(57)【要約】【課題】直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法の提供。【解決手段】本発明は一種の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法に関わるもので、以下の手順を含まれる。直焚きメタノール燃料電池の提供手順。一つ以上既知の異なる濃度の燃料を直焚きメタノール燃料電池にそれぞれ提供することにより、直焚きメタノール燃料電池を既知の異なる濃度の燃料条件において、電気化学反応を発生させ、電気を生成する。既知の異なる濃度の燃料条件において、稼働中の直焚きメタノール燃料電池の複数の物理パラメータをそれぞれに測定及び記録した上、そのうち３項目のパラメータを選定し、対応する３Ｄ測量空間を構築する手順。該３Ｄ測量空間でもって、挿入値計算手段の手順を構築する。濃度未知の燃料を直焚きメタノール燃料電池に提供することによる電気化学反応を引き起こして電気発生する。この時点における３項目の物理パラメータを測定し、挿入値計算手段として、直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度を算出する手順。【選択図】図１
2006332050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）直焚きメタノール燃料電池を設け、
（Ｂ）一つ以上の異なる既知濃度の燃料を該直焚きメタノール燃料電池に提供し、該直焚きメタノール燃料電池をそれぞれ既知濃度の燃料条件において、電気化学反応を引き起こし、電気を発生する、
（Ｃ）手順（Ｂ）における既知の異なる濃度の燃料条件において、稼働中の直焚きメタノール燃料電池の複数の物理パラメータをそれぞれに測定及び記録した上、そのうち３項目のパラメータを選定し、対応する３Ｄ測量空間を構築する、
（Ｄ）該３Ｄ測量空間により、挿入値計算手段を構築し、そのうち、挿入値計算手段は、直焚きメタノール燃料電池燃料の未知濃度の算出に用いる、
（Ｅ）未知濃度の燃料を直焚きメタノール燃料電池に提供することにより、電気化学反応を引き起こし、電気を発生し、このとき、手順Ｃに対応する三つの以上の物理パラメータを測定した上、手順Ｄより構築された挿入値計算手段を用いて、現時点の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度を算出できる、以上の手順を含まれることを特徴とする一種の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法。
【請求項２】
手順（Ｂ）より提供する各既知濃度の燃料濃度は、３Ｖ％から８Ｖ％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法。
【請求項３】
手順（Ｃ）で選定するパラメータは、温度パラメータ、電圧パラメータ、電流パラメータを含まれることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法。
【請求項４】
手順（Ｃ）による記録手順は１０℃から８０℃の間の温度パラメータを記録することを特徴とする請求項３記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法。
【請求項５】
手順（Ｃ）による記録手順は０Ｖから０．５Ｖの間の温度パラメータを記録することを特徴とする請求項３記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法。
【請求項６】
該挿入値計算手段はプログラムコードにより実現する挿入値計算手段であることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法。
【請求項７】
該直焚きメタノール燃料電池は二極の直焚きメタノール燃料電池であることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法。
【請求項８】
該直焚きメタノール燃料電池はプリント基板生産工程で製造する直焚きメタノール燃料電池であることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法。
【請求項９】
手順（Ｄ）の挿入値計算手段の構築手順は、
（ｄ１）ｎ個の既知濃度Ｃ1、Ｃ2、．．．、Ｃkの燃料より、三つの物理パラメータを測定し、該３Ｄ測定空間より得たｎ個の濃度カーブに対応し、そのうち、ｋ＝１、２、．．．、ｎ、および該三つの物理パラメータはそれぞれ温度パラメータ、電圧パラメータ、電流パラメータである、
（ｄ２）該未知濃度Ｃの燃料を該直焚きメタノール燃料電池に提供するともに、該直焚きメタノール燃料電池の温度、電圧、電流を測定し、このときの温度、電圧、電流は該３Ｄ測定空間の測定点Ｐに対応する、
