(57)【要約】【課題】希釈液体燃料を燃料電池に循環して、発電する循環型燃料電池に関し、循環ポンプの動作不良を防止する。【解決手段】循環型希釈燃料電池システムにおいて、燃料電池（１０）の希釈燃料を循環する希釈燃料タンク（３０）を減圧する減圧機構（６８）を設け，希釈燃料タンク（３０）中の気体を脱気する。これにより、希釈燃料中の気体による循環ポンプの動作不良を防止し、燃料電池システムの動作を安定化できる。【選択図】図１
2006059623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を使用して発電する燃料電池と、
水と前記液体燃料とを混合した希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクと、
前記燃料電池への前記希釈燃料の循環を行う少なくとも循環ポンプを備えた希釈燃料循環路と、
前記希釈燃料タンクへ水を供給するための水供給タンクと、
前記希釈燃料タンクへ前記液体燃料を供給するための燃料供給タンクと、
前記希釈燃料タンクを減圧し、脱気するための減圧機構とを有する
ことを特徴とする循環型液体燃料電池。
【請求項２】
前記希釈燃料循環路と、前記水供給タンクと前記希釈燃料タンクとの第１の供給路と、前記燃料供給タンクと前記希釈燃料タンクとの第２の供給路との各々に、供給動作を制御するバルブを設けた
ことを特徴とする請求項１の循環型液体燃料電池。
【請求項３】
前記希釈燃料循環路と、前記第１の供給路と、前記第２の供給路との各々のバルブを閉じ、前記減圧機構を動作するコントローラを設けた
ことを特徴とする請求項２の循環型液体燃料電池。
【請求項４】
前記コントローラは、前記第１の供給路と、前記第２の供給路とのいずれかの１つのバルブを開放し、前記減圧機構を動作して、前記希釈燃料タンクへ前記水又は液体燃料を供給する
ことを特徴とする請求項３の循環型液体燃料電池。
【請求項５】
液体燃料を使用して発電する燃料電池へ、水と前記液体燃料とを混合した希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクから、少なくとも循環ポンプを備えた希釈燃料循環路を介し前記希釈燃料の循環を行うステップと、
水を貯留する水タンク及び前記液体燃料を貯留する燃料タンクのいずれかから前記希釈燃料タンクへ水または液体燃料を供給するための水、燃料供給ステップと、
減圧機構により、前記希釈燃料タンクを減圧し、脱気するための減圧ステップとを有する
ことを特徴とする循環型液体燃料電池の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料を気体と反応させ、電力を発生する循環型液体燃料電池及びその制御方法に関し、特に、電子装置の電源として使用して好適な循環型液体燃料電池及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子装置の発達に伴い、携帯型電子装置のように、電池により動作する機器が増加している。このような電池として、燃料電池、特に、循環型液体燃料電池が注目されている。
【０００３】
循環型燃料電池は、陽子または電子を透過できる物質(高分子電解質膜など)を使用し，その片側（燃料極側）に水素成分を含んだ液体燃料(メタノール水溶液など)を，反対側（空気極側）には酸素成分を含んだもの(空気など)を配置する構造を持つ。陽子または電子を透過できる物質(高分子電解質膜など)は，液体燃料内の水素陽子を透過させ，酸素成分を含んだもの(空気など)の中の酸素と結合させる。この時，液体燃料内の水素の内、残された電子が、電気として取り出せる事により電池として機能する。
【０００４】
図７及び図８は、従来技術の説明図である。図７に示すように、燃料電池２００は、電解質膜２０６を挟んで、空気極２０２と燃料極２０４が設けられる。空気極２０２には、送風機構２１０により、空気が供給され、燃料極２０４には、液体燃料が供給される。
【０００５】
