(57)【要約】【課題】本発明は、使用者からまたは燃料電池からの要求に従い電極の間の電流量を調節することにより発生される水素量を調節することができる水素発生装置を備える燃料電池発電システムを提供する。これにより、消費電力が随時変化するヘアー用器機などの製品にも燃料電池の使用を可能とさせる。【解決手段】本発明の燃料電池発電システムは、電極の間に連結されている可変抵抗の抵抗値を調節して水素発生量を調節する水素発生装置と、前記水素発生装置から生成された水素の供給を受けて前記水素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換する燃料電池と、前記電気エネルギーの供給を受けて予め設定されている動作を行う負荷（ｌｏａｄ）とを備えることを特徴とする。【選択図】図２
2008230953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質水溶液が入っている電解槽と、
前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され電子を発生する第１電極と、
前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され前記の電子を受けて水素を発生する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に位置している可変抵抗と、
前記第２電極からの水素発生量を測定する流量測定器と、
設定値が入力され、前記流量測定器から測定された前記水素発生量と前記設定値とを比較して前記可変抵抗の抵抗値を調節する可変抵抗制御部と
を備える水素発生装置。
【請求項２】
前記可変抵抗制御部が、入力装置を用いて使用者からまたは前記水素発生装置に結合されている燃料電池から必要とする水素量に対応する前記設定値の入力を受けることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項３】
前記第１電極が、前記第２電極より相対的にイオン化傾向が大きい金属からなることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項４】
前記可変抵抗制御部が、前記可変抵抗の抵抗値を増加して前記水素発生量を減少させたり、前記可変抵抗の抵抗値を減少して前記水素発生量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項５】
前記可変抵抗制御部が、前記設定値と測定された前記水素発生量とを比較して、前記水素発生量が前記設定値より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記水素発生量が前記設定値より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記水素発生量が前記設定値と同一である場合は前記可変抵抗の抵抗値を維持することを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項６】
前記設定値が、上限設定値と下限設定値とを含み、
前記可変抵抗制御部が、前記設定値と測定された前記水素発生量とを比較して、前記水素発生量が前記下限設定値より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記水素発生量が前記上限設定値より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記水素発生量が前記下限設定値と前記上限設定値との間にある場合は前記可変抵抗の抵抗値を維持することを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項７】
前記可変抵抗が、複数の導線抵抗と、前記導線抵抗に連結されているモールススイッチとを備えることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項８】
電極の間に連結されている可変抵抗の抵抗値を調節して水素発生量を調節する水素発生装置と、
前記水素発生装置から生成された水素の供給を受けて前記水素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換する燃料電池と、
前記電気エネルギーの供給を受けて、予め設定されている動作を行う負荷（ｌｏａｄ）と
を備える燃料電池発電システム。
【請求項９】
前記水素発生装置が、
電解質水溶液が入っている電解槽と、
前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され電子を発生する第１電極と、
前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され前記電子を受けて水素を発生する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に位置している可変抵抗と、
前記負荷から要求電力の入力を受け、前記燃料電池の出力を測定し、前記要求電力と前記出力とを比較して前記可変抵抗の抵抗値を調節する可変抵抗制御部と
を備える請求項８に記載の燃料電池発電システム。
【請求項１０】
前記第１電極が、前記第２電極より相対的にイオン化傾向が大きい金属からなることを特徴とする請求項９に記載の燃料電池発電システム。
【請求項１１】
前記可変抵抗制御部が、前記可変抵抗の抵抗値を増加して前記水素発生量を減少させたり、前記可変抵抗の抵抗値を減少して前記水素発生量を増加させることを特徴とする請求項９に記載の燃料電池発電システム。
【請求項１２】
前記可変抵抗制御部が、前記要求電力と前記出力とを比較して、前記出力が前記要求電力より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記出力が前記要求電力より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記出力が前記要求電力と同一である場合には前記可変抵抗の抵抗値を維持することを特徴とする請求項９に記載の燃料電池発電システム。
【請求項１３】
前記燃料電池と前記負荷との間に結合され、前記燃料電池から前記電気エネルギーの供給を受けて充電し、前記負荷が必要とする場合には充電された前記電気エネルギーを提供する充電池をさらに備える請求項８に記載の燃料電池発電システム。
【請求項１４】
前記水素発生装置が、
電解質水溶液が入っている電解槽と、
前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され電子を発生する第１電極と、
前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され前記電子を受けて水素を発生する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に位置している可変抵抗と、
前記充電池の現在電圧を測定し、前記充電池の完充電圧と比較して前記可変抵抗の抵抗値を調節する可変抵抗制御部と
を備える請求項１３に記載の燃料電池発電システム。
【請求項１５】