（ｄ３）該測定点Ｐを該３Ｄ測定空間の電流座標軸方向に沿って、該ｎ個の等濃度カーブに投影し、ｎ個の投影点を取得し、該ｎ個投影点の電流座標値は、それぞれＩi、１、２、．．．、ｎである、
（ｄ４）以下の計算式より、該燃料の濃度Ｃを算出し、
【数１】
2006332050.tif 000005
そのうち、ｎ≧２、
以上の手順を含まれることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の濃度計、特に直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
公知技術における直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度測定は、濃度センサーによる、燃料濃度測定に止まるものでした。公知技術は燃料濃度測定の課題が解決されている。しかしながら、コンパクト化を実現する直焚きメタノール燃料電池において、濃度センサーの体積も合せて変更しなければ、ますます微型化の直焚きメタノール燃料電池の内部に濃度センサーを設置できなくなる。
【０００３】
本発明人は前記した公知技術の欠点を鑑みて、一種の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法を考案した。本発明による方法は、一種のバーチャル燃料濃度センサーに相当し、燃料濃度の測定を実現する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、実体の濃度センサーによる燃料濃度計算手段に頼らない一種の濃度計算方法により、電気化学反応中の直焚きメタノール燃料電池の稼働中の燃料濃度を測定することを本発明の主な目的とする。
【０００５】
本発明は、実体の濃度センサーによる燃料濃度計算手段の代わりに、一種の濃度計算方法により、電気化学反応中の直焚きメタノール燃料電池の稼働中の燃料濃度を測定することを本発明のさらなるの目的とする。
【０００６】
前記した本発明の目的を達成するため、本発明は以下の手順を含まれる一種の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法を提供する。直焚きメタノール燃料電池の提供手順。一つ以上既知の異なる濃度の燃料を直焚きメタノール燃料電池にそれぞれ提供することにより、直焚きメタノール燃料電池を既知の異なる濃度の燃料条件において、電気化学反応を発生させ、電気を生成する。既知の異なる濃度の燃料条件において、稼働中の直焚きメタノール燃料電池の複数の物理パラメータをそれぞれに測定及び記録した上、そのうち３項目のパラメータを選定し、対応する３Ｄ測量空間を構築する手順。該３Ｄ測量空間により、挿入値計算手段を構築する手順。そのうち、挿入値計算手段は、直焚きメタノール燃料電池燃料の未知濃度の算出に用いる。濃度未知の燃料を直焚きメタノール燃料電池に提供することにより、電気化学反応を引き起こして電気発生したとき、この時点における３項目以上の物理パラメータを測定し、挿入値計算手段として、直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度を算出する手順。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、（Ａ）直焚きメタノール燃料電池を設け、
（Ｂ）一つ以上の異なる既知濃度の燃料を該直焚きメタノール燃料電池に提供し、該直焚きメタノール燃料電池をそれぞれ既知濃度の燃料条件において、電気化学反応を引き起こし、電気を発生する、
（Ｃ）手順（Ｂ）における既知の異なる濃度の燃料条件において、稼働中の直焚きメタノール燃料電池の複数の物理パラメータをそれぞれに測定及び記録した上、そのうち３項目のパラメータを選定し、対応する３Ｄ測量空間を構築する、
（Ｄ）該３Ｄ測量空間により、挿入値計算手段を構築し、そのうち、挿入値計算手段は、直焚きメタノール燃料電池燃料の未知濃度の算出に用いる、
（Ｅ）未知濃度の燃料を直焚きメタノール燃料電池に提供することにより、電気化学反応を引き起こし、電気を発生し、このとき、手順Ｃに対応する三つの以上の物理パラメータを測定した上、手順Ｄより構築された挿入値計算手段を用いて、現時点の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度を算出できる、以上の手順を含まれることを特徴とする一種の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法としている。
請求項２の発明は、手順（Ｂ）より提供する各既知濃度の燃料濃度は、３Ｖ％から８Ｖ％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法としている。
