(57)【要約】      （修正有）【課題】不活性ガスを水素リークチェックに適用した燃料電池システム及びその動作方法並びに燃料容器及び不活性ガス排出方法を提供する。【解決手段】燃料電池システムは、内部空間の圧力により反応液１１を加圧して排出する加圧容器１０と、反応液と反応して水素を発生させる固体水素源１を不活性ガスによる気密状態で収容する燃料容器５０と、供給された水素で発電を行う燃料電池３０と、燃料電池に接続され、不活性ガスの排気用の排気管１６及び燃料電池に水素を供給する水素供給管１５Ａ、１５Ｂと、加圧容器から燃料容器に反応液を供給する反応液供給管１４Ａ、１４Ｂと、燃料容器に連通し、水素の流入を許容する逆止弁２を介して加圧容器に接続された加圧配管１３Ａ、１３Ｂと、水素供給管１５Ａに配置された第１の電磁弁１５Ｓと、排気管１６に接続された第２の電磁弁６と、反応液供給管に配置された第３の電磁弁４とを備える。【選択図】図８
2016115533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間の圧力により反応液を加圧して排出する加圧容器と、
前記加圧容器から供給された反応液と反応して水素を発生させる固体水素源を不活性ガスによる気密状態で収容する燃料容器と、
水素が供給されるアノードを有し、アノードに供給された水素で発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池に接続され、前記不活性ガスの排気用の排気管と、
前記燃料容器に接続され、前記燃料電池に水素を供給する水素供給管と、
前記加圧容器に接続され、前記燃料容器に反応液を供給する反応液供給管と、
前記燃料容器に連通し、水素の流入を許容する逆止弁を介して前記加圧容器に接続された加圧配管と、
前記水素供給管に配置された第１の電磁弁と、
前記排気管に接続された第２の電磁弁と、
前記反応液供給管に配置された第３の電磁弁と
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記水素供給管は、水素の流量を制御する第１のレギュレータを備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記水素供給管は、水素の流量を制御する第２のレギュレータを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記加圧配管は、水圧を検出する第１の圧力検出器を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記水素供給管は、水素圧を検出する第２の圧力検出器を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料電池から出力されるＤＣ電流が供給されるＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続され、外部からの電流の逆流を阻止するダイオードと
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料電池からの出力が変動した際に、外部への出力を補うことが可能な蓄電手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記蓄電手段は、リチウムイオンバッテリを備えることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記不活性ガスは、窒素ガスを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記固体水素源は水素化カルシウムを備え、前記反応液は水を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記燃料電池と前記第２の電磁弁との間の前記排気管に配置された水素燃焼用セルと水素検知用セルとを備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
前記水素検知用セルの出力に接続され、前記不活性ガスの排気用の前記第２の電磁弁のオンオフ制御の基準電圧と比較するコンパレータを備えることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
前記水素燃焼用セルおよび前記水素検知用セルは、前記燃料電池を構成する燃料電池セルと同等の構成を備えることを特徴とする請求項１２に記載の燃料電池システム。
【請求項１４】
起動初期の段階で、前記燃料容器内の前記不活性ガスを配管全体に流し込んだのち、前記第１乃至第３の電磁弁を閉じて水圧および水素圧の計測を行うと共に、一定時間後に再度水圧および水素圧を計測し、その差分をチェックすることにより、リークチェックを実施することを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池システム。
【請求項１５】
不活性ガスと、
前記不活性ガスによる気密状態で収容する固体水素源と
を備えることを特徴とする燃料容器。
【請求項１６】
前記不活性ガスは、窒素ガスを備えることを特徴とする請求項１５に記載の燃料容器。
【請求項１７】
前記固体水素源は水素化カルシウムを備えることを特徴とする請求項１５または１６に記載の燃料容器。
【請求項１８】
燃料容器を装着するステップと、
電源を投入するステップと、
第１の圧力検出器および第２の圧力検出器を監視して、第１のリークチェックを実施するステップと、
第１の電磁弁および第２の電磁弁を開放状態にして、水圧と水素圧の差圧が第１の圧力値となるように水圧を調整するステップと、
前記第１の電磁弁の開放状態を維持し、前記第２の電磁弁を閉じて、第２のリークチェックを実施するステップと、
前記第１の電磁弁の開放状態および前記第２の電磁弁の閉状態を維持し、第３の電磁弁を開放状態にして給水を開始し、水圧の上昇を待つステップと、
前記第１の電磁弁の開放状態を維持し、前記第３の電磁弁を開じ、前記差圧が第２の圧力値となるように前記第２の電磁弁の開閉状態を調整して、発生する水素濃度の上昇を待つステップと、
前記第１の電磁弁の開放状態を維持し、前記第３の電磁弁を開放状態にして、前記差圧ΔＰが第３の圧力値となるように前記第２の電磁弁の開閉状態を調整して、発生する水素濃度が上昇した後、定常動作に移行するステップと