前記第１電極が、前記第２電極より相対的にイオン化傾向が大きい金属からなることを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池発電システム。
【請求項１６】
前記可変抵抗制御部が、前記可変抵抗の抵抗値を増加して前記水素発生量を減少させたり、前記可変抵抗の抵抗値を減少して前記水素発生量を増加させることを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池発電システム。
【請求項１７】
前記可変抵抗制御部が、前記現在電圧と前記完充電圧とを比較して、前記現在電圧が前記完充電圧より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記現在電圧が前記完充電圧より大きいかまたは同一である場合は前記可変抵抗の抵抗値を最大にすることを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池発電システム。
【請求項１８】
前記可変抵抗が、複数の導線抵抗と、前記導線抵抗に連結されているモールススイッチとを備えることを特徴とする請求項９または１４に記載の水素発生装置。
【請求項１９】
電極の間に位置している可変抵抗の抵抗値を調節して水素発生量を調節する水素発生装置の水素発生量の調節方法において、
設定値が入力される段階と、
測定された水素発生量と前記設定値とを比較する段階と、
前記水素発生量が前記設定値より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記水素発生量が前記設定値より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記水素発生量が前記設定値と同一である場合は前記可変抵抗の抵抗値を維持する段階、と
を含む水素発生量の調節方法。
【請求項２０】
電極の間に位置している可変抵抗の抵抗値を調節して水素発生量を調節する水素発生装置の水素発生量の調節方法において、
上限設定値と下限設定値とが入力される段階と、
測定された水素発生量と前記上限設定値及び前記下限設定値とを比較する段階と、
前記水素発生量が前記下限設定値より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記水素発生量が前記上限設定値より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記水素発生量が前記下限設定値と前記上限設定値との間にある場合には前記可変抵抗の抵抗値を維持する段階と
を含む水素発生量の調節方法。
【請求項２１】
負荷に電気エネルギーを提供する燃料電池に連結され、電極の間に位置している可変抵抗の抵抗値を調節して前記燃料電池に供給する水素発生量を調節する水素発生装置の水素発生量の調節方法において、
前記燃料電池の出力を測定し、前記負荷から要求電力が入力される段階と、
前記出力と前記要求電力とを比較する段階と、
前記出力が前記要求電力より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記出力が前記要求電力より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記出力が前記要求電力と同一である場合には前記可変抵抗の抵抗値を維持する段階と
を含む水素発生量の調節方法。
【請求項２２】
充電池に電気エネルギーを充電する燃料電池に連結され、電極の間に位置している可変抵抗の抵抗値を調節して前記燃料電池に供給する水素発生量を調節する水素発生装置の水素発生量の調節方法において、
前記充電池の現在電圧を測定する段階と、
前記現在電圧と前記充電池の完充電圧とを比較する段階と、
前記現在電圧が前記完充電圧より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、その他の場合には前記可変抵抗の抵抗値を最大化する段階と
を含む水素発生量の調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水素発生装置に関するもので、より詳細には、燃料電池に供給される水素発生量の調節が可能な水素発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池とは燃料、すなわち、水素、ＬＮＧ、ＬＰＧ、メタノールなどの燃料と空気の化学エネルギーとを電気化学的反応により電気及び熱に直接変換させる装置である。既存の発電技術が燃料の燃焼、蒸気発生、タービン駆動、発電機駆動の過程を用いることとは異なって、燃焼過程や駆動装置がないため効率が高く、かつ環境問題を誘発しない新たな概念の発電技術である。
【０００３】
図１は燃料電池の作動原理を示す図である。
【０００４】
図１を参照すると、燃料電池１００の燃料極１１０はアノード（ａｎｏｄｅ）であり、空気極１３０はカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）である。燃料極１１０は水素（Ｈ２）の供給を受け水素イオン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）に分解する。水素イオンは膜１２０を経て空気極１３０に移動する。膜１２０は電解質層である。電子は外部回路１４０を経て電流を発生する。そして、空気極１３０にて水素イオンと電子、また空気中の酸素と結合して水になる。前述した燃料電池１００における化学反応式は下記の化学式１で表される。
【０００５】
（化１）
燃料極１１０：Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
空気極１３０：１／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
全体反応：Ｈ２＋１／２Ｏ２→Ｈ２Ｏ
【０００６】
すなわち、燃料極１１０から分離された電子が外部回路を経て電流を発生することにより電池の機能を果たすことになる。このような燃料電池１００はＳＯｘとＮＯｘなどの大気汚染物質をほとんど排出しなく二酸化炭素の発生も少ないので無公害発電であり、低騷音、無振動などの長所がある。
【０００７】
燃料電池１００は燃料極１１０から電子を発生するために、水素を含有する一般燃料を燃料電池１００が要求する、水素を多く含むガスに変化させる水素発生装置を要する。しかし、水素発生装置として広く知られている水素貯蔵タンクなどを用いると嵩が大きくなり、保管に危険がある。また、最近注目されている携帯電話やノートパソコンなどの携帯用電子器機が高容量の電源供給装置を要求するにつれ、燃料電池はこれらの要求に対応しなくてはならなく、嵩も小さいながら高い性能を有する必要がある。
【０００８】
ＩＣＡＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｉｖｉｌ  Ａｖｉａｔｉｏｎ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）から飛行機搬入が承認されたメタノールやギ酸などを用いて燃料を改質し水素を発生させたり、直接メタノールやエタノール、ギ酸などを燃料電池にて直接燃料として使用する方式が用いられている。
【０００９】