液体燃料にメタノールを使用した場合，空気極２０２側には、水素と酸素の反応により水（水蒸気）が発生し，また，燃料極２０４側には、メタノールが分解し，二酸化炭素が発生する。例えば、この燃料電池では，燃料極２０４側に、メタノール１モルと水１モル，空気極２０２側に、酸素１モルを消費させて、理想的な化学変化と発電を行った場合，発電後は，空気極２０２側に、約水３モル，燃料極２０４側には、二酸化炭素約１モルが発生する。
【０００６】
この空気極２０２の水蒸気は、回収タンク２４０に導かれ、水として、回収される。又、燃料電池は，濃度の濃い燃料を使用することにより、電解質膜２０６の単位面積当たりのメタノール量を増加でき、起電力の向上が期待でき、且つ燃料タンクのサイズを減らすことができる。しかし、燃料電池を構成する高分子電解質膜２０６では、メタノール濃度が濃いと、逆起電力を生じやすく、且つ寿命の問題から、通常１モル濃度の燃料を燃料電池に供給するのが最も良い。
【０００７】
このため，濃い濃度の燃料を液体燃料タンク２３０から燃料用ポンプ２３４により、希釈燃料タンク２２０に供給する。希釈燃料タンク２２０では、水により、燃料を希釈して、燃料循環ポンプ２２６により、燃料極２０４に供給する。この希釈用水は、回収タンク２４０からの水を水供給ポンプ２４２を介し希釈燃料タンク２２０に戻すことにより、得る。
【０００８】
一方、燃料極２０４に発生した二酸化炭素（ＣＯ２）は、燃料極２０４で消費されなかった希釈燃料とともに、希釈燃料タンク２２０に回収される。図８により、この燃料電池サイクルの処理を説明すると、希釈用燃料タンク２２０の水位を、水位計２２４で測定し、水位が基準より低いと、水供給ポンプ２４２と燃料ポンプ２３４とを作動し、希釈燃料タンク２２０に、液体燃料タンク２３０の燃料及び水を補給する。又，希釈燃料タンク２２０内の濃度センサ２２２の状況に応じて、燃料用ポンプ２３４及び水用ポンプ２３２をコントロールする（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２９７４０１号公報（図１、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような燃料希釈システムでは、燃料極２０４で発生した二酸化炭素は、液体燃料中に発生するため、分離することは困難である。このため、液体燃料の無駄な使用を防止し、再利用するため、希釈燃料タンク２２０に、二酸化炭素を含む液体燃料を回収し、二酸化炭素を排気している。
【００１０】
しかしながら、燃料極２０４で発生する二酸化炭素は、細かい泡状であり、希釈燃料タンク２００内で、水と分離して、排気することが困難である。即ち、希釈燃料タンク２００に流入した泡状の二酸化炭素は、細かい泡のため、希釈燃料中に混入すると、水と分離して、排気しにくい。例えば、自然放出では、一部の二酸化炭素は、分離され、排気されるが、他の二酸化炭素泡は、分離しないで、希釈燃料中に残存する。
【００１１】
一方、循環ポンプ２２６は、希釈燃料タンク２２０から希釈燃料を燃料極２０４に供給し、燃料極２０４から希釈燃料を希釈燃料タンク２２０に戻す役目を果す。この燃料電池２００と希釈燃料タンク２２０とを循環させるためのポンプ２２６に、安価な羽根車使用のポンプを使用する場合には、羽根車の攪拌により、表面張力で泡状になっている希釈燃料内の二酸化炭素泡が結合し、大きい泡となる。このため、ポンプ２２６内に気体を吸い込み，液体燃料が循環できなくなるトラブルが発生するおそれがある。特に、小型化すると、希釈燃料タンクの脱気性能が損われる。
【００１２】
又、液体燃料や水の供給のため、多数のセンサやポンプを制御する必要があるため、発電した電力を制御のために多くを損失してしまう。
【００１３】
従って、本発明の目的は、希釈燃料の脱気を実施して、液体燃料の循環トラブルを回避するための循環型液体燃料電池及びその制御方法を提供することにある。
【００１４】
又、本発明の他の目的は、液体燃料電池を小型化しても、液体燃料の循環トラブルを回避するための循環型液体燃料電池及びその制御方法を提供することにある。
【００１５】
更に、本発明の他の目的は、希釈燃料の脱気を実施しても、動力ポンプを削減し、消費電力を低減するための循環型液体燃料電池及びその制御方法を提供することにある。
【００１６】
