(57)【要約】      （修正有）【課題】液体燃料電池の燃料供給方法の提供。【解決手段】負荷のそれぞれ異なる電気的負荷値及びそれが対応する水溶液消耗量、高濃度液体燃料消耗量に基づき、計算比較値を選択する。次に対応する臨界濃度値、臨界仕事率値に基づき、第一曲線方程式と第二曲線方程式を確定し、第一曲線方程式を用いて燃料の臨界濃度値を算出し、第二曲線方程式を用いて燃料の臨界仕事率値を算出する。液体燃料電池が既定の容積の燃料を消耗すると、計算比較値と既定の容積に基づき、液体燃料電池が消耗した燃料中の高濃度液体燃料及び水溶液の消耗量を算出し、各消耗量に相当する高濃度液体燃料と水溶液を燃料中に新たに供給する。この時の負荷の電気的負荷値と負荷が消耗する仕事率値を測定し、第一曲線方程式と第二曲線方程式を利用し、燃料の臨界濃度値と負荷の臨界仕事率値を算出する。測定で得られた仕事率値と算出された臨界仕事率値の大小を判断し、燃料を供給する。【選択図】図１
2007305582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料電池の燃料供給方法は以下のステップを含み、
（Ａ）濃度が明らかな燃料を液体燃料電池に提供し、該液体燃料電池は電化学反応を生じ電力を発生し、該濃度が明らかな燃料は高濃度液体燃料と水溶液を混合し形成し、該高濃度液体燃料と該水溶液は該燃料中においてそれぞれ第一含有量及び第二含有量を備え、
（Ｂ）負荷と該液体燃料電池を電気的に連接し、該負荷の電気的負荷値を変化させ、
（Ｃ）異なる電気的負荷値を備える該負荷に対して、その時の該燃料中の該高濃度液体燃料の第一消耗量、該水溶液の第二消耗量、その時の該燃料の濃度値と該負荷が消耗する仕事率値をそれぞれ測定し記録し、
（Ｄ）同時に以下のステップを進行し、
該ステップ（Ｃ）に対応し、該水溶液の第二消耗量及び該高濃度液体燃料の第一消耗量両者間の少なくとも１個以上の比較値を算出し、該各比較値から１個の計算比較値を選択し、
該ステップ（Ｃ）の進行中において、それぞれ異なる電気的負荷値を備える該負荷に対して、臨界濃度値と臨界仕事率値をそれぞれ選出し、該臨界仕事率値は該燃料の濃度が該臨界濃度値に到達した時、該負荷が消耗する仕事率値で、
続いて、該負荷のそれぞれ異なる電気的負荷値及びそれが対応する臨界濃度値、臨界仕事率値に基づき、第一曲線方程式と第二曲線方程式を確定し、該第一曲線方程式は該負荷が既に明らかな電気的負荷値を備えるとの条件の下、該燃料の臨界濃度値を算出し、該第二曲線方程式は該負荷が既に明らかな電気的負荷値を備えるとの条件の下、該燃料の臨界仕事率値を算出し、該負荷の臨界仕事率値を算出し、
（Ｅ）該液体燃料電池が既に明らかな容積の該燃料を消耗すると、該計算比較値と該既に明らかな容積に基づき、該液体燃料電池が消耗した該燃料中の該高濃度液体燃料の別の第一消耗量と該水溶液の別の第二消耗量をそれぞれ算出し、
（Ｆ）ステップ（Ｅ）で得られた該高濃度液体燃料の別の第一消耗量と該水溶液の別の第二消耗量に基づき、該各消耗量と等しい量の新たな該高濃度液体燃料と新たな該水溶液を該燃料中にそれぞれ供給し、
（Ｇ）この時の該負荷の電気的負荷値と該負荷が消耗する仕事率値を測定し、ステップ（Ｄ）で作成した該第一曲線方程式、該第二曲線方程式を利用し、該燃料の臨界濃度値と該負荷の臨界仕事率値を算出し、
（Ｈ）ステップ（Ｇ）中で得られた該負荷が消耗する仕事率値がステップ（Ｇ）中で算出された該臨界仕事率値より大きくないかどうかを判断し、もしそうなら、新しい燃料を該燃料電池中に提供し、もしそうでないなら、ステップ（Ｅ）に戻ることを特徴とする液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項２】
前記ステップ（Ｃ）はさらに以下のステップを含み、
この時の該燃料の残余容積を測定し、その時の該燃料の濃度値に基づき、この時の該燃料中の高濃度液体燃料の別の第一含有量及び該水溶液の別の第二含有量を算出し、
