专利名称：高分子电解质型燃料电池组的保存方法以及高分子电解质型燃料电池组的保存处理体的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子电解质型燃料电池组的保存方法以及高分子电解质型燃料电池组的保存处理体。特别是涉及未设置状态的高分子电解质型燃料电池组的保存方法以及高分子电解质型燃料电池组的保存处理体。
背景技术：
在已有的高分子电解质型燃料电池(以下简称“PEFC”)的停止方法中，切断氧化剂物质和还原剂物质的供给，同时利用氮气等不活泼气体等对残留于PEFC组内的这些物质进行净化处理(参照专利文献1)。又，在其后PEFC停止时，通常也在氧化剂流路和还原剂流路中充填不活泼气体等以防止空气侵入PEFC组内(参照专利文献2)。这样能够防止PEFC组内的电极催化剂层发生氧化，防止PEFC性能的劣化。而且也提出了在PEFC停止发电时将隔离层的电位保持于规定的数值的保管方法(参照专利文献3)。
另一方面，在高分子电解质膜-电极接合体(MEA；Membrane-Electrode-Assembly)的制作中，电极催化剂层通过调制例如形成催化剂层用的涂料，将该涂料涂布于高分子电解质膜表面上形成。形成催化剂层用的涂料中含有乙醇成分作为溶剂。将承载例如白金-钌合金颗粒或白金颗粒的碳粉作为催化剂粉末，将该催化剂粉末与含有全氟代烃磺酸高分子的乙醇分散液混合为膏状。用这种膏状物涂布于高分子电解质膜表面上，以此形成电极催化剂层。该乙醇成分构成的溶剂在制造MEA之后进入多孔质电极催化剂层的一部分残留下来。
在这里，作为高分子电解质膜与电极催化剂层的界面的离子电阻高这一缺点、还有电极催化剂层与扩散电极层不能够充分接合，电极催化剂层与扩散电极层的界面的电子电阻高的缺点的改善方法，有(参照例如专利文献4)用两个电极夹着高分子电解质膜形成夹层体，然后将其放入溶剂中加热加压形成一体的方法。又有(参照例如专利文献5)使用预先含有溶剂的高分子电解质膜和/或电极催化剂层，在实质上不浸渍于溶剂中的状态进行加热和加压的方法。采用这样的方法，由于在一体化工序中MEA内的溶剂蒸发，因此溶剂造成的高分子电解质膜的膨润情况被抑制，高分子电解质膜与催化剂层的界面的接合状态能够维持良好的状态。
专利文献1日本特开平6-251788号公报专利文献2日本特开平7-272738号公报专利文献3日本特开平5-258762号公报专利文献4日本特开平3-208262号公报专利文献5日本特开2002-93424号公报发明内容本发明要解决的问题如专利文献1～3所例示，已知在发电开始后电极催化剂层在达到催化剂活性温度的状况下，一旦与空气等氧化物接触，电极催化剂层就发生氧化，性能下降。
但是本发明人发现，PEFC即使是在发电开始之前，如果PEFC组组装制造之后到发电开始的时间长，则会出现输出电压降低等性能劣化、特别是输出电压的电压下降率上升显著的情况。本发明人的验证结果表明，这样的性能劣化的重要原因之一是在电极催化剂层上残留的溶剂的氧化物。
向来，对于这样的PEFC的发电开始之前的性能劣化，即使是本行业的普通技术人员也不那么更关心。因此已有的PEFC的停止方法等，是应对使用开始之后的情况的方法，不是谋求防止从PEFC组制造之后到组装于PEFC系统中之前这一段时间的电极催化剂层的劣化的方法。也就是说，已有的PEFC的性能劣化的防止方法是作为PEFC系统谋求防止PEFC的性能劣化的方法。具体地说，是通过连接于PEFC组的氧化剂流路和还原剂流路的配管等从外部的外围设备提供不活泼气体等的结构，因此在组装于PEFC系统之前、特别是在仓库时、搬运时那样处于单体状态的PEFC组是不适用的。
因此，本发明是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于，提供抑制从未设置状态到设置于设置场所使用为止期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存方法。又，本发明的目的在于，提供能够充分防止特别是从未设置状态到设置于设置场所使用为止期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体。
解决存在问题的手段本发明人为实现上述目的，根据锐意研究的结果推断，未设置状态的PEFC组的性能劣化的原因在于，在MEA的电极催化剂层中，醇等残留溶剂与氧发生反应生成醋酸等氧化物，由于该氧化物造成催化剂中毒，这样的中毒害长时间发生使得电极催化剂层的变质不断发展，电极催化剂性能不断劣化。又，专利文献4、5认为，由于溶剂的蒸发，能够抑制制造MEA时的高分子电解质膜的膨润。但是本发明人的验证的结果表明，对于未设置状态的PEFC组的性能劣化几乎没有效果。这估计是由于催化剂电极层是多孔质体，进入催化剂电极层内部的溶剂不蒸发而残留于其中。
发明人根据这些推测想到本发明，对其效果进行验证，发现是有效的。
也就是说，为了解决上述存在的问题，第1本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，是具备具有入口和出口经过阴极的氧化剂流路，和具有入口和出口经过阳极的还原剂流路，形成能够从所述氧化剂流路的入口提供氧化剂物质，从所述还原剂入口提供还原剂物质，所述氧化剂物质和所述还原剂物质在所述阳极和所述阴极进行电化学反应，以进行发电的结构的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，使未设置状态的所述高分子电解质型燃料电池组的所述氧化剂流路内和所述还原剂流路内处于减压状态以进行保存。采用这样的结构时，在减压状态下氧化剂侧电极催化剂层以及还原剂侧电极催化剂层中残留的溶剂处于挥发状态，因此特别能够充分抑制从未设置状态到设置于设置场所使用为止的期间高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。而且在减压状态下容易将氧化剂流路和还原剂流路中的氧浓度保持于大气中的氧气浓度以下，能够充分防止电极催化剂层中残留的有机溶剂成分的部分氧化反应、脱水缩合反应(包括有机溶剂成分之间的反应、部分氧化物之间的反应、有机溶剂成分与部分氧化物的反应)等。因此从这一观点考虑，也能够充分抑制特别是从未设置状态到设置于设置场所使用为止期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。
在这里，所谓未设置状态是指高分子电解质型燃料电池组组装制造之后组装于燃料电池系统中之前的状态。具体地说，是指高分子电解质型燃料电池组的氧化剂流路上连接氧化剂物质供给装置之前的状态、或还原剂流路上连接还原剂物质供给装置之前的状态，例如指保存或搬运高分子电解质型燃料电池组的状态。还有，高分子电解质型燃料电池组制造之后进行短期间的电化学反应之后的高分子电解质型燃料电池组也包含于未设置状态的高分子电解质型燃料电池组。例如，性能确认试验之后的高分子电解质型燃料电池组、下述发电处理之后的高分子电解质型燃料电池组就包含于未设置状态的高分子电解质型燃料电池组。又，在高分子电解质型燃料电池组的制造工序中包含本发明的保存方法的情况也被包含于未设置状态的高分子电解质型燃料电池组中。例如在将MEA迭层并且在临时连结的状态下保存，组装于高分子电解质型燃料电池系统时或组装之前片刻，将集电板、端板等配设于两端，最终组装为高分子电解质型燃料电池组的制造方法中，该临时连结的状态实质上相当于高分子电解质型燃料电池组的未设置状态。
