(57)【要約】【課題】フラッディングによる発電性能の低下を防止し、安定した発電性能が得られる燃料電池を提供する。【解決手段】水素を含む液体燃料を供給するための燃料供給ポンプ１２と、酸化ガスを供給するための酸化ガス供給装置１４と、燃料電池の空気排出配管２３経路の排出弁２４あるいは燃料排出配管２１経路の排出弁３０のいずれかを備え、酸化ガス供給装置１４による空気の流量の調整をすることなく一定流量の空気を供給した状態で、排出弁２４あるいは排出弁３０のいずれかを開閉制御をすることにより、燃料電池の安定した発電運転をすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質膜の両面に電極触媒層を配置し、その電極触媒層の一方の表面に第１のセパレータを配置して空気極とし、他方の電極触媒層の表面に第２のセパレータを配置して燃料極とするセルと、
前記第１のセパレータに酸化作用を持つガスを供給するための酸化ガス供給装置と、
前記第２のセパレータに水素を含む液体燃料を供給するための燃料供給装置と、
前記酸化ガスを排出するために前記第１のセパレータに接続された第１の配管と、
前記第１の配管に接続された開閉制御可能な排出弁と、
前記セルの起電力を検出する起電力検出手段と、
前記起電力検出手段の出力に応じて前記排出弁の開閉を制御する制御手段と
を備えた燃料電池。
【請求項２】
固体電解質膜の両面に電極触媒層を配置し、一方の電極触媒層の表面に第１のセパレータを配置して空気極とし、他方の電極触媒層の表面に第２のセパレータを配置して燃料極とするセルと、
前記第１のセパレータに酸化作用を持つガスを供給するための酸化ガス供給装置と、
前記第２のセパレータに水素を含む液体燃料を供給するための燃料供給装置と、
前記液体燃料を排出するために前記第２のセパレータに接続された第２の配管と前記第２の配管に接続された開閉制御可能な排出弁と、
前記セルの起電力を検出する起電力検出手段と、
前記起電力検出手段の出力に応じて前記排出弁の開閉を制御する制御手段と
を備えた燃料電池。
【請求項３】
前記制御手段は、前記起電力検出手段の出力が所定の電圧より低下した際に前記排出弁を閉じる指示を行い、前記指示から所定の時間経過後、前記排出弁を開く指示を行う請求項１及び２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記制御手段は、前記起電力検出手段の出力が発電開始時の初期電圧から所定の割合に減じた際に前記排出弁を閉じる指示を行い、前記指示から所定の時間経過後、前記排出弁を開く指示を行う請求項１及び２に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を含む液体燃料と酸化ガスが固体電解質膜を介して、電気化学的に反応することにより電力を得る燃料電池装置に係わり、特に安定した発電を行うための運転制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素を含む液体燃料を利用した燃料電池の発電方式は多くの方式が考案されているが、発電効率及び小型化できる利点から、メタノール、エタノール、エチレングリコール等といったアルコール燃料の中でも、特にメタノールを液体燃料として利用するメタノール型燃料電池が注目されている。メタノール型燃料電池に用いられるセル１（電解質膜電極接合体：ＭＥＡ ＝ Membrane Electrode Assembly）の構成を図８に示す。
【０００３】
燃料電池のセル１は、固体電解質膜２の両面に電極触媒層３、４を形成し、固体電解質膜２の一方の側の電極触媒層３を介して固体電解質膜２の片面の燃料極７にメタノール水溶液５を供給し、固体電解質膜２のもう一方の側の空気極８の電極触媒層４に酸化ガスである空気６を供給するように構成されている（例えば、非特許文献１参照）。この発電原理を説明する。セル１は固体電解質膜２の片側に電極触媒層３を有する燃料極７が形成され、固体電解質膜２のもう一方の側に電極触媒層４を有する空気極８が形成されている。燃料極７に燃料のメタノール水溶液５を供給すると、燃料極７行われる化学反応は、ＣＨ3ＯＨ  ＋  Ｈ2Ｏ  →  ＣＯ2  ＋  ６Ｈ+  ＋  ６ｅ-となり、二酸化炭素（ＣＯ2）とプロトン（Ｈ+）と電子（ｅ-）とが生成する。この電子を外部回路に導けば電気を取り出すことが出来、すなわち発電が行われることになる。このうち、プロトン（Ｈ+）は固体電解質膜２を透過し、電子（ｅ-）は外部回路を経由したのち、空気極８では、これらのプロトン（Ｈ+）と電子（ｅ-）と空気極８に供給した空気６中の酸素との間で３／２Ｏ2 ＋  ６Ｈ+  ＋  ６ｅ-  →  ３Ｈ2Ｏの化学反応が行われ水が生成される。
