(57)【要約】【課題】燃料の利用効率を向上すると共に、パージの時間を短縮することができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】水素発生反応を起こす水素発生物質が格納される反応室２４を有する水素発生部２０と、反応室２４と連通し反応室２４で発生した水素が供給されてこの水素と酸素とを電気化学反応させて発電する発電部３０とを具備する燃料電池システムであって、反応室２４と発電部３０との間に設けられて発電部３０内の不純ガスの反応室２４への拡散を防止する拡散防止手段４０を有するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素発生反応を起こす水素発生物質が格納される反応室を有する水素発生部と、前記反応室と連通し当該反応室で発生した水素が供給されてこの水素と酸素とを電気化学反応させて発電する発電部とを具備する燃料電池システムであって、
前記反応室と前記発電部との間に設けられて前記発電部内の不純ガスの前記反応室への拡散を防止する拡散防止手段を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記拡散防止手段は、貯留部内に貯留される貯留液によって前記反応室と前記発電部とを分離することで前記発電部内の不純ガスの前記反応室への拡散を防止することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記貯留部が、前記貯留液が貯留されると共に前記反応室からの水素が供給される供給口が配される液体室と、該液体室内の前記貯留液を通過した水素が貯留されると共にこの水素を前記発電部に導出する導出口が配される導出室とで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記液体室と前記導出室とが気液分離膜によって分離されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記貯留部の少なくとも前記導出室に対応する部分が伸縮変形自在に形成された容積可変部となっていることを特徴とする請求項３又は４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記水素発生部が、前記水素発生物質が格納される反応室と、該反応室に供給されて前記水素発生物質の水素発生反応を促進する水素発生触媒溶液が貯蔵される溶液室とで構成され、前記貯留部に貯留されている前記貯留液が前記水素発生触媒溶液であり、且つ前記溶液室と前記貯留部とが送液管によって接続されていると共に該送液管に配されて前記貯留部内の前記貯留液を前記溶液室に送液する送液手段を有することを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記溶液室の少なくとも一部が伸縮変形自在に形成された変形部となっていることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素発生部によって発生させた水素を利用して発電する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子電解質膜を挟んでアノードとカソードを有する発電部を具備する燃料電池システムにおいては、例えば、電解質膜からのクロスオーバー等によって、発電部のアノード内に窒素ガスや酸素ガスなどの不純ガスが混入してしまうことがある。この不純ガスは、発電時の出力低下や電解質膜と接合される電極触媒の劣化要因となるため、所定のタイミングで、発電部のアノード内を水素ガスでパージするなどしてアノード内の不純ガスを排出して水素濃度を高める必要がある。また、アノード内に混入する不純ガスは、アノード内だけでなくアノードに接続されている空間、例えば、燃料を改質して水素を発生させる水素発生器（改質器）の空間にまで拡散してしまう。このため、アノード内と共にアノードに接続されている空間についても、アノードと同様にパージ等を行う必要がある。
【０００３】
このようにアノード外までパージが必要な空間が増大すると、パージ時に放出される燃料（水素）の量が増大してしまい、燃料の利用効率が低下するという問題がある。また、アノード等のパージに時間がかかってしまうという問題もある。
