(57)【要約】【課題】出力密度およびエネルギー密度の高いハイブリッド燃料電池システムを提供する。【解決手段】本発明によれば，燃料を供給する燃料供給源１０と，酸素を供給する酸素供給源２０と，燃料供給源から供給された燃料または燃料から発生した水素と，酸素供給源から供給された酸素との電気化学的な反応によって電気を発生させる１つまたは２つ以上の電気発生部４０と，電気発生部に設けられた１つまたは２つ以上の電気化学キャパシタ８０とを含むハイブリッド燃料電池システムが提供される。【選択図】図１
2006216547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を供給する燃料供給源と;
酸素を供給する酸素供給源と;
前記燃料供給源から供給された燃料または燃料から発生した水素と，前記酸素供給源から供給された酸素との電気化学的な反応によって電気を発生させる１つまたは２つ以上の電気発生部と;
前記電気発生部に設けられた１つまたは２つ以上の電気化学キャパシタと；
を含むことを特徴とする，オールインワンタイプのハイブリッド燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料供給源から供給された燃料より水素を含む改質ガスを発生させ，当該改質ガスを前記電気発生部に供給する改質部をさらに含むことを特徴とする，請求項１に記載のオールインワンタイプ燃料電池システム。
【請求項３】
前記電気化学キャパシタとして，電気二重層キャパシタンスによって実現される電気化学二重層キャパシタ，または擬似キャパシタンスによって実現される高密度蓄電器を用いることを特徴とする，請求項１または２に記載のオールインワンタイプのハイブリッド燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料供給源は，水素を含む燃料を貯蔵する燃料タンクと，前記燃料タンクに貯蔵された燃料を供給するように前記燃料タンクに連結して設けられる燃料ポンプとを含むことを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載のオールインワンタイプのハイブリッド燃料電池システム。
【請求項５】
前記酸素供給源は，所定能力で吸入した空気を，前記電気発生部に供給する送風装置を備えることを特徴とする，請求項項１〜４のいずれかに記載のオールインワンタイプのハイブリッド燃料電池システム。
【請求項６】
前記電気発生部は，アノード電極とカソード電極との間に電解質膜が介在した膜−電極アセンブリと，前記膜−電極アセンブリの両面に各々に配置され，水素または空気が通過する通路が形成されたセパレータと，を含む単一スタックが複数に積層されて構成されることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載のオールインワンタイプのハイブリッド燃料電池システム。
【請求項７】
前記電気化学キャパシタは，複数に積層されたスタックの両側の端部に，１つまたは２つ以上に積層されて設けられることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載のオールインワンタイプのハイブリッド燃料電池システム。
【請求項８】
前記電気化学キャパシタは，複数に積層されたスタックの片側の端部に，１つまたは２つ以上に積層されて設けられることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載のオールインワンタイプのハイブリッド燃料電池システム。
【請求項９】
前記電気化学キャパシタは，前記単一スタックと交互に積層されて設けられることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載のオールインワンタイプのハイブリッド燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ハイブリッド燃料電池システムに係り，より詳しくは，オールインワンタイプのハイブリッド燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に燃料電池は，酸素とメタノール，エタノール，天然ガス等の炭化水素系の物質中に含まれる水素との化学反応エネルギーを直接電気エネルギーに変換させる発電システムで，作動温度により高温型燃料電池と低温型燃料電池とに区分される。
【０００３】
高温型燃料電池としては，溶融炭酸塩形燃料電池，固体酸化物形燃料電池等があり，低温型燃料電池としては，アルカリ電解質形燃料電池，燐酸形燃料電池，高分子電解質形燃料電池，直接液体燃料電池等がある。
【０００４】
各燃料電池は，同一の原理に基づいて構成されており，用いられる燃料の種類，作動温度，触媒，電解質等によっても区分される。
【０００５】
