(57)【要約】【課題】高分子固体電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）と電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）とが並列に接続された複合電源であって高いロードレベリング効果を達成するものを提供する。【解決手段】ＰＥＦＣ２２とＥＤＬＣ２４とが並列に接続された複合電源が、ＰＥＦＣを直流電源と抵抗との直列接続でモデル化し且つＥＤＬＣを理想容量と等価直列抵抗との直列接続でモデル化することにより得られる該複合電源の等価回路と、該複合電源に接続され必要な負荷電流Ｉloadの供給を受けるべき負荷３０と、で構成される回路に基づいて、ＰＥＦＣ２２からの電流ＩFCを算出したときに、次の式、  ロードレベリング率＝［１−（ＩFCの最大値）／（Ｉloadの最大値）］×１００で定義されるロードレベリング率を４０％以上とする各特性を有するＰＥＦＣ２２とＥＤＬＣ２４との組合せで構成されるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、
前記高分子固体電解質型燃料電池を直流電源と抵抗との直列接続でモデル化し且つ前記電気二重層キャパシタを理想容量と等価直列抵抗との直列接続でモデル化することにより得られる該複合電源の等価回路と、該複合電源に接続され必要な負荷電流Ｉloadの供給を受けるべき負荷と、で構成される回路に基づいて、前記高分子固体電解質型燃料電池からの電流ＩFCを算出したときに、次の式、
ロードレベリング率＝［１−（ＩFCの最大値）／（Ｉloadの最大値）］×１００
で定義されるロードレベリング率を４０％以上とする各特性を有する前記高分子固体電解質型燃料電池と前記電気二重層キャパシタとの組合せで構成される複合電源。
【請求項２】
前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが１０Ω以下である、請求項１に記載の複合電源。
【請求項３】
前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が５００Ｗ以下である、請求項１又は請求項２に記載の複合電源。
【請求項４】
前記高分子固体電解質型燃料電池の面積が１０００ｃｍ2以下である、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の複合電源。
【請求項５】
前記電気二重層キャパシタの容量が１０００Ｆ以下である、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の複合電源。
【請求項６】
高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が２Ｗ以下で面積が５０ｃｍ2以下であり、かつ、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが１０Ω以下で容量が０．０５〜５０Ｆである複合電源。
【請求項７】
高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が５Ｗ以下で面積が７０ｃｍ2以下であり、かつ、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが３Ω以下で容量が０．０５〜５０Ｆである複合電源。
【請求項８】
高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が１０Ｗ以下で面積が７０〜２００ｃｍ2であり、かつ、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが２Ω以下で容量が０．０５〜５０Ｆである複合電源。
【請求項９】
高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が５０〜１２０Ｗで面積が１００〜５００ｃｍ2であり、かつ、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが５Ω以下で容量が０．０５〜５００Ｆである複合電源。
【請求項１０】
高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が３００〜６００Ｗで面積が５００〜２０００ｃｍ2であり、かつ、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが２Ω以下で容量が０．０５〜５００Ｆである複合電源。
【請求項１１】
前記電気二重層キャパシタに用いられる活性炭電極の集電体がカーボン系材料でコーティングされている、請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の複合電源。
【請求項１２】
前記電気二重層キャパシタの電極に用いられる活性炭のＢＥＴ比表面積が１０００ｍ2／ｇ以上かつ２５００ｍ2／ｇ以下である、請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の複合電源。
【請求項１３】
