JPH0917440A - リン酸型燃料電池の不良セル検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転中に特性が劣化して不良となるような潜
在的不良セルを確実に検出できるリン酸型燃料電池の不
良セル検出方法を提供する。 【構成】 セルの複数個が積層状態に並置されたリン酸
型燃料電池において、一個のセル又は複数個のセルにて
構成されるブロックに区分し、燃料ガス流路に供給する
燃料ガス、あるいは、酸素含有ガス流路に供給する酸素
含有ガス、あるいは、燃料ガス流路に供給する燃料ガス
及び酸素含有ガス流路に供給する酸素含有ガスに、セル
の発電能力を低下させる発電能力低下物質を添加した状
態で、セルを発電作動させ、発電能力低下物質の添加濃
度を変化させたときの、ブロック夫々の発電状況の変化
を検出し、その検出情報に基づいて、不良のブロックを
判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リン酸電解質層の一方
の面に燃料極を備え且つ他方の面に酸素極を備え、且
つ、水素ガスを含有した燃料ガスが通流する燃料ガス流
路を前記燃料極に臨む面に備え且つ酸素ガスを含有した
酸素含有ガスが通流する酸素含有ガス流路を前記酸素極
に臨む面に備えたセルの複数個が積層状態に並置された
リン酸型燃料電池において、積層状態に並置された複数
個のセルの中から不良のセルを検出するリン酸型燃料電
池の不良セル検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、リン酸型燃料電池（以下、単に
燃料電池と記載する場合がある）では、一つのセルの起
電力は約０．６５ボルト程度と低く、実用上必要な出力
電圧を得るために、１５０〜３００個のセルを電気的に
直列接続した状態で積層状態に並置して構成している。
尚、以下の説明では、複数個のセルを積層状態に並置し
たものをセルスタックと称する場合がある。ところで、
燃料電池の出荷前の検査において、セルスタックの中か
ら不良セルを検出する必要がある。又、燃料電池の運転
中に不良セルが発生して所定の出力が得られなくなる事
態が発生すると差し障りがあるので、ユーザーにて稼働
中の燃料電池において、定期点検等の運転休止時等に検
査を行って、劣化の進行したセルを早期に検出して、不
良となる前に予め交換する必要がある。従来では、出荷
する前に、セルスタックの中から不良セルを検出した
り、あるいは、稼働中の燃料電池について、セルスタッ
クの中から劣化の進行したセルを検出する方法として
は、下記のような方法が採用されていた。燃料ガス流路
に供給された燃料ガスのうち燃料極において電池反応に
使用された割合（以下、燃料利用率と称する）、又は、
酸素含有ガス流路に供給された酸素含有ガスのうち酸素
極において電池反応に使用された割合（以下、酸素利用
率と称する）を、通常運転時における値よりも大きくし
て、そのときのブロック夫々の通常運転時に対する出力
電圧変化を測定し、この出力電圧変化から不良セルを検
出するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】燃料利用率又は酸素利
用率を通常運転時における値よりも大きくすると、初期
不良セル及び運転中の燃料電池において劣化が特に進行
したセル夫々と、正常セルとの間においては、通常運転
時に対する出力電圧変化の差が顕著となるので、上記従
来の検出方法では、これら初期不良セル及び運転中の燃
料電池において劣化が特に進行したセルは確実に検出す
ることができる。ところで、セルの特性は、酸素極や燃
料極の電極触媒の劣化、酸素極や燃料極の電極材料の腐
食、又は、酸素極や燃料極の撥水性（以下、電極撥水性
と略記する）の低下により劣化する。セルの中には、製
造上のバラツキ等によって、これら電極触媒の劣化、電
極材料の腐食、又は、電極撥水性の低下が発生し易いセ
ル、又は、電極触媒の劣化、電極材料の腐食、又は、電
極撥水性の低下が正常なセルに比べて速いセル（以下、
これらのセルをまとめて潜在的不良セルと略記する場合
がある）が存在する。このような潜在的不良セルは、運
転による特性劣化速度が正常セルに比べて速いため、正
常セルに比べて比較的早い時期に不良となる。しかしな
がら、従来の検出方法では、このような潜在的不良セル
と正常セルとの間において、前記出力電圧変化の差はほ
とんどないかあっても僅かであるため、潜在的不良セル
を検出することができなかった。そこで、出荷前の燃料
電池に潜在的不良セルが存在していたり、あるいは、運
転中に潜在的不良セルが発生したりすると、潜在的不良
セルが運転中に不良となって、燃料電池の運転を停止し
て、不良セルを交換しなければならないような事態が生
じる場合があり、不良セル検出方法において改善が望ま
れていた。

【０００４】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、運転中に特性が劣化して不良と
なるような潜在的不良セルを確実に検出できるリン酸型
燃料電池の不良セル検出方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるリン酸型燃
料電池の不良セル検出方法の第１の特徴構成は、リン酸
電解質層の一方の面に燃料極を備え且つ他方の面に酸素
極を備え、且つ、水素ガスを含有した燃料ガスが通流す
る燃料ガス流路を前記燃料極に臨む面に備え且つ酸素ガ
スを含有した酸素含有ガスが通流する酸素含有ガス流路
を前記酸素極に臨む面に備えたセルの複数個が積層状態
に並置されたリン酸型燃料電池において、一個のセル又
は複数個のセルにて構成されるブロックに区分し、前記
燃料ガス流路に供給する燃料ガス、あるいは、前記酸素
含有ガス流路に供給する酸素含有ガス、あるいは、前記
燃料ガス流路に供給する燃料ガス及び前記酸素含有ガス
流路に供給する酸素含有ガスに、前記セルの発電能力を
低下させる発電能力低下物質を添加した状態で、前記セ
ルを発電作動させ、前記発電能力低下物質の添加濃度を
変化させたときの、前記ブロック夫々の発電状況の変化
を検出し、その検出情報に基づいて、不良のブロックを
判定する点にある。

【０００６】第２の特徴構成は、リン酸電解質層の一方
の面に燃料極を備え且つ他方の面に酸素極を備え、且
つ、水素ガスを含有した燃料ガスが通流する燃料ガス流
路を前記燃料極に臨む面に備え且つ酸素ガスを含有した
酸素含有ガスが通流する酸素含有ガス流路を前記酸素極
に臨む面に備えたセルの複数個が積層状態に並置された
リン酸型燃料電池において、一個のセル又は複数個のセ
ルにて構成されるブロックに区分し、前記燃料ガス流路
に供給する燃料ガス、あるいは、前記酸素含有ガス流路
に供給する酸素含有ガス、あるいは、前記燃料ガス流路
に供給する燃料ガス及び前記酸素含有ガス流路に供給す
る酸素含有ガスに、前記セルの発電能力を低下させる発
電能力低下物質を添加した状態で、前記セルを発電作動
させ、前記燃料電池に対する負荷の大きさを変化させた
ときの、前記ブロック夫々の発電状況の変化を検出し、
その検出情報に基づいて、不良のブロックを判定する点
にある。