該高濃度液体燃料の第一消耗量と該水溶液の第二消耗量を計算し、該高濃度液体燃料の第一消耗量は該第一含有量と該別の第一含有量の両者間の差異値で、該水溶液の第二消耗量は該第二含有量と該別の第二含有量の両者間の差異値であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項３】
前記ステップ（Ｈ）はさらに以下のステップを含み、
この時の該燃料の残余容積を測定し、ステップ（Ｇ）の該燃料の臨界濃度値に基づき、この時の該燃料中の高濃度液体燃料の別の第一含有量を算出し、
第一補充量を算出し、該第一補充量は該第一含有量と該別の第一含有量の差異値で、
該第一補充量を備えた新たな該高濃度液体燃料を該液体燃料電池中に供給することを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項４】
前記負荷の電気的負荷値は電圧値であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項５】
前記負荷の電気的負荷値は電流密度値であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項６】
前記電流密度値は１６．３３（ｍＡ／ｃｍ2）と８１．６３（ｍＡ／ｃｍ2）の間であることを特徴とする請求項５記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項７】
前記臨界濃度値は２．５（ｖｏｌ％）と３．５（ｖｏｌ％）の間であることを特徴とする請求項５記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項８】
前記燃料はメタノール水溶液であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項９】
前記高濃度液体燃料は純メタノールであることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法。 
【請求項１０】
前記液体燃料電池は直接メタノール燃料電池であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項１１】
前記メタノール水溶液の濃度は１０（ｖｏｌ％）であることを特徴とする請求項８記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項１２】
前記ステップ（Ｄ）で計算された該各比較値は２と３の間であることを特徴とする請求項１１記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【請求項１３】
前記ステップ（Ｄ）で選択された該計算比較値は２．５であることを特徴とする請求項１２記載の液体燃料電池の燃料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の燃料供給方法に関する。特に一種の安定的にかつ適当な濃度の液体燃料を長時間液体燃料電池に供給可能な液体燃料電池の燃料供給方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は燃料及び酸化剤が蓄える化学エネルギーを電極反応を通して直接電気エネルギーに転化する発電装置である。燃料電池の種類は非常に多く、分類方式もそれぞれ異なる。電解質の性質の違いに基づき区分するなら、アルカリ性燃料電池、リン酸燃料電池、質子交換膜燃料電池、溶融炭酸塩燃料電池、固体酸化物燃料電池の５種に分類される。内、質子交換膜燃料電池はいわゆる直接メタノール燃料電池を含む。該燃料電池はメタノールを水素に変化させずに直接燃料とするもので、現在開発されている中ではエネルギー効率が比較的高い技術の一つである。大型発電所、自動車用発電機、携帯式電源などへの応用が目標とされている。
【０００３】
公知の技術においては、気体燃料電池、液体燃料電池（直接メタノール燃料電池など）共に商品化に向けた過程において直面している課題は、電力出力性能の安定性である。液体燃料電池において、その電力出力性能に影響を及ぼす原因は非常に多く、液体燃料の濃度もその内の一つである。燃料電池の電力出力を安定させるためには、液体燃料を液体燃料電池の電化学反応区に均一に分布させる必要がある他、安定的でかつ適当な濃度の液体燃料を液体燃料電池中に供給することはさらに重要である。このようにして初めて電力出力安定の目的を達成することができる。
