(57)【要約】【課題】簡易な方法によって必要に応じた発生水素速度を容易に制御できる水素発生装置、及びそのような水素発生装置を用いた発電システムを提供すること。【解決手段】本発明の水素発生装置によれば、水素発生源を含む層を有する帯又は紐状の水素発生源供給材が、移動手段により、長手方向に、水素発生源を含む層を反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触させつつ移動されるので、かかる液体による水素発生源の分解反応によって水素が発生する。ここで、移動手段による水素発生源供給材の移動速度の増減によって、水素発生速度（単位時間あたりの水素発生量）を増減することができるので、水素を利用する機器（例えば、燃料電池）からの水素要求量の変動に応答よく追従させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水、アルコール、又はそれらの混合物である液体を貯留する反応室と、
前記反応室に貯留されている液体による分解反応によって水素を発生する水素発生源を含む層を有する帯又は紐状の水素発生源供給材を、長手方向に、前記水素発生源を含む層を前記反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触させつつ移動させる移動手段と、
前記反応室内で発生した水素を外部へ排出する排出路とを備えていることを特徴とする水素発生装置。
【請求項２】
所定期間内に発生すべき水素の量を取得する水素発生量取得手段と、
その水素発生量取得手段により取得された前記発生すべき水素の量に応じて、前記移動手段による前記水素発生源供給材の移動速度を変更する移動速度変更手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の水素発生装置。
【請求項３】
前記移動手段により移動される前記水素発生源供給材を、前記水素発生源を含む層が前記反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触される前、あるいは、浸漬又は接触されている間に加熱する第１の加熱手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水素発生装置。
【請求項４】
前記移動手段は、前記水素発生源を含む層を前記反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触させた後、前記液体に浸漬又は接触された部分から順に前記液体から引き上げる経路で、前記水素発生源供給材を移動させるものであり、
前記水素発生源を含む層が前記液体から引き上げられた後に、前記水素発生源供給材を加熱する第２の加熱手段を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水素発生装置。
【請求項５】
前記水素発生源供給材は、前記水素発生源を含む層における外環境に露出される部分を覆う気体不透過性の層をさらに有し、
その気体不透過性の層は、前記反応室に貯留されている液体に対して可溶性の材料から形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の水素発生装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の水素発生装置と、
その水素発生装置によって発生された水素を燃料ガスとし、該燃料ガスと酸素との電気化学反応を利用して起電力を得る燃料電池とを備えていることを特徴とする発電システム。
【請求項７】
前記水素発生装置は、
前記燃料電池に掛かる負荷量を取得する負荷量取得手段と、
その負荷量取得手段により取得された負荷量に基づいて、所定期間内に発生すべき水素の量を取得する水素発生量取得手段と、
その水素発生量取得手段により取得された前記発生すべき水素の量に応じて、前記移動手段によって移動される前記水素発生源供給材の移動速度を変更する移動速度変更手段とを備えていることを特徴とする請求項６記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素発生装置及び発電システムに関し、特に、水素発生量を容易に制御し得る水素発生装置及びそのような水素発生装置を用いた発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素と酸素との電気化学反応によって起電力を得る燃料電池は、発電効率が高く、大気汚染や騒音などの環境負荷が比較的少ないことから、省エネルギーかつクリーンな発電システムとして注目されている。かかる燃料電池へは、反応物として水素及び酸素の供給が必要となるが、酸素が空気によって通常賄われるのに対して、水素の供給方法としては種々の方法が提案されている。
【０００３】
水素の供給方法の１つとして、水素源としての金属水素化物の加水分解反応により発生する水素を供給する方法が知られている。かかる加水分解反応は常温に近い比較的低い温度であっても急速に進行する、即ち、加熱によるエネルギー消費が少なくてすむので、エネルギー効率が向上する。そのため、かかる加水分解反応を利用する水素供給方法は、近年において注目されている。
【０００４】
その一方で、金属水素化物の加水分解反応は、常温に近い比較的低い温度であっても急速に進行するという利点を有する反面、水素発生量の制御が困難であるという問題がある。金属水素化物の加水分解反応を利用する従来の水素供給方法において、水素発生量の制御は、金属水素化物への水の供給量及び供給速度を変化させることによって行なわれる。しかし、水の供給量や供給速度を変化させて行なわれる水素発生速度の制御は、水素を利用する機器から要求される水素量（水素要求量）が随時変化する場合において追従性が悪く、特に、水素要求量がゼロとなった場合であっても水素の発生を急に止めることができない。
【０００５】
ところで、燃料電池はその都度の負荷電力に応じた負荷追従性が要求されるため、かかる要求を満たすべく技術開発が進められており、いくつかの提案がなされている。例えば、特開２００２−１５４８０２号公報（特許文献１）には、内部に金属水素化物の固まりを保持させた反応器を複数配設し、水素要求量に応じて決定された数の反応器に対応する電磁弁を開放して水蒸気を流入させることによって水素発生量を必要に応じて制御できる水素ガス生成装置が記載されている。
【０００６】
また、特開２００２−１３７９０３号公報（特許文献２）には、反応器内において金属水素化物を微粉化する機構を設け、かかる機構によって微粉化された金属水素化物を、水蒸気が充満した反応器内に拡散させて粉塵爆発させることによって水素を得る水素ガス生成装置が記載されている。なお、特許文献２には、予め微粉化された金属水素化物を噴射する態様をとることも可能であることも記載されている。かかる方法によれば、微粉化された金属水素化物の量を制御することによって、水素発生量を必要に応じて制御することが可能である。
【特許文献１】特開２００２−１５４８０２号公報（図１及び図２など）