請求項３の発明は、手順（Ｃ）で選定するパラメータは、温度パラメータ、電圧パラメータ、電流パラメータを含まれることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法としている。
請求項４の発明は、手順（Ｃ）による記録手順は１０℃から８０℃の間の温度パラメータを記録することを特徴とする請求項３記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法としている。
請求項５の発明は、手順（Ｃ）による記録手順は０Ｖから０．５Ｖの間の温度パラメータを記録することを特徴とする請求項３記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法としている。
請求項６の発明は、該挿入値計算手段はプログラムコードにより実現する挿入値計算手段であることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法としている。
請求項７の発明は、該直焚きメタノール燃料電池は二極の直焚きメタノール燃料電池であることを特徴とする請求項１記載の燃料濃度計算方法としている。
請求項８の発明は、該直焚きメタノール燃料電池はプリント基板生産工程で製造する直焚きメタノール燃料電池であることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法としている。
請求項９の発明は、手順（Ｄ）の挿入値計算手段の構築手順は、
（ｄ１）ｎ個の既知濃度Ｃ1、Ｃ2、．．．、Ｃkの燃料より、三つの物理パラメータを測定し、該３Ｄ測定空間より得たｎ個の濃度カーブに対応し、そのうち、ｋ＝１、２、．．．、ｎ、および該三つの物理パラメータはそれぞれ温度パラメータ、電圧パラメータ、電流パラメータである、
（ｄ２）該未知濃度Ｃの燃料を該直焚きメタノール燃料電池に提供するともに、該直焚きメタノール燃料電池の温度、電圧、電流を測定し、このときの温度、電圧、電流は該３Ｄ測定空間の測定点Ｐに対応する、
（ｄ３）該測定点Ｐを該３Ｄ測定空間の電流座標軸方向に沿って、該ｎ個の等濃度カーブに投影し、ｎ個の投影点を取得し、該ｎ個投影点の電流座標値は、それぞれＩi、１、２、．．．、ｎである、
（ｄ４）以下の計算式より、該燃料の濃度Ｃを算出し、
【数１】
2006332050.tif 000003
そのうち、ｎ≧２、
以上の手順を含まれることを特徴とする請求項１記載の直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は直焚きメタノール燃料電池の燃料濃度計算方法であり、実体の濃度センサーによる燃料濃度計算手段に頼らない一種の濃度計算方法により、電気化学反応中の直焚きメタノール燃料電池の稼働中の燃料濃度を測定する。実体の濃度センサーによる燃料濃度計算手段の代わりに、一種の濃度計算方法により、電気化学反応中の直焚きメタノール燃料電池の稼働中の燃料濃度を測定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示すものは、本発明の直焚きメタノール燃料電池による燃料濃度計算方法のフロー図である。本発明による燃料濃度計算方法１０は、直焚きメタノール燃料電池２０の燃料濃度を算出でき、実体の濃度センサーを使用しない。本発明による燃料濃度計算方法１０は主に、手順１０１から手順１０９を含まれる。以下のとおり詳細説明する。手順１０１において、直焚きメタノール燃料電池２０を提供する。手順１０３において、一つ以上既知の異なる濃度の燃料を直焚きメタノール燃料電池２０にそれぞれ提供することにより、直焚きメタノール燃料電池２０を既知の異なる濃度の燃料条件において、電気化学反応を発生させ、電気を生成する。本発明は手順１０１と手順１０３において、各種の既知濃度の燃料を直焚きメタノール燃料電池２０に提供する。直焚きメタノール燃料電池２０を各種の既知濃度の燃料において、電気化学反応を発生させる。本発明に必要な各物理パラメータ測定の便利を図るため、本発明は一種の本発明の燃料濃度計算方法１０に合せて構築する直焚きメタノール燃料電池系統３０を提供する（図２）。図２に示すとおり、部品２０１ａは陽極集電セル、部品２０１ｂは陰極集電セル、部品２０３は温度制御加熱板、部品２０５はフィルム電極組それぞれに設ける。
【００１０】