を有することを特徴とする燃料電池システムの動作方法。
【請求項１９】
前記第１のリークチェックを実施するステップは、第１の圧力検出器および第２の圧力検出器を監視して、燃料電池システムの発電部において、燃料容器の接続状態のリークチェックを不活性ガスにより実施することを特徴とする請求項１８に記載の燃料電池システムの動作方法。
【請求項２０】
前記第２のリークチェックを実施するステップは、第１の圧力検出器および第２の圧力検出器を監視して、燃料電池システムの発電部全体のリークチェックを不活性ガスにより実施することを特徴とする請求項１８に記載の燃料電池システムの動作方法。
【請求項２１】
内部空間の圧力により反応液を加圧して排出する加圧容器と、前記加圧容器から供給された反応液と反応して水素を発生させる固体水素源を不活性ガスによる気密状態で収容する燃料容器と、水素が供給されるアノードを有し、アノードに供給された水素で発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に接続され、前記不活性ガスの排気用の排気管と、前記燃料容器に接続され、前記燃料電池に水素を供給する水素供給管と、前記加圧容器に接続され、前記燃料容器に反応液を供給する反応液供給管と、前記燃料容器に連通し、水素の流入を許容する逆止弁を介して前記加圧容器に接続された加圧配管と、前記水素供給管に配置された第１の電磁弁と、前記排気管に接続された第２の電磁弁と、前記反応液供給管に配置された第３の電磁弁と、前記燃料電池と前記第２の電磁弁との間の前記排気管に配置された水素燃焼用セルと水素検知用セルと、前記水素検知用セルの出力に接続され、前記第２の電磁弁のオンオフ制御の基準電圧と比較するコンパレータとを備える燃料電池システムの不活性ガス排出方法であって、
前記水素検知用セルの監視電圧が前記基準電圧よりも大であれば水素濃度は十分であると判断し、前記第２の電磁弁を閉じ、前記不活性ガスの排出を停止するステップと、
前記水素検知用セルの監視電圧が前記基準電圧以下であれば不活性ガスの排出を行うステップと
を有することを特徴とする不活性ガス排出方法。
【請求項２２】
前記基準電圧は、前記監視電圧の時間変化にともない、随時更新可能であることを特徴とする請求項２１に記載の不活性ガス排出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、燃料電池システムおよびその動作方法、燃料容器および不活性ガス排出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水を供給して水素ガスを発生させる固体水素発生源としては、鉄、アルミニウム等の金属を主成分とするものや、水素化マグネシウムや水素化カルシウム等の水素化金属化合物を主成分とするものが知られている。
【０００３】
また、水素化カルシウム等を固体水素発生源として、水との反応で発生した水素を供給して発電する固体高分子型の燃料電池を用いた燃料電池システムも種々提案されている。
【０００４】
燃料電池では水素を電気に変化させる電解質膜を用いており、電流を取り出していない時でも内部消費を行うために水素でのリークチェックが不可欠である。
【０００５】
従来リークチェックは、専門のエンジニアがシステムを引き取ってのチェックを余儀なくされていた。
【０００６】
固体水素発生源をボトルに詰め込んだ燃料電池システムにおいて、安全にボトルの持ち運びを行うために、通常、ボトルに不活性ガス(窒素など)を満たして運搬する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３１４７９２号公報
【特許文献２】特開２００９−１２０４４１号公報
【特許文献３】国際特開ＷＯ２００９／１２２９１０号公報
【特許文献４】国際特開ＷＯ２００６／１０１２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
不活性ガスで満たした燃料ボトルを用いた固体水素源を用いた燃料電池システムにおいて、燃料電池システムの水素リークのテスト方法が課題となっていた。
【０００９】
固体水素源を用いた燃料電池システムでは水素のリークを測定する手段がなかった。
【００１０】
また、このような固体水素源を用いた燃料電池システムの起動の際のシーケンスについては明確化されていない。
【００１１】
本発明者らは、実際にシステムを起動させるには不活性ガスは必要のないものであるが、発電セルユニットで消費されない特性を生かして、リークチェックに使用することを検討した。
【００１２】
本実施の形態は、不活性ガスを水素リークチェックに適用した燃料電池システムおよびその動作方法、燃料容器および不活性ガス排出方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本実施の形態の一態様によれば、内部空間の圧力により反応液を加圧して排出する加圧容器と、前記加圧容器から供給された反応液と反応して水素を発生させる固体水素源を不活性ガスによる気密状態で収容する燃料容器と、水素が供給されるアノードを有し、アノードに供給された水素で発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に接続され、前記不活性ガスの排気用の排気管と、前記燃料容器に接続され、前記燃料電池に水素を供給する水素供給管と、前記加圧容器に接続され、前記燃料容器に反応液を供給する反応液供給管と、前記燃料容器に連通し、水素の流入を許容する逆止弁を介して前記加圧容器に接続された加圧配管と、前記水素供給管に配置された第１の電磁弁と、
前記排気管に接続された第２の電磁弁と、前記反応液供給管に配置された第３の電磁弁とを備える燃料電池システムが提供される。
【００１４】
本実施の形態の他の態様によれば、不活性ガスと、前記不活性ガスによる気密状態で収容する固体水素源とを備える燃料容器が提供される。
【００１５】