从更可靠地得到本发明的效果的考虑出发，第2本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，只要是所述减压状态是真空度为10-5Pa以上10-1Pa以下的范围内即可。
第3本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，主要具有使未设置状态的所述高分子电解质型燃料电池组的所述氧化剂流路内和所述还原剂流路内处于减压状态的挥发去除步骤、以及维持所述减压状态的维持步骤即可。采用这样的结构时，在挥发去除步骤中氧化剂侧电极催化剂层和还原剂侧电极催化剂层中残留的溶剂的挥发得到促进，同时挥发的溶剂被排出到高分子电解质型燃料电池组外，而且在维持步骤中维持溶剂的挥发状态，因此能够抑制未设置状态的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。
第4本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，所述挥发去除步骤在形成排气口的气密容器中容纳所述高分子电解质型燃料电池组，将排气装置连接于该排气口，排出所述气密容器内部的气体，所述维持步骤在所述排气口上气密安装排气装置，或关闭为开闭所述排气口而配置的气密型开闭阀。特别是在维持步骤中，在气密容器的排气口上安装排气装置时，利用排气装置的断续排气动作，能够长时间持续地使氧化剂流路和还原剂流路处于减压状态，因此能够长期抑制高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。
从更可靠地得到本发明的效果的考虑出发，第5本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其所述挥发去除步骤在所述氧化剂流路的入口或出口的任意一方、以及所述还原剂流路的入口或出口的任意一方上气密安装排气装置，在其另一方上气密安装封闭栓或气密型开闭阀，利用该排气装置排出所述氧化剂流路以及所述还原剂流路内的气体，所述维持步骤使所述排气装置、所述封闭栓以及所述气密型开闭阀处于气密安装或封闭的状态。
第6本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，具有使所述高分子电解质型燃料电池组发电的发电处理步骤。通过这样使高分子电解质型燃料电池组发电，能够使高分子电解质型燃料电池组内残留的溶剂和金属等异物与电化学反应产生的水一起排出，因此能够进一步抑制高分子电解质型燃料电池组的性能的劣化。
从更可靠地得到本发明的效果的考虑出发，第7本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法中，所述发电处理步骤中的电流密度是每单位面积的所述催化剂层0.1A/cm2以上0.4A/cm2以下。
从更可靠地得到本发明的效果的考虑出发，第8本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法是，所述发电处理步骤的发电持续时间是3小时以上。
从更可靠地得到本发明的效果的考虑出发，第9本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法是，所述发电处理步骤的发电持续时间是电压变化降低到2mV/h以下为止的时间。
从更可靠地得到本发明的效果的考虑出发，第10本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存方法是，所述发电处理步骤在所述高分子电解质型燃料电池组制造之后300小时以内进行。
第11本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，具备具有入口和出口经过阴极的氧化剂流路，与具有入口和出口经过阳极的还原剂流路，形成能够从所述氧化剂流路的入口提供氧化剂物质，从所述还原剂流路的入口提供还原剂物质，所述氧化剂物质和所述还原剂物质在所述阳极和所述阴极进行电化学反应，以进行发电的结构的高分子电解质型燃料电池组、以及维持减压状态的所述氧化剂流路和所述还原剂流路的维持单元。采用这样的结构时，氧化剂侧电极催化剂层以及还原剂侧催化剂层上残留的溶剂处于挥发状态，因此特别能够抑制从未设置状态到设置于设置场所使用为止期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。而且在减压状态下容易使氧化剂流路和还原剂流路中的氧气浓度保持于大气中的氧气浓度以下的浓度，能够充分防止电极催化剂层中残留的有机溶剂成分的部分氧化反应、脱水缩合反应(包括有机溶剂成分之间的反应、部分氧化物之间的反应、有机溶剂成分与部分氧化物的反应)等发生，因此从这一点看来，特别能够充分抑制从未设置状态到设置于设置场所使用为止期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。
从更可靠地得到本发明的效果的考虑出发，第12本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，所述减压状态为真空度为10-5Pa以上10-1Pa以下的范围内即可。
从更可靠地得到本发明的效果的考虑出发，第13本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，所述维持单元具备容纳所述高分子电解质型燃料电池组同时形成排气口的气密容器、以及在该排气口气密安装的排气装置、气密密封所述排气口的封闭栓、或可气密开闭所述排气口地配置的气密型开闭阀。特别是，由于维持单元上有排气装置，利用排气装置的断续排气动作，能够长时间持续地使氧化剂流路和还原剂流路处于减压状态，因此能够长期抑制高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。
从更可靠地得到本发明的效果的考虑出发，在第14本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体中，所述维持单元形成具有下述构件的结构，即在所述氧化剂流路的入口和出口中的任意一方上气密安装的排气装置、在其另一方上气密安装的封闭栓或气密型开闭阀、在所述还原剂流路的入口和出口中的任意一方上气密安装的排气装置、在其另一方上气密安装的封闭栓或气密型开闭阀。
从更可靠地得到本发明的效果的考虑出发，第15本发明的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，所述高分子电解质型燃料电池组是进行发电处理过的高分子电解质型燃料电池组。采用这样的结构时，高分子电解质型燃料电池组内的溶剂和金属等异物与发电处理中的电化学反应产生的水一起被去除，因此能够进一步抑制高分子电解质型燃料电池组的性能的劣化。在这里，所谓“发电处理”是指使高分子电解质型燃料电池组进行发电的处理。
发明效果如上所述，如果采用本发明，则能够提供可抑制从未设置状态到设置于设置场所使用为止期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存方法。而且如果采用本发明，则特别是能够提供可充分防止从未设置状态到设置于设置场所使用为止期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体。