高分子電解質形燃料電池は，他の燃料電池と比べて，出力特性が優れ，作動温度が低く，始動・応答特性が高速であるため，自動車等を用途とする移動用電源を始め，住宅，公共建物等の分散用電源，および電子機器用等の小型電源等，広範な分野で汎用的に用いられる。
【０００６】
高分子電解質形燃料電池では，燃料ポンプの作動により燃料タンク内の燃料を改質装置に供給し，改質装置で燃料を改質して，水素を含む改質ガスを発生させ，スタックで水素と酸素とを電気化学的に反応させて，電気エネルギーを発生させるようにシステムが構成される。なお，スタックには，酸素を供給するために酸素を含む空気を強制的に送風する装置が連結して設置されてもよい。
【０００７】
改質装置は，化学触媒を用いた吸熱反応によって燃料より水素を発生させる装置である。改質装置から発生した改質ガスが一酸化炭素を含むため，一酸化炭素を除去する装置が追加的に設けられる。
【０００８】
直接液体燃料電池は，メタノール，エタノール等の有機化合物系の液体燃料を直接用いるため，改質装置等の周辺装置を要せず，燃料の貯蔵および供給が容易であり，エネルギー密度および出力密度を高くすることができる。なお，メタノールが燃料として用いられる場合，直接メタノール形燃料電池とも称される。
【０００９】
直接液体燃料電池では，燃料ポンプの作動により燃料タンク内の燃料をスタックに供給し，スタックでメタノール等の有機化合物系の液体燃料と酸化剤の酸素とを電気化学的に反応させて，電気エネルギーを発生させるようにシステムが構成される。なお，スタックには，酸素を供給するために酸素を含む空気を強制的に送風する装置が連結して設置されてもよい。
【００１０】
かかる高分子電解質形燃料電池および直接液体燃料電池等の燃料電池システムにおいて，電気を実質的に発生させるスタックは，膜−電極アセンブリとその両面に密着するセパレータとからなる単位セル（単位スタックとも称される）が数個〜数十個積層された構造を有し，膜−電極アセンブリは，電解質膜を挟むようにアノード電極とカソード電極とが付着された構造を有する。なお，セパレータとしては２極型または単極型が用いられるが，両者は，単位セルの機械的な構造を異にするものの動作状況および全体寸法等は殆ど同一であるため，セパレータ形式が異なる場合でも，いわゆる均等技術の範囲内にある。
【００１１】
セパレータは，各膜−電極アセンブリを分離し，燃料電池反応に要求される水素と酸素とを各膜−電極アセンブリのアノード電極とカソード電極とに別個に供給する通路としての機能と，各膜−電極アセンブリのアノード電極とカソード電極とから電気を取り出し，隣接する各膜−電極アセンブリを直列的（電圧加算的）に連結する導電体としての機能とを果たす。
【００１２】
すなわち，セパレータを介しては，アノード電極に水素が供給され，カソード電極に酸素が供給され，その供給過程において，アノード電極で触媒による水素の酸化反応が生じ，カソード電極で触媒による酸素の還元反応が生じ，その反応過程において生成される電子の移動によって電気，熱および水が発生する。
【００１３】
最近では，携帯型電話機器，ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ），携帯型ビデオレコーダ，携帯型コンピュータ等の携帯用電子機器を用途とする携帯用電源として，燃料電池を適用する試みが行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
一方，双方向通信，衛星を利用した移動通信，携帯型ディスクプレーヤ，携帯型コンピュータ等，携帯用電子機器の高性能化に伴って，瞬間的なピークパルス出力または電流密度が要求される状況にあるが，燃料電池のみでは対応が困難であり，燃料ボンベの補充なくしては燃料電池の使用時間が短縮されてしまうという問題がある。
【００１５】
よって，携帯用電子機器に要求される瞬間的なピークパルス出力または電流密度を実現するため，燃料電池と別途にキャパシタを設ける案が提示されている。しかし，キャパシタはエネルギー密度が低いという欠点を有し，装置全体の構成が複雑化するという問題もある。
【００１６】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，その目的は，出力密度およびエネルギー密度の高いオールインワンタイプのハイブリッド燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため，本発明によれば，燃料を供給する燃料供給源と，酸素を供給する酸素供給源と，燃料供給源から供給された燃料または燃料から発生した水素の酸化と，酸素供給源から供給された酸素の還元とからなる電気化学的な反応によって電気を発生させる１つまたは２つ以上の電気発生部と，電気発生部に設けられた１つまたは２つ以上の電気化学キャパシタと，を含むハイブリッド燃料電池システムが提供される。
【００１８】
ここで，電気化学キャパシタは，膜−電極アセンブリ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ；ＭＥＡ）の形態を取ることができ，電気発生部と直列または並列に連結される構造を有しつつ燃料電池のスタックを構成し得る。
