燃料电池、燃料电池系统以及燃料电池的运行方法

摘要

本发明的燃料电池具备：层叠单电池(51、52)而成的电池组(101、102)，将电池组(101)的电池组内部冷却介质流路(153A)和电池组(102)的电池组内部冷却介质流路(153B)串联连接的冷却介质连接流路(103)；催化剂层含有：包含电极催化剂和担载该电极催化剂的碳粉末的催化剂担载体，以及附着于该催化剂担载体的电解质；位于冷却介质连接流路(103)下游的电池组(102)的单电池(52)中的催化剂层，与位于冷却介质连接流路(103)的上游的电池组(101)的单电池(51)中的催化剂层相比，其选自催化剂材料组成群中的1种以上的催化剂材料组成更大，该催化剂材料组成群由催化剂层的每单位体积的离子交换基的密度、催化剂层的所述催化剂担载体的电极催化剂的担载量、以及催化剂层的催化剂担载率构成。

主权项

一种燃料电池，其特征在于：具备：多个电池组，该电池组由具有一对电极和被夹持于该一对电极中的电解质层的单电池层叠而成；电池组内部燃料气体流路，其贯通所述各个电池组，并且使燃料气体以在该各个电池组的各个单电池中进行分流的方式来流动；电池组内部氧化剂气体流路，其贯通所述各个电池组，并且使氧化剂气体以在该各个电池组的各个单电池中进行分流的方式来流动；电池组内部冷却介质流路，其贯通所述各个电池组，并且使冷却介质以在该各个电池组的各个单电池中进行分流的方式来流动；以及冷却介质连接流路，其将某个所述电池组的电池组内部冷却介质流路和另外的所述电池组的电池组内部冷却介质流路进行串联连接；所述催化剂层包含：包含电极催化剂和担载该电极催化剂的碳粉末的催化剂担载体，和附着于该催化剂担载体上的电解质；其中，冷却介质下游电池组的单电池中的所述催化剂层与冷却介质上游电池组的单电池中的所述催化剂层相比，其选自催化剂材料组成群中的1种以上的催化剂材料组成更大，该催化剂材料组成群由所述催化剂层的每单位体积的离子交换基的密度、所述催化剂层的所述催化剂担载体的所述电极催化剂的担载量、以及所述催化剂层的催化剂担载率构成，其中，所述冷却介质下游电池组是位于所述冷却介质连接流路的下游的所述电池组，所述冷却介质上游电池组是位于所述冷却介质连接流路的上游的所述电池组。