JP5742394B2 - Aging method for polymer electrolyte fuel cell and power generation system for polymer electrolyte fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、固体高分子形燃料電池のエージング方法、及び固体高分子形燃料電池の発電システムに関するものである。   The present invention relates to an aging method for a polymer electrolyte fuel cell and a power generation system for the polymer electrolyte fuel cell.

固体高分子形燃料電池は、触媒層及び導電性多孔質基材からなる電極をイオン伝導性高分子電解質膜の両面に形成し、この電極の周囲を囲むようにガスケットを配置して、これらをセパレータで挟持した構造を有している。この固体高分子形燃料電池は、一方の電極（燃料極）に燃料を供給するとともにもう一方の電極（空気極）に酸化剤を供給することにより発電する。燃料としては、一般的に水素が用いられるが、メタノールやエタノール等のアルコール水溶液を用いることもでき、燃料としてアルコール水溶液を用いるものは直接液体型燃料電池と称されている（特許文献１及び２参照）。   In a polymer electrolyte fuel cell, electrodes comprising a catalyst layer and a conductive porous substrate are formed on both surfaces of an ion conductive polymer electrolyte membrane, and a gasket is disposed so as to surround the electrode, It has a structure sandwiched between separators. This polymer electrolyte fuel cell generates power by supplying fuel to one electrode (fuel electrode) and supplying an oxidant to the other electrode (air electrode). Hydrogen is generally used as the fuel, but an alcohol aqueous solution such as methanol or ethanol can also be used, and those using an alcohol aqueous solution as the fuel are called direct liquid fuel cells (Patent Documents 1 and 2). reference).

この直接液体型燃料電池は、燃料極で生成された水素イオンがイオン伝導性高分子電解質膜内を移動するカチオン型と、燃料極で生成された水酸化物イオンがイオン伝導性高分子電解質膜内を移動するアニオン型とに分類される。カチオン型の直接液体型燃料電池の場合、ナフィオン等のプロトン交換樹脂をバインダとして電極に添加し、電極の水素イオン導電性を向上させることにより、高い出力を得られることが知られている。一方、アニオン型の直接液体型燃料電池の場合、電極の水酸化物イオン導電性を高める有効なバインダがないため、燃料であるアルコール水溶液に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ性物質を添加することで水酸化物イオン導電性を高め、出力の向上を図っている。   This direct liquid fuel cell includes a cation type in which hydrogen ions generated in the fuel electrode move in the ion conductive polymer electrolyte membrane, and a hydroxide ion generated in the fuel electrode in the ion conductive polymer electrolyte membrane. It is classified as an anion type that moves inside. In the case of a cation type direct liquid fuel cell, it is known that a high output can be obtained by adding a proton exchange resin such as Nafion as a binder to the electrode to improve the hydrogen ion conductivity of the electrode. On the other hand, in the case of an anion-type direct liquid fuel cell, since there is no effective binder for increasing the hydroxide ion conductivity of the electrode, an alkaline substance such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is added to the alcohol aqueous solution as the fuel. In this way, the hydroxide ion conductivity is increased and the output is improved.

特開２００８−２１０７１８号公報JP 2008-210718A 特開２０１０−１７６８４８号公報JP 2010-176848 A

ところで、上述したようなアニオン型の直接液体型燃料電池は、使用に先立ち、所定の出力特性を確保するためにエージングが行われる。このエージングにおいては、使用時と同じアルカリ性物質の含有量が大きいアルコール水溶液が燃料極に供給されるが、内部抵抗が充分に低下せず、使用初期に所定の出力を得るのが困難であるという問題があった。   By the way, the anion type direct liquid fuel cell as described above is subjected to aging in order to ensure a predetermined output characteristic before use. In this aging, an alcohol aqueous solution having the same alkaline substance content as that at the time of use is supplied to the fuel electrode, but the internal resistance is not sufficiently lowered, and it is difficult to obtain a predetermined output in the initial use. There was a problem.

そこで、本発明は、内部抵抗を確実に低下させることができる固体高分子形燃料電池のエージング方法、及び固体高分子形燃料電池の発電システムを提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an aging method for a polymer electrolyte fuel cell and an electric power generation system for the polymer electrolyte fuel cell that can reliably reduce the internal resistance.

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、固体高分子形燃料電池のエージングにおいて、まず、アルカリ性物質の含有量が３重量％以下の燃料を供給して負荷電流を流すと固体高分子形燃料電池の内部抵抗が低下することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明に係る固体高分子形燃料電池のエージング方法は、イオン伝導性高分子電解質膜、及びイオン伝導性高分子電解質膜の両面に形成された電極を有する固体高分子形燃料電池を準備する工程と、アルコールを含有し且つアルカリ性物質の含有量が３重量％以下である第１の燃料を前記固体高分子形燃料電池の一方の電極に供給する工程と、前記第１の燃料が供給された固体高分子形燃料電池に負荷電流を流す工程と、前記負荷電流を流した後、アルコール及びアルカリ性物質を含有する第２の燃料を前記一方の電極に供給する工程と、を備えている。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors first supplied a fuel having an alkaline substance content of 3 wt% or less in aging of the polymer electrolyte fuel cell to reduce the load current. It has been found that the internal resistance of the polymer electrolyte fuel cell is lowered by flowing, and the present invention has been completed. That is, an aging method for a polymer electrolyte fuel cell according to the present invention provides an ion conductive polymer electrolyte membrane and a polymer electrolyte fuel cell having electrodes formed on both sides of the ion conductive polymer electrolyte membrane. A step of supplying a first fuel containing alcohol and an alkaline substance content of 3% by weight or less to one electrode of the polymer electrolyte fuel cell; and supplying the first fuel And a step of supplying a load current to the solid polymer fuel cell, and a step of supplying a second fuel containing an alcohol and an alkaline substance to the one electrode after supplying the load current. .

また、上記エージング方法において、第２の燃料に含有されるアルカリ性物質としては、水酸化物イオン伝導性を持つものであれば特に限定されないが、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、又はアンモニアを挙げることができる。   In the above aging method, the alkaline substance contained in the second fuel is not particularly limited as long as it has hydroxide ion conductivity, but examples thereof include potassium hydroxide, sodium hydroxide, or ammonia. Can do.

また、上記エージング方法においては、第１の燃料が供給された固体高分子形燃料電池に５秒以上負荷電流を流した後で、第２の燃料を一方の電極（燃料極）に供給することができる。   In the above aging method, a load current is supplied to the polymer electrolyte fuel cell supplied with the first fuel for 5 seconds or more, and then the second fuel is supplied to one electrode (fuel electrode). Can do.

本発明に係る第１の固体高分子形燃料電池の発電システムは、イオン伝導性高分子電解質膜、及びイオン伝導性高分子電解質膜の両面に形成された電極を有する固体高分子形燃料電池により発電を行うためのシステムであって、アルコールを含有し且つアルカリ性物質の含有量が３重量％以下である第１の燃料を貯留する第１の貯留タンクと、アルコール及びアルカリ性物質を含有する第２の燃料を貯留する第２の貯留タンクと、前記固体高分子形燃料電池の一方の電極に対し、前記第１の貯留タンク内の第１の燃料又は前記第２の貯留タンク内の第２の燃料を選択的に供給する供給ラインと、前記固体高分子形燃料電池の他方の電極に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、前記固体高分子形燃料電池に電気的に接続されて負荷電流を流す負荷手段と、を備えている。   A power generation system for a first polymer electrolyte fuel cell according to the present invention includes an ion conductive polymer electrolyte membrane and a polymer electrolyte fuel cell having electrodes formed on both sides of the ion conductive polymer electrolyte membrane. A system for generating power, the first storage tank for storing a first fuel containing alcohol and having an alkaline substance content of 3% by weight or less, and a second tank containing alcohol and an alkaline substance A second storage tank that stores the first fuel in the first storage tank or a second storage tank in the second storage tank with respect to one electrode of the polymer electrolyte fuel cell A supply line for selectively supplying fuel; an oxidant supply means for supplying an oxidant to the other electrode of the polymer electrolyte fuel cell; and a load current electrically connected to the polymer electrolyte fuel cell Negative It is provided with a means, a.

上記第１の固体高分子形燃料電池の発電システムにおいては、まず、アルコールを含有し且つアルカリ性物質の含有量が３重量％以下である第１の燃料を第１の貯留タンクから固体高分子形燃料電池に供給する。そして、負荷手段によって固体高分子形燃料電池に負荷電流を流した後、アルコール及びアルカリ性物質を含有する第２の燃料を第２の貯留タンクから固体高分子形燃料電池に供給することでエージングを行うことができるため、固体高分子形燃料電池の内部抵抗を充分に低下させることができる。また、エージング終了後、固体高分子形燃料電池に第２の燃料を供給し続ければ、そのまま固体高分子形燃料電池を使用することができる。   In the power generation system of the first polymer electrolyte fuel cell, first, a first polymer containing alcohol and having an alkaline substance content of 3% by weight or less is supplied from the first storage tank to the polymer electrolyte. Supply to the fuel cell. Then, after a load current is passed to the polymer electrolyte fuel cell by the load means, the second fuel containing alcohol and an alkaline substance is supplied from the second storage tank to the polymer electrolyte fuel cell, thereby aging. Therefore, the internal resistance of the polymer electrolyte fuel cell can be sufficiently reduced. Further, if the second fuel is continuously supplied to the polymer electrolyte fuel cell after the aging is completed, the polymer electrolyte fuel cell can be used as it is.