【０００４】
燃料極７に供給するメタノール水溶液５のメタノールと水の理論濃度は、モル比で１：１（６４重量％メタノール水溶液）であるが、一部のメタノールは、固体電解質膜２を透過して空気極８に到達（メタノールクロスオーバー）するので、実際のメタノール水溶液５の最適濃度は、約３〜３０重量％程度となる。そのため、このメタノール水溶液が燃料極で発電のための化学反応を行うと、メタノールと水とはモル比１：１で反応するため、水が余る状態になる。
【０００５】
図９に、メタノール型燃料電池の構成図を示す。液体燃料である高濃度メタノールはメタノール貯蔵タンク９にセットされており、メタノール貯蔵タンク９は燃料＋水注入装置１０を介して燃料循環タンク１１に接続されている。燃料供給ポンプ１２によって燃料循環タンク１１から取り出されたメタノール水溶液５は、セル１の燃料極７と熱交換器１３を介して燃料循環タンク１１に戻るように燃料の循環経路が形成されている。またセル１の空気極８には、酸化ガス供給装置１４を介して空気６が供給されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
メタノール水溶液５の供給によって、セル１では、メタノール水溶液５が電池化学反応を起こして、メタノールが消費されて二酸化炭素が発生する。この低濃度になったメタノール水溶液５と二酸化炭素の液体と気体の混合流体は燃料循環タンク１１に戻り、二酸化炭素ガスは重力分離され燃料循環タンク１１の上方から排出される。一方、前記電池化学反応によってメタノールと水が消費されて燃料が減るので、燃料＋水注入装置１０から最適なメタノール燃料となる濃度で所定量が燃料循環タンク１１の内部に注入される。
【０００７】
セル１の空気極８に酸化ガス供給装置１４を介して空気６が供給されることにより、化学反応によって生成した水は、水回収装置１５で回収されて燃料＋水注入装置１０に戻されて、再び燃料極７に供給する水として使用されている。酸化ガス供給装置１４としては、一般に空気ポンプが使用されている。ところが、空気極８で酸素と水素が化学反応により発生した水は、空気６の流れと共にセル１の空気極８の外部に排出されるが、一部は空気極８内の空気流路に水滴として残留するため、フラッディングが発生する。このフラッディングとは、空気極８内の空気流路に生成水が水滴となり付着して空気６の流通と拡散を阻害するので、電池化学反応が妨げられ発電電力特性が低下する現象を言う。この付着する水滴が少ない場合は、空気６の流通により付着した水滴がセル１の外部に排出され、フラッディングが解消されるが、付着する水滴が多くなるに連れ、空気６の流通阻害が進行し、発電電力特性は急激に低下する。
【０００８】
従って、メタノール等の水素を含む液体燃料を使用する燃料電池では、フラッディングによる出力電圧の低下を防止するためには、空気極８の空気流路に付着する水滴を除去する必要がある。そこで、この課題を解決する方法として、空気極８に供給する空気６の流量を増加させて空気極８内の空気流路に付着した生成水を除去する方法がある（例えば、特許文献２参照）。さらに別の解決方法として、セル１の締結力を強めて空気流路部の流路断面積を小さくし、圧力損失を上げることにより生成水を排出する方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特表平１０−５０７５７２号公報
【特許文献２】特開平８−１６７４２１号公報
【特許文献３】特開２００４−２５３２６９号公報
