燃料電池電流分布測定が可能となる

[0074] また、本発明の燃料電池電流分布測定装置は、上記記載の燃料電池電流分布測定装置において、前記燃料電池の電極面における起電力分布を表示する表示手段が設けられている。

[0075] したがって、分布を目視にて確認することができる。

[0076] なお、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである産業上の利用の可能性

本発明は、水素型燃料電池、直接メタノール型電池（DMFC)又はその他の燃料電池の電極面における起電力分布測定に適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 電解質と該電解質を挟んで両側に設けられた一対の電極とを有する燃料電池の電極面における起電力分布を得るための燃料電池電流分布測定装置において、上記一対の電極における一方の電極相当面の非区画領域に接触される複数の電気的接合部材と、

上記各電気的接合部材に流れる電流を測定する電流測定手段とを備えていることを特徴とする燃料電池電流分布測定装置。

[2] 前記電気的接合部材は、接触ピンからなっていることを特徴とする請求項 1記載の燃料電池電流分布測定装置。

[3] 前記接触ピンは、一方の電極相当面に接触自在となっていることを特徴とする請求項 2記載の燃料電池電流分布測定装置。

[4] 前記燃料電池を、昇降移動させる昇降手段が設けられていることを特徴とする請求項 3記載の燃料電池電流分布測定装置。

[5] 前記電流測定手段は、各電気的接合部材に流れる電流により発生する磁力を検出することによって電流値を測定することを特徴とする請求項 1一 4のいずれ力 1項に記載の燃料電池電流分布測定装置。

[6] 前記複数の電気的接合部材と上記一対の電極における他方の電極との間に接続され、所定の抵抗値を付与する抵抗負荷手段が設けられてレ、ることを特徴とする請求項 1一 5のいずれか 1項に記載の燃料電池電流分布測定装置。

[7] 前記電気的接合部材と一緒に前記一方の電極相当面に自在に接触する複数の温度検知手段が設けられていることを特徴とする請求項 1一 6いずれ力、 1項に記載の燃料電池電流分布測定装置。

[8] 前記燃料電池の電極面における起電力分布を表示する表示手段が設けられていることを特徴とする請求項 1一 7のいずれ力、 1項に記載の燃料電池電流分布測定装置。

[9] 電解質と該電解質を挟んで両側に設けられた一対の電極とを有する燃料電池の電極面における起電力分布を得る燃料電池電流分布測定方法において、

上記一対の電極における一方の電極相当面の非区画領域に複数の電気的接合部材を接触させる工程と、

上記各電気的接合部材に流れる電流を測定する工程とを含むことを特徴とする燃料電池電流分布測定方法。

前記各電気的接合部材に流れる電流により発生する磁力を検出することによって電流値を測定することを特徴とする請求項 9記載の燃料電池電流分布測定方法。