【００１９】
そして，かかるハイブリッド燃料電池システムでは，燃料供給源から供給される燃料より水素を発生させ，電気発生部に供給する改質部をさらに含むようにしてもよい。
【００２０】
電気化学キャパシタは，電極／電解質界面付近の電気二重層での静電気的引力による電荷の分離によって発現する電気二重層キャパシタンス，電極／電解質界面での可逆的なファラデー酸化／還元反応による擬似キャパシタンス等を利用して電荷を貯蔵する。
【００２１】
電気化学キャパシタとしては，電気二重層キャパシタンスによって実現される電気化学二重層キャパシタ，擬似キャパシタンスによって実現される高密度蓄電器等が用いられる。
【００２２】
このように，かかるハイブリッド燃料電池システムは，電気発生部とキャパシタとを含んで構成されるスタックを有し，すなわちオールインワンタイプをなす。
【００２３】
かかるハイブリッド燃料電池システムでは，電気発生部のみで構成されるスタックと比べて，キャパシタの温度特性によってスタックの全体温度の上昇が防止されることで，スタックは勿論，システム全体の効率が増進され得る。
【００２４】
さらに，かかるハイブリッド燃料電池システムでは，キャパシタがスタック内に設けられることで，システム全体の嵩が最小化され得る。
【発明の効果】
【００２５】
以上で説明したとおり本発明によれば，出力密度およびエネルギー密度の高いハイブリッド燃料電池システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に，添付した図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
まず，本発明の一実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムは，図１〜図３に示すように，水素ガスまたは水素を化合物成分として含む燃料を供給する燃料供給源１０と，酸素を供給する酸素供給源２０と，燃料供給源１０から供給された燃料より水素ガスを発生させる改質部３０と，改質部３０から供給された水素ガスと，酸素供給源２０から供給された酸素との電気化学的な反応によって電気を発生させる１つまたは２つ以上の電気発生部４０と，電気発生部４０に設けられた１つまたは２つ以上の電気化学キャパシタ８０と，を含んで構成される。
【００２８】
図１〜図３は，本発明の一実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムとして，水素を含む燃料を改質して，水素ガスを発生させ，水素ガスと酸素との電気化学的な反応によって電気エネルギーを発生させる高分子電解質形燃料電池方式の場合を示す。
【００２９】
燃料供給源１０から供給される燃料としては，メタノール，エタノールまたは天然ガス等の水素を含む燃料を用いるが，以下では，便宜上，液状燃料を用いる場合について説明する。
【００３０】
酸素供給源２０からは，燃料中に含まれる水素に反応させる酸素が供給されており，別途の貯蔵手段に貯蔵された純粋な酸素，または酸素を含む空気（例えば大気）が直接用いられるが，以下では，便宜上，空気を用いる場合について説明する。
【００３１】
改質部３０は，熱エネルギーによる化学触媒反応（水蒸気改質触媒反応）により，燃料より水素ガスを含む改質ガスを発生させ，改質ガス中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減させるため，多様な構造の改質装置を適用することができる。例えば，改質部３０は，水蒸気改質，部分酸化または自熱反応等の触媒反応によって燃料より水素ガスを発生させ，水素と一酸化炭素との混合気体である水性ガスに転換させる方法，選択的酸化方法等の触媒反応または分離膜を用いた水素の精製等の方法により，改質ガス中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減させるように構成され得る。
【００３２】
燃料供給源１０は，水素を含む燃料を貯蔵する燃料タンク１２と，燃料タンク１２に貯蔵された燃料を改質部３０に供給するために燃料タンク１２に連結して設置される燃料ポンプ１４とを含む。
【００３３】
燃料タンク１２と改質部３０とは，管路形態の燃料供給ライン１５によって連結される。
【００３４】
酸素供給源２０は，所定の能力で吸入した空気を，電気発生部４０に供給する送風装置２２を備える。
【００３５】
送風装置２２としては，本実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムに連結される外部機器である携帯型コンピュータ等の携帯用電子機器に備えられたファンを用いることもできる。なお，送風装置２２としては，かかるファンに限定されず，公知技術である空気ポンプまたは送風機等を用いることもできる。
【００３６】