【非特許文献１】神谷信行著  工業調査会「電子材料」２００３年２月第３１頁「携帯用小型燃料電池」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献２の方法では、フラッディング発生時に、空気極側の流路に発生した水を大量の空気を流して排出するために、高出力の空気ポンプが必要になる。また、フラッディング解消のために必要な空気流量の増加には、一定の時間が必要なため、フラッディングによる電圧低下の回復を即座に行えないという課題を有していた。また、前記特許文献３の方法では、締結力を可変にするための機構と駆動力が必要となるために、燃料電池自体が高価で大型になり、携帯用途には適さないという課題を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、安価で、かつ単純な構成でフラッディングによる発電性能の低下を短時間で回復し、安定した発電性能が得られる燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池は、固体電解質膜の両面に電極触媒層を配置し、その電極触媒層の一方の表面に第１のセパレータを配置して空気極とし、他方の電極触媒層の表面に第２のセパレータを配置して燃料極とするセルと、前記第１のセパレータに酸化作用を持つガスを供給するための酸化ガス供給装置と、前記第２のセパレータに水素を含む液体燃料を供給するための燃料供給装置と、前記酸化ガスを排出するために前記第１のセパレータに接続された第１の配管と、前記第１の配管に接続された開閉制御可能な排出弁と、前記セルの起電力を検出する起電力検出手段と、前記起電力検出手段の出力に応じて前記排出弁の開閉を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の燃料電池は、固体電解質膜の両面に電極触媒層を配置し、一方の電極触媒層の表面に第１のセパレータを配置して空気極とし、他方の電極触媒層の表面に第２のセパレータを配置して燃料極とするセルと、前記第１のセパレータに酸化作用を持つガスを供給するための酸化ガス供給装置と、前記第２のセパレータに水素を含む液体燃料を供給するための燃料供給装置と、前記液体燃料を排出するために前記第２のセパレータに接続された第２の配管と前記第２の配管に接続された開閉制御可能な排出弁と、前記セルの起電力を検出する起電力検出手段と、前記起電力検出手段の出力に応じて前記排出弁の開閉を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の燃料電池によれば、燃料電池セルの空気極側あるいは燃料極側の排出配管に開閉制御が出来る排出弁を設け、この排出弁の開閉を制御することで、簡単な構成でフラッディングによる出力電圧の低下を防止することが出来、安定した発電性能が得られる燃料電池を低価格で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の燃料電池の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１の実施例について、図１〜図４に基づいて説明する。図１は、第１の実施例における燃料電池の構成図を示す。図１において、セル１は、図８で説明した電解質膜電極接合体１７（ＭＥＡ）と その両側にそれぞれ空気極８と燃料極７とを配置した構成である。酸化ガスである空気６は、酸化ガス供給装置１４によって空気供給配管２２を経由しセル１の空気極８に供給される。空気極８には、図２に示したようなセパレータが設けられており、このセパレータには空気６が流通するための空気流路２８が形成されており、空気６は空気排出配管２３を経由して排出される。液体燃料であるメタノール水溶液５は燃料循環タンク１１にセットされており、燃料供給ポンプ１２によって燃料循環タンク１１から取り出されたメタノール水溶液５は、燃料供給配管２０を経由して、セル１の燃料極７に供給さる。燃料極７にも、空気極と同様のセパレータが設けられており（図示していない）、このセパレータにはメタノール水溶液５を流すための流路が形成されており、燃料排出配管２１を経由して燃料循環タンク１１に戻る循環経路を形成している。液体燃料としては、メタノール水溶液が最も一般的に利用されているが、エタノール、エチレングリコール等といった他のアルコール燃料を用いることもできる。
【００１６】
酸化ガス供給装置としては、例えば一般的な空気ポンプを用いることが出来る。空気排出配管２３の経路には、開閉制御可能な排出弁２４を設けている。前記開閉制御可能な排出弁２４は、一般的な電磁弁、空気圧弁あるいは油圧弁など、開閉制御可能な弁であればよい。また、前記排出弁２４の開閉制御を行うために制御コントローラ３１を備える。
【００１７】
