CN1574437A - 燃料电池用填充回收器、燃料电池系统和燃料电池用填充回收器用再生器 - Google Patents

Abstract

一种燃料电池用填充回收器、燃料电池系统和燃料电池用填充回收器用再生器，所述燃料电池用填充回收器具有把一个容器(1151、1241、1340、1440、1540、1640、1648、1649、1740、1840、1940)的内部分割为填充用燃料收容空间(1342、1442、1542、1642、1742、1842、1942)和排出物回收空间(1341、1441、1541、1641、1741、1841、1941)，并且沿着该容器的轴向能移动的隔板(1350、1450、1550、1650、1750、1850、1950)。由填充用燃料收容空间和排出物回收空间的压力差，隔板移动，使填充用燃料收容空间变窄，从填充用燃料收容空间向燃料电池主体的阳极一侧供给液体燃料，向排出物回收空间回收来自阴极一侧的排出物。

Description

燃料电池用填充回收器、燃料电池系统 和燃料电池用填充回收器用再生器

技术领域

本发明涉及连接在直接向阳极供给甲醇等有机燃料来发电的燃料电池系统上的燃料电池用填充回收器、连接该燃料电池用填充回收器的燃料电池系统、进行所述燃料电池用填充回收器的再生的燃料电池用填充回收器用再生器。

背景技术

作为下一代的清洁并且高效的能源，燃料电池系统引人注目。其中，夹着固体高分子电解质配置阳极和阴极的固体高分子电解质型燃料电池(PEFC：Polymer Electrolyte Fuel Cell)在电动汽车用电源或家庭用分散型电源等用途上引人注目。在所述固体高分子电解质型燃料电池中，直接向阳极供给甲醇或二甲醚等有机燃料进行发电的燃料电池例如直接型甲醇燃料电池(DMFC：Direct Methanol Fuel Cell)不需要把甲醇等有机燃料改质为富含氢的气体的改质机，所以结构变得简便，在便携式仪器的用途上引人注目，开发在进展。

所述直接型甲醇燃料电池按照以下反应进行发电。

阳极：

阴极：

从所述反应可知，在阴极中生成阳极消耗的水量的3倍量的水。因此，有必要处理阴极中生成的水。

可是，此类燃料电池由于处理阴极中生成的水的必要，存在以下的问题。

首先，作为第一问题，当把水向该便携式仪器的外部排出时，放出水或水蒸气，所以产生水滴附着到该便携式仪器上的问题。此外，在燃料电池工作的状态下，例如当在皮包或口袋中收容该便携式仪器时，产生皮包或口袋变湿的问题。

为了解决该第一问题，提出结构为在燃料罐内设置弹性膜，在该弹性膜的压力作用的一方收容燃料，通过燃料的消耗，在该燃料罐内变为负压的部分收容生成水的燃料电池(例如，特开平4-223058号公报)。

此外，提出在燃料罐内形成袋状的隔板，收容生成水的燃料电池(例如，特开2003-92128号公报)。

可是，在所述各提案中，无可否认燃料盒的构造变得复杂，燃料盒的制造成本上升。在所述各提案中，未考虑到燃料罐的循环利用。即在特开平4-223058号公报的提案中，在燃料容器的更换时，生成水与各燃料容器被废弃，在特开2003-92128号公报中，在生成水的回收中使用高吸水材料，它的再生是困难的。因此，在这些燃料容器中，即使能回收生成水，燃料容器也使用后抛弃，使用时的成本增大。

此外，在所述直接型甲醇燃料电池中，未确立燃料即甲醇的供给方法。例如在燃料电池上安装燃料容器，每次燃料消耗时更换燃料容器的方法中，产生上述的成本问题。因此，使用者有必要向燃料容器或燃料电池供给甲醇。可是，众所周知甲醇是有毒的，例如当通过手工作业向燃料容器注入甲醇时，有可能泄漏，有可能附着到使用者的皮肤上，或吸入甲醇蒸汽，对人体造成不良影响。

作为第二问题，为了进行持续的发电，有必要搭载用于进行该阴极中产生的二氧化碳和水的处理的辅机。

作为这样的以往的DMFC方式的燃料电池系统结构，在美国专利第5599638号说明书等中进行了描述。该燃料电池系统为了从容纳作为燃料的甲醇水溶液的循环容器稳定地向阳极供给甲醇，采用了使用泵向阳极供给甲醇水溶液，把该阳极中未消耗的剩下的甲醇水溶液再回收到循环容器中，再作为燃料使用的燃料循环方式。

而在阳极一侧通过发电产生的水由水回收装置回收，提供给容纳甲醇水溶液的循环容器。

可是，在这样的DMFC中，如所述化学式所示，消耗提供给阳极一侧的甲醇水溶液中的1mol的甲醇和1mol的水，进行发电，在阴极一侧生成3mol水。因此，如果全部回收这些生成的水，提供给循环容器，就会显著促进该循环容器内的甲醇水溶液的浓度的下降，存在导致可发电时间下降或发电的电能下降的问题。

而考虑到只把阴极一侧生成的水的一部分提供给循环容器，防止甲醇水溶液的浓度显著下降的问题的方法，虽然作为汽车或大型装置用的燃料电池系统，能采用这样的方法，但是有必要排出未回收到循环容器中的其他水，伴随着该排水，水分附着到内置在便携式电子仪器中的电子仪器或电路中，或有可能结露，存在无法作为便携式电子仪器用的燃料电池系统而采用的问题。

此外，特别是在便携式电子仪器中使用的燃料电池系统有必要小型化，发电的电能也小。此外，自消耗用于驱动该燃料电池系统中的泵等辅机的电力，所以在有限的电能下，这样的辅机有必要尽可能抑制耗电。例如，如果燃料电池系统的发电输出为12W，就希望辅机的耗电为2W以下。

可是，在所述以往的方式中，需要很多用于供给燃料的燃料供给装置(例如燃料供给泵)或用于回收水的水回收设备(例如水回收泵)等辅机，不仅无法降低所述自消耗的电力，而且系统自身变得复杂，存在小型化困难的问题。

因此，本发明要解决的技术上的课题在于：在一边对阳极直接供给甲醇等液体燃料，一边进行发电的燃料电池中，能实现燃料供给系统等辅机结构的小型化和简单化，提供能用于个人电脑或移动电话等便携式电子仪器中的燃料电池用填充回收器、燃料电池系统和燃料电池用填充回收器用再生器。

发明内容

本发明为了实现所述目的，构成如下。

根据本发明的第一形态，提供一种燃料电池用填充回收器，在设置了具有阳极、阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜的燃料电池主体的燃料电池系统中使用，包括：

能形成容纳提供给所述阳极一侧的液体燃料原液的填充用燃料收容空间、容纳由所述阴极生成的排出物的所述排出物回收空间的一个容器；

配置为在容器内部沿着轴向能移动，把所述容器内部分割为所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间的隔板；

分别设置在所述容器中，与排出物回收空间连通，用于取入来自所述燃料电池主体的所述阴极一侧的含有水和空气的排出物的排出物取入口；与所述填充用燃料收容空间连通，把储存在内部的所述液体燃料原液提供给所述燃料电池主体的所述阳极一侧的燃料供给口；

由所述填充用燃料收容空间的压力降低而在所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间之间产生的压力差，使所述隔板移动，从而所述填充用燃料收容空间变窄，从所述填充用燃料收容空间，由所述燃料供给口输送所述液体燃料原料，从所述排出物取入口向所述排出物回收空间回收在所述阴极一侧生成的所述排出物。

根据所述结构，通过在填充回收容器内设置能轴向移动的隔板，形成燃料收容空间和排出物回收空间，利用燃料收容空间和排出物回收空间的压力差，使该隔板移动，能在同一个工序中并行进行对燃料电池系统内燃料容器的燃料填充动作、以及来自燃料电池系统内的排出物容器的排出物的回收动作。因此，缩短燃料填充和排出物回收的各作业时间，迅速的作业成为可能。

根据本发明的第二实施形态，提供一种燃料电池用填充回收器，在设置了具有阳极、阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜的燃料电池主体的燃料电池系统中使用，包括：

能形成容纳提供给所述阳极一侧的液体燃料原液的填充用燃料收容空间、容纳由所述阴极生成的排出物的所述排出物回收空间的一个容器；

配置为在容器内部沿着轴向能移动，把所述容器内部分割为所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间的隔板；

分别设置在所述容器中的，与所述排出物回收空间连通，用于取入来自所述燃料电池主体的所述阴极一侧的含有水和空气的排出物的排出物取入口；把储存在所述排出物回收空间的所述水提供给所述燃料电池主体的所述阳极一侧的水供给口；以及与所述填充用燃料收容空间连通，把储存在内部的所述液体燃料原液提供给所述燃料电池主体的所述阳极一侧的燃料供给口，

由经过所述排出物取入口而储存在所述排出物回收空间的所述排出物，所述排出物回收空间内的压力变得比所述填充用燃料收容空间的压力更高，所述隔板向所述填充用燃料收容空间一侧移动，对所述填充用燃料收容空间进行加压，从而能够从所述燃料供给口排出液体燃料原液的同时能够从所述水供给口排出所述水。

根据本发明的第二形态，燃料电池用填充回收器具有对燃料电池主体的燃料供给口，通过隔板完全分离排出物回收空间和填充用燃料收容空间，使液体燃料原液与排出物不混合，所以不引起液体燃料的浓度变化。此外，通过利用存储在排出物回收空间中的排出物，把隔板从排出物回收空间向填充用燃料收容空间一侧加压，不搭载用于向燃料电池主体供给燃料的泵，能稳定地向燃料电池主体供给液体燃料。

通过包含来自阴极的水和空气的排出物对隔板加压，在燃料电池用填充回收器内不需要个别的加压机构，能简化燃料电池用填充回收器内的结构。据此，能防止燃料电池用填充回收器的内部构造的复杂化。还有，一次把排出物引导到排出物回收空间内，从排出物回收空间供给在阳极的反应中消耗的量的水，所以不会使阳极一侧的燃料浓度下降，此外不把多余的水分向外部放出，能成为完全的封闭系统。

在燃料电池用填充回收器中，可以在排出物回收空间中设置从所述排出物分离水和空气，把所述水存储到所述排出物回收空间内，并且把所述空气向所述排出物回收空间外排出的气液分离机构。