【０００４】
しかし、公知の技術では、液体燃料電池の作動過程において、新しい液体燃料を添加する時期と添加量を正確に掌握することができないため、補給後の濃度は時間と共に、当初設定した最適範囲を徐々に離れて行く。こうして、液体燃料電池の全体的電力出力性能は理想状態を達成不能となってしまう。この欠点は公知の液体燃料電池が商品化に結びつかない原因の一つとなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記構造の問題点を解決した液体燃料電池の燃料供給方法を提供するものである。
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は下記の液体燃料電池の燃料供給方法を提供する。それは液体燃料電池の燃料供給方法を提供し、それにより安定的にかつ適当な濃度の液体燃料を長時間液体燃料電池に供給可能で、すなわちそれは以下のステップを含み、
（Ａ）濃度が明らかな燃料を液体燃料電池に提供し、該液体燃料電池は電化学反応を生じ電力を発生し、該濃度が明らかな燃料は高濃度液体燃料と水溶液を混合し形成し、該高濃度液体燃料と該水溶液は該燃料中においてそれぞれ第一含有量及び第二含有量を備え、
（Ｂ）負荷と該液体燃料電池を電気的に連接し、該負荷の電気的負荷値を変化させ、
（Ｃ）異なる電気的負荷値を備える該負荷に対して、その時の該燃料中の該高濃度液体燃料の第一消耗量、該水溶液の第二消耗量、その時の該燃料の濃度値と該負荷が消耗する仕事率値をそれぞれ測定し記録し、
（Ｄ）同時に以下のステップを進行し、該ステップ（Ｃ）に対応し、該水溶液の第二消耗量及び該高濃度液体燃料の第一消耗量両者間の少なくとも１個以上の比較値を算出し、該各比較値から１個の計算比較値を選択し、該ステップ（Ｃ）の進行中において、それぞれ異なる電気的負荷値を備える該負荷に対して、臨界濃度値と臨界仕事率値をそれぞれ選出し、該臨界仕事率値は該燃料の濃度が該臨界濃度値に到達した時、該負荷が消耗する仕事率値で、続いて、該負荷のそれぞれ異なる電気的負荷値及びそれが対応する臨界濃度値、臨界仕事率値に基づき、第一曲線方程式と第二曲線方程式を確定し、該第一曲線方程式は該負荷が既に明らかな電気的負荷値を備えるとの条件の下、該燃料の臨界濃度値を算出し、該第二曲線方程式は該負荷が既に明らかな電気的負荷値を備えるとの条件の下、該燃料の臨界仕事率値を算出し、該負荷の臨界仕事率値を算出し、
（Ｅ）該液体燃料電池が既に明らかな容積の該燃料を消耗すると、該計算比較値と該既に明らかな容積に基づき、該液体燃料電池が消耗した該燃料中の該高濃度液体燃料の別の第一消耗量と該水溶液の別の第二消耗量をそれぞれ算出し、
（Ｆ）ステップ（Ｅ）で得られた該高濃度液体燃料の別の第一消耗量と該水溶液の別の第二消耗量に基づき、該各消耗量と等しい量の新たな該高濃度液体燃料と新たな該水溶液を該燃料中にそれぞれ供給し、
（Ｇ）この時の該負荷の電気的負荷値と該負荷が消耗する仕事率値を測定し、ステップ（Ｄ）で作成した該第一曲線方程式、該第二曲線方程式を利用し、該燃料の臨界濃度値と該負荷の臨界仕事率値を算出し、
（Ｈ）ステップ（Ｇ）中で得られた該負荷が消耗する仕事率値がステップ（Ｇ）中で算出された該臨界仕事率値より大きくないかどうかを判断し、もしそうなら、新しい燃料を該燃料電池中に提供し、もしそうでないなら、ステップ（Ｅ）に戻ることを特徴とする液体燃料電池の燃料供給方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、液体燃料電池の燃料供給方法は以下のステップを含み、
（Ａ）濃度が明らかな燃料を液体燃料電池に提供し、該液体燃料電池は電化学反応を生じ電力を発生し、該濃度が明らかな燃料は高濃度液体燃料と水溶液を混合し形成し、該高濃度液体燃料と該水溶液は該燃料中においてそれぞれ第一含有量及び第二含有量を備え、