图1是表示本发明第1实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。
图2是表示包含于本发明第1实施形态的PEFC组的保存处理体中的PEFC组的结构的分解立体图。
图3是表示电池单元的基本结构的示意图。
图4是表示本发明第1实施形态的PEFC组的保存方法的流程图。
图5表示额定运行中的实施例1-1～实施例1-4的PEFC组的平均电池单元电压随时间的变化。
图6是表示本发明第1实施形态的变形例1的PEFC组的保存处理体的示意图。
图7是表示本发明第2实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。
图8表示额定运行中的实施例2-1以及实施例2-2的PEFC组的电池单元的平均电压随时间的变化。
图9是表示本发明第3实施形态的PEFC组的保存方法的流程图。
符号说明1高分子电解质膜2氧化剂侧电极催化剂层3还原剂侧电极催化剂层4氧化剂侧扩散电极层5还原剂侧扩散电极层10 MEA15 阴极隔离层20 阳极隔离层30 氧化剂流路
30a 氧化剂流路入口部30b 氧化剂流路出口部40 还原剂流路40a 还原剂流路入口部40b 还原剂流路出口部41 集电板42 绝缘板43 端板45 冷却剂流路45a 冷却剂流路入口45b 冷却剂流路出口50 气密容器50’ 筒体50a 开口部(耳部)50b 排气口50c 耳部61 排气装置70 封闭栓80 压密封衬垫(Squeezed packing)100 电池单元200 PEFC组300、310、320 PEFC组的保存处理体S0、S1、S2 步骤V平均电池单元电压H运行时间最佳实施方式下面参照图对本发明的最佳实施形态进行说明。本发明的上述效果、其他效果、特征以及优点，从参照附图进行的对下述最佳实施形态的详细说明中可以清楚了解。
第1实施形态下面对本发明第1实施形态的PEFC组的保存方法进行说明。
图1是本发明第1实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。图2是表示包含于本发明第1实施形态的PEFC组的保存处理体中的PEFC组的结构的分解立体图。
包含于第1实施形态的PEFC组的保存处理体300中的PEFC组200是将利用电化学反应发电的单个电池(电池单元)100迭层构成的。如图2所示，单个电池100(电池单元)由具有相互之间有大致相同的平面的矩形板状的MEA100、阴极隔离层15和阳极隔离层20构成。而且，MEA10一个面与阴极隔离层15接触，另一个面与阳极隔离层20接触地被夹在其中。电池单元100的迭层方向端部隔着集电板41、41以及绝缘板42、42被端板43、43夹着，端板43、43之间用紧固螺杆(未图示)从两侧夹紧的结构。PEFC组200可以使用于家庭用热电联供系统、摩托车、电动汽车、混合电动汽车、家电产品、便携式电脑装置、便携式电话、便携式音响设备、便携式信息终端等便携式电气装置等PEFC系统。
集电板41、41的电气端子41a、41a与电气设备等外部负载连接以进行电力输出。在PEFC组200中形成氧化剂流路30和还原剂流路40。
氧化剂流路30形成能够从氧化剂流路入口部30a提供氧化剂物质，分流到各电池单元100，经过各电池单元100流通后再度合流，从氧化剂流路出口部30b排出到PEFC组200外的结构。又，通常氧化剂流路30形成不与其他流路交流，一旦氧化剂流路入口部30a和氧化剂流路出口部30b被封闭，氧化剂流路就被闭塞的结构。还原剂流路40也形成同样的结构。在本实施形态中，氧化剂物质采用氧或空气。又，还原剂物质采用氢或含氢的物质。
在这里，在PEFC组200的一侧的端板43上形成氧化剂流路入口部30a和还原剂流路入口部40a。还原剂流路40也形成同样的结构。
还有，为了调整PEFC组200的温度，在PEFC组200上也形成流通水等冷却剂的冷却剂流路45。冷却剂流路45在氧化剂流路30和还原剂流路40之外独立构成，形成冷却剂能够从冷却剂流路入口45a向PEFC组200内提供，在PEFC组200内分叉流过迭层的各电池单元100之间，然后从冷却剂流路出口45b排出到外部的结构。
在这里，电池单元100由MEA10、阴极隔离层15、阳极隔离层20迭层结构。而且如图2所示，在MEA10与阴极隔离层15之间形成氧化剂流路30，在MEA10与阳极隔离层20之间形成还原剂流路40。
图3是表示MEA的基本结构的示意图。
MEA10具备选择性透过氢离子的离子交换膜构成的高分子电解质膜1、夹着高分子电解质膜1形成的承载铂族金属催化剂的以碳粉为主成分的一对电极催化剂层(氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3)、以及配设于该一对电极催化剂层的外表面的一对扩散电极层(氧化剂侧扩散电极层4和还原剂侧扩散电极层5)。该扩散电极层4、5形成同时具有通气性和电子导电性的结构。例如具备多孔结构。
而且，氧化剂侧电极催化剂层2、氧化剂侧扩散电极层4以及阴极隔离层15构成阴极。
又，还原剂侧电极催化剂层3、还原剂侧扩散电极层5以及阳极隔离层20构成阳极。
下面对如上所述构成的PEFC组200的动作进行说明。氧化剂物质经过氧化剂流路30分流提供给各电池单元100。在各电池单元100中，氧化剂物质被提供给阴极。在这里，曝露于氧化剂侧扩散电极层4。又，氢或含氢的还原剂物质也同样被提供给阳极。在这里，通过还原剂流路40，曝露于还原剂侧扩散电极层5。
而且，氧化剂物质透过氧化剂侧扩散电极层4，到达氧化剂侧电极催化剂层2，同样，还原剂物质也透过还原剂侧扩散电极层5，到达还原剂侧电极催化剂层3。
一旦构成经由阴极隔离层15、阳极隔离层20、集电板41、41(参照图1)、以及外部的电路(未图示)与氧化剂侧电极催化剂层2与还原剂侧电极催化剂层3的电气连结电路，在还原剂侧电极催化剂层3氢就离子化。
氢离子透过高分子电解质膜1，在氧化剂侧电极催化剂层2中与氧离子结合生成水。又，随着氢的离子化，在还原剂侧电极催化剂层3中发生的电子经由还原剂侧扩散电极层5流过外部电路(未图示)，产生电气输出。
但是，氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3，从以上动作可知，曝露于充满氧化剂流路30内和还原剂流路40内充满的物质中。从而，在刚制造好的燃料电池中，氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3曝露于氧化剂流路30内和还原剂流路40内的空气中。而且一旦氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3曝露于空气中，残留于氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3中的残留溶剂可能发生氧化反应，使得氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3的催化剂发生中毒。
在这里，本发明的第1实施形态的PEFC组的保存处理体300如下所述构成。
PEFC组的保存处理体300具有PEFC组200、以及将氧化剂流路30和还原剂流路40维持于减压状态的气密容器50。
气密容器50用能够承受高真空的袋或箱子构成。形成排气口50b。在排气口50b上气密地安装排气装置61。