【０００４】
このような問題を解決するためには、アノードに接続されている水素発生器の空間を縮小することが考えられ、例えば、水素の発生量を抑えることで水素発生器（改質器）の空間を縮小したものがある（例えば、特許文献１参照）。水素発生器の空間を縮小することで、パージが必要な空間は確かに減少する。しかしながら、アノード以外の空間をパージしなければいけないことに変わりはない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２５７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、燃料の利用効率を向上すると共に、パージの時間を短縮することができる燃料電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、水素発生反応を起こす水素発生物質が格納される反応室を有する水素発生部と、前記反応室と連通し当該反応室で発生した水素が供給されてこの水素と酸素とを電気化学反応させて発電する発電部とを具備する燃料電池システムであって、前記反応室と前記発電部との間に設けられて前記発電部内の不純ガスの前記反応室への拡散を防止する拡散防止手段を有することを特徴とする燃料電池システムにある。
【０００８】
かかる第１の態様では、拡散防止手段によって反応室と発電部とが確実に分離され、反応室への不純ガスの拡散が防止される。このため、発電部をパージする際に、反応室も同時にパージする必要がなくなる。したがって、パージの際の燃料の利用効率が向上し、パージにかかる時間も短縮される。
【０００９】
本発明の第２の態様は、前記拡散防止手段は、貯留部内に貯留される貯留液によって前記反応室と前記発電部とを分離することで前記発電部内の不純ガスの前記反応室への拡散を防止することを特徴とする第１の態様の燃料電池システムにある。
【００１０】
かかる第２の態様では、反応室と発電部とが液体である貯留液によって分離されるため、反応室への不純ガスの拡散がより確実に防止される。
【００１１】
本発明の第３の態様は、前記貯留部が、前記貯留液が貯留されると共に前記反応室からの水素が供給される供給口が配される液体室と、該液体室内の前記貯留液を通過した水素が貯留されると共にこの水素を前記発電部に導出する導出口が配される導出室とで構成されていることを特徴とする第２の態様の燃料電池システムにある。
【００１２】
かかる第３の態様では、反応室と発電部とが確実に分離されると共に、発電部に導出口を介して水素を良好に導入することができる。
【００１３】
本発明の第４の態様は、前記液体室と前記導出室とが気液分離膜によって分離されていることを特徴とする第３の態様の燃料電池システムにある。
【００１４】
かかる第４の態様では、水素と共に貯留液が発電部に供給されることがない。
【００１５】
本発明の第５の態様は、前記貯留部の少なくとも前記導出室に対応する部分が伸縮変形自在に形成された容積可変部となっていることを特徴とする第３又は４の態様の燃料電池システムにある。
【００１６】
かかる第５の態様では、貯留部の導出室の容積を減少させた状態でパージを行うことで、パージを行う空間がより低減される。
【００１７】
本発明の第６の態様は、前記水素発生部が、前記水素発生物質が格納される反応室と、該反応室に供給されて前記水素発生物質の水素発生反応を促進する水素発生触媒溶液が貯蔵される溶液室とで構成され、前記貯留部に貯留されている前記貯留液が前記水素発生触媒溶液であり、且つ前記溶液室と前記貯留部とが送液管によって接続されていると共に該送液管に配されて前記貯留部内の前記貯留液を前記溶液室に送液する送液手段を有することを特徴とする第２〜５の何れかの態様の燃料電池システムにある。
【００１８】
かかる第６の態様では、貯留部に貯留されている貯留液（水素発生触媒溶液）を溶液室に供給することができるため、溶液室の容積を減少して水素発生部を小型化することができる。
【００１９】
本発明の第７の態様は、前記溶液室の少なくとも一部が伸縮変形自在に形成された変形部となっていることを特徴とする第６の態様の燃料電池システムにある。
【００２０】