セル１の燃料極７にメタノール水溶液５を、空気極８に空気６を供給すると、セル１内において、３／２Ｏ2 ＋  ６Ｈ+  ＋  ６ｅ-  →  ３Ｈ2Ｏの化学反応が電解質膜電極接合体１７を介して行われるので、発電すると共に空気極８において水が生成する。この空気極８で生成した水が、フラッディングの原因となり発電特性が低下する。
【００１８】
ここで、図２を用いて、フラディングの状態を詳しく説明する。化学反応により発生した生成水は、正常な発電状態においては、空気６の流れと共に空気極側のセパレータ２５の外部に排出されるが、一部は空気極８内の空気極側のセパレータ２５の空気流路２８に凝縮し水滴として残留する。この水滴を、凝縮した生成水２９として表現する。この凝縮した生成水２９は、空気流路２８における空気６の流通や拡散の障害物となる。すなわち、空気流路２８に残存する凝縮した生成水２９の量が増えると、空気６の流通が阻害されるので、出力電圧は急激に低下しフラディングを起こし、発電が停止する。
【００１９】
発生したフラッディングの解消のために排出弁２４の制御を行うタイミング判断について、図３を用いて説明する。発電運転の初期では、空気極８での凝縮した生成水２９が非常に少ないため、セル１の出力電圧は安定している。発電運転の時間経過とともに、フラッディングが発生すると出力電圧が不安定になり、さらにフラッディングが進むと、出力電圧は急激に低下する。この特性を利用して、（１）出力電圧が発電開始の初期電圧に対して所定の電圧より低下した時、（２）あるいは電圧低下の割合が所定の値より大きくなった時をフラッディング解消のタイミングとし、排出弁２４の制御を行えば良い。
【００２０】
（１）の方法を、図３ａを用いて説明する。発電開始からＴ０時間経過後の初期電圧基準値Ｖ０とし電圧低下基準値Ｖ１とすると、出力電圧が低下してＶ０−Ｖ１を下回る時点（Ｔａ）で、制御コントローラ３１は、排出弁２４を制御する。また、（２）の方法を、図３ｂを用いて説明する。発電開始からＴ０時間経過後の初期電圧基準値Ｖ０としその電圧低下率基準値Ｎ（％）とすると、出力電圧がＶ０−Ｖ０×Ｎ（％）に低下した時（Ｔｂ）に、制御コントローラ３１は、排出弁２４を制御する。この初期電圧基準値Ｖ０、Ｖ０を決める時間Ｔ０、電圧低下基準値Ｖ１および電圧低下率基準値Ｎは、燃料電池のフラッディングの特性に応じて適切な値を設定すればよい。
【００２１】
次に、制御コントローラ３１が行う排出弁２４の制御を説明する。図１で示した出力電圧検出器３２は、常に燃料電池の出力電圧を測定してその結果を制御コントローラ３１に送る。制御コントローラ３１は、送られた出力電圧の変化を利用してフラッディング解消のタイミング判断を行い、フラッディング解消のタイミングと判断した場合には、排出弁２４を閉じる制御を行う。この間、酸化ガス供給装置１４から一定流量で空気６が供給されるので、セル１内部の空気流路２８の空気圧が増加する。制御コントローラ３１は所定時間（これは、空気流路２８内部に凝縮した生成水２９を一気にセル１外部に排出するに十分な空気圧が、空気流路２８に蓄えられる時間で良い。この時間は、本実施例では約３秒程度であった。）、排出弁２４を閉じた後に、排出弁２４を開く指示を行う。このとき、セル１内部の空気流路２８に増大した空気６が一瞬の間に、空気排出配管２３に排出され、空気流路２８の空気流速が瞬間的に増加するので、空気流路２８内の凝縮した生成水２９は空気６と共にセル１外部に排出され、フラッディングを解消することができる。以上のように、フラッディング発生時に制御コントローラ３１により空気排出配管２３に設けた排出弁２４を開閉制御することにより、フラッディングによる発電低下を解消し、安定した発電動作を得ることができる。
【００２２】
次に、図４を用いて、実施の形態１による効果を詳細に説明する。本実施例では、燃料極７に燃料供給ポンプ１２により、３％のメタノール水溶液５の燃料を供給して空気極８に酸化ガス供給装置１４により空気６を一定量供給し、電流密度を１５０ｍＡ／ｃｍ2になるように負荷を調整した。図４に示す出力電圧はセル１の出力電圧を示している。発電期間の初期では、セル１の出力電圧は、ほぼ０.２８Ｖ程度で安定した発電動作をしているが、約３００秒後にはセル１の出力電圧は不安定な状態を示す。これは、空気流路２８内部に、凝縮した生成水２９が付着し始めたことに起因する。さらに発電を継続すると、フラッディングが促進されるため、セル１の出力電圧は急激に低下し、本願発明に示したように空気排出停止弁の開閉動作を制御しなければ、図４の点線に示す出力電圧の低下を示し、最終的には、発電が停止することになる。