しかし、前者は高い改質温度が要求され、システムが複雑になり、駆動電力が消耗されて純粋水素以外の不純物（ＣＯ２、ＣＯ）が含まれるという問題点がある。そして、後者は低い両極化学反応と炭化水素（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ）の膜によるクロスオーバ（ｃｒｏｓｓ−ｏｖｅｒ）により電力密度が非常に低くなるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前述した問題点を解決するために提案されたもので、本発明の目的は電気化学的反応を用いて純粋水素を常温から生成することができる水素発生装置、燃料電池発電システム、水素発生量の調節方法及びこれを行うプログラムが記録された記録媒体を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、簡単な構造のシステムを有しながら別途のバランスオブプラント（Ｂａｌａｎｃｅ  ｏｆ  Ｐｌａｎｔ、以下、'ＢＯＰ'という）なしで水素発生量の制御が可能であり、チープで親環境的な水素発生装置、燃料電池発電システム、水素発生量の調節方法及びこれを行うプログラムが記録された記録媒体を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は可変抵抗を用いて水素発生量が調節できる水素発生装置、燃料電池発電システム、水素発生量の調節方法及びこれらを行うプログラムが記録された記録媒体を提供することである。
【００１３】
本発明のまたさらに他の目的はスイッチを単にオンすることにより残留する水素を空気中に吹き飛ばす燃料の浪費や危険性を除去し、気体ポンプや液体ポンプを使用しないので、騷音発生及び電力消耗を減らすことができる水素発生装置、燃料電池発電システム、水素発生量の調節方法及びこれらを行うプログラムが記録された記録媒体を提供することである。
【００１４】
本発明のまたさらに他の目的はフィードバック制御を用いて燃料電池に連結されている負荷の要求に応じて生成量の調節が可能な水素発生装置を提供することである。
【００１５】
本発明の以外の目的は下記の説明を通して容易に理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、可変抵抗の抵抗値を調節して水素発生量を調節する水素発生装置が提供される。
【００１７】
本発明の一実施例による水素発生装置は、電解質水溶液が入っている電解槽と、前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され電子を発生する第１電極と、前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され前記電子を受けて水素を発生する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に位置している可変抵抗と、前記第２電極の水素発生量を測定する流量測定器と、設定値が入力され、前記流量測定器から測定された前記水素発生量と前記設定値とを比較して前記可変抵抗の抵抗値を調節する可変抵抗制御部と、を備える。
【００１８】
ここで、前記可変抵抗制御部は入力装置を用いて使用者からまたは前記水素発生装置に結合されている燃料電池から、必要とする水素量に対応する前記設定値の入力を受けることができる。
【００１９】
そして、前記第１電極は前記第２電極より相対的にイオン化傾向が大きい金属からなることができる。
【００２０】
また、前記可変抵抗制御部は前記可変抵抗の抵抗値を増加して前記水素発生量を減少させたり、前記可変抵抗の抵抗値を減少して前記水素発生量を増加させることができる。
【００２１】
より詳細には、前記可変抵抗制御部は前記設定値と測定された前記水素発生量とを比較して、前記水素発生量が前記設定値より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記水素発生量が前記設定値より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記水素発生量が前記設定値と同一である場合には前記可変抵抗の抵抗値を維持することができる。
【００２２】
また、前記設定値は上限設定値と下限設定値とを含み、前記可変抵抗制御部は前記設定値と測定された前記水素発生量とを比較して、前記水素発生量が前記下限設定値より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記水素発生量が前記上限設定値より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記水素発生量が前記下限設定値と前記上限設定値との間にある場合は前記可変抵抗の抵抗値を維持することができる。
【００２３】
前記可変抵抗は複数の導線抵抗と、前記導線抵抗に連結されているモールススイッチとを備えることができる。
【００２４】
本発明の他の実施形態によれば、可変抵抗の抵抗値を調節して水素発生量を調節する水素発生装置を備える燃料電池発電システムが提供される。
【００２５】
燃料電池発電システムは、電極の間に連結されている可変抵抗の抵抗値を調節して水素発生量を調節する水素発生装置と、前記水素発生装置から生成された水素の供給を受け、前記水素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換する燃料電池と、前記電気エネルギーの供給を受けて予め設定されている動作を行う負荷（ｌｏａｄ）と、を備える。
【００２６】
本発明の一実施例によれば、前記水素発生装置は、電解質水溶液が入っている電解槽と、前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され電子を発生する第１電極と、前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され前記電子を受けて水素を発生する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に位置している可変抵抗と、前記負荷から要求電力の入力を受け、前記燃料電池の出力を測定し、前記要求電力と前記出力とを比較して前記可変抵抗の抵抗値を調節する可変抵抗制御部と、を備える。ここで、前記第１電極は前記第２電極より相対的にイオン化傾向が大きい金属からなることができる。
【００２７】
そして、前記可変抵抗制御部は前記可変抵抗の抵抗値を増加して前記水素発生量を減少させたり、前記可変抵抗の抵抗値を減少して前記水素発生量を増加させることができる。
【００２８】
また、前記可変抵抗制御部は前記要求電力と前記出力とを比較して、前記出力が前記要求電力より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記出力が前記要求電力より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記出力が前記要求電力と同一である場合には前記可変抵抗の抵抗値を維持することができる。
【００２９】
本発明の他の実施例によれば、燃料電池発電システムは、前記燃料電池と前記負荷との間に結合され、前記燃料電池から前記電気エネルギーの供給を受けて充電し、前記負荷が必要とする場合には前記充電された電気エネルギーを提供する充電池をさらに備えることができる。