かかる第７の態様では、貯留部に貯留されている貯留液（水素発生触媒溶液）を溶液室により良好に供給することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明では、発電部と水素発生部とが拡散防止部によって分離されているため、発電部内の不純ガスが水素発生部に拡散することがない。このため、実質的に発電部のみをパージすればよく、パージを行う空間が最小限に抑えられる。したがって、パージを行う際に外部に放出される水素の量を少量に抑えることができ、燃料の利用効率が大幅に向上する。また、パージにかかる時間が短縮され、例えば、発電停止時間が短縮されるため、外部負荷に常に良好に電力を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係る燃料電池システム１は、水素発生部２０と、発電部３０と、これら水素発生部２０と発電部３０との間に配置される拡散防止部（拡散防止手段）４０とで構成されている。
【００２５】
水素発生部２０は、例えば、水素発生触媒溶液２１が貯蔵される溶液室２２と、水素発生物質２３が格納される反応室２４とを有し、これら溶液室２２と反応室２４とは連結管（連結路）２５によって接続されている。また、この連結管２５には、溶液室２２内の水素発生触媒溶液２１を反応室２４に供給するためのポンプ等である溶液供給手段２６が設けられている。そして、溶液室２２内の水素発生触媒溶液２１が、溶液供給手段２６によって連結管２５を介して反応室２４に送られ、反応室２４内で水素発生物質２３と水素発生触媒溶液２１とが反応（水素発生反応）することにより水素が発生する。そして、反応室２４と後述する拡散防止部４０とが供給管２７を介して連結されており、反応室２４で発生した水素が拡散防止部４０に供給されるようになっている。
【００２６】
水素発生部２０で使用する水素発生物質としては、例えば、水素化ホウ素塩、水酸化アルミニウム塩、水酸化ホウ素ナトリウム、水酸化ホウ素リチウム、水酸化アルミニウムリチウム等が挙げられ、特に、水酸化ホウ素ナトリウムが好ましい。水素発生触媒としては、例えば、硫酸、リンゴ酸、クエン酸水等が挙げられ、特に、リンゴ酸が好ましい。これら水素発生物質及び水素発生触媒は、特に限定されるものではなく、水素発生物質は加水分解型の金属水素化物であれば全て適用可能であり、水素発生触媒は、例えば、有機酸および無機酸あるいはルテニウム等、水素発生触媒であれば全て適用可能である。さらに、水素発生物質が水素化ホウ素ナトリウム水溶液で水素発生触媒がリンゴ酸粉末というように、水素発生物質と水素発生触媒の組み合わせは、混合することによって水素を発生する物質であれば全て適用可能である。また、水素発生部２０は、金属と塩基性あるいは酸性水溶液との反応によって水素を得るものであってもよい。さらに、アルコール、エーテル、ケトン類を水蒸気改質して水素を得るメタノール改質型や、ガソリン、灯油、天然ガスといった炭化水素を水蒸気改質して水素を得る炭化水素改質型など、加水により水素を発生する構成であってよい。
【００２７】
発電部（発電セル）３０は、カソード極３１、ＭＥＡ３２、アノード極３３から構成され、カソード極３１はカソードエンドプレート３４と図示しないガス拡散層、集電体層を備え、ＭＥＡ３２は図示しない電解質の両面に触媒層がそれぞれ配置される構成である。またアノード極３３はアノードエンドプレート３５とアノード室３６と図示しないガス拡散層から構成される。アノード極３３には図示しない集電体層が含まれていてもよい。アノード極３３に集電体層を含まない構成とする場合は、アノードエンドプレート３５に導線を接続して集電する構成としてもよい。アノード室３６には、導出管３７が接続され、この導出管３７を介して水素発生部２０の反応室２４で発生した水素が導入される。また、導出管３７には、発電部３０と水素発生部２０とを分離可能な接続バルブ３８が設けられている。接続バルブ３８は、分離時には燃料の漏洩を防止し、外部からの気体や固体の進入を防止する機能を有する。なお、接続バルブ３８は、本実施形態では、拡散防止部４０と発電部（発電セル）３０との間に設けられているが、水素発生部２０と拡散防止部４０とを繋ぐ供給管２７に設けられていてもよい。また図示しないが、アノード室３６には、発電時に内部に滞留する水を外部へ排出するための排出口が設けられている。さらに、発電部３０のアノード室３６には、アノード室３６内の不純ガス、例えば、窒素ガス、酸素ガス等を外部に排出するための、例えば、電磁弁、電動弁等からなる排出弁３９が設けられている。なお、この排出弁３９は、アノード室３６内が所定の圧力以上となると開放される逆止弁であってもよい。