前記電気二重層キャパシタの電極に用いられる活性炭がアルカリ賦活により製造された活性炭である、請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の複合電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子固体電解質型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：ＰＥＦＣ）と電気二重層キャパシタ（Electric Double Layer Capacitor：ＥＤＬＣ）とが並列に接続された複合電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの小型電子機器用電源として、直接メタノール型燃料電池（Direct Methanol Fuel Cell：ＤＭＦＣ）などの、イオン交換膜を電解質として用いる高分子固体電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）が期待されている。
【０００３】
かかる用途に燃料電池を適用すべく燃料電池の小型化を図る上で、燃料電池から負荷へ供給される電流の平準化（ロードレベリング）が重要となる。そこで、燃料電池からの出力の余剰分を蓄えるとともに出力の不足分を補うために、燃料電池と並列に電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）などのキャパシタを接続した複合電源が提案されている（下記特許文献１〜４参照）。
【０００４】
しかしながら、燃料電池から負荷へ流れる電流の平準化（ロードレベリング）を図る上で、並列接続される燃料電池の特性とキャパシタの特性とが最適化される条件については、深く考究されていない状況にある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０５０１１号公報
【特許文献２】特開２００５−１１７７６３号公報
【特許文献３】特開２００６−１２８０８８号公報
【特許文献４】特開２００５−３９９７８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、上述した背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、高分子固体電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）と電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）とが並列に接続された複合電源であって高いロードレベリング効果を達成するものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によれば、高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池を直流電源と抵抗との直列接続でモデル化し且つ前記電気二重層キャパシタを理想容量と等価直列抵抗との直列接続でモデル化することにより得られる該複合電源の等価回路と、該複合電源に接続され必要な負荷電流Ｉloadの供給を受けるべき負荷と、で構成される回路に基づいて、前記高分子固体電解質型燃料電池からの電流ＩFCを算出したときに、次の式、ロードレベリング率＝［１−（ＩFCの最大値）／（Ｉloadの最大値）］×１００、で定義されるロードレベリング率を４０％以上とする各特性を有する前記高分子固体電解質型燃料電池と前記電気二重層キャパシタとの組合せで構成される複合電源が提供される。
【０００８】
一つの好適な態様では、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが１０Ω以下である。
【０００９】
また、一つの好適な態様では、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が５００Ｗ以下である。
【００１０】
また、一つの好適な態様では、前記高分子固体電解質型燃料電池の面積が１０００ｃｍ2以下である。
【００１１】
また、一つの好適な態様では、前記電気二重層キャパシタの容量が１０００Ｆ以下である。
【００１２】
また、本発明によれば、高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が２Ｗ以下で面積が５０ｃｍ2以下であり、かつ、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが１０Ω以下で容量が０．０５〜５０Ｆである複合電源が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が５Ｗ以下で面積が７０ｃｍ2以下であり、かつ、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが３Ω以下で容量が０．０５〜５０Ｆである複合電源が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が１０Ｗ以下で面積が７０〜２００ｃｍ2であり、かつ、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが２Ω以下で容量が０．０５〜５０Ｆである複合電源が提供される。
