(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料が供給されて発電する燃料電池と、前記燃料電池へ前記液体燃料を供給すると共に前記燃料電池から排出物質を回収する燃料循環手段と、前記燃料循環手段に設けられ、前記液体燃料の状態を検出する燃料状態検出手段と、前記燃料状態検出手段を監視すると共に前記燃料電池を制御する制御手段と、充電と外部への電力供給とが可能な電源装置とを備える燃料電池発電装置の運転方法であって、
前記燃料循環手段は、循環する前記液体燃料を貯留する燃料貯留手段を含み、
前記燃料状態検出手段は、前記燃料貯留手段に設けられ、前記液体燃料の水位を検出する水位検出手段であり、
前記制御手段は、燃料電池から生成される生成水の生成量を蒸発量が上回ると、前記生成水が蒸発量よりも多くなる高電流運転となるように制御し、
高電流運転に伴って発生する余剰電力は、前記電源装置の充電に用いられることを特徴とする燃料電池発電装置の運転方法。
【請求項２】
液体燃料が供給されて発電する燃料電池と、前記燃料電池へ前記液体燃料を供給すると共に前記燃料電池から排出物質を回収する燃料循環手段と、前記燃料循環手段に設けられ、前記液体燃料の状態を検出する燃料状態検出手段と、前記燃料状態検出手段を監視すると共に前記燃料電池を制御する制御手段と、充電と外部への電力供給とが可能な電源装置とを備える燃料電池発電装置の運転方法であって、
前記燃料循環手段は、循環する前記液体燃料を貯留する燃料貯留手段を含み、
前記燃料状態検出手段は、前記燃料貯留手段に設けられ、前記液体燃料の水位を検出する水位検出手段であり、
前記制御手段は、蒸発量を燃料電池から生成される生成水の生成量が上回ると、前記生成水が蒸発量よりも少なくなる低電流運転となるように制御し、
低電流運転に伴う電力不足は、前記電源装置によって賄うことを特徴とする燃料電池発電装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システム、燃料電池発電装置およびその運転方法に関し、具体的には、燃料電池発電装置内の燃料量を、燃料電池の動作点を制御することにより、所定の範囲に調整することができる燃料電池発電装置およびその運転方法、そして燃料電池発電装置を含む燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は水素と酸素とから電気エネルギを発生させる装置であり、高い発電効率を得ることができる。燃料電池の主な特徴としては、従来の発電方式のように熱エネルギや運動エネルギの過程を経ない直接発電であるので、小規模でも高い発電効率が期待できる、窒素化合物等の排出が少なく、騒音や振動も小さいので環境性が良いなどが挙げられる。このように、燃料電池は燃料のもつ化学エネルギを有効に利用でき、環境にやさしい特性をもっているので、２１世紀を担うエネルギ供給システムとして期待され、宇宙用から自動車用、携帯機器用まで、大規模発電から小規模発電まで、種々の用途に使用できる将来有望な新しい発電システムとして注目され、実用化に向けて技術開発が本格化している。
【０００３】
中でも、固体高分子形燃料電池は、他の種類の燃料電池に比べて、作動温度が低く、高い出力密度を持つ特徴が有り、特に近年、固体高分子形燃料電池の一形態として、ダイレクトメタノール燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＤＭＦＣ）が注目を集めている。ＤＭＦＣは、燃料であるメタノール水溶液を改質することなく直接アノードへ供給し、メタノール水溶液と酸素との電気化学反応により電力を得るものであり、この電気化学反応によりアノードからは二酸化炭素が、カソードからは生成水が、反応生成物として排出される。メタノール水溶液は水素に比べ、単位体積当たりのエネルギが高く、また、貯蔵に適しており、爆発などの危険性も低いため、自動車や携帯機器（携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤ、デジタルカメラあるいは電子辞書（書籍））などの電源への利用が期待されている。
【０００４】
このＤＭＦＣが発電すると、燃料が消費されるので、通常、ＤＭＦＣを用いるＤＭＦＣシステムは、ＤＭＦＣシステムに着脱可能に設けられ、純メタノールまたは高濃度のメタノール水溶液が充填された燃料タンクより燃料の供給を受ける。そして、燃料タンク内の燃料がなくなると、この燃料タンクを交換するという構成が採られている。
