專利名稱：燃料電池的運轉(zhuǎn)方法及燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層疊有電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體和平面為矩形形狀的隔板的燃料電池的運轉(zhuǎn)方法及燃料電池系統(tǒng)，其中，該電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)有一對電極。
背景技術(shù)：
例如，固體高分子型燃料電池具備通過一對隔板夾持電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體(MEA)而成的單元電池(發(fā)電單元)，該電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體(MEA)在由高分子離子交換膜構(gòu)成的固體高分子電解質(zhì)膜的兩側(cè)分別配設(shè)有陽極側(cè)電極及陰極側(cè)電極。單元電池通過層疊多個，而構(gòu)成例如車載用燃料電池組。在上述的燃料電池中，在一方的隔板的面內(nèi)設(shè)有與陽極側(cè)電極對置而用于使燃料氣體流動的燃料氣體流路(反應(yīng)氣體流路)，并且在另一方的隔板的面內(nèi)設(shè)有與陰極側(cè)電 極對置而用于使氧化劑氣體流動的氧化劑氣體流路(反應(yīng)氣體流路)。而且，在隔板之間沿著所述隔板的面方向設(shè)有用于使冷卻介質(zhì)流動的冷卻介質(zhì)流路。在燃料電池中，為了將固體高分子電解質(zhì)膜維持成所希望的濕潤狀態(tài)，將向所述燃料電池供給的氧化劑氣體或燃料氣體預(yù)先加濕，另一方面，因發(fā)電反應(yīng)而生成水。因此，在反應(yīng)氣體流路中，生成水可能冷凝而產(chǎn)生冷凝水。此時，在燃料氣體流路中，在氧化劑氣體流路側(cè)產(chǎn)生的生成水容易透過薄膜狀的固體高分子電解質(zhì)膜而反向擴(kuò)散。因此，因該結(jié)露水而電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體被閉塞，從而存在無法發(fā)電的部位，與該部位對應(yīng)的氧化劑氣體流路的下游側(cè)的溫度下降，有時會產(chǎn)生結(jié)露。而且，燃料氣體流路的下游側(cè)被水閉塞，氧化劑氣體流路側(cè)的生成水可能無法向所述燃料氣體流路側(cè)反向擴(kuò)散。由此，存在氧化劑氣體流路的下游側(cè)也會產(chǎn)生滯留水的問題。另一方面，采用在多個單元電池中的每一個上形成冷卻介質(zhì)流路的所謂拉開間隔冷卻結(jié)構(gòu)。此時，在接近冷卻介質(zhì)流路一側(cè)的單元電池上設(shè)置的燃料氣體流路中，存在溫度下降變得顯著而冷凝水容易滯留的問題。由此，存在燃料氣體流路被閉塞，燃料氣體的流動變得不均勻(所謂，溢流)，無法具有所希望的發(fā)電功能這樣的問題。并且，在氧化劑氣體流路中也同樣存在引起流路閉塞的問題。因此，例如已知有日本特開2004-185938號公報中公開的燃料電池系統(tǒng)。該燃料電池系統(tǒng)如圖15所示，在燃料電池I的熱介質(zhì)排出口 Ia連結(jié)空氣加濕器2，并且在該空氣加濕器2上連結(jié)燃料加濕器3。在燃料加濕器3上連結(jié)熱交換器4，在該熱交換器4上連結(jié)燃料電池I的熱介質(zhì)供給口 lb，由此構(gòu)成作為熱介質(zhì)的水的水循環(huán)路徑5。在燃料電池I的氧化劑排出口 Ic連結(jié)全熱交換器6，并且在該全熱交換器6上連結(jié)空氣加濕器2。在該空氣加濕器2上連結(jié)燃料電池I的氧化劑供給口 ld，由此構(gòu)成作為氧化劑的空氣的空氣供給路徑7。在燃料加濕器3上連結(jié)燃料改性裝置8，使用城市煤氣等原燃料，通過所述燃料改性裝置8生成氫主體的改性氣體。該改性氣體在由燃料加濕器3加濕之后，向燃料電池I的燃料供給口 Ie供給。因此，在反應(yīng)氣體的入口區(qū)域中，當(dāng)反應(yīng)氣體的露點設(shè)定得比熱介質(zhì)(從燃料電池I排出的水)的溫度低時，反應(yīng)氣體在入口區(qū)域會由所述熱介質(zhì)加熱。由此，在入口區(qū)域能夠防止加濕反應(yīng)氣體中的水蒸氣發(fā)生冷凝，在所述入口區(qū)域，冷凝水不會附著于流路，從而反應(yīng)氣體順暢地開始流動。然而，在上述的燃料電池系統(tǒng)中，在反應(yīng)氣體的出口區(qū)域中，反應(yīng)氣體的露點設(shè)定得比熱介質(zhì)的溫度高。因此，反應(yīng)氣體在出口區(qū)域由熱介質(zhì)冷卻，反應(yīng)氣體中的水蒸氣有時會發(fā)生冷凝，但由于向各熱介質(zhì)流路均勻地施加壓力而使水滴容易飛散，因此在短時間內(nèi)能夠?qū)⒗淠虺隹诩懿颗懦?然而，在反應(yīng)氣體的出口區(qū)域中，反應(yīng)氣體因反應(yīng)而被消耗。因此，存在無法從反應(yīng)氣體的出口區(qū)域向出口集管部將冷凝水良好地排出這樣的問題。尤其是在低負(fù)載發(fā)電時，反應(yīng)氣體的流量少，冷凝水的排除變得困難，并且由于溫度下降而所述冷凝水容易大量地產(chǎn)生，存在引起滯留水的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決這種問題，其目的在于提供一種能夠可靠地阻止冷凝水滯留于反應(yīng)氣體流路，并能夠確保良好的發(fā)電狀態(tài)的燃料電池的運轉(zhuǎn)方法及燃料電池系統(tǒng)。本發(fā)明涉及一種燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，所述燃料電池中層疊有電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體和平面為矩形形狀的隔板，該電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)有一對電極，在所述隔板的相互對置的一方的兩邊設(shè)有反應(yīng)氣體入口連通孔及反應(yīng)氣體出口連通孔，所述反應(yīng)氣體入口連通孔及反應(yīng)氣體出口連通孔沿著層疊方向貫通，并與用于使反應(yīng)氣體沿著電極面流動的反應(yīng)氣體流路連通，在所述隔板的相互對置的另一方的兩邊設(shè)有一對冷卻介質(zhì)入口連通孔及一對冷卻介質(zhì)出口連通孔，所述一對冷卻介質(zhì)入口連通孔及一對冷卻介質(zhì)出口連通孔至少接近所述反應(yīng)氣體入口連通孔或所述反應(yīng)氣體出口連通孔，且分別向各邊分開而用于使冷卻介質(zhì)流動。該運轉(zhuǎn)方法包括檢測使反應(yīng)氣體即燃料氣體流通的反應(yīng)氣體流路即燃料氣體流路的至少一部分是否被水閉塞的工序；在判斷為所述燃料氣體流路的至少一部分被所述水閉塞時，限制所述冷卻介質(zhì)向與反應(yīng)氣體出口連通孔相鄰的冷卻介質(zhì)出口連通孔的流通的工序。