【００１５】
また、本発明によれば、高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が５０〜１２０Ｗで面積が１００〜５００ｃｍ2であり、かつ、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが５Ω以下で容量が０．０５〜５００Ｆである複合電源が提供される。
【００１６】
また、本発明によれば、高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源であって、前記高分子固体電解質型燃料電池の出力が３００〜６００Ｗで面積が５００〜２０００ｃｍ2であり、かつ、前記電気二重層キャパシタの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスが２Ω以下で容量が０．０５〜５００Ｆである複合電源が提供される。
【００１７】
また、一つの好適な態様では、前記電気二重層キャパシタに用いられる活性炭電極の集電体がカーボン系材料でコーティングされている。
【００１８】
また、一つの好適な態様では、前記電気二重層キャパシタの電極に用いられる活性炭のＢＥＴ比表面積が１０００ｍ2／ｇ以上かつ２５００ｍ2／ｇ以下である。
【００１９】
また、一つの好適な態様では、前記電気二重層キャパシタの電極に用いられる活性炭がアルカリ賦活により製造された活性炭である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高分子固体電解質型燃料電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された複合電源に対し、ロードレベリング効果を評価するための基準としてロードレベリング率が導入される。そして、本発明による複合電源では、４０％以上のロードレベリング率が達成されて、燃料電池から負荷へ流れる電流についての一定の平準化が図られる。その結果、燃料電池を含めた複合電源全体の小型軽量化が可能となり、燃料電池の適用範囲が拡大される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明について詳細に説明する。図１は、現在、実用化されている携帯電話機において内部の直流電源から内部の負荷へと供給される電流Ｉloadの時間的変化を実測して得られた特性図である。具体的には、図１（Ａ）は地上デジタルテレビジョン放送１セグメント部分受信サービスを受信する携帯電話機（通称「ワンセグ携帯電話機」）におけるＴＶ視聴時の負荷電流Ｉloadの実測値、図１（Ｂ）はワンセグ携帯電話機における通話時の負荷電流Ｉloadの実測値、図１（Ｃ）は第２世代携帯電話機における通話時の負荷電流Ｉloadの実測値、をそれぞれ示す。
【００２２】
図１に示されるような、変化が大きく瞬間的に大きな値をとる電流を、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）などの高分子固体電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）のみで供給しようとすると、燃料電池の小型軽量化を図る上で障害となる。そこで、燃料電池からの出力の余剰分を蓄えるとともに出力の不足分を補うために、燃料電池と並列に電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）などのキャパシタを接続した複合電源とすることにより、燃料電池からの供給電流の平準化（ロードレベリング）を図るアプローチがされている。
【００２３】
図２（Ａ）は、そのような複合電源２０を負荷３０とともに示すブロック図である。図２（Ａ）に示されるように、この複合電源２０は、高分子固体電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）の一種である直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）２２と電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）２４との並列接続により構成される。周知のように、ＤＭＦＣ２２は、燃料極（アノード）、高分子固体電解質膜及び空気極（カソード）を備えるセルを積層（スタック）したものである。また、ＥＤＬＣ２４は、活性炭分極性電極と電解質との界面に生じる電気二重層を利用したコンデンサであり、優れた瞬時充放電性を有する。
【００２４】
以下、図２（Ａ）における負荷３０に、図１に示されるような負荷電流Ｉloadが流れる場合に、ＤＭＦＣ２２とＥＤＬＣ２４とからどのように電流が流れるかを検討する。そのため、図２（Ａ）の回路を等価回路に置き換えて電流のシミュレーションを行う。