【特許文献１】特開２００５−１０８８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の燃料電池システムでは、アノードから排出される二酸化炭素を、アノードからともに排出される燃料と分離して系外へ排気するため、燃料の流通経路の一部、特に燃料貯蔵部を外部へ開放する構成を採っていた。しかし、この開放部から、二酸化炭素と共に、燃料中の水分やメタノールが放出され、その放出量（蒸発量）も温度や湿度などの外部環境により変動する。このため、燃料電池システム内の燃料量を一定に調整することが困難な場合があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、燃料電池発電装置内の燃料量を、所定の範囲に調整することができる燃料電池発電装置およびその運転方法、そして、その燃料電池発電装置を含む燃料電池システムを提供することを目的とする。
【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、本発明の燃料電池発電装置は、液体燃料が供給されて発電する燃料電池と、前記燃料電池へ前記液体燃料を供給すると共に前記燃料電池から排出物質を回収する燃料循環手段と、前記燃料循環手段に設けられ、前記液体燃料の状態を検出する燃料状態検出手段と、を備えることを特徴とする。これにより、燃料電池発電装置内の燃料量を、所定の範囲に調整することができる。
【０００８】
ここで、液体燃料は、上記のようなメタノール（水溶液）に限らず、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ジメチルエーテルなどでも良い。このような液体燃料を直接供給するタイプ燃料電池からは、二酸化炭素や水が生成物として排出され、中でも水は回収されて液体燃料と混合される場合が多い。水が回収されて再利用される燃料電池としてはポンプなどの補機類を利用する、所謂、アクティブ形ＤＭＦＣが一般的であるが、ポンプなど積極的に水を回収する手段を含まなくても、燃料循環手段は、自然対流や毛細管現象を利用（所謂、パッシブ形）して液体燃料の供給と排出物の回収が可能であれば良い。また、液体燃料の状態とは、燃料電池発電装置内の燃料量（体積）が推定できれば良く、液体燃料が流通する空間の総体積が分かっていれば、圧力、温度などからも推定可能であり、水位などからも推定可能である。
【０００９】
前記燃料循環手段は、循環する前記液体燃料を貯留する燃料貯留手段を含むことを特徴とし、前記燃料状態検出手段は、前記燃料貯留手段に設けられ、前記液体燃料の水位を検出する水位検出手段であることを特徴とする。ここで、水位検出手段とは、フロートのように液体燃料の状態をリアルタイムに検出できるものでも良いが、リミッタのようなものを用いても良い。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記燃料状態検出手段により検出された前記液体燃料の状態に基いて、前記燃料電池発電装置から出力される前記電力値を変更することを特徴とする。これにより、燃料電池発電装置内の燃料量を、所定の範囲に調整することができる。また、燃料電池は秒単位以下で変動する負荷変動に応答することが困難な場合があり、予め設定された所定の電力値にて安定的に運転させることにより、燃料電池発電装置の長寿命化も図ることができる。
【００１１】
さらに、充電と外部への電力供給とが可能な電源装置を備えることを特徴とする。これにより、上記のように、燃料電池単独では秒単位以下で変動する負荷変動に応答することが困難であっても、燃料電池発電装置からは所定の電力を出力させ、要求される電力が燃料電池発電装置から出力される電力より低い場合には、電源装置の充電を行い、要求される電力が燃料電池発電装置から出力される電力より高い場合には、電源装置からも電力を供給させることで、負荷変動に追従することが可能となる。また、燃料電池発電装置の起動停止も速やかに行うことができ、燃料電池発電装置と電源装置とのバランスを取りながら、無駄なく負荷へ電力を供給することができる。
【００１６】
液体燃料が供給されて発電する燃料電池と、前記燃料電池へ前記液体燃料を供給すると共に前記燃料電池から排出物質を回収する燃料循環手段と、前記燃料循環手段に設けられ、前記液体燃料の状態を検出する燃料状態検出手段と、前記燃料状態検出手段を監視すると共に前記燃料電池を制御する制御手段と、を備える燃料電池発電装置の運転方法であって、前記制御手段は、前記液体燃料の量が減少したときに、前記燃料電池が高電流運転となるように制御することを特徴とする。
【００１７】