また、上記発電システムは、固体高分子形燃料電池に印加された電圧を計測する電圧計をさらに備えることができる。この構成によれば、固体高分子形燃料電池に印加される電圧の大きさに応じて、負荷電流の大きさを調整することができる。   The power generation system may further include a voltmeter that measures a voltage applied to the polymer electrolyte fuel cell. According to this configuration, the magnitude of the load current can be adjusted according to the magnitude of the voltage applied to the polymer electrolyte fuel cell.

上記発電システムが電圧計を備えている場合、この電圧計により計測された電圧に基づき、負荷手段による負荷電流の大きさを制御する制御手段をさらに備えることが好ましい。   When the said power generation system is provided with the voltmeter, it is preferable to further provide the control means which controls the magnitude | size of the load current by a load means based on the voltage measured by this voltmeter.

また、上記発電システムは、水が貯留される第３の貯留タンクをさらに備えることができる。この場合、供給ラインは、第１の貯留タンク内の第１の燃料、第２の貯留タンク内の第２の燃料、又は第３の貯留タンク内の水を一方の電極に選択的に供給するよう構成される。この構成によれば、固体高分子形燃料電池を使用した後、第３の貯留タンクから固体高分子形燃料電池に水を供給し、固体高分子形燃料電池に残留する第１及び第２の燃料を除去することができるため、固体高分子形燃料電池の劣化を防止することができる。また、使用後の固体高分子形燃料電池に水を供給し、イオン伝導性高分子電解質膜や電極が湿った状態を維持しておけば、次に固体高分子形燃料電池を使用する際に再度エージングを行う必要がない。   The power generation system can further include a third storage tank in which water is stored. In this case, the supply line selectively supplies the first fuel in the first storage tank, the second fuel in the second storage tank, or the water in the third storage tank to one electrode. It is configured as follows. According to this configuration, after using the polymer electrolyte fuel cell, water is supplied from the third storage tank to the polymer electrolyte fuel cell, and the first and second remaining in the polymer electrolyte fuel cell are supplied. Since the fuel can be removed, deterioration of the polymer electrolyte fuel cell can be prevented. In addition, if water is supplied to the polymer electrolyte fuel cell after use and the ion conductive polymer electrolyte membrane and electrode are kept moist, the next time the polymer electrolyte fuel cell is used. There is no need to perform aging again.

また、本発明に係る第２の固体高分子形燃料電池の発電システムは、イオン伝導性高分子電解質膜、及びイオン伝導性高分子電解質膜の両面に形成された電極を有する固体高分子形燃料電池により発電を行うためのシステムであって、アルコールを含有し且つアルカリ性物質の含有量が３重量％以下である第１の燃料を貯留する第１の貯留タンクと、アルコール及びアルカリ性物質を含有する第２の燃料を貯留する第２の貯留タンクと、前記第１及び第２の貯留タンクが選択的に取り付けられ、前記第１又第２の貯留タンクと選択的に連通する受容タンクと、前記受容タンク内の第１又は第２の燃料を固体高分子形燃料電池の一方の電極に供給する供給ラインと、固体高分子形燃料電池の他方の電極に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、固体高分子形燃料電池に電気的に接続されて負荷電流を流す負荷手段と、を備えている。   The second power generation system of the polymer electrolyte fuel cell according to the present invention includes an ion conductive polymer electrolyte membrane and a polymer electrolyte fuel having electrodes formed on both surfaces of the ion conductive polymer electrolyte membrane. A system for generating power by a battery, comprising a first storage tank for storing a first fuel containing alcohol and containing 3% by weight or less of an alkaline substance, and containing alcohol and an alkaline substance A second storage tank for storing a second fuel, a receiving tank that is selectively attached to the first and second storage tanks, and that selectively communicates with the first or second storage tank; A supply line for supplying the first or second fuel in the receiving tank to one electrode of the polymer electrolyte fuel cell; and an oxidant supply means for supplying an oxidant to the other electrode of the polymer electrolyte fuel cell; , Solid It includes a load means to flow a load current is electrically connected to the polymer electrolyte fuel cell, a.

上記第２の固体高分子形燃料電池の発電システムは、固体高分子形燃料電池に対し、第１の貯留タンクから受容タンクを介して第１の燃料を供給し、負荷手段により負荷電流を流した後、第２の貯留タンクから受容タンクを介して第２の燃料を供給することでエージングを行うことができるため、固体高分子形燃料電池の内部抵抗を充分に低下させることができる。また、第１の固体高分子形燃料電池の発電システムと同様、エージング終了後、固体高分子形燃料電池に第２の燃料を供給し続ければ、そのまま固体高分子形燃料電池を使用することができる。   In the second polymer electrolyte fuel cell power generation system, the first fuel is supplied from the first storage tank to the polymer electrolyte fuel cell via the receiving tank, and a load current is supplied by the load means. After that, since the aging can be performed by supplying the second fuel from the second storage tank through the receiving tank, the internal resistance of the polymer electrolyte fuel cell can be sufficiently reduced. Similarly to the power generation system of the first polymer electrolyte fuel cell, if the second fuel is continuously supplied to the polymer electrolyte fuel cell after the aging is completed, the polymer electrolyte fuel cell can be used as it is. it can.

また、上記発電システムは、固体高分子形燃料電池に印加された電圧を計測する電圧計をさらに備えることができる。この構成によれば、固体高分子形燃料電池に印加される電圧の大きさに応じて、負荷電流の大きさを調整することができる。   The power generation system may further include a voltmeter that measures a voltage applied to the polymer electrolyte fuel cell. According to this configuration, the magnitude of the load current can be adjusted according to the magnitude of the voltage applied to the polymer electrolyte fuel cell.

上記発電システムが電圧計を備えている場合、この電圧計により計測された電圧に基づき、負荷手段による負荷電流の大きさを制御する制御手段をさらに備えることが好ましい。   When the said power generation system is provided with the voltmeter, it is preferable to further provide the control means which controls the magnitude | size of the load current by a load means based on the voltage measured by this voltmeter.

また、上記発電システムは、水が貯留される第３の貯留タンクをさらに備えることができる。この場合、受容タンクは、第１〜第３の貯留タンクのいずれかと選択的に連通するよう構成される。固体高分子形燃料電池を使用した後、受容タンクを介して第３の貯留タンクから固体高分子形燃料電池に水を供給し、固体高分子形燃料電池に残留する第１及び第２の燃料を除去することができるため、固体高分子形燃料電池の劣化を防止することができる。   The power generation system can further include a third storage tank in which water is stored. In this case, the receiving tank is configured to selectively communicate with any of the first to third storage tanks. After using the polymer electrolyte fuel cell, water is supplied from the third storage tank to the polymer electrolyte fuel cell via the receiving tank, and the first and second fuels remaining in the polymer electrolyte fuel cell Therefore, it is possible to prevent deterioration of the polymer electrolyte fuel cell.

本発明によれば、固体高分子形燃料電池の内部抵抗を確実に低下させることができる。   According to the present invention, the internal resistance of the polymer electrolyte fuel cell can be reliably reduced.

本発明の第１実施形態に係る固体高分子形燃料電池の発電システムである。1 is a power generation system for a polymer electrolyte fuel cell according to a first embodiment of the present invention. 上記第１実施形態の変形例に係る固体高分子形燃料電池の発電システムである。It is a power generation system of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on the modification of the said 1st Embodiment. 本発明の第２実施形態に係る固体高分子形燃料電池の発電システムである。It is a power generation system of a polymer electrolyte fuel cell according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例１及び比較例１に係る固体高分子形燃料電池の出力を示すグラフである。It is a graph which shows the output of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on Example 1 and Comparative Example 1 of this invention. 本発明の実施例２及び比較例２に係る固体高分子形燃料電池の出力を示すグラフである。It is a graph which shows the output of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on Example 2 and Comparative Example 2 of this invention. 本発明の実施例１及び比較例１、並びに実施例３及び比較例３に係る固体高分子形燃料電池の出力を示すグラフである。It is a graph which shows the output of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on Example 1 and Comparative Example 1, and Example 3 and Comparative Example 3 of this invention.

（第１実施形態）
まず、本発明に係る固体高分子形燃料電池の発電システム、及びこの発電システムを用いた固体高分子形燃料電池のエージング方法の第１実施形態について図１を参照しつつ説明する。 (First embodiment)
First, a first embodiment of a power generation system for a polymer electrolyte fuel cell and an aging method for a polymer electrolyte fuel cell using the power generation system according to the present invention will be described with reference to FIG.

第１実施形態に係る固体高分子形燃料電池Ｐの第１の発電システムＳ１は、図１に示すように、第１の発電装置Ｄ１内に、第１の燃料が貯留される第１の貯留タンク１１、第２の燃料が貯留される第２の貯留タンク１２と、固体高分子形燃料電池Ｐに燃料を供給する第１の供給ライン１３と、が設けられている。また、第１の発電装置Ｄ１内には、固体高分子形燃料電池Ｐに酸化剤を供給する酸化剤供給手段１４、及び固体高分子形燃料電池Ｐに負荷電流を流す負荷手段１５も設けられており、この負荷手段１５による負荷電流の大きさは、電圧計Ｖにより測定された固体高分子形燃料電池Ｐの電圧の大きさに基づき、第１の制御手段Ｃ１によって制御される。さらに、第１の発電装置Ｄ１内には、固体高分子形燃料電池Ｐの内部抵抗をモニタリング可能なよう、抵抗センサSが設けられていてもよい。   As shown in FIG. 1, the first power generation system S1 of the polymer electrolyte fuel cell P according to the first embodiment has a first storage in which the first fuel is stored in the first power generation device D1. A tank 11, a second storage tank 12 that stores the second fuel, and a first supply line 13 that supplies fuel to the polymer electrolyte fuel cell P are provided. The first power generator D1 is also provided with an oxidant supply means 14 for supplying an oxidant to the polymer electrolyte fuel cell P and a load means 15 for supplying a load current to the polymer electrolyte fuel cell P. The magnitude of the load current by the load means 15 is controlled by the first control means C1 based on the magnitude of the voltage of the polymer electrolyte fuel cell P measured by the voltmeter V. Further, a resistance sensor S may be provided in the first power generator D1 so that the internal resistance of the polymer electrolyte fuel cell P can be monitored.