【００２５】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の回路を等価回路モデルに置き換えたものである。同図に示されるように、ＤＭＦＣ２２は、一定の開放回路電圧を示す直流電源ＶFC OCVと一定の抵抗ＲFCとの直列接続としてモデル化される。また、ＥＤＬＣ２４は、理想容量Ｃと等価直列抵抗（Equivalent Series Resistance：ＥＳＲ）Ｒcapとの直列接続としてモデル化される。
【００２６】
そして、図２（Ｂ）の等価回路に、図１に示されるような実測された負荷電流Ｉloadが流れるものとして、電圧及び電流に関する回路方程式を立て、それを解くことにより、ＤＭＦＣ２２からの電流ＩFCとＥＤＬＣ２４からの電流Ｉcapとを求めることができる。
【００２７】
例えば、ＥＤＬＣ２４として、ラミネート型キャパシタ（Ｃ＝２．６４Ｆ、Ｒcap（＝ＥＳＲ）＝０．７６８Ω）を２セル直列接続したものを想定し、図２（Ｂ）の等価回路についてシミュレーションを行うと、図１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に対応して、それぞれ図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示される、計算値としての電流ＩFC及び電流Ｉcapを得ることができる。
【００２８】
本発明においては、ＤＭＦＣ２２の小型化に効果的な、ＤＭＦＣ２２の特性とＥＤＬＣ２４の特性との組み合わせが、条件を変えて上述のシミュレーションを繰り返すことで検討される。
【００２９】
その際、前述のように、ＤＭＦＣ２２の小型化にとって、ＤＭＦＣ２２から負荷３０へ供給される電流ＩFCの平準化が重要となるため、次の式、
ロードレベリング率＝［１−（ＩFCの最大値）／（Ｉloadの最大値）］×１００
で定義されるロードレベリング率が評価の基準として導入される。なお、この式から明らかなように、負荷電流Ｉloadの最大値に比較してＤＭＦＣ２２からの電流ＩFCの最大値が小さいほどロードレベリング率は大きくなる。
【００３０】
図４は、ＥＤＬＣ２４の時定数ＲcapＣを固定して容量Ｃを変化させた際の容量Ｃとロードレベリング率との関係を示す特性図であって、（Ａ）はワンセグ携帯電話機におけるＴＶ視聴時、（Ｂ）はワンセグ携帯電話機における通話時、（Ｃ）は第２世代携帯電話機における通話時、をそれぞれ示している。ＥＤＬＣ２４の容量Ｃが大きいほど、ロードレベリング率が高くなることがわかる。
【００３１】
図５は、ＥＤＬＣ２４の時定数ＲcapＣを固定して等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapを変化させた際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図であって、（Ａ）はワンセグ携帯電話機におけるＴＶ視聴時、（Ｂ）はワンセグ携帯電話機における通話時、（Ｃ）は第２世代携帯電話機における通話時、をそれぞれ示している。等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapが小さいほど、ロードレベリング率が高くなることがわかる。
【００３２】
図６は、ＥＤＬＣ２４の容量Ｃを固定して等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapを変化させた際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図であって、（Ａ）はワンセグ携帯電話機におけるＴＶ視聴時、（Ｂ）はワンセグ携帯電話機における通話時、（Ｃ）は第２世代携帯電話機における通話時、をそれぞれ示している。
【００３３】
図６の特性図からも、前述のように、ＥＤＬＣ２４の容量Ｃが大きいほど、また、等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapが小さいほど、ロードレベリング率が高くなることがわかる。また、図６（Ｃ）は、図１（Ｃ）に対応するものであり、一瞬の大きなパルス電流が流れる負荷の場合を示している。図６（Ｃ）から、一瞬の大きなパルス電流が流れる負荷については、等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapの増加に伴い、ロードレベリング率は、容量Ｃの大きさにかかわらず、ほぼ等しくなってくることがわかる。
【００３４】
図７及び図８は、容量Ｃを固定した際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図が、ＤＭＦＣ２２の電極面積の変化による出力の変化に応じてどのように変化するかを示すものであって、図７（Ａ）は出力０．８５Ｗ（面積１５ｃｍ2）の場合、図７（Ｂ）は出力１．４２Ｗ（面積２５ｃｍ2）の場合、図８（Ａ）は出力３．１３Ｗ（面積５５ｃｍ2）の場合、図８（Ｂ）は出力５．６８Ｗ（面積１００ｃｍ2）の場合をそれぞれ示している。
【００３５】
図７及び図８の特性図から、電極面積が大きくなってＤＭＦＣ２２の出力が大きくなると、ロードレベリング率は低下してくるが、ＥＤＬＣ２４の等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapを低い値に抑えることで、一定のロードレベリング率（例えば、４０％）以上を得ることができ、さらに、ＥＤＬＣ２４の容量Ｃを大きくすることでロードレベリング率を増大させることが可能であることがわかる。