气密容器50用例如尼龙、聚乙烯等树脂制造的袋子、金属制的箱子构成。在这里，气密容器50用多重聚乙烯制造的袋子构成。
在这里，气密容器50和排气装置61构成维持单元。由于维持单元上具有排气装置61，能够利用排气装置61的断续工作使氧化剂流路30和还原剂流路40长期持续保持减压状态，因此能够长期抑制PEFC组200的性能劣化。
又，可以在排气口50b上形成止回阀(未图示)，使外部气体不流入，气密容器50内部维持减压状态。借助于该止回阀，即使是排气装置61脱落或气密安装受到损坏，也能够避免气密容器50内减压状态受到破坏。
又，PEFC组200是未设置状态的PEFC组。所谓未设置状态是指PEFC组组装制造之后组装于燃料电池系统中之前的状态。具体地说，是指在PEFC组的氧化剂流路上连接氧化剂物质供给装置之前的状态、或还原剂流路上连接还原剂物质供给装置之前的状态，例如指保存或搬运PEFC组的状态。还有，PEFC组制造之后进行短期间的电化学反应之后的PEFC组也包含于未设置状态的PEFC组中。例如性能确认试验后的PEFC组、规定的发电处理后的PEFC组包含于未设置状态的PEFC组中。又，在PEFC组的制造工序中实施本发明的保存方法的情况也包含于未设置状态的PEFC组中。例如将MEA迭层并且在临时连结的状态下保存，在装入PEFC系统时或装入之前时集电板、端板等配设于两端最终组装成PEFC组的制造方法中，这种临时连结状态实质上相当于PEFC组的未设置状态。
下面对本发明第1实施形态的PEFC组的保存方法进行说明。
图4是表示本发明第1实施形态的PEFC组的保存方法的流程图。
首先，在步骤(挥发去除步骤)S1中，使未设置状态的PEFC组200的氧化剂流路30内和还原剂流路40内减压，使其处于减压状态。在这里，如图1所示，在排气口50b上气密安装排气装置61，借助于排气装置61使气密容器50内部、即氧化剂流路30和还原剂流路40排气、减压。
在这里，减压进行到真空度为10-5Pa～10-1Pa的范围内。这样的减压可以采用例如ULVAC株式会社制造的G-100D作为排气装置61。还有，真空度高能够促进乙醇等溶剂的挥发，因此是理想的。但是如果真空度过高，则有可能损坏PEFC组200内部的结构，因此最好是真空度不高于10-5Pa。
还有，多重的聚乙烯制造的气密容器50如下所述制造。将即多重的聚乙烯制造的薄膜构成的筒体50’的一端利用熔融焊接加以封闭，并使其形成耳部50c。另一端开放，构成开口部50a。而且，在筒体50’的外周面上固定树脂制造的小筒体形成排气口50b并使其与筒体50’的内部连通。然后，PEFC组200从开口部50a被装入内部，开口部50a形成耳部50a，然后开口部50a被熔融封闭。
接着，在步骤(维持步骤)S2中，使安装于排气口50b的排气装置61断续工作。借助于此，能够长时间持续维持氧化剂流路30和还原剂流路40于减压状态，因此能够长时间抑制PEFC组200的性能劣化。
还有，排气装置61在步骤S1和步骤S2中也可以互换。也就是说，在步骤S1中，作为排气装置61通过配管将比较大型的真空泵(例如ULVAC株式会社制造的G-100D)连接于排气口50b，在步骤S2中，可以将该配管从排气口50取下，将小型真空泵(例如ULVAC株式会社制造的GHD-030)气密安装于排气口50b。在这一替换中，借助于配置于排气口50b的三通阀的切换操作，可以在维持气密容器50内的减压状态不变的情况下进行切换。也就是说，三通阀的第1端口上连接步骤S1执行用的配管，在第2端口上安装步骤S2执行用的排气装置，在第3端口上连接气密容器50。而且在步骤S1，进行切换使第3端口连接于第1端口。在步骤S2中，进行切换使第3端口连接于第2端口。借助于此，在步骤S1中，可以使用大型排气装置，因此能够缩短步骤S1所需要的时间。
下面根据实施例对本发明第1实施形态进行具体说明，但是本发明不限于以下实施例。
实施例1-1实施例1-1的PEFC组的保存处理体300如下所述制作。在PEFC组200中，电池单元100的迭层数采用50层，阴极隔离层15和阳极隔离层20使用厚度为3mm的各向同性的石墨板。在阴极隔离层15和阳极隔离层20的主面周围形成多个分流歧管孔，电池单元100迭层时，这样的分流歧管孔连通，构成氧化剂流路30、还原剂流路40、以及冷却剂流路45。
使用于电池单元100的MEA10如下所述制作。首先，在氧化剂侧电极催化剂层2上使用在乙炔黑系碳粉(电气化学工业株式会社制造的Denkablack FX-35)上承载25wt％的平均粒径约30的白金颗粒的催化剂粉末。又，在还原剂侧电极催化剂层3上，使用在乙炔黑系碳粉(电气化学工业株式会社制造的Denkablack FX-35)上承载25wt％的平均粒径约30的白金-钌合金颗粒(重量比Pt∶Ru＝1∶1)的催化剂粉末。使这些催化剂粉末分散于异丙醇中，然后与全氟代烃磺酸粉末的乙醇分散液(旭硝子株式会社制造的Flemion FSS-1)混合形成糊状。将这些糊状物利用网板印刷方法分别涂布于厚度为250微米的碳纤维无纺布(东丽株式会社制造的TGP-H-090)的一个主面上，分别制作氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3。这些电极催化剂层中包含的催化剂金属量为0.3mg/cm2，全氟代烃磺酸的量为1.2mg/cm2。
高分子电解质膜1采用厚度为50微米的全氟代烃磺酸膜(美国杜邦公司制造的Nafion112)。
在高分子电解质膜1的中心部两侧的主面上，利用热压分别接合氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3。还将厚度250微米的氟橡胶片切下，制成一对衬垫，使氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3露出，夹着高分子电解质膜1，利用热压(以135℃、1MPa、10分钟的条件)将其接合于高分子电解质膜1上形成一体。
排气装置61在步骤S1中采用ULVAC株式会社制造的G-100D，在步骤S2中采用ULVAC株式会社制造的小型真空泵GHD-030。
气密容器50采用多重聚乙烯袋。
在步骤S1中，氧化剂流路和还原剂流路的入口30a、40a、出口30b、40b利用封闭栓70和排气装置61进行气密封闭。而且利用排气装置61使氧化剂流路30内和还原剂流路40内的真空度减压到10-3Pa。
在步骤2中，一边通过使排气装置61断续工作，将氧化剂流路30内和还原剂流路40内的真空度维持于10-2Pa，一边将PEFC组的保存处理体300在25℃的温度下保存5000小时。
保存后的PEFC组200保持于70℃，将加湿到露点65℃的还原剂物质(80％氢气/20％二氧化碳/10ppm一氧化碳)加温到65℃后提供给还原剂流路40，又将加湿到露点70℃的空气加温到70℃然后提供给氧化剂流路30，使PEFC组200进行额定运行。
PEFC组200的额定运行采用燃料利用率80％、氧利用率40％、电流密度0.3/cm2的条件。
实施例1-2与实施例1-1同样地制作PEFC组的保存处理体300，实施步骤S1。然后在步骤S2与实施例一样保存。但是，保存时的温度不是25℃，而是60℃。
然后，以与实施例1-1相同的条件进行额定运行。
比较例1-1作为比较例1-1，将与实施例1-1同型的PEFC组200，在不实施步骤S1和步骤S2，也就是不对氧化剂流路30内和还原剂流路40内进行排气的状态下保存。然后与实施例1-1同样用25℃的温度保存5000小时。