更に、本発明の他の目的は、希釈燃料タンク中の必要な水を気化せずに、液体燃料の循環トラブルを回避するための循環型液体燃料電池及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的の達成のため、本発明の循環型液体燃料電池は、液体燃料を使用して発電する燃料電池と、水と前記液体燃料とを混合した希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクと、前記燃料電池への前記希釈燃料の循環を行う少なくとも循環ポンプを備えた希釈燃料循環路と、前記希釈燃料タンクへ水を供給するための水供給タンクと、前記希釈燃料タンクへ前記液体燃料を供給するための燃料供給タンクと、前記希釈燃料タンクを減圧し、脱気するための減圧機構とを有する。
【００１８】
本発明の循環型液体燃料電池の制御方法は、液体燃料を使用して発電する燃料電池へ、水と前記液体燃料とを混合した希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクから、少なくとも循環ポンプを備えた希釈燃料循環路を介し前記希釈燃料の循環を行うステップと、水を貯留する水タンク及び前記液体燃料を貯留する燃料タンクのいずれかから前記希釈燃料タンクへ水または液体燃料を供給するための水、燃料供給ステップと、減圧機構により、前記希釈燃料タンクを減圧し、脱気するための減圧ステップとを有する。
【００１９】
又、本発明では、好ましくは、前記希釈燃料循環路と、前記水供給タンクと前記希釈燃料タンクとの第１の供給路と、前記燃料供給タンクと前記希釈燃料タンクとの第２の供給路との各々に、供給動作を制御するバルブを設けた。
【００２０】
又、本発明では、好ましくは、前記希釈燃料循環路と、前記第１の供給路と、前記第２の供給路との各々のバルブを閉じ、前記減圧機構を動作するコントローラを設けた。
【００２１】
又、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記第１の供給路と、前記第２の供給路とのいずれかの１つのバルブを開放し、前記減圧機構を動作して、前記希釈燃料タンクへ前記水又は液体燃料を供給する。
【００２２】
又、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記希釈燃料タンクの燃料濃度を検出して、前記検出結果に応じて、前記第１の供給路と、前記第２の供給路とのいずれかの１つのバルブを開放し、前記減圧機構を動作して、前記希釈燃料タンクへ前記水又は液体燃料を供給する。
【００２３】
又、本発明では、好ましくは、前記減圧機構は、前記希釈燃料タンクに接続されたバルブと、前記バルブに接続された減圧ポンプとを有する。
【００２４】
又、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記希釈燃料循環路のバルブを開放し、前記循環ポンプを動作し、且つ前記前記第１の供給路と、前記第２の供給路との各々のバルブを閉じ、前記希釈燃料タンクと前記燃料電池との前記希釈燃料の循環を行う。
【００２５】
又、本発明では、好ましくは、前記燃料電池は、電解質膜と、前記電解質膜の一方の側に前記希釈燃料を供給する燃料極と、前記電解質膜の他方の側に酸素を含む酸化剤を供給する酸素極とを有する。
【００２６】
又、本発明では、好ましくは、前記電解質膜が、陽子又は電子を透過できる物質からなる透過膜で構成された。
【００２７】
又、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、所定の周期で、前記減圧機構を動作する。
【発明の効果】
【００２８】
循環型希釈燃料電池システムにおいて、希釈燃料タンクを減圧する減圧機構を設けたため，希釈燃料中の気体を脱気することが可能となり、希釈燃料中の気体による循環ポンプの動作不良を防止し、燃料電池システムの動作を安定化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、循環型液体燃料電池、液体燃料電池の制御方法、他の実施の形態の順で説明する。
【００３０】