【００３６】
図９は、容量Ｃを固定した際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図が、ＤＭＦＣ２２について電極面積一定のままスタック数を増やすことにより最大出力を上げた際に、どのように変化するかを示すものであって、図９（Ａ）は最大出力９９．４６Ｗ（電圧８４．２７Ｖ）、電極面積５０ｃｍ2、スタック数３５０の場合、図９（Ｂ）は最大出力４９７．３Ｗ（電圧４１４．４Ｖ）、電極面積５０ｃｍ2、スタック数１７５０の場合、をそれぞれ示している。
【００３７】
図９から、ＤＭＦＣ２２について電極面積一定のままスタック数を増やして最大出力を上げた場合、ロードレベリング率は高くなることがわかる。図９の場合、等価直列抵抗Ｒcapや容量Ｃにかかわらず、一定値（例えば、４０％）以上のロードレベリング率を得ることができる。
【００３８】
一方、図１０は、容量Ｃを固定した際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図が、ＤＭＦＣ２２について、最大出力発生時の電圧が約２０Ｖとなるようなスタック数に固定したまま、電極面積を拡大することにより最大出力を上げた際に、どのように変化するかを示すものであって、図１０（Ａ）は最大出力９９．４６Ｗ（電圧２０．８１Ｖ）、電極面積２００ｃｍ2、スタック数８７．５の場合、図１０（Ｂ）は最大出力４９７．３Ｗ（電圧２０．７９Ｖ）、電極面積１０００ｃｍ2、スタック数８７．５の場合、をそれぞれ示している。
【００３９】
図１０から、電極面積が大きくなってＤＭＦＣ２２の最大出力が大きくなると、ロードレベリング率は低下してくるが、最大出力約５００Ｗ、電極面積１０００ｃｍ2でも、ＥＤＬＣ２４の等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapを低い値に抑えることで、一定のロードレベリング率（例えば、４０％）以上を得ることができ、さらに、ＥＤＬＣ２４の容量Ｃを大きくすることでロードレベリング率を増大させることが可能であることがわかる。
【００４０】
また、図９及び図１０から、例えば、電極面積を２倍とし、スタック数を半分とした場合にも、出力は同じになるが、ロードレベリング率は低くなることがわかる。これは、ＤＭＦＣ２２の内部抵抗の減少によりＤＭＦＣ２２からの電流ＩFCが流れやすくなるためであると考えられる。
【００４１】
なお、ＥＤＬＣ２４の周波数１ｋＨｚでのインピーダンスは、１０Ω以下であることが好ましい。というのも、１Ｗ程度の低出力で小面積のＤＭＦＣ２２（すなわちＰＥＦＣ）においても、ＥＤＬＣ２４のインピーダンスが１０Ω以下、好ましくは５Ω以下であれば、ロードレベリング率４０％以上をほぼ達成することができるためである。
【００４２】
また、ＤＭＦＣ２２の面積は、１０００ｃｍ2以下であることが好ましい。というのも、本発明の複合電源の主たる用例は、パーソナルコンピュータ、携帯電話機等のモバイル機器のためのコンパクトで高エネルギーの電源であり、その面積を１０００ｃｍ2以下、好ましくは５００ｃｍ2以下の値とすることが実用的だからである。
【００４３】
また、ＥＤＬＣ２４の容量Ｃは１０００Ｆ以下であることが好ましい。というのも、本発明の目的であるコンパクト化のためには、ＥＤＬＣ２４の容量Ｃを１０００Ｆ以下、好ましくは５００Ｆ以下の値とすることが効果的だからである。
【００４４】
次いで、ＤＭＦＣの特性とＥＤＬＣの特性との効果的な組み合わせを検討する。まず、出力が２Ｗ以下で面積が５０ｃｍ2以下であるようなＤＭＦＣに対しては、図７（Ａ）及び（Ｂ）の特性図からわかるように、容量Ｃが０．０５〜５０Ｆで等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapが１０Ω以下のＥＤＬＣを組み合わせることで、一定値（例えば、４０％）以上のロードレベリング率を得ることができる。なお、容量Ｃが０．０５〜５０Ｆの場合、周波数１ｋＨｚでの容量Ｃによるインピーダンスは等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapに対して無視可能な値となるため、等価直列抵抗（ＥＳＲ）ＲcapはＥＤＬＣの周波数１ｋＨｚでのインピーダンスとほぼ一致する。
【００４５】
また、出力が５Ｗ以下で面積が７０ｃｍ2以下であるようなＤＭＦＣに対しては、図８（Ａ）の特性図からわかるように、容量Ｃが０．０５〜５０Ｆで等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapが３Ω以下のＥＤＬＣを組み合わせることで、一定値（例えば、４０％）以上のロードレベリング率を得ることができる。
【００４６】
また、出力が１０Ｗ以下で面積が７０〜２００ｃｍ2であるようなＤＭＦＣに対しては、図８（Ｂ）の特性図からわかるように、容量Ｃが０．０５〜５０Ｆで等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapが２Ω以下のＥＤＬＣを組み合わせることで、一定値（例えば、４０％）以上のロードレベリング率を得ることができる。