（Ｂ）負荷と該液体燃料電池を電気的に連接し、該負荷の電気的負荷値を変化させ、
（Ｃ）異なる電気的負荷値を備える該負荷に対して、その時の該燃料中の該高濃度液体燃料の第一消耗量、該水溶液の第二消耗量、その時の該燃料の濃度値と該負荷が消耗する仕事率値をそれぞれ測定し記録し、
（Ｄ）同時に以下のステップを進行し、
該ステップ（Ｃ）に対応し、該水溶液の第二消耗量及び該高濃度液体燃料の第一消耗量両者間の少なくとも１個以上の比較値を算出し、該各比較値から１個の計算比較値を選択し、
該ステップ（Ｃ）の進行中において、それぞれ異なる電気的負荷値を備える該負荷に対して、臨界濃度値と臨界仕事率値をそれぞれ選出し、該臨界仕事率値は該燃料の濃度が該臨界濃度値に到達した時、該負荷が消耗する仕事率値で、
続いて、該負荷のそれぞれ異なる電気的負荷値及びそれが対応する臨界濃度値、臨界仕事率値に基づき、第一曲線方程式と第二曲線方程式を確定し、該第一曲線方程式は該負荷が既に明らかな電気的負荷値を備えるとの条件の下、該燃料の臨界濃度値を算出し、該第二曲線方程式は該負荷が既に明らかな電気的負荷値を備えるとの条件の下、該燃料の臨界仕事率値を算出し、該負荷の臨界仕事率値を算出し、
（Ｅ）該液体燃料電池が既に明らかな容積の該燃料を消耗すると、該計算比較値と該既に明らかな容積に基づき、該液体燃料電池が消耗した該燃料中の該高濃度液体燃料の別の第一消耗量と該水溶液の別の第二消耗量をそれぞれ算出し、
（Ｆ）ステップ（Ｅ）で得られた該高濃度液体燃料の別の第一消耗量と該水溶液の別の第二消耗量に基づき、該各消耗量と等しい量の新たな該高濃度液体燃料と新たな該水溶液を該燃料中にそれぞれ供給し、
（Ｇ）この時の該負荷の電気的負荷値と該負荷が消耗する仕事率値を測定し、ステップ（Ｄ）で作成した該第一曲線方程式、該第二曲線方程式を利用し、該燃料の臨界濃度値と該負荷の臨界仕事率値を算出し、
（Ｈ）ステップ（Ｇ）中で得られた該負荷が消耗する仕事率値がステップ（Ｇ）中で算出された該臨界仕事率値より大きくないかどうかを判断し、もしそうなら、新しい燃料を該燃料電池中に提供し、もしそうでないなら、ステップ（Ｅ）に戻ることを特徴とする液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項２の発明は、前記ステップ（Ｃ）はさらに以下のステップを含み、
この時の該燃料の残余容積を測定し、その時の該燃料の濃度値に基づき、この時の該燃料中の高濃度液体燃料の別の第一含有量及び該水溶液の別の第二含有量を算出し、
該高濃度液体燃料の第一消耗量と該水溶液の第二消耗量を計算し、該高濃度液体燃料の第一消耗量は該第一含有量と該別の第一含有量の両者間の差異値で、該水溶液の第二消耗量は該第二含有量と該別の第二含有量の両者間の差異値であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項３の発明は、前記ステップ（Ｈ）はさらに以下のステップを含み、
この時の該燃料の残余容積を測定し、ステップ（Ｇ）の該燃料の臨界濃度値に基づき、この時の該燃料中の高濃度液体燃料の別の第一含有量を算出し、
第一補充量を算出し、該第一補充量は該第一含有量と該別の第一含有量の差異値で、
該第一補充量を備えた新たな該高濃度液体燃料を該液体燃料電池中に供給することを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項４の発明は、前記負荷の電気的負荷値は電圧値であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項５の発明は、前記負荷の電気的負荷値は電流密度値であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項６の発明は、前記電流密度値は１６．３３（ｍＡ／ｃｍ2）と８１．６３（ｍＡ／ｃｍ2）の間であることを特徴とする請求項５記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項７の発明は、前記臨界濃度値は２．