送風装置２２と電気発生部４０とは，空気供給ライン２５によって連結され，空気供給ライン２５には，供給される空気量を調節自在な流量調節バルブ２４が設けられてもよい。
【００３７】
流量調節バルブ２４としては，別途の制御手段から伝達される制御信号に応じて，空気供給ライン２５の流路を選択的に開閉自在な一般的なソレノイドバルブを用いることができる。
【００３８】
電気発生部４０は，電気自動車またはハイブリッド電気自動車等の駆動部，携帯型コンピュータ，携帯型電話機器，ＰＤＡ，携帯型ビデオレコーダ等の外部機器に連結されて，駆動電圧を印加するように構成される。
【００３９】
電気化学キャパシタ８０は，電極／電解質界面付近の電気二重層での静電気的引力による電荷の分離によって発現する電気二重層キャパシタンス，電極／電解質界面での可逆的なファラデー酸化/還元反応による擬似キャパシタンス等を用いて電荷を貯蔵する。
【００４０】
電気化学キャパシタ８０としては，電気二重層キャパシタンスによって実現される電気化学二重層キャパシタ，擬似キャパシタンスによって実現される高密度蓄電器等が用いられる。
【００４１】
電気化学キャパシタ８０は，二次電池と比べてエネルギー密度が低いものの，高出力密度を有するため，短時間であれば高出力のエネルギーを供給でき，充放電時間および電池寿命の観点で優れた特性を示す。
【００４２】
電気化学二重層キャパシタは，一対の分極電極の間に電解質が介在した構造を有し，水溶液電解質中で１０〜４０μＦ/ｃｍ２という容量特性を備え，比表面積の大きな電極活物質を用いることで高い蓄電容量を実現する。
【００４３】
高密度蓄電器は，電気化学二重層キャパシタと比べて，約１０倍〜１００倍の優れた蓄電容量を備え，一対の金属酸化物電極の間に電解質が介在した構造を有する。
【００４４】
高密度蓄電器の電解質としては，デュポン社製のナフィオン（登録商標）または燐酸マトリックス等が用いられ，電極を構成する金属酸化物としては，酸化ルテニウム（ＲｕＯ２），酸化イリジウム（ＩｒＯ２）等が用いられる。なお，高密度蓄電器の蓄電容量を増加するため，金属酸化物電極の素材としてナノ単位の電極活物質が用いられてもよい。
【００４５】
電気化学キャパシタ８０については，公知の一般的な構成を適用できるため，詳細な説明は省略する。
【００４６】
電気発生部４０は，図１〜図４に示すように，アノード電極５６とカソード電極５２との間に電解質膜５１が介在した膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ）５０と，膜−電極アセンブリ５０の両面に各々に配置されたセパレータ４４，４６と，を含む。なお，セパレータ４４，４６は，単極型セパレータを想定した構成で示されているが，２極型セパレータを用いる場合でも，セパレータの中央面で分割されたと想定し，一方をアノード・セパレータ，他方をカソード・セパレータとして取扱うことで，単極型セパレータと実質的に等価となるため，均等技術の範囲内に含まれる。また，２極型セパレータを用いる場合，膜−電極アセンブリ５０の片面に２極型セパレータを付着させたものが機械的な積層単位となる。
【００４７】
膜−電極アセンブリ５０と両面に配置された一対のセパレータ４４，４６とが１つの単一スタック４２を形成し，電気発生部４０は，複数の単一スタック４２が積層された構造を有する（図１および図２参照）。
【００４８】
単一スタック４２では，改質部３０から供給された水素ガスと酸素供給源２０から供給された空気との酸化/還元反応により，電気エネルギーが各々に発生する。
【００４９】
積層された複数のスタック４２の電気的端部には，積層されたスタック４２を互いに密着させる密着プレート４８が配置されてもよい。
【００５０】
しかし，本実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムは，これに限定されず，密着プレート４８が配置されずに，複数のスタック４２の電気的端部に配置されたセパレータ４４，４６が密着プレート４８の機能を果たすように構成されてもよい。また，密着プレート４８が複数のスタック４２を密着させる機能以外に，セパレータ４４，４６の機能を有するように構成されてもよい。
【００５１】
図３は，図２に示す単位スタック４２のセパレータ４６を旋回させた状態を示す分解斜視図であり，図４は，図２に示す膜−電極アセンブリ５０とセパレータ４４，４６とが組立てられた状態を示す部分断面図である。
【００５２】
セパレータ４４，４６は，膜−電極アセンブリ５０との密着によって形成される管状通路４５，４７を備え，管状通路４５，４７は，膜−電極アセンブリ５０のアノード電極５６側に水素通路４７として設けられ，膜−電極アセンブリ５０のカソード電極５２側に空気通路４５として設けられる。
【００５３】