【０００７】第３の特徴構成は、リン酸電解質層の一方
の面に燃料極を備え且つ他方の面に酸素極を備え、且
つ、水素ガスを含有した燃料ガスが通流する燃料ガス流
路を前記燃料極に臨む面に備え且つ酸素ガスを含有した
酸素含有ガスが通流する酸素含有ガス流路を前記酸素極
に臨む面に備えたセルの複数個が積層状態に並置された
リン酸型燃料電池において、一個のセル又は複数個のセ
ルにて構成されるブロックに区分し、前記燃料ガス流路
に供給する燃料ガス、あるいは、前記酸素含有ガス流路
に供給する酸素含有ガス、あるいは、前記燃料ガス流路
に供給する燃料ガス及び前記酸素含有ガス流路に供給す
る酸素含有ガスに、前記セルの発電能力を低下させる発
電能力低下物質を添加した状態で、前記セルを発電作動
させ、前記燃料電池の温度を変化させたときの、前記ブ
ロック夫々の発電状況の変化を検出し、その検出情報に
基づいて、不良のブロックを判定する点にある。

【０００８】第４の特徴構成は、リン酸電解質層の一方
の面に燃料極を備え且つ他方の面に酸素極を備え、且
つ、水素ガスを含有した燃料ガスが通流する燃料ガス流
路を前記燃料極に臨む面に備え且つ酸素ガスを含有した
酸素含有ガスが通流する酸素含有ガス流路を前記酸素極
に臨む面に備えたセルの複数個が積層状態に並置された
リン酸型燃料電池において、一個のセル又は複数個のセ
ルにて構成されるブロックに区分し、前記燃料ガス流路
に供給する燃料ガス、あるいは、前記酸素含有ガス流路
に供給する酸素含有ガス、あるいは、前記燃料ガス流路
に供給する燃料ガス及び前記酸素含有ガス流路に供給す
る酸素含有ガスに、前記セルの発電能力を低下させる発
電能力低下物質を添加した状態で、前記セルを発電作動
させ、前記燃料ガス流路に供給された燃料ガスのうち前
記燃料極において電池反応に使用された割合を示す燃料
利用率、あるいは、前記酸素ガス流路に供給された酸素
含有ガスのうち前記酸素極において電池反応に使用され
た割合を示す酸素利用率、あるいは、前記燃料利用率及
び前記酸素利用率を変化させたときの、前記ブロック夫
々の発電状況の変化を検出し、その検出情報に基づい
て、不良のブロックを判定する点にある。

【０００９】第５の特徴構成は、前記燃料ガス流路に供
給する燃料ガスに添加する発電能力低下物質が、ＣＯガ
ス、ＳＯ₂ ガス、ＮＨ₃ ガス、又は、ＮＯ₂ ガスであ
り、前記酸素含有ガス流路に供給する酸素含有ガスに添
加する発電能力低下物質が、ＣＯガス、ＳＯ₂ ガス、Ｎ
Ｈ₃ ガス、又は、ＮＯ₂ ガスである点にある。

【００１０】第６の特徴構成は、前記発電状況が、前記
燃料電池に負荷を接続したときの出力電圧、前記燃料電
池に負荷を接続しないときの出力電圧、又は、内部抵抗
である点にある。

【００１１】第７の特徴構成は、前記発電状況が、前記
燃料電池に負荷を接続したときの出力電圧、又は、内部
抵抗である点にある。

【００１２】

【作用】電極触媒が劣化すると、電池反応に寄与する電
極触媒の量が少なくなる。電極材料が腐食すると、電池
反応が行われる燃料極や酸素極の面積が小さくなる。
又、電極撥水性が低下すると、リン酸電解質が燃料極や
酸素極に浸透するため、燃料極や酸素極でガス拡散性が
低下し、リン酸電解質層において局部的にリン酸電解質
が少なくなる。従って、電極触媒の劣化、電極材料の腐
食、又は、電極撥水性の低下のいずれにおいても、セル
において起こる電池反応の量が少なくなる、換言すれ
ば、セルにおいて電池反応が起こる範囲が減少すること
になる。つまり、潜在的不良セルは、電池反応が起こる
範囲が減少するために、発電状況が低下することにな
る。本発明は、上記の如き見地に基づいて成されたもの
である。

【００１３】第１の特徴構成による作用は、以下の通り
である。燃料ガス流路に供給する燃料ガス、あるいは、
酸素含有ガス流路に供給する酸素含有ガス、あるいは、
燃料ガス流路に供給する燃料ガス及び酸素含有ガス流路
に供給する酸素含有ガスに発電能力低下物質を添加する
と、潜在的不良セルは電池反応が起きる範囲が減少して
いるため、正常セルに比べて、発電能力低下物質の添加
による影響が大きく現出して、発電能力の低下の度合
い、つまり、発電状況の低下の度合いが大きくなる。そ
して、潜在的不良セルでは、発電能力低下物質を添加濃
度を大にするほど、発電能力低下物質の添加による影響
が顕著に現出して、発電状況の低下の度合いが大きくな
る。図５に、例えば、燃料ガスに対する発電能力低下物
質の添加濃度を変化させたときの、セルの発電状況の変
化を示す。尚、図５においては、実線にて、潜在的不良
セルにおける発電能力低下物質の添加濃度とセルの発電
状況との関係を示し、破線にて、正常セルにおける発電
能力低下物質の添加濃度とセルの発電状況との関係を示
す。図５により、潜在的不良セルは、正常セルに比べ
て、発電能力低下物質の添加濃度を大にしたときの発電
状況の低下の度合いが大きいことが分かる。従って、発
電能力低下物質の添加濃度を変化させると、潜在的不良
セルが存在するブロックと存在しないブロックとでは、
発電状況の変化に差異が生じるので、即ち、潜在的不良
セルが存在するブロックの方が存在しないブロックより
も発電状況の変化が大きいので、このことに基づいて、
潜在的不良セルが存在するブロックを判定することがで
きるのである。尚、発電能力低下物質を添加することに
より、一時的にセルの発電能力が低下するが、その後の
通常運転により、発電能力低下物質の添加による影響が
解消されて、元の発電能力に戻るので問題とはならな
い。

【００１４】第２の特徴構成による作用は、以下の通り
である。負荷を変化させると、発電状況が変化する。そ
こで、燃料ガス流路に供給する燃料ガス、あるいは、酸
素含有ガス流路に供給する酸素含有ガス、あるいは、燃
料ガス流路に供給する燃料ガス及び酸素含有ガス流路に
供給する酸素含有ガスに発電能力低下物質を添加して、
正常セルと潜在的不良セルとの間に発電状況の差をある
程度生じさせた状態で、負荷を変化させる。すると、潜
在的不良セルは、電池反応が起きる範囲が減少している
ため、正常セルに比べて、負荷の変化による影響が顕著
に現出するので、潜在的不良セルが存在するブロックの
方が存在しないブロックよりも発電状況の変化が大きく
なり、このことに基づいて、潜在的不良セルが存在する
ブロックを判定することができるのである。図６に、例
えば、燃料ガスに発電能力低下物質を所定の濃度で添加
した状態で、負荷を変化させたときの、セルの発電状況
の変化を示す。尚、図６においては、実線にて、潜在的
不良セルにおける負荷とセルの発電状況との関係を示
し、細い実線は、発電能力低下物質を添加しないときの
関係、太い実線は、発電能力低下物質を添加したときの
関係を夫々示す。又、破線にて、正常セルにおける負荷
とセルの発電状況との関係を示し、細い破線は、発電能
力低下物質を添加しないときの関係、太い破線は、発電
能力低下物質を添加したときの関係を夫々示す。図６に
おいて、発電能力低下物質を添加しないときは、潜在的
不良セルと正常セルとの間には、負荷を変化させたとき
の発電状況の変化にほとんど差がないが、発電能力低下
物質を添加したときは、潜在的不良セルの方が発電状況
の変化が大きいことが分かる。

