(57)【要約】【課題】水素発生装置の装着方向に関わらず、水素発生量が一定である水素発生装置を提供する。【解決手段】本発明による水素発生装置は、電解質水溶液を収容する電解槽４１０と、前記電解槽４１０内部に位置して電子を発生させる、自由に移動可能な第１電極４２０と、前記電解槽４１０内部に位置して前記電子を受け取って水素を発生させる、自由に移動可能な第２電極４３０と、前記第１電極４２０と前記第２電極４３０との間に位置するスペーサー４７０と、前記第１電極４２０及び前記第２電極４３０に接続され、前記第１電極４２０から前記第２電極４３０への電子移動量を制御する制御部４４０と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質水溶液を収容する電解槽と、
前記電解槽内に位置して電子を発生させる、自由に移動可能な第１電極と、
前記電解槽内に位置して前記電子を受けて水素を発生させる、自由に移動可能な第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に位置するスペーサーと、
前記第１電極及び前記第２電極に接続され、前記第１電極から前記第２電極への電子移動量を制御する制御部と、
を含むことを特徴とする水素発生装置。
【請求項２】
前記スペーサーの厚さが、前記第１電極と前記第２電極との間隔以下であ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電極及び前記第２電極が平行に配列され、
前記スペーサーが前記電解槽の内壁のうち前記第１電極及び前記第２電極と平行した面以外の側面に固定され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】
前記スペーサーが、前記電解槽の内壁のうち前記第１電極及び前記第２電極と平行した面以外の両側面それぞれに一つ以上固定されることを特徴とする請求項３に記載の水素発生装置。
【請求項５】
前記スペーサーの大きさが、前記電解槽及び前記電極の大きさに対応して決められ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】
前記第１電極と前記制御部とを接続させる電線をさらに含み、
前記電線がフレキシブル（flexible）なものであ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】
前記第２電極と前記制御部とを接続させる電線をさらに含み、
前記電線がフレキシブルなものであ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】
前記電解槽は、前記水素を外部に放出する二つ以上の水素放出口を含み、
前記水素放出口は、前記電解槽を中心として対称的に配置され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９】
前記電解槽と前記水素放出口との間に介在され、前記水素放出口を通して前記水素を放出し、前記電解質水溶液の放出は遮断する気液分離膜をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載の水素発生装置から生成された水素が供給され、前記水素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電流を生産する燃料電池を含むことを特徴とする燃料電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素発生装置に関するもので、より詳細には、それ自体のオリエンテーションに関わらず、水素発生量が一定である水素発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池とは、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、発電機駆動過程を経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いだけでなく、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６は、燃料電池の作動原理を示す図面である。図６を参照すると、燃料電池１００の燃料極１１０はアノードであり、空気極１３０はカソードになる。燃料極１１０では、水素（Ｈ２）が供給されると水素イオン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）に分解される。水素イオンはメンブレイン１２０を通って空気極１３０に移動する。メンブレイン１２０は電解質層に該当する。電子は外部回路１４０を通って電流を発生させる。そして、空気極１３０では、水素イオンと電子、及び空気中の酸素が結合して水が生成される。上述した燃料電池１００での化学反応式は下記の反応式のようになる。
【０００４】
［化１］  
燃料極１１０：Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ− 
空気極１３０：１／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ  