５（ｖｏｌ％）と３．５（ｖｏｌ％）の間であることを特徴とする請求項５記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項８の発明は、前記燃料はメタノール水溶液であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項９の発明は、前記高濃度液体燃料は純メタノールであることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項１０の発明は、前記液体燃料電池は直接メタノール燃料電池であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項１１の発明は、前記メタノール水溶液の濃度は１０（ｖｏｌ％）であることを特徴とする請求項８記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項１２の発明は、前記ステップ（Ｄ）で計算された該各比較値は２と３の間であることを特徴とする請求項１１記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
請求項１３の発明は、前記ステップ（Ｄ）で選択された該計算比較値は２．５であることを特徴とする請求項１２記載の液体燃料電池の燃料供給方法としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は具体的な実験数値に基づき作成する第二曲線方程式を通して、負荷は既に明らかな電気的負荷値を備える時には、該第二曲線方程式により該負荷の臨界仕事率値を算出し、これにより、該液体燃料電池の作動過程において、液体燃料電池の適当なアウトプット出力の下限を正確に掌握することができ、新たな液体燃料の添加時期を正確に掌握することができる。さらに、具体的な実験数値に基づき作成する第一曲線方程式を通して、高濃度液体燃料供給槽内の高濃度液体燃料の実際の消耗量と水溶液供給槽内の水溶液の実際の消耗量を正確に掌握することができるため、混合した液体燃料の濃度は安定し、しかも当初設定した最適範囲内を維持することができる。また実験を通して、水溶液の消耗量と純メタノールの消耗量の両者間の比較値は一定の範囲内にあることが具体的に分かったため、本発明は液体燃料電池の作動過程において、液体燃料成分中の高濃度液体燃料と水溶液のそれぞれの消耗状況を正確に掌握することができ、これにより、液体燃料電池に新たな液体燃料を添加する必要がある時、新たな高濃度液体燃料と新たな水溶液の必要な補給量を正確に供給することができる。こうして最後に混合し得られた液体燃料の濃度は安定し、しかも当初設定した最適範囲内を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を液体燃料電池の燃料供給方法に用いる第一サブフローチャートである図１、本発明を液体燃料電池の燃料供給方法に用いる第二サブフローチャートである図２、本発明方法が設置する液体燃料電池の燃料供給システム２０のブロックチャートである図５に示すように、本発明の燃料供給方法１０は液体燃料電池２００が必要とする液体燃料を供給するために用いる。内、本発明の液体燃料電池２００は直接メタノール燃料電池に適用可能で、メタノール燃料電池内の流体燃料は、メタノール水溶液などの液体燃料を使用する。本発明の燃料供給方法１０はステップ１００からステップ１１６までを含み、詳細を以下に説明する。
【００１０】
ステップ１００では、濃度が明らかな燃料（メタノール水溶液など）を液体燃料電池２００に提供し、該液体燃料電池２００は電化学反応を生じ電力を発生させる。該濃度が明らかな燃料は液体燃料供給槽２０６に保存し、しかもそれは高濃度液体燃料供給槽２１０内の高濃度液体燃料（純メタノールなど）と水溶液供給槽２１２内の水溶液を混合し形成する。この他、該高濃度液体燃料と該水溶液は、該濃度が明らかな燃料中においてそれぞれ第一含有量及び第二含有量を備える。該第一含有量は液位センサー２０６０が測定した液体燃料供給槽２０６中のその時の燃料量に、該明らかな濃度を掛け算し得られ、該第二含有量は該液体燃料供給槽２０６中のその時の燃料量と該第一含有量との間の差異値を計算し得られる。