【００１５】第３の特徴構成による作用は、以下の通り
である。燃料電池の温度を変化させると、セルにおける
電池反応量が変化するので発電状況が変化する、つま
り、温度が高くなるほど、セルにおける電池反応速度が
大になるので発電状況が大になる。又、温度を変化させ
ると発電能力低下物質の電極触媒への吸着量が変化し、
発電状況が変化する。例えば、温度が低くなるほど吸着
量が増加し、発電能力が下がるなど影響が大きくなる。
そこで、燃料ガス流路に供給する燃料ガス、あるいは、
酸素含有ガス流路に供給する酸素含有ガス、あるいは、
燃料ガス流路に供給する燃料ガス及び酸素含有ガス流路
に供給する酸素含有ガスに発電能力低下物質を添加し
て、正常セルと潜在的不良セルとの間に発電状況の差を
ある程度生じさせた状態で、燃料電池の温度を変化させ
る。すると、潜在的不良セルは、電池反応が起きる範囲
が減少しているため、正常セルに比べて、温度の変化に
よる影響が顕著に現出するので、潜在的不良セルが存在
するブロックの方が存在しないブロックよりも発電状況
の変化が大きくなり、このことに基づいて、潜在的不良
セルが存在するブロックを判定することができるのであ
る。図７に、例えば、燃料ガスに発電能力低下物質を所
定の濃度で添加した状態で、温度を変化させたときの、
セルの発電状況の変化を示す。尚、図７においては、実
線にて、潜在的不良セルにおける温度とセルの発電状況
との関係を示し、細い実線は、発電能力低下物質を添加
しないときの関係、太い実線は、発電能力低下物質を添
加したときの関係を夫々示す。又、破線にて、正常セル
における温度とセルの発電状況との関係を示し、細い破
線にて、発電能力低下物質を添加しないときの関係、太
い破線にて、発電能力低下物質を添加したときの関係を
夫々示す。図７において、発電能力低下物質を添加しな
いときは、潜在的不良セルと正常セルとの間には、温度
を変化させたときの発電状況の変化にほとんど差がない
が、発電能力低下物質を添加したときは、潜在的不良セ
ルの方が発電状況の変化が大きいことが分かる。

【００１６】又、燃料ガス流路に供給する燃料ガス及び
酸素含有ガス流路に供給する酸素含有ガスに発電能力低
下物質を添加した場合は、燃料極又は酸素極のいずれか
又は両方に問題がある潜在的不良セルを検出することが
できる。

【００１７】第４の特徴構成による作用は、以下の通り
である。燃料利用率を大にするほど、燃料ガスが燃料極
に拡散する範囲が減少するので、換言すれば、燃料極に
おいて電池反応が起こる範囲が減少するので、発電状況
が低下する傾向がある。又、酸素利用率を大にするほ
ど、酸素含有ガスが酸素極に拡散する範囲が減少するの
で、換言すれば、酸素極において電池反応が起こる範囲
が減少するので、発電状況が低下する傾向がある。そこ
で、例えば、燃料ガス流路に供給する燃料ガスに発電能
力低下物質を添加して、燃料極側に問題がある潜在的不
良セルと正常セルとの間に発電状況の差をある程度生じ
させた状態で、燃料利用率を変化させる。すると、燃料
極側に問題がある潜在的不良セルは燃料極における電池
反応が起こる範囲が減少しているため、正常セルに比べ
て、燃料利用率を変化させたことによる影響が顕著に現
出するので、潜在的不良セルが存在するブロックの方が
存在しないブロックよりも発電状況の変化が大きくな
り、このことに基づいて、潜在的不良セルが存在するブ
ロックを判定することができるのである。図８に、例え
ば、燃料ガスに発電能力低下物質を所定の濃度で添加し
た状態で、燃料利用率を変化させたときの、セルの発電
状況の変化を示す。尚、図８においては、実線にて、潜
在的不良セルにおける燃料利用率とセルの発電状況との
関係を示し、細い実線は、発電能力低下物質を添加しな
いときの関係、太い実線は、発電能力低下物質を添加し
たときの関係を夫々示す。又、破線にて、正常セルにお
ける燃料利用率とセルの発電状況との関係を示し、細い
破線は、発電能力低下物質を添加しないときの関係、太
い破線は、発電能力低下物質を添加したときの関係を夫
々示す。図８において、発電能力低下物質を添加しない
ときは、潜在的不良セルと正常セルとの間には、燃料利
用率を変化させたときの発電状況の変化にほとんど差が
ないが、発電能力低下物質を添加したときは、潜在的不
良セルの方が発電状況の変化が大きいことが分かる。

【００１８】又、例えば、酸素含有ガス流路に供給する
酸素含有ガスに発電能力低下物質を添加して、酸素極側
に問題がある潜在的不良セルと正常セルとの間に発電状
況の差をある程度生じさせた状態で、酸素利用率を変化
させる。すると、酸素極側に問題がある潜在的不良セル
は酸素極における電池反応が起こる範囲が減少している
ため、正常セルに比べて、酸素利用率を変化させたこと
による影響が顕著に現出するので、潜在的不良セルが存
在するブロックの方が存在しないブロックよりも発電状
況の変化が大きくなり、このことに基づいて、潜在的不
良セルが存在するブロックを判定することができるので
ある。

【００１９】又、例えば、燃料ガス流路に供給する燃料
ガス及び前記酸素含有ガス流路に供給する酸素含有ガス
に発電能力低下物質を添加して、燃料極側又は酸素極側
に問題がある潜在的不良セルと正常セルとの間に発電状
況の差をある程度生じさせた状態で、燃料利用率及び酸
素利用率を変化させる。すると、燃料極側又は酸素極側
に問題がある潜在的不良セルは電池反応が起きる箇所が
減少しているため、正常セルに比べて、燃料利用率及び
酸素利用率の変化による影響が顕著に現出するので、潜
在的不良セルが存在するブロックの方が存在しないブロ
ックよりも発電状況の変化が大きくなり、このことに基
づいて、潜在的不良セルが存在するブロックを判定する
ことができるのである。

【００２０】第５の特徴構成による作用は、以下の通り
である。燃料ガス流路に供給する燃料ガスにＣＯガス又
はＳＯ₂ ガスを添加すると、ＣＯガス又はＳＯ₂ ガスが
燃料極の電極触媒に吸着し、電極触媒の表面積を減少さ
せるなどして、セルの発電能力が低下する。そこで、燃
料極に問題がある潜在的不良セルは、正常セルに比べ
て、発電能力の低下が一層大きくなる。燃料ガス流路に
供給する燃料ガスにＮＨ₃ ガス又はＮＯ₂ ガスを添加す
ると、リン酸電解質層における燃料極側部分において、
ＮＨ₃ ガス又はＮＯ₂ ガスがリン酸と中和反応して、で
きた生成物が電極触媒を覆うなどして、燃料極の反応阻
害を起したり、リン酸電解質のイオン導電率を低下させ
るので、セルの発電能力が低下する。そこで、燃料極に
問題がある潜在的不良セルは、正常セルに比べて、発電
能力の低下が一層大きくなる。