なお，隣接する単一スタック４２では，２個の膜−電極アセンブリ５０に挟まれて２個のセパレータ４４，４６が配置され，各セパレータ４４，４６に空気通路４５または水素通路４７が形成されると説明したが，本実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムは，これに限定されず，隣接するスタック４２の膜−電極アセンブリ５０の間に１個のセパレータが配置され，セパレータの一面に空気通路が形成され，他面に水素通路が形成されてもよく，かかるセパレータは，２極型またはバイポーラ・プレートとも称される。この場合，２個のセパレータ４４，４６を管状通路４５，４７が形成されない面を互いに一体的に密着させた状態と同一となる。
【００５４】
アノード電極５６は，セパレータ４６の水素通路４７を介して水素が供給される部分であり，水素ガスを電子と水素イオンとに分離させる触媒層５７と，電子および水素ガスを円滑に移動させる気体拡散層５８とで構成される。触媒層５７は，一酸化炭素に対する被毒抵抗性を有する白金（Ｐｔ）または白金（Ｐｔ）とルテニウム（Ｒｕ）の合金からなる。
【００５５】
触媒層５７を白金または白金およびルテニウムの合金等で構成する場合，一酸化炭素の酸化反応を誘導する酸素吸着機能によって一酸化炭素の濃度が低減されるという固有の特徴を有するため，微量の一酸化炭素が混入されていても許容される。
【００５６】
カソード電極５２は，セパレータ４４の空気通路４５を介して空気が供給される部分であり，アノード電極５６側から受け取る水素イオン，アノード電極５６から外部回路を経て受け取る電子，および空気中の酸素を反応させることで水を生成する触媒層５３と，酸素を触媒層５３まで円滑に移動させる気体拡散層５４とで構成される。
【００５７】
電解質膜５１は，厚さ２０〜２００μｍの固体ポリマー電解質で形成されており，アノード電極５６の触媒層５７で生成された水素イオンをカソード電極５２の触媒層５３に移動させ，カソード電極５２の酸素イオンと結合させることで水を生成するイオン交換を可能にする。
【００５８】
そして，図１および図２に示すように，密着プレート４８には，改質部３０で発生した水素ガスをセパレータ４６の水素通路４７に供給する第１注入部６１と，酸素供給源２０から供給される空気をセパレータ４４の空気通路４５に供給する第２注入部６５と，膜−電極アセンブリ５０のアノード電極５６で反応せずに残留した未反応水素ガスを排出する第１排出部６２と，膜−電極アセンブリ５０のカソード電極５２で水素と酸素との結合反応によって生成された水を含む未反応空気を排出する第２排出部６６とが設けられる。
【００５９】
第１注入部６１は，管路形態の水素供給ライン１６によって改質部３０に連結して設けられ，第２注入部６５は，空気供給ライン２５によって酸素供給源２０に連結して設けられる。
【００６０】
第１注入部６１と第１排出部６２とが互いに対角方向に設けられ，第２注入部６５と第２排出部６６とが互いに対角方向に設けられる。
【００６１】
セパレータ４４，４６および膜−電極アセンブリ５０の四つの隅部には，各々に第１注入部６１，第２注入部６５，第１排出部６２，第２排出部６６に各々に連通する通気孔６３，６７，６４，６８が形成される。
【００６２】
通気孔６３と通気孔６４とが互いに対角方向でセパレータ４６の水素通路４７に連結され，通気孔６７と通気孔６８とが互いに対角方向でセパレータ４４の空気通路４５に連結されるように形成される。そして，通気孔６３および通気孔６４がセパレータ４４の空気通路４５から断絶し，通気孔６７および通気孔６８がセパレータ４６の水素通路４７から断絶するように形成される。
【００６３】
かかる構成によれば，燃料供給源１０から供給された燃料が改質部３０を通過しつつ，水素を含む改質ガスに変換されて，改質ガスは，水素供給ライン１６を通過し，第１注入部６１に流入して，通気孔６３と水素通路４７とを通過しつつ，アノード電極５６で電子と水素イオンとに分離され，未反応の水素が通気孔６４と第１排出部６２とを介して外部に排出される。
【００６４】
そして，酸素供給源２０から供給された空気は，空気供給ライン２５を通過し，第２注入部６５に流入して，通気孔６７と空気通路４５とを通過しつつ，カソード電極５２からアノード電極５６側に移動した電子，水素イオンと反応し，未反応の空気が通気孔６８と第２排出部６６とを介して外部に排出される。
【００６５】
一方，電気化学キャパシタ８０は，図１に示すように，膜−電極アセンブリ５０とセパレータ４４，４６とからなる単一スタック４２が複数に積層された状態で，両側の密着プレート４８の間に積層して配置される。単一スタック４２とキャパシタ８０との組合せは，両者の起電力と充電耐圧とが同程度になるようにスタック積層数を定め，例えば，スタックの最大起電力が０．９Ｖ，充電耐圧が５Ｖであれば，キャパシタ１個に並列接続するスタックの最大の直列個数を５個（最大起電力が４．５Ｖ）に制限し，スタックとキャパシタの性能を最大限に利用するようにしてもよく，１１個の直列スタックと２個の直列キャパシタとを並列に接続するようにしてもよい。
【００６６】