此外，气液分离机构可以由具有与所述排出物取入口连通、配置在所述排出物回收空间内的管体，把回收到所述排出物回收空间内的水作为冷却介质，把所述排出物中含有的水分凝结为液态水的换热器构成。

另外，在燃料电池用填充回收器中，可以在所述排出物回收空间中设置调整基于来自燃料电池主体的排出物的所述排出物回收空间内的压力的压力调整机构，压力调整机构能由设置在排出物回收空间的外壁上的压力调整阀等构成。

此外，作为本发明的第三形态，提供根据所述实施形态1或2所述的燃料电池用填充回收器，在所述容器分别设置与所述填充用燃料收容空间连通而设置的燃料补给用的燃料补给连接器、与所述排出物回收空间连通而设置的用于回收所述排出物回收空间中存储的排出物的水回收用连接器；

在燃料补给时，在向所述填充用燃料收容空间补给燃料的再生器上分别连接水回收用连接器和燃料补给连接器，通过向所述填充用燃料收容空间补给燃料，使所述隔板向所述排出物回收空间方向移动，能排除所述排出物回收空间内的排出物。

此外，作为本发明的第四形态，提供一种燃料电池系统，包含：第一形态的燃料电池用填充回收器；

具有把燃料氧化的阳极、把氧还原的阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜、配置在所述电解质膜的各表面的扩散层的燃料电池主体；

把收容在所述填充用燃料收容空间中的所述液体燃料原液提供给所述阳极，连通所述燃料供给口和所述阳极的燃料供给管；

能从所述阴极把所述排出物回收到所述排出物回收空间中，连通所述阴极和所述排出物取入口的排出物回收管；

使所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间产生压力差，从而使所述填充用燃料收容空间的压力降低的压力差发生机构。

作为本发明的第五形态，根据第四形态的燃料电池系统，包含：具有把燃料氧化的阳极、把氧还原的阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜、配置在所述电解质膜的各表面上的扩散层的燃料电池主体；

能把所述排出物中包含的水向所述阳极供给，连通所述水供给口和所述阳极的水供给管；

调整从所述水供给口输送的水量，使提供给所述阳极的燃料浓度变为给定的值的第一供给量调整装置；

控制所述第一供给量调整装置的控制装置，根据该控制装置，利用存储在所述排出物回收空间中的所述排出物，所述隔板以给定压力对所述填充用燃料收容空间加压。

在所述各结构中，压力差发生机构能采用各种结构。

本发明的第六形态，提供根据第四或第五形态的燃料电池系统，所述压力差发生机构具有对所述阴极供给空气的空气泵；

所述空气泵向所述阴极供给空气，从而通过所述排出物回收管把在所述阴极中产生的所述排出物回收到所述排出物回收空间中，并且对所述排出物回收空间加压，使所述隔板向所述填充用燃料收容空间一侧移动，从所述填充用燃料收容空间通过所述燃料供给管，向所述阳极供给所述液体燃料原液。

根据所述形态，空气供给装置是以能把隔板从排出物回收空间向填充用燃料收容空间一侧移动，从填充用燃料收容空间向阳极供给液体燃料原液的压力，向阴极内供给空气的空气泵。即该空气泵是把这样的压力作为喷出压力进行空气供给的空气供给泵，能同时实施排出部的回收和液体燃料的补给。

本发明的第七形态提供根据第五形态的燃料电池系统，还具有：调整提供给所述燃料电池主体的液体燃料量的第二供给量调整装置；

所述控制装置控制所述第二供给量调整装置，从所述燃料电池用填充回收器向所述电池主体的阳极一侧供给所述在燃料电池主体内由发电消耗的燃料。

根据所述结构，通过第二供给量调整部件，控制为供给消耗的部分的燃料，所以能进行稳定的发电。

本发明的第八形态提供根据第五形态的燃料电池系统，具有：检测所述隔板的位置的位置检测装置；根据由所述位置检测装置检测出的关于所述隔板的位置的信息，检测出收容在燃料电池用填充回收器中的液体燃料原液的残余量的燃料残余量计算装置。

在所述结构中，燃料电池用填充回收器的结构为，通过隔板移动靠向填充用燃料收容空间一侧，喷出液体燃料原液，所以通过检测隔板的位置，就能检测燃料电池用填充回收器内的液体燃料原液的残余量。隔板的位置可以通过检测隔板位置的其他构件检测。

位置检测装置能通过能与所述燃料电池用填充回收器非接触地检测所述隔板位置的装置构成。

此外，能以非接触地检测的位置检测装置例如能由以下部分构成：设置在所述隔板上的磁铁；设置在所述燃料电池用填充回收器的外部，并且检测从所述磁铁发出的透过所述燃料电池用填充回收器的外壁的磁场，检测所述磁铁的位置的检测器。

此外，能具有：根据由燃料残余量计算装置计算出的液体燃料原液的残余量的信息，计算通过收容在该燃料电池用填充回收器中的液体燃料能发电的电能的残存电能计算装置；检测从所述燃料电池主体输出的电能，根据该检测的电能，计算单位时间中输出的电能的耗电量计算装置；由所述残存电能计算装置计算出的能发电的电能和由所述耗电量计算装置计算出的单位时间中的耗电量的信息，计算通过收容在该燃料电池用填充回收器中的液体燃料原液能发电的剩余时间的信息的残存时间计算装置。通过所述结构，能知道通过收容在该燃料电池用填充回收器中的液体燃料原液能发电的剩余时间的信息。

本发明的第八形态提供根据第四～第七形态中的任意一个的燃料电池系统，还具有：储存从所述燃料电池用填充回收器供给的液体燃料原液和从所述水供给口供给的水的燃料混合罐。

根据所述结构，因为具有混合、贮存燃料和从水供给口供给的水的罐，所以能在该罐内使水和液体燃料原液混合，所以提供给阳极的液体燃料的浓度控制变得容易。

须指出的是，在所述结构中，还具有检测所述燃料混合罐内的液体燃料浓度的浓度检测装置，根据来自所述浓度检测装置的检测信号，控制所述第一和第二供给量调整装置，使燃料混合罐内的燃料浓度变为一定值。

此外，通过把燃料电池主体的至少阳极一侧配置在所述燃料混合罐中，能在阳极一侧直接使用燃料混合罐中的液体燃料，所以能省略从罐向阳极供给液体燃料的泵，所以能成为简单的结构。

本发明的第九形态提供根据第四～第八形态中的任意一个的燃料电池系统，配置在所述阳极一侧的所述扩散层具有亲水性，并且配置在所述阴极一侧的所述扩散层具有疏水性。

根据所述结构，提供给阳极的液体燃料能够通过具有亲水性的阳极一侧的扩散层扩散，迅速提供给电解质膜。例如，即使在供给的液体燃料只提供给所述扩散层的一部分的情况下，由于所述扩散层的亲水性引起的毛细管现象或重力的作用，能够一边使所述液体燃料扩散，一边对所述电解质膜的表面全体进行均匀并且高效的供给。此外，在阴极中，由发电产生的生成物例如水能通过具有疏水性的阴极一侧的扩散层排出。此外，该水的排出因为所述扩散层具有疏水性，所以能高效向所述阴极的外部排出。此外，通过所述扩散层的疏水性和基于空气供给装置的所述阴极内的加压，具有能减少从所述阳极一侧液体燃料浸透所述电解质膜而过来的渗透的效果。

因此，能提供在燃料电池主体中，能进行高效的液体燃料的供给和高效的生成物的排出，能进行高效的发电的燃料电池系统。此外，使这样高效的发电成为可能，不会使燃料电池系统的结构复杂化，能实现燃料电池系统的紧凑化。

本发明的第十形态提供一种燃料电池用填充回收器用再生器，是连接在第三形态的燃料电池用填充回收器上使用的燃料电池用填充回收器用再生器，内部由活塞被划分为存储燃料的填充燃料供给部和排出物收容部，在所述填充燃料供给部上设置能与燃料电池用填充回收器的所述燃料补给连接器连接的燃料填充连接器，在所述排出物收容部中设置能连接在燃料电池用填充回收器的水回收用连接器上的排出物回收连接器；

在通过把所述活塞向所述填充燃料供给部一侧移动，使所述填充燃料供给部的燃料通过所述燃料补给连接器，提供给所述燃料电池用填充回收器的填充用燃料收容空间的同时，通过排出物回收连接器，把所述燃料电池用填充回收器的排出物回收空间内的排出物，回收到所述排出物收容部内。

本发明的第十一形态提供一种燃料电池系统，包括：

---燃料电池主体，该燃料电池主体具有把燃料氧化的阳极、把氧还原的阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜、配置在所述电解质膜的阳极侧表面上的具有亲水性的阳极侧扩散层、配置在所述电解质膜的阴极侧表面上的具有疏水性的阴极侧扩散层；

---燃料电池用充填回收器，该燃料电池用充填回收器具有：

能形成容纳提供给所述阳极一侧的液体燃料原液的填充用燃料收容空间、和容纳在所述阴极生成的排出物的所述排出物回收空间的一个容器；

配置为在所述容器内部沿着轴向能移动、把所述容器内部分割为所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间的隔板；

分别设置在所述容器中，与所述排出物回收空间连通、并用于取入由所述燃料电池主体的所述阴极一侧的含有水和空气的排出物的排出物取入口，以及与所述燃料电池主体的所述填充用燃料收容空间连通、并把储存在内部的所述液体燃料原液提供给所述燃料电池主体的阳极一侧的燃料供给口；

