JP2018098034A - 燃料電池セルの触媒活性方法 - Google Patents
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Abstract
Description
燃料電池セルのカソード極で触媒活性を行うための燃料電池セルの触媒活性方法であって、
前記燃料電池セルのアノード極に水素を封入し、前記カソード極のエアの供給ライン側を封止し、前記カソード極のエアの排気ライン側を大気開放する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記カソード極のエアの排気ライン側を封止する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記触媒活性を行う第3工程と、を含む。
H2→2H++2e− ・・・(1)
1/2O2+2H++2e−→H2O ・・・(2)
燃料電池セル10は、組み立て直後は、電解質膜にプロトン(H+)の導電パス経路が形成されておらず、本来の電池性能を発揮することができない。
そのため、含水発電工程では、燃料電池セル10に水素ガス及びエア(酸素ガス)を多めに供給し、これらガス内の水分も多めにした状態で、燃料電池セル10を負荷装置に接続し電流を流すことで、電解質膜内の導電パス経路の形成を促進させる。
触媒活性工程は、燃料電池セル10のカソード極12の触媒の表面に形成された酸化被膜を還元反応によって除去し、触媒を活性化させる触媒活性を行う工程である。触媒活性工程の詳細は後述する。
出力検査工程は、燃料電池セル10に水素ガス及びエアを供給し、燃料電池セル10のセル電圧を検査する工程である。
出力検査工程の前に上述の含水発電工程を全ての燃料電池セル10に実施している。そのため、燃料電池セル10毎に異なる保管状態(乾燥又は湿潤、放置時間等)をキャンセルし、同等の条件で、出力検査工程を実施することが可能になる。
OCV検査工程は、燃料電池セル10を負荷装置に接続していない状態で、燃料電池セル10に水素ガス及びエアを供給し、短絡の有無を検査する工程である。
パージ工程は、発電検査装置20から燃料電池セル10を取り出すための前工程である。パージ工程では、感電防止のために、燃料電池セル10のセル電圧を降下させ、また、水素漏れ防止のために、燃料電池セル10から水素ガスを排出し、また、燃料電池セル10から反応生成物である水を除去するために、燃料電池セル10に水素ガス及びエアを供給し、燃料電池セル10内のガスを置換する。
続いて、図3〜図5を参照して、燃料電池セル10の触媒活性工程について詳細に説明する。図3は、触媒活性工程時の燃料電池セル10内部の圧力の例を示している。「H2 IN」の波形はアノード極11の水素供給ライン26−1側の圧力、「H2 OUT」の波形はアノード極11の水素排気ライン27−1側の圧力、「Air IN」の波形はカソード極12のエア供給ライン26−2側の圧力、「Air OUT」の波形はカソード極12のエア排気ライン27−2側の圧力をそれぞれ示している。なお、発電検査装置20は、燃料電池セル10内部の上述の4箇所の圧力をそれぞれ測定する4つの圧力センサを備えているが、図1では、図が煩雑になることを防ぐために、これら圧力センサは省略している。また、図4は、触媒活性工程時の燃料電池セル10のセル電圧の例を示している。
PtO+2H++2e−→Pt+H2O ・・・(3)
例えば、上記実施の形態では、本発明を燃料電池セルの発電検査工程に適用した例について説明したが、これには限らない。本発明は、アノード極に水素を封入し、カソード極からエアを除去して、アノード極とカソード極との間に差圧をつけて、カソード極で触媒活性を行う任意の工程に適用可能である。
11 アノード極
12 カソード極
20 発電検査装置
21−1 水素供給バルブ
21−2 エア供給バルブ
22−1 水素排気バルブ
22−2 エア排気バルブ
23−1,23−2 背圧弁
24−1,24−2 気液分離器
25 制御部
26−1 水素供給ライン
26−2 エア供給ライン
27−1 水素排気ライン
27−2 エア排気ライン
30−1,30−2 排気口
Claims (2)
- 燃料電池セルのカソード極で触媒活性を行うための燃料電池セルの触媒活性方法であって、
前記燃料電池セルのアノード極に水素を封入し、前記カソード極のエアの供給ライン側を封止し、前記カソード極のエアの排気ライン側を大気開放する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記カソード極のエアの排気ライン側を封止する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記触媒活性を行う第3工程と、を含む、
燃料電池セルの触媒活性方法。 - 前記第2工程では、
前記第1工程の後で、かつ、前記カソード極のエアの排気ライン側の圧力が所定圧力以下になった後に、前記カソード極のエアの排気ライン側を封止する、
請求項1に記載の燃料電池セルの触媒活性方法。
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