第１及び第２の貯留タンク１１、１２は、第１の供給ライン１３を介して固体高分子形燃料電池Ｐに接続されており、この第１の供給ライン１３に設置された第１の供給ポンプ１９１により、第１の貯留タンク１１内の第１の燃料又は第２の貯留タンク１２内の第２の燃料が固体高分子形燃料電池Ｐの第１の電極Ｅ１へと送られる。なお、重力等によって第１の電極Ｅ１に各燃料を送ることが可能であれば、第１の供給ライン１３に第１の供給ポンプ１９１を設置しなくてもよい。第１の供給ライン１３は、第１の貯留タンク１１と連通する第１の供給流路１３１、及び第２の貯留タンク１２と連通する第２の供給流路１３２を有しており、この第１の供給流路１３１と第２の供給流路１３２とが合流する部分には第１の切替コック１３３が設けられている。この第１の切替コック１３３により、第１の供給流路１３１を開放するとともに第２の供給流路１３２を閉鎖すると、第１の貯留タンク１１内の第１の燃料を固体高分子形燃料電池Ｐに供給することができ、また、第１の供給流路１３１を閉鎖するとともに第２の供給流路１３２を開放すると、第２の貯留タンク１２内の第２の燃料を固体高分子形燃料電池Ｐに供給することができる。なお、第１の切替コック１３３による供給流路の選択は第１の制御手段Ｃ１によって制御されていてもよい。すなわち、第１の制御手段Ｃ１は、負荷手段１５が停止すると第１の切替コック１３３に指示を出し、この指示に基づいて第１の切替コック１３３が供給流路を切り替える。   The first and second storage tanks 11, 12 are connected to the polymer electrolyte fuel cell P via a first supply line 13, and a first supply installed in the first supply line 13. The first fuel in the first storage tank 11 or the second fuel in the second storage tank 12 is sent to the first electrode E1 of the polymer electrolyte fuel cell P by the pump 191. Note that the first supply pump 191 may not be installed in the first supply line 13 as long as each fuel can be sent to the first electrode E1 by gravity or the like. The first supply line 13 includes a first supply channel 131 that communicates with the first storage tank 11 and a second supply channel 132 that communicates with the second storage tank 12. A first switching cock 133 is provided at a portion where the one supply channel 131 and the second supply channel 132 merge. When the first supply channel 131 is opened and the second supply channel 132 is closed by the first switching cock 133, the first fuel in the first storage tank 11 is solid polymer fuel cell. When the first supply channel 131 is closed and the second supply channel 132 is opened, the second fuel in the second storage tank 12 is supplied as a solid polymer fuel. The battery P can be supplied. The selection of the supply flow path by the first switching cock 133 may be controlled by the first control means C1. That is, the first control means C1 issues an instruction to the first switching cock 133 when the load means 15 stops, and the first switching cock 133 switches the supply flow path based on this instruction.

また、第１及び第２の貯留タンク１１、１２は、第１の回収ライン１６を介して固体高分子形燃料電池Ｐに接続されている。この第１の回収ライン１６は、固体高分子形燃料電池Ｐにおいて生成された水、及び固体高分子形燃料電池Ｐに残留する第１及び第２の燃料を第１及び第２の貯留タンク１１、１２内に回収するためのものであり、第１の貯留タンク１１と連通する第１の回収流路１６１、及び第２の貯留タンク１２と連通する第２の回収流路１６２を有している。この第１の回収流路１６１と第２の回収流路１６２とが合流する部分には、第１の切替コック１３３と同様の第２の切替コック１６３が設けられており、この第２の切替コック１６３によって第１又は第２の回収流路１６１、１６２が選択的に開放される。なお、この第２の切替コック１６３も、第１の切替コック１３３と同様に、第１又は第２の回収流路１６１、１６２を選択するよう第１の制御手段Ｃ１によって制御されることが好ましい。   The first and second storage tanks 11 and 12 are connected to the polymer electrolyte fuel cell P through the first recovery line 16. The first recovery line 16 supplies the water generated in the polymer electrolyte fuel cell P and the first and second fuels remaining in the polymer electrolyte fuel cell P to the first and second storage tanks 11. , 12, and has a first recovery channel 161 that communicates with the first storage tank 11 and a second recovery channel 162 that communicates with the second storage tank 12. Yes. A second switching cock 163 similar to the first switching cock 133 is provided at a portion where the first recovery flow path 161 and the second recovery flow path 162 merge. This second switching cock The first or second recovery flow path 161, 162 is selectively opened by the cock 163. The second switching cock 163 is also preferably controlled by the first control means C1 so as to select the first or second recovery flow path 161, 162, similarly to the first switching cock 133. .

第１の発電装置Ｄ１の外部には、補充燃料貯留タンク１７が設けられており、この補充燃料貯留タンク１７には、第１及び第２の貯留タンク１１、１２に補充するための補充燃料が貯留されている。この補充燃料貯留タンク１７は、補充ライン１８を介して第１及び第２の貯留タンク１１、１２に接続されており、この補充ライン１８には、補充燃料を第１及び第２の貯留タンク１１、１２に向かって送り出すための第２の供給ポンプ１９２が設置されている。補充ライン１８は、第１の貯留タンク１１と連通する第１の補充流路１８１、及び第２の貯留タンク１２と連通する第２の補充流路１８２を有しており、この第１及び第２の補充流路１８１、１８２は、第１の切替コック１３３と同様の第３の切替コック１８３によって選択的に開放される。なお、第１の発電システムＳ１においては、この補充燃料貯留タンク１７を省略することもでき、この場合は、第１及び第２の貯留タンク１１、１２に燃料を直接補充すればよい。   A supplementary fuel storage tank 17 is provided outside the first power generation device D1, and supplementary fuel for supplementing the first and second storage tanks 11 and 12 is provided in the supplementary fuel storage tank 17. Reserved. The supplementary fuel storage tank 17 is connected to the first and second storage tanks 11 and 12 through a supplementary line 18, and supplementary fuel is supplied to the first and second storage tanks 11 through the supplementary line 18. , 12 is provided with a second supply pump 192 for delivery. The replenishment line 18 includes a first replenishment channel 181 that communicates with the first storage tank 11 and a second replenishment channel 182 that communicates with the second storage tank 12. The two replenishing channels 181 and 182 are selectively opened by a third switching cock 183 similar to the first switching cock 133. In the first power generation system S1, the supplementary fuel storage tank 17 can be omitted. In this case, the first and second storage tanks 11 and 12 may be supplemented directly with fuel.

第１の貯留タンク１１内の第１の燃料は、アルコールを含有し且つアルカリ性物質の含有量が３重量％以下の液体であれば限りはなく、アルカリ性物質の含有量は第２の燃料より小さいことが好ましい。アルコールとしては、特に限定されるものではないが、例えば、エタノールや、メタノール、１−プロパノール、又はエチレングリコール等が挙げられる。第１の燃料において、アルコールは、水等の適当な分散媒に混合されており、そのモル濃度は、例えば、通常０．１〜１０ｍｏｌ／ｌ、好ましくは０．５〜３ｍｏｌ／ｌとすることができる。   The first fuel in the first storage tank 11 is not limited as long as it contains alcohol and the content of the alkaline substance is 3% by weight or less, and the content of the alkaline substance is smaller than that of the second fuel. It is preferable. Although it does not specifically limit as alcohol, For example, ethanol, methanol, 1-propanol, or ethylene glycol etc. are mentioned. In the first fuel, alcohol is mixed in an appropriate dispersion medium such as water, and the molar concentration thereof is, for example, usually 0.1 to 10 mol / l, preferably 0.5 to 3 mol / l. Can do.

第２の貯留タンク１２内の第２の燃料は、アルコール及びアルカリ性物質を含有する液体であり、特に限定されるものではないが、例えば、エタノールや、メタノール、１−プロパノール、又はエチレングリコール等のアルコールを水等の適当な分散媒に混合し、これに水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、又はアンモニア等のアルカリ性物質の少なくとも１種を添加したものが挙げられる。第２の燃料において、アルコールのモル濃度は、例えば、通常０．１〜１０ｍｏｌ／ｌ、好ましくは０．５〜３ｍｏｌ／ｌとすることができ、アルカリ性物質の含有量は、例えば、通常１〜１０重量％、より高出力を得るために、好ましくは５〜１０重量％とすることができる。   The second fuel in the second storage tank 12 is a liquid containing alcohol and an alkaline substance, and is not particularly limited. For example, ethanol, methanol, 1-propanol, or ethylene glycol is used. Examples include alcohol mixed with an appropriate dispersion medium such as water and at least one alkaline substance such as potassium hydroxide, sodium hydroxide or ammonia added thereto. In the second fuel, the molar concentration of the alcohol can be usually 0.1 to 10 mol / l, preferably 0.5 to 3 mol / l, and the content of the alkaline substance is usually 1 to 1 mol, for example. In order to obtain a higher output of 10% by weight, preferably 5 to 10% by weight.