然后以与实施例1-1相同的条件进行额定运行。
比较例1-2作为比较例1-2，将与实施例1-1同型的PEFC组200，在不进行步骤S1和步骤S2，也就是不对氧化剂流路30内和还原剂流路40内进行排气的状态下保存。然后与实施例1-2同样用60℃的温度保存5000小时。
然后在与实施例1-1同样的条件下进行额定运行。
图5表示额定运行中的实施例1-1、实施例1-2、以及比较例1-1、比较例1-2的PEFC组200的平均电池单元电压随时间的变化。
如图所示，实施例1-1与实施例1-2的平均电池单元电压V的差小，平均电池单元电压V的下降小。比较例1-1和比较例1-2的平均电池单元电压V从额定运行开始初期两者都比实施例1-1和实施例1-2低。而且与额定运行的继续同时，比较例1-1和比较例1-2的平均电池单元电压V两者都比实施例1-1和实施例1-2低得多。
变形例1图6是本发明第1实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。
在本变形例中，取代排气装置61，在气密容器50的排气口50b上配设气密型开闭阀62，将其配置为能够气密地开闭排气口50b。
也就是说，气密型开闭阀62与气密容器50构成维持单元。又，气密型开闭阀最好是开闭阀在保存时不需要驱动动力的手动式阀门。或是在驱动力丧失时为关闭状态的所谓常闭型电导开闭阀。
也就是说，在挥发去除步骤S1中，在排气口50b上连接排气装置61，或连接与排气装置61连接的配管，在气密型开闭阀62打开的状态下，利用排气装置61对气密容器50内部、即氧化剂流路30和还原剂流路40进行抽气使其减压。
然后，在维持步骤S2关闭气密型开闭阀62，从排气口50b取下排气装置61或与排气装置61连接的配管。
借助于此，维持单元能够与气密容器50形成一体化结构，可以不要管理和处置封闭栓等别的构件。
第2实施形态图7是表示本发明第2实施形态的PEFC组的保存处理体的示意图。在图7中，与图1所示的结构要素相同的结构要素分别标以相同的符号并省略其说明。
如图所示，本发明的第2实施形态是在氧化剂流路入口30a或出口30b以及还原剂流路入口40a或出口40b上具有气密安装于氧化剂流路30及还原剂流路40的入口30a、40a以及出口30b、40b中的任一方上的排气装置61、以及气密安装于其另一方的封闭栓70的实施形态。也就是说，在本实施形态的PEFC组的保存处理体310中，封闭栓70与排气装置61构成维持单元。
在这里，排气装置61气密安装于氧化剂流路入口30a以及还原剂流路入口40a上。排气装置使用与第1实施形态相同型号的真空泵。
在这里，封闭栓70气密安装于氧化剂流路出口30b和还原剂流路出口40b上。在这里，如图7所示，在排气装置61的接合部以及封闭栓70上配设O形环等压密封衬垫(Squeezedpacking)80，压密封衬垫80通过密封氧化剂流路出口部30b、还原剂流路出口部40b、氧化剂流路入口部30a、以及还原剂流路入口部40a与排气装置61的接合部以及封闭栓70之间的间隙进行气密密封。
本实施形态的PEFC组200的保存方法，如图4所示，在步骤S1中，用封闭栓70气密密封PEFC组200的氧化剂流路出口30b以及还原剂流路出口40b，用排气装置61气密密封氧化剂流路入口30a和还原剂流路入口40a。然后借助于排气装置使氧化剂流路30内和还原剂流路40内减压。
在步骤S2中，断续使排气装置61工作。借助于此，氧化剂流路30和还原剂流路40可以长时间持续保持减压状态，因此能够长时间抑制PEFC组200的性能劣化。
根据以上所述，借助于本发明，能够与第1实施形态一样抑制未设置状态的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。
还有，与第1实施形态一样，排气装置61在步骤S2中也可以替换为小型的排气装置。这样，就容易在安装排气装置61的状态下搬运PEFC组的保存处理体310。
又，在图7中，在氧化剂流路入口30a和还原剂流路入口40a上气密安装着一对排气装置61，但是也可以形成将从排气装置61的吸气口延伸出的两条配管气密连接于氧化剂流路出口30b和还原剂流路出口40b上的结构。借助于此，在步骤S1中由于可以使用大型排气装置，所以能够缩短在步骤S1中花费的时间。
而且，在步骤S2中，也可以将排气装置61替换为封闭栓。也就是说，维持单元可以由安装于氧化剂流路和还原剂流路的入口和出口30a、40a、30b、40b上的4个封闭栓构成。这样可以将维持单元与PEFC组200构成为一体，能够不需要管理和处置封闭栓等独立的构件。
变形例2与实施形态1的变形例1一样，可以取代封闭栓70，形成PEFC组200在氧化剂流路和还原剂流路的入口和出口30a、40a、30b、40b上具有气密型开闭阀的结构(未图示)。借助于此，在能够省略封闭栓70的同时，在将PEFC组200组装到PEFC系统中之后将这些气密型开闭阀作为PEFC组200的隔离阀使用。
又，在步骤S2中，将气密型开闭阀关闭之后也可以取下排气装置61。也就是说，维持单元只有气密型开闭阀。借助于此，能够使维持单元与PEFC组200形成一体化结构，能够不需要管理和处置封闭栓等独立的构件。
下面根据实施例对本发明第2实施形态进行具体说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例2-1如下所述制作实施例2-1的PEFC组的保存处理体310并将其保存。PEFC组200使用与实施例1-1相同型号的。
排气装置61在步骤S1中使用ULVAC株式会社制造的G-100D，在步骤S2中使用ULVAC株式会社制造的小型真空泵GHD-030。
气密容器50使用多重聚乙烯袋。
在步骤S1中，借助于封闭栓70和排气装置61对氧化剂流路以及还原剂流路的入口和出口30a、40a、30b、40b进行气密密封。而且利用排气装置61使氧化剂流路30内和还原剂流路40内的真空度减压到10-2Pa。
在步骤S2中，通过使排气装置61断续工作，将氧化剂流路30内和还原剂流路40内的真空度维持于10-2Pa，同时将PEFC组的保存处理体300在25℃的温度下保存5000小时。
将保存后的PEFC组200以与实施例1-1相同的条件进行额定运行。
实施例2-2实施例2-2的PEFC组的保存处理体310的PEFC组200、排气装置61、气密容器50使用与实施例2-1相同的型号。
然后，在步骤S1与实施例2-1一样进行减压。
在步骤S2中，将排气装置61替换为封闭栓70。与实施例2-1一样保存。也就是说维持单元由4个封闭栓70构成，氧化剂流路和还原剂流路的入口和出口30a、40a、30b、40b全部利用封闭栓气密密封进行保存。
使保存后的PEFC组200以与实施例1同样的条件进行额定运行。
在步骤S2开始时的氧化剂流路30和还原剂流路40内的真空度为10-2Pa，但是在保存期结束时氧化剂流路和还原剂流路内的真空度降低到104Pa。
图8表示额定运行的实施例2-1以及实施例2-2的PEFC组200的平均电池单元电压随时间的变化。
如图所示，实施例2-2的平均电池单元电压V的下降得到抑制。而且，实施例2-1的平均电池单元电压V进一步得到抑制。
