JP5450120B2 - Aging method for polymer electrolyte fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は、電解質膜の両側に一対の電極が配設される電解質膜・電極構造体とセパレータとを有する固体高分子型燃料電池をエージングするための固体高分子型燃料電池のエージング方法に関する。 The present invention relates to an aging method for a polymer electrolyte fuel cell for aging a polymer electrolyte fuel cell having an electrolyte membrane / electrode structure in which a pair of electrodes are disposed on both sides of an electrolyte membrane and a separator.
燃料電池は、燃料ガス(主に水素を含有するガス)及び酸化剤ガス(主に酸素を含有するガス)をアノード側電極及びカソード側電極に供給して電気化学的に反応させることにより、直流の電気エネルギを得るシステムである。 A fuel cell supplies a fuel gas (mainly hydrogen-containing gas) and an oxidant gas (mainly oxygen-containing gas) to the anode-side electrode and the cathode-side electrode and causes them to react electrochemically. It is a system that obtains electrical energy.
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を設けた電解質膜・電極構造体(MEA)を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の発電セルは、通常、電解質膜・電極構造体とセパレータとを所定数だけ積層することにより、燃料電池スタックとして、例えば、自動車等の車両に搭載して使用されている。 For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) provided with an anode electrode and a cathode electrode on both sides of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane is sandwiched by separators. Has a cell. This type of power generation cell is normally used as a fuel cell stack mounted on a vehicle such as an automobile, for example, by laminating a predetermined number of electrolyte membrane / electrode structures and separators.
この種の固体高分子型燃料電池では、組み立て直後の電解質膜の含水量が十分でないため、初期発電性能が低くなっている。従って、通常、燃料電池の組み立て後に所望の発電性能を引き出すため、前記燃料電池のエージング運転が行われている。 In this type of polymer electrolyte fuel cell, the initial power generation performance is low because the water content of the electrolyte membrane immediately after assembly is not sufficient. Therefore, usually, the aging operation of the fuel cell is performed in order to obtain a desired power generation performance after the assembly of the fuel cell.
例えば、特許文献1に開示されている燃料電池とその製造方法では、セルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程を有することを特徴としている。これにより、燃料電池使用中のスタックのクリープが低減され、目標寿命内で、常に燃料電池スタックの必要締結荷重が維持される、としている。 For example, the fuel cell and the manufacturing method disclosed in Patent Document 1 are characterized by having an aging process in which at least a compressive load is applied to the cell module to advance initial creep. Thereby, the creep of the stack during use of the fuel cell is reduced, and the required fastening load of the fuel cell stack is always maintained within the target life.
上記の特許文献1では、セルモジュールに、圧縮荷重を所定時間だけ付与することにより、初期クリープを進行させている。しかしながら、所望の状態まで初期クリープを進行させようとすると、圧縮荷重を付与する所定時間が相当に長い時間になるという問題がある。これにより、燃料電池のエージング工程を効率的に行うことができないという問題がある。 In Patent Document 1 described above, initial creep is advanced by applying a compressive load to the cell module for a predetermined time. However, if the initial creep is advanced to a desired state, there is a problem that the predetermined time for applying the compressive load becomes a considerably long time. Thereby, there exists a problem that the aging process of a fuel cell cannot be performed efficiently.
しかも、特に高温高湿度の環境で、高荷重領域まで荷重エージングを行う際、シール部に過剰な荷重が付与されてしまう。このため、シール部に接触するセパレータ部分やMEA部分に変形や破損が惹起するおそれがある。 In addition, when load aging is performed up to a high load region particularly in a high temperature and high humidity environment, an excessive load is applied to the seal portion. For this reason, there exists a possibility that a deformation | transformation and damage may be caused in the separator part and MEA part which contact a seal part.
本発明はこの種の問題を解決するものであり、電解質膜の含水量を調整することにより、効率的且つ良好な荷重エージングを行うことが可能な固体高分子型燃料電池のエージング方法を提供することを目的とする。 The present invention solves this type of problem and provides an aging method for a polymer electrolyte fuel cell capable of performing efficient and good load aging by adjusting the water content of an electrolyte membrane. For the purpose.