本実施の形態の他の態様によれば、燃料容器を装着するステップと、電源を投入するステップと、第１の圧力検出器および第２の圧力検出器を監視して、第１のリークチェックを実施するステップと、第１の電磁弁および第２の電磁弁を開放状態にして、水圧と水素圧の差圧が第１の圧力値となるように水圧を調整するステップと、前記第１の電磁弁の開放状態を維持し、前記第２の電磁弁を閉じて、第２のリークチェックを実施するステップと、前記第１の電磁弁の開放状態および前記第２の電磁弁の閉状態を維持し、第３の電磁弁を開放状態にして給水を開始し、水圧の上昇を待つステップと、前記第１の電磁弁の開放状態を維持し、前記第３の電磁弁を開じ、前記差圧が第２の圧力値となるように前記第２の電磁弁の開閉状態を調整して、発生する水素濃度の上昇を待つステップと、前記第１の電磁弁の開放状態を維持し、前記第３の電磁弁を開放状態にして、前記差圧ΔＰが第３の圧力値となるように前記第２の電磁弁の開閉状態を調整して、発生する水素濃度が上昇した後、定常動作に移行するステップとを有する燃料電池システムの動作方法が提供される。
【００１６】
本実施の形態の他の態様によれば、内部空間の圧力により反応液を加圧して排出する加圧容器と、前記加圧容器から供給された反応液と反応して水素を発生させる固体水素源を不活性ガスによる気密状態で収容する燃料容器と、水素が供給されるアノードを有し、アノードに供給された水素で発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に接続され、前記不活性ガスの排気用の排気管と、前記燃料容器に接続され、前記燃料電池に水素を供給する水素供給管と、前記加圧容器に接続され、前記燃料容器に反応液を供給する反応液供給管と、前記燃料容器に連通し、水素の流入を許容する逆止弁を介して前記加圧容器に接続された加圧配管と、前記水素供給管に配置された第１の電磁弁と、前記排気管に接続された第２の電磁弁と、前記反応液供給管に配置された第３の電磁弁と、前記燃料電池と前記第２の電磁弁との間の前記排気管に配置された水素燃焼用セルと水素検知用セルと、前記水素検知用セルの出力に接続され、前記第２の電磁弁のオンオフ制御の基準電圧と比較するコンパレータとを備える燃料電池システムの不活性ガス排出方法であって、前記水素検知用セルの監視電圧が前記基準電圧よりも大であれば水素濃度は十分であると判断し、前記第２の電磁弁を閉じ、前記不活性ガスの排出を停止するステップと、前記水素検知用セルの監視電圧が前記基準電圧以下であれば不活性ガスの排出を行うステップとを有する不活性ガス排出方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本実施の形態によれば、不活性ガスを水素リークチェックに適用した燃料電池システムおよびその動作方法、燃料容器および不活性ガス排出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】基本技術に係る燃料電池システムの概略構成図。
【図２】基本技術に係る燃料電池システムの構成例を示すブロック図。
【図３】基本技術に係る燃料電池システムにおいて、制御装置の模式的ブロック構成図。
【図４】水素化カルシウムと水との化学反応を模式的に示す説明図。
【図５】基本技術に係る燃料電池システムに適用される燃料電池の構成例を示す概略構成図。
【図６】実施の形態に係る燃料電池システムに適用される燃料容器であって、（ａ）燃料容器を安全に運搬するために、燃料容器に不活性ガス(窒素など)を充填した構成の模式図、（ｂ）実施の形態に係る燃料電池システムを起動する際に、不活性ガスを排気して水素ガスで満たすシーケンスを説明する模式図、（ｃ）不活性ガスを排気して水素ガスで満たした状態の燃料容器の構成の模式図。
【図７】実施の形態に係る燃料電池システムの模式的ブロック構成図。
【図８】実施の形態に係る燃料電池システムにおいて、起動時の各部のリークチェック機能を説明するための発電部の詳細なブロック構成図。
【図９】実施の形態に係る燃料電池システムにおいて、起動時の各部のリークチェック動作の説明図。
【図１０】図９において、ステップＡにおけるリークチェック動作を説明するための模式的ブロック構成図。
【図１１】図９において、ステップＢにおけるリークチェック動作を説明するための模式的ブロック構成図。
【図１２】実施の形態に係る燃料電池システムにおいて、起動時の各部のリークチェック動作のタイムシーケンスによる詳細な説明図。
【図１３】実施の形態に係る燃料電池システムにおいて、起動時の各部のリークチェック動作における電磁弁１〜３のオン／オフ動作、圧力変化のタイムシーケンス。
【図１４】比較例に係る燃料電池システムにおいて、不活性ガス(窒素など)排出機構を説明するための発電部の模式的ブロック構成図。
【図１５】実施の形態に係る燃料電池システムにおいて、不活性ガス(窒素など)排出機構を説明するための発電部の模式的ブロック構成図。
【図１６】実施の形態に係る燃料電池システムにおいて、排気用電磁弁のオン／オフ動作に伴うＨ2検知用セルの監視電圧ＶDETの時間変化の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２０】
又、以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００２１】
（燃料電池システム）
基本技術に係る燃料電池システム２０Ａの概略構成は、図１に示すように表される。また、基本技術に係る燃料電池システム２０Ａの構成例を示すブロック図は、図２に示すように表される。また、基本技術に係る燃料電池システム２０Ａにおいて、制御装置２６の模式的ブロック構成は、図３に示すように表される。また、水素化カルシウムと水との化学反応を模式的に示す説明図は、図４に示すように表され、基本技術に係る燃料電池システム２０Ａに適用される燃料電池の構成例を示す概略構成は、図５に示すように表される。
【００２２】
基本技術に係る燃料電池システム２０Ａは、図１に示すように、ボトル状の燃料容器５０Ａ内に水を含む反応液を供給して水素を発生させる水素発生手段２１と、発生した水素を供給して発電を行う固体高分子型の燃料電池３０と、水素発生手段２１で発生した水素を燃料電池３０に供給する水素供給管１５とを備える。
【００２３】
水で構成される反応液１１は、加圧容器１０に貯留されている。加圧容器１０には、容器内に圧力（水素圧等）を印加する加圧装置１２および加圧配管１３が設けられている。
【００２４】
加圧容器１０内の圧力は、大気圧以上であればよいが、好ましくはゲージ圧として、例えば、約５００ｋＰａ以下の一定範囲、より好ましくは３００ｋＰａ以下の一定範囲で制御されていることが望ましい。このような圧力の制御は、系内に設ける安全弁（図示せず）の圧力設定によって制御することができる。
