燃料電池発電装置（５）が、燃料セルのスタック（６）を含み、燃料セルの各々が、アノード（９）と、カソード（１０）と、アノードおよびカソードの間に配置されたプロトン交換膜（１１）と、を含む。コントローラ（１７）は、負荷（５９）による負荷需要（６８）がないことを示す指標（６７）を認識して、プロセス空気送風機（３５）を利用する空気再循環ループ（４４〜４６）を作動させ（４５）、スタックの電力出力（５７）を負荷（５９）から補助負荷（６０）へと切り替える。この補助負荷（６０）は、スタックが臨界電圧、すなわちスタックがそれ以上になると燃料セルの腐食が容認できなくなる電圧で動作するときに、この補助負荷に印加される電流に応答して、所定の少量の電力を消費する抵抗を備える。燃料流および空気流もまた低減される（１６，４０）。コントローラは、臨界電圧に達した場合に、カソード再循環を増加させ、電圧が臨界電圧を僅かに下回った場合に空気流を増加させる。
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【課題】燃料電池の作動を大幅に向上させるように最適化された物理的特性を備える水移動プレートを提供する。
【解決手段】好ましい製造方法では、黒鉛粉末、強化繊維、セルロース繊維、および熱硬化性樹脂が、液体と混合されてスラリーが形成され、このスラリーは、スクリーン上に注がれて、平面上のシート（４）が形成され、このシート（４）は、乾燥されて紙が形成される。この紙は、所望の大きさに切断され、レイアップされる。レイアップ（２）は、圧力と熱により積層され、さらに炭素化され、黒鉛化されて、水移動プレートが形成され、この水移動プレートは、さらに所望するように加工される。完成した水移動プレートは、気泡圧力、透水性、メジアン細孔径、多孔度、平面通過電気抵抗率、および圧縮降伏強度などの最適な物理的特性を示す。 （もっと読む）

燃料電池発電設備（１０）は、約．０５８ポンド毎平方インチガス（「ｐｓｉｇ」）〜約４．４ｐｓｉｇの圧力で発電設備の燃料電池（１２）に流入するように制御された酸化剤流れを含み、酸化剤流れは、約１２０％〜約１８０％、好ましくは約１５０％〜１７０％の酸化剤化学量論で燃料電池（１２）を通過する。マクロ孔カソード気体拡散層（３６）が、カソード触媒（１６）とカソード流れ場（２８）との間に取り付けられる。多孔質の冷却剤板（４４）が、カソード流れ場（２８）と隣接して流体連通するように取り付けられる。気体拡散層（３６）および冷却剤板（４４）によって、冠水を解消するように、また、低い酸化剤化学量論および高い水平衡温度での作動を可能にして水捕集および熱除去装置の必要性を最小限に抑えるように生成水の除去が促進される。
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燃料電池内の水分含有量を管理するための例示的な装置は、複数の部材を有した反応物供給プレートを備えており、上記複数の部材は、プレートの少なくとも一方の側において開いた燃料流チャネルを形成している。ウィッキング層が、プレートの一方の側に接触している。ウィッキング層は、少なくとも数個のチャネルを覆う連続的な第１の部分を備えている。第２の部分と共に延びるチャネルの区間がプレートの一方の側に向かって開くように、ウィッキング層の第２の部分は、少なくとも数個の部材の先端に沿って延びる。
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燃料電池（５）は、陽子交換膜（７）の両側に触媒層（８，９）を備えている。これらの触媒層は、可溶性ポリマとカーボンを含むコーティング（１９，２０）によってコーティングされており、このコーティング（１９，２０）は、化学結合および／または機械的締結によって接合された微細孔層を形成している。コーティング溶液は、触媒に噴霧するかローラ塗りすること、あるいは該溶液中に触媒を浸すことによって施される。この微細孔コーティングを介して、マクロ孔支持層（１４，１５）が触媒層に結合される。
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燃料電池は、膜電極アッセンブリを備え、該アッセンブリは、アノード触媒構造体とカソード触媒構造体との間に配置された膜から構成される。アノード側分離プレートおよびカソード側分離プレートが、互いに反対側に位置するように膜電極アッセンブリに隣接して配置される。アノード側分離プレートおよびカソード側分離プレートは、それぞれ両側面を有し、該各々の側面の一方は、膜と連通した燃料流れ場および酸化剤流れ場を有する。アノード側分離プレートは、第１の水透過性を有した構造体を備え、アノード側分離プレートの両側面の間ならびに該アノード側分離プレートの流れ場を水が通過できるように構成されている。カソード側分離プレートは、アノード側分離プレートの第１の水透過性よりも低い第２の水透過性を備えた構造体である。１つの例では、アノードは、多孔質分離プレートであり、カソードは、非多孔質つまり中実プレートである。
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燃料電池内で用いられる流れ場プレートは、多孔質で濡れ性のあるプレート本体を有する。この本体上には、複数の流路チャネルが、第１の流路チャネルの入口部分が第２の流路チャネルの出口部分に隣接するような形に配列されている。第２の流路チャネルの出口部分内の流体の水分が、多孔質で濡れ性のあるプレート本体を通して、第２の流路チャネルの出口部分から隣接した第１の流路チャネルの入口部分へ向かって移動できる。
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燃料電池に使用される一例の流れ場板が複数の入口流路を備える。また複数の出口流路を備える。これらの流路は、少なくとも２つの入口流路が各々の入口流路の第１の側において互いに隣接するように配置される。また、これらの入口流路の第１の側とは反対側となる第２の側において少なくとも１つの出口流路が各々の入口流路に隣接するように配置される。
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燃料電池で使用される装置であって、この装置はバイポーラプレートからなり、該バイポーラプレートが、流れ場チャネルと、反応ガスを運ぶように流れ場チャネルと連通したマニホルドと、このマニホルドと連通したサンプと、を備える。
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燃料電池システムが、カソードおよびアノードを有した燃料電池を備えている。水流れ場が、湿った空気を形成するようにカソードと連通している。蒸発冷却型燃料電池のための冷却システムが、湿った空気を受けるとともに凝縮水を生成するように配置されたコンデンサを備えている。分離器が、凝縮水を受けるように配置され得る。戻りラインが、分離器および水流れ場と連通している。水が平衡状態にない高温燃料電池条件下にあるときに、水流れ場へ付加的な水を選択的に供給するために、リザーバが、戻りラインと連通した付加的な水を含んでいる。リザーバは、該リザーバが凍結した場合に水流を遮断しないように冷却システムに接続されている。
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