【特許文献２】特開２００２−１３７９０３号公報（図３など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載される水素ガス生成装置は、複数の反応器や反応器毎に設置される複数の電磁弁など装置構成が複雑になるばかりか、各電磁弁の開閉にかかわる制御などの制御機構が複雑化されるので、装置の製造コストが増大するという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載されるように反応器内において金属水素化物を微粉化する機構を設けた水素ガス生成装置には、装置構成が複雑化されるために装置の製造コストが増大するという問題点があった。一方、予め微粉化された金属水素化物を噴射する態様をとる場合には、微粉化された金属水素化物は供給経路や供給ポンプなど装置内に詰まり易いので、その取り扱いが煩雑であるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、簡易な方法によって必要に応じた発生水素速度を容易に制御できる水素発生装置、及びそのような水素発生装置を用いた発電システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、請求項１記載の水素発生装置は、水、アルコール、又はそれらの混合物である液体を貯留する反応室と、前記反応室に貯留されている液体による分解反応によって水素を発生する水素発生源を含む層を有する帯又は紐状の水素発生源供給材を、長手方向に、前記水素発生源を含む層を前記反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触させつつ移動させる移動手段と、前記反応室内で発生した水素を外部へ排出する排出路とを備えている。
【００１１】
請求項２記載の水素発生装置は、請求項１記載の水素発生装置において、所定期間内に発生すべき水素の量を取得する水素発生量取得手段と、その水素発生量取得手段により取得された前記発生すべき水素の量に応じて、前記移動手段による前記水素発生源供給材の移動速度を変更する移動速度変更手段とを備えている。
【００１２】
請求項３記載の水素発生装置は、請求項１又は２に記載の水素発生装置において、前記移動手段により移動される前記水素発生源供給材を、前記水素発生源を含む層が前記反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触される前、あるいは、浸漬又は接触されている間に加熱する第１の加熱手段を備えている。
【００１３】
請求項４記載の水素発生装置は、請求項１から３のいずれかに記載の水素発生装置において、前記移動手段は、前記水素発生源を含む層を前記反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触させた後、前記液体に浸漬又は接触された部分から順に前記液体から引き上げる経路で、前記水素発生源供給材を移動させるものであり、前記水素発生源を含む層が前記液体から引き上げられた後に、前記水素発生源供給材を加熱する第２の加熱手段を備えている。
【００１４】
請求項５記載の水素発生装置は、請求項１から４のいずれかに記載の水素発生装置において、前記水素発生源供給材は、前記水素発生源を含む層における外環境に露出される部分を覆う気体不透過性の層をさらに有し、その気体不透過性の層は、前記反応室に貯留されている液体に対して可溶性の材料から形成されている。
【００１５】
請求項６記載の発電システムは、請求項１から５のいずれかに記載の水素発生装置と、その水素発生装置によって発生された水素を燃料ガスとし、該燃料ガスと酸素との電気化学反応を利用して起電力を得る燃料電池とを備えている。
【００１６】
請求項７記載の発電システムは、請求項６記載の発電システムにおいて、前記水素発生装置は、前記燃料電池に掛かる負荷量を取得する負荷量取得手段と、その負荷量取得手段により取得された負荷量に基づいて、所定期間内に発生すべき水素の量を取得する水素発生量取得手段と、その水素発生量取得手段により取得された前記発生すべき水素の量に応じて、前記移動手段によって移動される前記水素発生源供給材の移動速度を変更する移動速度変更手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の水素発生装置によれば、反応室には、水、アルコール、又はそれらの混合物である液体が貯留されており、かかる反応室において、その反応室に貯留されている液体による分解反応によって水素を発生する水素発生源を含む層を有する帯又は紐状の水素発生源供給材が、移動手段により、長手方向に、水素発生源を含む層を反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触させつつ移動される。すると、水素発生源を含む層が反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触されたことにより、該液体による分解反応（例えば、加水分解反応）が生じ、その結果、水素が発生する。このように反応室内にて発生した水素は、排出路から外部へ排出される。
【００１８】
よって、帯状又は紐状の水素発生源供給材を移動手段によって連続移動させることにより、連続的に水素を発生させることができる。ここで、水素発生源供給材における単位長さあたりの水素発生源を含む層に含まれる水素発生源の量に応じて発生する水素量が決まるので、水素発生源供給材における単位長さあたりの水素発生源を含む層に含まれる水素発生源の量を規定することにより、水素発生源供給材が単位長さあたりに発生する水素量を規定することができる。例えば、水素発生源供給材における単位長さあたりの水素発生源を含む層に含まれる水素発生源の量を略一定とすることにより、水素発生源供給材における単位長さあたりの水素発生量を略一定にすることができる。
【００１９】
さらに、移動手段によって移動される水素発生源供給材の移動速度が速いほど、反応室に貯留される液体と単位時間当たりに接触する水素発生源を含む層の長さは増大するので、水素の発生速度も速まる。即ち、移動手段による水素発生源供給材の移動速度の増減によって、水素発生速度（単位時間あたりの水素発生量）を増減することができるので、水素を利用する機器（例えば、燃料電池）からの水素要求量の変動に応答よく追従させることができる。
【００２０】
例えば、水素を利用する機器からの水素要求量が増大した場合には、移動手段による水素発生源供給材の移動速度を上げればよく、水素を利用する機器からの水素要求量が減少した場合には、移動手段による水素発生源供給材の移動速度を下げればよい。よって、水素発生速度（又は、水素発生量）の増減は容易な制御によって実現できる。即ち、容易な制御によって水素要求量に対する追従を行うことができる。
【００２１】
また、水素発生源供給材を用いて水素を発生させる場合、水素発生源を含む層が反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触されると水素の発生が開始されるが、該液体に浸漬又は接触された水素発生源を含む層に含まれている水素発生源の分解反応の終了と共に終了する。よって、移動手段による水素発生源供給材の移動速度をゼロにする（即ち、移動を停止する）ことにより、水素の発生を停止することができる。従って、水素を利用する機器からの水素要求量がゼロになった場合には、水素発生源供給材の移動を停止すれば水素の発生を停止させることができるので、水素要求量がゼロになった場合であっても連続運転させることができる。
【００２２】
このように、請求項１記載の水素発生装置によれば、連続運転したまま、水素発生量を、水素を利用する機器からの水素要求量の変動に対し応答よく追従させることができるという効果がある。また、水素要求量に対する優れた追従性を有するにもかかわらず、従来のように反応室を複数設ける必要はなく、装置構成や制御機構の複雑化による装置コストの高騰を抑制できるという効果がある。
【００２３】
また、請求項１記載の水素発生装置によれば、水素発生源が粒状形態で使用されないので、装置内における水素発生源の詰まりの発生を抑制することができる。よって、詰まりによる故障が防止されると共に、装置管理が容易な水素発生装置を提供することができるという効果がある。
【００２４】
請求項２記載の水素発生装置によれば、請求項１記載の水素発生装置の奏する効果に加えて、次の効果を奏する。所定期間内に発生すべき水素の量が水素発生量取得手段によって取得されると、そのように取得された発生すべき水素の量に応じて、移動手段による水素発生源供給材の移動速度が、移動速度変更手段によって変更される。
【００２５】
よって、所定期間内に発生すべき水素の量を発生することができる量の移動速度で水素発生源供給材が移動されるので、水素要求量の変動に対する追従性に優れるという効果がある。