【００２５】
また、加圧によって押し出された反応液１１を固体水素源１Ａに供給する反応液供給管１４が設けられている。
【００２６】
なお、反応液供給管１４には、反応液の流量を制限する流量制限部を設けることが好ましい。これにより、圧力差により供給される反応液の流量を適度に調整することができる。
【００２７】
そして、反応液供給管１４の一端は、固体水素源１Ａの上方まで延設され、供給されて来る反応液１１ａが固体水素源１Ａ上に滴下されるように構成されている。
【００２８】
燃料容器５０Ａには、発生した水素を燃料電池３０に供給する水素供給管１５が接続されている。
【００２９】
そして、燃料電池３０で発電された電気は、例えばスマートフォン等で構成される外部負荷４０に給電されるようになっている。
【００３０】
ここで、図２のブロック図を参照して、燃料電池システム２０のより具体的な構成について説明する。
【００３１】
基本技術に係る燃料電池システム２０Ａは、図２に示すように、発電部２５と、発電部２５から出力されるＤＣ電流Ｉfcによって供給されるＤＣ電圧のＤＣ／ＤＣ変換等を行う電源回路２８と、発電部２５の発電量の過不足を吸収するリチウムイオンバッテリ（ＬＩＢ：Lithium Ion Battery）２９と、発電部２５における水圧、水素圧等に基づいて電源回路２８およびＬＩＢ２９を制御するためのＣＰＵ２７を備える制御装置２６とを備える。
【００３２】
加圧容器１０には燃料電池セル（燃料電池）３０に接続される加圧配管（水素配管）１３が接続され、加圧容器１０内を水素によって加圧するようになっている。
【００３３】
電源回路２８は、燃料電池セル（燃料電池）３０から出力されるＤＣ電流Ｉfcが供給されるＤＣ／ＤＣコンバータ３５および外部からの電流の逆流を阻止するダイオード３６を備える。
【００３４】
ＬＩＢ２９は、ＬＩＢセル２９ａを備える。
【００３５】
また、ＣＰＵ２７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５から出力される電流Ｉoutが外部負荷要求で決まる負荷電流Ｉloadより大きい場合には、余剰分の電流をＬＩＢセル２９ａに充電し、電流Ｉoutが負荷電流Ｉloadより少ない場合には、ＬＩＢセル２９ａから不足分の電流（Ｉlib）を供給するように制御する。
【００３６】
このように、基本技術に係る燃料電池システム２０Ａによれば、各種装置等からの外部負荷要求に対して、要求を満たす電流を安定して供給することができる。
【００３７】
制御装置２６は、図３に示すように、ＣＰＵ２７と、ＣＰＵ２７に接続される表示装置４６・温度センサ４８・圧力センサ５４・電圧モニタ５６・バルブセンサ５２を備える。また、ＣＰＵ２７は、発電部２５・電源回路２８・ＬＩＢ２９に接続され，各部を制御可能である。
【００３８】
ここで、固体水素源１Ａを構成する水素化カルシウム（ＣａＨ２）と、反応液１１を構成する水（Ｈ２Ｏ）との化学反応は図４に示すように表される。
【００３９】
この際の化学反応式は、ＣａＨ２＋２Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２＋２Ｈ２で表される。
【００４０】
加圧容器１０は、内部に収容した反応液１１を加圧して排出する構造であればよく、密閉容器内に、直接反応液１１を収容する形態でも、内部に設けた別の容器を介して反応液１１を収容する形態でもよい。反応液１１としては、固体水素源１Ａと反応して水素を発生させるものであればよく、中性の水、酸水溶液、アルカリ水溶液などが用いられる。
【００４１】
加圧容器１０内の圧力は、大気圧以上であればよいが、好ましくはゲージ圧として、５００ｋＰａ以下の一定範囲、より好ましくは３００ｋＰａ以下の一定範囲で制御されていることが望ましい。
【００４２】
固体水素源１Ａとしては、粒状等の水素発生物質を単独で使用する（樹脂包埋せずに使用する）ことも可能であるが、反応液との反応速度を制御する観点から、樹脂の母材中に粒状の水素発生物質を含有するものが好ましい。その際、使用する樹脂としては、反応を適度に調整する観点から、水溶性樹脂以外のものが好ましい。
【００４３】
固体水素源１Ａとしては、水素化カルシウム、水素化リチウム、水素化カリウム、水素化リチウムアルミニウム、水素化アルミニウムナトリウム、又は水素化マグネシウムなどの水素化金属、アルミニウム、鉄、マグネシウム、カルシウム等の金属、水素化ホウ素化合物等の金属水素錯化合物などが挙げられる。中でも、水素化金属が好ましく、特に水素化カルシウムが好ましい。水素化金属化合物、金属、金属水素錯化合物は、何れかを複数組み合わせて使用することもでき、また、それぞれを組み合わせて使用することも可能である。
【００４４】
即ち、固体水素源１Ａとしては、水溶性樹脂を除く樹脂の母材中に、粒状の水素化カルシウム（ＣａＨ2）を含有するものが特に好ましい。この固体水素源１Ａでは、粒状の水素化カルシウムが樹脂のマトリックス中に分散又は埋設された状態となり、これにより、水素化カルシウムの反応性が抑制され、水との反応の際の取り扱い性が改善される。また、水素発生物質として水素化カルシウムを使用することで、水等との反応性が高くなり、水等と反応した際に生成する反応物（水酸化カルシウム）の体積膨張率が高くなるため、樹脂母材を崩壊させる作用が大きくなり、水等との反応が自然に内部まで進行し易くなる。
【００４５】
固体水素源１Ａの含有量は、好ましくは固体水素源１Ａ中６０重量％以上であるが、保形性を維持しつつ反応の際に樹脂母材を崩壊させる観点から、固体水素源１Ａ中、６０〜９０重量％であることが好ましく、７０〜８５重量％がより好ましい。
【００４６】
粒状の固体水素源１Ａの平均粒径は、樹脂中への分散性や反応を適度に制御する観点から、１〜１００μｍが好ましく、６〜３０μｍがより好ましく、８〜１０μｍが更に好ましい。
【００４７】
水素化カルシウムに他の水素発生物質を添加する場合、その水素発生物質の含有量は、水素発生剤中、０〜２０重量％が好ましく、０〜１０重量％がより好ましく、０〜５重量％が更に好ましい。
【００４８】
樹脂としては、好ましくは水溶性樹脂以外のものが使用され、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、耐熱性樹脂などが挙げられるが、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂を使用することで、一般的に樹脂母材がもろくなり易く、反応の際に樹脂母材がより容易に崩壊して、反応が自然に進行し易くなる。
