燃料电池系统以及方法技术方案

本发明专利技术的课题在于提供能够对阴极侧或者阳极侧的催化剂适当地进行再生处理的燃料电池系统。一种燃料电池系统，它是具备控制向燃料电池（２）供给的燃料气体以及氧化剂气体的供给流量、进行恢复燃料电池（２）的催化剂的低下活性的再生处理的再生处理装置（２１、２４、３３、３５）的燃料电池系统（１），燃料电池（２）的阴极（１２）侧的催化剂的再生处理，是通过再生处理装置根据与燃料气体的关系使氧化剂气体的流量比正常需求减少、从而使燃料电池（２）的单格电压低于规定电压而进行的。阳极（１３）侧的催化剂的再生处理也一样，是通过再生处理装置根据与氧化剂气体的关系使燃料气体的流量比正常需求减少而进行的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池系统以及方法
本专利技术涉及对燃料电池的阴极侧或者阳极侧的催化剂进行再生处理的燃料电池系统以及用于此的方法。
技术介绍
固体高分子型的燃料电池，在一定的输出电流下输出电压经过一段时间就会降低。其主要原因之一是，因为燃料电池的长期运行，在燃料电池的阴极侧或者阳极侧的催化剂(例如Pt)上附着杂质(例如S成分含有物，CO等)，从而造成这些催化剂的活性降低。作为解决这一问题的燃料电池系统，众所周知有与燃料电池并联设置负载器的燃料电池系统(例如，参照专利文献1)。这种情况下，通过向燃料电池过剩地供给氧化剂气体以及燃料气体的两者，并流过比额定运行大的电流，从而对阴极侧的催化剂进行再生处理。专利文献1：特开2003-115318号公报(第3页以及第1图)
技术实现思路
但是，在这样的以往的燃料电池系统中，产生超过额定电流值的剩余电流。因此，有对燃料电池材料或系统构成部件的耐久性产生恶劣影响的可能。本专利技术的目的在于，提供能够对阴极侧或者阳极侧的催化剂适当地进行再生处理的燃料电池系统以及用于此的方法。为了实现上述目的，本专利技术的燃料电池系统，其具备控制向燃料电池供给的燃料气体以及氧化剂气体的供给流量、进行恢复燃料电池的催化剂-->的低下活性的再生处理的再生处理装置，燃料电池的阴极侧的催化剂的再生处理，是通过由再生处理装置使氧化剂气体的流量按照与燃料气体的关系比正常需求减少、从而使燃料电池的单格电压低于规定电压而进行的。根据该构成，通过根据与燃料气体的关系使氧化剂气体的流量比正常需求减少，从而阴极的电位下降，从而使单格电压低于规定电压。由此，在阴极侧发生将催化剂上附着的杂质除去的反应，还原为活性的催化剂。这样，因为使氧化剂气体的流量与正常需求相比下降、进行阴极侧的催化剂的再生处理，所以能够很好地避免对燃料电池材料等的耐久性造成恶劣影响。在此，氧化剂气体的代表例子是氧化气体或空气。燃料气体的代表例子是例如纯氢或、由天然气等改性的氢、或甲醇。在此，单格电压的理论值是1.23V，但实机的额定运行时的单格电压是0.8V～1.0V。所谓“规定电压”，只要是适于阴极侧的催化剂的活性再生的低电压即可，例如只要是0.8V～0.2V或者0.8V～0.3V左右即可。上述的阴极侧的催化剂的再生处理可以在燃料电池的起动时、额定运行时以及停止时执行。具体而言，如下进行。优选的是，阴极侧的再生处理，在燃料电池的起动时，是通过由再生处理装置晚于向燃料电池的燃料气体的供给的开始而开始向燃料电池的氧化剂气体的供给而进行的。这种情况下，优选再生处理装置在单格电压小于等于0.3V时开始向燃料电池的氧化剂气体的供给。同样优选，阴极侧的再生处理，在燃料电池的额定运行时，是通过由再生处理装置使氧化剂气体的流量在规定时间内降低而进行的。同样优选，阴极侧的再生处理，在燃料电池的停止时，是通过由再生处理装置在向燃料电池的燃料气体的供给停止之前停止向燃料电池的氧化剂气体的供给而进行的。优选，将在上述再生处理时从燃料电池输出的电，向与燃料电池连接的外部负载供给。根据本专利技术的一个形态，再生处理装置具备控制向燃料电池供给的燃-->料气体的供给流量的第一流量控制装置，和控制向燃料电池供给的氧化剂气体的供给流量的第二流量控制装置。而且，第一流量控制装置和第二流量控制装置优选为了进行再生处理而进行控制。