［循環型液体燃料電池］
図１は、本発明の一実施の形態の液体燃料電池の構成図、図２は、図１の燃料電池の構成図、図３は、図１の液体燃料電池の適用例の説明図である。図１に示すように、燃料電池１０は、電解質膜１２と、電解質膜１２を挟んで、空気極１４と燃料極１６が設けられる。図２に示すように、電解質膜１２は、陽子または電子を透過できる物質、例えば、パーフルオロスルホン酸Nafion(Du  Pont社商品名）等のプロトン導電性固体高分子膜等の高分子電解質膜で構成される。この電解質膜１２の両側に、燃料電極１６ａと、酸化剤電極１４ａとが設けられ、電解質板を構成する。
【００３１】
この酸化剤電極１４ａを含む空気極１４に、送風機構２０により、空気が供給され、燃料電極１６ａを含む燃料極１６には、液体燃料が供給される。そして、両電極１４ａ，１６ａとの間に発生した起電力は、バッテリ２４に接続された補助出力調整回路２２を介し、各負荷に供給される。又は、バッテリ２４に充電する。
【００３２】
この液体燃料にメタノールを使用した場合，空気極１４側には、電解質膜１２のプロトン触媒を媒介として水素と酸素の反応により水（水蒸気）が発生し，また，燃料極１６側には、メタノールが分解し，泡状の二酸化炭素が発生する。例えば、この燃料電池では，燃料極１６側に、メタノール１モルと水１モル，空気極１４側に、酸素１モルを消費させて、理想的な化学変化と発電を行った場合，発電後は，空気極１４側に、約水３モル，燃料極１６側には、二酸化炭素約１モルが発生する。
【００３３】
水回収タンク６０は、この空気極１４の水蒸気を、自然冷却して、水として、回収し、余剰空気を排出する。又、燃料電池は，濃度の濃い燃料を使用することにより、電解質膜１２の単位面積当たりのメタノール量を増加でき、起電力の向上が期待でき、且つ燃料タンクのサイズを減らすことができる。しかし、燃料電池を構成する高分子電解質膜１２では、メタノール濃度が濃いと、逆起電力を生じやすく、且つ寿命の問題から、通常１モル濃度の燃料を燃料電池に供給するのが最も良い。
【００３４】
このため，濃い濃度の燃料を液体燃料タンク４０から燃料用バルブ１０３により、希釈燃料タンク３０に供給し、希釈燃料タンク３０では、水により、燃料を希釈して、燃料バルブ１０１、燃料循環ポンプ３６により、燃料極１６に供給する。この希釈用水は、水回収タンク６０からの水を水供給タンク５０に戻し、水供給タンク５０の水を、水用バルブ１０４を介し希釈燃料タンク３０に戻すことにより、得る。
【００３５】
一方、燃料極１６に発生した二酸化炭素（ＣＯ２）は、燃料極１６で消費されなかった希釈燃料とともに、循環路の循環バルブ１０２を介し希釈燃料タンク３０に回収される。
【００３６】
更に、希釈燃料タンク３０を減圧し、希釈燃料タンク３０の希釈燃料内の二酸化炭素泡を分離し、放出する減圧機構が設けられる。即ち、希釈燃料タンク３０の上方の気体放出路に、減圧バルブ１０５と、チャンバー６６と、減圧用ポンプ６８とを設ける。
【００３７】
この減圧機構１０５，６６，６８により、希釈燃料タンク３０内は、減圧され、気体を放出し易くなる。特に、希釈燃料内の気体泡は、減圧により、希釈燃料から噴出し、希釈燃料内の二酸化炭素等の除去に有効である。
【００３８】
又、バルブ１０１〜１０４は、減圧時（脱気時）に、希釈燃料タンク３０を外部から閉じる役目を果たす。更に、バルブ１０３，１０４は、燃料供給と、水供給の動作制御の役目も果たす。
【００３９】
即ち、燃料電池システムを正常に動かすために，燃料循環ポンプ３６に気体がたまらない周期で定期的に脱気運転を行う。脱気運転行うサイクルでは，希釈燃料タンク３０につながるバルブについて，減圧用ポンプ６８等につながるもの以外全てのバルブ１０１〜１０４を閉じる。減圧用ポンプ６８につながるバルブ１０５は開放し，減圧用ポンプ６８の動作により、希釈燃料タンク３０を減圧し，脱気を行う。
【００４０】
脱気終了後は，減圧用ポンプ６８の停止とバルブ１０５の閉鎖を行い，燃料循環のためのバルブ１０１、１０２と循環ポンプを動作させる。減圧用ポンプ６８につながるバルブ１０５を開放したままとすることにより，脱気運転サイクル以外でも燃料電池で発生する二酸化炭素を自然放出することが可能となる。但し，開放のままで使う場合は，燃料漏れが生じないように考慮する必要がある。