【００２３】
本実施例では、フラッディング解消のタイミング判断を前述の（２）の方法で行い、電圧低下率基準値Ｎを６０％とした。このＮの値は、６０％にこだわる必要はなく、要求される燃料電池の仕様で適宜選択すればよい。本実施例では、発電運転開始から１００秒経過後の電圧を初期基準電圧Ｖ０としたので、Ｖ０は０．２８Ｖになる。電圧低下基準率Ｎは６０％なので、フラッディング解消のタイミング判断の電圧は、Ｖ０−Ｖ０×Ｎ＝０．２８−０．２８×０．６＝０．１１Ｖに出力電圧が低下した時点である。これは、図中の時刻Ｔ１で示されており、このとき制御コントローラ３１は排出弁２４を閉じる指示を行う。この後も、酸化ガス供給装置１４により空気６の供給する流量を変化させずに一定の流量を送り続けることにより、空気極８内に流入する空気６が増加する。時刻Ｔ２は、制御コントローラ３１が排出弁２４に開く指示を行うタイミングである。図４に示すように、時刻Ｔ２でセル１の出力電圧が正常に回復し、フラッディングが解消されている。時刻Ｔ１〜Ｔ２の間の時間は、本実施例では約３秒である。また、本実施例においては、燃料として液体燃料のメタノール水溶液５を用いた場合を示したが、水素ガス燃料を用いた場合も適用出来る。
【実施例２】
【００２４】
本発明の第２の実施例について、図５〜図７に基づいて説明する。図５は、第２の実施例における燃料電池の構成図を示す。図５において、セル１は、図８で説明した電解質膜電極接合体１７（ＭＥＡ）と その両側にそれぞれ燃料極７と空気極８を備えた構成である。実施例１と異なるところは、開閉制御可能な弁を、空気排出配管２３ではなくて、燃料排出配管２１の経路に備えた点である。前記開閉制御可能な弁は、排出弁３０として機能するもので、一般的には、電磁弁、空気圧弁、油圧弁などを用いるが、開閉制御可能な弁であればよい。
【００２５】
フラッディングが発生した際、その解消のため、前述した図３に示すＴａあるいはＴｂのタイミングで、制御コントローラ３１は燃料排出配管２１に設けた開閉制御可能な排出弁３０を閉じる指示を行う。燃料極での化学反応は、ＣＨ3ＯＨ  ＋  Ｈ2Ｏ  →  ＣＯ2  ＋  ６Ｈ+  ＋  ６ｅ-なので、発電の化学反応に消費されるメタノールと同じモル数の二酸化炭素が気体として発生する。
【００２６】
実施例１と同様にして、制御コントローラ３１は、出力電圧検出器３２で検出された電圧をもとにフラッディング解消タイミングの判断を行う。フラッディング解消タイミングで、排出弁３０を閉じた後も、燃料供給ポンプ１２から一定流量でメタノール水溶液５を供給されるので、燃料極７内部のメタノール水溶液５の量は増大し、その結果として燃料極７内部の圧力は増大する。燃料極７の圧力が増大することによりメタノールが固体電解質膜２を透過して空気極８側に漏れる、いわゆるメタノールクロスオーバーが増大する。制御コントローラ３１は、排出弁３０が一定時間閉じた後に、排出弁３０に開く指示を行う。この排出弁３０を閉じる時間は、空気流路２８に付着した凝縮した生成水２９ｂの量により適宜、最適の値を決めれば良い。本実施例では、数十秒程度にした。
【００２７】
排出弁３０の開閉制御した場合の凝縮した生成水２９の状態を図６に基づいて説明する。図６ａに示すように、空気極側のセパレータ２５の空気流路２８に凝縮した生成水２９ａが付着するとフラッディングが生じて、空気６の流通が妨げられるために発電特性が低下する。この時に、排出弁３０を閉じると、燃料極７のメタノールの量と圧力が増大し、固体電解質膜２を介して燃料極７からを空気流路２８へのメタノールクロスオーバーが増加する。空気流路２８に付着した凝縮した生成水２９ｂは、クロスオーバーしたメタノールの作用によりその接触角と表面張力が小さくなるため、空気流路２８の空気６の流れにより排出されやすくなる。そのため、図６ｂに示すように付着量が減少し、空気６の流通の阻害が軽減されてフラッディングを解消することができる。
【００２８】
液体燃料は、メタノール水溶液が最も一般的に利用されているが、エタノール、エチレングリコール等といった他のアルコール燃料を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２９】