【００２１】酸素含有ガス流路に供給する酸素含有ガス
にＣＯガス又はＳＯ₂ ガスを添加すると、ＣＯガス又は
ＳＯ₂ ガスが酸素極の電極触媒に吸着し、電極触媒の表
面積を減少させるなどして、セルの発電能力が低下す
る。そこで、酸素極に問題がある潜在的不良セルは、正
常セルに比べて、発電能力の低下が一層大きくなる。酸
素含有ガス流路に供給する酸素含有ガスにＮＨ₃ ガス又
はＮＯ₂ ガスを添加すると、リン酸電解質層における酸
素極側部分において、ＮＨ₃ ガス又はＮＯ₂ガスがリン
酸と中和反応して、できた生成物が電極触媒を覆うなど
して、酸素極の反応阻害を起したり、リン酸電解質のイ
オン導電率を低下させるので、セルの発電能力が低下す
る。そこで、酸素極に問題がある潜在的不良セルは、正
常セルに比べて、発電能力の低下が一層大きくなる。
尚、電極触媒に吸着されたＣＯガスやＳＯ₂ ガスは、Ｃ
ＯガスやＳＯ₂ ガスの添加を停止すれば、電極触媒から
脱離するので、問題とならない。又、ＮＨ₃ ガスやＮＯ
₂ ガスの添加によりイオン導電率が低下したリン酸電解
質は、ＮＨ₃ ガスやＮＯ₂ ガスの添加を停止すれば、元
に戻るので問題とならない。

【００２２】第６の特徴構成による作用は、以下の通り
である。発電状況の変化は、燃料電池に負荷を接続した
ときの出力電圧（以下、負荷時出力電圧と略記する場合
がある）の変化、及び、燃料電池に負荷を接続しないと
きの出力電圧（以下、開放電圧と略記する場合がある）
の変化により現れる。つまり、発電状況が低下すると、
負荷時出力電圧及び開放電圧は低下する。従って、負荷
時出力電圧又は開放電圧を測定することにより、発電状
況の変化を検出することができる。尚、発電能力低下物
質により副反応が生じている場合は、主として、開放電
圧が副反応の程度に応じて低下する。又、発電能力低下
物質によりリン酸電解質のイオン導電率が低下する場合
は、主として、負荷時出力電圧が低下する。又、発電状
況の変化は、内部抵抗の変化により現れる。つまり、発
電状況が低下すると、内部抵抗は高くなる。従って、内
部抵抗を測定することにより、発電状況の変化を検出す
ることができる。

【００２３】第７の特徴構成による作用は、以下の通り
である。発電状況の変化は、負荷時出力電圧の変化によ
り現れる。つまり、発電状況が低下すると、負荷時出力
電圧は低下する。従って、負荷時出力電圧を測定するこ
とにより、発電状況の変化を検出することができる。
又、発電状況の変化は、内部抵抗の変化により現れる。
つまり、発電状況が低下すると、内部抵抗は高くなる。
従って、内部抵抗を測定することにより、発電状況の変
化を検出することができる。

【００２４】

【発明の効果】第１の特徴構成によれば、潜在的不良セ
ルを確実に検出することができるようになった。その結
果、潜在的不良セルが存在した状態で出荷されて、ユー
ザーにおいて運転中にセルが不良となり、不良セルの交
換のために燃料電池を停止させなければならないような
事態を回避することができるようになった。又、ユーザ
ーにおいて稼働中の燃料電池についても、定期点検等に
おいて、運転中に不良となる潜在的不良セルを事前に交
換することができるので、不良セルの交換のために燃料
電池を停止させなければならないような事態を回避する
ことができることとなり、燃料電池の稼働率を向上する
ことができるようになった。

【００２５】第２、第３、又は、第４の特徴構成によれ
ば、発電能力低下物質の添加による影響を極力小さくし
ながら、潜在的不良セルを確実に検出することができる
ようになった。

【００２６】尚、第１、第２、又は、第３の特徴構成に
おいて、燃料ガス流路に供給する燃料ガス及び酸素含有
ガス流路に供給する酸素含有ガスに発電能力低下物質を
添加する場合は、１回の検査で、燃料極又は酸素極のい
ずれかに問題があっても潜在的不良セルを検出すること
ができるので、検査の効率を向上することができる。燃
料ガス流路に供給する燃料ガスに発電能力低下物質を添
加する場合、又は、酸素含有ガス流路に供給する酸素含
有ガスに発電能力低下物質を添加する場合は、燃料極又
は酸素極のいずれに問題があるかを特定することができ
る。

【００２７】尚、第４の特徴構成において、燃料ガス流
路に供給する燃料ガス及び前記酸素含有ガス流路に供給
する酸素含有ガスに発電能力低下物質を添加した状態
で、燃料利用率及び前記酸素利用率を変化させる場合
は、１回の検査で、燃料極又は酸素極のいずれに問題が
あっても潜在的不良セルを検出することができるので、
検査の効率を向上することができる。燃料ガス流路に供
給する燃料ガスに発電能力低下物質を添加した状態で、
燃料利用率を変化させる場合、又は、酸素含有ガス流路
に供給する酸素含有ガスに発電能力低下物質を添加した
状態で、酸素利用率を変化させる場合は、燃料極又は酸
素極のいずれに問題があるかを特定することができる。

【００２８】第５の特徴構成によれば、発電能力低下物
質を添加したとしても、その添加による発電能力の低下
を可及的に早く解消することができるので、検査後の燃
料電池の通常の運転に対する影響を回避することができ
る。

【００２９】第６又は第７の特徴構成によれば、発電状
況の変化を、電圧計測装置又は抵抗測定装置を用いて簡
単に検出することができるので、本発明を簡単な構成に
て実施することができる。

【００３０】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説
明する。先ず、図１及び図２に基づいて、リン酸型燃料
電池の構成について説明する。セルＣは、リン酸を含浸
させたリン酸電解質層１の一方の面に燃料極２を付設し
且つ他方の面に酸素極３を付設し、且つ、燃料極２に臨
む面に燃料ガス流路ｆを設けるべく燃料ガス流路構成部
材４を付設し且つ酸素極３に臨む面に酸素含有ガス流路
ｓを設けるべく酸素含有ガス流路構成部材５を付設して
構成してある。燃料ガス流路構成部材４は、一方の面に
燃料ガス流路ｆとして機能する凹溝を多数平行状態で備
える状態に、導電性材料にて形成してある。そして、燃
料ガス流路構成部材４は、凹溝を燃料極２に臨ませる状
態で燃料極２に付設してある。又、酸素含有ガス流路構
成部材５は、一方の面に酸素含有ガス流路ｓとして機能
する凹溝を多数平行状態で備える状態に、導電性材料に
て形成してある。そして、酸素含有ガス流路構成部材５
は、その凹溝を燃料ガス流路構成部材４の凹溝と直交さ
せ且つ酸素極３に臨ませた状態で、酸素極３に付設して
ある。

【００３１】上述の如く構成したセルＣの複数個（本実
施例では６個）を、隣接するセルＣの間に板状で導電性
を有するセパレータ６を配置した状態で、且つ、電気的
に直列接続する状態で上下方向に積層状態に並置するこ
とにより、サブスタックＴｓを構成してある。そして、
そのサブスタックＴｓの複数個を、隣接するサブスタッ
クＴｓの間に導電性を有する冷却部７を配置した状態
で、且つ、電気的に直列接続する状態で上下方向に並置
することにより、セルスタックＴを構成してある。又、
セルスタックＴの上端面及び下端面夫々には、集電板８
を電気的に接続する状態で付設してある。冷却部７は、
冷却水を通流するように構成してある。