【００２６】
請求項３記載の水素発生装置によれば、請求項１又は２に記載の水素発生装置の奏する効果に加えて、次の効果を奏する。移動手段により移動される前記水素発生源供給材は、第１の加熱手段によって、水素発生源を含む層が反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触される前に加熱される。よって、水素発生源供給材における水素発生源を含む層は、温められた状態で反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触されるので、水素発生源の分解反応が促進され、水素発生速度を速めることができるという効果がある。
【００２７】
あるいは、請求項３記載の水素発生装置によれば、移動手段により移動される前記水素発生源供給材は、第１の加熱手段によって、水素発生源を含む層が反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触されている間に加熱されるので、かかる液体の液温、特に、液体に浸漬又は接触されている水素発生源を含む層の近傍の液温が上昇し、水素発生源の分解反応が促進され、水素発生速度を速めることができるという効果がある。
【００２８】
請求項４記載の水素発生装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の水素発生装置の奏する効果に加えて、次の効果を奏する。水素発生源供給材は、水素発生源を含む層が反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触されてから引き上げられた後に、第２の加熱手段により加熱されるので、水素発生源供給材を乾燥することができる。
【００２９】
水素発生源は、反応室に貯留されている液体によって分解されることによって水素を発生するので、第２の加熱手段による加熱によって水素発生源供給材が乾燥されると、その乾燥された部分における水素発生源の分解反応が停止し、その結果、かかる部分からの水素の発生を停止することができるという効果がある。よって、例えば、水素発生装置が、反応室に貯留される液体から引き上げられた水素発生源供給材が別室にて回収する構成とされた場合に、水素発生源供給材が、未反応の水素発生源を残したまま、反応室に貯留される液体から引き上げられることがあったとしても、水素発生源供給材が第２の加熱手段による加熱の結果、かかる別室が水素で満たされることを抑制することができるので、水素発生装置の安全性が向上される。
【００３０】
請求項５記載の水素発生装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の水素発生装置の奏する効果に加えて、次の効果を奏する。水素発生源供給材の水素発生源を含む層における外環境に露出される部分は、反応室に貯留されている液体に対して可溶性の材料から形成されている気体不透過性の層によって覆われているので、かかる気体不透過性の層の存在によって、この気体不透過性の層が反応室に貯留されている液体によって溶解される前に、水素発生源を含む層（即ち、水素発生源）と酸素や水蒸気などの気体との接触を抑制する。よって、水素発生源の活性を、分解反応に供される前に酸素や水蒸気との接触によって劣化させることを抑制できるという効果がある。
【００３１】
請求項６記載の発電システムによれば、請求項１から５のいずれかに記載の水素発生装置によって発生された水素を燃料ガスとする燃料電池において、該燃料ガスと酸素との電気化学反応を利用して起電力を得る。よって、請求項１から５のいずれかに記載の水素発生装置の奏する効果と同様の効果を奏する。
【００３２】
特に、請求項１から５のいずれかに記載の水素発生装置は、水素発生量を、燃料電池からの水素要求量の変動に対し応答よく追従させることができるので、燃料電池の発電量を負荷電力に応答よく追従させることができる発電システムを提供し得るという効果がある。なお、特許請求の範囲及び明細書中において、用語「燃料電池」は、単セルの燃料電池に限定されることを意図するものではなく、複数のセルが電気的に接続された燃料電池スタックも含むことを意図している。
【００３３】
請求項７記載の発電システムによれば、請求項６記載の発電システムの奏する効果に加えて、次の効果を奏する。かかる発電システムにおける水素発生装置では、燃料電池に掛かる負荷量が負荷量取得手段により取得されると、その負荷量取得手段により取得された負荷量に基づいて、所定期間内に発生すべき水素の量が水素発生量取得手段によって取得される。水素発生量取得手段によって発生すべき水素の量が取得されると、かかる発生すべき水素の量に応じて、移動手段による水素発生源供給材の移動速度が、移動速度変更手段によって変更される。
【００３４】
よって、請求項８記載の発電システムによれば、水素発生装置が、燃料電池に掛かる負荷量に応じて所定期間内に発生すべき水素の量を発生することができる移動速度で、水素発生源を含む層を、反応室に貯留されている液体に浸漬又は接触させつつ移動させるので、燃料電池に掛かる負荷量に応じた水素量を発生して供給することができる。即ち、水素発生装置は、燃料電池からの水素要求量に対する優れた追従性を有しており、その結果として、燃料電池の発電量を負荷電力に応答よく追従させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の水素発生装置１０を有する発電システム１００を示す模式図であり、図２は、発電システム１００における反応装置６０の拡大図であり、図３（ａ）は、水素供給テープ８２が巻回されたロール８１を示す模式図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＥ部の部分拡大図である。なお、図１における矢印Ａ−Ｂは、水素発生装置１０における反応装置６０の上下方向を示すものであり、矢印Ａ方向が上側を示し、矢印Ｂ方向が下側を示している。
【００３６】
図１に示すように、発電システム１００は、水素発生装置１０と、水素発生装置１０における反応装置６０へ供給する水を貯える水タンク２０と、水素発生装置１０における反応装置６０から供給された水素とブロア（図示せず）によって取り込まれた空気（酸素）との電気化学反応によって起電力を得る燃料電池３０とを備えている。
【００３７】
水素発生装置１０は、燃料電池３０で使用される燃料ガスとしての水素を化学的に生成し、燃料電池３０へ供給する装置である。なお、本実施形態の水素発生装置１０では、加水分解反応によって水素を発生する物質（水素発生源）を水中へ投入する方式を採用している。この水素発生装置１０は、図１に示すように、反応装置６０と、その反応装置６０を制御する制御ユニット５０とを備えている。
【００３８】
反応装置６０は、水素発生源と水とを反応させて水素を生成する装置であり、図１及び図２に示すように、水素発生源貯蔵室６１と、貯蔵室１２の下側（矢印Ｂ方向）に隣接する反応室６２とを備えている。
【００３９】
水素発生源貯蔵室６１は、水素発生源を貯蔵する室である。本実施形態では、水素発生源は、帯状（テープ状）の基材層８２ａ（図３（ｂ）参照）に積層された水素供給テープ８２が巻回されたロール８１として、水素発生源貯蔵室６１内に着脱可能に収納（貯蔵）されている。
【００４０】
ここで、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、上述した水素供給テープ８２について説明する。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す水素供給テープ８２は、未使用（反応前の）水素供給テープ８２である。
【００４１】