另外，本發(fā)明涉及一種燃料電池的運轉(zhuǎn)方法及燃料電池系統(tǒng)，所述燃料電池中層疊有電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體和平面為矩形形狀的隔板，該電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)有一對電極，在所述隔板的相互對置的一方的兩邊設(shè)有反應(yīng)氣體入口連通孔及反應(yīng)氣體出口連通孔，所述反應(yīng)氣體入口連通孔及反應(yīng)氣體出口連通孔沿著層疊方向貫通，并與用于使反應(yīng)氣體沿著電極面流動的反應(yīng)氣體流路連通，在所述隔板的相互對置的另一方的兩邊沿著所述層疊方向貫通而設(shè)有至少一對冷卻介質(zhì)入口連通孔及至少一對冷卻介質(zhì)出口連通孔，所述至少一對冷卻介質(zhì)入口連通孔及至少一對冷卻介質(zhì)出口連通孔至少接近所述反應(yīng)氣體入口連通孔或所述反應(yīng)氣體出口連通孔，且分別向各邊分開而用于使冷卻介質(zhì)流動。該運轉(zhuǎn)方法包括檢測反應(yīng)氣體流路的至少一部分是否被水閉塞的工序；在判斷為所述反應(yīng)氣體流路的至少一部分被所述水閉塞時，至少將冷卻介質(zhì)分別向各冷卻介質(zhì)入口連通孔的供給量或所述冷卻介質(zhì)分別從各冷卻介質(zhì)出口連通孔的排出量中的任一方控制成不同的量的工序。而且，該燃料電池系統(tǒng)具備與隔板的另一方的兩邊中設(shè)置在第一邊側(cè)的冷卻介質(zhì)入口連通孔及冷卻介質(zhì)出口連通孔分別連接的第一供給路及第一排出路；與所述隔板的另一方的兩邊中設(shè)置在第二邊側(cè)的所述冷卻介質(zhì)入口連通孔及所述冷卻介質(zhì)出口連通孔分別連接的第二供給路及第二排出路；與所述第一供給路的中途和所述第一排出路的中途連接的第一分支路；與所述第二供給路的中途和所述第二排出路的中途連接的第二分支路；至少在所述第一分支路及所述第二分支路上分別配設(shè)的閥機構(gòu)；判斷所述反應(yīng)氣體流路的至少一部分是否被水閉塞的控制器。根據(jù)本發(fā)明，在判斷為燃料氣體流路的至少一部分被水閉塞時，限制冷卻介質(zhì)向與反應(yīng)氣體出口連通孔相鄰的冷卻介質(zhì)出口連通孔流通。 因此，在發(fā)電面上，能夠削減在反應(yīng)氣體出口連通孔的附近流通的冷卻介質(zhì)的流量，從而能夠使所述反應(yīng)氣體出口連通孔的附近的溫度上升。因此，滯留在反應(yīng)氣體出口連通孔的附近的冷凝水能夠簡單且良好地排出，從而能夠?qū)羲懦Ｓ纱?，尤其是在低?fù)載發(fā)電時，能夠可靠地阻止冷凝水滯留在反應(yīng)氣體出口連通孔、例如燃料氣體出口連通孔的附近的情況，從而能夠確保良好的發(fā)電狀態(tài)。另外，在本發(fā)明中，在判斷為燃料氣體流路的至少下游側(cè)的一部分被所述水閉塞時，至少將冷卻介質(zhì)的分別向各冷卻介質(zhì)入口連通孔的供給量、或所述冷卻介質(zhì)的分別從各冷卻介質(zhì)出口連通孔的排出量中的任一方控制成不同的量。由此，在發(fā)電面內(nèi)，能夠根據(jù)冷凝水產(chǎn)生的部位來限制冷卻介質(zhì)的流動。因此，能夠可靠地阻止冷凝水滯留于反應(yīng)氣體流路的情況，從而能夠確保良好的發(fā)電狀態(tài)。此外，根據(jù)本發(fā)明，在判斷為反應(yīng)氣體流路的至少一部分被水閉塞時，經(jīng)由閥機構(gòu)例如將第一分支路及第二分支路打開。因此，冷卻介質(zhì)主要從第一供給路及第二供給路的中途向第一分支路及第二分支路旁通，而向第一排出路及第二排出路流通。因此，能夠限制冷卻介質(zhì)在燃料電池內(nèi)的冷卻介質(zhì)流路中流通。由此，能夠使燃料電池的溫度上升，使滯留于反應(yīng)氣體流路的冷凝水蒸發(fā)而將其從所述反應(yīng)氣體流路除去。因此，滯留在反應(yīng)氣體出口連通孔的附近的冷凝水能夠簡單且良好地排出，從而能夠?qū)羲懦?。因此，尤其是在低?fù)載發(fā)電時，能夠可靠地阻止冷凝水滯留在反應(yīng)氣體出口連通孔的附近的情況，從而能夠確保良好的發(fā)電狀態(tài)。


圖I是裝入有適用了本發(fā)明的第一實施方式的運轉(zhuǎn)方法的燃料電池組的燃料電池系統(tǒng)的簡要說明圖。圖2是構(gòu)成所述燃料電池組的發(fā)電單元的主要部分分解立體說明圖。圖3是所述燃料電池組的剖視說明圖。圖4是構(gòu)成所述發(fā)電單元的第一隔板的主視說明圖。圖5是說明所述運轉(zhuǎn)方法的冷卻介質(zhì)的流通狀態(tài)說明圖。
圖6是說明所述運轉(zhuǎn)方法的所述冷卻介質(zhì)的流通狀態(tài)說明圖。圖7是在第一燃料氣體流路的下游側(cè)產(chǎn)生滯留水時的說明圖。圖8是說明所述運轉(zhuǎn)方法的冷卻介質(zhì)的流通狀態(tài)說明圖。圖9是說明所述運轉(zhuǎn)方法的所述冷卻介質(zhì)的流通狀態(tài)說明圖。圖10是裝入有適用了本發(fā)明的第一及第二實施方式的運轉(zhuǎn)方法的燃料電池組的燃料電池系統(tǒng)的簡要說明圖。圖11是裝入有適用了本發(fā)明的第三實施方式的運轉(zhuǎn)方法的燃料電池組的燃料電池系統(tǒng)的簡要說明圖。圖12是說明所述運轉(zhuǎn)方法的冷卻介質(zhì)的流通狀態(tài)說明圖?！?br> 圖13是說明所述運轉(zhuǎn)方法的所述冷卻介質(zhì)的流通狀態(tài)說明圖。圖14是說明所述運轉(zhuǎn)方法的所述冷卻介質(zhì)的流通狀態(tài)說明圖。圖15是日本特開2004-185938號公報的燃料電池系統(tǒng)的說明圖。
具體實施例方式如圖I所示，適用了本發(fā)明的第一實施方式的運轉(zhuǎn)方法的燃料電池組(燃料電池)10被裝入燃料電池系統(tǒng)12中。該燃料電池系統(tǒng)12例如構(gòu)成搭載于車輛(未圖示)的車載用燃料電池系統(tǒng)。燃料電池系統(tǒng)12具備向燃料電池組10供給氧化劑氣體的氧化劑氣體供給裝置(未圖示)；向所述燃料電池組10供給燃料氣體的燃料氣體供給裝置(未圖示)；向所述燃料電池組10供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)供給裝置14 ;對所述燃料電池系統(tǒng)12整體進(jìn)行控制的控制器16。如圖2及圖3所示，燃料電池組10具備縱長形狀的發(fā)電單元18，多個所述發(fā)電單元18沿著水平方向(箭頭A方向)相互層疊。發(fā)電單元18設(shè)有第一隔板20、第一電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體(電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體)(MEA) 22a、第二隔板24、第二電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體(電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體)(MEA) 22b及第三隔板26。