液体燃料を直接供給するタイプ燃料電池は、液体燃料が燃料電池の熱媒体、特に定常運転時には冷却媒体としての役割を担っているため、液体燃料の体積が減少すると、液体燃料による燃料電池の冷却効果が低下してしまう問題がある。また、液体燃料の体積が減少して、燃料電池への液体燃料供給流路（燃料循環手段の往路部）に気体が混入してしまうと、アノード側が燃料欠状態となり、この状態で燃料電池から出力を得ようとすると、アノード周辺に用いられているカーボン部材（セパレータ、拡散層、触媒層）の炭素成分が分解してしまうという問題がある。従って、燃料電池発電装置内の液体燃料を上記の問題が発生しない必要量確保することができる。
【００１８】
液体燃料が供給されて発電する燃料電池と、前記燃料電池へ前記液体燃料を供給すると共に前記燃料電池から排出物質を回収する燃料循環手段と、前記燃料循環手段に設けられ、前記液体燃料の状態を検出する燃料状態検出手段と、前記燃料状態検出手段を監視すると共に前記燃料電池を制御する制御手段と、を備える燃料電池発電装置の運転方法であって、前記制御手段は、前記液体燃料の量が増加したときに、前記燃料電池が低電流運転となるように制御することを特徴とする。
【００１９】
液体燃料を直接供給するタイプ燃料電池からは、二酸化炭素や水が生成物として排出され、中でも水は回収されて液体燃料と混合される場合が多いため、生成される水の量が多いと燃料循環手段からオーバーフローしてしまう問題がある。従って、燃料電池発電装置内の液体燃料を燃料循環手段からオーバーフローすることの無い範囲に調整することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、燃料電池発電装置内の燃料量を所定の範囲に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る燃料電池システム１００の構成について、図を用いて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本燃料電池システム１００の構成を模式的に表した構成図である。燃料電池システム１００は、第１の電源としての燃料電池発電装置１０と、燃料電池システム１００の起動時に燃料電池発電装置１０の補機類など内部負荷４０へ電力を供給したり、負荷２００から要求される電力が高くなったときに負荷２００へ電力を供給したりする第２の電源としての二次電池６０と、燃料電池発電装置１０と二次電池６０との電力供給のバランスを制御する電力制御装置７０と、を有している。また、燃料電池システム１００の内部には、電力制御装置７０と接続され、負荷２００から要求される電力量や燃料電池発電装置１０から供給可能な電力量あるいは燃料電池発電装置１０の運転状態などを含む情報の授受を行うと共に、燃料電池発電装置１０の各種制御を行う制御装置５０が設けられている。
【００２３】
燃料電池発電装置１０は、図２に示すように、燃料電池システムの起動時または停止時を除く定常運転を行っているときには、できる限り一定の電力Ｐfccを出力するように運転することが望ましい。本燃料電池システム１００の起動時において、負荷２００から電力を要求する信号（負荷２００が起動する信号）を制御装置５０が受けると、制御装置５０は燃料電池発電装置１０を起動するが、指令を受けてから所定の時間（本燃料電池システム１００では３０秒間）は暖機運転を行うため、燃料電池発電装置１０から電力は出力されない。この間、負荷２００および内部負荷４０へは二次電池６０から電力を供給し、所定の時間が経過した後は、燃料電池発電装置１０からの出力を徐々に増加させる。一方、停止時において、負荷２００から電力要求を停止する信号（負荷２００がパーソナルコンピュータなどの場合は、シャットダウンを行う信号）を制御装置５０が受けると、制御装置５０は燃料電池発電装置１０を停止するが、信号を受けてから燃料電池発電装置１０からの出力を０にするまでには、詳細は後述するが、所定の時間（本燃料電池システム１００では１５分間）を要する。この間、余剰となる燃料電池発電装置１０からの電力は二次電池６０へ供給され、二次電池６０を充電するのに用いられる。
【００２４】
また、定常運転を行っている間は、上述のように、燃料電池発電装置１０からの出力される電力がほぼ一定となるような運転が、発電効率の面からも耐久性の面からも望まれるので、電力制御装置７０は、燃料電池発電装置１０からの電力がＰfcc±所定の範囲となるように制御する。しかしながら、負荷２００から要求される電力は時間によって変動するため、燃料電池発電装置１０から出力される電力Ｐfcを超える電力を要求されるときには、超過分を二次電池６０から供給し、Ｐfcを下回り電力が余剰となるときには、余剰分を二次電池６０へ供給して二次電池６０を充電する。