補充燃料貯留タンク１７内の補充燃料は、上述した第１及び第２の貯留タンク１１、１２内の第１及び第２の燃料が、固体高分子形燃料電池Ｐに消費され、又は固体高分子形燃料電池Ｐから回収された水によって希釈された際、第１及び第２の貯留タンク１１、１２に補充されるものである。この補充燃料としては、特に限定されるものではないが、例えば、純アルコール、又は１０〜３０ｍｏｌ／ｌの高濃度アルコール水溶液を挙げることができ、必要に応じて濃度１０重量％のアルカリ水溶液を用いることもできる。   As the supplementary fuel in the supplementary fuel storage tank 17, the first and second fuels in the first and second storage tanks 11 and 12 described above are consumed by the solid polymer fuel cell P, or the solid polymer. When diluted with water recovered from the fuel cell P, the first and second storage tanks 11 and 12 are replenished. The supplementary fuel is not particularly limited. For example, pure alcohol or a 10 to 30 mol / l high-concentration alcohol aqueous solution can be used. If necessary, an alkaline aqueous solution having a concentration of 10% by weight is used. You can also

酸化剤供給手段１４は、固体高分子形燃料電池Ｐの第２の電極Ｅ２に酸素等の酸化剤を供給するものであり、この酸化剤供給手段１４としては、例えば、エアポンプを用いることができる。負荷手段１５は、固体高分子形燃料電池Ｐに電気的に接続され、固体高分子形燃料電池Ｐからの電力を消費して固体高分子形燃料電池Ｐに負荷をかけるものであり、この負荷手段１５としては、例えば、電子負荷装置を用いることができる。   The oxidant supply means 14 supplies an oxidant such as oxygen to the second electrode E2 of the polymer electrolyte fuel cell P. As the oxidant supply means 14, for example, an air pump can be used. . The load means 15 is electrically connected to the polymer electrolyte fuel cell P, consumes electric power from the polymer electrolyte fuel cell P, and applies a load to the polymer electrolyte fuel cell P. As the means 15, for example, an electronic load device can be used.

固体高分子形燃料電池Ｐは、イオン伝導性高分子電解質膜Ｍの両面に触媒層及び導電性多孔質基材からなる第１及び第２の電極Ｅ１、Ｅ２が形成されており、この第２の電極Ｅ１、Ｅ２の周囲を囲むようにガスケット（図示省略）が配置され、これらがセパレータ（図示省略）で挟持された構成をとっている。なお、本実施形態では、説明を簡略化するために、固体高分子形燃料電池Ｐが１枚の膜−電極接合体を含むような記載となっているが、実際の使用にあたっては、複数枚の膜−電極接合体を積層（スタック構造）したり、並列（サイドバイサイド構造）に並べたりして必要な電圧と出力を得ることは言うまでもない。   In the polymer electrolyte fuel cell P, first and second electrodes E1 and E2 made of a catalyst layer and a conductive porous substrate are formed on both surfaces of an ion conductive polymer electrolyte membrane M. Gaskets (not shown) are arranged so as to surround the electrodes E1 and E2, and these are sandwiched by separators (not shown). In this embodiment, in order to simplify the description, the polymer electrolyte fuel cell P is described as including one membrane-electrode assembly, but in actual use, a plurality of sheets are used. It goes without saying that the necessary voltage and output can be obtained by laminating (stacking structure) or arranging them in parallel (side-by-side structure).

イオン伝導性高分子電解質膜Ｍとしては、炭化水素系及びフッ素樹脂系のいずれかのアニオン伝導性固体高分子電解質膜を用いることができる。より具体的には、炭化水素系のアニオン伝導性固体高分子電解質膜としては、例えば、旭化成（株）製のアシプレックス（登録商標）Ａ−２０１，２１１，２２１等、トクヤマ（株）製のネオセプタ（登録商標）ＡＭ−1，ＡＨＡ等を挙げることができ、フッ素樹脂系のアニオン伝導性固体高分子電解質膜としては、例えば、東ソー（株）製のトスフレックス（登録商標）ＩＥ−ＳＦ３４，ＦｕＭａｔｅｃｈ社製のＦｕｍａｐｅｍ（登録商標）ＦＡＡ等を挙げることができる。燃料に高濃度のアルカリ水溶液を用いた場合は、耐高濃度アルカリ性のフッ素樹脂系のアニオン伝導性固体高分子電解質膜を使用することが好ましく、燃料に低濃度のアルカリ水溶液を用いた場合は、コスト面からも炭化水素系のアニオン伝導性を用いることが好ましいが、これらは適用するシステムにより適宜選択することができる。なお、上記アルカリ水溶液においては、アルカリ水溶液の種類等によっても異なるが、通常、高濃度とは約２ｍｏｌ／ｌ程度以上をいい、低濃度とは約２ｍｏｌ／ｌ程度未満をいう。   As the ion conductive polymer electrolyte membrane M, any one of hydrocarbon-based and fluororesin-based anion conductive solid polymer electrolyte membranes can be used. More specifically, as the hydrocarbon-based anion conductive solid polymer electrolyte membrane, for example, Aciplex (registered trademark) A-201, 211, 221 manufactured by Asahi Kasei Corporation, Tokuyama Corporation Neoceptor (registered trademark) AM-1, AHA and the like can be mentioned. Examples of the fluororesin-based anion conductive solid polymer electrolyte membrane include Tosflex (registered trademark) IE-SF34 manufactured by Tosoh Corporation. Examples include Fumapem (registered trademark) FAA manufactured by FuMatech. When a high-concentration alkaline aqueous solution is used for the fuel, it is preferable to use a high-concentration alkaline-resistant fluororesin-based anion conductive solid polymer electrolyte membrane. From the viewpoint of cost, it is preferable to use hydrocarbon-based anion conductivity, but these can be appropriately selected depending on the system to be applied. In the alkaline aqueous solution, although it varies depending on the type of the alkaline aqueous solution, the high concentration usually means about 2 mol / l or more, and the low concentration means less than about 2 mol / l.

第１及び第２の電極Ｅ１、Ｅ２に含まれる触媒層は、公知の触媒層（カソード触媒及びアノード触媒）とすることができ、具体的には、触媒粒子を担持させた炭素粒子及びイオン伝導性高分子電解質を含有する。イオン伝導性高分子電解質としては、イオン伝導性高分子電解質膜Ｍに使用されるものと同じ材料を使用することができる。カソード触媒に用いられる触媒粒子としては、燃料電池におけるカソード反応を促進する物質であれば特に限定されず、例えば、白金や、白金化合物、白金以外の金属であるルテニウム、パラジウム、ニッケル、モリブデン、イリジウム、鉄又は銀等を挙げることができ、白金化合物としては、上述の白金以外の金属のうち少なくとも一種と白金との合金等が挙げられる。アノード触媒に用いられる触媒粒子としては、例えば、白金や、上記白金以外の金属と白金との合金、又はパラジウム等を挙げることができる。炭素粒子としては、導電性を有しているものであれば特に限定されず、公知又は市販のものを広く使用でき、例えば、カーボンブラックや、黒鉛、活性炭、カーボンナノチューブ等を１種又は２種以上で用いることができる。カーボンブラックの例としては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック等を挙げることができる。炭素粒子の算術平均粒子径は、通常５ｎｍ〜２００ｎｍ程度、好ましくは２０〜８０ｎｍ程度であり、粒子径分布測定装置ＬＡ−９２０：（株）堀場製作所製等により測定することができる。   The catalyst layers included in the first and second electrodes E1 and E2 can be known catalyst layers (cathode catalyst and anode catalyst), specifically, carbon particles supporting catalyst particles and ion conduction. Contains a functional polymer electrolyte. As the ion conductive polymer electrolyte, the same material as that used for the ion conductive polymer electrolyte membrane M can be used. The catalyst particles used for the cathode catalyst are not particularly limited as long as they are substances that promote the cathode reaction in the fuel cell. Iron, silver, etc. can be mentioned, and examples of the platinum compound include an alloy of platinum and at least one of the metals other than platinum described above. Examples of the catalyst particles used for the anode catalyst include platinum, an alloy of platinum and a metal other than platinum, or palladium. The carbon particles are not particularly limited as long as they have electrical conductivity, and known or commercially available ones can be widely used. For example, one or two types of carbon black, graphite, activated carbon, carbon nanotube, and the like can be used. The above can be used. Examples of carbon black include channel black, furnace black, ketjen black, acetylene black, and lamp black. The arithmetic average particle size of the carbon particles is usually about 5 nm to 200 nm, preferably about 20 to 80 nm, and can be measured by a particle size distribution measuring device LA-920: manufactured by Horiba, Ltd.

第１及び第２の電極Ｅ１、Ｅ２に含まれる導電性多孔質基材としては、燃料極、空気極を構成する公知の導電性多孔質基材を使用でき、燃料及び酸化剤を効率よく触媒層に供給するため、多孔質の導電性基材からなっている。多孔質の導電性基材としては、例えば、カーボンペーパーやカーボンクロス等が挙げられる。   As the conductive porous substrate included in the first and second electrodes E1 and E2, a known conductive porous substrate constituting the fuel electrode and the air electrode can be used, and the fuel and oxidant are efficiently catalyzed. In order to supply to the layer, it consists of a porous conductive substrate. Examples of the porous conductive substrate include carbon paper and carbon cloth.

ガスケット（図示省略）としては、熱プレスに耐えうる強度を保ち、且つ燃料及び酸化剤を外部に漏出させない程度のガスバリア性を有しているものがよく、例えば、ポリエチレンテレフタレートシートやテフロン（登録商標）シート、シリコンゴムシート等が挙げられる。   As the gasket (not shown), it is preferable to have a gas barrier property that is strong enough to withstand hot pressing and does not leak fuel and oxidant to the outside. For example, a polyethylene terephthalate sheet or Teflon (registered trademark) ) Sheet, silicon rubber sheet and the like.