【００４９】
なお、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリアミドなどが挙げられる。また、耐熱性樹脂としては、芳香族系のポリイミド、ポリアミド、ポリエステルなどが挙げられる。
【００５０】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、または熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。なかでも、水素発生反応中に樹脂母材が適度な崩壊性を有する観点から、エポキシ樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂を硬化させる際には、必要に応じて硬化剤や硬化促進剤などが適宜併用される。
【００５１】
樹脂の含有量は、好ましくは４０重量％未満であるが、保形性を維持しつつ反応の際に樹脂母材を崩壊させる観点から、水素発生剤中、５〜３５重量％が好ましく、１０〜３０重量％がより好ましい。
【００５２】
用いられる固体水素源１Ａには、上記の成分以外の任意成分として、触媒、充填材、などのその他の成分を含有してもよい。触媒としては、水素発生剤用の金属触媒の他、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ化合物も有効である。
【００５３】
次に、図５を参照して、燃料電池３０の概略構成について説明する。
【００５４】
燃料電池の仕組みは、発生された水素と、空気中の酸素とを電気化学的に反応させて直接発電するものである。
【００５５】
燃料電池３０は、水素と酸素が化学反応して、水と電力を得る原理を利用している。ここで、水素は投入原料として用いられ、酸素は酸化剤として用いられている。
【００５６】
燃料電池３０は、燃料極（アノード）３３と、空気極（カソード）３１と、電解質膜（イオン交換樹脂膜等）３２とから構成される。
【００５７】
一組の燃料極３３、空気極３１および電解質膜３２とによって一つの発電セル（単セル）が構成される。発電セルは、図５に示すように、電解質膜３２を空気極３１と燃料極３３で挟んだサンドイッチ構造を備える。実際には、このような発電セルが複数個にわたって直並列接続されて燃料電池３０を形成する。
【００５８】
燃料極３３は、例えば、白金等で形成されるアノード触媒とそれを支えるための多孔質導電性支持層からなり、空気極３１は、例えば、カソード触媒と多孔質導電性支持層から構成される。
【００５９】
このように構成された燃料電池３０の燃料極（アノード）３３には、固体水素源１Ａで発生された水素（Ｈ２）が供給され、アノード触媒において、水素が電子（ｅ−）を放出して水素イオン（プロトン：Ｈ＋）となる。
【００６０】
電子（ｅ−）は、負荷（例えば、各種電気回路等）４０を経由して空気極（カソード）３１に移動する。
【００６１】
一方、水素イオン（Ｈ＋）は電解質膜３２中を空気極（カソード）３１に向かって移動し、空気極（カソード）３１で、酸素（Ｏ２）と、負荷４０を通して移動してくる電子（ｅ−）と結合して水（Ｈ２Ｏ）に還元される。
【００６２】
このような各電極における反応を化学式で示すと以下のように表される。
【００６３】
燃料極３３での反応：Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
空気極３１での反応：２Ｈ＋＋（１／２）Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
全体の反応： Ｈ２＋（１／２）Ｏ２→Ｈ２Ｏ 
このような反応により、燃料電池３０は、固体水素源１Ａから生成した水素（Ｈ２）を燃料として、電気を出力することができる。
【００６４】
（燃料容器）
下記に燃料ボトルと不活性ガス、水素ガスの関係図を示す。
【００６５】
実施の形態に係る燃料電池システム２０に適用される燃料容器５０であって、燃料容器５０を安全に運搬するために、燃料容器５０に不活性ガス(窒素など)を充填した構成は、模式的に図６（ａ）に示すように表され、実施の形態に係る燃料電池システムを起動する際に、不活性ガス(窒素など)を排気して水素ガスで満たすシーケンスを説明する模式図は、図６（ｂ）に示すように表され、不活性ガス(窒素など)を排気して水素ガスで満たした状態の燃料容器５０の構成は、模式的に図６（ｃ）に示すように表される。燃料容器５０に満たされた不活性ガスは、通常は起動時に水素で置き換えるようにする。
【００６６】
実施の形態に係る燃料電池システム２０においては、この際の不活性ガスを使って、システムのリークチェックを行うことができる。
【００６７】
実施の形態に係る燃料電池システム２０の構成は、図１〜図３に示された基本技術に係る燃料電池システム２０Ａの構成と同様である。
【００６８】
実施の形態に係る燃料電池システム２０は、固体水素源を用いた燃料電池システムにおける、起動時の各部のリークチェック方法について提供するものである。特に燃料が封入された燃料容器５０や水が封入された加圧容器１０に、安全性確保のため不活性セル(窒素など)を入れた場合に有用である。
【００６９】
燃料容器５０を安全に運搬するために、燃料容器５０に不活性ガス(窒素など)を充填するが、そうした燃料容器５０を使って起動する際には、不活性ガスを廃棄して水素ガスで満たす必要がある。また不活性ガスそのものは発電には寄与しない邪魔なものであるが燃料電池セルで消費されない特性を生かして、燃料電池システムのリークをテストするのに使用することができる。
【００７０】
実施の形態に係る燃料電池システム２０においては、燃料容器５０内の不活性ガスを利用してシステムのリークチェックを行う。
【００７１】
実施の形態に係る燃料電池システム２０においては、システムの起動時に毎回リークチェックを行えるようになるため、システムの安全性を高めることができる。
【００７２】
（燃料電池システムのブロック構成）
実施の形態に係る燃料電池システム２０において、起動時の各部のリークチェック機能を説明するための模式的ブロック構成は、図７に示すように表される。
【００７３】