【００３０】
ここで、前記水素発生装置は、電解質水溶液が入っている電解槽と、前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され電子を発生する第１電極と、前記電解槽内に位置し、前記電解質水溶液に浸され前記電子を受けて水素を発生する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に位置している可変抵抗と、前記充電池の現在電圧を測定し、前記充電池の完充電圧と比較して前記可変抵抗の抵抗値を調節する可変抵抗制御部と、を備える。前記第１電極は前記第２電極より相対的にイオン化傾向が大きい金属からなることができる。
【００３１】
また、前記可変抵抗制御部は前記可変抵抗の抵抗値を増加して前記水素発生量を減少させたり、前記可変抵抗の抵抗値を減少して前記水素発生量を増加させることができる。
【００３２】
また、前記可変抵抗制御部は前記現在電圧と前記完充電圧とを比較して、前記現在電圧が前記完充電圧より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記現在電圧が前記完充電圧より大きいか同一である場合には前記可変抵抗の抵抗値を最大にする。
【００３３】
前記可変抵抗は複数の導線抵抗と、前記導線抵抗に連結されているモールススイッチとを備えることができる。
【００３４】
本発明のさらに他の実施形態によれば、電極の間に位置している可変抵抗の抵抗値を調節して水素発生量を調節する水素発生装置の水素発生量の調節方法が提供される。
【００３５】
本発明の一実施例によれば、設定値の入力を受ける段階と、測定された水素発生量と前記設定値とを比較する段階と、前記水素発生量が前記設定値より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記水素発生量が前記設定値より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記水素発生量が前記設定値と同一である場合には前記可変抵抗の抵抗値を維持する段階、とを含む。
【００３６】
本発明の他の実施例によれば、上限設定値と下限設定値とが入力される段階と、測定された水素発生量と前記上限設定値及び前記下限設定値とを比較する段階と、前記水素発生量が前記下限設定値より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記水素発生量が前記上限設定値より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記水素発生量が前記下限設定値と前記上限設定値との間にある場合は前記可変抵抗の抵抗値を維持する段階、とを含む。
【００３７】
本発明のさらに他の実施例によれば、負荷に電気エネルギーを提供する燃料電池に連結され、電極の間に位置している可変抵抗の抵抗値を調節して前記燃料電池に供給する水素発生量を調節する水素発生装置の水素発生量の調節方法は、前記燃料電池の出力を測定し、前記負荷から要求電力が入力される段階と、前記出力と前記要求電力とを比較する段階と、前記出力が前記要求電力より大きい場合には前記可変抵抗の抵抗値を増加し、前記出力が前記要求電力より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、前記出力が前記要求電力と同一である場合には前記可変抵抗の抵抗値を維持させる段階、とを含む。
【００３８】
本発明のまたさらに他の実施例によれば、充電池に電気エネルギーを充電する燃料電池に連結され、電極の間に位置している可変抵抗の抵抗値を調節して前記燃料電池に供給する水素発生量を調節する水素発生装置の水素発生量の調節方法は、前記充電池の現在電圧を測定する段階と、前記現在電圧と前記充電池の完充電圧とを比較する段階と、前記現在電圧が前記完充電圧より小さい場合には前記可変抵抗の抵抗値を減少し、その他の場合には前記可変抵抗の抵抗値を最大にする段階、とを含む。
【発明の効果】
【００３９】
本発明による水素発生装置は別途の消費電力を消耗しながらも小型化が困難であるＢＯＰユニットの代りに親環境的物質を用いて水素を発生することができる。
【００４０】
さらに、電気化学的反応を用いて純粋水素を室温から生成することができ、簡単な構造のシステムであり、費用がチープである。
【００４１】
さらに、従来水素が一定量のみが発生されたこととは異なって、使用者からまたは燃料電池からの要求に合わせて電極間の電流量を調節することにより発生される水素量を調節することができる。これにより、消費電力が随時変化するヘアー用器機などの製品にも燃料電池の使用が可能となる。
【００４２】
さらに、可変抵抗を用いて水素発生量を調節することができる。スイッチを単にオンすることから残留する水素を空気中に吹き飛ばす燃料の浪費や危険性を除去し、気体ポンプや液体ポンプを使用しないので騷音発生及び電力消耗を減らすことができる。
【００４３】
さらに、燃料電池の制御回路が可変抵抗制御部を共に担うことにして、水素発生装置を備える燃料電池発電システムでの制御部が、一つのワンチップ化され小型化が可能になり、製造が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明は、多様に変更することができ、多くの実施例を有することができることは明らかであり、以下、特定実施例を図面に例示し詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明の説明において係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
第１、第２などの用語は多様な構成要素の説明に使用するが、前記構成要素は前記用語により限定されるものではない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素と区別する目的のみに利用する。
【００４６】
本願から使用した用語は、単に特定の実施例を説明するために使用したものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は文脈上明白に異なる意味を表現しない限り複数の表現も含む。本願において"含む"または"有する"などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合いしたものが存在することを指定することにすぎなく、一つまたはその以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合いしたものなどの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解されるべきである。
【００４７】
以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して詳しく説明する。
【００４８】
図２は本発明の一実施例による水素発生装置の概略的な断面図である。
【００４９】
水素発生装置２００は、電解槽２１０、第１電極２２０、第２電極２３０、制御部２４０を備える。以下、本発明の理解と説明の便宜のために第１電極２２０がマグネシウム（Ｍｇ）からなり、第２電極２３０がステンレススチール（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌ）からなったものを中心にして説明する。