【００４１】
脱気運転サイクル以外では，減圧用ポンプ６８を、燃料供給や水供給に使用できる。即ち、脱気（減圧）サイクルでのバルブ閉鎖と同様，バルブ１０１〜１０４を一通り閉じ，減圧ポンプ６８を動作させる。このとき，供給したい燃料／水のバルブ１０３，１０４を開放することで、減圧ポンプ６８を、燃料／水の供給用ポンプとして使用できる。
【００４２】
このバルブ１０１〜１０５は、開放／閉鎖動作時のみ電力を必要とし、ポンプのように、回転駆動のため、常時電力を要しない。このため，希釈燃料中の気体を脱気することが可能となり燃料電池システムの動作不良を防止できる。また、動作するポンプの数を減らすことにより燃料電池システムの電力効率を改善できる。
【００４３】
又、水供給タンク５０、燃料供給タンク４０、希釈燃料タンク３０には、それぞれ水位計５２，４２，３２が設けられる。希釈燃料タンク３０には、更に、燃料濃度計３４が設けられる。コントローラ２１は、各水位計５２，４２，３２、燃料濃度計３４の測定出力を監視し、各バルブ１０１〜１０５、燃料循環ポンプ３６、減圧用ポンプ６８を、図４以下で後述する脱気運転サイクル、燃料供給サイクル、水供給サイクルに応じて、動作制御する。
【００４４】
又、水回収タンク６０からの水は、比較的高温のため、水回収タンク６０の水を、水供給タンク５０に一旦蓄積し、希釈燃料タンク３０に供給する系を設けることにより、希釈燃料タンク３０での水分蒸発を防止できる。
【００４５】
図３は、図１の液体燃料電池を適用した装置の例を示し、ここでは、パーソナルコンピュータ（モバイルパソコン）に適用した例を示す。パーソナルコンピュータ（ＰＣ）７０は、表示パネル７１と、回路ボード７３と、マウス／キーボード７２とを有する。回路ボード７３には、各種メモリ７８、コントローラ７７と、ＣＰＵ７５とＧＰＵ（グラフィックプロセッサユニット）７６とが搭載されたマザーボード７４とが搭載される。
【００４６】
更に、ＰＣ７０は、前述の燃料電池１０、燃料電池コントローラ２１、各種ポンプ、ファン２０、３６，６６、６８，１０１〜１０５、補助出力調整回路２２、バッテリ２４、電源供給部（レギュレータ）２３とを有する。電源供給部２３から、マウス／キーボード７２、回路ボード７３、表示パネル７１に電力が供給される。
【００４７】
［液体燃料電池の制御方法］
次に、図１の構成の燃料電池システムの制御方法を説明する。図４乃至図６は、前述のコントローラ２１が実行する燃料電池制御処理フロー図であり、図４は、燃料電池制御処理フロー図、図５は、図４の燃料供給サイクル処理フロー図、図６は、図４の水供給サイクル処理フロー図である。ここでは、図５及び図６を参照して、図４に従い、燃料電池を正常に動かすためには，燃料循環ポンプ３６に気体がたまらない周期で定期的に脱気運転を行う処理を説明する。
【００４８】
（Ｓ１０）コントローラ２１は、脱気運転サイクルかを判定する。ここでは、一定周期毎に、脱気運転を行うため、決められた周期での脱気運転時間かを判定する。
【００４９】
（Ｓ１２）脱気運転サイクルと判定すると、コントローラ２１は、希釈燃料タンク３０につながるバルブ１０１〜１０５について，減圧用ポンプ６８につながるものバルブ１０５以外の全てのバルブ１０１〜１０４を閉じ、且つ循環ポンプ３６を停止する。
【００５０】
（Ｓ１４）次に、コントローラ２１は、減圧用ポンプ６８につながるバルブ１０５は開放し，減圧用ポンプ６８を動作する。これにより、希釈燃料タンク３０を減圧し，脱気を行う。尚、チャンバー６６は、希釈燃料タンク３０の容量が小さい場合には、減圧によりタンク３０の燃料も吸入するおそれがあるため、内部気体をバッファする役目を果たす。この動作は、予め決められた減圧時間行い、コントローラ２１は、この減圧完了時間待ちとなる。
【００５１】
（Ｓ１６）コントローラ２１は、脱気終了後（減圧完了時間後），減圧用ポンプ６８の停止とバルブ１０５の閉鎖を行う。
【００５２】