第一隔板20、第二隔板24及第三隔板26例如由金屬隔板構(gòu)成，但也可以通過碳隔板等構(gòu)成。需要說明的是，發(fā)電單元18由3張隔板和2張電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體構(gòu)成，但并未限定于此。例如，也可以由4張隔板和3張電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體構(gòu)成。如圖2所示，在發(fā)電單元18的長邊方向(箭頭C方向)的上端緣部設(shè)有沿著箭頭A方向相互連通的用于供給氧化劑氣體例如含氧氣體的氧化劑氣體入口連通孔30a及用于供給燃料氣體例如含氫氣體的燃料氣體入口連通孔32a。在發(fā)電單元18的長邊方向(箭頭C方向)的下端緣部設(shè)有沿著箭頭A方向相互連通的用于排出燃料氣體的燃料氣體出口連通孔32b及用于排出氧化劑氣體的氧化劑氣體出口連通孔30b。在發(fā)電單元18的短邊方向(箭頭B方向)的兩端緣部上方設(shè)有沿著箭頭A方向相互連通的用于供給冷卻介質(zhì)的至少一對冷卻介質(zhì)入口連通孔34a、34a，并且在所述發(fā)電單元18的短邊方向的兩端緣部下方設(shè)有用于排出所述冷卻介質(zhì)的至少一對冷卻介質(zhì)出口連通孔34b、34b。各冷卻介質(zhì)入口連通孔34a、34a與氧化劑氣體入口連通孔30a及燃料氣體入口連通孔32a接近，且分別向箭頭B方向兩側(cè)的各邊分開。各冷卻介質(zhì)出口連通孔34b、34b與氧化劑氣體出口連通孔30b及燃料氣體出口連通孔32b分別接近，且分別向箭頭B方向兩側(cè)的各邊分開。冷卻介質(zhì)入口連通孔34a及冷卻介質(zhì)出口連通孔34b可以分別設(shè)置3個以上。在第一隔板20的朝向第一電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22a的面20a上形成有將燃料氣體入口連通孔32a與燃料氣體出口連通孔32b連通的第一燃料氣體流路36。第一燃料氣體流路36具有沿著箭頭C方向延伸的多個流路槽部36a，并且在所述第一燃料氣體流路36的入口附近及出口附近分別設(shè)有具有多個壓花的入口緩沖部38及出口緩沖部40。如圖4所示，在第一隔板20的面20b上形成有將冷卻介質(zhì)入口連通孔34a與冷卻介質(zhì)出口連通孔34b連通的冷卻介質(zhì)流路44的一部分即多個流路槽部44a。在流路槽部44a的入口附近及出口附近分別設(shè)有具有多個壓花的入口緩沖部46a及出口緩沖部48a。如圖2所示，在第二隔板24的朝向第一電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22a的面24a上形 成有將氧化劑氣體入口連通孔30a與氧化劑氣體出口連通孔30b連通的第一氧化劑氣體流路50。第一氧化劑氣體流路50具有沿著箭頭C方向延伸的多個流路槽部50a。在第一氧化劑氣體流路50的入口附近及出口附近設(shè)有入口緩沖部52及出口緩沖部54。在第二隔板24的朝向第二電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22b的面24b上形成有將燃料氣體入口連通孔32a與燃料氣體出口連通孔32b連通的第二燃料氣體流路58。第二燃料氣體流路58具有沿著箭頭C方向延伸的多個流路槽部58a，并且在所述第二燃料氣體流路58的入口附近及出口附近設(shè)有入口緩沖部60及出口緩沖部62。第一及第二燃料氣體流路36,58使燃料氣體沿著重力方向流通。在第三隔板26的朝向第二電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22b的面26a上形成有將氧化劑氣體入口連通孔30a與氧化劑氣體出口連通孔30b連通的第二氧化劑氣體流路66。第二氧化劑氣體流路66具有沿著箭頭C方向延伸的多個流路槽部66a。在第二氧化劑氣體流路66的入口附近及出口附近設(shè)有入口緩沖部68及出口緩沖部70。第一及第二氧化劑氣體流路50、66使氧化劑氣體沿著重力方向流通。在第三隔板26的面26b上形成有冷卻介質(zhì)流路44的一部分即多個流路槽部44b。在流路槽部44b的入口附近及出口附近分別設(shè)有具有多個壓花的入口緩沖部46b及出口緩沖部48b。在第一隔板20的面20a、20b上環(huán)繞該第一隔板20的外周端緣部而分別或一體地設(shè)有第一密封構(gòu)件74。在第二隔板24的面24a、24b上環(huán)繞該第二隔板24的外周端緣部而分別或一體地設(shè)有第二密封構(gòu)件76，并且在第三隔板26的面26a、26b上環(huán)繞該第三隔板26的外周端緣部而分別或一體地設(shè)有第三密封構(gòu)件78。第一隔板20具有將燃料氣體入口連通孔32a與第一燃料氣體流路36連通的多個外側(cè)供給孔部80a及內(nèi)側(cè)供給孔部80b ;將燃料氣體出口連通孔32b與所述第一燃料氣體流路36連通的多個外側(cè)排出孔部82a及內(nèi)側(cè)排出孔部82b。第二隔板24具有將燃料氣體入口連通孔32a與第二燃料氣體流路58連通的多個供給孔部84 ;將燃料氣體出口連通孔32b與所述第二燃料氣體流路58連通的多個排出孔部86。通過將發(fā)電單元18彼此相互層疊，而在構(gòu)成一方的發(fā)電單元18的第一隔板20與構(gòu)成另一方的發(fā)電單元18的第三隔板26之間形成沿著箭頭B方向延伸的冷卻介質(zhì)流路44。如圖2所示，第一電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22a設(shè)定成比第二電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22b小的表面積。第一及第二電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22a、22b例如具備水浸潰于全氟磺酸的薄膜的固體高分子電解質(zhì)膜(電解質(zhì))90、夾持所述固體高分子電解質(zhì)膜90的陽極側(cè)電極92及陰極側(cè)電極94。構(gòu)成陽極側(cè)電極92具有比陰極側(cè)電極94小的表面積的階梯型MEA。陽極側(cè)電極92及陰極側(cè)電極94具有由碳素紙等構(gòu)成的氣體擴(kuò)散層(未圖示)和將在表面擔(dān)載有鉬合金的多孔質(zhì)碳粒子一樣地涂敷于所述氣體擴(kuò)散層的表面上而形成的電極催化劑層(未圖示)。電極催化劑層形成在固體高分子電解質(zhì)膜90的兩面。如圖I所示，冷卻介質(zhì)供給裝置14具備冷卻介質(zhì)循環(huán)路100，并且在所述冷卻介質(zhì)循環(huán)路100上配設(shè)有循環(huán)泵102及散熱器(具有罐功能)104。