全反応：Ｈ２＋１／２Ｏ２→Ｈ２Ｏ  
すなわち、燃料極１１０から分離された電子が外部回路を通って電流を発生させることにより電池の機能を有する。このような燃料電池１００は、ＳＯｘやＮＯｘなどの大気汚染物質をほとんど排出せず、二酸化炭素の発生も少ないため無公害発電であり、低騒音、無振動などの長所を有する。
【０００５】
燃料電池１００は、燃料極１１０から電子を発生させるために、水素が含まれている一般燃料を燃料電池１００が求めてい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。
【０００６】
水素発生装置に一般的に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、保管に危険が伴う。また、最近、脚光を浴びている携帯用電子機器（携帯電話、ノートパソコンなど）が高容量の電源供給装置を要求しつつあり、燃料電池はこのような要求に合わせて嵩が小さくて高い性能を有する必要がある。
【０００７】
図７は、図６に示された燃料電池１００に水素を供給する水素発生装置の概略的な立体斜視図である。水素発生装置２００は、電解槽２１０、第１電極２２０、第２電極２３０、及び制御部２４０を含む。以下では発明の理解と説明の便宜のため、第１電極２２０がマグネシウム（Ｍｇ）で、第２電極２３０がステンレススチール（Stainless Steel）で構成されたものを中心にして説明する。
【０００８】
電解槽２１０内には電解質（electrolyte）水溶液２１５が収容されている。水素発生装置２００は、電解質水溶液２１５を用いて水素ガスを発生させる。電解槽２１０には、水素を放出させる水素放出口２５０と、電解槽２１０と繋がっている水素放出口２５０の一端に介在され、水素は放出し、電解質水溶液２１５の放出は遮断する気液分離膜２６０とがさらに備えられる。
【０００９】
また、電解槽２１０の内部には第１電極２２０及び第２電極２３０が備えられる。第１電極２２０及び第２電極２３０は、電極の全体面積またはその一部の面積が電解質水溶液２１５内に入っている。
【００１０】
図８ａは、図７に示された水素発生装置の水素放出口が重力方向と反対方向になった場合の断面図であり、図８ｂは、図７に示された水素発生装置の水素放出口が重力方向と同じ方向になった場合の断面図である。
【００１１】
図８ａ及び図８ｂを参照すると、水素発生装置２００の装着方向が変わると、固定されている第１電極２２０及び第２電極２３０における電解質水溶液２１５と接触する電極の反応面積に違いが生じて、発生する水素発生量が異なってくる。図８ｂを参照すると、Ａの部分だけ各電極が電解質水溶液２１５と接触できなくなり、このため、同一時間の間に発生する水素量が異なってきて、燃料電池１００に一定量の水素を供給することができなくなる問題点がある。
【００１２】
この場合、ポンプを用いて下部の電解質水溶液を上部に供給する方法が考察されるが、別途のポンプやバルブを要するため、小型化に適しない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】
【００１３】
こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、水素発生装置の装着方向に関わらず一定量の水素を供給することができる水素発生装置及び燃料電池システムを提供することにその目的がある。  
本発明の他の目的は、電解質水溶液の移動と共に電極も移動することにより電極の反応面積に違いのない水素発生装置及び燃料電池システムを提供することにある。  
本発明のまた他の目的は、水の利用効率を高めることができる水素発生装置及び燃料電池システムを提供することにある。  
本発明の他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】
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、水素発生装置の装着方向に関わらず水素発生量が一定である水素発生装置が提供される。一実施例による水素発生装置は、電解質水溶液を収容する電解槽と、前記電解槽内に位置して電子を発生させる、自由に移動可能な第１電極と、前記電解槽内に位置して前記電子を受けて水素を発生させる、自由に移動可能な第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に位置するスペーサーと、前記第１電極及び前記第２電極に接続され、前記第１電極から前記第２電極への電子移動量を制御する制御部と、を含む。
【００１５】
ここで、前記スペーサーの厚さは前記第１電極と前記第２電極との間隔以下であることがよい。また、前記第１電極及び前記第２電極は略平行に配列され、前記スペーサーは前記電解槽の内壁のうち前記第１電極及び前記第２電極と平行した面以外の側面に固定されることができる。ここで、前記スペーサーは前記電解槽の内壁のうち前記第１電極及び前記第２電極と略平行した面以外の両側面にそれぞれ一つ以上固定されることができる。
【００１６】
また、前記スペーサーの大きさは前記電解槽及び前記電極の大きさに対応して決められることがよい。
【００１７】