（Ｓ１８）次に、コントローラ２１は，燃料循環のためのバルブ１０１，１０２を開放し、循環ポンプ３６を動作させる。これにより、希釈燃料タンク３０と燃料極１６との希釈燃料の循環が行われ、発電動作が可能となる。そして、ステップＳ１０へ戻る。
【００５３】
（Ｓ２０）一方、ステップＳ１０で、コントローラ２１は、脱気運転サイクルでないと判定すると、希釈用燃料タンク３０の水位を、水位計３２で測定し、水位が基準より高いか低いかを判定する。水位が基準より高い場合には、燃料、水の供給が必要ないため、ステップＳ１０に戻る。
【００５４】
（Ｓ２２）一方、コントローラ２１は、希釈燃料タンク３０の水位が低いと判定すると、希釈燃料タンク３０内の燃料濃度センサ３４の測定濃度を検出し、燃料濃度が、基準より濃いか薄いかを判定する。
【００５５】
（Ｓ２４）コントローラ２１は、濃度が薄い場合には、図５の燃料供給サイクル処理を実行する。そして、ステップＳ１０に戻る。
【００５６】
（Ｓ２６）一方、コントローラ２１は、濃度が濃い場合には、図６の水供給サイクル処理を実行する。そして、ステップＳ１０に戻る。
【００５７】
次に、図５により、前述の燃料供給サイクル処理を説明する。
【００５８】
（Ｓ３０）コントローラ２１は、希釈燃料タンク３０につながるバルブ１０１〜１０５について，燃料タンク４０につながるバルブ１０３以外の全てのバルブ１０１，１０２、１０４を閉じ、且つ循環ポンプ３６を停止する。
【００５９】
（Ｓ３２）次に、コントローラ２１は、燃料タンク４０につながるバルブ１０３を開放する。これにより、燃料タンク４０から希釈燃料タンク３０へ液体燃料の供給が可能となる。
【００６０】
（Ｓ３４）コントローラ２１は、減圧ポンプ６８につながるバルブ１０５を開放し、減圧ポンプ６８を一定時間動作させる。これにより、減圧ポンプを、燃料供給用ポンプとして使用できる。
【００６１】
（Ｓ３６）次に、コントローラ２１は、バルブ１０３，１０５を閉鎖する。これにより、液体燃料の供給は停止する。
【００６２】
（Ｓ３８）次に、コントローラ２１は，燃料循環のためのバルブ１０１，１０２を開放し、循環ポンプ３６を動作させる。これにより、希釈燃料タンク３０と燃料極１６との希釈燃料の循環が行われ、発電動作が可能となる。そして、ステップＳ１０へ戻る。
【００６３】
次に、図６により、前述の水供給サイクル処理を説明する。
【００６４】
（Ｓ４０）コントローラ２１は、希釈燃料タンク３０につながるバルブ１０１〜１０５について，水供給タンク５０につながるバルブ１０４以外の全てのバルブ１０１，１０２、１０３を閉じ、且つ循環ポンプ３６を停止する。
【００６５】
（Ｓ４２）次に、コントローラ２１は、水供給タンク５０につながるバルブ１０４を開放する。これにより、水供給タンク５０から希釈燃料タンク３０へ水の供給が可能となる。
【００６６】
（Ｓ４４）コントローラ２１は、減圧ポンプ６８につながるバルブ１０５を開放し、減圧ポンプ６８を一定時間動作させる。これにより、減圧ポンプを、水供給用ポンプとして使用できる。
【００６７】
（Ｓ４６）次に、コントローラ２１は、バルブ１０４，１０５を閉鎖する。これにより、水の供給は停止する。
【００６８】
（Ｓ４８）次に、コントローラ２１は，燃料循環のためのバルブ１０１，１０２を開放し、循環ポンプ３６を動作させる。これにより、希釈燃料タンク３０と燃料極１６との希釈燃料の循環が行われ、発電動作が可能となる。そして、ステップＳ１０へ戻る。
【００６９】
このように，希釈燃料中の気体を脱気することが可能となり、燃料電池システムの動作不良を防止できる。また、動作するポンプの数を減らすことにより、燃料電池システムの電力効率を改善できる。
【００７０】
［他の実施の形態］
前述の実施の形態では、液体燃料として、メタノール水溶液を用いているが、メタノール水溶液に限られるものではなく、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、シクロヘキサン等の炭化水素、或いは、水素化ホウ素ナトリウムやテトラヒドロホウ酸ナトリウム（ＮａＢＨ４）等のアルカリ溶液を用いても良い。
【００７１】