図３（ｂ）に示すように、本実施形態の水素発生装置１０で使用される水素供給テープ８２は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの合成樹脂製フィルムから形成される基材層８２ａと、その基材層８２ａに隣接して形成される水素発生源層８２ｂと、その水素発生源層８２ｂにおける基材層８２ａとは反対側の面を覆うガスバリア層８２ｃとから構成される帯状の積層体である。かかる積層体である水素供給テープ８２は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、基材層８２ａが内側を向くようにロール状に巻回されてロール８１とされている。
【００４２】
水素発生源層８２ｂは、水素発生源とバインダーとの混合物から構成される層である。ここで、水素発生源層８２ｂに含まれる水素発生源としては、加水分解反応によって水素を発生する種々の水素発生源を使用できる。例えば、活性化されたアルミニウム微粒子（以下、「活性アルミ微粒子」と称する）や、アルミニウム、ナトリウムなどの金属や、水素化リチウム（ＬｉＨ）、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、水素化カリウム（ＫＨ）などのアルカリ金属水素化物や、水素化マグネシウム（ＭｇＨ２）、水素化カルシウム（ＣａＨ２）、水素化ストロンチウム（ＳｒＨ２）、水素化バリウム（ＢａＨ２）などのアルカリ土類金属水素化物や、水素化アルミニウム（ＡｌＨ３）などの共有系水素化物や、水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ４）、水素化ホウ素リチウム（ＬｉＢＨ４）、水素化アルミニウムナトリウム（ＮａＡｌＨ４）、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）、水素化アルミニウムカリウム（ＫＡｌＨ４）、水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ４）、水素化ホウ素マグネシウム（Ｍｇ（ＢＨ４）２）、水素化ホウ素カルシウム（Ｃａ（ＢＨ４）２）、水素化ホウ素ストロンチウム（Ｓｒ（ＢＨ４）２）、水素化ホウ素バリウム（Ｂａ（ＢＨ４）２）、水素化ホウ素鉄（Ｆｅ（ＢＨ４）４）などの錯金属水素化物などを、水素発生源Ｘとして使用することができる。なお、水素発生源層８２ｂに含まれる水素発生源は、１種類の水素発生源であることに限定されず、２種類以上の水素発生源を混合したものであってもよい。
【００４３】
本実施形態では、水素発生源Ｘとして、活性アルミ微粒子を使用した。活性アルミ微粒子は、水素発生効率が良く、安価で環境に優しい物質であるので、水素発生源Ｘとして使用するに好適な物質である。かかる活性アルミ微粒子は、粉砕されたアルミニウム又はアルミニウム合金の微粒子（粒子径５〜２０μｍ程度）内に微小なクラックを発生させた後、熱処理に供してクラック内にＡｌＨ２及びＡｌＯを生成させて活性化させたものであり、例えば、特開２００６−６３４０５に記載される方法によって製造することができる。
【００４４】
なお、水素供給テープ８２において、水素発生源層８２ｂが略一定の厚さで形成されていれば、水素供給テープ８２における単位長さあたりの水素発生量を一定にすることができる。この場合、水温などの反応環境が一定である場合には、水に浸漬させる水素供給テープ８２の長さに応じて水素発生量を増減させることができる。また、水素供給テープ８２における単位長さあたりの水素発生量は、水素発生源層８２ｂに含まれる水素発生源の種類や含量に応じて異なるので、本実施形態では、説明が煩雑になることを防ぐ目的で、活性アルミ微粒子が略均一に含まれる水素発生源層８２ｂが基材層８２ａ上に略一定の厚さで形成されている水素供給テープ８２を使用した。即ち、本実施形態では、単位長さあたりの水素発生量が一定である水素供給テープ８２を使用した。
【００４５】
また、水素供給テープ８２（水素発生源層８２ｂ）における単位長さあたりの水素発生源含量を比較的少量にすることによって、水素発生量の微調整を可能にすると共に、発生した水素を停止する際のタイムラグを短くすることができる。
【００４６】
ガスバリア層８２ｃは、水溶性材料（例えば、ゼラチン、アラビアゴム、シクロデキストリン、メチルセルロースなど）から形成された水溶性であると共に、所定レベル以上の気体不透過性を有する層である。
【００４７】
詳細は後述するが、水素発生装置１０は、水素供給テープ８２を反応室６２（図１及び図２参照）内にて水Ｗ中を移動させることによって、水素を発生するように構成されているが、ガスバリア層８２ｃの存在によって、水に曝される（接触又は浸漬）前に、水素供給テープ８２における水素発生源層８２ｂと空気中の酸素や水蒸気との接触が抑制される。その結果、かかる水素発生源層８２ｂに含まれる水素発生源の活性を、加水分解反応に供される前に劣化させることを抑制する。
【００４８】
再度、図１及び図２に戻って説明する。水素発生源貯蔵室６１には、反応室６２を通過した使用済みの水素供給テープ８２を回収する室を兼ねており、使用済みの水素供給テープ８２を巻回するための巻取ローラ６４を備えている。
【００４９】
この巻取ローラ６４は、図示されないモータによって矢印Ｘ方向に回動される構成とされている。かかる巻取ローラ６４が矢印Ｘ方向に回動されることによって、その先端が巻取ローラ６４に固定された水素供給テープ８２は、ロール８１から矢印Ｘａの方向に引き出される。ロール８１から引き出された水素供給テープ８２は、開口部６７を介して反応室６２内へ案内され、反応室６２内にて水Ｗ中を矢印Ｘｂ方向に移動した後、開口部６３を介して水素発生源貯蔵室６１に案内される。このように水素発生源貯蔵室６１に戻された使用済みの水素供給テープ８２は、巻取ローラ６４に巻回され、最終的に回収ロール８４として巻取ローラ６４から取り外して廃棄することができる。
【００５０】
水素発生源貯蔵室６１は、ロール８１から引き出された水素供給テープ８２を開口部６７へ案内する２つの案内ローラ６８ａ，６８ｂを備えており、これらの２つの案内ローラ６８ａ，６８ｂは、いずれも、軸周りに自由回転可能に構成されており、ロール８１から引き出された水素供給テープ８２を挟持し、開口部６７へ案内する。
【００５１】
また、これらの案内ローラ６８ａ，６８ｂは、水素発生源貯蔵室６１の底面Ｆに接するように取り付けられている。ここで、案内ローラ６８ａ，６８ｂの各表面にはグリースが塗布されているので、これらの案内ローラ６８ａ，６８ｂによって、反応室１４内に充満する水蒸気（湿気）が、開口部６７から、水素発生源貯蔵室１２へ流入することを防止することができる。
【００５２】
水素発生源は、加水分解する物質であるため、湿気（水分）との接触によってその活性が劣化するが、本実施形態の反応装置６０（水素発生装置１０の一部）によれば、表面にグリースが塗布された案内ローラ６８ａ，６８ｂによって、水素発生源貯蔵室１２への水蒸気の流入が防止されるので、水素発生源貯蔵室１２内に貯蔵される未使用の水素供給テープ８２の活性が水蒸気によって劣化されることを防止できる。
【００５３】
水素発生源貯蔵室６１はまた、開口部６３の近傍に案内ローラ６５を備えている。この案内ローラ６５は、軸周りに自由回転可能に構成されており、開口部６３を介して反応室６２から導入された使用済みの水素供給テープ８２を巻取ローラ６４へ案内する。
【００５４】
この案内ローラ６５及び上述した巻取ローラ６４は、図２に示すように、交流電源７６に接続された回路７７に抵抗として組み込まれており、交流電源７６から印加される電圧によって通電加熱されるように構成されている。なお、案内ローラ６５及び巻取ローラ６４は、その内部に、交流電源７６から印加される電圧によって通電加熱される発熱体を通し、かかる発熱体の発熱によって加熱される構成であってもよい。
【００５５】
よって、反応室６２から水素発生源貯蔵室６１へ導入された使用済みの水素供給テープ８２は、案内ローラ６５及び巻取ローラ６４によって加熱されるので、反応室６２内にて水Ｗに曝されたことによって付着していた水分が蒸発されて乾燥される。水素発生源は、水による加水分解によって水素を発生するので、水素供給テープ８２が乾燥された状態となることによって加水分解反応が停止し、その結果として、その乾燥された部分からの水素の発生を停止する。