また、前記第１電極と前記制御部とを接続させる電線をさらに含み、前記電線はフレキシブルなものであることがよい。また、前記第２電極と前記制御部とを接続させる電線をさらに含み、前記電線はフレキシブルなものであることがよい。また、前記電解槽は前記水素を外部に放出する二つ以上の水素放出口を含み、前記水素放出口は前記電解槽を中心として対称的に配置されることができる。そして、前記電解槽と前記水素放出口との間に介在され、前記水素放出口を通して前記水素を放出し、前記電解質水溶液の放出は遮断する気液分離膜をさらに含むことができる。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、上述した水素発生装置から生成された水素が供給されると、前記水素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電流を生産する燃料電池を含む燃料電池発電システムが提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による水素発生装置は、その装着方向に関わらず一定量の水素を供給することができる。また、本発明によれば、電解質水溶液の移動と共に電極も移動するので電極の反応面積に違いが出ない水素発生装置を提供できる。更に、電極と電極との間の副産物をグラインディングにより除去して、電解質水溶液内のイオンの移動度を高めることにより、水の利用効率を高めることができる水素発生装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施形態を有することができるため、特定実施形態を図面に例示し、詳細に説明する。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あらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明するに当たって、かか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。
【００２１】
「第１」、「第２」などの用語は、多様な構成要素の説明に利用するに過ぎなく、前記構成要素が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だけに用いられる。
【００２２】
本願で用いた用語は、ただ特定の実施形態を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。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わせたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ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わせたもの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しなければならない。
【００２３】
以下、本発明の実施形態を添付した図面に基づいて詳しく説明する。図１は、本発明の一実施形態による水素発生装置の概略的な立体斜視図である。図１に示す水素発生装置４００は、電解槽４１０、第１電極４２０、第２電極４３０、制御部４４０を有する。以下では本発明の理解と説明の便宜のため、第１電極４２０はマグネシウム（Ｍｇ）で、第２電極４３０はステンレススチール（Stainless Steel）で構成されたものを中心として説明する。
【００２４】
電解槽４１０は、その内部に電解質水溶液４１５を収容する。水素発生装置４００は電解質水溶液４１５に含まれている水素イオンを用いて水素ガスを発生させる。電解質水溶液４１５の電解質としては、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、Ｋ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＡｇＣｌなどが使用できる。
【００２５】
第１電極４２０は活性電極である。第１電極４２０での化学反応は次のようになる。マグネシウム（Ｍｇ）電極と水（Ｈ２Ｏ）とのイオン化エネルギーの差のために、マグネシウム電極が水中に電子（ｅ−）を放出し、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）に酸化される。この時、生成された電子は第１電線４２５、制御部４４０、及び第２電線４３５を通って第２電極４３０に移動することになる。
【００２６】
第２電極４３０は非活性電極である。第２電極４３０では、水が第１電極４２０から移動してきた電子を受け取って水素に分解される。その化学反応式は下記のようになる。
【００２７】
［化２］  
第１電極４２０：Ｍｇ→Ｍｇ２＋＋２ｅ− 
第２電極４３０：２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２＋２（ＯＨ）− 
全反応：Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）２＋Ｈ２ 