【００４７】
また、出力が５０〜１２０Ｗで面積が１００〜５００ｃｍ2であるようなＤＭＦＣに対しては、図１０（Ａ）の特性図からわかるように、容量Ｃが０．０５〜５００Ｆで等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapが５Ω以下のＥＤＬＣを組み合わせることで、一定値（例えば、４０％）以上のロードレベリング率を得ることができる。
【００４８】
また、出力が３００〜６００Ｗで面積が５００〜２０００ｃｍ2であるようなＤＭＦＣに対しては、図１０（Ｂ）の特性図からわかるように、容量Ｃが０．０５〜５００Ｆで等価直列抵抗（ＥＳＲ）Ｒcapが２Ω以下のＥＤＬＣを組み合わせることで、一定値（例えば、４０％）以上のロードレベリング率を得ることができる。
【００４９】
なお、ＥＤＬＣ２４に用いられる活性炭電極の集電体がカーボン系材料でコーティングされていることが好ましい。というのも、カーボン系材料でコーティングすることにより、本発明に係る複合電源に好適な低インピーダンスのＥＤＬＣが得られるからである。
【００５０】
また、ＥＤＬＣ２４の電極に用いられる活性炭のＢＥＴ比表面積が１０００ｍ2／ｇ以上かつ２５００以下ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。というのも、この範囲のＢＥＴ比表面積を持つ活性炭をＥＤＬＣの電極に用いることで、高容量で低インピーダンスのＥＤＬＣとすることができる。
【００５１】
また、ＥＤＬＣ２４の電極に用いられる活性炭がアルカリ賦活により製造された活性炭であることが好ましい。このような活性炭をＥＤＬＣの電極として使用することも、高容量で低インピーダンスのＥＤＬＣを得る上で効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】現在、実用化されている携帯電話機において内部の直流電源から内部の負荷へと供給される電流の時間的変化を実測して得られた特性図である。
【図２】（Ａ）は複合電源を負荷とともに示すブロック図、（Ｂ）は（Ａ）の回路の等価回路モデルを示す図である。
【図３】図１の負荷電流Ｉloadに対応してＤＭＦＣからの電流ＩFCとＥＤＬＣからの電流Ｉcapとを計算で求めた結果を示す特性図である。
【図４】ＥＤＬＣの時定数を固定して容量Ｃを変化させた際の容量Ｃとロードレベリング率との関係を示す特性図である。
【図５】ＥＤＬＣの時定数を固定して等価直列抵抗Ｒcapを変化させた際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図である。
【図６】ＥＤＬＣの容量Ｃを固定して等価直列抵抗Ｒcapを変化させた際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図である。
【図７】ＥＤＬＣの容量Ｃを固定した際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図が、ＤＭＦＣの電極面積の変化による出力の変化に応じてどのように変化するかを示す図（１／２）である。
【図８】ＥＤＬＣの容量Ｃを固定した際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図が、ＤＭＦＣの電極面積の変化による出力の変化に応じてどのように変化するかを示す図（２／２）である。
【図９】ＥＤＬＣの容量Ｃを固定した際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図が、ＤＭＦＣについて電極面積一定のままスタック数を増やすことにより最大出力を上げた際に、どのように変化するかを示す図である。
【図１０】ＥＤＬＣの容量Ｃを固定した際の等価直列抵抗Ｒcapとロードレベリング率との関係を示す特性図が、ＤＭＦＣについて、最大出力発生時の電圧が約２０Ｖとなるようなスタック数に固定したまま、電極面積を拡大することにより最大出力を上げた際に、どのように変化するかを示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
２０    複合電源
２２    直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）
２４    電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）
３０    負荷
【図１】
2008278650.tif 000003
【図２】
2008278650.tif 000004
【図３】
2008278650.tif 000005
【図４】
2008278650.tif 000006
【図５】
2008278650.tif 000007
【図６】
2008278650.tif 000008
【図７】
2008278650.tif 000009
【図８】
2008278650.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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