[发明专利]水检测装置及水检测方法

说明书

本发明提供一种水检测装置及水检测方法。水检测装置(10a)的电压施加部(54)对一对电极(52)施加在包含第1电压和第2电压的施加范围内变化的电压，其中，第1电压是比水(W)的电解电压小的电压，第2电压是比水(W)的电解电压大的电压。判定部(58)根据当对一对电极(52)施加在施加范围内变化的电压时由电流测量部(56)测量出的电流的变化来判定有无水(W)。据此，能够提高反应气体流路内的液态的水的检测精度。

技术领域

本发明涉及一种检测发电单元的反应气体流路内的水的水检测装置及水检测方法。

背景技术

一般而言，固体高分子型的燃料电池具有由阳极电极和阴极电极夹持固体高分子电解质膜而构成的膜电极组件(MEA)。通过进一步用分隔部件(双极板)夹持膜电极组件而构成发电单元(单体燃料电池)。发电单元通过层叠规定数量而例如作为车载用燃料电池堆来使用。

在发电单元的阴极电极与分隔部件之间，形成有使氧化剂气体沿着阴极电极流动的氧化剂气体流路作为反应气体流路。在发电单元的阳极电极与分隔部件之间，形成有使燃料气体沿着阳极电极流动的燃料气体流路作为反应气体流路。经由这些反应气体流路供给的氧化剂气体及燃料气体(反应气体)被膜电极组件中的电化学反应(发电反应)消耗，从而进行发电。

在这种发电单元中，伴随发电反应而生成的生成水、反应气体中的水蒸气冷凝而产生的冷凝水等液态的水有时滞留于反应气体流路中。如果反应气体流路中存在液态的水，则担忧反应气体流路中的反应气体的流动可能受到阻碍从而降低发电单元的发电稳定性。

因此，例如，如日本发明专利公开公报特开2019-220414号所示，提出了检测反应气体流路内有无液态的水的水检测装置。通过由水检测装置检测反应气体流路内有无液态的水，能够在适当的时机根据需要采取用于排出液态的水的某些措施。

发明内容

本发明是与这种技术相关联而完成的，其目的在于提供一种能够提高反应气体流路内的液态的水的检测精度的水检测装置及水检测方法。

本发明一方式是一种水检测装置，其设置于发电单元，该发电单元具有使反应气体沿着膜电极组件流动的反应气体流路，所述水检测装置具有一对电极、电压施加部、电流测量部和判定部，其中，所述一对电极在面向所述反应气体流路的位置相互分离设置，所述电压施加部向所述一对电极施加电压，所述电流测量部能够测量在所述一对电极间流动的电流，所述判定部根据所述电流测量部的测量结果来判定所述反应气体流路内有无液态的水，所述电压施加部能够使向所述一对电极施加的电压在包括第1电压和第2电压的施加范围内变化，其中，所述第1电压为比所述水的电解电压小的电压，所述第2电压为比所述水的电解电压大的电压，所述判定部根据使施加于所述一对电极的电压在所述施加范围内变化时由所述电流测量部测量出的电流的变化来判定有无所述水。

本发明另一方式是一种水检测方法，检测使反应气体沿着发电单元的膜电极组件流动的反应气体流路内有无液态的水，该水检测方法包括：判定电压施加工序，在面向所述反应气体流路的位置，对相互分离设置的一对电极施加在包含第1电压和第2电压的施加范围内变化的电压，其中，所述第1电压为比所述水的电解电压小的电压，所述第2电压为比所述水的电解电压大的电压；和判定工序，当向所述一对电极施加在所述施加范围内变化的电压时，根据由电流测量部测量出的在所述一对电极间流动的电流的变化来判定所述反应气体流路内有无水。

在被施加电压的一对电极间未检测出电流的情况下，电极彼此处于电绝缘的状态，能够判断为在电极间没有液态的水。另一方面，在被施加电压的电极间检测出电流的情况下，作为其理由之一，可举出电流经由存在于电极间的液态的水而流动。然而，作为检测出电流的其他理由，有时由于发电单元的构成要素与电极的电接触等而发生短路。即，即使在电极间没有液态的水的情况下，有时在电极间也会流过电流。因此可知，仅通过单纯地检测电极间的电流，有可能无法高精度地检测电极间有无液态的水。