上述した化学反応は様々な要素により反応の速度や反応効率が決められる。反応速度を決める要素としては、第１電極４２０及び／または第２電極４３０の電極面積、電解質水溶液４１５の濃度、電解質水溶液４１５の種類、第１電極４２０及び／または第２電極４３０の個数、第１電極４２０と第２電極４３０との間の接続方法、第１電極４２０と第２電極４３０との間の電気的抵抗などがある。
【００２８】
上述した要素を変化させると、反応条件に応じて第１電極４２０と第２電極４３０との間に流れる電流の量（すなわち、電子の量）が異なってくるので、化２のような電気化学的反応速度も異なることになる。電気化学的反応速度が異なってくると、第２電極４３０から発生される水素の量も異なることになる。
【００２９】
電解槽４１０内で、第１電極４２０と第２電極４３０とは交互に配置されてもよく、または一つ以上の第１電極４２０がグループ化され、一つ以上の第２電極４３０がグループ化されて配置されてもよい。
【００３０】
水素発生装置４００は、第１電極４２０と第２電極４３０とを接続させる第１電線４２５と、第２電線４３５との間に制御部４４０を置き、第１電極４２０と第２電極４３０との間の電気的抵抗を調節する。すなわち、第１電極４２０と第２電極４３０との間の電気的抵抗を変化させることにより、第１電極４２０と第２電極４３０との間に流れる電流の大きさを調節して燃料電池から必要とされる量だけの水素を発生させることが可能になる。
【００３１】
制御部４４０は電気化学的反応により、第１電極４２０から生成された電子を第２電極４３０に伝達する速度、すなわち電流量を調節する。
【００３２】
要求される電力量または水素量が制御部４４０に伝達されて、その要求値が大きいと第１電極４２０から第２電極４３０に流れる電子の量を増加させ、その要求値が小さいと第１電極４２０から第２電極４３０に流れる電子の量を減少させる。
【００３３】
要求される電力量または水素量は、水素発生装置４００が燃料電池と結合されていて燃料電池から入力されてもよく、または別途の入力装置が備えられていてユーザから要求される電力量または水素量が直接入力されてもよい。また、電力量または水素量が予め設定されていてもよい。
【００３４】
本発明で第１電極４２０及び／または第２電極４３０は一つ、または二つ以上であることができる。第１電極４２０及び／または第２電極４３０の個数が増加すると、一定時間内に発生される水素量が増加することになり、より短い時間内に望む水素量を発生させることが可能になる。
【００３５】
本発明の実施形態において第１電極４２０としては、マグネシウム以外にアルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（ｚｎ）、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。そして、第２電極４３０としては、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）などで、第１電極４２０を形成する金属に比べて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。
【００３６】
図７に示された第１電極２２０及び第２電極２３０は水素発生装置２００の内壁のうち下面に固定されているが、本発明の一実施形態による水素発生装置４００における第１電極４２０及び第２電極４３０は下面に固定されず、上下左右、自由に移動可能である。第１電線４２５及び第２電線４３５はフレキシブルな特性を有し、電極が移動しても、制御部４４０と電極との間の接続が切れないようにする。すなわち、第１電線４２５及び第２電線４３５は、水素流量調節のための制御部４４０との電気的接続を維持する一方、電極が自由に移動できるようにする役割を行う。
【００３７】
第１電極４２０及び第２電極４３０が固定されず、自由に移動可能であるため、電解質水溶液４１５と各電極の反応面積が一定に維持され、水素発生量を一定に維持することができる。
【００３８】
そして、電極が自由に移動できるため、機械的な摩耗作用を行って各電極の間に生成される副産物のＭｇ（ＯＨ）２をグラインディングにより除去できる。これによって、Ｍｇ（ＯＨ）２と水との水和が起こらなく、水中のイオンの移動度を高めることができて水の利用効率を高めることができるようになる。
【００３９】
水素発生装置４００は、各電極の間に位置してその一端が電解槽４１０の内壁に固定されるスペーサー４７０をさらに備えることができる。スペーサー４７０は、水素発生装置４００の位置が変わる場合、すなわち、水素発生装置４００の装着方向が変わる場合に第１電極４２０と第２電極４３０とが互いに接触しないようにする役割を行う。電極同士が接触すると、回路短絡（short）が発生するからである。また、スペーサー４７０は、第１電極４２０及び第２電極４３０が一定領域内にのみ移動するようにするガイド（guide）の役割を行う。
【００４０】
Ｘ軸を基準として、スペーサー４７０の大きさ（ｌ）は電解槽４１０の大きさ（ｎ）と各電極の大きさ（ｍ）との差より大きい（数１参照）。
【００４１】
［数１］  
ｌ＞ｎ−ｍ  
スペーサー４７０の大きさが電解槽４１０の大きさと各電極の大きさとの差より小さいと、水素発生装置４００の装着方向が変わる場合にスペーサー４７０によるガイドから外れる恐れがあるからである。