【００５０】
電解槽２１０内には電解質（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）水溶液２１５が入っている。電解質水溶液２１５は水素イオンを含み、水素発生装置２００は電解質水溶液２１５に含まれている水素イオンを用いて水素ガスを発生する。
【００５１】
電解質水溶液２１５の電解質として、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、Ｋ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＡｇＣｌなどが使用できる。
【００５２】
また、電解槽２１０内には第１電極２２０及び第２電極２３０がある。第１電極２２０及び第２電極２３０は全体またはその一部が電解質水溶液内に浸されている。
【００５３】
第１電極２２０は活性電極である。第１電極２２０では、マグネシウム（Ｍｇ）電極と水（Ｈ２〇）のイオン化エネルギーの差によりマグネシウム電極が水中に電子（ｅ−）を出してマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）に酸化する。この際、生成された電子は第１電線２２５、制御部２４０、及び第２電線２３５を経て第２電極２３０に移動する。
【００５４】
第２電極２３０は非活性電極である。第２電極２３０では、水が第１電極２２０から移動してきた電子を受けて水素に分解される。
【００５５】
前述した化学反応式は下記の化学式２で表される。
【００５６】
（化２）
第１電極２２０：Ｍｇ→Ｍｇ２＋＋２ｅ−
第２電極２３０：２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２＋２（ＯＨ）−
全体反応：Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）２＋Ｈ２
【００５７】
前述の化学反応は多くの要素により反応速度及び反応効率が決定される。反応速度を決定する要素としては、第１電極２２０及び/または第２電極２３０の電極面積、電解質水溶液２１５の濃度、電解質水溶液２１５の種類、第１電極２２０及び/または第２電極２３０の個数、第１電極２２０と第２電極２３０との間の連結方法、第１電極２２０と第２電極２３０との間の電気的抵抗などがある。
【００５８】
前述した要素を変化させると、反応条件に応じて第１電極２２０と第２電極２３０との間に流れる電流量（すなわち、電子の量）が変わり、従って化学式２のような電気化学的反応速度が変わることになる。電気化学的反応速度が変わると、第２電極２３０から発生される水素量も変化が生ずる。
【００５９】
よって、本発明の実施例によれば、第１電極２２０と第２電極２３０との間に流れる電流量を調節することにより、生成される水素量を調節できるようになる。これは下記の数学式１で表されるようにファラデー法則（Ｆａｒａｄａｙ'ｓ  ｌａｗ）により原理的に説明できる。
【数１】
2008230953.tif 000003
【００６０】
ここで、Ｎｈｙｄｒｏｇｅｎは１秒間に生成される水素量（ｍｏｌ）であり、Ｖｈｙｄｒｏｇｅｎは１分間に生成される水素の体積（ｍｌ/ｍｉｎ）である。ｉは電流（Ｃ/ｓ）、ｎは反応電子の個数、Ｅは電子１モル当たりの電荷（Ｃ/ｍｏｌ）を示す。
【００６１】
前述した化学式２を参照すると、第２電極２３０にて水素電子二つが反応するので、ｎは２であり、電子１モルの電荷は約−９６４８５クーロンである。
【００６２】
１分間に生成される水素の体積は、１秒間に生成される水素量に時間（６０秒）と水素１モルの体積（２２４００ｍｌ）を乗じて算出することができる。
【００６３】
若し、燃料電池が２Ｗシステムで用いられる場合、燃料電池を０．６Ｖ及び常温で駆動させる際の水素利用率を約６０％と仮定すると、水素要求量は４２ｍｌ/ｍｏｌ程度であり、６Ａの電流を必要とする。また、燃料電池が５Ｗシステムで用いられる場合、水素要求量は１０５ｍｌ/ｍｏｌ程度であり、１５Ａの電流を必要とする。
【００６４】
このように、水素発生装置２００は第１電極２２０に連結された第１電線２２５及び第２電極２３０に連結された第２電線２３５に流れる電流量を調節することにより後段に連結される燃料電池が必要とするだけの水素を発生することが可能になる。
【００６５】
水素発生装置２００の第２電極２３０から水素を発生する反応速度を決定する前述した要素のうち、第１電極２２０と第２電極２３０との間の電気的抵抗を除いたその他の要素は水素発生装置２００を構成する際に決定される要素であり、後でその要素を変更させることは容易ではない。
【００６６】
よって、本発明の実施例において水素発生装置２００は、第１電極２２０と第２電極２３０とを連結する第１電線２２５と第２電線２３５との間に制御部２４０を備えることにより第１電極２２０と第２電極２３０との電気的抵抗を調節する。
【００６７】
すなわち、前述した数学式１に基づいて第１電極２２０と第２電極２３０との間の電気的抵抗を変化させることにより、第１電極２２０と第２電極２３０との間に流れる電流量を調節して燃料電池が必要とするだけの水素を発生させることが可能になる。
【００６８】
本発明の実施例において、第１電極２２０はマグネシウム以外にアルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）などのアルカリ金属系の元素や鉄（Ｆｅ）などの相対的にイオン化傾向が大きい金属からなることができる。また、第２電極２３０はステンレススチール以外に白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）などのように第１電極２２０を形成する金属より相対的にイオン化傾向が小さい金属からなることができる。
【００６９】
制御部２４０は電気化学的反応により第１電極２２０から生成された電子を第２電極２３０に伝達する速度、すなわち、電流量を調節する。
【００７０】
制御部２４０は燃料電池と連結されている負荷（ｌｏａｄ）から必要とする電力の伝達を受けて、必要とされる電力に従い第１電極２２０から第２電極２３０に流れる電子量をそのまま維持するか、あるいは、増加または減少させる。
【００７１】
例えば、図３に示されている携帯電話の電力消耗量を参照して説明する。図３は携帯電話の電力消耗量を示すグラフである。
【００７２】
携帯電話は、現在動作するキーやメニュー選択などにより使用用途が異なってくるし、それに応じて電力消耗量も異なってくる。
【００７３】
３０１は番号を押して電話を要請する場合であり、３０２は相手が電話に出るまで通話連結音を聞いている場合であり、３０３は通話が繋がって相手と通話する場合であり、３０４は通話が終了された場合であり、３０５は通話料金メッセージを転送する場合を示している。それぞれの場合ごとに、携帯電話の内部で動作する部品などに差があるので、図３に示したように電力消耗量が随時変化することになる。
【００７４】
よって、制御部２４０は図３に示された携帯電話のような負荷から、現在必要とする電力をフィードバックで受けて、それに応じて必要とされるだけの水素を発生させることにより燃料電池と連結されている負荷に十分な電力を提供する。