这种情况下，优选，第一流量控制装置包括设置在燃料气体流过的管路上的至少一个阀。优选，第二流量控制装置包括设置在氧化剂气体流过的管路上的至少一个阀或者氧化剂气体供给机。鉴于得出本专利技术的经过，从其他观点看待本专利技术，内容如下。即，本专利技术的燃料电池系统，其具备控制向燃料电池供给的燃料气体以及氧化剂气体的供给流量、进行恢复燃料电池的催化剂的低下活性的再生处理的再生处理装置，具备控制向燃料电池供给的燃料气体的供给流量的第一流量控制设备，和控制向燃料电池供给的氧化剂气体的供给流量的第二流量控制设备。而且，燃料电池的阴极侧的催化剂的再生处理，是通过由第一流量控制设备以及第二流量控制设备进行控制，以使得氧化剂气体的流量按照与燃料气体的关系来看比正常需求减少，从而使燃料电池的单格电压低于规定电压而进行的。这种情况下，优选将在再生处理时从燃料电池输出的电力，向与燃料电池连接的外部负载供给。上述的阴极侧的催化剂的再生处理，可以在燃料电池的起动时、额定运行时以及停止时执行。具体而言，如下进行。阴极侧的催化剂的再生处理，优选为在燃料电池的起动时，是通过由第一流量控制设备以及第二流量控制设备，以迟于向燃料电池的燃料气体的供给的开始而开始向燃料电池的氧化剂气体的供给的方式进行控制而进行的。同样，阴极侧的催化剂的再生处理，优选为在燃料电池的额定运行时，是通过由第一流量控制设备以及第二流量控制设备，以使氧化剂气体的流量在规定时间内降低的方式进行控制而进行的。同样，阴极侧的催化剂的再生处理，油选为在燃料电池的停止时，是通过由第一流量控制设备以及第二流量控制设备，以在向燃料电池的燃料-->气体的供给停止之前停止向燃料电池的氧化剂气体的供给的方式进行控制而进行的。优选为第一流量控制设备包括设置在燃料气体流过的管路上的至少一个阀。优选为第二流量控制设备包括设置在氧化剂气体流过的管路上的至少一个阀或者氧化剂气体供给机。本专利技术的其他的燃料电池系统，其具备控制向燃料电池供给的燃料气体以及氧化剂气体的供给流量、进行恢复燃料电池的催化剂的低下活性的再生处理的再生处理装置，燃料电池的阴极侧的催化剂的再生处理，是通过再生处理装置使燃料气体的流量按照与氧化剂气体的关系比正常需求减少，从而使燃料电池的单格电压低于规定电压而进行的。根据该构成，和上述阴极侧的再生处理一样，通过使燃料气体的流量按照与氧化剂气体的关系比正常需求减少，从而使阳极的电位上升，也使单格电压低于规定电压。由此，在阳极侧发生将在催化剂上附着的杂质去除的反应，使其还原为活性催化剂。这样，因为相比正常需求燃料气体的流量降低，进行阳极侧的催化剂的再生处理，所以能够适当地避免对燃料电池材料等的耐久性造成恶劣影响。阳极侧的催化剂的再生处理，和阴极侧的再生处理一样，能够在燃料电池的起动时、额定运行时以及停止时执行。具体而言，如下进行。阳极侧的催化剂的再生处理，优选为在燃料电池的起动时，是通过由再生处理装置迟于向燃料电池的氧化剂的供给的开始而开始向燃料电池的燃料气体的供给而进行的。同样，阳极侧的再生处理，优选为在燃料电池的额定运行时，是通过由再生处理装置使燃料气体的流量在规定时间内降低而进行的。同样，阳极侧的再生处理，优选为在燃料电池的停止时，是通过由再生处理装置在向燃料电池的氧化剂气体的供给停止之前停止向燃料电池的燃料气体的供给而进行的。优选，将在上述再生处理时从燃料电池输出的电力，向与燃料电池连-->接的外部负载供给。另外，再生处理装置和上述一样，具备第一流量控制装置以及第二流量控制装置，第一流量控制装置以及第二流量控制装置以进行再生处理的方式进行控制即可。鉴于得出本专利技术的经过，从其他观点看待本专利技术，内容如下。即，一种控制向燃料电池供给的燃料气体以及氧化剂气体的供给流量、进行恢复燃料电池的催化剂的低下活性的再生处理的燃料电池系统，具备控制向燃料电池供给的燃料气体的供给流量的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，其具备控制向燃料电池供给的燃料气体以及氧化剂气体的供给流量、进行恢复该燃料电池的催化剂的低下活性的再生处理的再生处理装置，其特征在于，所述燃料电池的阴极侧的催化剂的再生处理，是通过所述再生处理装置根据与燃料气体的关系使氧化剂气体的流量比正常需求减少、由此使所述燃料电池的单格电压低于规定电压而进行的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-10-29 317377/20041.