冷卻介質(zhì)循環(huán)路100在供給路IOOa側(cè)設(shè)有分支供給路106，而在排出路IOOb側(cè)設(shè)有分支排出路108。 供給路IOOa及排出路IOOb分別經(jīng)由三通閥IlOaUlOb而與設(shè)置在一方的長邊側(cè)的冷卻介質(zhì)入口連通孔34a及冷卻介質(zhì)出口連通孔34b連接。分支供給路106及分支排出路108分別經(jīng)由三通閥112a、112b而與設(shè)置在另一方的長邊側(cè)的冷卻介質(zhì)入口連通孔34a及冷卻介質(zhì)出口連通孔34b連接。在三通閥IlOaUlOb之間連接有分支路徑114a，并且在三通閥112a、112b之間連接有分支路徑114b。需要說明的是，也可以取代三通閥110a、110b、112a及112b，而使用能夠進(jìn)行開度調(diào)整的、即能夠進(jìn)行冷卻介質(zhì)流量調(diào)整的可變閥(未圖示)。并且，可變閥可以分別設(shè)置在一對冷卻介質(zhì)入口連通孔34a及冷卻介質(zhì)出口連通孔34b中的任意的一個上?？刂破?6具有檢測第一燃料氣體流路36的至少一部分(例如，與燃料氣體出口連通孔32b或氧化劑氣體出口連通孔30b接近的下游側(cè)端部)是否被水閉塞的功能。是否被水閉塞例如進(jìn)行發(fā)電面的Q)D(currentdensity distribution)(電流密度分布)測定，在電流集中于所述發(fā)電面或該發(fā)電面的上部時，可以判斷為在第一燃料氣體流路36的至少一部分有水滯留。另外，也可以檢測燃料電池組10內(nèi)的電池電壓，在檢測到所述電池電壓的下降時，判斷為在第一燃料氣體流路36的至少一部分有水滯留。而且，也可以在發(fā)電面內(nèi)配設(shè)多個電位傳感器，來測定陽極側(cè)的電位。此時，在陽極側(cè)的電位上升的部位可以判斷為發(fā)生了氫不足，即，由水引起了閉塞。此外，也可以通過檢測燃料氣體的壓力損失等，來判斷水產(chǎn)生的閉塞的有無?；蛘哌€可以按各負(fù)載預(yù)先存儲最佳流量分配(日語流配)，通過映射來判斷水的滯留的有無。以下，對于這樣構(gòu)成的燃料電池組10的動作，與第一實施方式的運轉(zhuǎn)方法相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行說明。首先，如圖2所示，向氧化劑氣體入口連通孔30a供給含氧氣體等氧化劑氣體，并向燃料氣體入口連通孔32a供給含氫氣體等燃料氣體。而且，向一對冷卻介質(zhì)入口連通孔34a,34a供給純水、乙二醇、油等冷卻介質(zhì)。因此，氧化劑氣體被從氧化劑氣體入口連通孔30a向第二隔板24的第一氧化劑氣體流路50及第三隔板26的第二氧化劑氣體流路66導(dǎo)入。該氧化劑氣體沿著第一氧化劑氣體流路50向箭頭C方向(重力方向)移動，向第一電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22a的陰極側(cè)電極94供給，并且沿著第二氧化劑氣體流路66向箭頭C方向移動，向第二電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22b的陰極側(cè)電極94供給。另一方面，燃料氣體從燃料氣體入口連通孔32a通過外側(cè)供給孔部80a而向第一隔板20的面20b側(cè)移動。而且，燃料氣體被從內(nèi)側(cè)供給孔部80b向面20a側(cè)導(dǎo)入之后，沿著第一燃料氣體流路36向重力方向(箭頭C方向)移動，向第一電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22a的陽極側(cè)電極92供給。另外，燃料氣體通過供給孔部84向第二隔板24的面24b側(cè)移動。因此，燃料氣體在面24b側(cè)沿著第二燃料氣體流路58向箭頭C方向移動，向第二電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22b的陽極側(cè)電極92供給。因此，在第一及第二電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22a、22b中，向陰極側(cè)電極94供給的 氧化劑氣體和向陽極側(cè)電極92供給的燃料氣體在電極催化劑層內(nèi)因電化學(xué)反應(yīng)被消耗而進(jìn)行發(fā)電。接著，向第一及第二電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22a、22b的各陰極側(cè)電極94供給而被消耗了的氧化劑氣體沿著氧化劑氣體出口連通孔30b向箭頭A方向排出。向第一電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22a的陽極側(cè)電極92供給而被消耗了的燃料氣體通過內(nèi)側(cè)排出孔部82b被向第一隔板20的面20b側(cè)導(dǎo)出。被導(dǎo)出到面20b側(cè)的燃料氣體通過外側(cè)排出孔部82a，再次向面20a側(cè)移動，向燃料氣體出口連通孔32b排出。另外，向第二電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體22b的陽極側(cè)電極92供給而被消耗了的燃料氣體通過排出孔部86向面24a側(cè)移動。該燃料氣體向燃料氣體出口連通孔32b排出。此外，如圖I所示，在冷卻介質(zhì)供給裝置14中，操作三通閥110a、110b、112a及112b。因此，供給路IOOa及排出路IOOb與設(shè)置在一方的長邊側(cè)的冷卻介質(zhì)入口連通孔34a及冷卻介質(zhì)出口連通孔34b連通，并且分支供給路106及分支排出路108與設(shè)置在另一方的長邊側(cè)的冷卻介質(zhì)入口連通孔34a及冷卻介質(zhì)出口連通孔34b連通。因此，向燃料電池組10供給的冷卻介質(zhì)向左右一對的冷卻介質(zhì)入口連通孔34a、34a供給(參照圖I及圖2)。冷卻介質(zhì)被導(dǎo)入在構(gòu)成一方的發(fā)電單元18的第一隔板20與構(gòu)成另一方的發(fā)電單元18的第三隔板26之間形成的冷卻介質(zhì)流路44。如圖4所示，一對冷卻介質(zhì)入口連通孔34a、34a在發(fā)電單元18的上部側(cè)左右兩端分開設(shè)置在與氧化劑氣體入口連通孔30a及燃料氣體入口連通孔32a接近的位置。因此，從各冷卻介質(zhì)入口連通孔34a、34a向冷卻介質(zhì)流路44供給的冷卻介質(zhì)向箭頭B方向且相互接近的方向供給。并且，相互接近的冷卻介質(zhì)在冷卻介質(zhì)流路44的箭頭B方向中央部側(cè)發(fā)生碰撞而向重力方向(箭頭C方向下方)移動，之后向分開設(shè)置在發(fā)電單元18的下部側(cè)兩側(cè)部的各冷卻介質(zhì)出口連通孔34b、34b排出。這種情況下，在第一實施方式中，控制器16檢測第一燃料氣體流路36的至少一部分(尤其是接近燃料氣體出口連通孔32b的下游側(cè)端部)是否被水閉塞。