又、酸化剤として、空気或いは空気中の酸素を用いているが、酸化剤は空気に限られるものではなく、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を用い、過酸化の分解反応により生成された酸素を利用できる。
【００７２】
更に、電解質膜を、プロトンを透過することのできる膜で説明しているが、電子を透過する膜で構成しても良い。しかも、燃料電池を搭載する電子装置をパーソナルコンピュータで説明したが、携帯電話等の他の携帯電子装置や、可動型のロボット、玩具等にも、適用できる。
【００７３】
同様に、図１の構成において、必要に応じて、水供給タンク５０を削除し、水回収タンク６０から希釈燃料タンク３０へ水供給を行うシステムを採用することができる。
【００７４】
以上、本発明を実施の形態により説明したが、本発明の趣旨の範囲内において、本発明は、種々の変形が可能であり、本発明の範囲からこれらを排除するものではない。
【００７５】
（付記１）液体燃料を使用して発電する燃料電池と、水と前記液体燃料とを混合した希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクと、前記燃料電池への前記希釈燃料の循環を行う少なくとも循環ポンプを備えた希釈燃料循環路と、前記希釈燃料タンクへ水を供給するための水供給タンクと、前記希釈燃料タンクへ前記液体燃料を供給するための燃料供給タンクと、前記希釈燃料タンクを減圧し、脱気するための減圧機構とを有することを特徴とする循環型液体燃料電池。
【００７６】
（付記２）前記希釈燃料循環路と、前記水供給タンクと前記希釈燃料タンクとの第１の供給路と、前記燃料供給タンクと前記希釈燃料タンクとの第２の供給路との各々に、供給動作を制御するバルブを設けたことを特徴とする付記１の循環型液体燃料電池。
【００７７】
（付記３）前記希釈燃料循環路と、前記第１の供給路と、前記第２の供給路との各々のバルブを閉じ、前記減圧機構を動作するコントローラを設けたことを特徴とする付記２の循環型液体燃料電池。
【００７８】
（付記４）前記コントローラは、前記第１の供給路と、前記第２の供給路とのいずれかの１つのバルブを開放し、前記減圧機構を動作して、前記希釈燃料タンクへ前記水又は液体燃料を供給することを特徴とする付記３の循環型液体燃料電池。
【００７９】
（付記５）前記コントローラは、前記希釈燃料タンクの燃料濃度を検出して、前記検出結果に応じて、前記第１の供給路と、前記第２の供給路とのいずれかの１つのバルブを開放し、前記減圧機構を動作して、前記希釈燃料タンクへ前記水又は液体燃料を供給することを特徴とする付記４の循環型液体燃料電池。
【００８０】
（付記６）前記減圧機構は、前記希釈燃料タンクに接続されたバルブと、前記バルブに接続された減圧ポンプとを有することを特徴とする付記１の循環型液体燃料電池。
【００８１】
（付記７）前記コントローラは、前記希釈燃料循環路のバルブを開放し、前記循環ポンプを動作し、且つ前記前記第１の供給路と、前記第２の供給路との各々のバルブを閉じ、前記希釈燃料タンクと前記燃料電池との前記希釈燃料の循環を行うことを特徴とする付記２の循環型液体燃料電池。
【００８２】
（付記８）前記燃料電池は、電解質膜と、前記電解質膜の一方の側に前記希釈燃料を供給する燃料極と、前記電解質膜の他方の側に酸素を含む酸化剤を供給する酸素極とを有することを特徴とする付記１の循環型液体燃料電池。
【００８３】
（付記９）前記電解質膜が、陽子又は電子を透過できる物質からなる透過膜で構成されたことを特徴とする付記８の循環型液体燃料電池。
【００８４】
（付記１０）前記コントローラは、所定の周期で、前記減圧機構を動作することを特徴とする付記３の循環型液体燃料電池。
【００８５】
（付記１１）液体燃料を使用して発電する燃料電池へ、水と前記液体燃料とを混合した希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクから、少なくとも循環ポンプを備えた希釈燃料循環路を介し前記希釈燃料の循環を行うステップと、水を貯留する水タンク及び前記液体燃料を貯留する燃料タンクのいずれかから前記希釈燃料タンクへ水または液体燃料を供給するための水、燃料供給ステップと、減圧機構により、前記希釈燃料タンクを減圧し、脱気するための減圧ステップとを有することを特徴とする循環型液体燃料電池の制御方法。