一种燃料电池系统，其具备控制向燃料电池供给的燃料气体以及氧化剂气体的供给流量、进行恢复该燃料电池的催化剂的低下活性的再生处理的再生处理装置，其特征在于，所述燃料电池的阴极侧的催化剂的再生处理，是通过所述再生处理装置根据与燃料气体的关系使氧化剂气体的流量比正常需求减少、由此使所述燃料电池的单格电压低于规定电压而进行的。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，在所述再生处理时，从所述燃料电池输出的电力，向与所述燃料电池连接的外部负载供给。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述再生处理，在所述燃料电池的起动时，是通过所述再生处理装置在开始向该燃料电池的燃料气体的供给之后开始向该燃料电池的氧化剂气体的供给而进行的。4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述再生处理装置，在所述单格电压小于等于0.3V时开始向所述燃料电池的氧化剂气体的供给。5.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述再生处理，在所述燃料电池的额定运行时，是通过所述再生处理装置使氧化剂气体的流量在规定时间内降低而进行的。6.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述再生处理，在所述燃料电池的停止时，是通过所述再生处理装置在停止向该燃料电池的燃料气体的供给之前停止向该燃料电池的氧化剂气体的供给而进行的。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述再生处理装置具备控制向所述燃料电池供给的燃料气体的供给流量的第一流量控制装置，和控制向所述燃料电池供给的氧化剂气体的供给流量-->的第二流量控制装置；所述第一流量控制装置和所述第二流量控制装置进行控制以进行所述再生处理。8.根据权利要求7所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第一流量控制装置包括设置在燃料气体所流过的管路上的至少一个阀。9.根据权利要求7或8所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第二流量控制装置包括设置在氧化剂气体所流过的管路上的至少一个阀或者氧化剂气体供给机。10.一种燃料电池系统，其具备控制向燃料电池供给的燃料气体以及氧化剂气体的供给流量、进行恢复该燃料电池的催化剂的低下活性的再生处理的再生处理装置，其特征在于，所述燃料电池的阳极侧的催化剂的再生处理，是通过所述再生处理装置根据与氧化剂气体的关系使燃料气体的流量比正常需求减少、由此使所述燃料电池的单格电压低于规定电压而进行的。11.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，在所述再生处理时，从所述燃料电池输出的电力，向与所述燃料电池连接的外部负载供给。12.根据权利要求10或11所述的燃料电池系统，其特征在于，所述再生处理，在所述燃料电池的起动时，是通过所述再生处理装置在开始向该燃料电池的氧化剂气体的供给之后开始向该燃料电池的燃料气...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾一新，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，爱信精机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]