---向所述阴极供给空气的空气供给装置。

附图说明

下面简要说明附图。

根据结合附图和优选实施方式进行的以下说明，本发明的这些和其他目的、特征变得清楚。

图1是作为本发明的各实施方式的燃料电池系统的燃料电池组，作为笔记本电脑用的电池使用时的模式立体图。

图2A是表示在图1所示的燃料电池系统中，燃料电池主体部分和燃料罐的燃料排出口以及排出物供给口的配合方法的一例的立体图。

图2B是表示燃料电池主体部分和燃料罐的燃料排出口以及排出物供给口的配合方法的其他例子的立体图。

图3是表示采用图2A、2B所示的配合方法时的燃料容器构造的剖视图。

图4是说明燃料电池用燃料罐的压力开放阀的配置方向的立体图。

图5A是表示本发明实施方式1的燃料电池系统结构的概略结构图。

图5B是表示图5A所示的燃料电池用填充回收器的变形例的图。

图6是表示图5A所示的燃料电池用填充回收器的其他变形例的图。

图7是表示本发明实施方式2的燃料电池系统的结构的概略结构图。

图8是表示连接图7所示的燃料电池用填充回收器和该燃料电池用填充回收器中使用的燃料电池用填充回收器用再生器的状态的模式图。

图9是用于说明图5A所示的燃料电池用填充回收器中具有的泄漏防止机构的图。

图10A是图7所示的泄漏防止机构的剖视图。

图10B是与图10A所示的插座部配合的插头部的剖视图。

图11是表示图10A所示的插座部、图10B所示的插头部配合的状态的图。

图12是表示图7所示的燃料电池用填充回收器的其他变形例的图。

图13是表示图12所示的燃料电池用填充回收器中使用的燃料电池系统变形例的图。

图14是表示本发明实施方式3的燃料电池系统的结构的概略结构图。

图15是表示图14的燃料电池系统中使用的气液分离器的构造的模式图。

图16A是表示图14的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器中具有的隔板的构造的模式图。

图16B是图16A的局部放大图。

图17A是表示图14的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器中具有的隔板构造的模式图。

图17B是图17A的A-A’线剖视图。

图18是表示图14的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器的变形例结构的模式图。

图19是表示图18的燃料电池用填充回收器的外观结构的模式图。

图20是表示图14的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器的其他变形例的结构的模式图。

图21是表示图14的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器的其他变形例的结构的模式图。

图22是表示连接图21所示的燃料电池用填充回收器和该燃料电池用填充回收器中使用的燃料电池用填充回收器用再生器的状态的模式图。

图23A是表示图21所示的燃料电池用填充回收器的隔板的上限位置的模式图。

图23B是表示图21所示的燃料电池用填充回收器的隔板的下限位置的模式图。

图24是表示本发明实施方式4的燃料电池系统的结构的概略结构图。

图25是表示图24的燃料电池系统中使用的燃料电池主体的结构的模式图。

图26A是图25的燃料电池主体的阴极一侧隔膜的主视图。

图26B是图26A的B-B线的剖视图。

图27是表示图25的燃料电池主体的阳极一侧隔膜的结构的模式图。

图28是表示本发明实施方式5的燃料电池系统的结构的概略结构图。

图29是表示图28的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器的结构的模式图。

图30是表示图29的燃料电池用填充回收器的隔板结构的局部放大截面图。

图31是表示图29的燃料电池用填充回收器的隔板的上限位置和下限位置的图。

图32是表示图28的燃料电池系统中使用的控制系统的结构的框图。

图33是表示本发明实施方式6的燃料电池系统的结构的概略结构图。

图34是表示图33的燃料电池系统中使用的燃料电池主体的概略结构的图。

图35是表示图33的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器的结构的模式图。

图36A是表示图35的燃料电池用填充回收器的结构的模式图。

图36B是图36A的B-B’线的剖视图。

图37是连接图35的燃料电池用填充回收器和该燃料电池用填充回收器中使用的燃料电池用填充回收器用再生器的状态的模式图。

图38是表示图33的燃料电池系统的物料平衡的具体例示的说明图。

图39是表示图33的燃料电池系统的燃料电池的液体燃料原液量和存储在燃料罐中的水和存储在罐中的水以及燃料的合计体积的关系的曲线图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明实施方式的燃料电池用填充回收器、能连接该燃料电池用填充回收器的燃料电池系统、进行所述燃料电池用填充回收器的再生的燃料电池用填充回收器用再生器。须指出的是，在各图中，关于相同的构成部分，付与相同的符号。

各实施方式的燃料电池系统能使结构小型化，所以适合于安装在移动电话等移动仪器、图1所示的个人电脑等小型便携式仪器上。须指出的是，在图1中，符号10表示所述燃料电池系统。

此外，如后所述，所述各实施方式的燃料电池系统具有用于对燃料电池主体供给燃料的燃料电池罐20。在所述各实施方式的燃料电池系统中，为了使燃料电池用燃料罐20的装卸容易，如图2A和图2B所示，优选在燃料电池用燃料罐20的一个侧面配置分别与燃料罐20连接的燃料排出口21以及排出物回收口22。即燃料排出口21以及排出物回收口22位于一个侧面，只把燃料电池用燃料罐20插入燃料电池主体10部分，就能完成连接。

这时，如后所述，设置在燃料罐上的压力开放阀23除了平行于与重力方向正交的方向的下侧面，优选配置在与燃料排出口21以及排出物回收口22的设置侧面不同的侧面上。

须指出的是，如上所述，在把燃料排出口21以及排出物回收口22配置在同一侧面中的图2A、2B所示的燃料电池用燃料罐20中，设置到达从排出物回收口22回收排出物的空间即排出物回收空间的排出物路径22a。该排出物路径22a如图3所示，用隔板划分燃料电池用燃料罐20内而形成，或者设置管道，或者通过内部为中空的导杆等形成，能采用本领域技术人员容易想到的结构。

此外，当把燃料电池系统10作为仪器的电源使用时，燃料罐的压力开放阀23优选配置在仪器一侧和人体一侧以外的方向。这是因为燃料电池系统的燃料电池主体在发电中约变为60℃的温度，所以从阴极排出的气体也约为60℃，虽然从压力开放阀23排出的气体稍微被冷却，但是有数十℃。此外，在排出的气体中也包含水蒸气。因此，如果压力开放阀23位于仪器一侧和人体一侧，则由于热和水分等的影响，对仪器和人体造成不良影响。例如，如图4所示，燃料电池系统10安装到笔记本电脑上时，有时使用者把该计算机放到膝盖上操作，所以无法采用把上述压力开放阀23配置在重力方向310d上的结构。此外，由于上述理由，也必须避免定向到所述计算机一侧。因此，这时，优选把压力开放阀23定向在向上310a、侧面方向310b、背面方向310c。

下面说明本发明的燃料电池系统的各实施方式。

首先，就本发明实施方式1加以说明。实施方式1的燃料电池系统1010是图5A所示的结构，具有所述燃料电池用填充回收器1020、能连接该燃料电池用填充回收器1020的燃料电池系统主体1001。

燃料电池用填充回收器1020具有：向燃料电池系统主体1001供给填充用燃料100的燃料填充机构1060、从燃料电池系统1010回收由燃料电池系统1010生成的排出物的排出物回收机构1000。

所述燃料填充机构1060具有：收容填充用燃料100，并且通过管道1015连接在燃料电池系统1010具有的燃料缓冲罐1030上的填充用燃料收容容器1040；设置在该填充用燃料收容容器1040的出口附近的泄漏防止机构1025；用于从填充用燃料收容容器1040向燃料缓冲罐1030供给填充用燃料100的如电磁式填充用燃料供给泵1014。须指出的是，通过设置泄漏防止机构1025，填充用燃料收容容器1040能对连接在燃料电池系统1010或填充用燃料供给泵1014上的所述管道1015进行装卸。

在填充用燃料收容容器1040中充满填充用燃料原液100，作为填充用燃料原液100，甲醇、二甲醚等有机溶液是合适的一例，特别优选是甲醇。填充用燃料收容容器1040的构成材料因为需要能使燃料原封不动地流通，所以需要一定以上的强度，例如能使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等高分子树脂、玻璃或铝、不锈钢等金属。填充用燃料收容容器1040的容量从减少燃料电池用填充回收器1020的填充用燃料收容容器1040更换频率的观点出发，优选比燃料电池系统1010具有的燃料缓冲罐1030的容量大很多，例如具有数倍到数十倍的容量。作为一例，当燃料缓冲罐1030的容量为50毫升时，填充用燃料收容容器1040的容量为500毫升左右。

泄漏防止机构1025是当填充用燃料收容容器1040没有连接在燃料电池系统主体1001上时，防止填充用燃料100从填充用燃料收容容器1040泄漏的机构，例如以图9所示的结构为例。图9所示的泄漏防止机构1025具有设置在填充用燃料收容容器1040上的泄漏防止阀1026和弹簧1027。而与该泄漏防止机构1025相对，在填充用燃料供给泵1014一侧的管道1015上设置推出销1029。对泄漏防止阀1026和推出销1029能使用聚乙烯、聚丙烯等高分子树脂类、铝、不锈钢等金属。

在这样构成的泄漏防止机构1025中，当从管道1015取下填充用燃料收容容器1040时，由于弹簧1027的收缩力，泄漏防止阀1026紧贴在连接口1028上。据此，防止填充用燃料100的泄漏。而当填充用燃料收容容器1040连接在管道1015上时，推出销1029接触泄漏防止阀1026，抵抗弹簧1027的收缩力，按压泄漏防止阀1026。因此，泄漏防止阀1026从连接口1028分离，填充用燃料收容容器1040内的填充用燃料100能提供给所述管道1015。

须指出的是，所述泄漏防止机构1025的结构并不局限于图9所示的结构，能采用公开的构造或本领域技术人员能想到的构造。

排出物回收机构1070具有：通过管道1017连接在燃料电池系统1010具有的排出物缓冲罐1031上的排出物回收容器1050；设置在该排出物回收容器1050的出口附近的泄漏防止机构1025；用于从排出物缓冲罐1031向排出物回收容器1050供给排出物110的例如电磁式的排出物回收用泵1016。须指出的是，通过设置泄漏防止机构1025，排出物回收容器1050对连接在燃料电池系统主体1001或排出物回收用泵1016上的所述管道1017是可装卸的。

排出物回收容器1050是用于回收所述排出物的容器，能用与上述的燃料填充机构1060的填充用燃料收容容器1040相同的材料制作。此外，排出物回收容器1050的容量从使燃料电池用填充回收器1020的填充用燃料收容容器1040的更换频度和排出物回收容器1050的更换频度为相同程度的观点出发，优选为与填充用燃料收容容器1040相同的容量。此外，泄漏防止机构1025与上述的燃料填充机构1060的相同。