本発明は、電解質膜の両側に一対の電極が配設される電解質膜・電極構造体とセパレータとを有する固体高分子型燃料電池をエージングするための固体高分子型燃料電池のエージング方法に関するものである。 The present invention relates to an aging method for a polymer electrolyte fuel cell for aging a polymer electrolyte fuel cell having an electrolyte membrane / electrode structure in which a pair of electrodes are disposed on both sides of the electrolyte membrane and a separator. It is.
このエージング方法は、固体高分子型燃料電池に積層方向に荷重を付与した状態で、電解質膜の含水率を増加させることにより、電極部の荷重を増加させる増圧工程と、前記電極部に付与される荷重を減少させる減圧工程とを有し、前記増圧工程と前記減圧工程とを繰り返し行う。 This aging method includes a pressure increasing step for increasing the load of the electrode portion by increasing the moisture content of the electrolyte membrane in a state where a load is applied to the polymer electrolyte fuel cell in the stacking direction, A pressure reducing step for reducing the applied load, and repeatedly performing the pressure increasing step and the pressure reducing step.
また、このエージング方法は、電解質膜・電極構造体の少なくとも一方の電極側に温水又は加湿ガスを導入することにより、電解質膜の含水率を増加させることが好ましい。 In this aging method, it is preferable to increase the moisture content of the electrolyte membrane by introducing warm water or a humidified gas into at least one electrode side of the electrolyte membrane / electrode structure.
さらに、このエージング方法は、固体高分子型燃料電池に酸化剤ガス及び燃料ガスを供給するとともに、負荷電流を設定して発電を行うことにより、電解質膜の含水率を増加させることが好ましい。 Furthermore, in this aging method, it is preferable to increase the moisture content of the electrolyte membrane by supplying an oxidant gas and a fuel gas to the polymer electrolyte fuel cell and setting the load current to generate power.
さらにまた、減圧工程は、電解質膜の含水率を低下させる工程、又は固体高分子型燃料電池の積層方向端部に設けられる受圧部材による荷重を除去する工程を行うことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the pressure reducing step is a step of reducing the moisture content of the electrolyte membrane or a step of removing a load by the pressure receiving member provided at the stacking direction end of the polymer electrolyte fuel cell.
本発明では、電解質膜の含水率を増加させて電極部に荷重を付与するため、シール部に必要以上の荷重が付与されることがない。従って、セパレータの変形やMEAの損傷等を良好に抑制することができ、電極部のみに荷重エージングを確実に遂行することが可能になる。しかも、増圧工程と減圧工程とを繰り返し行うことにより、荷重エージング処理が効率的且つ迅速に行われる。 In the present invention, since the moisture content of the electrolyte membrane is increased and a load is applied to the electrode portion, a load more than necessary is not applied to the seal portion. Accordingly, it is possible to satisfactorily suppress deformation of the separator, damage to the MEA, and the like, and it is possible to reliably perform load aging only on the electrode portion. In addition, the load aging process is efficiently and quickly performed by repeatedly performing the pressure increasing process and the pressure reducing process.