【００３２】セルスタックＴにおける４側面夫々には、
一つの面が開口する箱状部材９をその開口部をセルスタ
ックＴの側面に臨ませた状態で気密状態に取り付けてあ
る。そして、燃料ガス流路ｆ夫々の一端が開口する側面
に取り付けた箱状部材９の内部を、燃料ガス流路ｆ夫々
に連通する燃料ガス供給路１０とし、燃料ガス流路ｆ夫
々の他端が開口する側面に取り付けた箱状部材９の内部
を、燃料ガス流路ｆ夫々に連通する燃料ガス排出路１１
とするように構成してある。又、酸素含有ガス流路ｓ夫
々の一端が開口する側面に取り付けた箱状部材９の内部
を、酸素含有ガス流路ｓ夫々に連通する酸素含有ガス供
給路１２とし、酸素含有ガス流路ｓ夫々の他端が開口す
る側面に取り付けた箱状部材９の内部を、酸素含有ガス
流路ｓ夫々に連通する酸素含有ガス排出路１３とするよ
うに構成してある。

【００３３】燃料ガス供給管１４により水素ガスを含有
した燃料ガスを燃料ガス供給路１０に供給して、燃料ガ
スを各セルＣの燃料ガス流路ｆを通流させた後、燃料ガ
ス排出路１１に排出させ、且つ、酸素含有ガス供給管１
５により酸素含有ガスとしての空気を酸素含有ガス供給
路１２に供給して、空気を各セルＣの酸素含有ガス流路
ｓを通流させた後、酸素含有ガス排出路１３に排出させ
るようにしてある。そして、各セルＣにおいて、燃料ガ
ス中の水素と空気中の酸素とを電気化学反応させて直流
電力が得られるように構成してある。尚、各セルＣの起
電力は約０．６５ボルト程度であり、そのセルＣを１５
０〜３００個直列接続してセルスタックＴを構成するこ
とにより、実用上必要な出力電圧を得るようにしてあ
る。

【００３４】尚、燃料ガス排出路１１に排出された排燃
料ガスは、天然ガス等の原燃料ガスを水素ガスを含有す
る燃料ガスに改質するための改質装置（図示せず）の熱
源、即ち、前記改質装置を加熱するためのバーナ（図示
せず）の燃焼用ガスとして使用する。又、酸素含有ガス
排出路１３に排出された排空気は、排熱回収することに
より、空調用、給湯用等の熱源として使用する。

【００３５】次に、図３及び図４に基づいて、セルスタ
ックＴの中から不良セルＣを検出するための方法につい
て説明する。先ず、セルスタックＴの中から不良セルＣ
を検出するための装置（以下、検出装置と略称する）の
構成について説明する。図３に示すように、各サブスタ
ックＴｓにおける積層方向両端のセルＣ夫々に、測定用
の端子１６を電気的に接続してある。尚、サブスタック
Ｔｓの端部のセルＣと冷却部７とにより端子１６を挟持
し、あるいは、サブスタックＴｓの端部のセルＣと集電
板８とにより端子１６を挟持することにより、セルＣと
端子１６とを電気的に接続してある。端子１６夫々を多
入力の電圧計１７に接続してあり、サブスタックＴｓ夫
々の出力電圧が測定できるようにしてある。従って、サ
ブスタックＴｓは、一つ又は複数のセルＣにて構成され
るブロックＢに相当する。

【００３６】図４に示すように、燃料ガス供給路１０に
燃料ガスを供給する燃料ガス供給管１４に対して、燃料
極側発電能力低下ガス添加管１８を連通接続してあり、
燃料ガス供給路１０に供給する燃料ガスに、発電能力低
下物質としての発電能力低下ガスを添加するように構成
してある。燃料ガス供給管１４における燃料極側発電能
力低下ガス添加管１８との連通箇所よりも上流側部分に
比例弁１９を、及び、燃料極側発電能力低下ガス添加管
１８には比例弁２０を夫々介装してある。又、燃料ガス
供給管１４には、燃料ガス供給管１４を通流する燃料ガ
スの流量を検出する流量計２１を介装してある。そし
て、比例弁１９及び比例弁２０夫々の開度を調整するこ
とにより、燃料ガスに対する燃料極側発電能力低下ガス
の添加濃度、及び、燃料利用率を調整できるように構成
してある。尚、燃料ガスの供給量が少なくなるほど燃料
利用率は大きくなる。燃料利用率は、流量計２１の検出
情報に基づいて検出する。

【００３７】又、酸素含有ガス供給路１２に酸素含有ガ
スを供給する酸素含有ガス供給管１５に、酸素極側発電
能力低下ガス添加管２２を連通接続してあり、酸素含有
ガス供給路１２に供給する酸素含有ガスに、発電能力低
下物質としての発電能力低下ガスを添加するように構成
してある。酸素含有ガス供給管１５における酸素極側発
電能力低下ガス添加管２２との連通箇所よりも上流側部
分に比例弁２３を、及び、酸素極側発電能力低下ガス添
加管２２には比例弁２４を夫々介装してある。又、酸素
含有ガス供給管１５には、酸素含有ガス供給管１５を通
流する酸素含有ガスの流量を検出する流量計２５を介装
してある。そして、比例弁２３及び比例弁２４夫々の開
度を調整することにより、酸素含有ガスに対する酸素極
側発電能力低下ガスの添加濃度、及び、酸素利用率を調
整できるように構成してある。尚、酸素含有ガスの供給
量が少なくなるほど酸素利用率は大きくなる。酸素利用
率は、流量計２５の検出情報に基づいて検出する。

【００３８】燃料極側発電能力低下ガス添加管１８に
は、燃料極側発電能力低下ガスとしてのＣＯガスの供給
源（図示せず。例えば、ガスボンベ）を接続し、酸素極
側発電能力低下ガス添加管２２には、酸素極側発電能力
低下ガスとしてのＳＯ₂ ガスの供給源（図示せず）を接
続する。図中の２６は、リン酸型燃料電池の出力電力を
消費する負荷装置である。

【００３９】次に、上述の如く構成した検出装置を用い
て行う不良セルＣの検出方法について説明する。 〔第１検出方法〕先ず、酸素含有ガス流路ｓには酸素含
有ガスのみを供給する状態で、燃料ガス流路ｆに供給す
る燃料ガスにＣＯガスを添加し、その添加濃度を変化さ
せたときの各ブロックＢの出力電圧（負荷時出力電圧）
変化を測定する。この場合、燃料極２に問題があるセル
Ｃが含まれるブロックＢを判定することができる。つま
り、比例弁１９及び比例弁２０の開度調整により、燃料
利用率を通常値（例えば、８０％程度）に維持しなが
ら、燃料ガスに対するＣＯガスの添加濃度を変化させ、
比例弁２４を全閉状態にして、比例弁２３の開度調整に
より酸素利用率を通常値（例えば、６０％程度）に維持
する。そして、ＣＯガスの添加濃度を、例えば、１〜５
％に変化させたときの、各ブロックＢの出力電圧変化を
測定する。図５に示すように、ＣＯガスの添加濃度を大
にするほど、潜在的不良セルは、正常セルに比べて、セ
ルＣの出力電圧（以下、セル電圧と略記する）が大きく
低下する。従って、各ブロックＢについて、例えば、Ｃ
Ｏガスの添加濃度が１％のときと５％のときとの間の出
力電圧の差を求め、その差が設定値以上のブロックＢを
潜在的不良セルが含まれる不良ブロックとする。