此外，填充用燃料供给泵1014和排出物回收用泵1016由该燃料电池用填充回收1020内、燃料电池系统1001内或在它们之外另外设置的控制装置400控制动作。

下面说明燃料电池系统主体1001。

如图5A所示，燃料电池系统主体1001具有燃料电池主体1000，并且在本实施方式中，还具有：燃料缓冲罐1030、排出物缓冲罐1031、燃料混合罐1032、气液分离装置1033、设置在燃料缓冲罐1030的供给口1030a部分的燃料用连接部1034、设置在排出物缓冲罐1031的回收口1031a部分的排出物用连接部1035。须指出的是，在燃料电池系统主体1001内，在燃料电池主体1000的燃料供给系统路径、以及从燃料电池主体1000的排出物排出系统路径中分别具有泵，但是关于这些泵，省略图示，并且省略其动作说明。此外，燃料缓冲罐1030、排出物缓冲罐1031可以采用能分别或一起从燃料电池系统主体1001取下的结构。

燃料电池主体1000具有膜电极组合体1002、阳极1004、阴极1006。在阳极1004上连接有燃料循环路径1036，在阴极1006上连接有空气供给路径1037、排出物排出路径1038。

膜电极组合体1002具有固体高分子电解质膜，由阳极1004、阴极1006夹着。阳极1004是层叠了分解燃料并且抽出电子的催化剂、燃料的扩散层、作为集电体的隔膜的构造，阴极1006是层叠了质子与氧的反应催化剂、空气的扩散层、作为集电体的隔膜的构造。作为阳极1004和阴极1006的所述催化剂，使用白金、钌。

在阴极1006上连接例如电机式的空气供给泵1039，例如以每分钟1升的量，通过空气供给路经1037向阴极1006供给作为气体氧化剂的空气或氧。此外，所述空气供给泵1039也由所述控制装置400控制动作。

燃料缓冲容器1030容纳由与上述的填充用燃料100相同的液体构成的燃料101即甲醇、二甲醚等有机溶液，特别是甲醇，排出口1030c连接在燃料混合罐1032上。此外，如上所述，在燃料缓冲罐1030的供给口1030a部分设置燃料用连接部1034，在该燃料用连接部1034上可装卸地连接与燃料电池用填充回收器1020的填充用燃料收容容器1040连接的管道1015。此外，燃料用连接部1034具有与参照图9说明的泄漏防止机构1025同样的构造，在不连接管道1015的状态下，燃料缓冲罐1030的供给口1030a关闭。

在排出物缓冲罐1031的供给口1031b上连接与阴极1006连接并且在途中具有气液分离装置1033的所述排出物排出路经1038。在燃料电池主体1000的发电动作的同时，从阴极1006排出空气和水，但是由气液分离装置1033把空气分离，向外部排出，所以对排出物缓冲罐1031供给水等的排出物110，存储这些排出物110。此外，排出物缓冲罐1031的排出口1031c连接在所述燃料混合罐1032上。此外，如上所述，在排出物缓冲罐1031的回收口1031a部分设置排出物用连接部1035，在该排出物用连接部1035上可装卸地连接燃料电池用填充回收器1020的排出物回收容器1050上连接的管道1017。此外，排出物用连接部1035具有与参照图9说明的泄漏防止机构1025同样的构造，在不连接管道1017的状态下，排出物缓冲罐1031的所述回收口1031a关闭。

如上所述，对燃料混合容器1032，从燃料缓冲罐1030供给燃料101，从排出物缓冲罐1031供给排出物110的水等，所以在燃料混合罐1032中容纳把燃料101稀释的稀释燃料120。此外，燃料混合罐1032通过燃料循环路经1036与阳极1004连接，在从阳极1004到燃料混合罐1032的回收路经的途中设置气液分离装置1033。在燃料电池主体1000的发电动作的同时，从阳极1004排出未反应的稀释燃料120和碳酸气体，但是由气液分离装置1033分离碳酸气体，向外部排出，所以对燃料混合罐1031供给稀释燃料120。

下面说明在具有上述结构的燃料电池用填充回收器1020中，与燃料电池系统主体1001连接时的燃料电池用填充回收器1020的填充回收动作。须指出的是，在说明所述填充回收动作前，首先说明具有上述结构的燃料电池系统1010的动作。

从燃料缓冲罐1030对燃料混合罐1032供给燃料101，从排出物缓冲罐1031对燃料混合容器1032供给排出物110的水等，燃料101被稀释为给定浓度例如2mol的稀释燃料120。稀释燃料120提供给阳极1004。而对阴极1006，利用空气供给泵1039，经过空气供给路经1037供给作为氧化剂的空气或氧。因此，燃料电池主体1000通过阳极1004和阴极1006内的Pt或Pt-Cu等碳载贵重金属催化剂，在阳极1004和阴极1006发生上述的反应，进行发电。

经过阳极1004的稀释燃料120和在阳极1004产生的碳酸气体由燃料循环路经1036的气液分离装置1033分离碳酸气体，向外部放出，剩下的稀释燃料120循环回到燃料混合罐1032中。

此外，经过阴极1006的气体和在阴极1006产生的水等排出物110由排出物排出路经的气液分离装置1033分离气体，向外部排出，剩下的水等排出物110提供给排出物缓冲罐1031。

伴随着发电的进行，消耗燃料缓冲罐1030内的燃料101，在排出物缓冲罐1031中水等排出物110增加。然后，当燃料缓冲罐1030内的燃料101达到规定量时，例如几乎没有残余量时，执行基于燃料电池用填充回收器1020的所述填充回收动作。须指出的是，在理论上如上所述，在阴极1006生成于阳极1004消耗的水量的3倍的水，但是通过适当设定提供给阳极1004的稀释燃料120的浓度，例如通过设定为6.5重量％，能使消耗的燃料以及水量的和与生成的水量几乎相同。

下面说明所述填充回收动作。

把连接在燃料电池用填充回收器1020的填充用燃料收容容器1040上的管道1015和连接在排出物回收容器1050上的管道1017，分别与燃料电池系统主体1001的燃料缓冲罐1030的燃料用连接部1034、排出物缓冲罐1031的排出物用连接部1035连接。

须指出的是，所述管道1015以及管道1017如本实施方式那样，可以与泵1014、1016一起设置在燃料电池用填充回收器1020中，也可以设置为另外的独立构件，此外，可以设置在燃料电池系统主体1001中。

此外，所述管道1015和管道1017可以分别进行连接，但是从方便性和操作性的观点出发，优选其结构为设置在燃料电池用填充回收器1020上，在把燃料电池用填充回收器1020连接到燃料电池系统主体1001上时，把两者同时连接到燃料用连接部1034和排出物用连接部1035上。具体而言，如上述的图3所示，优选在同一侧面配置与燃料排出口21连通的管道1015和与排出物供给口22连通的管道1017。

连接后，使填充用燃料供给泵1014工作，通过管道1015和燃料用连接部1034向燃料缓冲罐1030内供给填充用燃料收容容器1040中容纳的填充用燃料100。此外，为了缩短作业时间，优选与填充用燃料100的供给动作并行，使排出物回收用泵1016工作，把收容在排出物缓冲罐1031中的水等排出物110通过排出物用连接部1035和管道1017回到排出物回收容器1050中。这时，在排出物缓冲罐1031内，为了把燃料稀释，优选残留如少量水等排出物110。

在填充用燃料100的供给和排出物110的回收结束的时刻，停止填充用燃料供给泵1014和排出物回收用泵1016，然后分别从燃料用连接部1034和排出物用连接部1035上取下管道1015和管道1017，结束该填充回收动作。

如上所述，通过具有能对燃料电池系统主体1001自由装卸的燃料电池用填充回收器1020，燃料从填充用燃料收容容器1040通过管道1015自动提供给燃料缓冲罐1030内，所以燃料不会撒到外部，并且能完全地进行燃料供给，从排出物缓冲罐1031向排出物回收容器1050内能通过管道1017自动回收排出物缓冲罐1031内储存的排出物110。据此，能防止从燃料电池系统1010向外部排出水蒸气等。

此外，在燃料电池用填充回收器1020中设置泄漏防止机构1025，通过使它比燃料缓冲罐1030具有更大容量，能防止对燃料缓冲罐1030的连接时的燃料泄漏，能减少填充用燃料收容容器1040的更换频度。

须指出的是，在上述的实施方式1中，燃料电池用填充回收器1020具有填充用燃料收容容器1040和排出物回收容器1050等两个独立容器，但是，如图5B所示，也可以用一个容器具有填充用燃料收容容器1040和排出物回收容器1050的功能。即如上所述，通过向燃料缓冲罐1030供给填充用燃料100，容纳填充用燃料100的容器1051变空，所以在供给燃料后，能把该容器1051用于排出物110的回收。须指出的是，当这样使用一个容器时，如图5B所示，优选设置用于判断该容器1051内的收容物的判别工具1052。例如在来自阴极1006的排出物110中，作为副生成物，包含甲酸，所以判别工具1052能使用根据内容物的液体性质，颜色变化的试验工具，作为试验工具，例如能使用测定液体的酸碱度的pH试纸。

此外，作为变形例，能使用形成填充用燃料收容空间和排出物回收空间的外观上的一个容器。

通过这样用同一个容器1241作为填充用燃料收容容器和排出物回收容器，能提高填充用燃料收容容器的循环性，从而能降低成本。

在上述的图5B的变形例中，设置了填充用燃料供给泵1114和排出物回收用泵1116等两个，但是如图6所示的其他变形例的燃料电池用填充回收器1220那样，通过在管道1215或管道1217中设置切换流道的切换阀1209，能成一台泵1213，此外，能使用一个容器1241。须指出的是，在图6中，控制装置402与上述的控制装置401对应，控制泵1213、切换阀1209以及空气供给泵1239的动作。

此外，在图6中，与图5A时同样，以燃料电池用填充回收器1220具有管道1215或管道1217的结构为例，但是可以采用在燃料电池系统主体1201上设置泵1213和切换阀1209、或切换阀1209的结构。根据该结构，能使燃料电池用填充回收器1220和燃料电池系统主体1201的连接部可以为一处。

下面，说明本发明实施方式2。

图7表示实施方式2的燃料电池用填充回收器1320。燃料电池用填充回收器1320具有中空的一个填充回收容器1340；设置在该填充回收容器1340内，能沿着该填充回收容器1340的轴向1340a移动，并且把该填充回收容器1340内划分为排出物回收空间1341和填充用燃料收容空间1342的隔板1350；作为对上述的管道1315、1517可装卸的连接部分的所述泄漏防止机构1325。

所述隔板1350例如能使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯，特氟隆(商标名称)等高分子树脂、或玻璃、或铝、不锈钢等金属。隔板1350的板厚薄时，在填充回收器1340内，初始的填充用燃料占有率提高，所以好，但是如果过薄，则加压时的强度不足。因此，根据隔板1350的使用材料和尺寸，所需的板厚变化。