図1には、本発明の第1の実施形態に係る固体高分子型燃料電池10のエージング方法を実施するための荷重エージングシステム12が示されている。荷重エージングシステム12は、加圧装置14と温水処理装置16とコントローラ18とを備える。
FIG. 1 shows a
燃料電池10は、図1及び図2に示すように、電解質膜・電極構造体(MEA)20が、第1及び第2セパレータ22、24を介装して積層された発電セル26を備える。複数の発電セル26は、矢印A方向に積層されるとともに、前記発電セル26の積層方向両端には、一対のエンドプレート28a、28bが配設される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1及び第2セパレータ22、24は、例えば、金属セパレータ(又はカーボンセパレータ)で構成される。電解質膜・電極構造体20と第1及び第2セパレータ22、24との間には、後述する連通孔の周囲及び電極面(電極部)の外周を覆って、ガスケット等のシール部材29が介装される。なお、第1及び第2セパレータ22、24に、シール部材29を一体成形してもよい。
The 1st and
発電セル26の矢印B方向の一端縁部には、積層方向である矢印A方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔30a、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔32b、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔34bが、矢印C方向に配列して設けられる。
An oxidant gas
発電セル26の矢印B方向の他端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔34a、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔32a、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔30bが、矢印C方向に配列して設けられる。
The other end edge of the
電解質膜・電極構造体20は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜36と、前記固体高分子電解質膜36を挟持するアノード側電極38及びカソード側電極40とを備える。
The electrolyte membrane /
アノード側電極38及びカソード側電極40は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子を前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜36の両面に形成される。
The
第1セパレータ22の電解質膜・電極構造体20側の面22aには、例えば、矢印B方向に延在する酸化剤ガス流路46が設けられるとともに、この酸化剤ガス流路46は、酸化剤ガス供給連通孔30aと酸化剤ガス排出連通孔30bとに連通する。
The surface 22a of the
第2セパレータ24の電解質膜・電極構造体20側の面24aには、燃料ガス供給連通孔34aと燃料ガス排出連通孔34bとに連通する燃料ガス流路48が形成される。第2セパレータ24の面24bと第1セパレータ22の面22bとの間には、冷却媒体供給連通孔32aと冷却媒体排出連通孔32bとに連通する冷却媒体流路50が形成される。
A
図1に示すように、加圧装置14は、鉛直方向に積層される燃料電池10の上端部を構成するエンドプレート28b上に配置される複数の押圧機(受圧部材)52を備える。押圧機52は、アクチュエータ(図示せず)の作用下に進退自在な可動部52aを設けており、前記可動部52aは、エンドプレート28bに当接する。アクチュエータとしては、例えば、油圧シリンダ、空圧シリンダ又は電動モータ等が使用される。
As shown in FIG. 1, the pressurizing
押圧機52上には、保持プレート54が配置される。保持プレート54と下方に配置されているエンドプレート28aとは、複数本の取り付けバー56により固定される。燃料電池10は、保持プレート54とエンドプレート28aとの間で、押圧機52の付勢作用下に所定の締め付け荷重が付与される。
A
温水処理装置16は、電解質膜・電極構造体20の少なくとも一方の電極側に、第1の実施形態では、両方の電極側であるアノード側電極38側及びカソード側電極40側に、温水を流通させるための温水循環系60を備える。温水循環系60は、所定の温度に加温された純水62が貯留されるタンク64を備え、このタンク64内には、導電率計66が前記純水62内に浸漬されて配置される。
The hot
タンク64内には、温水供給配管68の一端部と、温水排出配管70の一端部とが配置される。温水供給配管68には、ポンプ72が配置されるとともに、前記温水供給配管68の他端部側は、第1供給配管68a及び第2供給配管68bに分岐する。第1供給配管68aは、燃料電池10の酸化剤ガス供給連通孔30aに連結される一方、第2供給配管68bは、前記燃料電池10の燃料ガス供給連通孔34aに連結される。
One end of the hot
温水排出配管70の他端部側は、第1排出配管70a及び第2排出配管70bに分岐する。第1排出配管70aは、燃料電池10の酸化剤ガス排出連通孔30bに連結される一方、第2排出配管70bは、前記燃料電池10の燃料ガス排出連通孔34bに連結される。
The other end side of the hot
このように構成される荷重エージングシステム12を用いて、燃料電池10のエージング方法を以下に説明する。
The aging method of the