【００２８】
また、このような発電部３０と水素発生部２０との間には、発電部３０内の不純ガスが水素発生部２０の反応室２４に拡散するのを防止するための拡散防止部４０が設けられている。この拡散防止部４０は、本実施形態では、所定の貯留液４１が貯留された貯留部４２を有し、この貯留液４１によって反応室２４と発電部３０とが分離されて発電部３０内の不純ガスが反応室２４に拡散するのを防止している。具体的には、貯留部４２は、その内部に、貯留液４１が貯留される液体室４３と、発電部３０に導出される気体（水素）が貯留される導出室４４とを有する。すなわち、貯留部４２内には貯留液４１が貯留される領域（液体室４３）と、気体（水素）が貯留される領域（導出室４４）とが存在する。
【００２９】
また、貯留部４２は、供給管２７によって反応室２４と接続されると共に、導出管３７によって発電部３０のアノード室３６と接続されている。そして、供給管２７は、貯留部の液体室４３内に開口するように配されている。すなわち、反応室２４から水素が供給される供給口が液体室４３に配されている。このような供給管２７を介して反応室２４から貯留部４２に供給された水素は、液体室４３内の貯留液４１を通過して貯留部４２内に蓄積される。例えば、本実施形態では、供給管２７は、天地方向における貯留部４２の下端面近傍に接続されている。一方、導出管３７は、貯留部４２の導出室４４（気体が充満した空間）に開口するように配されている。すなわち、発電部３０に水素を導出する導出口が導出室４４に配されている。そして、貯留部４２内の貯留液４１を通過して貯留部４２（導出室４４）内に蓄積された水素が、この導出管３７を介して発電部３０に導入されるようになっている。例えば、本実施形態では、導出管３７は、天地方向における貯留部４２の上端面に接続されている。
【００３０】
この貯留部４２内に貯留されている貯留液４１は、貯留部４２内に供給される水素等の気体と反応しない液体であれば特に限定されず、例えば、本実施形態では、水を用いている。
【００３１】
また、反応室２４と貯留部４２とを繋ぐ供給管２７には、貯留部４２内の貯留液４１の反応室２４への逆流を防止する第１の開閉弁２８が設けられていることが好ましい。例えば、本実施形態では、この第１の開閉弁２８として、反応室２４から貯留部４２への水素の流れのみを許容し貯留部４２から反応室２４への貯留液４１の流れを規制する逆止弁が設けられている。すなわち、反応室２４内が所定の圧力を超えると第１の開閉弁２８が開放され、反応室２４内の水素が供給管２７を介して貯留部４２内に流れ込むようになっている。
【００３２】
なお、本実施形態では、貯留部４２内には気液分離膜４５が設けられており、この気液分離膜４５によって、導出管３７が開口する導出室４４と液体室４３とが分離されている。例えば、本実施形態では、貯留部４２が柱状に形成されており、気液分離膜４５は、貯留部４２の天地方向における上端面近傍に設けられている。これにより、貯留部４２（液体室４３）の貯留液４１が水素と共に発電部３０に導入されるのを防止している。
【００３３】
ここで、気液分離膜４５とは、防水性（撥水性）と通気性とを同時に発揮する膜のことであり、例えば、樹脂材料を延伸すること等によって形成され、直径が０．１〜１０μｍ程度の微細孔を多数有する多孔質樹脂膜からなる。具体的には、例えば、４フッ化エチレン樹脂からなり１（ｃｍ２）あたり数億個という微細孔を有する多孔質膜が挙げられる。
【００３４】