以上のように、本実施例２おいて、燃料排出配管２１に設けた排出弁３０を開閉制御することにより、フラッディングによる発電特性低下の原因となる凝縮した生成水２９の接触角及び表面張力が小さくなり、空気６の流通の阻害を低減することができ、発電低下を解消し、安定した発電動作を得ることができる。
【００３０】
次に、図７を用いて、実施の形態２による効果を詳細に説明する。本実施例では、燃料極７に燃料供給ポンプ１２により、１０％のメタノール水溶液５の燃料を供給して空気極８に酸化ガス供給装置１４により空気６を一定量供給し、電流密度を１５０ｍＡ／ｃｍ2になるように負荷を調整した。図７に示す出力電圧はセル１の出力電圧を示している。
【００３１】
発電動作の初期には、セル１の出力電圧は、ほぼ０.２８Ｖ程度で安定して動作をしているが、約３００秒後に、セル１の出力電圧は不安定な状態となる。これは空気流路２８内部に凝縮した生成水２９の付着が始まることに起因する。さらに発電動作を行うとセル１の出力電圧は、急激に低下し、フラッディングが促進される。もし、本発明の実施を行わなければ、図７の点線に示すように出力電圧がさらに低下して、最終的には発電が停止する。
【００３２】
本実施例では、フラッディング解消のタイミング判断を前述の（２）の方法で行い、電圧低下率基準値Ｎを３０％とした。このＮの値は、実施例１と同様に３０％にこだわる必要はなく、要求される燃料電池の仕様で適宜選択すればよい。本実施例では、発電運転開始から１００秒経過後の電圧を初期基準電圧Ｖ０とした。Ｖ０は０．２７Ｖ、電圧低下基準率Ｎは３０％なので、フラッディング解消のタイミング判断の電圧は、Ｖ０−Ｖ０×Ｎ＝０．２７−０．２７×０．３＝０．１９Ｖとなる。図中にこの時刻をＴ３として示す。Ｔ３において制御コントローラ３１は、排出弁３０を閉じる指示を行う。この間も燃料供給ポンプ１４によりメタノール水溶液５の供給する流量を変化させずに一定の流量を送り続けるので、燃料極７に流入するメタノール水溶液５が増大する。そのため、空気流路２８へメタノールクロスオーバー促進される。Ｔ３から約１５秒後のＴ４において、制御コントローラ３１は排出弁３０を開く操作をおこなう。図７で明らかなようにＴ４から出力電圧は増加していき初期基準電圧に回復できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明にかかる燃料電池は、低コスト、小型で安定した発電性能を実現することができ、この種の燃料電池を電源として使用する小型燃料電池及び各種の携帯機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１における燃料電池の構成図
【図２】燃料電池のフラッディング状態の説明斜視図
【図３】本発明の空気排出停止弁および燃料排出停止弁の制御タイミングの説明図
【図４】本発明の実施例１において空気排出停止弁を制御した場合の燃料電池の出力電圧の変化を示す図
【図５】本発明の実施例２における燃料電池の構成図
【図６】本発明の実施例２における凝縮した生成水の状態を模式的に示す断面図
【図７】本発明の実施例２において燃料排出停止弁を制御した場合の燃料電池の出力電圧の変化を示す図
【図８】燃料電池の発電システムを説明するセルの拡大断面図
【図９】従来の燃料電池の構成図
【符号の説明】
【００３５】
１  セル
２  固体電解質膜
３  電極触媒層
４  電極触媒層
５  メタノール水溶液
６  空気
７  燃料極
８  空気極
９  メタノール貯蔵タンク
１０  燃料＋水注入装置
１１  燃料循環タンク
１２  燃料供給ポンプ
１３  熱交換器
１４  酸化ガス供給装置
１５  水回収装置
１７  電解質膜電極接合体
２０  燃料供給配管
２１  燃料排出配管
２２  空気供給配管
２３  空気排出配管
２４  排出弁
２５  空気極側のセパレータ
２６  空気供給マニホールド
２７  空気排出マニホールド
２８  空気流路
２９  凝縮した生成水
２９ａ  凝縮した生成水
２９ｂ  凝縮した生成水
３０  排出弁
３１  制御コントローラ
３２  出力電圧検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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