這是由于在第一燃料氣體流路36中，在第一氧化劑氣體流路50側(cè)產(chǎn)生的生成水容易透過薄膜狀的固體高分子電解質(zhì)膜90而反向擴(kuò)散。而且，如圖3所示，第一燃料氣體流路36與冷卻介質(zhì)流路44相鄰，尤其是在低負(fù)載發(fā)電時溫度下降顯著，冷凝水容易發(fā)生滯留。因此，在判斷為第一燃料氣體流路36的至少一部分被水閉塞時，控制器16操作三通閥IlOb而將排出路IOOb與冷卻介質(zhì)出口連通孔34b隔斷(參照圖5)。由此，在與燃料氣體出口連通孔32b相鄰的冷卻介質(zhì)出口連通孔34b中，能夠限制冷卻介質(zhì)流通。因此，在發(fā)電面上，能夠削減在燃料氣體出口連通孔32b的附近流通的冷卻介質(zhì)的流量，能夠使所述燃料氣體出口連通孔32b的附近的溫度上升。因此，滯留在燃料氣體出口連通孔32b的附近的冷凝水能夠簡單且良好地排出，從而能夠?qū)羲懦?。由此，尤其是在低?fù)載發(fā)電時，能夠可靠地阻止冷凝水滯留在燃料氣體出口連通孔32b的附近的情況。因此，可以得到能夠確保良好的發(fā)電狀態(tài)這樣的效果。另外，在第一實施方式中，在判斷為第一燃料氣體流路36的至少一部分被水閉塞時，如圖6所示，也可以操作三通閥IlOa及IlOb0S卩，經(jīng)由三通閥IlOa將供給路IOOa與冷卻介質(zhì)入口連通孔34a隔斷，并經(jīng)由三通 閥IlOb將排出路IOOb與冷卻介質(zhì)出口連通孔34b隔斷。因此，供給路IOOa和排出路IOOb繞過冷卻介質(zhì)流路44而與分支路徑114a連通。由此，冷卻介質(zhì)從供給路IOOa通過分支路徑114a向排出路IOOb排出。因此，在發(fā)電面上，限制冷卻介質(zhì)向設(shè)有氧化劑氣體入口連通孔30a及燃料氣體出口連通孔32b的一方的長邊側(cè)流通。由此，在發(fā)電面上，冷卻介質(zhì)沿著設(shè)有燃料氣體入口連通孔32a及氧化劑氣體出口連通孔30b的另一方的長邊側(cè)流通，從而能夠使燃料氣體出口連通孔32b的附近的溫度上升。因此，尤其是在低負(fù)載發(fā)電時，可得到能夠可靠地阻止冷凝水滯留在燃料氣體出口連通孔32b的附近，且能夠確保良好的發(fā)電狀態(tài)等與上述同樣的效果。接下來，利用燃料電池組10，對本發(fā)明的第二實施方式的運轉(zhuǎn)方法進(jìn)行說明。在該第二實施方式中，控制器16檢測第一燃料氣體流路36的至少下游側(cè)的一部分(尤其是接近氧化劑氣體出口連通孔30b的下游側(cè)端部)是否被水閉塞。如圖7所示，在第一燃料氣體流路36中，向燃料氣體入口連通孔32a供給加濕后的燃料氣體，因加濕量等而容易向所述第一燃料氣體流路36導(dǎo)入結(jié)露水。該結(jié)露水向重力下方向流動而容易滯留在第一燃料氣體流路36的下游側(cè)的一部分，具體而言，容易滯留在氧化劑氣體出口連通孔30b的附近(上方附近)。而且，如圖3所示，第一燃料氣體流路36與冷卻介質(zhì)流路44相鄰，尤其在低負(fù)載發(fā)電時溫度下降顯著，冷凝水容易滯留。因此，在判斷為第一燃料氣體流路36的至少下游側(cè)的一部分被水閉塞時，控制器16操作三通閥112b而將冷卻介質(zhì)出口連通孔34b與分支排出路108隔斷(參照圖8)。由此，在與氧化劑氣體出口連通孔30b相鄰的冷卻介質(zhì)出口連通孔34b中，能夠限制冷卻介質(zhì)流通。因此，在發(fā)電面上，能夠削減在氧化劑氣體出口連通孔30b的附近流通的冷卻介質(zhì)的流量，從而使所述氧化劑氣體出口連通孔30b的附近的溫度上升。因此，在第一燃料氣體流路36中，滯留在與氧化劑氣體出口連通孔30b的附近相鄰的部位的冷凝水能夠簡單且良好地排出，從而能夠?qū)羲懦Ｓ纱?，尤其是在低?fù)載發(fā)電時，在第一燃料氣體流路36中，能夠可靠地阻止冷凝水滯留在氧化劑氣體出口連通孔30b的附近。因此，可得到能夠確保良好的發(fā)電狀態(tài)，且有效地抑制在第一氧化劑氣體流路50的下游側(cè)產(chǎn)生滯留水這樣的效果。需要說明的是，在第二燃料氣體流路58中也同樣，因燃料氣體的加濕量等而在氧化劑氣體出口連通孔30b的附近容易產(chǎn)生滯留水。因此，在第二實施方式中，如上述那樣，由于限制冷卻介質(zhì)在與氧化劑氣體出口連通孔30b相鄰的冷卻介質(zhì)出口連通孔34b中流通，因此滯留在第二燃料氣體流路58的下游側(cè)的冷凝水能夠簡單且良好地排出，從而能夠?qū)羲懦Ａ硗?，在第二實施方式中，在判斷為第一燃料氣體流路36的至少下游側(cè)的一部分被水閉塞時，如圖9所示，也可以操作三通閥112a及112b。S卩，經(jīng)由三通閥112a將分支供給路106與冷卻介質(zhì)入口連通孔34a隔斷，并經(jīng)由三通閥112b將分支排出路108與冷卻介質(zhì)出口連通孔34b隔斷。因此，分支供給路106和分支排出路108繞過冷卻介質(zhì)流路44而與分支路徑114b連通。由此，冷卻介質(zhì)從分支供給路106通過分支路徑114b而向分支排出路108排出。因此，在發(fā)電面上，可靠地限制冷卻介質(zhì)向設(shè)有燃料氣體入口連通孔32a及氧化劑氣體出口連通孔30b的另一方的長邊側(cè)流通的情況。
由此，在發(fā)電面上，能夠使氧化劑氣體出口連通孔30b的附近的溫度更迅速地上升，并能夠使與所述氧化劑氣體出口連通孔30b的附近相鄰的第一燃料氣體流路36的下游側(cè)的溫度上升。因此，尤其是在低負(fù)載發(fā)電時，可得到能夠可靠地阻止冷凝水滯留在第一燃料氣體流路36的下游側(cè)，且能夠確保良好的發(fā)電狀態(tài)等與上述同樣的效果。圖10是裝入有適用了本發(fā)明的第一及第二實施方式的運轉(zhuǎn)方法的燃料電池組(燃料電池)120的燃料電池系統(tǒng)122的簡要說明圖。需要說明的是，對于與第一實施方式的燃料電池系統(tǒng)12相同的構(gòu)成要素,標(biāo)注同一參照符號，并省略其詳細(xì)的說明。而且，在以下說明的第三實施方式中，也同樣省略其詳細(xì)的說明。燃料電池120具有橫長形狀，并且燃料氣體及氧化劑氣體沿著與鉛垂方向正交的方向(水平方向)流通。這種情況下，當(dāng)燃料電池120在低負(fù)載狀態(tài)下長時間發(fā)電時，在MEA上部側(cè)容易積存水。因此，通過操作三通閥IlOa及110b，縮減在流路的上部側(cè)流通的冷卻介質(zhì)，從而能夠提高M(jìn)EA上部側(cè)的排水性。另一方面，在發(fā)電的過渡期，由于水的飛入等而在MEA下部側(cè)的流路容易積存水。因此，在過度發(fā)電后，通過操作三通閥112a及112b，能夠提高M(jìn)EA下部側(cè)的排水性。圖11是適用了本發(fā)明的第三實施方式的運轉(zhuǎn)方法的燃料電池系統(tǒng)130的簡要說明圖。需要說明的是，燃料電池系統(tǒng)130使用燃料電池10，但并未限定于此，例如，也可以使用燃料電池120。在構(gòu)成燃料電池系統(tǒng)130的冷卻介質(zhì)循環(huán)路100上，在第一供給路106a側(cè)分支而設(shè)有第二供給路106b，而在第一排出路108a側(cè)分支而設(shè)有第二排出路108b。