また，スイッチ・キャパシタ（ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）回路と組合せることで，キャパシタの充電電圧が常に最大起電力程度に維持されるように制御し，直列スタックの数量を多め，例えば，定格起電力と定格充電耐圧とを同程度に設定するようにしてもよい。
【００６７】
電気化学キャパシタ８０は，単独または二つ以上が積層された状態で，積層されたスタック４２と密着プレート４８との間に設けられる。
【００６８】
また，電気化学キャパシタ８０は，図５に示すように，片側にだけ設けられてもよく，その場合にも，複数が積層された状態で設けられてもよい。
【００６９】
そして，電気化学キャパシタ８０は，図６に示すように，膜−電極アセンブリ５０とセパレータ４４，４６とで構成される単一スタック４２と交互に積層するように配置されてもよい。
【００７０】
電気化学キャパシタ８０が単一スタック４２と交互または片側のみに積層された状態で連結して設けられた場合，燃料電池の有する低出力密度特性と電気化学キャパシタ８０の有する低エネルギー密度特性とを互いに補完して解決することができ，電気化学キャパシタ８０の高速な充放電特性によって急激な負荷変化にも対応でき，瞬間的な高出力が要求される駆動に対して燃料電池の性能を最適化させることができる。
【００７１】
一方，本発明の他の実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムは，図７に示すように，水素を含む燃料を供給する燃料供給源１０と，酸素を供給する酸素供給源２０と，燃料供給源１０から供給された燃料と酸素供給源２０から供給された酸素との電気化学的な反応によって電気を発生させる１つまたは２つ以上の電気発生部４０と，電気発生部４０に設けられた１つまたは２つ以上の電気化学キャパシタ８０と，を含んで構成される。
【００７２】
図７は，他の実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムとして，メタノール，エタノール等の有機化合物燃料と酸化剤である酸素との電気化学的な反応により，電気エネルギーを発生させる直接液体燃料電池方式または直接メタノール形燃料電池を示す。
【００７３】
他の実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムは，改質部３０を含まない点以外では，先述した実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムと同じように構成されるため，詳細な説明は省略する。
【００７４】
先述した実施形態において直接液体燃料電池に適しない構成は，一般的な直接液体燃料電池または直接メタノール形燃料電池の構成を適用して実施することが可能である。
【００７５】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムを示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムの電気発生部を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムのセパレータの構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムの膜−電極アセンブリの構成を部分的に拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムにおいて積層されたスタックの片側のみに電気化学キャパシタを配置した状態を示す電気発生部の側面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムにおいて単一スタックと電気化学キャパシタとを交互に積層した状態を示す電気発生部の側面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るハイブリッド燃料電池システムを示す概略図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  燃料供給源
１２  燃料タンク
１４  燃料ポンプ
１５  燃料供給ライン
１６  水素供給ライン
２０  酸素供給源
２２  送風装置
２４  流量調節バルブ
２５  空気供給ライン
３０  改質部
４０  電気発生部
４２  スタック
４４，４６  セパレータ
４８  密着プレート
５０  膜−電極アセンブリ
５１  電解質部
５２  カソード電極
５３  触媒層
５４  気体拡散層
５６  アノード電極
５７  触媒層
５８  気体拡散層
６１  第１注入部
６２  第１排出部
６３，６４，６７，６８  通気孔
６５  第２注入部
６６  第２排出部
８０  電気化学キャパシタ
【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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