セパレータ（図示省略）としては、固体高分子形燃料電池Ｐ内の環境においても安定な導電性板であればよく、一般的には、カーボン板にガス流路を形成したものが用いられる。また、ステンレス等の金属の表面にクロム、白金族金属又はその酸化物、導電性ポリマーなどの導電性材料からなる被膜を形成したものや、ステンレス等の金属の表面に銀、白金族の複合酸化物、窒化クロム等の材料によるメッキ処理を施したもの等もセパレータとして使用することができる。   The separator (not shown) may be a conductive plate that is stable even in the environment inside the polymer electrolyte fuel cell P. Generally, a carbon plate formed with a gas flow path is used. Also, the surface of a metal such as stainless steel with a coating made of a conductive material such as chromium, platinum group metal or oxide thereof, or a conductive polymer, or the composite oxidation of silver or platinum group on the surface of a metal such as stainless steel. Further, a material plated with a material such as chromium nitride can be used as the separator.

次に、上述したような第１の発電システムＳ１の使用方法について説明する。   Next, a method of using the first power generation system S1 as described above will be described.

まず、固体高分子形燃料電池Ｐを装置Ｄ１内に取り付け、この固体高分子形燃料電池Ｐの所定の出力特性を確保するために、以下のようにエージングを行う。   First, the polymer electrolyte fuel cell P is mounted in the apparatus D1, and in order to ensure predetermined output characteristics of the polymer electrolyte fuel cell P, aging is performed as follows.

装置Ｄ１内の温度を、例えば、２０〜８０℃になるよう設定した後、第１の切替コック１３３により第１の供給流路１３１を開放して第１の貯留タンク１１内の第１の燃料を第１の電極Ｅ１に供給するとともに、酸化剤供給手段１４により酸化剤を第２の電極Ｅ２に供給する。第１の燃料の供給流量は、例えば、通常０．１〜１０ｍｌ／ｍｉｎ、好ましくは０．５〜２ｍｌ／ｍｉｎとすることができ、酸化剤の供給流量は、例えば、通常５０〜１０００ｍｌ／ｍｉｎ、好ましくは１００〜２００ｍｌ／ｍｉｎとすることができる。   After setting the temperature in the apparatus D1 to be, for example, 20 to 80 ° C., the first supply passage 131 is opened by the first switching cock 133 and the first fuel in the first storage tank 11 is opened. Is supplied to the first electrode E1 and the oxidizing agent supply means 14 supplies the oxidizing agent to the second electrode E2. The supply flow rate of the first fuel can be, for example, usually 0.1 to 10 ml / min, preferably 0.5 to 2 ml / min, and the supply flow rate of the oxidant is, for example, usually 50 to 1000 ml / min. , Preferably, it can be 100-200 ml / min.

この第１の燃料及び酸化剤の供給を、通常１０〜１２０分間、好ましくは３０〜６０分間続けた後、第１の燃料及び酸化剤を固体高分子形燃料電池Ｐに供給したままで負荷手段１５を駆動し、固体高分子形燃料電池Ｐに負荷をかける。このときの負荷電流は、特に限定されるものではないが、通常、固体高分子形燃料電池Ｐの電圧が０．０１〜０．２Ｖ、好ましくは０．０１〜０．１Ｖとなるよう調整される。固体高分子形燃料電池Ｐには周期的に負荷がかけられることが好ましく、この場合、例えば、負荷手段１５を５秒〜３０分間連続駆動した後、５〜６０分間停止させ、この負荷手段１５の駆動及び停止を２〜１０回繰り返せばよい。なお、固体高分子形燃料電池Ｐにおいて生成された水、及び固体高分子形燃料電池Ｐに残留する余分な第１の燃料は、第１の回収ライン１６を介して第１の貯留タンク１１に回収される。   The supply of the first fuel and the oxidant is usually continued for 10 to 120 minutes, preferably 30 to 60 minutes, and then the first fuel and the oxidant are supplied to the polymer electrolyte fuel cell P while being loaded. 15 is driven and a load is applied to the polymer electrolyte fuel cell P. The load current at this time is not particularly limited, but is usually adjusted so that the voltage of the polymer electrolyte fuel cell P is 0.01 to 0.2 V, preferably 0.01 to 0.1 V. The It is preferable that a load is periodically applied to the polymer electrolyte fuel cell P. In this case, for example, after the load unit 15 is continuously driven for 5 seconds to 30 minutes, the load unit 15 is stopped for 5 to 60 minutes. The driving and stopping may be repeated 2 to 10 times. The water generated in the polymer electrolyte fuel cell P and the excess first fuel remaining in the polymer electrolyte fuel cell P are transferred to the first storage tank 11 via the first recovery line 16. To be recovered.

このように固体高分子形燃料電池Ｐに負荷をかけると、固体高分子形燃料電池Ｐの内部抵抗は低下する。負荷電流をかけ終えたら、第１の切替コック１３３によって第１の供給流路１３１を閉鎖するとともに第２の供給流路１３２を開放する。これにより、第１の電極Ｅ１に対し、第１の燃料の供給が停止され、第２の貯留タンク１２内の第２の燃料の供給が開始される。なお、第２の電極Ｅ２には、酸化剤供給手段１４により酸化剤が供給され続けている。第２の燃料の供給流量は、例えば、通常０．１〜１０ｍｌ／ｍｉｎ、好ましくは０．５〜２ｍｌ／ｍｉｎとすることができる。また、第２の燃料の供給時間は、特に限定されるものではないが、通常１０〜１８０分間、好ましくは３０〜９０分間である。なお、固体高分子形燃料電池Ｐにおいて生成された水、及び固体高分子形燃料電池Ｐに残留する余分な第２の燃料は、第１の回収ライン１６を介して第２の貯留タンク１２に回収される。   As described above, when a load is applied to the polymer electrolyte fuel cell P, the internal resistance of the polymer electrolyte fuel cell P decreases. When the application of the load current is completed, the first supply channel 131 is closed and the second supply channel 132 is opened by the first switching cock 133. As a result, the supply of the first fuel to the first electrode E1 is stopped, and the supply of the second fuel in the second storage tank 12 is started. Note that the oxidizing agent continues to be supplied to the second electrode E2 by the oxidizing agent supply means 14. The supply flow rate of the second fuel is, for example, usually 0.1 to 10 ml / min, preferably 0.5 to 2 ml / min. Further, the supply time of the second fuel is not particularly limited, but is usually 10 to 180 minutes, preferably 30 to 90 minutes. The water generated in the polymer electrolyte fuel cell P and the excess second fuel remaining in the polymer electrolyte fuel cell P are transferred to the second storage tank 12 via the first recovery line 16. To be recovered.

この第２の燃料の供給により、固体高分子形燃料電池Ｐの内部抵抗はさらに低下して安定する。このように固体高分子形燃料電池Ｐの内部抵抗が安定した時点で、固体高分子形燃料電池Ｐのエージングが終了したものと判断する。   By supplying the second fuel, the internal resistance of the polymer electrolyte fuel cell P is further lowered and stabilized. Thus, when the internal resistance of the polymer electrolyte fuel cell P is stabilized, it is determined that the aging of the polymer electrolyte fuel cell P has been completed.

このようにエージングが終了した固体高分子形燃料電池Ｐに対し、そのまま第２の燃料及び酸化剤を供給し続けることで、固体高分子形燃料電池Ｐを使用することができる。この固体高分子形燃料電池Ｐの使用終了時には、固体高分子形燃料電池Ｐの劣化を防止するため、固体高分子形燃料電池Ｐに既に供給されている第２の燃料を完全に消費することが好ましい。   Thus, the polymer electrolyte fuel cell P can be used by continuing to supply the second fuel and the oxidant to the polymer electrolyte fuel cell P that has been aged. When the use of the polymer electrolyte fuel cell P is finished, the second fuel already supplied to the polymer electrolyte fuel cell P is completely consumed in order to prevent deterioration of the polymer electrolyte fuel cell P. Is preferred.

以上のように、上記第１実施形態においては、固体高分子形燃料電池Ｐに対し、アルカリ性物質の含有量が3重量％以下の第１の燃料を供給して負荷電流を流した後、アルカリ性物質が添加された第２の燃料を供給することでエージングを行うため、固体高分子形燃料電池Ｐの内部抵抗を確実に低下させることができる。なお、上記第１実施形態においては、第２の電極Ｅ２に酸化剤を供給しながらエージングを行っていたが、エージングの間は第２の電極Ｅ２に酸化剤を供給しなくてもよい。   As described above, in the first embodiment, after supplying the first fuel having a content of alkaline substance of 3% by weight or less to the polymer electrolyte fuel cell P and supplying a load current, Since aging is performed by supplying the second fuel to which the substance is added, the internal resistance of the polymer electrolyte fuel cell P can be reliably reduced. In the first embodiment, the aging is performed while supplying the oxidant to the second electrode E2. However, the oxidant may not be supplied to the second electrode E2 during the aging.

また、上記第１実施形態においては、固体高分子形燃料電池Ｐにおいて生成された水、及び固体高分子形燃料電池Ｐに残留する第１及び第２の燃料は、第１又は第２の貯留タンク１１、１２に選択的に回収されていたが、第２の貯留タンク１２のみに回収されるよう構成することもできる。この場合、第１の供給流路１６１及び第２の切替コック１６３は不要である。   In the first embodiment, the water generated in the polymer electrolyte fuel cell P and the first and second fuels remaining in the polymer electrolyte fuel cell P are stored in the first or second reservoir. Although it was selectively collected in the tanks 11 and 12, it can be configured to be collected only in the second storage tank 12. In this case, the first supply channel 161 and the second switching cock 163 are unnecessary.