【００４０】次に、燃料ガス流路ｆには燃料ガスのみを
供給する状態で、酸素含有ガス流路ｓに供給する酸素含
有ガスにＳＯ₂ ガスを添加し、その添加濃度を変化させ
たときの各ブロックＢの出力電圧（負荷時出力電圧）変
化を測定する。この場合、酸素極３に問題があるセルＣ
が含まれるブロックＢを判定することができる。つま
り、比例弁２３及び比例弁２４の開度調整により、酸素
利用率を前記通常値に維持しながら、酸素含有ガスに対
するＳＯ₂ ガスの添加濃度を変化させ、比例弁２０を全
閉状態にして、比例弁１９の開度調整により燃料利用率
を前記通常値に維持する。そして、ＳＯ₂ ガスの添加濃
度を、例えば、１０〜５０ｐｐｍに変化させたときの、
各ブロックＢの出力電圧変化を測定する。図示はしない
が、ＳＯ₂ ガスの添加濃度を大にするほど、潜在的不良
セルは、正常セルに比べて、セル電圧が大きく低下す
る。従って、各ブロックＢについて、例えば、ＳＯ₂ ガ
スの添加濃度が１０ｐｐｍのときと５０ｐｐｍのときと
の間の出力電圧の差を求め、その差が設定値以上のブロ
ックＢを潜在的不良セルが含まれる不良ブロックとす
る。

【００４１】〔第２検出方法〕先ず、酸素含有ガス流路
ｓには酸素含有ガスのみを供給し、且つ、燃料ガス流路
ｆに供給する燃料ガスに所定濃度のＣＯガスを添加した
状態で、負荷装置２６の容量（消費電力）を変化させた
ときの各ブロックＢの出力電圧変化を測定する。この場
合、燃料極２に問題があるセルＣが含まれるブロックＢ
を判定することができる。つまり、比例弁１９及び比例
弁２０の開度調整により、燃料利用率を前記通常値に維
持しながら、燃料ガスに所定濃度（例えば、３％）のＣ
Ｏガスを添加し、比例弁２４を全閉状態にして、比例弁
２３の開度調整により酸素利用率を前記通常値に維持す
る。そして、負荷装置２６の容量を変化させて、電流密
度を、例えば、１００〜３５０ｍＡ／ｃｍ² に変化させ
たときの、各ブロックＢの出力電圧変化を測定する。図
６に示すように、電流密度を大にするほど、潜在的不良
セルは、正常セルに比べて、セル電圧が大きく低下す
る。従って、各ブロックＢについて、例えば、電流密度
が１００ｍＡ／ｃｍ² のときと３５０ｍＡ／ｃｍ² とき
との間の出力電圧の差を求め、その差が設定値以上のブ
ロックＢを潜在的不良セルが含まれる不良ブロックとす
る。

【００４２】次に、燃料ガス流路ｆには燃料ガスのみを
供給し、且つ、酸素含有ガス流路ｓに供給する酸素含有
ガスに所定濃度のＳＯ₂ ガスを添加した状態で、負荷装
置２６の容量を変化させたときの各ブロックＢの出力電
圧変化を測定する。この場合、酸素極３に問題があるセ
ルＣが含まれるブロックＢを判定することができる。つ
まり、比例弁２３及び比例弁２４の開度調整により、酸
素利用率を前記通常値に維持しながら、酸素含有ガスに
所定濃度のＳＯ₂ ガスを添加し、比例弁２０を全閉状態
にして、比例弁１９の開度調整により燃料利用率を前記
通常値に維持する。そして、負荷装置２６の容量を変化
させて、電流密度を、例えば、１００〜３５０ｍＡ／ｃ
ｍ² に変化させたときの、各ブロックＢの出力電圧変化
を測定する。図示はしないが、電流密度を大にするほ
ど、潜在的不良セルは、正常セルに比べて、セル電圧が
大きく低下する。従って、各ブロックＢについて、例え
ば、電流密度が１００ｍＡ／ｃｍ² のときと３５０ｍＡ
／ｃｍ² ときとの間の出力電圧の差を求め、その差が設
定値以上のブロックＢを潜在的不良セルが含まれる不良
ブロックとする。

【００４３】〔第３検出方法〕先ず、酸素含有ガス流路
ｓには酸素含有ガスのみを供給し、且つ、燃料ガス流路
ｆに供給する燃料ガスに所定濃度のＣＯガスを添加した
状態で、燃料電池の温度を変化させたときの各ブロック
Ｂの出力電圧変化を測定する。この場合、燃料極２に問
題があるセルＣが含まれるブロックＢを判定することが
できる。尚、燃料電池の温度は、例えば、冷却部７に通
流させる冷却水の温度を変化させることにより変化させ
る。つまり、各比例弁１９，２０，２３，２４は、上記
の第２検出方法と同様に調整する。そして、冷却部７に
通流させる冷却水の温度を変化させて、燃料電池の温度
を、例えば、１６０〜２００°Ｃに変化させたときの、
各ブロックＢの出力電圧変化を測定する。図７に示すよ
うに、温度を低くするほど、潜在的不良セルは、正常セ
ルに比べて、セル電圧が大きく低下する。従って、各ブ
ロックＢについて、例えば、温度が２００°Ｃのときと
１６０°Ｃのときとの間の出力電圧の差を求め、その差
が設定値以上のブロックＢを潜在的不良セルが含まれる
不良ブロックとする。

【００４４】次に、燃料ガス流路ｆには燃料ガスのみを
供給し、且つ、酸素含有ガス流路ｓに供給する酸素含有
ガスに所定濃度のＳＯ₂ ガスを添加した状態で、燃料電
池の温度を変化させたときの各ブロックＢの出力電圧変
化を測定する。この場合、酸素極３に問題があるセルＣ
が含まれるブロックＢを判定することができる。つま
り、各比例弁１９，２０，２３，２４は、上記の第２検
出方法と同様に調整する。そして、冷却部７に通流させ
る冷却水の温度を変化させて、燃料電池の温度を、例え
ば、１６０〜２００°Ｃに変化させたときの、各ブロッ
クＢの出力電圧変化を測定する。図示はしないが、温度
を低くするほど、潜在的不良セルは、正常セルに比べ
て、セル電圧が大きく低下する。従って、各ブロックＢ
について、例えば、温度が２００°Ｃのときと１６０°
Ｃのときとの間の出力電圧の差を求め、その差が設定値
以上のブロックＢを潜在的不良セルが含まれる不良ブロ
ックとする。

【００４５】〔第４検出方法〕先ず、酸素含有ガス流路
ｓには酸素含有ガスのみを供給し、且つ、燃料ガス流路
ｆに供給する燃料ガスに所定濃度のＣＯガスを添加した
状態で、燃料利用率を変化させたときの各ブロックＢの
出力電圧変化を測定する。この場合、燃料極２に問題が
あるセルＣが含まれるブロックＢを判定することができ
る。つまり、比例弁２４を全閉状態にして、比例弁２３
の開度調整により酸素利用率を前記通常値に維持し、比
例弁１９及び比例弁２０の開度調整により、燃料ガスに
所定濃度（例えば、３％）のＣＯガスを添加した状態
で、燃料利用率を、例えば、８０〜９５％に変化させた
ときの、各ブロックＢの出力電圧変化を測定する。図８
に示すように、燃料利用率を大にするほど、潜在的不良
セルは、正常セルに比べて、セル電圧が大きく低下す
る。従って、各ブロックＢについて、例えば、燃料利用
率が８０％のときと９５％のときとの間の出力電圧の差
を求め、その差が設定値以上のブロックＢを潜在的不良
セルが含まれる不良ブロックとする。