【００７５】
また、水素発生装置は別途の入力装置を備えて使用者から直接的に必要とする電力または水素量の入力を受けることもできる。
【００７６】
本発明において第１電極２２０及び／または第２電極２３０は一つまたは二つ以上であってもよい。第１電極２２０及び／または第２電極２３０の数が増加すると、同一時間の間の水素発生量は増加するので、より短い時間内に所望する水素を発生させることができる。
【００７７】
図４は本発明の一実施例による水素発生装置２００において、第１電極２２０と第２電極２３０との間に流れる電流量と発生される水素量との関係を示すグラフである。ここで、発生される水素量は１分単位で算出された流量（ｆｌｏｗｒａｔｅ）である。これは、燃料電池に使用される場合水素の総発生量ではなく水素の流量が重要な値であるからである。
【００７８】
実験条件は下記のとおりである。
第１電極２２０：マグネシウム（Ｍｇ）
第２電極２３０：ステンレススチール（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌ）
電極間の距離：３ｍｍ
電解質の種類及び濃度：３０ｗｔ％ＫＣｌ
電極の使用個数：マグネシウム３ｅａ、ステンレススチール３ｅａ
電極の連結方式：直列連結
電解質水溶液の体積：６０ｍｌ（ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）
電極の大きさ：２４ｍｍ×８５ｍｍ×１ｍｍ
【００７９】
前述した実験条件は以下本発明を説明するために参照される全てのグラフに同様に適用した。
【００８０】
ただし、図４に示されているグラフを得るための実験では、一対の電極ではなく三対の電極を用いたため、各対の電極相互間の交互作用により水素の流量は一対の電極のみを用いた場合の理論値（前述の数学式１に基づいた値）よりさらに大きい値を有した。
【００８１】
しかし、図４を参照しても、第１電極２２０と第２電極２３０との間に流れる電流量に応じて発生される水素の流量（ｍｌ／ｍｉｎ）が決定されることを確認できる。グラフ上ではほぼ線形的な特性を有し、これは前述の数学式数１と同じ結果である。
【００８２】
図５は本発明の一実施例による水素発生装置２００での制御部２４０に対する概略的な構成図である。
【００８３】
制御部２４０は、流量測定器５１０、可変抵抗制御部５２０、可変抵抗５３０を備える。
【００８４】
流量測定器５１０は水素発生装置２００の第２電極２３０から生成された水素発生量を流量（ｆｌｏｗｒａｔｅ）単位で測定する。前述したように本発明の実施例による水素発生装置２００を燃料電池に結合して用いるためには、水素の総発生量ではなく、一定時間の間に所定の水素発生量が維持されることが重要であるので、水素発生量を流量単位、すなわち、ｍｌ／ｍｉｎ単位で測定する。勿論、その他にも流量を測定するころができれば他の測定単位を用いてもよい。
【００８５】
可変抵抗制御部５２０は水素発生量と係った設定値の入力を受ける。水素発生装置２００が別途の入力部（図示せず）を備えられ、使用者が直接入力することもできる。また、水素発生装置２００が結合された燃料電池が電力を提供する負荷から必要とされる電力の入力を受けることもできる。後者の場合、負荷には、水素発生装置２００に必要とする電力を伝達するための電力要求部が別に備えられてもよい。
【００８６】
可変抵抗制御部５２０は入力された設定値と、流量測定器５１０から測定した水素発生量とを比較する。水素発生量が設定値より小さい場合には水素発生量が増加するように可変抵抗５３０の抵抗値を変化させ、水素発生量が設定値より多い場合には水素発生量が減少するように可変抵抗５３０の抵抗値を変化させる。可変抵抗５３０の制御は可変抵抗制御部５２０が可変抵抗５３０の抵抗値を制御するようにする可変抵抗制御信号によると仮定する。
【００８７】
可変抵抗５３０は第１電極２２０と第２電極２３０との間に具備され、可変抵抗５３０の抵抗値が大きくなると第１電極２２０から発生した電子の第２電極２３０への移動が低下され、抵抗値が小くなると第１電極２２０から発生した電子の第２電極２３０への移動が円滑になる。
【００８８】
すなわち、制御部２４０は可変抵抗５３０を用いて、第１電極２２０から第２電極２３０への電子の移動を調整して水素発生量を調節する。
【００８９】
図６は本発明の他の実施例による水素発生装置２００の制御部２４０及びそれに結合された燃料電池と負荷とを含む燃料電池発電システムの概略的な構成図である。
【００９０】
制御部２４０は可変抵抗制御部６１０及び可変抵抗５３０を備える。ここで、可変抵抗５３０は前述した図５の説明と同様な機能を果たすので詳細な説明は省略する。
【００９１】
可変抵抗制御部６１０は、燃料電池１００が電力を提供する負荷６２０に連結される。前述したように、負荷６２０は現在の動作状態に応じて必要とする電力に差が生ずる（図３参照）。よって、可変抵抗制御部６１０は負荷６２０の現在の動作状態に応じて要求電力の入力を受ける。
【００９２】
そして、可変抵抗制御部６１０は燃料電池１００に連結され燃料電池１００の出力の入力を受ける。燃料電池１００の出力とは、例えば、水素発生装置２００から発生した水素の供給を受けた燃料電池１００が負荷６２０に提供する電力を意味する。前述したように、本発明の実施例による水素発生装置２００を燃料電池に結合して使用するためには、水素の総発生量ではなく一定した時間の間に所定の水素発生量が維持されることが重要であるので、水素発生量による燃料電池１００の電力をワット（Ｗ）単位で入力を受ける。また、可変抵抗制御部６１０は燃料電池１００の電圧（ｖｏｌｔａｇｅ）を測定し、抵抗を用いて電力に換算する。その他にも最終的に電力を算出することができれば他の測定単位を用いることも可能である。
【００９３】
可変抵抗制御部６１０は燃料電池１００の出力と、負荷６２０が必要とする要求電力とを比較する。燃料電池１００の出力が要求電力より小さい場合には水素発生量が増加するように可変抵抗５３０の抵抗値を変化させ、燃料電池１００の出力が要求電力より大きい場合には水素発生量を減少するように可変抵抗５３０の抵抗値を変化させる。燃料電池１００の出力が要求電力との一定誤差範囲以内にあれば現在の水素発生量を維持することにする。これは可変抵抗制御部６１０が可変抵抗５３０の抵抗値を制御するようにする可変抵抗制御信号によると仮定する。
【００９４】
図７は本発明のさらに他の実施例による水素発生装置２００の制御部２４０及びそれに結合された燃料電池と負荷とを含む燃料電池発電システムの概略的な構成図である。
【００９５】
制御部２４０は可変抵抗制御部７１０及び可変抵抗５３０を含む。ここで、可変抵抗５３０は前述した図５の説明と同様な機能を果たすので詳細な説明は省略する。
【００９６】
図７に示す燃料電池発電システムは、図６の燃料電池発電システムに比して充電池７００をさらに備える。燃料電池１００は応答性が遅いため、負荷６２０からピーク電力（ｐｅａｋ  ｐｏｗｅｒ）が要求される場合瞬間的に対処することができない。よって、充電池７００に電力を予め充電しておくことによりピーク電力に対処できるようになる。
【００９７】
可変抵抗制御部７１０は充電池７００の電圧を測定しながら充電池７００が完全に充電されるまで水素を引続き生成し、燃料電池１００は電圧を引続き供給するようにする。
【００９８】