【００４２】
スペーサー４７０は、電解槽４１０内に平行に配列された電極と平行した二つの内壁以外の内壁、すなわち、両側内壁に固定され、両側内壁それぞれに一つずつ少なくとも二つのスペーサー４７０が各電極の間に位置することが好ましい。スペーサー４７０の厚さ（ｚ軸方向の大きさ）は各電極間の間隔より小さい。
【００４３】
上述したように、スペーサー４７０により所定距離だけの間隔を置いて配置された複数の電極を通して生成される水素は、電解槽４１０と水素が放出される流路である水素放出口４５０との間に介在され、水素は放出し、電解質水溶液４１５の放出は遮断する気液分離膜４６０を通過することがよい。そして、気液分離膜４６０を通過した水素は、水素放出口４５０を通して燃料電池の燃料極に移動することができる。このとき、気液分離膜４６０は多孔性（porous）材質からなることができる。
【００４４】
水素放出口４５０及び気液分離膜４６０は二つ以上であることが好ましい。本発明の一実施形態である図１を参照すると、第１水素放出口４５０ａ及び第１気液分離膜４６０ａと、第２水素放出口４５０ｂ及び第２気液分離膜４６０ｂとが電解槽４１０の上面及び下面に位置している。第１水素放出口４５０ａ及び第１気液分離膜４６０ａと、第２水素放出口４５０ｂ及び第２気液分離膜４６０ｂとは、対称的に位置しており、水素発生装置４００の装着方向が変わっても少なくとも一組の水素放出口及び気液分離膜は電解質水溶液４１５により遮断されなく水素を放出する。
【００４５】
二対以上の水素放出口及び気液分離膜は、電解槽４１０内で対称的に位置し、電解槽４１０の上面及び下面以外に、側面の上部及び下部にも位置することができる。
【００４６】
図２ａ及び図２ｂは、本発明の一実施形態による水素発生装置の左側面図であり、元の位置にある場合と１８０°回転した場合とを示している。
【００４７】
水素発生装置４００が図１に示された位置と同じ位置にある場合（第１水素放出口４５０ａ及び第１気液分離膜４６０ａが上向きになっている場合）を元の位置（０°回転）と仮定する。
【００４８】
図２ａは水素発生装置４００は０°回転した状態であり、図２ｂは第１水素放出口４５０ａ及び第１気液分離膜４６０ａが下向きになっていて、１８０°回転した状態である。
【００４９】
０°回転した状態では、第１電極４２０及び第２電極４３０が全て電解質水溶液４１５に浸されていて、反応面積が第１電極４２０及び第２電極４３０の電極面積と同じである。
【００５０】
１８０°回転した状態では、スペーサー４７０により各電極は互いに接触せず、スペーサー４７０のガイドにより第１電極４２０及び第２電極４３０は下方向に（図２ｂに示されているｙ軸方向に）移動することになる。この場合、各電極の下面に接続された第１電線４２５及び第２電線４３５は、上述したようにフレキシブル特性を有していて、第１電極４２０及び第２電極４３０の移動を妨げることはない。また、この場合には第１水素放出口４５０ａが電解質水溶液４１５により遮断されるが、第２水素放出口４５０ｂが上向きになっているので、電解槽４１０内で発生した水素を水素発生装置４００の外部に提供することが可能となる。
【００５１】
図３ａから図３ｄは、本発明の一実施形態による水素発生装置の正面図であり、元の位置にある場合、９０°回転した場合、１８０°回転した場合、及び２７０°回転した場合を示している。
【００５２】
スペーサー４７０の大きさ（ｌ）は前記数１の通りであるため、電極がスペーサー４７０のため他の電極と接触せず、装着方向が変わっても一定領域から外れることはない。電極は自由に移動可能であるため、水素発生装置４００の装着方向に関わらず常に重力方向に移動することになる。
【００５３】
図３ａに示すように、元の位置にある場合、電極は電解槽４１０の下面４１１に接触し、第１水素放出口４５０ａは電解質水溶液４１５により遮断されることなく、水素を外部に提供できるようになる。
【００５４】
図３ｂの９０°回転した場合、電極は重力方向（図３ｂのｘ軸（＋）方向）に移動して電解槽４１０の右側面４１２に接触し、第１水素放出口４５０ａは電解質水溶液４１５により遮断されることなく、水素を外部に提供できるようになる。
【００５５】
図３ｃの１８０°回転した場合、電極は重力方向（図３ｃのｙ軸（＋）方向）に移動して電解槽４１０の上面４１３に接触し、第２水素放出口４５０ｂは電解質水溶液４１５により遮断されることなく、水素を外部に提供できるようになる。
【００５６】
図３ｄの２７０°回転した場合、電極は重力方向（図３ｄのｘ軸（−）方向）に移動して電解槽４１０の左側面４１４に接触し、第２水素放出口４５０ｂは電解質水溶液４１５により遮断されることなく、水素を外部に提供できるようになる。
【００５７】
図３ａから図３ｄに示されているように、水素発生装置４００の装着方向に関わらず、第１水素放出口４５０ａ及び第２水素放出口４５０ｂのうち一つ以上は電解質水溶液４１５により遮断されることなく水素を外部に提供できるように、水素放出口は電解槽４１０の互いに対称される地点に位置する。
【００５８】
図４は、本発明の他の実施形態による水素発生装置の概略的な立体斜視図である。図４に示されている水素発生装置５００は図１に示された水素発生装置４００と同じ機能を行い、スペーサー５７０の個数及び固定位置だけが図１に示されたスペーサー４７０と異なる。