第3实施形态本发明第3实施形态在对PEFC组200进行发电处理后与第1实施形态和第2实施形态一样执行步骤S1和步骤S2。也就是说，本实施形态的PEFC组的保存处理体320的结构与第1实施形态～第6实施形态相同。因此，对本实施形态的PEFC组的保存处理体320的结构的说明省略，对本实施形态的PEFC组的保存方法进行说明。
图9是本发明第3实施形态的PEFC组的保存方法的流程图。如图所示，在本实施形态的PEFC组的保存方法中，在步骤(发电处理步骤)S0中，使未设置状态的PEFC组200在规定的电流密度下在规定的发电持续时间内持续发电。然后，与第1实施形态或第2实施形态一样进行步骤S1到步骤S2。
在这里，在步骤S0中，具体地说，使PEFC组200维持于工作温度，在集电板41、41之间电气连接电力负载，并且对阳极侧提供还原剂物质，对阴极侧提供氧化剂物质，以此在PEFC组200引起电化学反应。电化学反应在规定的电流密度I的条件下持续规定的发电持续时间T。
利用本实施形态的PEFC组200的保存方法，能够将MEA的催化剂气孔中等PEFC组内残留的溶剂和金属等异物与发电处理中电化学反应产生的水一起排出到PEFC组200外，因此能够更可靠地抑制PEFC组200的性能劣化。
又，发电处理中的电流密度I最好是每一MEA10的催化剂层2、3的单位面积为0.1A/cm2以上、0.4A/cm2以下。可以认为，在这样大小的电流密度下MEA10中的电化学反应产生的水能够均匀生成。
又，发电处理的发电持续时间T最好至少在3小时。这是由于将溶剂和异物与生成的水同时从PEFC组200排出需要一定的时间。
又，发电处理时的发电持续时间T最好是设定为发电结束时的每一电池单元的电压变化(dV/dt)下降到2mV/h以下为止的时间。可以认为通过去除溶剂和异物电压能够稳定，因此根据电压变化的减小可以判断PEFC组200中溶剂和异物被去除的情况。
又，发电处理时间最好是在PEFC组200制造后300小时以内。如果考虑溶剂和异物引起的催化剂劣化的发展和/或高分子电解质膜1与电极催化剂层2、3的接触状态的劣化的发展，发电处理的时间最好是PEFC组制造后比较早的时间。具体地说，如果是在PEFC组制造后300小时以内，则能够抑制PEFC组200的性能劣化的发展于未然。
又，发电处理中的氧化剂物质和还原剂物质的露点最好是发电处理时的MEA10的温度的-10℃以上、+10℃以下的范围内。通过采用这样的露点，能够对MEA10提供不多也不少的水分，而且能够抑制水引起的氧化剂流路30和还原剂流路40的堵塞、所谓溢流的现象，因此能够在全部MEA10中确保均匀的电化学反应。也就是说，在全部MEA10中，溶剂和异物的排出能够顺利进行，因此能够更可靠地抑制PEFC组的性能劣化。
下面根据实施例对本发明第3实施形态的步骤S0进行具体说明，但是本发明的步骤S0不限定于以下实施例。
还有，在以下的实施例和比较例中，在发电处理中，还原剂物质使用氢气，氧化剂物质使用空气。又，发电处理将PEFC组200保持于70℃，加温而且加湿的氢气以及空气分别提供给氧化剂流路30和还原剂流路40，调节对氧化剂流路30和还原剂流路40的供给，使还原剂物质利用率为70％，氧化剂物质利用率为40％。而且在发电处理后经过步骤S1在8周时间内保持常温常湿。该保存期间(8周)是本发明的溶剂和异物的影响造成高分子电解质膜1的性能劣化的时间的一个例子。
实施例3-1在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存一周时间。然后将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供，以电流密度I＝0.4A/cm2进行发电持续时间T＝3h的发电。在发电处理后经过步骤S1在常温常湿下保存8周时间。
比较例3-1将与实施例3-1同时间制造的PEFC组200在常温常湿下持续保存。也就是说，在常温常湿下保存从实施例3-1的PEFC组200制造后到发电处理后的保存期间满期为止的时间。
比较例3-2在PEFC组200制造后，在常温常湿下将PEFC组200保存一周时间。然后将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃提供3小时。在提供结束后将其在常温常湿条件下保存8周时间。在这段时间内不进行发电处理。
对于实施例3-1、比较例3-1和比较例3-2的PEFC组200，将PEFC组的温度保持于70℃，将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃然后分别提供给还原剂流路40和氧化剂流路30，使燃料气体利用率为70％，氧化气体利用率为40％，电流密度为0.2A/cm2，持续进行1000小时的额定运行。表1表示额定运行中的实施例3-1、比较例3-1、以及比较例3-2的电压下降量ΔV。
表1
从表1可知，实施例3-1与比较例3-1和比较例3-2相比，电压下降量ΔV小。根据这一结果，可以确认利用发电处理能够进一步可靠抑制PEFC组的性能劣化。
实施例3-2在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存一周时间。然后将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供，在电流密度I＝0.1A/cm2的条件下进行发电持续时间T＝12h的发电处理。在发电处理后经过步骤S1在常温常湿条件下保存8周时间。
比较例3-3
PEFC组200制造后，在常温常湿条件下将PEFC组200保存一周时间。然后将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供，在电流密度I＝0.5A/cm2的条件下进行发电持续时间T＝12h的发电处理。在发电处理后经过步骤S1在常温常湿条件下保存8周时间。
比较例3-4PEFC组200制造后，在常温常湿条件下将PEFC组200保存一周时间。然后将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供，在电流密度I＝0.5A/cm2的条件下进行发电持续时间T＝3h的发电处理。在发电处理后经过步骤S1在常温常湿条件下保存8周时间。
比较例3-5PEFC组200制造后，在常温常湿条件下将PEFC组200保存一周时间。然后将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm2的条件下进行发电持续时间T＝2h的发电处理。在发电处理后经过步骤S1在常温常湿条件下保存8周时间。
对于实施例3-2以及比较例3-3、7-4、7-5的PEFC组200，与实施例3-1一样，将PEFC组的温度保持于70℃，将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃然后分别提供给还原剂流路40和氧化剂流路30，使燃料气体利用率为70％、氧化剂气体利用率为40％、电流密度为0.2A/cm2，持续进行1000小时的额定运行。
表2表示实施例3-1、实施例3-2、比较例3-3、比较例3-4以及比较例3-5进行发电处理时的电流密度I、发电持续时间T、发电结束时的电压变化(dV/dt)、以及额定运行的电压下降量ΔV。
表2
从实施例3-1与比较例3-4的比较、以及实施例3-2与比较例3-3的比较可知，实施例3-1和实施例3-2与比较例3-3和比较例3-4相比，电压下降量ΔV小。因此，发电处理时的电流密度范围为0.1A/cm2～0.4A/cm2，是比较理想的。这被认为是，如果是该电流密度的电化学反应，则MEA10的电化学反应中水的生成是均匀的。