一般に、固体高分子電解質膜36は、吸水することにより膨潤し、積層方向の荷重を増加させる膨潤力を有する。この固体高分子電解質膜36の膨潤量(寸法変化率)は、温度及び湿度によって変化する。この関係が、図3に示されており、温度が高くなるのに従って、さらに固体高分子電解質膜36中の含水量(湿度)が増加するのに従って、前記固体高分子電解質膜36の膨潤量が増加する。
In general, the solid
そして、図4に示すように、固体高分子電解質膜36の膨潤量と、電解質膜・電極構造体20の電極部の荷重とは、比例の関係を有している。これらにより、固体高分子電解質膜36中の含水量(温度及び湿度)による必要電極荷重が設定される。
As shown in FIG. 4, the swelling amount of the solid
そこで、エージング方法について説明すると、燃料電池10では、エンドプレート28a上に複数の発電セル26が積層され、その積層端には、エンドプレート28bが配置される。さらに、エンドプレート28a上には、複数の押圧機52が載置されるとともに、前記押圧機52上に保持プレート54が配置される。エンドプレート28aと保持プレート54とは、複数本の取り付けバー56により固定される。一方、図1に示すように、燃料電池10には、温水処理装置16が接続される。
Therefore, the aging method will be described. In the
次いで、押圧機52が付勢されて、可動部52aがエンドプレート28bを積層方向に押圧することにより、エンドプレート28a、28b間に所定の締め付け荷重が付与される。この状態で、温水処理装置16において、温水循環系60を構成するポンプ72が駆動される。
Next, the
このため、タンク64に貯留されている純水(温水)62は、温水供給配管68から第1及び第2供給配管68a、68bに分岐し、燃料電池10の酸化剤ガス供給連通孔30a及び燃料ガス供給連通孔34aに導入される。これにより、純水62は、燃料電池10内の各酸化剤ガス流路46及び各燃料ガス流路48に流通された後、酸化剤ガス排出連通孔30b及び燃料ガス排出連通孔34bから第1及び第2排出配管70a、70bに排出される。
Therefore, the pure water (hot water) 62 stored in the
従って、純水62は、温水排出配管70を介してタンク64に戻されるとともに、所定温度に加温された前記純水62が循環供給されている。なお、純水62の温度は、例えば、30℃〜55℃内の範囲に設定される。
Accordingly, the
上記のように、酸化剤ガス流路46及び燃料ガス流路48に、純水62が循環されるため、各電解質膜・電極構造体20では、固体高分子電解質膜36に前記純水62が導入され、この固体高分子電解質膜36が膨潤する。その際、純水62の温度を管理することにより、図5に示すように、必要な電極荷重を得ることができ、電極部には、固体高分子電解質膜36の膨潤による荷重が付与される。
As described above, since the
なお、燃料電池10に付与される荷重範囲は、車載環境下で生涯発生する可能性のある荷重範囲(生涯電極荷重範囲)に設定される(図6参照)。このように、初期に最大の荷重履歴を与えることにより、それ以下の荷重範囲で使用される際に、荷重低下が抑制され、接触抵抗の増加が阻止されて性能低下を抑えることができるという利点がある。
It should be noted that the load range applied to the
本実施形態の荷重エージング時には、固体高分子電解質膜36の含水率を増加させることにより、電極部に荷重を付与する増圧工程と、前記電極部に付与される荷重を減少させる減圧工程とが、繰り返し行われる。この減圧工程では、押圧機52を滅勢して可動部52aによるエンドプレート28bへの押圧力が解除すされる。なお、押圧機52による減圧処理に代えて、乾燥空気によりガス流路のパージを行うことによって、固体高分子電解質膜36の含水率を低下させる工程を行ってもよい。
At the time of load aging of this embodiment, by increasing the water content of the solid
上記の増圧工程と減圧工程とは、固体高分子電解質膜36の厚さの変動幅が所定値内であることが検出されるまで行われる他、予め単体の発電セル26による実験データから回数を設定してもよい。また、図6に示すように、高荷重側は、高温高加湿の環境とする一方、低荷重側は、燃料電池10が氷点下の低温環境に置かれた場合及び起動の環境に相当する荷重範囲としている。
The pressure increasing step and the pressure reducing step are performed until it is detected that the fluctuation range of the thickness of the solid
この場合、第1の実施形態では、荷重エージングに際して、温水処理装置16の作用下に固体高分子電解質膜36の含水率を増加させ、前記固体高分子電解質膜36の膨潤力によって電極部のみに荷重が付与されている。
In this case, in the first embodiment, at the time of load aging, the moisture content of the solid
このため、例えば、シール部材29に必要以上の荷重を付与することがなく、前記シール部材29に接触する第1及び第2セパレータ22、24の変形や、電解質膜・電極構造体20の損傷等を良好に抑制することができる。従って、燃料電池10では、各電極部のみに荷重エージングを良好に遂行することが可能になる。しかも、増圧工程と減圧工程とを繰り返し行うことにより、荷重エージング処理が、効率的且つ迅速に行われるという効果が得られる。