【００５６】
このように、通電加熱される案内ローラ６５及び巻取ローラ６４が水素発生源貯蔵室６１に設けられていることによって、使用済みの水素供給テープ８２に未反応の水素発生源を含む水素発生源層８２ｂが残存していたとしても、残存する水素発生源層８２ｂからの水素の発生を停止することができる。その結果、水素発生源貯蔵室６１内に水素が充満されることを最低限に抑制することができ、反応装置６０延いては水素発生装置１０の安全性を向上させることができる。
【００５７】
また、水素発生源貯蔵室６１には、燃料電池３０に連通する水素供給管３３が接続されており、かかる水素供給管３３によって、水素発生源貯蔵室６１内にて使用済みの水素供給テープ８２から発生した水素を燃料電池３０へ導出することができる。よって、水素発生源貯蔵室６１内における水素の充満が抑制されて水素発生装置１０の安全性を向上させることができると共に、水素発生源貯蔵室６１内にて発生した水素を有効利用することができる。なお、水素供給管３３には、気液分離膜７２が配設されており、この気液分離膜７２を通過させることによって、水素と共に液体水が燃料電池３０へ流入することを防止する。
【００５８】
なお、水素発生源貯蔵室６１内に脱酸素剤や乾燥剤を配置するように構成してもよい。水素発生源貯蔵室６１内に脱酸素剤を配置することによって、水素発生源貯蔵室６１内の酸素が除去され、酸素による水素供給テープ８２の活性の劣化を防止することができる。また、水素発生源貯蔵室６１内に乾燥剤を配置することによって、水素発生源貯蔵室６１内の湿気（水分）が除去され、湿気による水素供給テープ８２の活性の劣化を防止することができる。
【００５９】
反応室６２は、その内部にて水素供給テープ８２に含まれる水素発生源を加水分解反応に供して水素を発生させる室である。図１及び図２に示すように、反応室６２には、水供給管２２が接続されている。かかる水供給管２２を介して、水タンク２０から給水ポンプ２１によって取水された水（Ｈ２Ｏ）Ｗが反応室６２内へ流入される。水供給管２２から流入された水Ｗは、反応室６２の底部に貯留される。
【００６０】
反応室６２は、図１及び図２に示すように、底部に貯留された水Ｗの水位より下、即ち、水Ｗ中には、水素発生源貯蔵室６１から反応室６２内へ導入された水素供給テープ８２を水Ｗ中にて移動させるための案内ローラ６６，６７を備えている。これらの２つの案内ローラ６６，６７は、いずれも、軸周りに自由回転可能に構成されている。
【００６１】
図１及び図２に示すように、水素発生源貯蔵室６１から反応室６２内へ導入された水素供給テープ８２は、まず、案内ローラ６６によって、移動方向が水面に略平行な向きとなるように案内され、次いで、案内ローラ６７によって、移動方向が水面を向くように案内される。従って、水素供給テープ８２は、これらの案内ローラ６６，６７による案内によって、水Ｗ中に浸漬された後、かかる水Ｗから引き上げられる経路で移動する。
【００６２】
案内ローラ６６，６７によって、水素供給テープ８２が水Ｗに浸漬される経路で移動されると、水Ｗ中にて、水素供給テープ８２における一方の表層である水溶性のガスバリア層８２ｃが溶解されるので、水素発生源層８２ｂが水Ｗに露出する。その結果、水素発生源層８２ｂに含まれる水素発生源が加水分解反応に供され、水素が発生する。
【００６３】
なお、これらの案内ローラ６６，６７は、図２に示すように、交流電源７８に接続された回路７９に抵抗として組み込まれており、交流電源７８から印加される電圧によって通電加熱されるように構成されている。なお、案内ローラ６６，６７は、その内部に、交流電源７８から印加される電圧によって通電加熱される発熱体を通し、かかる発熱体の発熱によって加熱される構成であってもよい。あるいは、これらの案内ローラ６６，６７を電極とし、回路７９を電解質として水が介在された回路に形成して行う通電加熱であってもよい。
【００６４】
これらの案内ローラ６６，６７が通電加熱されると、反応室６２に貯留される水Ｗの水温が上昇するので、かかる水Ｗ中での水素発生源の加水分解反応が促進され、水素発生速度を速めることができる。また、加熱された案内ローラ６６，６７による接触直後の水素供給テープ８２は、水素供給テープ８２が温められたことにより水素発生源層８２ｂの近傍の液温が高くなるので、水素発生速度を有効に上昇させることができる。
【００６５】
これらの案内ローラ６６，６７の下方（図１における矢印Ｂ方向）には、案内ローラ６６と案内ローラ６７との間を移動する水素供給テープ８２と接触する位置に、粗い凹凸表面を有するスポンジ８３が設置されている。なお、図２では、スポンジ８３と水素供給テープ８２とを区別可能にする目的で、スポンジ８３と水素供給テープ８２との間に隙間を設けて図示している。
【００６６】
上述した通り、ロール８１は、ガスバリア層８２ｃが外側を向くように水素供給テープ８２を巻回したもの（図３参照）であるので、水Ｗ中への浸漬によってガスバリア層８２ｃが溶解されると、水素発生源層８２ｂがスポンジ８３に対向する層として露出される。即ち、水Ｗ中における水素供給テープ８２とスポンジ８３との接触は、水素発生源層８２ｂとスポンジ８３との接触であり、かかる接触によって、水素発生源層８２ｂが断片化されて基材層８２ａから剥離される。
【００６７】
よって、水素発生源層８２ｂが水素供給テープ８２から剥離されることにより、水素供給テープ８２が、未反応の水素発生源層８２ｂを残したまま、水素発生源供給室６１へ戻されることが抑制される。その結果、水素発生源貯蔵室６１内における水素の充満が抑制されて水素発生装置１０の安全性を向上させることができる。また、水素発生源層８２ｂが断片化されることにより、水素発生源と水との接触面積が増大するので、水素発生源の反応効率を向上させることができる。
【００６８】
また、反応室６２の天面Ｃには、開口部６３に連通する開口（図示せず）を有する水素発生源除去部７５が設けられている。この水素発生源除去部７５における開口（図示せず）の入口（反応室６２側）は、かかる開口を通過する水素供給テープ８２における少なくとも水素発生源層８２ｂ側の表面が接触する形状に構成されている。
【００６９】
かかる形状によって、水素発生源除去部７５における開口の入口において、水素供給テープ８２における水素発生源層８２ｂ側の表面が水素発生源除去部７５と接触し、水素供給テープ８２に残存する未反応の水素発生源層８２ｂが断片化されて基材層８２ａから剥離され、貯留される水Ｗへ向かって脱落する。よって、水素供給テープ８２が、未反応の水素発生源層８２ｂを残したまま、水素発生源供給室６１へ戻されることが抑制される。
【００７０】
また、反応室６２には、燃料電池３０に連通する水素供給管３１が接続されており、水素発生源の加水分解反応の結果として反応室６２内にて発生した水素が、かかる水素供給管３１を経由して燃料電池３０へ供給される。なお、水素供給管３１には、気液分離膜７１が配設されており、この気液分離膜７１を通過させることによって、水素と共に液体水が燃料電池３０へ流入することを防止する。
【００７１】
制御ユニット５０は、水素発生装置１０における反応装置６０の制御を行うものである。なお、図１では、この制御ユニット５０が、その電気的構成を示すブロック図として図示されている。図１に示すように、制御ユニット５０は、中央演算処理装置であるＣＰＵ５１と、ＣＰＵ５１により実行される制御プログラムや固定値データ等を格納した書き換え不能な不揮発性のメモリであるＲＯＭ５２と、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するＲＡＭ５３とを備え、これらはバスライン５４を介して入出力ポート５５に接続されている。
【００７２】