なお、この気液分離膜４５の貯留部４２内の配置は、特に限定されるものではない。例えば、図２に示すように、柱状に形成された貯留部４２の上端部近傍と下端部近傍とにそれぞれ気液分離膜４５を設け、貯留部４２内に複数の導出室４４が設けられるようにしてもよい。また、例えば、図３に示すように、気液分離膜４５によって液体室４３と分離される導出室４４を、四角柱状の貯留部４２の四隅にそれぞれ設け４つの導出室４４が形成されるようにしてもよい。なお、貯留部４２内に複数の導出室４４を形成した場合、各導出室４４に連通する複数の導出管３７を貯留部に接続するようにしてもよいが、例えば、図２に示すように、貯留部４２内に各導出室４４同士を連通する連通管４６を設けるようにしてもよい。また、例えば、図４に示すように、気液分離膜４５によって液体室４３と分離される導出室４４を、柱状の貯留部４２の外周部分に、周方向に亘って連続して設けるようにしてもよい。このように気液分離膜４５を配置して液体室４３と導出室４４とを分離することで、貯留部４２の姿勢に関係なく水素を導出室４４に良好に流れ込ませることができる。
【００３５】
このような構成の燃料電池システムでは、例えば、発電部３０に接続される図示しない外部負荷への給電の要求に基づいて、溶液供給手段２６が作動することによって溶液室２２内の水素発生触媒溶液２１が連続的又は断続的に反応室２４に供給されることで、発電部３０によって発電されて給電される。具体的には、反応室２４に水素発生触媒溶液２１が供給されると、反応室２４内の水素発生物質２３がこの水素発生触媒溶液２１と反応することで水素が発生する。反応室２４内に水素が充満して反応室２４内が所定圧力を超えると供給管２７に設けられた第１の開閉弁２８が開放されて貯留部４２内に水素が供給される。貯留部４２内に供給された水素は、貯留液４１を通過した後、さらに気液分離膜４５を通過して、導出管３７を介し発電部３０のアノード室３６に供給される。これにより発電部３０によって発電されて外部負荷に給電される。
【００３６】
そして、このように発電部３０において発電が開始される前、あるいは発電部３０の出力低下が検出された場合等の所定のタイミングで、発電部３０（アノード室３６）のパージ、すなわち、発電部３０に水素を充填して内部に溜まっている不純ガスを排出する動作が実施される。また、発電部３０に連通している空間にも発電部３０の不純ガスが拡散してしまうため、その空間も発電部３０と同時にパージを行う必要がある。なお、この不純ガスは、例えば、発電部３０のカソード極側から侵入する窒素、酸素などの気体である。
【００３７】
具体的には、上述した発電時と同様に、溶液供給手段２６によって溶液室２２内の水素発生触媒溶液２１が反応室２４に供給することで、発電部３０のアノード室３６に水素を導入する。そして、発電部３０に所定量の水素が導入された状態で排出弁３９を開放して、発電部３０及び発電部３０に連通している空間内の水素と共に不純ガスを外部に排出する。
【００３８】
このため発電部３０に連通する空間が広いと、パージによって外部に放出される水素の量が増大して燃料の利用効率が低下するという問題や、パージに比較的長い時間がかかってしまうという問題が生じてしまう。しかしながら、本発明の構成では、発電部３０（アノード室３６）と水素発生部２０（反応室２４）とが拡散防止部４０を構成する貯留部４２の貯留液４１によって分離されているため、発電部３０と貯留部４２の導出室４４のみをパージすればよい。したがって、パージを行う空間が最小限に抑えられ、パージを行う際に外部に放出される水素の量を少量に抑えることができ、燃料の利用効率が大幅に向上する。また、パージにかかる時間が短縮され、例えば、発電停止時間が短縮されるため、外部負荷に常に良好に電力を供給することができる。
【００３９】
なお、発電部３０と水素発生部２０とを例えば、開閉弁等によって分離することが考えられるが、開閉弁が開放されることで、流れの向きに拘わらず不純ガスが水素発生部２０に拡散してしまう虞がある。
【００４０】
また、本実施形態では、連続発電時に、溶液供給手段２６によって溶液室２２から反応室２４に水素発生触媒溶液２１を供給するようにしたが、例えば、図５に示すように、水素発生部２０を構成する溶液室２２を大気圧またはバネや空気圧等で加圧することで、連続発電時には水素発生触媒溶液２１の反応室２４への供給に動力を要しない、いわゆるパッシブに連続発電が行われる構成とすることも可能である。図５に示す例では、水素発生部２０と拡散防止部４０を構成する貯留部４２とがケース５０内に配置されケース５０内が大気圧以上の圧力となっている。そして、水素発生部２０を構成する溶液室２２の一部が、例えば、蛇腹形状に形成されて伸縮自在な伸縮部５１となっており、この伸縮部５１が伸縮して溶液室２２の容積が変化することで、溶液室２２の内圧も大気圧以上の圧力となる。また、水素発生部２０を構成する溶液室２２と反応室２４とを繋ぐ連結管２５には、供給手段の替わりに、溶液室２２から反応室２４への水素発生触媒溶液２１の流れを許容する第２の開閉弁５２が設けられている。なお、貯留部４２は、図２に示したタイプのものが用いられている。
