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燃料電池システム及びその運用方法 UPDATE

国内特許コード P170013943
整理番号 (S2015-1988-N52)
掲載日 2017年3月29日
出願番号 特願2015-159087
公開番号 特開2017-037805
出願日 平成27年8月11日(2015.8.11)
公開日 平成29年2月16日(2017.2.16)
発明者
  • 内田 誠
  • 柿沼 克良
  • 渡辺 政廣
  • 飯山 明裕
出願人
  • 国立大学法人山梨大学
発明の名称 燃料電池システム及びその運用方法 UPDATE
発明の概要 【課題】
燃料電池のカソード触媒の劣化を低減することができる燃料電池システム及びその運用方法を提供するものである。
【解決手段】本発明によれば、アノードに用いられる触媒が、水素雰囲気下における電気抵抗よりも酸素を含む雰囲気下における電気抵抗の方が大きくなる特性を有する材料を担体とする触媒である燃料電池と、前記燃料電池の運転停止時に、燃料ガスの供給が停止されると、燃料ガス室内の前記燃料ガスの一部又は全部を消費した後、前記燃料ガス室に酸素を含むガスを導入するように前記燃料電池を制御する制御装置と、を有する燃料電池システムが提供される。
【選択図】図5
従来技術、競合技術の概要


高分子電解質膜を使用した固体高分子形燃料電池において、燃料電池の運転を停止するときには、燃料電池への燃料ガス及び酸化ガスの供給を停止する。このとき、燃料ガス室に空気をパージする方法がある。



例えば、特許文献1では、空気によるパージ操作を行なうことにより、窒素設備を不要にし、操作性と利便性に優れた燃料電池システムが開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、燃料電池システム及びその運用方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
アノードに用いられる触媒が、水素雰囲気下における電気抵抗よりも酸素を含む雰囲気下における電気抵抗の方が大きくなる特性を有する材料を担体とする触媒である燃料電池と、
前記燃料電池の運転停止時に、燃料ガスの供給が停止されると、燃料ガス室内の前記燃料ガスの一部又は全部を消費した後、前記燃料ガス室に酸素を含むガスを導入するように前記燃料電池を制御する制御装置と、
を有する燃料電池システム。

【請求項2】
前記燃料ガス室と連通し且つ大気に開放された流路に設けられたバルブを有し、前記制御装置により、前記燃料ガス室内の圧力が大気圧よりも低くなったときに前記バルブを開くことで酸素を含むガスである空気を前記燃料ガス室へ導入するように制御される、
請求項1に記載の燃料電池システム。

【請求項3】
前記制御装置により、
前記燃料電池の再起動時に前記バルブを開き、前記燃料ガス室に導入された前記燃料ガスにより前記空気を押し出して前記空気を大気に放出するように制御される、
請求項2に記載の燃料電池システム。

【請求項4】
前記制御装置により、
前記燃料電池が再起動された後、前記大気に開放された流路を通過するガスの中の空気濃度が予め定められた値を下回ると、前記バルブを閉じるように制御され、発電が開始される、
請求項2又は請求項3に記載の燃料電池システム。

【請求項5】
前記制御装置により、
前記燃料電池が再起動された後、前記大気に開放された流路を通過するガスの中の水素濃度が予め定められた値を上回ると、前記バルブを閉じるように制御される、
請求項2~請求項4のいずれか1項に記載の燃料電池システム。

【請求項6】
前記燃料ガス室と連通し且つ大気に開放された流路は、前記バルブを跨ぐように設けられた分岐流路が接続されており、前記燃料ガス室から大気へ向かうガスの流出を防止する逆止弁が前記分岐流路に設けられる、
請求項2~請求項5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。

【請求項7】
前記材料は、ドープ対象となる金属化合物を構成する金属の原子価よりも大きい原子価を有する不純物がドープされた金属酸化物、金属窒化物及び金属炭化物のいずれかである、
請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の燃料電池システム。

【請求項8】
カソードに用いられる触媒が、ドープ対象となる金属酸化物を構成する金属の原子価よりも大きい原子価を有する不純物がドープされた金属酸化物を担体とする触媒である燃料電池と、
前記燃料電池の運転停止時に、燃料ガスの供給が停止されると、燃料ガス室内の前記燃料ガスの一部又は全部を消費した後、前記燃料ガス室に酸素を含むガスを導入するように前記燃料電池を制御する制御装置と、
を有する燃料電池システム。

【請求項9】
前記金属酸化物は、酸化スズ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化インジウム、酸化バナジウム及びペロブスカイト酸化物のうち少なくとも1つから選ばれる、
請求項8に記載の燃料電池システム。

【請求項10】
燃料電池システムの運用方法であって、
アノードに用いられる触媒が、水素雰囲気下における電気抵抗よりも酸素を含む雰囲気下における電気抵抗の方が大きくなる特性を有する材料を担体とする触媒である燃料電池の運転停止時に、燃料ガスの供給が停止されると、燃料ガス室内の前記燃料ガスの一部又は全部を消費した後、前記燃料ガス室に酸素を含むガスを導入するように前記燃料電池を制御する制御ステップを有する燃料電池システムの運用方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015159087thum.jpg
出願権利状態 公開
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