此外，在隔板1350的与填充回收容器1340的内面1340b的接触部分1350a设置例如由弹性材料构成的O环等或图7所示的形状的密封构件1351，从而使收容在排出物回收空间1341中的排出物与收容在填充用燃料收容空间1342中的填充用燃料不混合存在。

此外，在填充回收容器1340内也能设置用于沿着轴向1340a引导隔板1350的移动的引导构件。作为所述引导构件，考虑到沿着轴向1340a，贯穿隔板1350而设置的棒材1343，以及在填充回收容器1340的内表面1340b沿着轴向1340a形成并且与隔板1350配合的凹部或凸部等。须指出的是，当使用所述棒材1343时，在隔板1350的贯通部分，为了防止在该贯通部分的排出物和填充用燃料的泄漏，例如设置O环等密封构件。

作为一个例子，所述泄漏防止机构1325能使用图10A所示的市场上出售的插座(socket)部。该插座部1325具有：插头(plug)插入用凹部1326、阀部1327、把阀部1327按压在阀座部1328上的弹簧1329。此外，在阀部1327中，在与阀座部1328的接触部分设置密封垫等密封构件，通常阀部1327由弹簧1329按压在阀座部1328上，防止所述填充用燃料和排出物从填充回收容器1340内泄漏到外部。

而与插座部1325相对，在所述管道1315和管道1317上设置市场上出售的插头部1335。插头部1335例如如图10B所示，能与插座部1325连接，具有与插座部1325的插头插入用凹部1326配合的凸部1336、阀部1337、把阀部1337按压在阀座部1338上的弹簧1339。通过把这样的插头部1335与插座部1325的插头插入用凹部1326配合，如图11所示，彼此的阀部1327以及阀部1337接触，分别解除阀部1327、1337与阀座部1328、1338的接触，分别把排出物回收空间1341和管道1317开通，把填充用燃料收容空间1342和管道1315开通。此外，在插头插入用凹部1326中设置用于防止泄漏的O环1332，在插座部1325和插头部1335的连接时，防止液体从该连接部分泄漏。

下面，说明在采用上述的结构的实施方式2的燃料电池用填充回收器1320中，与燃料电池系统主体1301连接时的燃料电池用填充回收器1320的填充回收动作。须指出的是，在初始状态下，是在燃料电池用填充回收器1320中充满填充用燃料100的状态，据此，隔板1350在填充回收容器1340内位于管道1317一侧即图的右侧。

如上所述，燃料电池用填充回收器1320通过把管道1315和管道1317连接在燃料电池系统主体1301的所述燃料缓冲罐1330以及所述排出物缓冲罐1331上，与燃料电池系统主体1301连接。而且，如实施方式1中所述，通过发电动作，在排出物缓冲罐1331内储存水等排出物110，并且从燃料缓冲罐1330内消耗燃料101。据此，使排出物回收用泵1314适当工作，把排出物缓冲罐1331内的排出物110通过管道1317提供给燃料电池用填充回收器1320的排出物回收空间1341。通过该供给动作，排出物回收空间1341的压力上升，按压隔板1350，隔板1350沿着轴向1340a即图中向左，向填充用燃料收容空间1342一侧移动。通过该隔板1350的移动，收容在填充用燃料收容空间1342中的填充用燃料100被加压，通过管道1315提供给燃料电池系统主体1301的燃料缓冲罐1330内。即排出物回收用泵1314作为压力差发生机构起作用。

重复上述的动作，执行填充回收动作，直到收容在填充用燃料收容空间1342中的填充用燃料100几乎或完全没有。须指出的是，在填充用燃料100完全没有的状态下，燃料电池用填充回收器1320内由排出物100充满。

如上所述，根据燃料电池用填充回收器1320，能产生上述的实施方式1的燃料电池用填充回收器1020产生的效果即不把燃料撒到外部、并且安全地进行燃料供给，能自动回收排出物231的效果，此外，在作为一个容器的填充回收容器1340中，能同时进行来自燃料电池系统主体1301的排出物缓冲罐1331的排出物110的回收动作和对燃料缓冲罐1330供给填充用燃料100的动作。

此外，因为由一个容器的填充回收容器1340构成，所以通过把燃料电池用填充回收器1320连接在燃料电池系统主体1301上，一次就能进行对燃料缓冲罐1330和对排出物缓冲罐1331的连接，装卸时的处理变得非常容易。

须指出的是，通过向燃料电池用填充回收器1320内回收排出物110的动作，按压隔板1350，对燃料电池用填充回收器1320内的填充用燃料100加压，所以可以不设置填充用燃料供给泵1314。据此，如上所述，与容器的单一化配合，能简化装置结构。

此外，在上述的说明中，首先使排出物回收用泵1316工作，但是可以首先使填充用燃料供给泵1314工作。通过填充用燃料供给泵1314的动作，填充用燃料收容空间1342内的填充用燃料100减少，据此，隔板1350沿着轴向1340a向图的左方移动。据此，排出物回收空间1341变为负压，从排出物缓冲罐1331把排出物110吸引到排出物回收空间1341内。这时，可以不设置排出物回收用泵1316。即这时，填充用燃料供给泵1314成为压力差发生机构。

此外，在上述的实施方式1和实施方式2中，填充用燃料供给泵1314和排出物回收用泵1316设置在燃料电池用填充回收器1020～1320上，但是并不局限于该结构，可以设置在燃料电池系统主体1001～1301上。

此外，作为上述的实施方式2的燃料电池用填充回收器1320的变形例，能构成图12所示的燃料电池用填充回收器1420。在上述的实施方式2中，隔板1350通过填充用燃料供给泵1314或排出物回收用泵1316的工作而移动，但是在变形例的燃料电池用填充回收器1420中，采用由活塞1455使其移动，消除了填充用燃料供给泵和排出物回收用泵的结构。其他结构与燃料电池用填充回收器1320的结构相同，所以这里省略说明。

所述活塞1455具有：隔板1456；突出设置在该隔板1456上，沿着轴向1440a延伸，贯通填充回收容器1420到达外部的杆1457。此外，在隔板1456的与填充回收容器1420的内表面1440b的接触部分设置所述密封构件1451，此外，在填充回收器1420的杆1457的贯通部分也设置未图示的用于防止泄漏的密封构件。

在所燃料电池用填充回收器1420中，在初始状态下，在填充用燃料收容空间1442中充满填充用燃料100，活塞1445位于管道1417一侧即图的右侧。在燃料的填充时，通过在燃料电池系统主体1401的燃料缓冲罐1430和排出物缓冲罐1431上连接管道1415和管道1417，燃料电池用填充回收器1420与燃料电池系统主体1401连接。连接后，沿着轴向1440a向管道1415一侧按压活塞1455。通过按压活塞1455，对收容在填充用燃料收容空间1442中的填充用燃料100加压，通过管道1415把填充用燃料100提供给燃料缓冲罐1430内。而排出物回收空间1441由于活塞1455的移动，产生负压。由于在排出物回收空间1441中产生负压，排出物回收容器1431内的排出物110通过管道1417被吸入排出物回收空间1441中。即在所述实施方式中，活塞1455作为压力差产生机构起作用。

如上所述，根据所述燃料电池用填充回收器1420，通过上述的活塞1455的一个动作，能产生与实施方式2的燃料电池用填充回收器1320产生的上述效果同样的效果。根据燃料电池用填充回收器1420，通过使用活塞1455，不需要填充用燃料供给泵和排出物回收用泵。据此，燃料电池用填充回收器1420与燃料电池用填充回收器1320相比，能进一步简化装置结构。

须指出的是，活塞1455的动作可以使用电机等驱动源，以机械方式进行，也可以用手动进行。特别是通过用手动进行活塞1455的动作，能取得简单的装置结构。

此外，当使用所述燃料电池用填充回收器1420时，能连接在图13所示的燃料电池系统1403上。在图12的燃料电池系统1401中，采用分别单独设置燃料缓冲罐1330和排出物缓冲罐1431的结构，但是在图13的燃料电池系统1403中，如图所示，具有一体构成的燃料排出物罐1480。须指出的是，燃料电池系统1403的其他结构与燃料电池系统1401的结构相同，省略这里的说明。此外，燃料排出物罐1480可以采用能从燃料电池系统1403取下的结构。

所述燃料排出物罐1480在其内部具有能沿着该燃料排出物罐1480的轴向1480a移动的隔板1483，用该隔板1483把该燃料排出物罐1480内分割为燃料部1481和排出物部1482。须指出的是，在隔板1483的与燃料排出物容器1480内表面的接触部分设置所述燃料电池用填充回收器1420的隔板14510上设置的密封构件。燃料部1481是容纳燃料101的部分，连接在该燃料电池系统主体1403的燃料混合罐1432上，并且通过管道1415可装卸地与所述燃料电池用填充回收器1420的填充用燃料收容空间1442连接。排出物部1482是容纳排出物110的部分，连接在该燃料电池系统主体1403的燃料混合罐1432上，并且通过管道1417可装卸地与所述燃料电池用填充回收器1420的排出物回收空间1441连接。

在这样构成的燃料电池系统1403中，通过燃料电池主体1400的发电，燃料部1481内的燃料101提供给阳极1404，排出物110从阴极1406回收到排出部1482中。通过燃料101的消耗和排出物110的回收，隔板1483沿着轴向1480a向燃料部1481一侧移动。

当进行燃料100的填充和排出物110的回收时，在燃料电池系统主体1403的燃料排出物罐1480上连接燃料电池用填充回收器1420，如上所述，通过把燃料电池用填充回收器1420的活塞1455向图的左侧即管道1415一侧按压，对收容在填充用燃料收容空间1442中的填充用燃料100加压，通过管道1415提供给燃料排出物罐1480的燃料部1481。通过该燃料的供给动作，燃料部1481内的燃料101把燃料排出物罐1480的隔板1483沿着轴向1480b按压。据此，隔板1483对燃料排出物罐1480的排出部1482内的排出物110加压，通过管道1417输送给燃料电池用填充回收器1420的排出物回收空间1441。