【００１１】
ステップ１０２では、負荷２０２と該液体燃料電池２００を電気的に連接し、図５に示す制御ユニット２０４により該負荷２０２の電気的負荷値（電圧値或いは電流密度値など）を変化させる。
【００１２】
ステップ１０４では、異なる電気的負荷値を備える負荷２０２に対して、作動中のその時の液体燃料電池２００が消耗する該燃料中の該高濃度液体燃料の第一消耗量、該水溶液の第二消耗量、該液体燃料供給槽２０６内燃料の濃度値と負荷２０２が消耗する仕事率値をそれぞれ測定し記録する。該燃料濃度値の測定作業は、濃度センサー２０６２により行い、該負荷２０２仕事率値の測定作業は、該制御ユニット２０４により行う。最後に該各異なる電気的負荷値と測定された濃度値、仕事率値は、該制御ユニット２０４に伝送され保存され、続いて各種必要な実験数値データベースが確定される。図６に示す実験数値データベースは、該燃料供給槽２０６内のメタノール水溶液の原始濃度が１０（ｖｏｌ％）で、しかも１６．３３（ｍＡ／ｃｍ2）と８１．６３（ｍＡ／ｃｍ2）の間の５種の異なる負荷電流密度値を該液体燃料電池２００に１〜２時間継続して提供し、操作温度が２５〜４０℃である条件下で、該制御ユニット２０４が確定する実験数値データベースである。さらに図３が示すように、ステップ１０４はステップ１０４０を含む。ステップ１０４０では、この時の該液体燃料供給槽２０６中燃料の残余容積を該液位センサー２０６０により測定し、その時の該燃料の濃度値に基づき、該制御ユニット２０４はこの時の該燃料中の高濃度液体燃料の別の第一含有量と該水溶液の別の第二含有量を算出する。ステップ１０４２では、該制御ユニット２０４により該高濃度液体燃料の第一消耗量と該水溶液の第二消耗量を算出する。該高濃度液体燃料の第一消耗量はステップ１００の該第一含有量と該別の第一含有量の差異値で、該水溶液の第二消耗量はステップ１００の該第二含有量と該別の第二含有量の差異値である。
【００１３】
続いて、ステップ１０６０、ステップ１０６２、ステップ１０６４、ステップ１０６６を行う。ステップ１０６０ではステップ１０４に対応し、該水溶液の第二消耗量及び該高濃度液体燃料の第一消耗量両者間の少なくとも１個以上の比較値を算出する。図７は図６同様の操作条件において確定された別の実験数値データである。図７に示すように、作動中のその時の液体燃料電池２００が消耗するメタノール水溶液中の純メタノールの第一消耗量と水溶液の第二消耗量を測定及び記録する。さらに、該制御ユニット２０４により第二消耗量と第一消耗量間の数個の比較値を算出すると、すべて２と３の間である。ステップ１０６２では、ステップ１０６０で算出された該各比較値から１個の計算比較値を選択する。図７を例とするなら、最適な計算比較値は２．５を代表値として選択することができるが、該計算比較値は２．５に限定するものではない。該計算比較値は他の各種状況及び必要に応じて、２と３の間の任意の数に調整する。
【００１４】
ステップ１０６４では、ステップ１０４の進行中に、異なる電気的負荷値を備える負荷２０２に対して臨界濃度値と臨界仕事率値をそれぞれ選出する。該臨界仕事率値は該燃料の濃度が該臨界濃度値に達した時に、該負荷２０２が消耗する仕事率値である。ここでも図６の例と同様に、該液体燃料電池２００は実際の運用の過程において、該燃料の濃度が該臨界濃度値まで低下した時には、該負荷２０２上の出力も当然低下する。この時、該負荷２０２が消耗する仕事率値は該臨界仕事率値と定義される。しかも、もし該負荷２０２が消耗する仕事率値が該臨界仕事率値より低い場合には、該液体燃料電池２００のアウトプット出力が理想的でないことを示し、また該液体燃料電池２００に提供される燃料濃度既に標準値（すなわち、臨界濃度値）を下回っていることを示す。この時には、該液体燃料電池２００のアウトプット出力の水準を回復するために、新しく、しかも濃度がより高い燃料を該液体燃料電池２００に添加しなければならない。図６に示すように、５個の黒点は、下から上へと負荷電流密度値が１６．３３、３２．６５、４８．９８、６５．１、８１．６３（ｍＡ／ｃｍ2）である時、該負荷２０２が消耗する臨界仕事率値の所在地をそれぞれ示す。また測定されたが各黒点はその時の臨界濃度値はそれぞれ２．７、２．８、３．０、３．２、３．４（ｖｏｌ％）である。上記の該臨界濃度値及び該臨界仕事率値の判断と選択作業は、該制御ユニット２０４により執行する。