【００４６】次に、燃料ガス流路ｆには燃料ガスのみを
供給し、且つ、酸素含有ガス流路ｓに供給する酸素含有
ガスに所定濃度のＳＯ₂ ガスを添加した状態で、酸素利
用率を変化させたときの各ブロックＢの出力電圧変化を
測定する。この場合、酸素極３に問題があるセルＣが含
まれるブロックＢを判定することができる。つまり、比
例弁２０を全閉状態にして、比例弁１９の開度調整によ
り燃料利用率を前記通常値に維持し、比例弁２３及び比
例弁２４の開度調整により、酸素含有ガスに所定濃度の
ＳＯ₂ ガスを添加した状態で、酸素利用率を、例えば、
５０〜６０％に変化させたときの、各ブロックＢの出力
電圧変化を測定する。図示はしないが、酸素利用率を大
にするほど、潜在的不良セルは、正常セルに比べて、セ
ル電圧が大きく低下する。従って、各ブロックＢについ
て、例えば、酸素利用率が５０％のときと６０％のとき
との間の出力電圧の差を求め、その差が設定値以上のブ
ロックＢを潜在的不良セルが含まれる不良ブロックとす
る。

【００４７】上記各検査方法においては、不良ブロック
と判定したブロックＢを新しいブロックＢと交換する。
あるいは、不良ブロックと判定したブロックＢにおい
て、セルＣ夫々の出力電圧の差を求めて潜在的不良セル
を特定し、その潜在的不良セルを新しいセルＣと交換し
てもよい。

【００４８】〔別実施例〕次に別実施例を説明する。 （イ） 上記実施例において、一つのサブスタックＴｓ
にて一つのブロックＢを構成する場合について例示した
が、これに代えて、一つのサブスタックＴｓの中に複数
のブロックＢが存在するように構成してもよい。 （ロ） 上記実施例では、ブロックＢを複数のセルＣに
て構成する場合について例示したが、これに代えて、ブ
ロックＢを１個のセルＣにて構成してもよい。 （ハ） セルＣの構成、及び、複数個のセルＣを積層状
態に並置する積層構成は、上記実施例に例示した構成に
限定されるものではなく、種々変更可能である。 （ニ） 上記実施例において、燃料ガス流路ｆに供給す
る燃料ガスに添加する燃料極側発電能力低下ガスとし
て、ＣＯガスを適用し、酸素含有ガス流路ｓに供給する
酸素含有ガスに添加する酸素極側発電能力低下ガスとし
て、ＳＯ₂ ガスを適用する場合について例示したが、こ
の他に、燃料極側発電能力低下ガスとして、例えば、Ｓ
Ｏ₂ ガス、ＮＨ₃ ガス、ＮＯ₂ ガスを適用することがで
き、又、酸素極側発電能力低下ガスとして、例えば、Ｃ
Ｏガス、ＮＨ₃ ガス、ＮＯ₂ ガスを適用することができ
る。 （ホ） 上記実施例では、端子１６夫々を電圧計１７に
接続して、ブロックＢ夫々の出力電圧が測定できるよう
に、検出装置を構成する場合について例示したが、これ
に代えて、端子１６夫々を多入力の抵抗計に接続して、
ブロックＢ夫々の内部抵抗が測定できるように、検出装
置を構成してもよい。そして、上記の第１、第２、第３
又は第４検査方法において、各ブロックＢの内部抵抗の
変化を測定してもよい。 （ヘ） 上記実施例においては、燃料電池に負荷装置２
６を接続して、各検査方法において、各ブロックＢの負
荷時出力電圧を測定する場合について例示したが、これ
に代えて、第１、第３又は第４検査方法にて検査を行う
ときは、負荷装置２６を外して、各ブロックＢの開放電
圧を測定してもよい。 （ト） 上記の第１検出方法において、燃料ガス流路ｆ
に供給する燃料ガスにＣＯガスを添加し、且つ、酸素含
有ガス流路ｓに供給する酸素含有ガスにＳＯ₂ ガスを添
加した状態で、ＣＯガスの添加濃度及びＳＯ₂ ガスの添
加濃度を変化させたときの各ブロックＢの出力電圧変化
を測定してもよい。この場合は、燃料極２又は酸素極３
のいずれか、あるいは、両方に問題があるセルＣが含ま
れるブロックＢを判定することができる。 （チ） 上記の第２検出方法において、燃料ガス流路ｆ
に供給する燃料ガスに所定濃度のＣＯガスを添加し、且
つ、酸素含有ガス流路ｓに供給する酸素含有ガスに所定
濃度のＳＯ₂ ガスを添加した状態で、負荷装置２６の容
量を変化させたときの各ブロックＢの出力電圧変化を測
定して、不良ブロックを判定してもよい。この場合は、
燃料極２又は酸素極３のいずれか、あるいは、両方に問
題があるセルＣが含まれるブロックＢを判定することが
できる。 （リ） 上記の第３検出方法において、燃料ガス流路ｆ
に供給する燃料ガスに所定濃度のＣＯガスを添加し、且
つ、酸素含有ガス流路ｓに供給する酸素含有ガスに所定
濃度のＳＯ₂ ガスを添加した状態で、燃料電池の温度を
変化させたときの各ブロックＢの出力電圧変化を測定し
てもよい。この場合は、燃料極２又は酸素極３のいずれ
か、あるいは、両方に問題があるセルＣが含まれるブロ
ックＢを判定することができる。 （ヌ） 上記の第４検出方法において、燃料ガス流路ｆ
に供給する燃料ガスに所定濃度のＣＯガスを添加し、且
つ、酸素含有ガス流路ｓに供給する酸素含有ガスに所定
濃度のＳＯ₂ ガスを添加した状態で、燃料利用率及び酸
素利用率を変化させたときの各ブロックＢの出力電圧変
化を測定してもよい。この場合は、燃料極２又は酸素極
３のいずれか、あるいは、両方に問題があるセルＣが含
まれるブロックＢを判定することができる。 （ル） 燃料ガス流路ｆに供給する燃料ガスに所定濃度
の燃料極側発電能力低下ガスを添加した状態で、燃料ガ
ス中の水素ガス濃度を変化させたときのブロックＢ夫々
の発電状況の変化を検出し、その検出情報に基づいて、
不良のブロックＢを判定してもよい。 （オ） 酸素含有ガス流路ｓに供給する酸素含有ガスに
所定濃度の酸素極側発電能力低下ガスを添加した状態
で、酸素含有ガス中の酸素ガス濃度を変化させたときの
ブロックＢ夫々の発電状況の変化を検出し、その検出情
報に基づいて、不良のブロックＢを判定してもよい。