通过这样组合燃料电池用填充回收器1420和燃料电池系统1403，当进行燃料的填充和排出物的回收动作时，连接燃料排出物罐1480和燃料电池用填充回收器1420，通过按压活塞1455的一个动作，能同时高效进行燃料的填充和排出物的回收动作。此外，不需要燃料的填充和排出物的回收用泵，能简化装置结构。特别是通过使活塞1455的动作为手动，燃料电池用填充回收器1420不需要电力，能进一步简化装置结构。

如上所述，在实施方式2中，对于向燃料电池系统主体1301供给填充用燃料100后的燃料电池用填充回收器1320，进行填充用燃料100的再填充和回收到排出物回收空间1341中的排出物110的回收，所以下面说明连接在燃料电池用填充回收器1320上的再生器。

图8所示的再生器3300具有与上述的燃料电池用填充回收器1320相同尺寸的中空的一个再生器外壳3310；设置在该再生器外壳3310内，能沿着该再生器外壳3310的轴向3310a移动的活塞3320；与燃料电池用填充回收器1320中在两处设置的插座部1325、1325分别配合的上述插头部3336、3335。

所述活塞3320具有：把再生器外壳3310内部划分为排出物收容部3311和填充燃料供给部3312的隔板3321；突出设置在该隔板3321上，沿着轴向3310a延伸，贯通再生器外壳3310，到达外部的杆3322。此外，在隔板3321的与再生器外壳3310内表面3310b的接触部分3321a上设置用于使排出物收容部3311中容纳的排出物110和填充燃料供给部3312中容纳的填充用燃料102不混合存在的上述的O环等密封构件(未图示)。此外，在杆3322贯通再生器外壳3310的部分上也设置用于防止泄漏的密封构件。

作为这样的活塞3320的材料，优选是聚乙烯、聚丙烯、特氟隆(商标名称)等高分子树脂类。

此外，在再生器外壳3310内也能设置用于沿着轴向3310a引导活塞3320的移动的引导构件。作为所述引导构件，考虑到沿着轴向3310a贯通隔板3321而设置的棒材3313；或在再生器外壳3310的内表面3310b上沿着轴向3310a形成，与隔板3321配合的凹部或凸部等。

下面，说明使用以上结构的再生器3300的燃料电池用填充回收器1320的再生动作。须指出的是，再生器3300为用填充用燃料102充满的状态，燃料电池用填充回收器1320为用排出物110在某种程度上或完全充满的状态。

如图8所示，把燃料电池用填充回收器1320的排出物回收空间1341的插座部1325和再生器3300的排出物收容部3311的插头部3336连接，并且把燃料电池用填充回收器1320的填充用燃料收容空间1342的插座部1325和再生器3300的填充燃料供给部3312的插头部3335连接。据此，排出物回收空间1341和排出物收容部3311连通，并且填充用燃料收容空间1342和填充燃料供给部3312连通。须指出的是，图8图示再生作业前。

接着，作业者沿着轴向3310a按压活塞3320的杆3322。通过把活塞3320向填充燃料供给部3312一侧按压，收容在再生器3300的填充燃料供给部3312中的填充用燃料102通过插座部1325和插头部3335提供给燃料电池用填充回收器1320的填充用燃料收容空间1342。通过对该填充用燃料收容空间1342供给填充用燃料102，燃料电池用填充回收器1320的隔板1350按压排出物回收空间1341内的排出物110。据此，排出物110通过插座部1325和插头部3336提供给再生器3300的排出物收容部3311。这样，填充用燃料102充满燃料电池用填充回收器1320，而排出物110充满再生器3300。

须指出的是，即使燃料电池用填充回收器1320的填充用燃料收容空间1342中有残存燃料，也会没问题地进行上述的再生动作，此外，即使收容在再生器3300的填充燃料供给部3312中的填充用燃料102的量比填充用燃料收容空间1342的容量小，也能没问题地进行。后者的时候，燃料电池用填充回收器1320的排出物回收空间1341的排出物110的排出在中途结束，但是对燃料电池系统主体1301的动作不带来障碍。

下面说明本发明实施方式3。

图14是表示本发明实施方式3的燃料电池系统1510的模式结构的模式结构图。

如图14所示，燃料电池系统1510具有：把燃料具有的化学能通过电化学变换为电能，进行发电的发电部即燃料电池主体1500；把该发电所必要的燃料等提供给燃料电池主体1500的辅机系统。此外，该燃料电池系统1510是把有机类的液体燃料的一例即甲醇水溶液作为燃料，从该甲醇直接取出质子，进行发电的直接型甲醇燃料电池(DMFC)。

如图14所示，燃料电池主体1500具有：阳极(燃料极)1504、阴极(空气极)1506、配置在阳极1504和阴极1506之间的膜电极组合体1502、作为分别配置在膜电极组合体1502的电解质膜的表面的扩散层即阳极一侧扩散层1507、阴极一侧扩散层1508。阳极1504具有对供给的甲醇进行氧化反应，进行取出质子和电子的反应(阳极反应)的功能。该电子通过电连接阳极1504和阴极1506的未图示的外部电路(发电电路)向阴极1506移动，该质子通过膜电极组合体1502向阴极1506移动。此外，阴极1506具有使用从外部供给的氧、由阳极1504通过膜电极组合体1502移动而来的质子、通过所述外部电路流过来的电子，进行还原反应，进行生成水的反应(阴极反应)的功能。这样在阳极1504进行氧化反应，在阴极1506进行还原反应，使电子流向所述外部电路，产生电流，能进行发电。

具体而言，作为膜电极组合体1502，例如使用液体燃料的渗透为以往的1/10的膜电极组合体。膜电极组合体1502在一方的表面上，作为阳极1504的阳极催化剂，形成在碳类粉末载体上分散载持白金和钌、或白金和钌的合金的材料，在另一方表面上，作为阴极1506的阴极催化剂，形成在碳类载体上分散载持白金微粒的材料。把在膜电极组合体1502形成催化剂的整体称作膜电极组合体。阳极一侧扩散层1507例如是对碳纸进行亲水处理而形成的，阴极一侧的扩散层1508例如是对碳纸进行疏水处理而形成的。须指出的是，这样的亲水性的处理通过用水蒸汽对碳纸进行活化处理，能提高亲水性。此外，疏水性的处理是，通过对碳纸含浸聚四氟乙烯等氟类树脂的分散体，付与疏水性。通过使各扩散层1507和1508紧贴在所述膜电极组合体的电解质膜的表面上后，夹隔着隔膜固定在壳体上，形成燃料电池主体1500。此外，各扩散层1507和1508也能作为电极使用。

须指出的是，对于扩散层1507和1508，代替使用所述碳纸的情形，也可以使用碳布。作为膜电极组合体1502，例如通过重叠使用三张杜邦公司的ナフイオン(商品名称)，能减少渗透。此外，作为膜电极组合体1502，例如可以使用在具有亚微米级的细孔的多孔质膜中填充了电解质聚合物的细孔填充电解质膜或在陶瓷多孔体中填充了电解质聚合物的材料。

此外，如图14所示，阳极1504具有为了能实施所述阳极反应而向其内部供给甲醇水溶液的燃料供给口1509，在该燃料供给口1509上设置用于排出由该阳极反应生成的二氧化碳的排气阀1511。

此外，阴极1506具有：为了供给所述阳极反应的实施中使用的氧，例如使用空气对其内部供给该空气的空气供给口1512；用于从所述内部排出该阴极反应中生成的水(包含液态或气态的任意状态或各状态混合存在的状态)的排出口1513。

须指出的是，该排出物包含水作为主成分，但是除了它，有时也包含甲酸、甲酸甲酯、甲醇(由后面描述的渗透)。

下面，说明燃料电池系统1510的所述辅机系统的结构。作为所述辅机系统的结构，具有：用于向燃料电池主体1500的阳极1504供给甲醇水溶液的辅机结构、用于向阴极1506供给空气的辅机结构、用于回收由阴极1506生成的排出物即水的辅机结构。

首先，如图14所示，作为用于所述燃料供给的辅机结构，具有：收容并且能把甲醇水溶液作为液体燃料提供给阳极1504的燃料电池用填充回收器1520；连接燃料电池用填充回收器1520和阳极1504的燃料供给口1509的燃料供给管路1536。

燃料电池用填充回收器1520具有：在其内侧空间收容液体燃料原液的填充用燃料收容空间1542；作为由阴极1506生成的排出物，主要回收水的排出物回收空间1541。此外，在燃料电池用填充回收器1520中，具有能沿着其内壁自由移动，把所述内侧的空间划分为填充用燃料收容空间1542和排出物回收空间1541的隔板1550。即在燃料电池用填充回收器1520中隔板1550移动，通过所述划分的位置移动，能使填充用燃料收容空间1542的容积和排出物回收空间1541的容积变化。须指出的是，填充用燃料收容空间1542的容积和排出物回收空间1541的容积的合计变为燃料电池用填充回收器1520的容积，所以当填充用燃料收容空间1542和排出物回收空间1541中的一方容积增加时，按增加的容积部分，另一方的容积减少。

此外，燃料供给管路1536的一端连接在填充用燃料收容空间1542上，收容在填充用燃料收容空间1542中的液体燃料原液能通过燃料供给管路1536，从燃料供给口1509提供给阳极1504。此外，在燃料供给管路1536的途中设置能调整通过燃料供给管路1536供给的液体燃料原液的供给量(流量)的调整阀1560。须指出的是，调整阀1560通过使其开度关闭，能关闭与填充用燃料收容空间1542连通的燃料供给管路1536。此外，在燃料电池用填充回收器1520的填充用燃料收容空间1542中，例如在初始状态下，把重量百分率63.8wt％的浓度的甲醇水溶液作为液体燃料原液收容。

作为用于供给所述空气的辅机结构，具有：在阴极1506的空气供给口1512上连接其一端的空气供给管路1537；配置在空气供给管路1537的途中，通过空气供给管路1537向阴极1506内供给空气的空气供给泵1539。作为该空气供给泵1539，优选使用小型并且耗电小的，例如使用电机式泵(带止回阀、喷出量：0～2L/分钟、喷出压力：30kPa)，使用时，例如，以1L/分钟供给空气。此外，当用燃料电池主体1500进行发电时，驱动空气供给泵1539，向阴极1506内供给必要的空气(或氧)，当停止该发电时，停止空气供给泵1539的驱动。

此外，作为用于回收所述水的辅机结构，具有：连通阴极1506的排出口1513、和燃料电池用填充回收器1520的排出物回收空间1541，把由阴极1506生成的水提供给排出物回收空间1541的水回收管路1538。