実施の形態に係る燃料電池システム２０は、図７に示すように、内部空間の圧力により反応液を加圧して排出する加圧容器１０と、加圧容器１０から供給された反応液と反応して水素を発生させる固体水素源１を気密状態で収容する燃料容器５０と、水素が供給されるアノードを有し、アノードに供給された水素で発電を行う燃料電池３０と、燃料容器５０に接続され燃料電池３０に水素を供給する水素供給管１５Ａ・１５Ｂと、加圧容器１０に一端が接続され、他端は固体水素源１に挿入され、反応液を供給する反応液供給管１４Ａ・１４Ｂと、燃料容器５０に連通し、水素の流入を許容する逆止弁２を介して加圧容器１０に接続された加圧配管１３Ａ・１３Ｂと、加圧配管１３Ａに配置され、加圧容器１０の水圧ＰH2Oを検出する第１の圧力検出器１３Ｐと、水素供給管１５Ａに配置され、燃料容器５０の水素圧ＰH2を検出する第２の圧力検出器１５Ｐとを備える。
【００７４】
また、実施の形態に係る燃料電池システム２０は、図７に示すように、燃料電池３０から出力されるＤＣ電流Ｉfcが供給されるＤＣ／ＤＣコンバータ３５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５に接続され、外部からの電流の逆流を阻止するダイオード３６とを備えていても良い。
【００７５】
また、実施の形態に係る燃料電池システム２０は、図７に示すように、燃料電池３０からの出力が変動した際に、外部への出力を補うことが可能な蓄電手段を備えていても良い。
【００７６】
ここで、蓄電手段は、ＬＩＢ２９を備えていても良い。
【００７７】
また、図７では省略されているが、第１の圧力検出器１３Ｐおよび第２の圧力検出器１５Ｐで検出された水圧ＰH2Oおよび水素圧ＰH2に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５を制御する制御装置（２６：図２）を備えていても良い。
【００７８】
また、反応液供給管１４Ａ・１４Ｂは、水の流量を制御する電磁弁４を備えていても良い。
【００７９】
また、水素供給管１５Ａは、水素の流量を制御するレギュレータ１５Ｒを備えていても良い。また、水素供給管１５Ｂには、水素の流量を制御するレギュレータ１３Ｒを備えていても良い。
【００８０】
（発電部のブロック構成）
また、実施の形態に係る燃料電池システムにおいて、起動時の各部のリークチェック機能を説明するための発電部２５の詳細なブロック構成は、図８に示すように表される。
【００８１】
実施の形態に係る燃料電池システム２０において、起動時の各部のリークチェック機能を説明するための発電部２５の詳細なブロック構成は、図８に示すように表される。図８に示された発電部２５が、リークチェックできる範囲を示している。
【００８２】
実施の形態に係る燃料電池システム２０の発電部２５は、図８に示すように、加圧容器１０と、加圧容器１０から反応液が供給される燃料容器５０と、水素が供給される燃料電池３０と、燃料電池３０の接続された不活性ガスの排気管１６と、燃料容器５０に接続され燃料電池３０に水素を供給する水素供給管１５Ａ・１５Ｂと、加圧容器１０に接続され燃料容器５０に反応液を供給する反応液供給管１４Ａ・１４Ｂと、燃料容器５０に連通し、水素の流入を許容する逆止弁２を介して加圧容器１０に接続された加圧配管１３Ａ・１３Ｂと、水素供給管１５Ａに配置された第１の電磁弁１５Ｓと、燃料電池３０に接続された排気用の第２の電磁弁６と、反応液供給管１４Ａ・１４Ｂに配置された第３の電磁弁４とを備える。
【００８３】
さらに、燃料電池３０と第２の電磁弁６との間には、水素燃焼用セル４２・水素検知用セル４４が配置されていても良い。
【００８４】
また、水素燃焼用セル４２・水素検知用セル４４は、燃料電池３０を構成する燃料電池セルと同等の構成を備えていても良い。
【００８５】
また、水素供給管１５Ａは、水素の流量を制御するレギュレータ１５Ｒを備えていても良い。また、水素供給管１５Ｂは、水素の流量を制御するレギュレータ１３Ｒを備えていても良い。また、レギュレータ１５Ｒの二次側の設定圧力としては、例えば１００〜２００ｋＰａ（特に１２０ｋＰａ）が挙げられる。レギュレータ１３Ｒの設定圧力としては、例えば１０〜１００ｋＰａ（特に３０ｋＰａ）が挙げられる。
【００８６】
また、加圧配管１３Ａは、水圧ＰH2Oを検出する第１の圧力検出器１３Ｐを備えていても良い。また、水素供給管１５Ａは、水素圧ＰH2を検出する第２の圧力検出器１５Ｐを備えていても良い。
【００８７】
圧力検出器１３Ｐ・１５Ｐとしては、気体の圧力をダイヤフラム（ステンレスダイヤフラム、シリコンダイヤフラム、など）を介して、感圧素子で計測し、電気信号に変換し出力する圧力センサ等が使用できる。代表的な、圧力センサとしては、半導体ピエゾ抵抗拡散圧力センサ、静電容量形圧力センサなどが挙げられる。
【００８８】
実施の形態に係る燃料電池システムでは、発生した水素から、不純物であるアンモニアを除去するために、水素供給管１５Ａ・１５Ｂにアンモニア除去剤を設けてもよい。具体的に、シート状のアンモニア除去剤を容器内に充填したものを使用することができる。このようなアンモニア除去剤は、シート状に形成されたものが市販されているが、粒状の吸着剤等を通気性の袋に収容したものを使用することも可能である。
【００８９】
（発電セルスタック）
水素燃焼用セル４２・水素検知用セル４４を燃料電池セルで形成する場合には、発電セルスタック１００は、４×１２セル＋２セル構成として、セル数を増加すればよく、水素燃焼用セル４２・水素検知用セル４４として、特別のセルを形成する必要はなくなる。
【００９０】
（リークチェック方法）
（比較例）
比較例に係る燃料電池システムにおいては、燃料容器５０に対して初期に水素の充填が行われるため、リークチェックを行うことなく、システムの動作が開始する。比較例に係る燃料電池システムの起動時の動作は、以下の通りである。すなわち、水素圧ＰH2（例えば、約１００ｋＰａ）で水素を封入した燃料容器５０と、水を封入した加圧容器１０とを燃料電池システムへ接続し、第１の電磁弁１５Ｓを開放状態にすることで水圧が１００ｋＰａとなり、発電セルスタックへも水素が充填されるため、発電が開始する。発電が開始されると、燃料容器５０内の圧力が低下し始めるため、第３の電磁弁４開放状態にし、加圧容器１０と燃料容器５０との差圧を利用して給水を始める。このように、比較例に係る燃料電池システムにおいては、燃料容器５０に対して初期に水素の充填が行われるため、リークチェックを行うことなく、システムの動作が開始する。