【００１５】
ステップ１０６６では、該負荷２０２のそれぞれ異なる電気的負荷値及びそれが対応する臨界濃度値、臨界仕事率値に基づき、第一曲線方程式と第二曲線方程式を確定する。該第一曲線方程式は該負荷２０２が既に明らかな電気的負荷値を備えるとの条件の下、該燃料の臨界濃度値を算出する。該第二曲線方程式は該負荷２０２が既に明らかな電気的負荷値を備えるとの条件の下、該燃料の臨界仕事率値を算出する。図８に示す第一曲線方程式は、実験により得られた図６のそれぞれ異なる電気的負荷値及びそれが対応する臨界濃度値に基づき確定された曲線方程式である。図９に示す第二曲線方程式は、実験により得られた図６のそれぞれ異なる電気的負荷値及びそれが対応する臨界仕事率値に基づき確定された曲線方程式である。
【００１６】
ステップ１０８では、該液体燃料電池２００が既に明らかな容積の該燃料を消耗すると、ステップ１０６２で選出された計算比較値と該既に明らかな容積に基づき、液体燃料電池２００が消耗した該燃料中の該高濃度液体燃料の別の第一消耗量と該水溶液の別の第二消耗量をそれぞれ算出する。本発明中では、該燃料が消耗した該既に明らかな容積の測定作業は、図５に示す液位センサー２０６０により行う。ステップ１０８の計算作業は同様に、該制御ユニット２０４により執行する。
【００１７】
ステップ１１０では、ステップ１０８で得られた該高濃度液体燃料の別の第一消耗量と該水溶液の別の第二消耗量に基づき、該各消耗量と等しい量の新たな該高濃度液体燃料と新たな該水溶液を該燃料中にそれぞれ供給する。
【００１８】
ステップ１１２では、この時の負荷２０２の電気的負荷値と負荷２０２が消耗する仕事率値を測定し、ステップ１０６６で作成した該第一曲線方程式（図８参照）、該第二曲線方程式（図９参照）を利用し、該制御ユニット２０４により該燃料の臨界濃度値と負荷２０２の臨界仕事率値を算出する。
【００１９】
ステップ１１４では、該制御ユニット２０４によりステップ１１２中で得られた該負荷が消耗する仕事率値がステップ１１２中で算出された該臨界仕事率値より大きくないかどうかを判断し、もしそうなら、ステップ１１６に進む。もしそうでないなら、ステップ１０８に戻る。
【００２０】
ステップ１１６では新しい燃料を該燃料電池２００中に提供する。図４に示すように、ステップ１１６はさらに以下のステップを含む。先ずステップ１１６０では、この時の該燃料の残余容積を測定し、ステップ１１２の該燃料の臨界濃度値に基づき、この時の該燃料中の高濃度液体燃料の別の第一含有量を算出する。具体的な実施方式は該液位センサー２０６０により該液体燃料供給槽２０６中に残余する燃料量を測定し、さらに該臨界濃度値を掛け算し、この時の該燃料中の高濃度液体燃料の別の第一含有量を算出する。ステップ１１６２では、補充量を計算する。該補充量はステップ１００中の該第一含有量とステップ１１６０中の該別の第一含有量間の差異値である。こうして高濃度液体燃料供給槽２１０内の高濃度液体燃料の実際の消耗量を知ることができる。最後にステップ１１６４では、該補充量を備えた新たな該高濃度液体燃料を該液体燃料電池２００中に供給する。
【００２１】
本発明方法を応用する条件下で、負荷２０２に対して測定された出力タイミングチャートである図１０に示すように、本発明方法の操作環境は、液体燃料供給槽２０６内のメタノール水溶液の原始濃度が１０（ｖｏｌ％）で、１アンペアの負荷電流値を液体燃料電池２００に加え、１〜２時間継続して提供し、操作温度が２５〜４０℃である。これに対照し図６に示すように、図中の曲線３０は公知技術が上記と同様の操作環境下で、本発明方法の条件を加えずに、該負荷２０２に対して測定された出力タイミングチャートである。両図を対照することで、本発明では負荷２０２の臨界仕事率値の発生時点が公知技術よりより遠い（Ｔ１＞Ｔ２であるため）ことが分かる。これは、本発明方法を使用する燃料電池の電力供給の持続力が優れていることを表している。この他、本発明では負荷２０２の仕事率値を当初設定した標準値（約２０ｍｗ/ｃｍ2）に自動的に回復させることができるが、公知技術では当初設定した最適範囲（約１０〜２５ｍｗ/ｃｍ2）から外へと徐々に離れて行ってしまう。