入出力ポート５５は、反応装置６０の巻取ローラ６４を駆動するモータ（図示せず）に接続されており、かかるモータに対し、巻取ローラ６４による水素供給テープ８２の巻き取り速度を指示する信号を必要に応じて出力するよう構成されている。また、入出力ポート５５は、燃料電池３０から供給される電力によって駆動される負荷２００（例えば、駆動モータ）へ負荷を入力する図示されない各部（例えば、駆動モータへ負荷を入力するアクセルなど）に接続されており、負荷２００へ負荷を入力する各部に負荷が入力（負荷入力）された場合には、その入力値が制御ユニット５０へ入力されるように構成されている。
【００７３】
詳細な制御内容は後述するが、制御ユニット５０は、負荷２００へ負荷を入力する各部（図示せず）に負荷が入力されると、その入力値に基づいて燃料電池３０に掛かる負荷量を推測し、推測された負荷量に対応する電力を発電するために燃料電池３０が必要とする水素量（水素要求量）を求め、かかる水素要求量に応じた水素が発生されるよう、水Ｗ中での水素供給テープ８２の移動速度を達成するべく、巻取ローラ６４による水素供給テープ８２の巻き取り速度を決定する。かかる巻き取り速度が決定されると、制御ユニット５０は、巻取ローラ６４を駆動するモータ（図示せず）に対し、決定された巻き取り速度を指示する。
【００７４】
燃料電池３０は、水素と酸素との電気化学反応によって起電力を得るものであり、本実施形態では、固体高分子膜を電解質として用いる固体高分子型燃料電池を用いた。なお、リン酸型燃料電池など、種々のタイプの燃料電池を燃料電池３０として適用可能である。
【００７５】
上述のように水素発生装置１０における反応装置６０にて発生された水素は、水素供給管３１によって、燃料ガスとして燃料電池３０のアノード（図示せず）に供給される。一方で、ブロア（図示せず）によって取り込まれた空気（酸素）は、酸化ガス供給路３２によって、酸化ガスとして燃料電池３０のカソード（図示せず）に供給される。燃料電池３０は、アノードに供給された水素と、カソードに供給された空気（酸素）との電気化学反応によって起電力を得、生じた電流Ｉ（電力）を駆動モータなどの負荷２００へ供給する。
【００７６】
次に、図４を参照して、上記のように構成される本実施形態の発電システム１００において、燃料電池３０の負荷変動に応じた量の水素が発生されるように水素発生装置１０における反応装置６０を制御する処理（負荷追従制御処理）について説明する。図４は、水素発生装置１０の制御ユニット５０（ＣＰＵ５１）により実行される負荷追従制御処理を示すフローチャートである。
【００７７】
この負荷追従制御処理は、水素供給装置１０のメインスイッチ（図示せず）がオンされた結果として、水素供給装置１０に電源が投入されると起動する処理であり、電源が投入されている間、ＣＰＵ５１により繰り返し実行される。
【００７８】
図３に示すように、この負荷追従制御処理は、まず、負荷２００へ負荷を入力する各部（図示せず）に負荷入力があるか、例えば、アクセル入力があるかを確認する（Ｓ１）。Ｓ３の処理により確認した結果、負荷入力がある場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、負荷入力の入力値（例えば、アクセル開度）に基づいて、燃料電池３０が必要とする水素量（水素要求量）を求める（Ｓ２）。即ち、負荷入力の入力値に基づいて、燃料電池３０に掛かる負荷量を推測することができるので、Ｓ２では、負荷入力の入力値から推測された負荷量に対応する電力を燃料電池３０にて発電するために必要な水素量を取得する。
【００７９】
Ｓ２の処理後、得られた水素要求量に基づいて、所定期間（例えば、１分）内に水素要求量に相当する水素量を発生するための水素供給テープ８２の移動速度を決定する（Ｓ３）。
【００８０】
Ｓ３の処理後、巻取ローラ６４を駆動するモータ（図示せず）に対し、決定された移動速度に対応する巻取ローラ６４の巻き取り速度を指示し、かかる巻取速度での水素供給テープ８２の巻き取りを開始する（Ｓ４）。Ｓ４の処理の結果、水素供給テープ８２は、Ｓ３の処理によって決定された移動速度で移動し、反応室６２内にて水素発生源の加水分解反応による水素の発生が開始される。
【００８１】
Ｓ４の処理後、水素供給テープ８２の移動開始から所定期間が経過したかを確認し（Ｓ５）、所定期間が経過していなければ（Ｓ５：Ｎｏ）、Ｓ５による確認処理を繰り返し、所定期間が経過するのを待機する。一方で、Ｓ５の処理により確認した結果、水素供給テープ８２の移動開始から所定期間が経過していれば（Ｓ５：Ｙｅｓ）、巻取ローラ６４を駆動するモータ（図示せず）に対し、巻取ローラ６４による巻き取りを停止する（即ち、巻き取り速度をゼロにする）指示を行い、水素供給テープ８２の巻き取りを停止する（Ｓ６）。Ｓ６の処理の結果、水素供給テープ８２の移動が停止する。
【００８２】
Ｓ６の処理後、水素発生源の供給タイミング（例えば、５分毎）であるかを確認し（Ｓ７）、水素発生源の供給タイミングでなければ（Ｓ７：Ｎｏ）、Ｓ７による確認処理を繰り返し、水素発生源の供給タイミングが到来するのを待機する。一方で、Ｓ７の処理により確認した結果、水素発生源の供給タイミングであれば（Ｓ７：Ｙｅｓ）、処理をＳ１へ移行し、Ｓ１〜Ｓ７の処理を繰り返す。
【００８３】
よって、この負荷追従制御処理によれば、Ｓ４〜Ｓ６の処理により、Ｓ２の処理によって決定された負荷入力の入力値に応じた水素要求量に相当する量の水素を所定期間内に発生させることができる。つまり、水素発生量を燃料電池３０からの水素要求量に追従させることができる。
【００８４】
ここで、図５を参照して、燃料電池３０の負荷に対する本実施形態の水素発生装置１０（反応装置６０）の追従性能について説明する。図５は、燃料電池３０の負荷に応じた水素要求量と、本実施形態の水素発生装置１０における反応装置６０が燃料電池３０の負荷に応じて発生した実際の水素量（水素発生量）とを示すグラフである。
【００８５】
図５に示すグラフは、経過時間を横軸とし、燃料電池３０の負荷に応じた水素要求量又は水素発生装置１０から実際に発生された水素の量（水素発生量）の積算値を縦軸としている。なお、横軸における１目盛は、上述した負荷追従制御処理（図４）における水素発生源の供給タイミングに相当する。また、かかるグラフにおいて、経過時間に伴う水素要求量（積算値）の変動を破線で示し、反応装置６０による水素発生量（積算値）の経時的変動を実線で示している。
【００８６】
図５に示すように、本実施形態の水素発生装置１０（反応装置６０）は、燃料電池３０に掛かる負荷量に対応する水素要求量を発生するのに必要な水素供給テープ８２の移動速度を決定し、そのように決定された移動速度にて水素供給テープ８２を移動させるように負荷追従制御処理（図４）によって制御されるので、水素発生量を燃料電池３０に掛かる負荷量に応じて制御することができる。
【００８７】
具体的には、図４に示すように、水素要求量がＤ１である期間Ｔ１においては、投入タイミング（時間ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３）毎に、かかる水素要求量Ｄ１の水素を発生するための移動（走行）速度（例えば、Ｒ（ｍ／ｓ））にて水素供給テープ８２が移動される。その結果、水素発生量は実線に示すプロファイルで推移し、燃料電池３０の水素要求量Ｄ１に対して過不足なく安定した量の水素を供給することができる。
【００８８】
燃料電池３０の水素要求量は、燃料電池３０に掛かる負荷量に応じて変動する。例えば、アクセルの踏み込み（アクセル開度の増加）による加速時には、燃料電池３０に掛かる負荷量は増大し、燃料電池３０の水素要求量もまた増大する。一方で、例えば、アクセルが戻された（アクセル開度の減少）による減速時には、燃料電池３０に掛かる負荷量は減少し、燃料電池３０の水素要求量もまた減少する。
【００８９】
期間Ｔ１に続く期間Ｔ２では、燃料電池３０に掛かる負荷量が高まったことにより、燃料電池の水素要求量がＤ２に増大している。かかる期間Ｔ２では、投入タイミング（時間ｔ４，ｔ５）毎に、水素要求量Ｄ２の水素を発生させることができる移動速度にて水素供給テープ８２を移動させることにより、発生水素量を燃料電池３０の負荷変動に追従させることができる。