【００５９】
図４に示されているスペーサー５７０は、電極と平行した面以外の側面に固定され、各電極ごとに前方に４個、後方に４個が位置し、各電極に対して空間確保及び装着方向が変わっても自由移動を可能とさせる。
【００６０】
スペーサー５７０の大きさ（ｌ）（ｘ軸方向に）は前記数１を満足する。当業者であれば、スペーサーの大きさ及び／または固定位置は本発明の思想範囲内で多様に適用できることを理解できよう。
【００６１】
図５ａから図５ｄは本発明の他の実施形態による水素発生装置の正面図であり、元の位置にある場合、９０°回転した場合、１８０°回転した場合、及び２７０°回転した場合を示している。
【００６２】
スペーサー５７０の大きさ（ｌ）は前記数１の通りであるため、電極がスペーサー５７０により他の電極と接触せず、装着方向が変わっても一定領域から外れることはない。電極は自由に移動可能であるため、水素発生装置５００の装着方向に関わらず常に重力方向に移動するようになる。
【００６３】
図５ａの元の位置にある場合、電極は電解槽４１０の下面４１１に接触し、第１水素放出口４５０ａは電解質水溶液４１５により遮断されることなく、水素を外部に提供できるようになる。
【００６４】
図５ｂの９０°回転した場合、電極は重力方向（図５ｂのｘ軸（＋）方向）に移動して電解槽４１０の右側面４１２に接触し、第１水素放出口４５０ａは電解質水溶液４１５により遮断されることなく、水素を外部に提供できるようになる。
【００６５】
図５ｃの１８０°回転した場合、電極は重力方向（図５ｃのｙ軸（＋）方向）に移動して電解槽４１０の上面４１３に接触し、第２水素放出口４５０ｂは電解質水溶液４１５により遮断されることなく、水素を外部に提供できるようになる。
【００６６】
図５ｄの２７０°回転した場合、電極は重力方向（図５ｄのｘ軸（−）方向）に移動して電解槽４１０の左側面４１４に接触し、第２水素放出口４５０ｂは電解質水溶液４１５により遮断されることなく、水素を外部に提供できるようになる。
【００６７】
図５ａから図５ｄに示されているように、水素発生装置５００の装着方向に関わらず、第１水素放出口４５０ａ及び第２水素放出口４５０ｂのうち一つ以上は電解質水溶液４１５により遮断されることなく水素を外部に提供できるように、水素放出口は電解槽４１０の互いに対称される地点に位置する。
【００６８】
本発明の水素発生装置は、その後端に図６に示された燃料電池１００が接続され得る。水素発生装置と燃料電池１００とは燃料電池発電システムを構成し、燃料電池１００は水素発生装置から提供される水素を燃料極に供給し、水素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電流を生産する。
【００６９】
前記では本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることを理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態による水素発生装置の概略的な立体斜視図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態による水素発生装置の左側面図である。
【図２ｂ】本発明の一実施形態による水素発生装置の左側面図である。
【図３ａ】本発明の一実施形態による水素発生装置の正面図である。
【図３ｂ】本発明の一実施形態による水素発生装置の正面図である。
【図３ｃ】本発明の一実施形態による水素発生装置の正面図である。
【図３ｄ】本発明の一実施形態による水素発生装置の正面図である。
【図４】本発明の他の実施形態による水素発生装置の概略的な立体斜視図である。
【図５ａ】本発明の他の実施形態による水素発生装置の正面図である。
【図５ｂ】本発明の他の実施形態による水素発生装置の正面図である。
【図５ｃ】本発明の他の実施形態による水素発生装置の正面図である。
【図５ｄ】本発明の他の実施形態による水素発生装置の正面図である。
【図６】燃料電池の作動原理を示す図面である。
【図７】図６に示された燃料電池に水素を供給する水素発生装置の概略的な立体斜視図である。
【図８ａ】図７に示された水素発生装置の水素放出口が重力方向と反対方向になった場合の断面図である。
【図８ｂ】図７に示された水素発生装置の水素放出口が重力方向と同じ方向になった場合の断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１００  燃料電池
１１０  燃料極
１２０  メンブレイン
１３０  空気極
２００、４００、５００  水素発生装置
２１０、４１０  電解槽
２１５、４１５  電解質水溶液
２２０、４２０  第１電極
２３０、４３０  第２電極
２４０、４４０  制御部
４５０ａ、４５０ｂ  水素放出口
４６０ａ、４６０ｂ  気液分離膜
４７０、５７０  スペーサー
４２５、４３５  電線
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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