また、上記第１実施形態においては、図２に示すように、水が貯留される第３の貯留タンク１０１を第１の発電装置Ｄ１内に設けることもできる。これにより、固体高分子形燃料電池Ｐの作動終了後、第３の貯留タンク１０１から固体高分子形燃料電池Ｐの第１の電極Ｅ１に水を供給することで、固体高分子形燃料電池Ｐに残留する燃料を除去することができる。なお、第１の電極Ｅ１に水を供給するタイミングは、固体高分子形燃料電池Pに負荷電流をかけ続け電圧が下がった時点、すなわち、固体高分子形燃料電池Pにおいて燃料が完全に又はほとんど消費された時点であることが好ましい。また、図２に示すように、第１の発電装置Ｄ１の外部に廃液タンク１０２を設けるとともに第１の回収ライン１６に第４の切替コック１０３を設ければ、必要に応じて、固体高分子形燃料電池Ｐにおける生成水や残留燃料の回収先を第１〜第３の貯留タンク１１、１２、１０１から廃液タンク１０２に変更することができる。   Moreover, in the said 1st Embodiment, as shown in FIG. 2, the 3rd storage tank 101 in which water is stored can also be provided in 1st electric power generating apparatus D1. Thus, after the operation of the polymer electrolyte fuel cell P is completed, water is supplied from the third storage tank 101 to the first electrode E1 of the polymer electrolyte fuel cell P, so that the polymer electrolyte fuel cell P The remaining fuel can be removed. The timing of supplying water to the first electrode E1 is the time when the load current is continuously applied to the polymer electrolyte fuel cell P, that is, when the voltage drops, that is, the fuel is completely or almost completely in the polymer electrolyte fuel cell P. It is preferably at the point of consumption. In addition, as shown in FIG. 2, if a waste liquid tank 102 is provided outside the first power generation device D1 and a fourth switching cock 103 is provided in the first recovery line 16, a solid polymer may be provided as necessary. The collection destination of generated water and residual fuel in the fuel cell P can be changed from the first to third storage tanks 11, 12, 101 to the waste liquid tank 102.

（第２実施形態）
次に、本発明に係る固体高分子形燃料電池の発電システム、及びこの発電システムを用いた固体高分子形燃料電池のエージング方法の第２実施形態について図３を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the power generation system of the polymer electrolyte fuel cell and the aging method of the polymer electrolyte fuel cell using the power generation system according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第２実施形態に係る固体高分子形燃料電池Ｐの第２の発電システムＳ２においては、図３に示すように、第２の発電装置Ｄ２の内部に受容タンク２２が設けられ、この受容タンク２２が第２の供給ライン２３、及び第２の回収ライン２６を介して固体高分子形燃料電池Ｐに接続されている。第１及び第２の貯留タンク１１、１２は、第２の発電装置Ｄ２の外部に設けられ、第３の供給ポンプ２９１を介して受容タンク２２と選択的に連通するよう構成されている。すなわち、第１及び第２の貯留タンク１１、１２は、必要に応じてどちらか一方が受容タンク２２に取り付けられることができ、また、双方が受容タンク２２に取り付けられ、必要に応じてどちらか一方と受容タンク２２とが連通するよう切り替えることもできる。この場合、負荷手段１５が停止すると受容タンク２２と連通する貯留タンクを切り替えるように制御する第２の制御手段Ｃ２を設けることが好ましい。なお、第２の制御手段Ｃ２は、第１の制御手段Ｃ１と同様、電圧計Ｖにより測定された固体高分子形燃料電池Ｐの電圧の大きさに基づき、負荷手段１５による負荷電流の大きさを制御することができる。   In the second power generation system S2 of the polymer electrolyte fuel cell P according to the second embodiment, as shown in FIG. 3, a receiving tank 22 is provided inside the second power generating device D2, and this receiving tank 22 is provided. Is connected to the polymer electrolyte fuel cell P via the second supply line 23 and the second recovery line 26. The first and second storage tanks 11 and 12 are provided outside the second power generation device D2, and are configured to selectively communicate with the receiving tank 22 via the third supply pump 291. That is, one of the first and second storage tanks 11 and 12 can be attached to the receiving tank 22 as necessary, or both of them can be attached to the receiving tank 22 and either one can be installed as needed. It is also possible to switch so that one side and the receiving tank 22 communicate with each other. In this case, it is preferable to provide second control means C2 for controlling the storage tank that communicates with the receiving tank 22 when the load means 15 stops. Note that the second control means C2 is similar to the first control means C1 in that the magnitude of the load current by the load means 15 is based on the magnitude of the voltage of the polymer electrolyte fuel cell P measured by the voltmeter V. Can be controlled.

このように構成された第２の発電システムＳ２を使用する場合、まず、固体高分子形燃料電池Ｐに対し、第１実施形態と同様のエージングを行う。すなわち、第１の貯留タンク１１から受容タンク２２に第１の燃料を供給し、この第１の燃料を受容タンク２２から第１の電極Ｅ１に供給するとともに、酸化剤供給手段１４により第２の電極Ｅ２に酸化剤を供給する。次に、固体高分子形燃料電池Ｐに対し、第１の燃料及び酸化剤を供給している状態で負荷手段１５により負荷をかける。その後、第１の貯留タンク１１から受容タンク２２への第１の燃料の供給を停止するとともに第２の貯留タンク１２から受容タンク２２に第２の燃料を供給し、この第２の燃料を受容タンク２２から第１の電極Ｅ１に供給する。このとき、第２の電極Ｅ２には、酸化剤供給手段１４により酸化剤が供給され続けている。固体高分子形燃料電池Ｐにおいて生成された水、及び固体高分子形燃料電池Ｐに残留する余分な第１又は第２の燃料は、第２の回収ライン２６を介して受容タンク２２に回収される。   When using 2nd electric power generation system S2 comprised in this way, the aging similar to 1st Embodiment is performed with respect to the polymer electrolyte fuel cell P first. That is, the first fuel is supplied from the first storage tank 11 to the receiving tank 22, the first fuel is supplied from the receiving tank 22 to the first electrode E <b> 1, and the second supply is performed by the oxidant supply means 14. An oxidant is supplied to the electrode E2. Next, a load is applied to the polymer electrolyte fuel cell P by the load means 15 while the first fuel and the oxidant are being supplied. Thereafter, the supply of the first fuel from the first storage tank 11 to the receiving tank 22 is stopped, the second fuel is supplied from the second storage tank 12 to the receiving tank 22, and the second fuel is received. Supply from the tank 22 to the first electrode E1. At this time, the oxidizing agent continues to be supplied to the second electrode E2 by the oxidizing agent supply means 14. The water produced in the polymer electrolyte fuel cell P and the excess first or second fuel remaining in the polymer electrolyte fuel cell P are recovered in the receiving tank 22 via the second recovery line 26. The

以上のように、第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様のエージング方法を行うことができるため、固体高分子形燃料電池Ｐの内部抵抗を確実に低下させることができる。また、第２実施形態においては、第１及び第２の貯留タンク１１、１２を第２の発電装置Ｄ２の外部に配置しているため、第２の発電装置Ｄ２を小型化することができる。なお、上記第２実施形態においても、第１実施形態と同様、エージングの間は第２の電極Ｅ２に酸化剤を供給しなくてもよい。   As described above, also in the second embodiment, the same aging method as that in the first embodiment can be performed, so that the internal resistance of the polymer electrolyte fuel cell P can be reliably reduced. Moreover, in 2nd Embodiment, since the 1st and 2nd storage tanks 11 and 12 are arrange | positioned outside the 2nd electric power generating apparatus D2, 2nd electric power generating apparatus D2 can be reduced in size. In the second embodiment, as in the first embodiment, the oxidant may not be supplied to the second electrode E2 during aging.

また、上記第２の発電システムＳ２においては、第２の発電装置Ｄ１の外部に、水が貯留される第３の貯留槽を設けることもできる。この場合、第１及び第２の貯留タンク１１、１２、並びに第３の貯留タンクは、第３の供給ポンプ２９１に選択的に取り付けられる。また、第２の発電システムＳ２において、図２に示すような廃液タンク１０２を設けてもよい。   In the second power generation system S2, a third storage tank in which water is stored can be provided outside the second power generation device D1. In this case, the first and second storage tanks 11 and 12 and the third storage tank are selectively attached to the third supply pump 291. Further, in the second power generation system S2, a waste liquid tank 102 as shown in FIG. 2 may be provided.

以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.

（実施例１）
まず、以下の要領でガス拡散層電極を作製した。すなわち、白金ルテニウム触媒担持炭素粒子２ｇ（田中貴金属工業（株）製、「ＴＥＣ８１Ｅ８１」）、ＰＴＦＥディスパージョン０．６ｇ（６０ｗｔ％溶液：アルドリッチ社製）、炭素繊維ＶＧＣＦ０．４ｇ（昭和電工（株）製）、蒸留水１０ｇ、ｎ−ブタノール１２ｇ及びｔ−ブタノール１０ｇを配合し、分散機にて攪拌混合することにより、アノード触媒層形成用ペースト組成物及びカソード触媒層形成用ペースト組成物を作製した。続いて、アプリケーターを用いてこの触媒層形成用ペースト組成物をカーボンペーパーＴＧＰ−０６０（東レ製）上に塗工し、６０℃で３０分乾燥することによりガス拡散層電極を得た。 Example 1
First, a gas diffusion layer electrode was produced in the following manner. Namely, platinum ruthenium catalyst-supported carbon particles 2 g (manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd., “TEC81E81”), PTFE dispersion 0.6 g (60 wt% solution: manufactured by Aldrich), carbon fiber VGCF 0.4 g (Showa Denko Co., Ltd.) Manufactured), 10 g of distilled water, 12 g of n-butanol and 10 g of t-butanol, and stirred and mixed in a disperser to prepare an anode catalyst layer forming paste composition and a cathode catalyst layer forming paste composition. . Subsequently, this catalyst layer forming paste composition was coated on carbon paper TGP-060 (manufactured by Toray) using an applicator, and dried at 60 ° C. for 30 minutes to obtain a gas diffusion layer electrode.