又，实施例3-1和实施例3-2与比较例3-3、比较例3-4、以及比较例3-5相比，发电结束时的电压变化(dV/dt)下降到1.5mV/h以下。该电压变化(dV/dt)在PEFC组200内、特别是电极催化剂层2、3内的细孔中的溶剂和异物与电化学反应产生的水一起被排出到PEFC组外时发生，因此在电压变化(dV/dt)下降到1.5mV/h以下的情况下，可以认为PEFC组200内的溶剂和异物已经充分排出。
又，从实施例3-1与比较例3-5的比较可知，实施例3-1与比较例3-5相比电压下降量ΔV小，因此，发电处理时的发电持续时间T为3小时以上是合适的。这被认为主要是因为溶剂和异物与水一起从PEFC组200排出至少需要3小时的时间实施例3-3在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存300小时，即保存2周左右的时间。在这里，记为发电处理前的时间W(周)＝2。然后将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm2的条件下进行发电持续时间T＝3h的发电处理。在发电处理后经过步骤S1在常温常湿条件下保存8周时间。
比较例3-6在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存500小时，即保存3周左右的时间。在这里，记为发电处理前的时间W(周)＝3。然后将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm2的条件下进行发电持续时间T＝3h的发电处理。在发电处理后经过步骤S1在常温常湿条件下保存8周时间。
对于实施例3-3以及比较例3-6的PEFC组200，与实施例3-1一样，将PEFC组的温度保持于70℃，将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃然后分别提供给还原剂流路40和氧化剂流路30，使燃料气体利用率为70％、氧化剂气体利用率为40％、电流密度为0.2A/cm2，持续进行1000小时的额定运行。
表3表示实施例3-1、实施例3-3、比较例3-6的发电处理前的时间W、发电处理时的电流密度I、发电持续时间T、发电结束时的电压变化(dV/dt)、以及额定运行的电压下降量ΔV。还有，根据以上所述，在实施例1中在常温常湿下将PEFC组200保存1周时间，确切的是保持150小时。实施例1的发电处理前时间W(周)记为W＝1。
表3
从实施例3-1和实施例3-3与比较例3-6的比较可知，实施例3-1和实施例3-3与比较例3-6相比，电压下降量ΔV小。因此，发电处理前的时间W＝2以内是合适的。也就是说，最好是发电处理在PEFC组200制造之后300小时内实施。
实施例3-4在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周时间。然后在进行发电处理时，一边把PEFC组200维持于70℃，一边将加湿到露点60℃的氢气和空气加温到60℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm2的条件下进行发电持续时间T＝3h的发电处理。也就是以发电处理时的PEFC组200为基准的PEFC组与氧化剂物质和还原剂物质的温度差ΔS为-10℃。发电处理后经过步骤S1在常温常湿条件下保存8周时间。
实施例3-5在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周时间。然后在进行发电处理时，一边把PEFC组200维持于70℃，一边将加湿到露点80℃的氢气和空气加温到80℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm2的条件下进行发电持续时间T＝3h的发电处理。也就是以发电处理时的PEFC组200为基准的PEFC组与氧化剂物质和还原剂物质的温度差ΔS为+10℃。发电处理后经过步骤S1在常温常湿条件下保存8周时间。
比较例3-7在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周时间。然后在发电时一边将PEFC组200维持于70℃，一边将加湿到露点50℃的氢气和空气加温到50℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm2的条件下进行发电持续时间T＝3h的发电处理。也就是以发电处理时的PEFC组200为基准的PEFC组200与氧化剂物质和还原剂物质的温度差ΔS为-20℃。发电处理后经过步骤S1在常温常湿条件下保存8周时间。
比较例3-8在制造PEFC组200之后，在常温常湿下将PEFC组200保存1周时间。然后在发电处理时一边将PEFC组200维持于70℃，一边将加湿到露点85℃的氢气和空气加温到85℃后提供，在电流密度I＝0.4A/cm2的条件下进行发电持续时间T＝3h的发电处理。也就是以发电处理时的PEFC组200为基准的PEFC组200与氧化剂物质和还原剂物质的温度差ΔS为+15℃。发电处理后经过步骤S1在常温常湿条件下保存8周时间。
对于实施例3-4、实施例3-5、比较例3-7、以及比较例3-8的PEFC组200，将PEFC组的温度保持于70℃，将加湿到露点70℃的氢气和空气加温到70℃然后分别提供给还原剂流路40和氧化剂流路30，使燃料气体利用率为70％、氧化剂气体利用率为40％、电流密度为0.2A/cm2，持续进行1000小时的额定运行。表4表示实施例3-4、实施例3-5、比较例3-7、以及比较例3-8进行发电处理时的电流密度I、发电持续时间T和温度差ΔS、发电结束时的电压变化(dV/dt)、以及额定运行的电压下降量ΔV。
表4
从表4可知，实施例3-4和实施例3-5与比较例3-7和比较例3-8相比，电压下降量ΔV小。因此，发电处理时温度差ΔS在+10℃～-10℃范围内是合适的。这可以认为是，温度差ΔS扩大到+10℃～-10℃范围以外的情况下，PEFC组200内会发生水分过多或不足的情况，MEA10的电化学反应变得不均匀，不能够使PEFC组200内，特别是电极催化剂层2、3内的细孔中的溶剂和异物充分排出到PEFC组外。
还有，从表4可知，实施例3-4和实施例3-5的电压变化(dV/dt)在2.0mV/h以下，比较例3-7和比较例3-8的电压变化(dV/dt)高于2.0mV/h。根据上述表2的结果和这一结果，电压变化(dV/dt)降低到2.0mV/h以下的情况下，可以认为PEFC组200内的溶剂和异物已经充分排出。因此可知，发电处理最好是在电压变化(dV/dt)降低到2.0mV/h以下的情况下持续进行。
以上根据第1～第3实施形态对本发明的PEFC组200的保存方法和PEFC组的保存处理体进行了说明。