【００９１】
実施の形態に係る燃料電池システム２０においては、水素を封入して燃料電池システム２０へ装着していた燃料容器５０を不活性ガスである窒素を封入し、立ち上げのシーケンスを変更した。
【００９２】
燃料電池では水素を電気に変化させる電解質膜を用いており、電流を取り出していない時でも内部消費を行うために水素でのリークチェックが不可欠である。実施の形態に係る燃料電池システム２０では燃料を詰めた燃料容器５０に窒素を封入し、この窒素を用いてリークチェックを行う。
【００９３】
実施の形態に係る燃料電池システム２０のリークチェック方法は、起動初期の段階で、燃料容器５０内の不活性ガス（窒素ガス）を燃料電池システム２０の配管全体に流し込んだのち、各弁を閉じて圧力の計測を行うステップと、一定時間後に再度圧力を計測し、その差分をチェックするステップとを有する。
【００９４】
（起動時の動作方法）
実施の形態に係る燃料電池システムにおいて、リークチェックを含む起動時の動作方法は、図９に示すように表される。図９において、“−”は、前の状態を維持することを示す。
【００９５】
また、実施の形態に係る燃料電池システム２０において、図９に対応する起動時のタイムシーケンスは、図１０および図１１に示すように表される。図１０には、動作ステップに対応した水圧ＰH2Oおよび水素圧ＰH2の時間変化と水素検知用セル４４における監視電圧ＶDET2の時間変化が示されている。また、図１０には、動作ステップに対応した不活性ガスとして窒素ガス濃度の減少および水素ガス濃度の上昇傾向と、第１〜第３の電磁弁の開閉状態も模式的に示されている。また、図１１には、起動時の第１〜第３の電磁弁のオン／オフパルス動作タイミングと、水圧ＰH2Oおよび水素圧ＰH2の時間変化が示されている。
【００９６】
実施の形態に係る燃料電池システム２０の動作方法は、図９〜図１１に示すように、燃料容器５０を装着するステップ１と、スイッチボタンを長押しして電源を投入するステップ２と、水圧ＰH2Oを検出する第１の圧力検出器１３Ｐおよび水素圧ＰH2を検出する第２の圧力検出器１５Ｐを監視して、リークチェックを実施するステップＡと、第１の電磁弁１５Ｓおよび第２の電磁弁６を開放状態にして、差圧ΔＰ＝ＰH2O−ＰH2が１５ｋＰａとなるように水圧ＰH2Oを調整するステップ３と、第１の電磁弁１５Ｓの開放状態を維持し、第２の電磁弁６を閉じて、リークチェックを実施するステップＢと、第１の電磁弁１５Ｓの開放状態および第２の電磁弁６の閉状態を維持し、第３の電磁弁４を開放状態にして給水を開始し、水圧ＰH2Oの上昇を待つステップ４と、第１の電磁弁１５Ｓの開放状態を維持し、第３の電磁弁４を開じ、差圧ΔＰ＝ＰH2O−ＰH2が１５ｋＰａとなるように第２の電磁弁６の開閉状態を調整して、発生する水素濃度の上昇を待つステップ５と、第１の電磁弁１５Ｓの開放状態を維持し、第３の電磁弁４を開放状態にして、差圧ΔＰ＝ＰH2O−ＰH2が３０ｋＰａ以内となるように第２の電磁弁６の開閉状態を調整して、発生する水素濃度が上昇した後、定常動作に移行するステップ６とを備える。上記において、ステップ２〜ステップ６およびステップＡ・において、スイッチボタンの長押し状態は維持されている。
【００９７】
第２の電磁弁６は、ステップ５では、差圧ΔＰ＝ＰH2O−ＰH2が１５ｋＰａとなるように開閉状態を調整し、ステップ６では、差圧ΔＰ＝ＰH2O−ＰH2が３０ｋＰａとなるように開閉状態を調整している。特に、ステップ６では、燃料電池セルの末端セルの状態を監視して、開閉状態を調整しても良い。
【００９８】
（リークチェック動作）
―ステップＡ―
ステップＡにおけるリークチェック動作を説明するためのブロック構成は、図１２に示すように表される。点線内はリークチェックできる範囲を示す。ステップＡにおいては、燃料電池システム２０の発電部２５において、燃料容器５０の接続状態のリークチェックを実施している。
【００９９】
すなわち、図１２に示すように、燃料容器５０を装着し、電源を投入した後、第１の圧力検出器１３Ｐおよび第２の圧力検出器１５Ｐを監視して、燃料容器５０と第３の電磁弁４、燃料容器５０と第２の圧力検出器１５Ｐ・第１の電磁弁１５Ｓの接続状態のリークチェックを不活性ガスにより実施することができる。
―ステップＢ―
ステップＢにおけるリークチェック動作を説明するためのブロック構成、図１３に示すように表される。点線内はリークチェックできる範囲を示す。ステップＢにおいては、燃料電池システム２０の発電部２５のシステム全体の気密性のチェックを実施している。
【０１００】
すなわち、図１３に示すように、ステップＡによるリークチェック後、第１の電磁弁１５Ｓおよび第２の電磁弁６を開放状態にして、差圧ΔＰ＝ＰH2O−ＰH2が１５ｋＰａとなるように水圧ＰH2Oを調整した後、第２の電磁弁６を閉じて、第１の圧力検出器１３Ｐおよび第２の圧力検出器１５Ｐを監視して、発電部２５のシステム全体のリークチェックを不活性ガスにより実施することができる。
【０１０１】
実施の形態に係る燃料電池システムにおいては、燃料容器５０の封入ガスを水素から窒素に変更することにより、運搬時（デリバリー）における安全性を確保することができる。また、窒素によるリークチェックが可能となり、起動後すぐに燃料電池システム２０内の不具合を検知することが可能となる。
【０１０２】
実施の形態に係る燃料電池システムにおいては、固体水素源を用いたシステム内でのリークチェック機構を提供することができる。
【０１０３】
実施の形態に係る燃料電池システムにおいては、起動時に毎回燃料電池システム２０のリークチェックが可能になり、安全性を向上可能である。
【０１０４】
実施の形態に係る燃料電池システムのリークチェック方法は、固体水素源を容器に入れ、不活性ガスで封入した燃料容器を使用する燃料電池システムにおいて、有用である。
【０１０５】
（不活性ガス排出機構）
実施の形態に係る燃料電池システム２０では、燃料電池システム２０内に残留している不活性ガス（主には窒素）等を排出する必要がある。
【０１０６】
比較例に係る燃料電池システムにおいて、不活性ガス(窒素など)排出機構を説明するための発電部２５Ａの模式的ブロック構成は、図１５に示すように表される。
【０１０７】