次に、作製したガス拡散層電極を用いて発電性能評価用セルを組んだ。アニオン交換型電解質膜としてフマテック製のアニオン交換膜「ＦＡＡ」を準備し、この電解質膜の両面に、ガス拡散層電極を触媒層が電解質膜側になるように重ねることで膜−電極接合体とした。セルにはＪＡＲＩセルを使用し、ガスケットにはケミックス製シリコン系ガスケット（２００μｍ）を使用した。   Next, a power generation performance evaluation cell was assembled using the produced gas diffusion layer electrode. An anion exchange membrane “FAA” made by Fumatec was prepared as an anion exchange type electrolyte membrane, and a membrane-electrode assembly and a gas diffusion layer electrode were stacked on both sides of the electrolyte membrane so that the catalyst layer was on the electrolyte membrane side. did. A JARI cell was used for the cell, and a silicone gasket (200 μm) made by Chemix was used for the gasket.

次に、以下の要領で評価用燃料１及び２（第１及び第２の燃料）を作製した。蒸留水４５０ｇとメタノール５０ｇを配合し、攪拌することにより評価用燃料１（第１の燃料）を得た。また、蒸留水４００ｇと水酸化カリウム５０ｇ配合し、攪拌することにより水酸化カリウムを溶解させた後、メタノール５０ｇを加えて攪拌することにより水酸化カリウム１０重量％の評価用燃料２（第２の燃料）を得た。   Next, evaluation fuels 1 and 2 (first and second fuels) were produced in the following manner. A fuel for evaluation 1 (first fuel) was obtained by mixing 450 g of distilled water and 50 g of methanol and stirring. Further, 400 g of distilled water and 50 g of potassium hydroxide were mixed, and the potassium hydroxide was dissolved by stirring, and then 50 g of methanol was added and stirred to give a fuel 2 for evaluation of 10 wt% potassium hydroxide (second fuel) Fuel).

上記セル、評価用燃料１、及び評価用燃料２を用いて、以下のようにエージングを行った。セルを評価装置にセットして設定温度５０℃になるまで待ち、温度が一定になった後、アノードに評価用燃料１を２ｍｌ／ｍｉｎ、カソードに高純度空気２００ｍｌ／ｍｉｎを流した。約３０分間経過後、電圧が０〜０．１Ｖ付近になるように負荷電流を約１分間かけた。負荷電流を切った後、ＯＣＶが回復するまで約１０分間待ち、再び負荷電流を約１分間かけた。その後、アノードに流す燃料を評価用燃料１から評価用燃料２に変更し、この評価用燃料２をアノードに約２０分間流し続けた。   Using the cell, the evaluation fuel 1, and the evaluation fuel 2, aging was performed as follows. The cell was set in the evaluation device and waited until the set temperature reached 50 ° C. After the temperature became constant, evaluation fuel 1 was flowed to the anode at 2 ml / min and high purity air at 200 ml / min was flowed to the cathode. After about 30 minutes, a load current was applied for about 1 minute so that the voltage was around 0 to 0.1V. After turning off the load current, it waited for about 10 minutes until the OCV recovered, and the load current was again applied for about 1 minute. Thereafter, the fuel flowing to the anode was changed from the evaluation fuel 1 to the evaluation fuel 2, and the evaluation fuel 2 was continuously supplied to the anode for about 20 minutes.

（実施例２）
まず、以下の要領でガス拡散層電極を作製した。すなわち、パラジウム触媒担持炭素粒子１ｇ（Ｅ−ＴＥＣ製、）、ＰＴＦＥディスパージョン０．８ｇ（６０ｗｔ％溶液：アルドリッチ社製）、炭素繊維ＶＧＣＦ０．１ｇ（昭和電工（株）製）、蒸留水１ｇを配合し、分散機にて攪拌混合することにより、アノード触媒層形成用ペースト組成物を作製した。カソード触媒層形成用ペーストは実施例１と同じものを使用した。続いて、アプリケーターを用いてこれら触媒層形成用ペースト組成物をカーボンペーパーＴＧＰ−０６０（東レ製）上に塗工し、６０℃で３０分乾燥することによりガス拡散層電極を得た。 (Example 2)
First, a gas diffusion layer electrode was produced in the following manner. That is, 1 g of palladium catalyst-supporting carbon particles (manufactured by E-TEC), 0.8 g of PTFE dispersion (60 wt% solution: manufactured by Aldrich), 0.1 g of carbon fiber VGCF (manufactured by Showa Denko KK), and 1 g of distilled water. The paste composition for anode catalyst layer formation was produced by mix | blending and stirring and mixing with a disperser. The same cathode catalyst layer forming paste as in Example 1 was used. Subsequently, these catalyst layer forming paste compositions were coated on carbon paper TGP-060 (manufactured by Toray) using an applicator and dried at 60 ° C. for 30 minutes to obtain a gas diffusion layer electrode.

上記ガス拡散層電極を用いて実施例１と同様の方法で発電性能評価用セルを組み、このセルに対し、評価用燃料１及び評価用燃料２を用いて、実施例１と同様の方法でエージングを行った。   Using the gas diffusion layer electrode, a power generation performance evaluation cell is assembled in the same manner as in Example 1, and the evaluation fuel 1 and evaluation fuel 2 are used for this cell in the same manner as in Example 1. Aging was performed.

（実施例３）
蒸留水４３５ｇと水酸化カリウム１５ｇ配合し、攪拌することにより水酸化カリウムを溶解させた後、メタノール５０ｇを加えて攪拌することにより水酸化カリウム３重量％の評価用燃料３（第３の燃料）を作製し、評価用燃料１（第１の燃料）の代わりに評価用燃料３（第３の燃料）を用いて実施例１と同様のセル、方法でエージングを行った。 (Example 3)
After mixing 435 g of distilled water and 15 g of potassium hydroxide and dissolving the potassium hydroxide by stirring, 50 g of methanol is added and stirred to give 3 wt% potassium hydroxide for evaluation fuel 3 (third fuel) Aging was performed by the same cell and method as in Example 1 using evaluation fuel 3 (third fuel) instead of evaluation fuel 1 (first fuel).

（比較例１）
実施例１と同様のセル及び評価用燃料２を用いて、以下のようにエージングを行った。セルを評価装置にセットして設定温度５０℃になるまで待ち、温度が一定になった後、アノードに評価用燃料２を２ｍｌ／ｍｉｎ、カソードに高純度空気２００ｍｌ／ｍｉｎを流した。約１０分間経過後、電圧が０〜０．１Ｖ付近になるように負荷電流を約１分間かけた。負荷電流を切った後、ＯＣＶが回復するまで約１０分間待ち、再び負荷電流を約１分間かけた。その後、さらに評価用燃料２をアノードに約２０分間流し続けた。 (Comparative Example 1)
Using the same cell and fuel for evaluation 2 as in Example 1, aging was performed as follows. The cell was set in the evaluation device and waited until the set temperature reached 50 ° C. After the temperature became constant, evaluation fuel 2 was flowed to the anode at 2 ml / min and high-purity air at 200 ml / min was flowed to the cathode. After about 10 minutes, a load current was applied for about 1 minute so that the voltage was around 0 to 0.1V. After turning off the load current, it waited for about 10 minutes until the OCV recovered, and the load current was again applied for about 1 minute. Thereafter, the fuel 2 for evaluation was further allowed to flow through the anode for about 20 minutes.

（比較例２）
実施例２と同様のセル及び評価用燃料２を用いて、比較例１と同様の方法でエージングを行った。 (Comparative Example 2)
Using the same cell and fuel for evaluation 2 as in Example 2, aging was performed in the same manner as in Comparative Example 1.

（比較例３）
蒸留水４２５ｇと水酸化カリウム２５ｇ配合し、攪拌することにより水酸化カリウムを溶解させた後、メタノール５０ｇを加えて攪拌することにより水酸化カリウム５重量％の評価用燃料４（第４の燃料）を作製し、評価用燃料１（第１の燃料）の代わりに評価用燃料４（第４の燃料）を用いて実施例１と同様のセル、方法でエージングを行った。 (Comparative Example 3)
Mixing 425 g of distilled water and 25 g of potassium hydroxide, dissolving potassium hydroxide by stirring, adding 50 g of methanol and stirring to give 5% by weight of potassium hydroxide for evaluation 4 (fourth fuel) Aging was performed by the same cell and method as in Example 1 using evaluation fuel 4 (fourth fuel) instead of evaluation fuel 1 (first fuel).

（評価）
上記実施例１及び比較例１における各セルのＩＶ測定を行ったところ、図４に示すように、実施例１のセルは比較例１のセルと比べて極めて高い出力を得られることがわかった。また、上記実施例２及び比較例２における各セルのＩＶ測定を行ったところ、図５に示すように、実施例２のセルは比較例２のセルと比べて極めて高い出力を得られることがわかった。さらに、上記実施例３及び比較例３における各セルのＩＶ測定を行ったところ、図６に示すように実施例３のセルは実施例１と同様に高い出力が得られるが、比較例３では低い出力しか得られなかった。 (Evaluation)
When IV measurement of each cell in Example 1 and Comparative Example 1 was performed, it was found that the cell of Example 1 can obtain an extremely high output as compared with the cell of Comparative Example 1 as shown in FIG. . Moreover, when IV measurement of each cell in the said Example 2 and the comparative example 2 was performed, as shown in FIG. 5, the cell of Example 2 can obtain a very high output compared with the cell of the comparative example 2. all right. Furthermore, when IV measurement of each cell in Example 3 and Comparative Example 3 was performed, the cell of Example 3 obtained high output as in Example 1 as shown in FIG. Only low output was obtained.