【００２５】
負荷２００へ二次電池６０から電力を供給する供給量（二次電池６０の放電量）と二次電池６０へ燃料電池発電装置１０から電力を供給する供給量（二次電池６０の充電量）とは、式（１）に示すように、充電量が上回っている（最低でも同量となっている）ことが望まれ、負荷２００が要求する最大電力Ｐmaxやその駆動時間（１０±３ｈ）などから、式（１）を満たすようにＰfccが設定される。
【００２６】
【数１】
0004749088.tif 000002
ここで、ｔupは負荷２００が要求する電力がＰfcを上回っている間の時間、Ｐupは負荷２００が要求する電力がＰfcを上回っているときの要求電力値であり、ｔdowmは負荷２００が要求する電力がＰfcを下回っている間の時間、Ｐdownは負荷２００が要求する電力がＰfcを下回っているときの要求電力値である。また、二次電池６０の電池容量Ｃは上述の負荷２００変動を充分に吸収できる大きさが望まれ、式（２）に示すように、電池容量Ｃは、二次電池６０から負荷２００へ電力を供給する供給量（二次電池６０の放電量）に対して所定の範囲になるようにＣが設定される。
【００２７】
【数２】
0004749088.tif 000003
ここで、ｋminは燃料電池システム１００のコンパクト化、低コスト化を考慮すると１．０とすることが望ましいが、負荷変動を考慮して１．３と設定すると良い。一方、ｋmaxは、後述するように、燃料電池発電装置１０を、内部を循環する燃料（メタノール水溶液）が所定の量に維持されるように発電する電力の電流値を制御する場合、Ｐfccが変動するため、２．５と設定すれば、充分に負荷変動に耐え得る二次電池６０を用いることができる。しかしながら、燃料電池システム１００のコンパクト化、低コスト化を考慮して２．０とすることが望ましい。
【００２８】
図３は、燃料電池発電装置１０の構成を詳細に表した本燃料電池システム１００の構成図である。燃料電池発電装置１０は、固体電解質膜２２の一方の面にカソード２４、他方の面にアノード２６を設け、カソード２４へは酸化剤として空気が供給され、アノード２６へは燃料としてメタノール水溶液が供給される燃料電池本体２０を備えており、この燃料電池本体２０により発電した電力を、電力制御装置７０のＤＣ／ＤＣコンバータ７２によって昇圧して、負荷２００へ送るように構成されている。この燃料電池発電装置１０の補機類として、燃料電池本体２０のカソード２４へ空気を供給するエアポンプ４２と、アノード２６へメタノール水溶液を供給する液体ポンプ（第１液体ポンプ）４４と、アノード２６へ供給される所定の濃度（１．０±０．５ｍｏｌ／Ｌ）のメタノール水溶液を貯蔵する燃料タンク３０と、を備え、燃料電池本体２０の発電により燃料タンク３０内のメタノールが消費されると、燃料電池発電装置１０と着脱可能に設けられ、高濃度（１５ｍｏｌ／Ｌ以上）あるいは１００％（２５ｍｏｌ／Ｌ）のメタノールを貯蔵する高濃度燃料タンク３２から、液体ポンプ（第２液体ポンプ）４６を介して、燃料タンク３０へメタノールが補充される。
【００２９】
燃料タンク３０は、所定の濃度のメタノール水溶液を貯蔵すると共に、燃料電池本体２０のカソード２４側およびアノード２６側から排出される排出物質（酸素濃度の低い排空気、カソード反応による生成水、メタノール濃度の低い排メタノール水溶液、アノード反応による二酸化炭素）の気体成分と液体成分とを分離する機能も有しており、図示しないラジエータによって常温に近い温度となった排出物質中の排空気や二酸化炭素は、この燃料タンク３０においてメタノール水溶液と分離され、系外へ排出されるように構成されている。このとき、上記排空気や二酸化炭素と共に、メタノール水溶液のメタノールや水（水蒸気）の成分も気体となって、少量では有るが系外へ排出される。
【００３０】
蒸発して系外へ排出されるメタノールおよび水蒸気の量と補充・生成されるメタノールおよび生成水の量のバランスは、燃料タンク３０から系外への排出経路やラジエータを適切に設計すると共に、燃料タンク３０内のメタノールと水の配合比（メタノール水溶液の濃度）を適切な範囲にすることにより調整可能である。しかし、メタノールおよび水の蒸発量は、燃料電池システム１００が利用される環境（温度・湿度）などによって変動するので、燃料電池発電装置１０内、即ち、メタノール水溶液の循環流路３４内を流れるメタノール水溶液の量を一定に保つことは困難な場合がある。
【００３１】