第一供給路106a及第一排出路108a分別經(jīng)由可變節(jié)流閥(閥機構(gòu))132a、132b而與設(shè)置在一方的長邊(第一邊)側(cè)的冷卻介質(zhì)入口連通孔34a及冷卻介質(zhì)出口連通孔34b連接。第二供給路106b及第二排出路108b分別經(jīng)由可變節(jié)流閥(閥機構(gòu))132c、132d而與設(shè)置在另一方的長邊(第二邊)側(cè)的冷卻介質(zhì)入口連通孔34a及冷卻介質(zhì)出口連通孔34b連接。在第一供給路106a的中途和第一排出路108a的中途連接第一分支路134a，而在第二供給路106b的中途和第二排出路108b的中途連接第二分支路134b。在第一分支路134a連接有可變節(jié)流閥(閥機構(gòu))132e，并且在第二分支路134b連接有可變節(jié)流閥(閥機構(gòu))132f0需要說明的是，在第三實施方式中，使用了可變節(jié)流閥132a 132f，但根據(jù)需要可以進(jìn)行閥個數(shù)的增減。例如，可以僅使用可變節(jié)流閥132a、132b。控制器16具有檢測第一燃料氣體流路36的至少一部分(例如，與燃料氣體出口連通孔32b接近的下游側(cè)端部) 或第一氧化劑氣體流路50的至少一部分(例如，與氧化劑氣體出口連通孔30b接近的下游側(cè)端部)等是否被水閉塞的功能。以下，對于這樣構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)130的動作，與本發(fā)明的第三實施方式的運轉(zhuǎn)方法相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行說明?？刂破?6檢測例如第一燃料氣體流路36 (參照圖2等)的至少一部分(與燃料氣體出口連通孔32b接近的下游側(cè)端部及/或與氧化劑氣體出口連通孔30b接近的下游側(cè)立而部)是否被水閉塞。并且，在判斷為第一燃料氣體流路36的與燃料氣體出口連通孔32b接近的下游側(cè)端部被水閉塞時，控制器16首先將可變節(jié)流閥132e閉塞，另一方面縮減可變節(jié)流閥132b的開度。因此，能夠限制冷卻介質(zhì)向與燃料氣體出口連通孔32b相鄰的冷卻介質(zhì)出口連通孔34b的排出，從而使所述燃料氣體出口連通孔32b的附近的溫度上升。即使通過上述的處理，也未除去在燃料氣體出口連通孔32b的附近滯留的冷凝水時，如圖12所示，控制器16將可變節(jié)流閥132e打開而通過第一分支路134a將第一供給路106a與第一排出路108a連通。另一方面,縮減可變節(jié)流閥132b的開度。由此，冷卻介質(zhì)容易沿著比燃料電池組10內(nèi)的壓力損失小的第一分支路134a流通，在與燃料氣體出口連通孔32b相鄰的冷卻介質(zhì)出口連通孔34b中，能夠限制所述冷卻介質(zhì)流通。因此，在發(fā)電面上，能夠削減在燃料氣體出口連通孔32b的附近流通的冷卻介質(zhì)的流量，從而使所述燃料氣體出口連通孔32b的附近的溫度上升。因此，滯留在燃料氣體出口連通孔32b的附近的冷凝水能夠簡單且良好地排出，從而能夠?qū)羲懦?。由此，尤其是在低?fù)載發(fā)電時，能夠可靠地阻止冷凝水滯留在燃料氣體出口連通孔32b的附近的情況。因此，可得到能夠確保良好的發(fā)電狀態(tài)這樣的效果。需要說明的是，在第二燃料氣體流路58中，也能得到與上述的第一燃料氣體流路36同樣的效果。另外，在第三實施方式中，在判斷為第一燃料氣體流路36的與燃料氣體出口連通孔32b接近的下游側(cè)端部被水閉塞時，如圖13所示，也可以將可變節(jié)流閥132a、132b閉塞。因此，冷卻介質(zhì)從第一供給路106a通過第一分支路134a向第一排出路108a排出，從而限制所述冷卻介質(zhì)在設(shè)有氧化劑氣體入口連通孔30a及燃料氣體出口連通孔32b的一方的長邊側(cè)流通。由此，在發(fā)電面上，冷卻介質(zhì)沿著設(shè)有燃料氣體入口連通孔32a及氧化劑氣體出口連通孔30b的另一方的長邊側(cè)流通，從而能夠使燃料氣體出口連通孔32b的附近的溫度上升。因此，尤其是在低負(fù)載發(fā)電時，可得到能夠可靠地阻止冷凝水滯留在燃料氣體出口連通孔32b的附近，且能夠確保良好的發(fā)電狀態(tài)等與上述同樣的效果。此外，在第一燃料氣體流路36中，向燃料氣體入口連通孔32a供給加濕后的燃料氣體，因加濕量等而容易向所述第一燃料氣體流路36導(dǎo)入結(jié)露水。該結(jié)露水向重力下方向流動而容易滯留在第一燃料氣體流路36的下游側(cè)的一部分，具體而言，容易滯留在氧化劑氣體出口連通孔30b的附近(上方附近)。因此，在判斷為第一燃料氣體流路36的與氧化劑氣體出口連通孔30b對應(yīng)的下游側(cè)端部被水閉塞時，如圖14所示，控制器16將可變節(jié)流閥132f打開而通過第二分支路134b將第二供給路106b與第二排出路108b連通。此外，縮減可變節(jié)流閥132d的開度。由此，冷卻介質(zhì)容易沿著壓力損失比較小的第二分支路134b流通，在與氧化劑氣體出口連通孔30b相鄰的冷卻介質(zhì)出口連通孔34b中，能夠限制所述冷卻介質(zhì)流通。因此，在發(fā)電面上，能夠削減在氧化劑氣體出口連通孔30b的附近流通的冷卻介質(zhì)的流量，從而使所述氧化劑氣體出口連通孔30b的附近的溫度上升。因此，在第一燃料氣 體流路36 (及第二燃料氣體流路58)中，在與氧化劑氣體出口連通孔30b的附近相鄰的部位滯留的冷凝水能夠簡單且良好地排出，從而能夠?qū)羲懦?。需要說明的是，根據(jù)需要，也可以將可變節(jié)流閥132c、132d閉塞。并且，在第三實施方式中，可以適當(dāng)控制可變節(jié)流閥132a 132f的開度。由此，例如，在低負(fù)載發(fā)電時而電壓變得不穩(wěn)定之際，通過將可變節(jié)流閥132e、132f打開，能夠使燃料電池組10的溫度變化，從而抑制結(jié)露或溢流。此外，在第三實施方式中，冷卻介質(zhì)供給裝置14設(shè)置在燃料電池組10的層疊方向一端側(cè)。因此，有時無法向燃料電池組10的層疊方向另一端側(cè)的發(fā)電單元18充分供給冷卻介質(zhì)。因此，在第三實施方式中，通過控制器16進(jìn)行使可變節(jié)流閥132e、132f閉塞并縮減可變節(jié)流閥132b、132d的開度的處理。因此，在各冷卻介質(zhì)流路44中，一對冷卻介質(zhì)出口連通孔34b中的壓力損失升高，從而向設(shè)置在燃料電池組10的層疊方向另一端側(cè)的所述冷卻介質(zhì)流路44也能夠充分供給冷卻介質(zhì)。由此，例如在高負(fù)載發(fā)電時，燃料電池組10的層疊方向另一端側(cè)的發(fā)電單元18不會引起冷卻不足導(dǎo)致的發(fā)電性能的下降。并且，能夠有效地抑制氧化劑氣體出口連通孔30b的附近的溫度上升。