【００２２】
本発明において、すべての供給作業は該制御ユニット２０４がポンプ２０８、２０９を駆動し制御し、適時に該高濃度液体燃料供給槽２１０から新たな高濃度液体燃料を取り出し、或いは該水溶液供給槽２１２から新たな水溶液を取り出し、該液体燃料供給槽２０６内に入れる。さらに、混合後の液体燃料を該液体燃料電池２００中に供給する。
【００２３】
本発明の特徴は以下の通りである。具体的な実験数値に基づき作成する該第二曲線方程式を通して、該負荷２０２は既に明らかな電気的負荷値を備える時には、該第二曲線方程式により該負荷２０２の臨界仕事率値を算出する。これにより、該液体燃料電池の作動過程において、液体燃料電池２００の適当なアウトプット出力の下限を正確に掌握することができ、新たな液体燃料の添加時期を正確に掌握することができる。さらに、具体的な実験数値に基づき作成する該第一曲線方程式を通して、高濃度液体燃料供給槽２１０内の高濃度液体燃料の実際の消耗量と水溶液供給槽２１２内の水溶液の実際の消耗量を正確に掌握することができる。これにより実際の消耗量に符合する高濃度液体燃料と水溶液を添加することができ、こうして最後に、混合した液体燃料の濃度は安定し、しかも当初設定した最適範囲内を維持することができる。
【００２４】
本発明のさらに別の特徴は以下の通りである。実験を通して、水溶液の消耗量と純メタノールの消耗量の両者間の比較値は一定の範囲内にあることが具体的に分かったため、本発明は液体燃料電池２００の作動過程において、液体燃料成分中の高濃度液体燃料と水溶液のそれぞれの消耗状況を正確に掌握することができる。これにより、本発明は液体燃料電池２００に新たな液体燃料を添加する必要がある時、新たな高濃度液体燃料と新たな水溶液の必要な補給量を正確に供給することができる。こうして最後に混合し得られた液体燃料の濃度は安定し、しかも当初設定した最適範囲内を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を液体燃料電池の燃料供給方法に用いる第一サブフローチャートである。
【図２】本発明を液体燃料電池の燃料供給方法に用いる第二サブフローチャートである。
【図３】図１中ステップ１０４の詳細フローチャートである。
【図４】図２中ステップ１１６の詳細フローチャートである。
【図５】本発明方法が設置する液体燃料電池の燃料供給システムのブロックチャートである。
【図６】図１中のステップ１０４を執行後に確定した実験数値データベースである。
【図７】図１中のステップ１０４とステップ１０６０を執行後に確定した実験数値データベースである。
【図８】図６中の各異なる電気的負荷値とそれが対応する臨界仕事率値が確立する曲線方程式である。
【図９】図６中の各異なる電気的負荷値とそれが対応する臨界濃度値が確立する別種の曲線方程式である。
【図１０】本発明方法を応用する条件下で、負荷に対して測定された出力タイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１０  燃料供給方法
２０  燃料供給システム
３０  曲線
２００  液体燃料電池
２０２  負荷
２０４  制御ユニット
２０６  液体燃料供給槽
２０６０  液位センサー
２０６２  濃度センサー
２０８、２０９  ポンプ
２１０  高濃度液体燃料供給槽
２１２  水溶液供給槽
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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