在阴极1506，通过发电生成以水为主成分的排出物，但是向阴极1506内部，利用空气供给泵1539供给空气。因此，该排出物和空气的混合物(例如气液混合物)从阴极1506通过排出口1513输送到水回收管路1538。此外，在该混合物中常常以水蒸气的形式包含生成的水。因此，把这样的气体和液体混合的状态的混合物分离为气体和液体，把该液体输送给水回收管路1538的气液分离器1533设置在水回收管路1538的途中。此外，在气液分离器1533和燃料电池用填充回收器1520之间的水回收管路1538中设置有用于关闭向排出物回收空间1541的水回收管路1538的阀1561。

这里，图15表示该气液分离器1533的模式构造的模式图。如图15所示，气液分离器1533具有：在把从阴极排出的排出物的水110分离到下方，把所述气体112分离到上方的状态下，收容的气液分离室1533a；是来自阴极1506的水回收管路1538的端部，配置在该气液分离室1533a内的空间的下方的导入管1521；与气液分离室1533a的上方空间连通，排出收容在该空间内的多余气体，把该空间内调整为给定压力的压力调整阀1562；配置在气液分离室1533a的底部附近的水排出口1522。

此外，如图15所示，导入管1521配置为浸渍在气液分离室1533a内收容的水中，此外，为了增大该水和导入管1512的外表面的接触面积，例如具有弯曲为螺旋状的形状。导入管1521通过具有这样的配置和形状，当通过水回收管路1538送入的水和空气的混合物通过导入管1521时，进行与其周围的水的高效的热交换，凝结，以液化的状态导入气液分离室1533a中。此外，残留在所述混合物内的气体向气液分离室1533a的上方移动。而通过在气液分离室1533a的底部附近设置水排出口1522，不使该室内上方的气体112流出，能通过水排出口1522排出该室内下方的水110。须指出的是，通过水排出口1522排出的水通过水回收管路1538收容到燃料电池用填充回收器1520的排出物回收空间1541中。

此外，通过利用空气供给泵1539驱动的阴极1506内的加压，在阴极1506内生成的水和空气的混合物通过排出口1513输送到水回收管路1538内，从而进行通过这样的水回收管路1538的所述混合物和水的流通。

这里，参照图16A、图16B、图17A、图17B所示的模式图，说明燃料电池用填充回收器1520中具有的隔板1550的构造。

隔板1550如上所述，把燃料电池用填充回收器1520划分为容纳液体燃料原液的填充用燃料收容空间1542和容纳水的排出物回收空间1541。此外，在划分的各空间中容纳有彼此不同种类的流体，所以隔板1550有必要采用使两室的液体不混合的结构。因此，如图16A、图16A的局部放大图即图16B所示，在隔板1550的周部安装密封垫1551，以使在隔板1550的周部和燃料电池用填充回收器1520的内壁1540b之间不产生缝隙。此外，为了提高隔板1550的扭转刚性，使隔板1550的形成厚度增厚，例如以5mm左右的厚度形成。

此外，因为能以稳定的状态进行隔板1550的移动，所以例如如图17A和图17A的A-A’线剖视图的图17B所示，在燃料电池用填充回收器1520的内侧能设置引导隔板1520的移动的导轨1543。这样的导轨1543如图17A所示，优选配置在上下方向，进而为了能进行更稳定的移动，优选设置多个导轨1543。须指出的是，在图17A中，表示具有2根导轨1543时的情形。此外，在各导轨1543和隔板1550之间为了不产生间隙，设置未图示的密封垫。

此外，在这样的燃料电池系统1510中，具有一边把与燃料电池系统1510的发电关联的各动作彼此关联，一边进行综合控制的控制装置404。控制装置404能进行基于空气供给泵1539的驱动的向1506的空气供给动作、进行由燃料电池主体1500发电的电能等的控制。此外，使用自动控制阀作为调整阀1560或阀1561，通过控制装置404进行各阀的开关动作。

以下说明在具有这样的功能和结构的燃料电池系统1510中，进行发电时的燃料电池的供给(补给)动作和生成的水的回收动作。须指出的是，一边通过燃料电池系统1510的控制装置404把彼此的动作关联，一边进行综合控制，实施以下的各动作。

首先，在燃料电池用填充回收器1520中，作为液体燃料原液，例如将以重量百分率63.8wt％浓度的甲醇水溶液100ml收容在填充用燃料收容空间1542中，在排出物回收空间1541中收容一些水的状态为初始状态。这时，例如调整阀1560和阀1561处于关闭的状态。

然后，打开调整阀1560和阀1561，并且起动空气供给泵1539，通过空气供给管路1537，向阴极1506内供给空气。通过对阴极1506的空气供给，通过水回收管路1538对排出物回收空间1541内也加压。据此，隔板1550靠向填充用燃料收容空间1542一侧，移动，填充用燃料收容空间1542的容积缩小，收容的液体燃料原液通过燃料供给管路1536提供给阳极1504内。在供给时，当阳极1504内存在气体时，该气体通过排气阀1511向外部排出。

通过对阳极1504供给液体燃料，在阳极1504使用该液体燃料进行阳极反应，而在阴极1506使用供给的空气即氧，进行阴极反应。据此，用未图示的发电电路进行给定电能的发电。这样，通过由燃料电池主体1500进行发电，消耗与由阳极1504发电的电能相应量的液体燃料，并且在阴极1506生成与该电能相应的量的水。

在阴极1506生成的水作为该水和空气的混合物，以基于空气供给泵1539的加压力，从阴极1506内通过排出口1513输送给水回收管路1538。然后，该排出物导入到气液分离器1533中，在该导入时，该混合物中包含的水蒸气等在导入管1521中凝结，在液化的状态下，导入气液分离室1533a中。此外，在气液分离室1533a内，在其上方收容气体112，排出物即水110收容在其下方。据此，在气液分离室1533a内，该混合物分离为气体112和水110。

然后，收容在气液分离室1533a的下方的排出物即水110通过水排出口1522和水回收管路1538输送给排出物回收空间1541，回收。气液分离室1533内通过空气供给泵1539加压，能进行这样的水的输送动作。须指出的是，当气液分离室1533a内的压力为给定压力以上时，通过压力调整阀11562进行气体的排出，保持所述给定压力。例如作为气液分离室1533a内的所述给定压力，为2～10kPa的范围的任意压力，优选为5kPa左右的压力。此外，对排出物回收空间1541，代替这样送入水的情形，也可以送入水和该水中包含的气体(空气等)。

此外，在燃料电池用填充回收器1520中，通过把水回收到排出物回收空间1541中，对排出物回收空间1541进一步加压，隔板1550进一步靠向填充用燃料收容空间1542一侧。而在阳极1504中消耗液体燃料，所以压力下降，该压力的下降通过燃料供给管路1536也使填充用燃料收容空间1542的压力下降。因此，填充用燃料收容空间1542的压力比排出物回收空间1541的压力还低，所以在两室间产生压力差，所述靠近的隔板1550向填充用燃料收容空间1542一侧移动，填充用燃料收容空间1542的容积缩小。据此，收容在填充用燃料收容空间1542中的液体燃料原液的一部分通过燃料供给管路1536提供给阳极1504，进行在阳极1504消耗的液体燃料的补给。

这样提供给阳极1504的液体燃料在发电中使用、消耗，而在阴极1506中，伴随着该发电，生成水。通过重复持续进行这样的动作，同时并且持续进行在阳极1504消耗的液体燃料的补给动作和在阴极1506生成的水的回收动作，由燃料电池主体1500持续进行给定电能的发电。

此外，利用空气供给泵1539向阴极1506内供给空气，对阴极1506内加压，能进行这样的液体燃料的补给动作和水的回收动作。换言之，空气供给泵1539具有通过水回收管路1538对排出物回收空间1541加压，使隔板1550移动，以能通过燃料供给管路1536把收容在填充用燃料收容空间1541中的液体燃料原液补给到阳极1504内的压力，对阴极1506内供给空气的功能(例如具有这样的喷出压力)。

然后，当填充用燃料收容空间1542的液体燃料原液使完时，或停止发电时，在停止空气供给泵1539的驱动的同时，关闭调整阀1560和阀1561。

须指出的是，在这样的燃料电池用填充回收器1520中，在使用由发电生成的水供给与由发电消耗的液体燃料的容积大致相等量的液体燃料的同时，进行该水的回收，所以优选由发电消耗的液体燃料的容积和生成的水的容积大致相同。即能满足这样的条件的浓度的液体燃料例如是60～70wt％左右范围的任意浓度，例如优选使用63.8wt％左右浓度的甲醇水溶液。

所述实施方式3的燃料电池系统能取得以下的各种效果。

从燃料电池用填充回收器1520提供给阳极1504的液体燃料通过具有亲水性的扩散层1507扩散，能立刻提供给形成了催化剂的膜电极组合体1502。特别是，燃料供给管路1536的端部配置在阳极1504的上部，通过该端部供给的液体燃料提供给扩散层1507的上方时，由于扩散层1507的亲水性引起的毛细管现象或重力的作用，能够一边使所述液体燃料扩散，一边对由膜电极组合体1502构成的膜电极组合体的表面全体进行均匀并且高效的供给。

此外，在阴极1506中，通过具有疏水性的扩散层1508把由发电生成的水向隔膜一侧排出。此外，该水的排出因为扩散层1508具有疏水性，所以能高效向阴极1506的外部排出。此外，通过扩散层1508的疏水性和空气供给泵1539的加压，也具有减少液体燃料从阳极1504一侧浸透膜电极组合体1502而过来的渗透的效果。

此外，在燃料电池系统1510中，通过进行发电，在阴极1506生成作为排出物的水，但是这样生成的水能回收到燃料电池用填充回收器1520的排出物回收空间1541中，所以不把该水排出。据此，作为具有无法采用伴随着排水等的燃料电池系统的特征的便携式电子仪器用的燃料电池系统，能应用燃料电池系统1510。

此外，通过伴随着空气供给泵1539对阴极1506供给空气的阴极1506内的加压，生成的水通过水回收管路1538输送到排出物回收空间1541，进行这样的水回收，所以没必要设置用于这样的水的回收的专用动力设备(例如排出物回收用泵)。因此，能简化燃料电池系统1520中的辅机系统的结构。