手順１０５は手順１０３における既知の異なる濃度の燃料条件において、稼働中の直焚きメタノール燃料電池２０の複数の物理パラメータをそれぞれに測定及び記録した上、そのうち３項目のパラメータを選定し、対応する３Ｄ測量空間を構築する手順。本発明による手順１０５は、既知濃度の燃料条件において、温度パラメータ、電圧パラメータ、電流パラメータなど三つの物理パラメータを選定し、直焚きメタノール燃料電池２０の３Ｄ測量空間を構築する。直焚きメタノール燃料電池系統３０は各既知濃度の燃料供給条件において、直焚きメタノール燃料電池２０に電気化学反応を発生させるとともに、温度パラメータ、電圧パラメータ、電流パラメータを測定及び記録しておく、これらのパラメータは図２に示すコンピュータに伝送される。コンピュータ処理により、既知濃度と温度パラメータ、電圧パラメータ、電流パラメータ条件の３Ｄ測量空間に対応する３Ｄ測量空間を生成する。図３に示すものは、本発明による燃料濃度計算が各既知濃度の燃料において、３Ｄ測量空間より算出された等濃度カーブである。図３に示すとおり、等濃度カーブ４１、４３、４５、４７はそれぞれ異なった既知濃度Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4の燃料より算出されたものである。そのうち、３つの座標軸Ｖは電圧パラメータ、温度パラメータ、電流パラメータにそれぞれを表す。
【００１１】
手順１０５において、既知濃度の燃料濃度は、３Ｖ％と８Ｖ％の間に選択することができる。また、測定と記録する温度パラメータの範囲は、１０℃から８０℃の間が好ましい。そして、電圧パラメータの範囲は、０Ｖから０．５Ｖの間が好ましいのである。
【００１２】
手順１０７は該３Ｄ測定空間に基づいて、挿入値計算手段とする。挿入値計算手段は直焚きメタノール燃料電池２０燃料の未知濃度の算出に用いる。手順１０７は、３Ｄ測定空間にける各等濃度カーブはすでに構築されている。よって、本発明は挿入値計算により、燃料の未知濃度を算出できる。手順１０９は、未知濃度の燃料を直焚きメタノール燃料電池２０に提供することにより、電気化学反応を引き起こし、電気を発生する。このとき、手順１０５に対応する三つの物理パラメータを測定した上、手順１０７より構築された挿入値計算手段を用いて、現時点の直焚きメタノール燃料電池２０の燃料濃度を算出できる。
【００１３】
図４に示すものは、本発明の方法による挿入値計算手段構築のフロー図である。手順１０７１はｎ個既知濃度Ｃ1、Ｃ2、．．．、Ｃkの燃料より測定した温度パラメータ、電圧パラメータ、電流パラメータを測定することにより、該３Ｄ測定空間からｎ個の対応濃度カーブを算出する。そのうち、ｋ：１、２、．．．、ｎ。図３に示す等濃度カーブ４１は、手順１０７１がｋ＝１における執行結果である。手順１０７３は該未知濃度Ｃの燃料を直焚きメタノール燃料電池２０に提供するほか、このとき、電気化学反応中の直焚きメタノール燃料電池２０の温度、電圧、電流を測定する。この電流は、該３Ｄ測定空間の座標点に対応し、この座標点を未知濃度の測定点Ｐとする。
【００１４】
手順１０７５は測定点係將該量測點Ｐを該３Ｄ測定空間の電流座標軸方向に沿って、該ｎ個等濃度カーブに投影することにより、ｎ個の投影点を取得する。そのうち、該ｎ個投影点の電流座標値はそれぞれＩi、ｉ＝１、２、．．．、ｎになる。手順１０７７は以下の計算式より該燃料の濃度Ｃを算出する、
【数２】
2006332050.tif 000004
そのうち、ｎ≧２。
【００１５】
本発明による燃料濃度計算方法１０は手順１０１から手順１００を経て、直焚きメタノール燃料電池２０が対応すべき濃度カーブを確定した上、手順１０７と手順１０９の手法を用いて、プログラムコードより実現できる。すなわち、該濃度カーブおよび前記の挿入値計算式をプログラムコードに書き上げることにより、直焚きメタノール燃料電池２０のプロセッサー（図示していない）より執行することができる。
【００１６】
本発明による燃料濃度計算方法１０は一種のバーチャル方式の燃料濃度センサーを用いて、３Ｄ測定空間より構築された濃度カーブを挿入値計算手段により、燃料濃度を算出するため、本発明は一種の斬新な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の直焚きメタノール燃料電池による濃度計算方法のフロー図である。
【図２】本発明の方法により構築された直焚きメタノール燃料電池の構造である。
【図３】本発明の燃料濃度計算方法による既知濃度の燃料において、３Ｄ測量空間により、算出された等濃度カーブである。
【図４】本発明の方法による挿入値計算手段構築のフロー図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  燃料濃度計算方法
２０  直焚きメタノール燃料電池
２０１ａ  陽極集電セル
２０１ｂ  陰極集電セル
２０３  温度制御加熱板
２０５  フィルム電極組
３０  直焚きメタノール燃料電池系統
４１、４３、４５、４７  等濃度カーブ
【図１】
2006332050.tif 000006
【図２】
2006332050.tif 000007
【図３】
2006332050.tif 000008
【図４】
2006332050.tif 000009