Ｓ１、Ｓ２ 発電システム
Ｐ 固体高分子形燃料電池
Ｍ イオン伝導性高分子電解質膜
Ｅ１ 第１の電極（一方の電極）
Ｅ２ 第２の電極（他方の電極）
Ｓ 抵抗センサ
Ｃ１、Ｃ２ 第１及び第２の制御手段
１１ 第１の貯留タンク
１２ 第２の貯留タンク
１０１ 第３の貯留タンク
１３、２３ 第１及び第２の供給ライン
１４ 酸化剤供給手段
１５ 負荷手段 S1, S2 Power generation system P Solid polymer fuel cell M Ion conductive polymer electrolyte membrane E1 First electrode (one electrode)
E2 Second electrode (the other electrode)
S resistance sensor C1, C2 first and second control means 11 first storage tank 12 second storage tank 101 third storage tank 13, 23 first and second supply lines 14 oxidant supply means 15 load means

Claims (13)

イオン伝導性高分子電解質膜、及びイオン伝導性高分子電解質膜の両面に形成された電極を有し、アルコール及びアルカリ性物質を含有する第２の燃料を一方の電極に供給し、酸化剤を他方の電極に供給することにより発電する固体高分子形燃料電池のエージング方法であって、
前記固体高分子形燃料電池を準備する工程と、
アルコールを含有し且つアルカリ性物質の含有量が３重量％以下である第１の燃料を前記一方の電極に供給する工程と、
前記第１の燃料が供給された固体高分子形燃料電池に負荷電流を流す工程と、
前記負荷電流を流した後、前記第２の燃料を前記一方の電極に供給する工程と、
を備える、固体高分子形燃料電池のエージング方法。 Ion conductive polymer electrolyte membrane, and have a formed on both surfaces electrodes of the ion conductive polymer electrolyte membrane, the second fuel containing an alcohol and an alkaline substance is supplied to one electrode and the other an oxidizing agent A method for aging a polymer electrolyte fuel cell that generates electricity by supplying to an electrode of
A step of preparing the polymer electrolyte fuel cell,
A first fuel process for supplying to the electrodes of the prior SL hand is content and alkaline substance containing alcohol is 3 wt% or less,
Passing a load current through the polymer electrolyte fuel cell supplied with the first fuel;
After flushing the load current, and supplying said second fuel to one of the electrodes above,
A method for aging a polymer electrolyte fuel cell. 前記第２の燃料に含有されるアルカリ性物質は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、又はアンモニアである、請求項１に記載のエージング方法。   The aging method according to claim 1, wherein the alkaline substance contained in the second fuel is potassium hydroxide, sodium hydroxide, or ammonia. 前記第２の燃料は、前記第１の燃料が供給された固体高分子形燃料電池に５秒以上負荷電流を流した後で、前記一方の電極に供給される、請求項１又は２に記載のエージング方法。   3. The second fuel is supplied to the one electrode after flowing a load current for 5 seconds or longer to the polymer electrolyte fuel cell to which the first fuel is supplied. Aging method. 前記負荷電流を流した後、水を前記一方の電極に供給する工程をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載のエージング方法。The aging method according to claim 1, further comprising a step of supplying water to the one electrode after flowing the load current. イオン伝導性高分子電解質膜、及びイオン伝導性高分子電解質膜の両面に形成された電極を有し、アルコール及びアルカリ性物質を含有する第２の燃料を一方の電極に供給し、酸化剤を他方の電極に供給することにより発電する固体高分子形燃料電池の発電システムであって、
アルコールを含有し且つアルカリ性物質の含有量が３重量％以下である第１の燃料を貯留する第１の貯留タンクと、
前記第２の燃料を貯留する第２の貯留タンクと、
前記固体高分子形燃料電池の一方の電極に対し、前記第１の貯留タンク内の第１の燃料又は前記第２の貯留タンク内の第２の燃料を選択的に供給する供給ラインと、
前記固体高分子形燃料電池の他方の電極に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
前記固体高分子形燃料電池に電気的に接続されて負荷電流を流す負荷手段と、
を備え、
前記供給ラインは、前記第１の燃料を前記一方の電極に供給し、前記負荷手段によって前記固体高分子形燃料電池に負荷電流が流された後に、前記第２の燃料を前記一方の電極に供給する、固体高分子形燃料電池の発電システム。 Ion conductive polymer electrolyte membrane, and have a formed on both surfaces electrodes of the ion conductive polymer electrolyte membrane, the second fuel containing an alcohol and an alkaline substance is supplied to one electrode and the other an oxidizing agent A power generation system for a polymer electrolyte fuel cell that generates power by supplying to the electrode of
A first storage tank for storing a first fuel containing alcohol and having an alkaline substance content of 3% by weight or less;
A second storage tank for storing the second fuel;
A supply line for selectively supplying the first fuel in the first storage tank or the second fuel in the second storage tank to one electrode of the polymer electrolyte fuel cell;
An oxidant supply means for supplying an oxidant to the other electrode of the polymer electrolyte fuel cell;
Load means electrically connected to the polymer electrolyte fuel cell to flow a load current;
Equipped with a,
The supply line supplies the first fuel to the one electrode, and after a load current is passed through the polymer electrolyte fuel cell by the load means, the second fuel is supplied to the one electrode. We feed, solid polymer electrolyte fuel cell power generation system. 前記固体高分子形燃料電池に印加された電圧を計測する電圧計をさらに備える、請求項５に記載の発電システム。 The power generation system according to claim 5 , further comprising a voltmeter that measures a voltage applied to the polymer electrolyte fuel cell. 前記電圧計により計測された電圧に基づき、前記負荷手段による負荷電流の大きさを制御する制御手段をさらに備える、請求項６に記載の発電システム。 The power generation system according to claim 6 , further comprising a control unit that controls a magnitude of a load current by the load unit based on a voltage measured by the voltmeter. 水が貯留される第３の貯留タンクをさらに備え、
前記供給ラインは、前記第１の貯留タンク内の第１の燃料、前記第２の貯留タンク内の第２の燃料、又は前記第３の貯留タンク内の水を前記一方の電極に選択的に供給する、請求項５〜７のいずれかに記載の発電システム。 A third storage tank for storing water;
The supply line selectively uses the first fuel in the first storage tank, the second fuel in the second storage tank, or water in the third storage tank as the one electrode. The power generation system according to any one of claims 5 to 7 , which is supplied. 前記一方の電極に残留する前記第１の燃料及び前記第２の燃料を、前記第１の貯留タンク及び前記第２の貯留タンクにそれぞれ回収する回収ラインをさらに備える、請求項５〜８のいずれかに記載の発電システム。9. The apparatus according to claim 5, further comprising a recovery line for recovering the first fuel and the second fuel remaining in the one electrode to the first storage tank and the second storage tank, respectively. The power generation system according to Crab. イオン伝導性高分子電解質膜、及びイオン伝導性高分子電解質膜の両面に形成された電極を有する固体高分子形燃料電池の発電システムであって、
アルコールを含有し且つアルカリ性物質の含有量が３重量％以下である第１の燃料を貯留する第１の貯留タンクと、
アルコール及びアルカリ性物質を含有する第２の燃料を貯留する第２の貯留タンクと、
前記第１又第２の貯留タンクと選択的に連通する受容タンクと、
前記受容タンク内の第１又は第２の燃料を固体高分子形燃料電池の一方の電極に供給する供給ラインと、
固体高分子形燃料電池の他方の電極に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
固体高分子形燃料電池に電気的に接続されて負荷電流を流す負荷手段と、
を備える、固体高分子形燃料電池の発電システム。 A power generation system of a polymer electrolyte fuel cell having an ion conductive polymer electrolyte membrane and electrodes formed on both surfaces of the ion conductive polymer electrolyte membrane,
A first storage tank for storing a first fuel containing alcohol and having an alkaline substance content of 3% by weight or less;
A second storage tank for storing a second fuel containing alcohol and an alkaline substance;
A receiving tank in selective communication with the first or second storage tank;
A supply line for supplying the first or second fuel in the receiving tank to one electrode of the polymer electrolyte fuel cell;
An oxidant supply means for supplying an oxidant to the other electrode of the polymer electrolyte fuel cell;
A load means electrically connected to the polymer electrolyte fuel cell to flow a load current;
A power generation system for a polymer electrolyte fuel cell. 前記固体高分子形燃料電池に印加された電圧を計測する電圧計をさらに備える、請求項１０に記載の発電システム。 The power generation system according to claim 10 , further comprising a voltmeter that measures a voltage applied to the polymer electrolyte fuel cell. 前記電圧計により計測された電圧に基づき、前記負荷手段による負荷電流の大きさを制御する制御手段をさらに備える、請求項１１に記載の発電システム。 The power generation system according to claim 11 , further comprising a control unit that controls a magnitude of a load current by the load unit based on a voltage measured by the voltmeter. 水が貯留される第３の貯留タンクをさらに備え、
前記受容タンクは、前記第１の貯留タンク、前記第２の貯留タンク、又は前記第３の貯留タンクと選択的に連通する、請求項１０〜１２のいずれかに記載の発電システム。 A third storage tank for storing water;
The power generation system according to any one of claims 10 to 12 , wherein the receiving tank selectively communicates with the first storage tank, the second storage tank, or the third storage tank.
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