【００９０】
ここで、例えば、水素要求量Ｄ２が水素要求量Ｄ１の４倍である場合には、移動速度はＲ（ｍ／ｓ）から４Ｒ（ｍ／ｓ）となる。即ち、本実施形態の水素発生装置１０によれば、水素要求量が増大した場合には、水素供給テープ８２の移動速度を上げることにより、発生水素量を燃料電池３０の負荷変動に追従させることができるのである。
【００９１】
期間Ｔ３は、燃料電池３０の負荷がオフされており、燃料電池３０の水素要求量がゼロである期間である。かかる期間Ｔ３では、投入タイミング（時間ｔ６，ｔ７）において、上述した負荷追従制御処理（図４）において、Ｓ１におけるＮｏの分岐処理が実行されるので、水素供給テープ８２における未使用の部分が水Ｗ中に新たに浸漬されず、水素の発生量がゼロとされる。つまり、本実施形態の水素発生装置１０によれば、燃料電池３０の負荷がオフされた場合に、水素発生装置１０の運転を停止するのではなく、連続運転したまま、水素供給テープ８２の移動を止めることによって、発生水素量を燃料電池３０の負荷変動に追従させることができる。
【００９２】
期間Ｔ４では、燃料電池３０の負荷が再度オンされたことにより、水素要求量がゼロからＤ２に増大している。かかる期間Ｔ４では、投入タイミング（時間ｔ８，ｔ９，ｔ１０）毎に、期間Ｔ２における各投入タイミング（時間ｔ４，ｔ５）と同じ移動速度で水素供給テープ８２を移動させることにより、発生水素量を燃料電池３０の負荷変動に追従させることができる。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態の水素発生装置１０によれば、帯状（テープ状）の水素供給テープ８２を連続的に移動させることにより、連続的に水素を発生させることができ、水素供給テープ８２を移動させる速度に応じて水素発生量を制御することができるので、容易な制御によって燃料電池３０からの水素要求量の変動に応答よく追従させることができる。
【００９４】
また、水素供給テープ８２における水素発生源層８２ｂが反応室６２に貯留されている水Ｗに浸漬されると水素の発生が開始されるが、水素発生源層８２ｂに含まれている水素発生源の加水分解反応の終了と共に水素の発生が終了するので、水素発生装置１０を停止することなく、水素供給テープ８２の移動を停止することによって、水素の発生を停止することができる。従って、本実施形態の水素発生装置１０によれば、燃料電池３０からの水素要求量がゼロになった場合には、水素供給テープ８２の移動速度にすれば水素の発生が停止することができるので、水素発生装置１０（反応装置６０）を連続運転させることができる。
【００９５】
このように、本実施形態の水素発生装置１０によれば、連続運転したまま、水素発生量を、燃料電池３０からの水素要求量の変動に対し応答よく追従させることができるにもかかわらず、従来のように反応室を複数設ける必要はなく、装置構成や制御機構の複雑化による装置コストの高騰を抑制できる。
【００９６】
また、本実施形態の水素発生装置１０によれば、水素発生源が粒状形態で使用されないので、水素発生装置１０内にて水素発生源の詰まりの発生が抑制される。よって、詰まりによる故障が防止されると共に、装置管理が容易である。
【００９７】
また、本実施形態の発電システム１００によれば、燃料電池３０からの水素要求量に対する優れた追従性を有する水素発生装置１０を備えているので、燃料電池３０の発電量を負荷２００に供給すべき負荷電力に応答よく追従させることができる。
【００９８】
なお、上記実施形態において、請求項２及び７記載の水素発生量取得手段としては、Ｓ２の処理が該当し、請求項２及び７記載の供給量取得手段としては、Ｓ３の処理が該当し、請求項７記載の負荷量取得手段としては、Ｓ２の処理において、「負荷入力の入力値に基づいて、燃料電池３０に掛かる負荷量を推測すること」が該当する。
【００９９】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【０１００】
例えば、上記実施形態では、水素発生装置１０が、反応室１４に水Ｗが貯留され、水素供給テープ８２における水素発生源層８２ｂに含まれる水素発生源の加水分解反応によって水素を発生させるものとして構成としたが、反応室１４に貯留される液体をアルコールとし、アルコール分解反応によって水素を発生する水素発生源を用いて水素を発生させる構成であってもよい。また、反応室１４に貯留される液体を水とアルコールとの混合物とし、加水分解反応又はアルコール分解反応のいずれかによって水素発生源から水素を発生させるような構成であってもよい。なお、反応室１４に貯留する液体として水以外の液体を選択する場合には、ガスバリア層８２ｃを選択された液体に溶解する材料で形成すればよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、水素発生源層８２ｂが、水素発生源とバインダーとの混合物から構成される層であるとしたが、水素発生源及びバインダーの以外に、添加剤を含んで構成されるものであってもよい。例えば、水素発生源層８２ｂが、水素発生源及びバインダーに加え、発熱剤を含んで構成される層としてもよい。
【０１０２】
水素発生源層８２ｂに発熱剤が含まれることにより、水素供給テープ８２が反応室６２に貯留された水Ｗに浸漬された場合に、水Ｗの液温、特に、水素発生源層８２ｂ（水素発生源）の近傍の液温が上昇するので、水素発生源の加水分解反応の反応速度が促進される。よって、水素発生速度を速めることができる。ここで、発熱剤としては、例えば、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸カルシウム、及び金属粉からなる群より選択される１種又は２種以上の混合物を使用することができる。
【０１０３】
また、上記実施形態では、帯状の水素供給テープ８２を用いたが、水素発生源を含む層を有する細長い形状のものであれば、水素供給テープ８２に代わる水素発生源供給材として用いることができる。例えば、紐状の基材に水素発生源を含む層が配設された紐状の水素発生源供給材であってもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態では、取り外し可能なロール８１の装着によって水素供給テープ８２が使用される構成としたが、ロール８１が筐体に収容されたカセットテープ様に構成され、かかるカセットの脱着によって水素供給テープ８２を使用する構成であってもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、水素供給テープ８２における水素発生源層８２ｂは、基材層８２ａの片面に配設されているが、水素発生源層８２ｂの両面に配設されていてもよい。また、水素供給テープ８２における一部の区間では、基材層８２ａの一方の面に水素発生源層８２ｂが配設され、別の区間では、基材層８２ａの他方の面に水素発生源層８２ｂが配設されているような形態であってもよい。ここで、水素供給テープ８２にガスバリア層８２ｃを設ける場合には、水素発生源層８２ｂの表面を覆うようにガスバリア層８２ｃが設けられていればよい。例えば、基材層８２ａの両面に水素発生源層８２ｂが配設された水素供給テープ８２に、ガスバリア層８２ｃをさらに配設する場合には、両面の水素発生源層８２ｂの表面にガスバリア層８２ｃを配設すればよい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、水素供給テープ８２に水溶性のガスバリア層８２ｃを設けるように構成したが、水溶性のガスバリア層８２ｃに換えて、気体不透過性を有する剥離層が配設された構成であってもよい。気体不透過性を有する剥離層を有する水素供給テープを使用する場合には、水素発生源貯蔵室６２に剥離層を巻き取るための巻取ローラを設け、かかる巻取ローラによる巻き取りによって剥離層を剥離してから、水素供給テープ８２を反応室６２へ導入するように構成すればよい。あるいは、反応室６２内にて剥離層を剥離するように構成すればよい。なお、剥離層用の巻取ローラは、反応室６２内に設けられていてもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態では、基材層８２ａが内側を向くように巻回されてロール８１が構成されているが、基材層８２ａが外側を向くように巻回されているロールを使用してもよい。なお、上記実施形態の反応装置６０に、基材層８２ａが外側を向くように巻回されているロールを適用した場合、水Ｗ中において、水素発生源層８２ｂが水面側を向くので、底面側に配設されたスポンジ８３に接触させることができなくなる。よって、かかる場合には、水中における水素発生源層の位置や向きに応じて、スポンジ８３の位置を変更すればよい。
