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公開番号2025126610
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022930
出願日2024-02-19
発明の名称固体高分子型燃料電池の活性化方法
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/04746 20160101AFI20250822BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】固体高分子型燃料電池をより短時間で活性化させることができる方法を提供すること。
【解決手段】固体高分子膜を介してアノード極とカソード極とが対向配置された電極膜構造体を有する固体高分子型燃料電池の活性化方法であって、前記固体高分子型燃料電池を所定の範囲内(好ましくは100℃以上300℃以下、より好ましくは100℃以上200℃以下、さらに好ましくは100℃以上150℃以下の範囲内)で設定された設定温度で加熱しながら、前記アノード極に加湿された加湿水素含有ガスを加圧して供給し、前記カソード極に加湿された加湿酸素含有ガスまたは加湿窒素含有不活性ガスを加圧して供給する、固体高分子型燃料電池の活性化方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固体高分子膜を介してアノード極とカソード極とが対向配置された電極膜構造体を有する固体高分子型燃料電池の活性化方法であって、
前記固体高分子型燃料電池を所定の範囲内で設定された設定温度で加熱しながら、前記アノード極に加湿された加湿水素含有ガスを加圧して供給し、前記カソード極に加湿された加湿酸素含有ガスまたは加湿窒素含有不活性ガスを加圧して供給する、固体高分子型燃料電池の活性化方法。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記加湿水素含有ガスが前記設定温度に加熱されていて、前記加湿酸素含有ガスが前記設定温度に加熱されている、請求項１に記載の固体高分子型燃料電池の活性化方法。
【請求項３】
さらに、前記固体高分子型燃料電池を加熱しながら、前記カソード極を正として前記カソード極と前記アノード極との間に所定の幅内で変動する電圧を印加する、請求項１又は２に記載の固体高分子型燃料電池の活性化方法。
【請求項４】
固体高分子膜を介してアノード極とカソード極とが対向配置された電極膜構造体を有する固体高分子型燃料電池の活性化方法であって、
前記固体高分子型燃料電池を所定の範囲内で設定された設定温度で加熱し、次いで加熱を止めた状態で、前記アノード極に加湿された加湿水素含有ガスを供給し、前記カソード極に加湿された加湿酸素含有ガスまたは加湿窒素含有不活性ガスを供給する、固体高分子型燃料電池の活性化方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型燃料電池の活性化方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する燃料電池に関する研究開発が行われている。燃料電池として、固体高分子膜を介してアノード極とカソード極とが対向配置された電極膜構造体（ＭＥＡ）を有する固体高分子型燃料電池が知られている。この固体高分子型燃料電池は、一般に製造直後の発電性能が低い。このため、固体高分子型燃料電池の出荷前に、活性化処理（エージング）を行って活性化させるのが一般的である。固体高分子型燃料電池の活性化方法として、アノード極に加湿された加湿水素含有ガスを、カソード極に加湿された加湿酸素含有ガスまたは加湿窒素含有不活性ガスをそれぞれ供給しながら、固体高分子型燃料電池を加熱したり、カソード極とアノード極との間に所定の幅内で変動する電圧を印加したりする方法が知られている（例えば、引用文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１１／１２５８４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、固体高分子型燃料電池に関する技術では、生産性の向上のため活性化処理時間を短縮させることが課題の一つである。したがって、従来の活性化方法のさらなる改良が望まれている。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、固体高分子型燃料電池をより短時間で活性化させることができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、活性化処理に際して、固体高分子型燃料電池を加熱しながら、固体高分子型燃料電池のアノード極とカソード極とに所定の加湿ガスを加圧して供給する、もしくは固体高分子型燃料電池を加熱し、次いで加熱を止めた状態で、アノード極とカソード極とに所定の加湿ガスを供給することによって、上記の課題を解決することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。したがって、本発明は以下のものを提供する。
【０００７】
（１）固体高分子膜を介してアノード極とカソード極とが対向配置された電極膜構造体を有する固体高分子型燃料電池の活性化方法であって、前記固体高分子型燃料電池を所定の範囲内で設定された設定温度で加熱しながら、前記アノード極に加湿された加湿水素含有ガスを加圧して供給し、前記カソード極に加湿された加湿酸素含有ガスまたは加湿窒素含有不活性ガスを加圧して供給する、固体高分子型燃料電池の活性化方法。
【０００８】
（１）の固体高分子型燃料電池の活性化方法によれば、固体高分子型燃料電池を加熱しながら、アノード極に加湿水素含有ガスを供給し、カソード極に加湿酸素含有ガスまたは加湿窒素含有不活性ガスを供給するため、アノードおよびカソードの側触媒層では触媒の活性が進みやすくなる。また、加湿ガスに含まれる水蒸気によるアノード極およびカソード極の触媒層と固体高分子膜の湿潤が進みやすくなる。さらに、アノード極に加湿水素含有ガスを加圧して供給し、カソード極に加湿酸素含有ガスまたは加湿窒素含有不活性ガスを加圧して供給するので、アノード極及びカソード極に水蒸気を効率よく供給することができる。したがって、固体高分子型燃料電池をより短時間で活性化させることができる。
【０００９】
（２）前記加湿水素含有ガスが前記設定温度に加熱されていて、前記加湿酸素含有ガスまたは加湿窒素含有不活性ガスが前記設定温度に加熱されている、（１）に記載の固体高分子型燃料電池の活性化方法。
【００１０】
（２）の固体高分子型燃料電池の活性化方法によれば、アノード極に供給したときの加湿水素含有ガスの加熱による湿度の低下と、カソード極に供給したときの加湿酸素含有ガスの加熱による湿度の低下が抑制されるので、アノード極及びカソード極に水蒸気をより効率よく供給することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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