メタノール水溶液の量が減少し、メタノール水溶液循環流路３４の往路部３４ａに気体が混入すると、アノード２６が固体電解質膜２２の下面に設けられている場合は特に、アノード２６にメタノール水溶液が供給されにくくなり、燃料欠によってカーボンが分解される虞が生じる。また、メタノール水溶液の量を増加させるために、高濃度燃料タンク３２から燃料タンク３０へ必要量を補充すると、メタノール水溶液循環流路３４を高濃度のメタノール水溶液が循環する、即ち、アノード２６に高濃度のメタノール水溶液が供給されることになり、クロスオーバーなどの他の問題を生じることになる。一方、メタノール水溶液の量が増加し、かつ、メタノール水溶液の濃度が所定の下限値を下回る場合、高濃度燃料タンク３２から燃料タンク３０へメタノールを補充することで、燃料タンク３０が溢れてしまう虞が生じる。
【００３２】
そこで、燃料タンク３６に水位センサ１２を設け、メタノール水溶液循環流路３４を流れるメタノール水溶液の量を制御装置５０により監視する。燃料電池本体２０は、高電流運転（図４（ｂ）の矢印１）を行うと、電気化学反応により生成水がより多く生成する。また逆に、低電流運転（図４（ｂ）の矢印２）を行うと、生成する生成水の量が減少し、蒸発量が上回る。図４（ａ）は、気温２０℃、湿度５０％（環境１）における燃料タンク３０内のメタノール水溶液量を表すグラフである。図４（ａ）に示すように、環境１の場合、燃料電池発電装置１０からの出力がＰfccとなるように運転すると、燃料電池本体２０から生成される生成水の生成量と蒸発量とのバランスが取れ、燃料タンク３０の水位をほぼ一定に保つことができる。
【００３３】
図５（ａ）は、気温３０℃、湿度７０％（環境２）における燃料タンク３０内のメタノール水溶液量を表すグラフである。図５（ａ）に示すように、環境２の場合、燃料電池発電装置１０からの出力がＰfccとなるように運転すると、燃料電池本体２０から生成される生成水の生成量を蒸発量が上回り、燃料タンク３０は水不足の状態となる。そこで、制御装置５０は、燃料タンク３０の水位を監視しながら、燃料電池本体２０から生成される生成水が多くなるように、ＡfccからＡfc2へ高電流運転となるように制御する。即ち、制御装置５０は、電力制御装置７０にて設定されている燃料電池発電装置１０からの出力の閾値ＰfccをＰfc2へ変更し、これにより、燃料電池発電装置１０では高電流運転となる。この高電流運転に伴って発生する余剰電力は、二次電池６０の充電に用いられる。
【００３４】
図６（ａ）は、気温１０℃、湿度３０％（環境３）における燃料タンク３０内のメタノール水溶液量を表すグラフである。図６（ａ）に示すように、環境３の場合、燃料電池発電装置１０からの出力がＰfccとなるように運転すると、蒸発量を燃料電池本体２０から生成される生成水の生成量が上回り、燃料タンク３０は水余剰の状態となる。そこで、制御装置５０は、燃料タンク３０の水位を監視しながら、燃料電池本体２０から生成される生成水が少なくなるように、ＡfccからＡfc3へ低電流運転となるように制御する。即ち、制御装置５０は、電力制御装置７０にて設定されている燃料電池発電装置１０からの出力の閾値ＰfccをＰfc3へ変更し、これにより、燃料電池発電装置１０では低電流運転となる。この低電流運転に伴う電力不足は、二次電池６０によって賄うようにする。
【００３５】
上述したが、停止時において、負荷２００から電力要求を停止する信号が発せられると、制御装置５０は燃料電池発電装置１０による発電を停止する。このとき、制御装置５０は、二次電池６０の残量を確認し、次回の起動に必要な電力を二次電池６０に充電する充電処理と、燃料電池発電装置１０を保管するのに適した状態にする保管処理と、を行う。燃料電池本体２０内部は、次回の起動のときまで（燃料電池システム１００の停止中）、固体電解質膜２２を湿潤させた状態で保つことが望ましい。また、アノード２６からカソード２４へクロスオーバーしたメタノールがカソード２４で燃焼反応を起こし、カソード２４がＣＯ被毒することを防ぐため、燃料電池本体２０内部のカソード２４側は酸素濃度の低い（５％以下）空気で満たされることが望ましく、燃料電池システム１００停止中に燃料電池本体２０が凍結するのを防ぐため、燃料電池本体２０内部のアノード２６側は固体電解質膜２２が劣化を引き起こさない範囲で所定の濃度より高い濃度（５±３ｍｏｌ／Ｌ）のメタノール水溶液で満たされることが望ましい。
【００３６】