【００４１】
このような構成では、発電により発電部３０（アノード室３６）内の水素が消費されると、アノード室３６内の圧力が低下し、この圧力低下に伴って貯留部４２及び反応室２４の圧力が低下する。そして、反応室２４と溶液室２２との間に生じた圧力差、すなわち反応室２４内の圧力と溶液室２２内の圧力差によって溶液室２２内の水素発生触媒溶液２１が反応室２４内に供給され、反応室２４で新たに発生した水素が発電部３０に導入される。このような動作を繰り返すことによって、発電部３０で連続的に発電されて所定の出力が確保される。
【００４２】
（実施形態２）
図６は実施形態２に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【００４３】
本実施形態は、貯留部４２の導出室４４の容積を可変とした例である。具体的には、図６に示すように、貯留部４２の導出室４４の部分が、例えば、蛇腹形状に形成されて伸縮自在な容積可変部４７となっている。また、貯留部４２と反応室２４との間に、例えば、電磁弁、電動弁等からなり開閉が制御される第３の開閉弁６０が設けられている以外は、実施形態１と同様である。
【００４４】
このような本実施形態の構成では、導出室４４の容積を減少させた状態で発電部３０のパージを行うことができる。例えば、連続発電動作中に第３の開閉弁６０を閉じると、貯留部４２（導出室４４）内の水素が発電部３０に供給されて発電により消費されることで、導出室４４内の圧力が低下する。そして導出室４４内の圧力低下に伴って容積可変部４７が変形して導出室４４の体積が減少する。すなわち、アノード室３６内の圧力が通常発電時以下で且つ大気圧以上の圧力で縮小動作するように容積可変部４７の外部から加圧しておくことで、第３の開閉弁６０を閉じることによって導出室４４の体積は減少する。
【００４５】
そして、このように導出室４４の容積を減少させた状態で発電部３０のパージを行うことで、実質的に発電部３０のみをパージすればよい。したがって、パージを行う際に外部に放出される水素の量をさらに少量に抑えることができ、燃料の利用効率が大幅に向上する。また、パージにかかる時間、すなわち、発電停止時間もさらに短縮することができる。
【００４６】
なお、容積可変部４７は、伸縮自在に形成されていればよく、例えば、弾性あるいは柔軟性を有する材料等で形成されていてもよい。また本実施形態では、供給管２７に、第１の開閉弁２８と第３の開閉弁６０とを別体として設けるようにしたが、これらは一体となっていてもよい。すなわち、逆止弁としての機能と開閉が制御される制御弁としての機能とを併せ持つ一つの開閉弁を設けるようにしてもよい。
【００４７】
また、このような実施形態２の構成においても、実施形態１の構成と同様に、いわゆるパッシブに発電が行われる構成とすることが可能である。なお、図７に示した構成は、実施形態２に係る燃料電池システムの変形例であり、貯留部４２の導出室４４に対応する部分が容積可変部４７となっている以外は、図５に示した燃料電池システムと同様の構成である。
【００４８】
（実施形態３）
図８は実施形態３に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【００４９】
図８に示すように、本実施形態では、貯留部４２内に、溶液室２２に貯蔵されている水素発生触媒溶液２１が貯留液４１として貯留されている。そして、溶液室２２と貯留部４２とが送液管６１によって接続され、この送液管６１には、貯留部４２内の水素発生触媒溶液である貯留液４１を溶液室２２に送液する、例えば、ポンプ等の送液手段６２が設けられている。
【００５０】
このような本実施形態の構成では、貯留部４２内に水素発生触媒溶液２１である貯留液４１が貯留されている。このため、反応室２４から貯留部４２に供給される水素に未反応の水素発生物質が混入していても、この貯留部４２内で水素発生反応が起こるため、原料をより効率的に利用することができるようになる。また、送液手段６２によって貯留部４２から溶液室２２に、適宜、貯留液４１を送液することができるため、溶液室２２の容積を小さくして水素発生部の小型化を図ることができる。