また、負荷６２０からの要求電力に応じて充電池７００に充電されている電圧を提供し、これにより充電池７００の電圧が低くなると再び水素発生装置２００が水素を生成するようにする。
【００９９】
すなわち、可変抵抗制御部７１０は充電池７００の現在電圧と完充電圧とを比較する。完充電圧とは充電池７００が完全に充電された状態の電圧を意味する。現在電圧が完充電圧より小さい場合には水素発生量が増加するように可変抵抗５３０の抵抗値を変化させ、現在電圧が完充電圧より大きいかまたは同一である場合は水素発生が停止するように可変抵抗５３０の抵抗値を変化させる。これは可変抵抗制御部７１０が可変抵抗５３０の抵抗値を制御するようにする可変抵抗制御信号によると仮定する。
【０１００】
ここで、充電池７００はスーパーキャパシタ（ｓｕｐｅｒ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）または充電用小型バッテリであることができる。スーパーキャパシタはキャパシタの性能中の電気容量の性能を強化したものであり、電力を充電しながら必要により充電された電力を放出する。
【０１０１】
図８は可変抵抗の抵抗値が５００ｍΩである場合の水素発生量を流量単位で示したグラフであり、図９は可変抵抗の抵抗値が１０ｍΩである場合の水素発生量を流量単位で示したグラフである。ここで、流量単位は分当たり水素発生量ｍｌ/ｍｉｎである。
【０１０２】
可変抵抗が５００ｍΩの場合と１０ｍΩの場合に、電極の間に流れる電流量は異なるので水素発生量も異なる。
【０１０３】
図８及び図９を参照すると、５００ｍΩの場合には最大水素発生量が３５ｍｌ/ｍｉｎであることに比して、１０ｍΩの場合には最大水素発生量が１００ｍｌ/ｍｉｎ以上であって３倍近く増加することが分かる。これは、可変抵抗の抵抗値を適切に調節すれば所望する水素発生量が得られることを意味する。
【０１０４】
図１０は本発明の一実施例による水素発生装置における可変抵抗の調節に応ずる時間対比水素発生量のグラフである。ここで、可変抵抗を調節しながら水素発生量を３０ｍｌ／ｍｉｎ（１０１０参照）、２０ｍｌ／ｍｉｎ（１０２０参照）、１０ｍｌ／ｍｉｎ（１０３０参照）の順に調節した。全体の温度は６０℃を超えないことが分かる。
【０１０５】
図１０には、可変抵抗を１２５ｍΩから漸次増加させながら３０ｍｌ／ｍｉｎを一定に維持し（１０１０参照）、抵抗を一度に１６０ｍΩに増加させて２０ｍｌ／ｍｉｎを維持し（１０２０参照）、再び抵抗を２１０ｍΩに増加させて１０ｍｌ／ｍｉｎを維持する（１０３０参照）グラフが示されている。
【０１０６】
図８及び図９に示されているように、水を用いて水素を生成する本発明の実施例による水素発生装置は、初期には温度と共に反応速度が増加するにつれ水素発生量も増加するが、一定時間が経過すると第１電極をなす金属と水が消耗されて一定した速度で水素発生量が減少する形態を示す。
【０１０７】
よって、第１電極２２０と第２電極２３０との間の抵抗を適切に調節することにより図１０に示されているように水素発生量を一定に調節することが可能になる。
【０１０８】
また、図８ないし図１０において流量単位で測定した水素発生量は、図６または図７に示されている水素発生装置２００においては燃料電池１００の出力、すなわち、電力または電圧であることもできる。例えば、図８ないし図１０での４２ｍｌ／ｍｉｎは燃料電池１００の運転条件に応じて２Ｗに対応されることができる。
【０１０９】
すなわち、前より測定した水素発生量は、図６または図７に示されている可変抵抗制御部６１０、７１０から測定した燃料電池の出力、すなわち、電力または電圧に対応され、可変抵抗値の制御により制御しようとする水素発生量は、制御しようとする燃料電池の出力、すなわち、電力または電圧に対応される。
【０１１０】
第１電極２２０と第２電極２３０との間の可変抵抗は主に５００ｍΩ以下の、非常に小さい抵抗値を有する。回路の導線と金属酸化膜半導体（ｍｅｔａｌ-ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＭＯＳ）トランジスタを用いたモススイッチを通して抵抗値の変化が可能であり、ＡＳＩＣ形態のチップ（ｃｈｉｐ）で具現できる。これに関しては図１１を参照して説明する。
【０１１１】
図１１は本発明の一実施例による可変抵抗の具現例である。
【０１１２】
第１電極２２０と第２電極２３０との間に連結されているＡＳＩＣ１１００は、内部に互いに異なる抵抗値を有する導線１１１０ａないし１１１０ｇを具備する。導線１１１０ａないし１１１０ｇは長さ、厚みまたはこれらの結合により互いに異なる抵抗値を有する。第１電極２２０と各導線とはモススイッチの１１０５ａないし１１０５ｇにより連結される。ＡＳＩＣ１１００の抵抗値はターンオンされたモススイッチに連結されている導線の抵抗により決定される。導線１１１０とモススイッチ１１０５の数は多様に変更することができ、二つ以上のモススイッチ１１０５をターンオンさせ導線の抵抗を並列連結することによりＡＳＩＣ１１００が新たな抵抗値を有するようにすることもできる。
【０１１３】
また、本発明の実施例による水素発生装置の可変抵抗制御部は燃料電池の電力回路を共に使用でき、燃料電池発電システムの制御部に含まれることができる。すなわち、燃料電池発電システムの制御部に可変抵抗制御部が含まれることによりワンチップ（ｏｎｅ  ｃｈｉｐ）化が可能になる。
【０１１４】
図１２は本発明の一実施例による水素発生装置において、水素発生量を調節する方法のフローチャートである。ここで、水素発生装置は図５に示されている。
【０１１５】
先ず、段階Ｓ１２００で、水素発生装置２００の可変抵抗制御部５２０は可変抵抗５３０を最小化して水素発生量が臨界値以上の流量を有するように水素を発生させる。
【０１１６】
段階Ｓ１２１０で、流量測定器５１０は水素発生量を測定し、段階Ｓ１２２０で、可変抵抗制御部５２０は流量測定器５１０から測定した水素発生量と入力された設定値とを比較する。ここで、入力される設定値は、段階Ｓ１２２０ａのように一つの設定値であるかまたは段階Ｓ１２２０ｂのように所定の間隔を有する上限設定値と下限設定値であることができる。
【０１１７】
可変抵抗制御部５２０は、設定値に応じて可変抵抗５３０の抵抗値を変化させる。
【０１１８】
段階Ｓ１２２０ａで、一つの設定値が入力される場合、段階Ｓ１２３０ａで、水素発生量（Ａ）と設定値（Ｂ）とを比較する。水素発生量が設定値より小さい場合（Ａ＜Ｂ）には、段階Ｓ１２３２ａのように可変抵抗の抵抗値を減少し、水素発生量が設定値より大きい場合（Ａ＞Ｂ）には、段階Ｓ１２３４ａのように可変抵抗の抵抗値を増加し、水素発生量が設定値と同一である場合（Ａ＝Ｂ）には、段階Ｓ１２３６ａのように可変抵抗の抵抗値を維持する。ここで、同一であるか否かは、水素発生量が設定値を基準にして予め設定されている一定誤差範囲内にあるか否かを意味する。
【０１１９】
段階Ｓ１２２０ｂで、上限設定値と下限設定値が入力される場合、段階Ｓ１２３０ｂで、水素発生量（Ａ）と上限設定値（Ｂ１）及び下限設定値（Ｂ２）とを比較する。水素発生量が下限設定値より小さい場合（Ａ＜Ｂ２）には、段階Ｓ１２３２ｂのように可変抵抗の抵抗値を減少し、水素発生量が上限設定値より大きい場合（Ａ＞Ｂ１）には、段階Ｓ１２３４ｂにように可変抵抗の抵抗値を増加し、水素発生量が上限設定値と下限設定値との間にある場合（Ｂ２≦Ａ≦Ｂ１）には、段階Ｓ１２３６ｂのように可変抵抗の抵抗値を維持する。