For this reason, for example, without applying an unnecessary load to the
また、第1の実施形態では、固体高分子電解質膜36の含水率を増加させるために、温水処理装置16を用いているが、これに限定されるものではない。例えば、温水処理装置16に代えて、加湿ガス供給装置(図示せず)を用いることができる。
In the first embodiment, the hot
この加湿ガス供給装置では、所定の湿度に調整された加湿ガスを酸化剤ガス流路46及び燃料ガス流路48に供給するとともに、この加湿ガスの温度を調整することによって、固体高分子電解質膜36の膨潤量を調節することが可能である(図3〜図5参照)。これにより、純水62に代えて加湿ガスを用いても、上記と同様の効果が得られる。
In this humidified gas supply device, the humidified gas adjusted to a predetermined humidity is supplied to the oxidant
なお、荷重エージングシステム12による燃料電池10の荷重エージング処理が終了すると、この燃料電池10は、温水処理装置16から取り外される。そして、図7に示すように、押圧機52によるエンドプレート28bの加圧を行いながら、取り付けバー56と正規の取り付けバー74とが、順次、取り替えられる。この正規の取り付けバー74は、エンドプレート28a、28bに両端が固定される。
When the load aging process of the
さらに、図8に示すように、全ての取り付けバー56が取り外される一方、全ての取り付けバー74がエンドプレート28a、28b間に固定され、押圧機52及び保持プレート54が離脱されることにより、燃料電池スタックが得られる。
Further, as shown in FIG. 8, all the mounting bars 56 are removed, while all the mounting bars 74 are fixed between the
図9は、本発明の第2の実施形態に係るエージング方法を実施するための荷重エージングシステム80の概略説明図である。なお、第1の実施形態に係る荷重エージングシステム12と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram of a
荷重エージングシステム80は、加圧装置14と発電エージング装置82とを備える。なお、発電エージング装置82は、発電エージングのために用いられる専用機として構成されていてもよく、又は車載用として燃料電池10を組み込む燃料電池システムにより、発電エージングを行うように構成してもよい。
The
発電エージング装置82は、燃料電池10に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系84と、前記燃料電池10に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給系86と、前記燃料電池10に接続される電子負荷88とを備える。
The power
燃料ガス供給系84は、水素タンク90を備え、この水素タンク90から水素供給管92を介して燃料ガス供給連通孔34aに水素ガスが供給されるとともに、この水素供給管92には、可変バルブ94aが配設される。
The fuel
燃料ガス供給系84は、燃料ガス排出連通孔34bに連通する水素排出管96を有し、この水素排出管96と水素供給管92とにバイパスライン98が接続される。水素排出管96及びバイパスライン98には、開閉弁100a、100bが配設される。
The fuel
酸化剤ガス供給系86は、エアポンプ(エアコンプレッサ)102を備え、このエアポンプ102に接続される空気供給管104は、酸化剤ガス供給連通孔30aに接続される。この空気供給管104には、可変バルブ94bが配設される。
The oxidant
酸化剤ガス供給系86は、酸化剤ガス排出連通孔30bに接続される空気排出管106を備え、この空気排出管106と空気供給管104とにバイパスライン108が接続される。空気排出管106及びバイパスライン108には、開閉弁100c、100dが配設される。
The oxidant
電子負荷88は、可変抵抗機能を有しており、燃料電池10の出力電流が零から使用時の最大電流密度以上になるように抵抗値が設定可能である。最大電流密度とは、発熱により固体高分子電解質膜36に劣化が発生しない程度の電流密度であり、設定する出力電流は、最大電流密度の200%、好ましくは、150%以下、より好ましくは、125%以下である。さらに、電流密度が極度に大きくなると、面内の発電分布が大きくなり、好ましくない。
The
このように構成される荷重エージングシステム80によるエージング方法について、以下に説明する。
An aging method by the
燃料電池10は、加圧装置14により所定の荷重が付与された状態で、発電エージング装置82が駆動される。発電エージング装置82を構成する燃料ガス供給系84では、水素供給管92が燃料ガス供給連通孔34aに接続されるとともに、水素排出管96が燃料ガス排出連通孔34bに接続される。酸化剤ガス供給系86では、空気供給管104が酸化剤ガス供給連通孔30aに接続されるとともに、空気排出管106が酸化剤ガス排出連通孔30bに接続される。また、燃料電池10には、電子負荷88が電気的に接続される。
In the
そして、燃料ガス供給系84を構成する水素タンク90は、水素供給管92を介して燃料ガス供給連通孔34aに燃料ガスを供給する。一方、酸化剤ガス供給系86を構成するエアポンプ102を介して、空気供給管104から酸化剤ガス供給連通孔30aに空気が供給される。なお、供給燃料ガス及び供給酸化剤ガスは、予め加湿させることが好ましい。
The