【００４９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】リン酸型燃料電池のサブスタックの斜視図

【図２】リン酸型燃料電池の一部切り欠き斜視図

【図３】リン酸型燃料電池のスタックの側面図

【図４】検出装置のブロック図

【図５】ＣＯガスの添加濃度とセル電圧との関係を示す
図

【図６】電流密度とセル電圧との関係を示す図

【図７】温度とセル電圧との関係を示す図

【図８】燃料利用率とセル電圧との関係を示す図

【符号の説明】

１ リン酸電解質層 ２ 燃料極 ３ 酸素極 ｆ 燃料ガス流路 ｓ 酸素含有ガス流路 Ｂ ブロック Ｃ セル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リン酸電解質層（１）の一方の面に燃料
   極（２）を備え且つ他方の面に酸素極（３）を備え、且
   つ、水素ガスを含有した燃料ガスが通流する燃料ガス流
   路（ｆ）を前記燃料極（２）に臨む面に備え且つ酸素ガ
   スを含有した酸素含有ガスが通流する酸素含有ガス流路
   （ｓ）を前記酸素極（３）に臨む面に備えたセル（Ｃ）
   の複数個が積層状態に並置されたリン酸型燃料電池にお
   いて、 一個のセル（Ｃ）又は複数個のセル（Ｃ）にて構成され
   るブロック（Ｂ）に区分し、 前記燃料ガス流路（ｆ）に供給する燃料ガス、あるい
   は、前記酸素含有ガス流路（ｓ）に供給する酸素含有ガ
   ス、あるいは、前記燃料ガス流路（ｆ）に供給する燃料
   ガス及び前記酸素含有ガス流路（ｓ）に供給する酸素含
   有ガスに、前記セル（Ｃ）の発電能力を低下させる発電
   能力低下物質を添加した状態で、前記セル（Ｃ）を発電
   作動させ、 前記発電能力低下物質の添加濃度を変化させたときの、
   前記ブロック（Ｂ）夫々の発電状況の変化を検出し、そ
   の検出情報に基づいて、不良のブロック（Ｂ）を判定す
   るリン酸型燃料電池の不良セル検出方法。
2. 【請求項２】 リン酸電解質層（１）の一方の面に燃料
   極（２）を備え且つ他方の面に酸素極（３）を備え、且
   つ、水素ガスを含有した燃料ガスが通流する燃料ガス流
   路（ｆ）を前記燃料極（２）に臨む面に備え且つ酸素ガ
   スを含有した酸素含有ガスが通流する酸素含有ガス流路
   （ｓ）を前記酸素極（３）に臨む面に備えたセル（Ｃ）
   の複数個が積層状態に並置されたリン酸型燃料電池にお
   いて、 一個のセル（Ｃ）又は複数個のセル（Ｃ）にて構成され
   るブロック（Ｂ）に区分し、 前記燃料ガス流路（ｆ）に供給する燃料ガス、あるい
   は、前記酸素含有ガス流路（ｓ）に供給する酸素含有ガ
   ス、あるいは、前記燃料ガス流路（ｆ）に供給する燃料
   ガス及び前記酸素含有ガス流路（ｓ）に供給する酸素含
   有ガスに、前記セル（Ｃ）の発電能力を低下させる発電
   能力低下物質を添加した状態で、前記セル（Ｃ）を発電
   作動させ、 前記燃料電池に対する負荷の大きさを変化させたとき
   の、前記ブロック（Ｂ）夫々の発電状況の変化を検出
   し、その検出情報に基づいて、不良のブロック（Ｂ）を
   判定するリン酸型燃料電池の不良セル検出方法。
3. 【請求項３】 リン酸電解質層（１）の一方の面に燃料
   極（２）を備え且つ他方の面に酸素極（３）を備え、且
   つ、水素ガスを含有した燃料ガスが通流する燃料ガス流
   路（ｆ）を前記燃料極（２）に臨む面に備え且つ酸素ガ
   スを含有した酸素含有ガスが通流する酸素含有ガス流路
   （ｓ）を前記酸素極（３）に臨む面に備えたセル（Ｃ）
   の複数個が積層状態に並置されたリン酸型燃料電池にお
   いて、 一個のセル（Ｃ）又は複数個のセル（Ｃ）にて構成され
   るブロック（Ｂ）に区分し、 前記燃料ガス流路（ｆ）に供給する燃料ガス、あるい
   は、前記酸素含有ガス流路（ｓ）に供給する酸素含有ガ
   ス、あるいは、前記燃料ガス流路（ｆ）に供給する燃料
   ガス及び前記酸素含有ガス流路（ｓ）に供給する酸素含
   有ガスに、前記セル（Ｃ）の発電能力を低下させる発電
   能力低下物質を添加した状態で、前記セル（Ｃ）を発電
   作動させ、 前記燃料電池の温度を変化させたときの、前記ブロック
   （Ｂ）夫々の発電状況の変化を検出し、その検出情報に
   基づいて、不良のブロック（Ｂ）を判定するリン酸型燃
   料電池の不良セル検出方法。
4. 【請求項４】 リン酸電解質層（１）の一方の面に燃料
   極（２）を備え且つ他方の面に酸素極（３）を備え、且
   つ、水素ガスを含有した燃料ガスが通流する燃料ガス流
   路（ｆ）を前記燃料極（２）に臨む面に備え且つ酸素ガ
   スを含有した酸素含有ガスが通流する酸素含有ガス流路
   （ｓ）を前記酸素極（３）に臨む面に備えたセル（Ｃ）
   の複数個が積層状態に並置されたリン酸型燃料電池にお
   いて、 一個のセル（Ｃ）又は複数個のセル（Ｃ）にて構成され
   るブロック（Ｂ）に区分し、 前記燃料ガス流路（ｆ）に供給する燃料ガス、あるい
   は、前記酸素含有ガス流路（ｓ）に供給する酸素含有ガ
   ス、あるいは、前記燃料ガス流路（ｆ）に供給する燃料
   ガス及び前記酸素含有ガス流路（ｓ）に供給する酸素含
   有ガスに、前記セル（Ｃ）の発電能力を低下させる発電
   能力低下物質を添加した状態で、前記セル（Ｃ）を発電
   作動させ、 前記燃料ガス流路（ｆ）に供給された燃料ガスのうち前
   記燃料極（２）において電池反応に使用された割合を示
   す燃料利用率、あるいは、前記酸素ガス流路（ｓ）に供
   給された酸素含有ガスのうち前記酸素極（３）において
   電池反応に使用された割合を示す酸素利用率、あるい
   は、前記燃料利用率及び前記酸素利用率を変化させたと
   きの、前記ブロック（Ｂ）夫々の発電状況の変化を検出
   し、その検出情報に基づいて、不良のブロック（Ｂ）を
   判定するリン酸型燃料電池の不良セル検出方法。
5. 【請求項５】 前記燃料ガス流路（ｆ）に供給する燃料
   ガスに添加する発電能力低下物質が、ＣＯガス、ＳＯ₂
   ガス、ＮＨ₃ ガス、又は、ＮＯ₂ ガスであり、 前記酸素含有ガス流路（ｓ）に供給する酸素含有ガスに
   添加する発電能力低下物質が、ＣＯガス、ＳＯ₂ ガス、
   ＮＨ₃ ガス、又は、ＮＯ₂ ガスである請求項１、２、
   ３、又は４記載のリン酸型燃料電池の不良セル検出方
   法。
6. 【請求項６】 前記発電状況が、前記燃料電池に負荷を
   接続したときの出力電圧、前記燃料電池に負荷を接続し
   ないときの出力電圧、又は、内部抵抗である請求項１、
   ３、又は４記載のリン酸型燃料電池の不良セル検出方
   法。
7. 【請求項７】 前記発電状況が、前記燃料電池に負荷を
   接続したときの出力電圧、又は、内部抵抗である請求項
   ２記載のリン酸型燃料電池の不良セル検出方法。