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，所述燃料電池中層疊有電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體(22a)和平面為矩形形狀的隔板(20)，該電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體(22a)在電解質(zhì)(90)的兩側(cè)設(shè)有一對電極(92、94)，在所述隔板(20)的相互對置的一方的兩邊設(shè)有反應(yīng)氣體入口連通孔及反應(yīng)氣體出口連通孔，所述反應(yīng)氣體入口連通孔及反應(yīng)氣體出口連通孔沿著層疊方向貫通，并與用于使反應(yīng)氣體沿著電極面流動的反應(yīng)氣體流路連通，在所述隔板(20)的相互對置的另一方的兩邊設(shè)有一對冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)及一對冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)，所述一對冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)及一對冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)至少接近所述反應(yīng)氣體入口連通孔或所述反應(yīng)氣體出口連通孔，且分別向各邊分開而用于使冷卻介質(zhì)流動，所述燃料電池的運轉(zhuǎn)方法的特征在于，包括 檢測使所述反應(yīng)氣體即燃料氣體流通的所述反應(yīng)氣體流路即燃料氣體流路(36)的至少一部分是否被水閉塞的工序； 在判斷為所述燃料氣體流路(36)的至少一部分被所述水閉塞時，限制所述冷卻介質(zhì)向與所述反應(yīng)氣體出口連通孔相鄰的所述冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)的流通的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 所述反應(yīng)氣體出口連通孔為燃料氣體出口連通孔(32b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 在判斷為所述燃料氣體流路(36)的至少一部分被所述水閉塞時，限制所述冷卻介質(zhì)從設(shè)置在與和所述燃料氣體出口連通孔(32b)相鄰的所述冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)同一邊上的所述冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)的流通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 所述燃料電池具有將所述電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體(22a)和所述隔板(20)交替層疊兩次以上而得到的發(fā)電單元(18)， 在所述發(fā)電單元(18)之間形成有冷卻介質(zhì)流路(44)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 在所述隔板(20)的所述一方的兩邊，燃料氣體入口連通孔(32a)及氧化劑氣體入口連通孔(30a)、燃料氣體出口連通孔(32b)及氧化劑氣體出口連通孔(30b)分別沿著層疊方向貫通而設(shè)置于各邊， 所述燃料電池的運轉(zhuǎn)方法包括在判斷為所述燃料氣體流路(36)的至少下游側(cè)的一部分被所述水閉塞時，限制所述冷卻介質(zhì)向與所述氧化劑氣體出口連通孔(30b)相鄰的冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)的流通的工序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 在判斷為所述燃料氣體流路(36)的下游側(cè)且比所述燃料氣體出口連通孔(32b)接近所述氧化劑氣體出口連通孔(30b)的部分被所述水閉塞時，限制所述冷卻介質(zhì)向與所述氧化劑氣體出口連通孔(30b)相鄰的所述冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)的流通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 所述燃料電池具有將所述電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體(22a)和所述隔板(20)交替地層疊兩次以上而得到的發(fā)電單元(18)， 在所述發(fā)電單元(18)之間形成有使所述冷卻介質(zhì)沿著所述電極面的面方向流通的冷卻介質(zhì)流路(44)。
8.一種燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，所述燃料電池中層疊有電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體(22a)和平面為矩形形狀的隔板(20)，該電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體(22a)在電解質(zhì)(90)的兩側(cè)設(shè)有一對電極(92、94)，在所述隔板(20)的相互對置的一方的兩邊設(shè)有反應(yīng)氣體入口連通孔及反應(yīng)氣體出口連通孔，所述反應(yīng)氣體入口連通孔及反應(yīng)氣體出口連通孔沿著層疊方向貫通，并與用于使反應(yīng)氣體沿著電極面流動的反應(yīng)氣體流路連通，在所述隔板(20)的相互對置的另一方的兩邊沿著所述層疊方向貫通而設(shè)有至少一對冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)及至少一對冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b),所述至少一對冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)及至少一對冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)至少接近所述反應(yīng)氣體入口連通孔或所述反應(yīng)氣體出口連通孔，且分別向各邊分開而用于使冷卻介質(zhì)流動，所述燃料電池的運轉(zhuǎn)方法的特征在于，包括 檢測所述反應(yīng)氣體流路的至少一部分是否被水閉塞的工序； 在判斷為所述反應(yīng)氣體流路的至少一部分被所述水閉塞時，至少將所述冷卻介質(zhì)分別向各冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)的供給量或所述冷卻介質(zhì)分別從各冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)的排出量中的任一方控制成不同的量的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 