还有，如上所述，在本发明的PEFC组的保存方法和PEFC组的保存处理体中，使未设置状态的PEFC组的氧化剂流路30和还原剂流路40内处于减压状态进行保存，因此在减压状态下氧化剂侧电极催化剂层和还原剂侧电极催化剂层中残留的溶剂处于挥发状态。例如在第1实施形态和第2实施形态的PEFC组200的保存方法中，在步骤S1中氧化剂侧电极催化剂层2和还原剂侧电极催化剂层3中残留的溶剂的挥发得到促进，同时挥发的溶剂被清除到PEFC组200外，而且在步骤(维持步骤)S2中溶剂维持挥发状态。借助于此，特别是能够充分抑制从未设置状态到设置于设置场所使用的期间高分子电解质型燃料电池的性能劣化。而且，在减压状态下容易将氧化剂流路和还原剂流路中氧气的浓度保持于大气中的氧浓度以下，能够充分防止电极催化剂层中残留的有机溶剂成分的部分氧化反应、脱水缩合反应(包括有机溶剂成分之间的反应、部分氧化物之间的反应、有机溶剂成分与部分氧化物之间的反应)等反应，因此，从这一观点考虑，特别能够充分抑制从未设置状态到设置于设置场所使用为止期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化。
根据上述说明，对于本行业的普通技术人员来说，本发明的多种改良和其他实施形态是清楚的。因此上述说明只应该作为例示解释，是以对本行业的普通技术人员进行示教为目的提供的。在不超越本发明的精神的条件下，可以使其结构和/或功能的细节有实质上的改变。例如在第1实施形态和第2实施形态中，可以不要步骤(挥发排除步骤)S1。也就是说，通过在真空室内制造等，也可以在减压状态下制造PEFC组的保存处理体300、310。
工业应用性本发明作为抑制从未设置状态到设置于设置场所使用为止期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存方法是有用的。而且本发明作为能够充分防止从未设置状态到设置于设置场所使用为止期间的高分子电解质型燃料电池组的性能劣化的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体是有用的。
权利要求
1.一种高分子电解质型燃料电池组的保存方法，是具备具有入口和出口经过阴极的氧化剂流路，和具有入口和出口经过阳极的还原剂流路，形成能够从所述氧化剂流路的入口提供氧化剂物质，从所述还原剂入口提供还原剂物质，所述氧化剂物质和所述还原剂物质在所述阳极和所述阴极进行电化学反应，以进行发电的结构的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，使未设置状态的所述高分子电解质型燃料电池组的所述氧化剂流路内和所述还原剂流路内处于减压状态以进行保存的高分子电解质型燃料电池组的保存方法。
2.根据权利要求1所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述减压状态是真空度为10-5Pa以上10-1Pa以下的范围内。
3.根据权利要求1所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，具有使未设置状态的所述高分子电解质型燃料电池组的所述氧化剂流路内和所述还原剂流路内处于减压状态的挥发去除步骤、以及维持所述减压状态的维持步骤。
4.根据权利要求3所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述挥发去除步骤在形成排气口的气密容器中容纳所述高分子电解质型燃料电池组，将排气装置连接于该排气口，排出所述气密容器内部的气体，所述维持步骤在所述排气口上气密安装排气装置，或关闭为开闭所述排气口而配置的气密型开闭阀。
5.根据权利要求3所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述挥发去除步骤在所述氧化剂流路的入口或出口的任意一方、以及所述还原剂流路的入口或出口的任意一方上气密安装排气装置，在其另一方上气密安装封闭栓或气密型开闭阀，利用该排气装置排出所述氧化剂流路以及所述还原剂流路内的气体，所述维持步骤使所述排气装置、所述封闭栓以及所述气密型开闭阀处于气密安装或封闭的状态。
6.根据权利要求3所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，具有使所述高分子电解质型燃料电池组发电的发电处理步骤。
7.根据权利要求6所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述发电处理步骤中的电流密度是，每单位面积的所述催化剂层0.1A/cm2以上0.4A/cm2以下。
8.根据权利要求6所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述发电处理步骤的发电持续时间是3小时以上。
9.根据权利要求6所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述发电处理步骤的发电持续时间是电压变化降低到2mV/h以下为止的时间。
10.根据权利要求6所述的高分子电解质型燃料电池组的保存方法，其特征在于，所述发电处理步骤在所述高分子电解质型燃料电池组制造之后300小时以内进行。
11.一种高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，具备具有入口和出口经过阴极的氧化剂流路，与具有入口和出口经过阳极的还原剂流路，形成能够从所述氧化剂流路的入口提供氧化剂物质，从所述还原剂流路的入口提供还原剂物质，所述氧化剂物质和所述还原剂物质在所述阳极和所述阴极进行电化学反应，以进行发电的结构的高分子电解质型燃料电池组、以及维持减压状态的所述氧化剂流路和所述还原剂流路的维持单元。
12.根据权利要求11所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述减压状态是真空度为10-5Pa以上10-1Pa以下的范围内。
13.根据权利要求11所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述维持单元具备容纳所述高分子电解质型燃料电池组同时形成排气口的气密容器、以及在该排气口气密安装的排气装置、气密密封所述排气口的封闭栓、或可气密型开闭所述排气口地配置的气密型开闭阀。
14.根据权利要求11所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述维持单元形成具有下述构件的结构，即在所述氧化剂流路的入口和出口中的任意一方上气密安装的排气装置、在其另一方上气密安装的封闭栓或气密型开闭阀、在所述还原剂流路的入口和出口中的任意一方上气密安装的排气装置、在其另一方上气密安装的封闭栓或气密型开闭阀。
15.根据权利要求11所述的高分子电解质型燃料电池组的保存处理体，其特征在于，所述高分子电解质型燃料电池组是进行发电处理过的高分子电解质型燃料电池组。
全文摘要
本发明提供抑制从未设置状态到设置于设置场所的使用为止期间的PEFC组的性能劣化的PEFC组的保存方法。又，提供能够充分抑制从未设置状态到设置于设置场所的使用为止期间的PEFC组的性能劣化的PEFC组的保存处理体。本发明的PEFC组(200)的保存方法是具备具有入口和出口经过阴极的氧化剂流路(30)和具有入口和出口经过阳极的还原剂流路(40)的PEFC组(200)的保存方法，使未设置状态的PEFC组(200)的氧化剂流路(30)内和还原剂流路(40)内处于减压状态加以保存。
文档编号H01M8/10GK1906793SQ200580001909
公开日2007年1月31日 申请日期2005年6月14日 优先权日2004年6月14日
发明者有坂伸一, 辻庸一郎, 安本荣一, 羽藤一仁, 竹口伸介 申请人:松下电器产业株式会社