比較例に係る燃料電池システムでは、Ｈ2検知用セル４４には、図１５に示すように、一定の抵抗(例えば、４００ｍΩ）を接続し、監視電圧（規定電圧）ＶDETの値が、例えば、２５０ｍＶ以上であれば水素濃度は十分であると判断し、不活性ガスの排出を停止し、２００ｍＶであれば逆に不活性ガスの排出を行うという動作を行っている。このような制御では、Ｈ2検知用セル４４の長期保存・環境温度によって電圧の上昇が十分に行えず、不具合を生じる。また、比較例に係る燃料電池システムでは、燃料電池システム使用前にＨ2検知用セル４４を十分に活性化し、動作中に規定の電圧に達するようにしなければシステム動作させることができない。また、環境温度２６℃のみで動作可能であったものが、電圧が低下する低温(１−５℃)での動作可能か否か不明である。
【０１０８】
実施の形態に係る燃料電池システム２０では、燃料電池システム２０内に残留している不活性ガス（主には窒素）の排出を、水素濃度を監視するＨ2検知用セル４４の監視電圧ＶDETによって制御している。
【０１０９】
実施の形態に係る燃料電池システム２０では、Ｈ2検知用セル４４の監視電圧ＶDETの設定を動作中に随時更新することで、Ｈ2検知用セル４４の状態にかかわらず不活性ガスの排出を可能にしている。
【０１１０】
実施の形態に係る燃料電池システム２０においては、長期保存後のＨ2検知用セル４４であっても、低温環境下で動作させることが可能になる。
【０１１１】
実施の形態に係る燃料電池システムにおいて、不活性ガス(窒素など)排出機構を説明するための発電部２５の模式的ブロック構成は、図１５に示すように表される。
【０１１２】
実施の形態に係る燃料電池システムにおいては、図１５に示すように、Ｈ2検知用セル４４の出力は、基準電圧Ｖrefのコンパレータ８０に接続され、Ｈ2検知用セル４４の監視電圧ＶDET出力は、基準電圧Ｖrefと比較されてコンパレータ８０から出力電圧Ｖoutが得られる。
【０１１３】
実施の形態に係る燃料電池システムにおいては、例えば基準電圧Ｖrefの値を１０ｍＶと設定し、Ｈ2検知用セル４４の監視電圧ＶDETの値が、例えば、２０ｍＶ以上であれば水素濃度は十分であると判断し、排出用の電磁弁６を閉じ、不活性ガスの排出を停止し、１０ｍＶであれば逆に不活性ガスの排出を行う。このような制御では、Ｈ2検知用セル４４の長期保存・環境温度によって電圧の上昇が十分に可能である。
【０１１４】
実施の形態に係る燃料電池システム２０において、排気用の電磁弁６のオン／オフ動作に伴うＨ2検知用セル４４の監視電圧ＶDETの時間変化特性は、模式的に図１６に示すように表される。
【０１１５】
実施の形態に係る燃料電池システム２０においては、Ｈ2検知用セル４４の初期の監視電圧ＶDETをノイズレベル以上の電圧である１０ｍＶに設定し、この電圧以上の２０ｍＶに達した時、Ｈ2検知用セル４４まで水素が達したと判断する。
【０１１６】
この電圧上昇時に排気する電磁弁６を閉じる（close）ことになるが、電圧の上昇はオーバーシュートするため、この電圧の極大値を４ａ（Ｖ）とすると、排気電圧ａ（Ｖ）まで降下した時に排気電磁弁６を開き、排気停止電圧２ａ（Ｖ）まで電圧上昇すると排気用の電磁弁６を閉める。この極大値を用いて規定値であるものから設定電圧を動作中に更新する。すなわち、図１６に示すようにシステム動作中はこの電圧を更新する。
【０１１７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、不活性ガスを水素リークチェックに適用した燃料電池システムおよびその動作方法、燃料容器および不活性ガス排出方法を提供することができる。
【０１１８】
[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この実施の形態を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【０１１９】
このように、本実施の形態はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本実施の形態に係る燃料電池システムは、固体水素源を用いた水素発生システムやポータブル型の発電装置等の燃料電池システム全般に応用することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１、１Ａ…固体水素源（水素化カルシウム）
２…逆止弁
４、６、１５Ｓ…電磁弁
１０…加圧容器
１１、１１ａ…反応液
１２…加圧装置
１３、１３Ａ、１３Ｂ…加圧配管（水素配管）
１３Ｐ、１５Ｐ…圧力検出器
１３Ｒ、１５Ｒ…レギュレータ
１４、１４Ａ、１４Ｂ…反応液供給管（水配管）
１５、１５Ａ、１５Ｂ…水素供給管
１６…排気管
２０…発電装置
２１…水素発生手段
２５、２５Ａ…発電部
２６…制御装置
２７…ＣＰＵ
２８…電源回路
２９…リチウムイオンバッテリ（ＬＩＢ）
２９ａ…リチウムイオンバッテリセル（ＬＩＢセル）
３０…燃料電池
３１…空気極
３２…電解質膜
３３…燃料極
３５…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３６…ダイオード
４０…外部負荷
４２…水素燃焼用セル
４４…水素検知用セル
４６…表示装置
４８…温度センサ
５０、５０Ａ…燃料容器
５２…電磁弁開閉センサ
５４…圧力センサ
５６…電圧モニタ
８０…コンパレータ
１００…発電セルスタック
【図１】
2016115533.tif 000003
【図２】
2016115533.tif 000004
【図３】
2016115533.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016115533.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016115533.tif 000009
【図８】
2016115533.tif 000010
【図９】
2016115533.tif 000011
【図１０】
2016115533.tif 000012
【図１１】
2016115533.tif 000013
【図１２】
2016115533.tif 000014
【図１３】
2016115533.tif 000015
【図１４】
2016115533.tif 000016
【図１５】
2016115533.tif 000017
【図１６】
2016115533.tif 000018