在判斷為所述反應(yīng)氣體流路的至少一部分被所述水閉塞時，限制所述冷卻介質(zhì)向與所述反應(yīng)氣體出口連通孔即燃料氣體出口連通孔(32b)相鄰的所述冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)或與所述反應(yīng)氣體出口連通孔即氧化劑氣體出口連通孔(30b)相鄰的所述冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)的流通，并且， 限制所述冷卻介質(zhì)從設(shè)置在與限制了所述冷卻介質(zhì)的流通的所述冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)同一邊上的所述冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)的流通。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料電池的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 所述燃料電池具有將所述電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體(22a)和所述隔板(20)交替地層疊兩次以上而得到的發(fā)電單元(18)， 在所述發(fā)電單元(18)之間形成有冷卻介質(zhì)流路(44)。
11.一種燃料電池系統(tǒng)，其具備燃料電池，所述燃料電池中層疊有電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體(22a)和平面為矩形形狀的隔板(20)，該電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體(22a)在電解質(zhì)(90)的兩側(cè)設(shè)有一對電極(92、94)，在所述隔板(20)的相互對置的一方的兩邊設(shè)有反應(yīng)氣體入口連通孔及反應(yīng)氣體出口連通孔，所述反應(yīng)氣體入口連通孔及反應(yīng)氣體出口連通孔沿著層疊方向貫通，并與用于使反應(yīng)氣體沿著電極面流動的反應(yīng)氣體流路連通，在所述隔板(20)的相互對置的另一方的兩邊沿著所述層疊方向貫通而設(shè)有至少一對冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)及至少一對冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)，所述至少一對冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)及至少一對冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)至少接近所述反應(yīng)氣體入口連通孔或所述反應(yīng)氣體出口連通孔，且分別向各邊分開而用于使冷卻介質(zhì)流動，所述燃料電池系統(tǒng)的特征在于，具備 與所述隔板(20)的另一方的兩邊中設(shè)置在第一邊側(cè)的所述冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)及所述冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)分別連接的第一供給路(106a)及第一排出路(108a)； 與所述隔板(20)的另一方的兩邊中設(shè)置在第二邊側(cè)的所述冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)及所述冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)分別連接的第二供給路(106b)及第二排出路(108b)；與所述第一供給路(106a)的中途和所述第一排出路(108a)的中途連接的第一分支路(134a)； 與所述第二供給路(106b)的中途和所述第二排出路(108b)的中途連接的第二分支路(134b)； 至少在所述第一分支路(134a)及所述第二分支路(134b)上分別配設(shè)的閥機構(gòu)(132e、132f)； 判斷所述反應(yīng)氣體流路的至少一部分是否被水閉塞的控制器(16)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 至少在所述第一供給路(106a)及所述第二供給路(106b)或所述第一排出路(108a)及所述第二排出路(108b)中的任一方上配設(shè)閥機構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 所述閥機構(gòu)具備可變節(jié)流閥(132a 132d)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 所述閥機構(gòu)具備三通閥(110a、110b、112a、112b)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 所述燃料電池具備將所述電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體(22a)和所述隔板(20)交替地層疊兩次以上而得到的發(fā)電單元(18)， 并且，在所述發(fā)電單元(18)之間形成有冷卻介質(zhì)流路(44)。
全文摘要
燃料電池組(10)具備各一對的冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a)及冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)。各冷卻介質(zhì)入口連通孔(34a、34a)接近氧化劑氣體入口連通孔(30a)及燃料氣體入口連通孔(32a)，且分別向各邊分開。各冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b、34b)分別接近氧化劑氣體出口連通孔(30b)及燃料氣體出口連通孔(32b)，且分別向各邊分開。其運轉(zhuǎn)方法包括如下工序檢測燃料氣體流路的至少一部分是否被水閉塞的工序；在判斷為所述燃料氣體流路的至少一部分被所述水閉塞時，限制所述冷卻介質(zhì)向與燃料氣體出口連通孔(32b)相鄰的冷卻介質(zhì)出口連通孔(34b)流通。
文檔編號H01M8/10GK102918695SQ20118002599
公開日2013年2月6日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者千葉裕人, 巖澤力, 毛里昌弘, 大神統(tǒng), 上原順?biāo)? 山崎惠子 申請人:本田技研工業(yè)株式會社