保管処理は、上記のような燃料電池発電装置１０の保管に適した状態にするものであり、制御装置５０はまず、燃料電池本体２０の温度が第１の所定の温度（本実施の形態では４５℃）以下になるまで、必要最低限の補機類を動作させ、燃料電池本体２０を冷却しながら発電する（但し、二次電池６０の残量が少なく、次回の起動時に必要な電力量を冷却しながらの発電量では賄うことができないと判断した場合には、必要な時間だけ定常運転を続ける）。この間、内部負荷４０（補機類）の動作に必要な電力は燃料電池発電装置１０から供給し、内部負荷４０へ供給しても余剰となる電力は二次電池６０へ供給する（充電処理）。
【００３７】
燃料電池本体２０が第１の所定の温度となったところで、燃料電池発電装置１０から内部負荷４０を切り離し、燃料電池本体２０の温度が第２の所定の温度（本実施の形態では４０℃）以下になるまで無負荷運転を行う。即ち、内部負荷４０（補機類）の動作に必要な電力は二次電池６０から供給する。燃料電池本体２０が第２の所定の温度となったところで、エアポンプ４２を停止してカソード２４への酸素の供給を遮断する。燃料電池本体２０内部に残留した酸素は反応して徐々に消費され、燃料電池本体２０の電圧もこれに伴って低下する。燃料電池本体２０の電圧が所定の電圧以下となったところで、あるいは、エアポンプ４２を停止して所定の時間経過した後に、第２液体ポンプ４６を駆動して、燃料タンク３０およびメタノール水溶液循環流路３４中のメタノール水溶液が、所定の濃度（１．０ｍｏｌ／Ｌ）より高い濃度（５ｍｏｌ／Ｌ）となるようにし、第１液体ポンプ４４を停止する。
【００３８】
そして、メタノール水溶液が系外へ蒸発しないように、外部と連通する流路を、図示しないシャッターなどの遮断手段により外部と遮断することにより、燃料電池本体２０は、酸素濃度の低い空気と所定の濃度より高い濃度のメタノール水溶液によって満たされ、燃焼反応や凍結なども起こりにくく、かつ、固体電解質膜２２を湿潤させた状態で保つことが可能となる。
【００３９】
本実施の形態では、詳細に説明しなかったが、第２液体ポンプ４６は、メタノール水溶液の濃度を検出するセンサや燃料電池本体２０の出力などにより、メタノール水溶液濃度を監視し、メタノール水溶液濃度が薄くなったときに稼動するように設定してもよいし、所定の間隔を空けて間欠的に稼動するように設定してもよい。また、燃料としては、メタノールを用いたが、液体燃料を用いる燃料電池であればよく、本発明はＤＭＦＣに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
負荷としてパーソナルコンピュータを例に用いたが、本発明は、様々な機器、特に携帯機器への利用を期待される液体燃料を用いる燃料電池システムで利用可能であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの構成を模式的に表した構成図である。
【図２】本発明に係る燃料電池システムの第１の電源と第２の電源との負荷への送電量の関係を模式的に示したグラフである。
【図３】図１における燃料電池発電装置部分を詳細に表した構成図である。
【図４】本発明に係る燃料電池システムの（ａ）環境１における燃料タンク内のメタノール水溶液量を表すグラフ、（ｂ）燃料電池発電装置が発電する電流と電力の関係を表すグラフである。
【図５】本発明に係る燃料電池システムの（ａ）環境２における燃料タンク内のメタノール水溶液量を表すグラフ、（ｂ）燃料電池発電装置が発電する電流と電力の関係を表すグラフである。
【図６】本発明に係る燃料電池システムの（ａ）環境３における燃料タンク内のメタノール水溶液量を表すグラフ、（ｂ）燃料電池発電装置が発電する電流と電力の関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１０    燃料電池発電装置
１２    水位センサ
２０    燃料電池本体
２２    固体電解質膜
２４    カソード
２６    アノード
２８    膜−電極接合体（ＭＥＡ）
３０    燃料タンク
３２    高濃度燃料タンク
３４    メタノール水溶液循環流路（３４ａ…往路部、３４ｂ…復路部）
４０    内部負荷
４２    エアポンプ
４４    液体ポンプ（第１液体ポンプ）
４６    液体ポンプ（第２液体ポンプ）
５０    制御装置
６０    二次電池
７０    電力制御装置
７２    ＤＣ／ＤＣコンバータ
１００  燃料電池システム
２００  負荷
【図１】
0004749088.tif 000004
【図２】
0004749088.tif 000005
【図３】
0004749088.tif 000006
【図４】
0004749088.tif 000007
【図５】
0004749088.tif 000008
【図６】
0004749088.tif 000009