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公開番号2025117360
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-12
出願番号2024012155
出願日2024-01-30
発明の名称燃料電池活性化装置
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/04858 20160101AFI20250804BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池セルを効率的に活性化させる。
【解決手段】燃料電池セルのアノード層20およびカソード層40には、触媒としての白金が含まれている。燃料電池活性化装置は、電位走査回路83と、アノード側82およびカソード側ガス供給装置84と、制御装置とを備える。電位走査回路83は、燃料電池セル50に電圧を印加可能である。アノード側ガス供給装置82は、水素を含むガスとしての燃料ガスをアノード層20に供給可能である。カソード側ガス供給装置84は、窒素を含み且つ酸素を含まないガスとしての不活性ガスをカソード層40に供給可能である。制御装置は、電位走査回路83によってカソード層40の電位を負にしつつ、アノード側ガス供給装置82によって燃料ガスをアノード層20に供給し、カソード側ガス供給装置84によって不活性ガスをカソード層40に供給する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
一方側から順に、アノード層と電解質膜とカソード層とを備え、前記アノード層および前記カソード層には、触媒としての白金が含まれている燃料電池セルを、活性化させる燃料電池活性化装置であって、
前記燃料電池セルに電圧を印加可能に構成された電位走査回路と、
水素を含むガスとしての燃料ガスを前記アノード層に供給可能に構成されたアノード側ガス供給装置と、
窒素を含み且つ酸素を含まないガスとしての不活性ガスを前記カソード層に供給可能に構成されたカソード側ガス供給装置と、
前記電位走査回路と前記アノード側ガス供給装置と前記カソード側ガス供給装置とを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記電位走査回路によって前記アノード層に対し前記カソード層の電位を負にすることによって、前記カソード層の電位を負にしない場合よりも、前記カソード層の電位を低くしつつ、前記アノード側ガス供給装置によって前記燃料ガスを前記アノード層に供給し、前記カソード側ガス供給装置によって前記不活性ガスを前記カソード層に供給する、
燃料電池活性化装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルを活性化させる装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池セルの中には、一方側から順に、アノード層と電解質膜とカソード層とを備えるものがある。アノード層とカソード層とには、触媒としての白金が含まれている。アノード層には、水素を含むガスとしての燃料ガスが、加湿されて供給される。他方、カソード層には、酸素を含むガスとしての酸化ガスが、加湿されて供給される。
【０００３】
上記の状態で燃料電池セルに負荷を接続すると、当該燃料ガス中の水素分子から解離した水素イオンが、電解質膜を通過してカソード層に移動し、酸化ガス中の酸素分子から解離した酸素原子および電子と結び付いて水分子になる。以上の一連の流れによって、発電が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－１６１１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような燃料電池セルにおいては、製造直後の性能が不十分であることが多い。その理由としては、アノード側触媒層や電解質膜やカソード側触媒層におけるアイオノマの湿潤が不十分であることや、白金に付着物が付着していることが挙げられる。それらのことから、燃料電池スタックの出荷前には、各燃料電池セルを活性化させる必要がある。その活性化のための手法としては、次に示す発電法と非発電法とがある。
【０００６】
発電法では、アノード層に燃料ガスを、カソード層に酸化ガスを、それぞれ加湿して供給すると共に、負荷を接続することによって、発電を行う。発電時の電流を制御することで電位の掃引を反復し、また、その発電に伴うイオンの流れと生成水によって白金に付着している付着物を洗い流して、燃料電池セルを活性化させる。さらに、このとき、燃料ガス中および酸化ガス中の水分や、発電による生成水が、アノード層と電解質膜とカソード層とに供給されセルが湿潤することによっても、燃料電池セルが活性化する。
【０００７】
他方、非発電法では、アノード層に、燃料ガスを加湿して供給する一方、カソード層には、酸素を含まない窒素などの不活性ガスを加湿して供給すると共に、外部装置を用いて電位を制御する。この非発電法によれば、カソード層に酸化ガスを供給しないことから、発電法に比べて燃料電池セルの出力を抑えることができる。その一方、アノード層には燃料ガスを供給することから、プロトンポンプによる水素イオンの移動に伴って水分が移動しセルが湿潤する。そのことから、非発電法によれば、燃料電池セルの出力を抑えつつも、プロトンポンプを発生させて、燃料電池セルを活性化させることができる。
【０００８】
しかしながら、発電法と比較して非発電法は出力を抑えることで設備コストを抑制できる反面、単に実施しただけでは活性化に時間を要し、さほど効率的に燃料電池セルを活性化できない。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、非発電法により燃料電池セルを効率的に活性化させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、プロトンポンプ時に、カソード層の電位を強制的に低くすれば、燃料電池セルを効率的に活性化できることを見出して、本発明に至った。
（【００１１】以降は省略されています）

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