【０１０８】
また、上記実施形態では、水Ｗ中において、水素供給テープ８２における水素発生源層８２ｂを断片化するものとして、粗い凹凸表面を有するスポンジ８３を使用したが、ヘラ状の部材を水素発生源層８２ｂに接触させるように配置させてもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態では、反応室６２において、水素供給テープ８２が水Ｗに浸漬される例を記載したが、水素発生源の加水分解反応によって水素を発生するという目的において、水素発生源層８２ｂは水Ｗに少なくとも接触されていればよい。
【０１１０】
また、上記実施形態では、水素発生源収納室６１が、水素発生源を貯蔵する室（未使用の水素供給テープ８２を収納する室）と、使用済みの水素供給テープ８２を回収する室とを兼ねる構成としたが、使用済みの水素供給テープ８２を回収する室を別途設ける構成としてもよい。使用済みの水素供給テープ８２を回収する室を別途設けることによって、使用済みの水素供給テープ８２に付着した水分などによって、未使用の水素供給テープ８２の活性が劣化されることを抑制することができる。
【０１１１】
また、上記実施形態では、水素発生源収納室６１内にて、案内ローラ６５及び巻取ローラ６４の通電加熱によって、水素供給テープ８２を乾燥させる構成としたが、反応室６２と水素発生源収納室６１との間に乾燥用の室を設け、かかる乾燥用の室の内部で通電加熱による乾燥を実施する構成であってもよい。このように、乾燥用の室を設けることによって、水素発生源収納室６１へ水分が入り込むことを有効に防止し得、未使用の水素供給テープ８２の活性が水分によって劣化されることを抑制できる。なお、乾燥用の室を設け、かかる乾燥用の室の内部で通電加熱による乾燥を実施する場合、乾燥用の室に水素供給管を設けるようにすればよい。
【０１１２】
また、上記実施形態では、水Ｗ中に位置する案内ローラ６６，６７の通電加熱によって水素発生速度を上げるように構成したが、水素発生源貯蔵室６１から反応室６２へ導入された水素供給テープ８２が水Ｗに浸漬（又は接触）される前の経路上に通電加熱される案内ローラを設け、かかる案内ローラによって、水Ｗに浸漬される前の水素供給テープ８２を加熱する構成であってもよい。水素供給テープ８２を水Ｗに浸漬する前に加熱することにより、水素供給テープ８２を温めた状態で水Ｗに浸漬させることができるので、この場合も水素発生源の分解反応が促進されて、水素発生速度を速めることができる。
【０１１３】
また、ロール８１における水素供給テープ８２の使用可能な末端部において、水素発生源層８２ｂに換えて、凝固剤を含む凝固剤層を設けるように構成してもよい。なお、凝固剤層に含まれる凝固剤としては、例えば、アガロース、ゼラチン、でんぷん、又は吸水性ポリマーなど、種々の凝固剤又は吸水剤を、単独（１種類）又は２種類以上の混合物を使用することができる。ロール８１における水素供給テープ８２の使用可能な末端部に凝固剤層を設けることによって、１つのロール８１が全て使用されると、最後に凝固剤層が水Ｗに浸漬されて、凝固剤層に含まれる凝固剤により、水Ｗを固化させることができる。あるいは、水素供給テープ８２とは別に、凝固剤を含む層が基材上に配設されたテープを用いることもできる。
【０１１４】
水素発生源の加水分解反応後における反応室６２内の水Ｗは、水素発生源の種類にもよるが、不溶性の副生成物や残留物によってスラリー化されていたり、強アルカリ性を示したりなど、廃液の取り扱いが煩雑となる場合が多い。例えば、水素発生源として、アルミニウム微粒子を使用した場合、加水分解反応によって水素が発生されると共に、副生成物としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が生じるため、かかるアルミナによって反応室６２に貯留されている水Ｗはスラリー化され、取り扱い難い状態となる。しかし、凝固剤によって水Ｗを固化させることにより、液状では取り扱い難い廃液の取り扱いを容易にすることができる。
【０１１５】
なお、凝固剤によって水Ｗを固化させる構成とする場合には、固化された水Ｗを廃棄できるように、反応室６２の下側（水Ｗが貯留される側）を取り外し可能な受皿部として構成することが好ましい。凝固剤によって固化された廃液（水Ｗ）は、受皿部を取り外すことによって収集することができる。なお、受皿部を取り外して収集された廃液は、最終処分に供されるまで、固化物の状態で保存することができる。このように、廃液が固化されることによって、廃液の廃棄作業にかかる負担を軽減することができる。
【０１１６】
また、上記実施形態では、負荷追従制御処理（図４）のＳ２において、負荷入力の入力値に基づいて、燃料電池３０が必要とする水素量（水素要求量）を求めたが、燃料電池３０の両極間の電流及び電圧の測定値から燃料電池３０にかかっている負荷量を求め、その負荷量に基づいて水素要求量を求めるようにしてもよい。
【０１１７】
また、上記実施形態における負荷追従制御処理（図４）では、水素供給テープ８２の移動が開始されてから停止されるまでの期間を、水素発生源供給タイミングより短い期間としたが、かかる期間を水素発生源供給タイミング間の期間としてもよい。即ち、負荷追従制御処理（図４）におけるＳ５の処理を省略し、Ｓ６の処理を、Ｓ７におけるＮｏの分岐処理後に実行する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の一実施の形態における水素発生装置を有する発電システムを示す模式図である。
【図２】発電システムにおける反応装置の拡大図である。
【図３】（ａ）は、水素供給テープが巻回されたロールを示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＥ部の部分拡大図である。
【図４】制御ユニットにより実行される負荷追従制御処理を示すフローチャートである。
【図５】燃料電池の負荷に応じた水素要求量と、本実施形態の水素発生装置が燃料電池の負荷に応じて発生した実際の水素量（水素発生量）とを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１０          水素発生装置
３０          燃料電池
３１          水素供給管（排出路）
６０          反応装置（水素発生装置）
６２          反応室
６４          巻取ローラ（移動手段、第２の加熱手段）
６５          巻取ローラ（第２の加熱手段）
６６          案内ローラ（移動手段、第１の加熱手段）
６７          案内ローラ（移動手段、第１の加熱手段）
８２          水素供給テープ（水素発生源供給材）
８２ｂ        水素発生源層（水素発生源を含む層）
８２ｃ        ガスバリア層（気体不透過性の層）
１００        発電システム
Ｗ            水（液体）
【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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