【００８６】
（付記１２）前記減圧ステップは、前記希釈燃料循環路と、前記水供給タンクと前記希釈燃料タンクとの第１の供給路と、前記燃料供給タンクと前記希釈燃料タンクとの第２の供給路との各々に設けたバルブを閉じ、前記減圧機構を動作するステップからなることを特徴とする付記１１の循環型液体燃料電池の制御方法。
【００８７】
（付記１３）前記供給ステップは、前記第１の供給路と、前記第２の供給路とのいずれかの１つのバルブを開放し、前記減圧機構を動作して、前記希釈燃料タンクへ前記水又は液体燃料を供給するステップからなることを特徴とする付記１２の循環型液体燃料電池の制御方法。
【００８８】
（付記１４）前記供給ステップは、前記希釈燃料タンクの燃料濃度を検出して、前記検出結果に応じて、前記第１の供給路と、前記第２の供給路とのいずれかの１つのバルブを開放し、前記減圧機構を動作して、前記希釈燃料タンクへ前記水又は液体燃料を供給するステップからなることを特徴とする付記１３の循環型液体燃料電池の制御方法。
【００８９】
（付記１５）前記減圧ステップは、前記希釈燃料タンクに接続されたバルブと、前記バルブに接続された減圧ポンプとを有する減圧機構を制御するステップからなることを特徴とする付記１１の循環型液体燃料電池の制御方法。
【００９０】
（付記１６）前記循環ステップは、前記希釈燃料循環路のバルブを開放し、前記循環ポンプを動作し、且つ前記前記第１の供給路と、前記第２の供給路との各々のバルブを閉じるステップからなることを特徴とする付記１２の循環型液体燃料電池の制御方法。
【００９１】
（付記１７）前記燃料電池は、電解質膜と、前記電解質膜の一方の側に前記希釈燃料を供給する燃料極と、前記電解質膜の他方の側に酸素を含む酸化剤を供給する酸素極とを有することを特徴とする付記１１の循環型液体燃料電池の制御方法。
【００９２】
（付記１８）前記電解質膜が、陽子又は電子を透過できる物質からなる透過膜で構成されたことを特徴とする付記１７の循環型液体燃料電池の制御方法。
【００９３】
（付記１９）前記減圧ステップは、所定の周期で、前記減圧機構を動作するステップからなることを特徴とする付記１１の循環型液体燃料電池の制御方法。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
このように、循環型希釈燃料電池システムにおいて、希釈燃料タンクを減圧する減圧機構を設けたため，希釈燃料中の気体を脱気することが可能となり、希釈燃料中の気体による循環ポンプの動作不良を防止し、燃料電池システムの動作を安定化でき、特に、電子装置に好適な燃料電池の普及に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施の形態の循環型液体燃料電池の構成図である。
【図２】図１の液体燃料電池の構成図である。
【図３】図１の液体燃料電池の適用例の電子装置の構成図である。
【図４】図１の液体燃料電池の制御処理フロー図である。
【図５】図４の燃料供給サイクル処理フロー図である。
【図６】図４の水供給サイクル処理フロー図である。
【図７】従来の循環型液体燃料電池の構成図である。
【図８】従来の循環型液体燃料電池の説明図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０  燃料電池
１２  電解質膜
１４  空気極
１６  燃料極
２０  送風機構
２１  コントローラ
３０  希釈燃料タンク
３６  循環ポンプ
４０  液体燃料タンク
５０  水供給タンク
６０  水回収タンク
６６  チャンバー
６８  減圧ポンプ（減圧機構）
３２，４２，５２  水位計
３４  燃料濃度計
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５  バルブ
【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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