【００５１】
なお、送液手段６２として、例えば、電磁弁、電動弁あるいは逆止弁等の開閉弁を設けるようにしてもよい。この場合、反応室２４で発生した水素によって貯留部４２内の圧力が所定値以上に上昇した際にこの送液手段６２である開閉弁を開放することで、貯留部４２内の貯留液４１（水素発生触媒溶液２１）が溶液室２２内に送液される。
【００５２】
また、このように貯留部４２から溶液室２２に貯留液４１（水素発生触媒溶液２１）が送液される構成では、溶液室２２は、送液される貯留液４１の量に応じて変形可能に形成されていることが好ましい。例えば、本実施形態では、溶液室２２の一部に、例えば、蛇腹形状に形成されて伸縮変形可能な変形部２９を設けるようにした。この変形部２９は、伸縮変形自在に形成されていればよく、例えば、弾性あるいは柔軟性を有する材料等で形成されていてもよい。
【００５３】
また、このような実施形態３の構成においても、例えば、図９に示すように、いわゆるパッシブに発電が行われる構成とすることが可能である。なお、図９に示した構成は、貯留部４２と溶液室２２とを繋ぐ送液管６１を有すると共に、この送液管６１に、貯留部４２から溶液室２２への貯留液４１の流れを許容する逆止弁からなる送液手段６２が設けられている以外は、図７に示した燃料電池システムと同様の構成である。
【００５４】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、拡散防止手段が、貯留液によって水素発生部と発電部とを分離して水素発生部への不純ガスの拡散を防止するようにしたが、拡散防止手段の構成は、発電部から水素発生部への不純ガスの拡散を防止できる構成であれば、特に限定されるものではない。また、例えば、上述の実施形態では、水素発生部によって水素発生物質と水素発生触媒溶液とを反応させて水素を発生させるタイプを例示して本発明を説明したが、例えば、実施形態１及び２の構成は、水素吸蔵金属を用いて水素を発生させるタイプの燃料電池システムにも採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態１に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【図２】貯留部の変形例の概略を示す正面図及び側面図である。
【図３】貯留部の変形例の概略を示す正面図及び側面図である。
【図４】貯留部の変形例の概略を示す正面図及び側面図である。
【図５】実施形態１に係る燃料電池システムの変形例を示す概略断面図である。
【図６】実施形態２に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【図７】実施形態２に係る燃料電池システムの変形例を示す概略断面図である。
【図８】実施形態３に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【図９】実施形態３に係る燃料電池システムの変形例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  燃料電池システム
２０  水素発生部
２１  水素発生触媒溶液
２２  溶液室
２３  水素発生物質
２４  反応室
２５  連結管
２６  溶液供給手段
２７  供給管
２８  第１の開閉弁
２９  変形部
３０  発電部
３１  カソード極
３３  アノード極
３４  カソードエンドプレート
３５  アノードエンドプレート
３６  アノード室
３７  導出管
３８  接続バルブ
３９  排出弁
４０  拡散防止部
４１  貯留液
４２  貯留部
４３  液体室
４４  導出室
４５  気液分離膜
４６  連通管
４７  容積可変部
５０  ケース
５１  伸縮部
５２  第２の開閉弁
６０  第３の開閉弁
６１  送液管
６２  送液手段
【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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