このため、燃料ガス流路48に水素ガスが供給されるとともに、酸化剤ガス流路46に空気が供給され、電解質膜・電極構造体20により電気化学反応が発生する。従って、電気化学反応により水が生成され、この水が固体高分子電解質膜36に供給される。これにより、固体高分子電解質膜36は、膨潤して含水率が増加し、電極部にのみ荷重を付与することができ、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
For this reason, hydrogen gas is supplied to the
図10は、本発明の第3の実施形態に係るエージング方法を実施するための荷重エージングシステム110の概略説明図である。
FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a
荷重エージングシステム110は、積層機112と、温水処理装置16(又は発電エージング装置82)とを備える。積層機112は、燃料電池10を組立てるための組み立て機であり、上面が水平方向に対して傾斜する傾斜受台114を有するとともに、前記傾斜受台114の下端位置側には、支持板116が設けられる。
The
支持板116側には、エンドプレート28aが配置され、このエンドプレート28aには、傾斜受台114の傾斜に沿って複数の発電セル26が積層されるとともに、積層方向上端部には、エンドプレート28bが配置される。エンドプレート28b側には、加圧板118が配置されるとともに、この加圧板118は、図示しないアクチュエータを介して支持板116側に押圧される。
An
このように構成される第3の実施形態では、積層機112が加圧装置として機能し、加圧板118がエンドプレート28b側に付勢されることにより、燃料電池10には、所定の締め付け荷重が付与される。この状態で、温水処理装置16が駆動されることにより、固体高分子電解質膜36の含水率を増加させて、電極部に荷重を付与する増圧工程が行われる。
In the third embodiment configured as described above, the laminating
次いで、温水処理装置16の運転が停止される一方、加圧板118への押圧力が解除されて、燃料電池10の荷重抜きによる減圧工程が行われる。そして、上記の増圧工程と減圧工程とが、所定の回数だけ繰り返し行われた後、燃料電池10の荷重が設定され、エンドプレート28a、28b間が取り付けバー74を介して固定されることにより、燃料電池スタックの組み付けが行われる(図8参照)。従って、第3の実施形態では、上記の第1及び第2の実施形態と同様の効果が得られる。
Next, while the operation of the hot
10…燃料電池
12、80、110…荷重エージングシステム
14…加圧装置 16…温水処理装置
18…コントローラ 20…電解質膜・電極構造体
22、24…セパレータ 26…発電セル
28a、28b…エンドプレート 30a…酸化剤ガス供給連通孔
30b…酸化剤ガス排出連通孔 32a…冷却媒体供給連通孔
32b…冷却媒体排出連通孔 34a…燃料ガス供給連通孔
34b…燃料ガス排出連通孔 36…固体高分子電解質膜
38…アノード側電極 40…カソード側電極
46…酸化剤ガス流路 48…燃料ガス流路
50…冷却媒体流路 52…押圧機
54…保持プレート 60…温水循環系
62…純水 64…タンク
68…温水供給配管 68a、68b…供給配管
70…温水排出配管 70a、70b…排出配管
72…ポンプ 82…発電エージング装置
84…燃料ガス供給系 86…酸化剤ガス供給系
88…電子負荷 90…水素タンク
92…水素供給管 94a、94b…可変バルブ
96…水素排出管
100a、100b、100c、100d…開閉弁
102…エアポンプ 104…空気供給管
106…空気排出管 112…積層機
114…傾斜受台 116…支持板
118…加圧板
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Claims (4)
前記固体高分子型燃料電池に積層方向に荷重を付与した状態で、前記電解質膜の含水率を増加させることにより、電極部の荷重を増加させる増圧工程と、
前記電極部に付与される荷重を減少させる減圧工程と、
を有し、前記増圧工程と前記減圧工程とを繰り返し行うことを特徴とする固体高分子型燃料電池のエージング方法。 A solid polymer fuel cell aging method for aging a polymer electrolyte fuel cell having an electrolyte membrane / electrode structure in which a pair of electrodes are disposed on both sides of the electrolyte membrane and a separator,
In a state where a load is applied in the stacking direction to the polymer electrolyte fuel cell, a pressure increasing step for increasing the load of the electrode part by increasing the moisture content of the electrolyte membrane;
A pressure reducing step for reducing a load applied to the electrode part;
And aging the solid polymer fuel cell, wherein the pressure increasing step and the pressure reducing step are repeated.
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