【０１２０】
段階Ｓ１２２０ないし段階Ｓ１２３６ａ、またはＳ１２３６ｂを反復することにより水素発生装置２００は入力された設定値に対応する量の水素を発生できる。
【０１２１】
図１３は本発明の他の実施例による水素発生装置において水素発生量を調節する方法のフローチャートである。ここで、水素発生装置は図６に示されている。
【０１２２】
先ず、段階Ｓ１３００で、水素発生装置２００の可変抵抗制御部６１０は可変抵抗５３０を最小化して水素発生量が臨界値以上の流量を有するように水素を発生する。
【０１２３】
段階Ｓ１３１０で、水素発生装置２００に連結されている燃料電池１００の出力を測定し、燃料電池１００に連結されている負荷６２０の要求電力の入力を受ける。ここで、燃料電池１００の出力は電力であるかまたは電圧であることができ、電圧である場合には抵抗を用いて電力を算出することができる。
【０１２４】
そして、段階Ｓ１３２０で、燃料電池１００の電力（Ｃ）と負荷６２０の要求電力（Ｄ）とを比較する。
【０１２５】
比較結果、燃料電池１００の電力が要求電力より大きい場合（Ｃ＞Ｄ）には段階Ｓ１３３０で、可変抵抗の抵抗値を増加し、燃料電池１００の電力が要求電力より小さい場合（Ｃ＜Ｄ）には段階Ｓ１３３２で、可変抵抗の抵抗値を減少し、燃料電池１００の電力が要求電力と同一である場合（Ｃ＝Ｄ）には、段階Ｓ１３３４で、可変抵抗の抵抗値を維持する。ここで、同一であるか否かは燃料電池１００の電力が要求電力を基準にして予め設定された一定誤差範囲内にあるか否かを意味する。
【０１２６】
以後、段階Ｓ１３１０ないし段階Ｓ１３３０、Ｓ１３３２、またはＳ１３３４を反復することにより、水素発生装置２００は負荷の要求電力に対応する燃料電池の出力が出るように水素発生量を調節することができる。
【０１２７】
図１４は本発明のさらに他の実施例による水素発生装置において、水素発生量を調節する方法のフローチャートである。この水素発生装置は図７に示されている。
【０１２８】
先ず、段階Ｓ１４００で、水素発生装置２００の可変抵抗制御部７１０は可変抵抗５３０を最小化して水素発生量が臨界値以上の流量を有するように水素を発生させることにより燃料電池１００を動作させ、燃料電池１００と負荷６２０との間に連結されている充電池７００を充電する。
【０１２９】
段階Ｓ１４１０で、充電池７００に充電された電圧を測定し、段階Ｓ１４２０で、充電池７００の完充電圧（Ｆ）と測定された現在電圧（Ｅ）とを比較する。
【０１３０】
比較結果、現在電圧が完充電圧より大きいかまたは同一である場合（Ｅ≧Ｆ）には、段階Ｓ１４３０で、可変抵抗の抵抗値を最大化して充電池７００に電圧が充電されないようにし、現在電圧が完充電圧より小さい場合（Ｅ＜Ｆ）には、段階Ｓ１４３２で、可変抵抗の抵抗値を減少する。ここで、同一であるか否かは、現在電圧が完充電圧を基準にして予め設定されている一定誤差範囲内にあるか否かを意味する。
【０１３１】
以後、段階Ｓ１４１０ないし段階Ｓ１４３０、またはＳ１４３２を反復することにより水素発生装置２００は充電池７００を完全に充電して負荷６２０のピーク電力に対処できるように調節することができる。
【０１３２】
一方、前述した水素発生量の調節方法のうち、段階Ｓ１２２０ないし段階Ｓ１２３６ａまたはＳ１２３６ｂ、あるいは、段階Ｓ１３２０ないし段階Ｓ１３３０、Ｓ１３３２またはＳ１３３４、あるいは、段階Ｓ１４２０ないしＳ１４３０またはＳ１４３２は、コンピュータプログラムで作成可能である。前記プログラムを構成するコード及びコードセグメントは当分野のコンピュータプログラマーにより容易に推論できる。また、前記プログラムはコンピュータが読める情報保存媒体（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）に保存され、コンピュータにより読まれ実行されることにより水素発生量の調節方法を具現する。前記情報保存媒体は磁気記録媒体、光記録媒体及びキャリアウエーブ媒体を含む。
【０１３３】
前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野の通常の知識を持った者であれば、本発明の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】燃料電池の作動原理を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による水素発生装置の概略的な断面図である。
【図３】携帯電話の電力消耗量を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例による水素発生装置において、第１電極と第２電極との間に流れる電流量と発生される水素量との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施例による水素発生装置の制御部の概略的な構成図である。
【図６】本発明の他の実施例による水素発生装置の制御部及びそれに結合されている燃料電池と負荷とを備える燃料電池発電システムの概略的な構成図である。
【図７】本発明のさらに他の実施例による水素発生装置の制御部及びそれに結合されている燃料電池と負荷とを備える燃料電池発電システムとの概略的な構成図である。
【図８】可変抵抗の抵抗値が５００ｍΩである場合の水素発生量を流量単位で示すグラフである。
【図９】可変抵抗の抵抗値が１０ｍΩである場合の水素発生量を流量単位で示すグラフである。
【図１０】本発明の一実施例による水素発生装置の可変抵抗を調節するに応ずる時間対比水素発生量のグラフである。
【図１１】本発明の一実施例による可変抵抗の具現例である。
【図１２】本発明の一実施例による水素発生装置において水素発生量を調節する方法のフローチャートである。
【図１３】本発明の他の実施例による水素発生装置において水素発生量を調節する方法のフローチャートである。
【図１４】本発明のさらに他の実施例による水素発生装置において水素発生量を調節する方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３５】
１００  燃料電池
２００  水素発生装置
２１０  電解槽
２２０  第１電極
２３０  第２電極
２４０  制御部
５２０、６１０、７１０  可変抵抗制御部
５１０  流量測定器
６２０  負荷
７００  充電池
【図１】
2008230953.tif 000004
【図２】
2008230953.tif 000005
【図３】
2008230953.tif 000006
【図４】
2008230953.tif 000007
【図５】
2008230953.tif 000008
【図６】
2008230953.tif 000009
【図７】
2008230953.tif 000010
【図８】
2008230953.tif 000011
【図９】
2008230953.tif 000012
【図１０】
2008230953.tif 000013
【図１１】
2008230953.tif 000014
【図１２】
2008230953.tif 000015
【図１３】
2008230953.tif 000016
【図１４】
2008230953.tif 000017