另外，即使不设置为了这样回收的水而设置的专用的水回收罐等，通过用隔板划分伴随着发电，收容的液体燃料减少的燃料电池用填充回收器1520，能作为该水的回收处使用。因此，能简化辅机系统的结构。

此外，从阴极1504向水回收管路1538内不仅输送水，也混合空气等输送，即输送混合物，但是在水回收管路1538的途中设置有气液分离器1533，所以把该混合物分离为气体和液体，能把液体的水回收到排出物回收空间1541中。因此，使用收容容积有限的燃料电池用填充回收器，能进行高效的水的回收。

此外，在气液分离器1533中，水回收管路1538的端部即导入管1521浸渍在气液分离室1533a内收容的排出物的水中，并且与水的接触面积增大，从而可以使所述混合物中包含的水蒸气凝结，以液化的状态回收。此外，通过这样，能防止在水蒸气的状态下，把水向外部放出，能提供适合于便携式电子仪器的电源的燃料电池系统。

此外，伴随着发电，在阳极1504中，消耗液体燃料，但是通过基于水的回收的排出物回收空间1541的加压，使隔板1550向填充用燃料收容空间1542一侧移动，进行该消耗的液体燃料的补给，所以没必要设置用于该液体燃料的补给的专用燃料供给设备(填充用燃料供给泵)。因此，能进一步简化辅机系统的结构。

通过这样简化辅机系统的结构，能使燃料电池系统小型化，并且能减少由该辅机系统自消耗的电能。因此，能提供小型化、能进行高效的发电的适合于便携式电子仪器用的电源的燃料电池系统。

须指出的是，在实施方式3中，燃料电池用填充回收器1520并不局限于所述实施方式，能以其他各种形态实施。图18表示本发明实施方式3的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器的变形例的模式结构。须指出的是，燃料电池系统全体的结构与所述实施方式3的燃料电池系统1510为大致相同的结构，所以省略其说明。

如图18所示，燃料电池用填充回收器1620具有：收容液体燃料原液100的由隔板1650划分的室即填充用燃料收容空间1642；能回收、收容从水回收管路1638送来的水(或水和气体的混合物)的排出物回收空间1641。可是，在燃料电池用填充回收器1620中设有用于检测液体燃料原液100的收容量(即残余量)的水平传感器1652。

水平传感器1652例如能使用磁传感器。此外，通过在隔板1620的侧面端部(图示的右侧端部)嵌入由磁性材料形成的小的被检测部1653，能用水平传感器1652以非接触检测被检测部1653。因此，能检测隔板1650的移动位置，能检测收容在填充用燃料收容空间1642中的液体燃料的收容量。

须指出的是，这样检测的液体燃料的收容量例如输入到控制装置404中，显示为能从燃料电池系统的外部识别。

图19是表示图18的燃料电池用填充回收器的外观结构的模式图。

如图19所示，燃料电池用填充回收器1620具有：从外部能用视觉识别收容的液体燃料残余量的视觉识别窗的一例即燃料确认窗1654。

如图19所示，用视觉识别性好的颜色例如白色构成燃料电池用填充回收器1620的隔板1650，在燃料电池用填充回收器1620的外壳上设置能目视隔板1650的燃料确认窗1654。此外，通过在燃料确认窗1654的边缘部分设置用于读取燃料收容量的刻度，能判断填充用燃料收容空间1642中有多少液体燃料100，并且剩下的液体是液体燃料100还是排出物的水110。因此，在燃料电池用填充回收器1620中能可靠地确认液体燃料的残余量，并且为了该确认，不自己消耗电力，所以能提供能进行高效发电的燃料电池系统。

须指出的是，在本例子中，以隔板1650的颜色为白色的例子说明隔板1650，但是当然也可以是荧光色或夜光色。

图20是表示本发明实施方式3的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器35的其他变形例的模式结构的模式图。

如图20所示，燃料电池用填充回收器1621具有：由隔板1657划分的室即收容液体燃料100的填充用燃料收容空间1642；能回收、收容通过水回收管路送入的水或水和气体的混合物的排出物回收空间1641。此外，在燃料电池用填充回收器1621中，具有用于检测液体燃料100的收容量的位置传感器1654。

作为位置传感器36，例如能使用磁传感器或静电传感器，优选在隔板1657的移动范围的多个位置设置位置传感器1654。此外，通过在隔板1657的侧面端部嵌入以磁性体形成的小的被检测部1655，能以非接触检测出位于位置传感器1654的设置位置的隔板1567的被检测部1655，能检测可动隔板1657的移动位置。

此外，通过把该位置传感器1654的检测结果输出到控制装置等中，能向把该燃料电池系统作为电源使用的便携式电子仪器等通知燃料的残余量。

图21是表示本发明实施方式3的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器35的另一其他变形例的模式结构的模式图。燃料电池系统全体的结构为与所述实施方式3的燃料电池系统1501相同的结构。

如图21所示，燃料电池用填充回收器1622通过隔板1658被划分为收容液体燃料100的填充用燃料收容空间1643、能回收、收容水或水和气体的混合物的排出物回收空间1641。此外，燃料电池用填充回收器1622具有：对填充用燃料收容空间1642进行液体燃料100的填充的燃料补给连接器1643；进行排出物回收空间1641中收容的水110的回收的水回收用连接器1644。此外，在水回收用连接器1644和燃料补给连接器1643中都具有泄漏防止机构。须指出的是，当在排出物回收空间1641中收容着水和气体时，通过水回收用连接器1644能与水一起回收气体。

图22是表示再生时的燃料电池用填充回收器1622和再生器3600的连接状态的模式图。图22所示的再生器3600与图8所示的再生器3300同样，再生器3600具有再生器外壳3610，具有：设置在该再生器外壳3610内，能沿着该再生器外壳3610的轴向3610a移动的活塞3620；与设置在燃料电池用填充回收器16222中的燃料补给连接器1643以及水回收用连接器1644分别配合的上述插头部3635、3636。

所述活塞3620具有：把再生器外壳3610内划分为排出物收容部3611和填充燃料供给部3612的隔板3621；突出设置在该隔板3621上，沿着轴向3610a延伸，贯通再生器外壳3610，到达外部的杆3622。

下面，说明使用具有以上结构的再生器3600的燃料电池用填充回收器1622的再生动作。须指出的是，再生器3600为由填充用燃料102充满的状态，燃料电池用填充回收器1622为在某种程度上或完全由排出物110充满的状态。

如图22所示，连接燃料电池用填充回收器1622的排出物回收空间1641的水回收用连接器1644和再生器3600的排出物收容部3611的插头部3636，并且把燃料电池用填充回收器1622的填充用燃料收容空间1642的燃料补给连接器1643和再生器3600的填充燃料供给部3612的插头部3635连接。据此，排出物回收空间1641和排出物收容部3611连通，并且填充用燃料收容空间1642和填充燃料供给部3612连通。须指出的是，图8图示再生作业前。

接着，作业者沿着轴向3610a按压活塞3620的杆3622。通过把活塞3620向填充燃料供给部3612一侧按压，收容在再生器3600的填充燃料供给部3612中的填充用燃料102通过插头部3635和燃料补给连接器1643提供给燃料电池用填充回收器1622的填充用燃料收容空间1642。通过对该填充用燃料收容空间1642供给填充用燃料102，燃料电池用填充回收器1622的隔板1658按压排出物回收空间1641内的排出物110。据此，排出物110通过水回收用连接器1644和插头部3636提供给再生器3600的排出物收容部3611。这样，填充用燃料102充满燃料电池用填充回收器1622，而排出物110充满再生器3600。即在燃料电池用填充回收器1622的再生中，能同时进行液体燃料的填充和回收。

须指出的是，水回收用连接器1644和插头部3636、插头部363和燃料补给连接器1643分别由图10A、图10B所示的插座部和插头部构成的连接器实现。

须指出的是，燃料电池用填充回收器1622的燃料补给连接器1643和水回收用连接器1644的设置位置，如图23A和图23B的燃料电池用填充回收器1642模式图所示，优选分别在比隔板1658的移动范围的图示上限位置(参照图23A)更上方设置燃料补给连接器1643，在比该移动范围的图示下限位置(参照图23B)更下方配置水回收用连接器1644。通过这样配置，能最大限度利用燃料电池用填充回收器1622的容积，进行液体燃料的补给和水的回收。

图24是表示本发明实施方式4的燃料电池系统1710的模式结构的模式图。如图24所示，燃料电池系统1710具有与所述实施方式3的燃料电池系统1510不同构造的燃料电池主体1700，但是关于其他辅机系统的结构，具有与燃料电池系统1510同样的结构。下面只说明不同的构造。须指出的是，如图24所示，在燃料电池系统1710中设置燃料电池主体1700、空气供给泵1739、气液分离器1733、阀1761、燃料电池用填充回收器1720、排出物回收空间1741、填充用燃料收容空间1742、及调整阀1760。

如图24所示，燃料电池系统1710在其内侧空间配置燃料电池主体1700的阳极1704，并且具有收容能向阳极1740供给从燃料电池用填充回收器1720供给的液体燃料的燃料混合罐1732。

此外，燃料电池主体1700的阳极1704具有：配置在图示下部的燃料供给口1709、配置在图示上部的二氧化碳等气体的排出口1714。此外，把阳极1704配置为该燃料供给口1709浸渍在燃料混合罐1732中收容的液体燃料中。据此，通过燃料供给口1704能向阳极1704内供给液体燃料。此外，在燃料混合罐1732中设置排出二氧化碳等气体的排气阀1711。

这里，图25是表示燃料电池主体1700的更详细的构造的模式图。如图25所示，燃料电池主体1700具有：阳极一侧扩散层1704d和阴极一侧扩散层1706d、配置在其间的膜电极组合体1702、阳极一侧催化剂层1702a和阴极一侧催化剂层1702b、阳极一侧隔膜1704s和阴极一侧隔膜1706s、壳体1704h、1706h。电解质膜1702和阳极一侧催化剂层1702a、阴极一侧催化剂层1702b称作膜电极组合体。作为电解质膜1702，例如使用液体燃料的渗透为以往的1/10的电解质膜。膜电极组合体在电解质膜1702的一方的表面上，作为阳极催化剂1702a，形成了在碳类粉末载体上分散载持白金和钌、或白金和钌的合金的材料，在另一方表面上，作为阴极催化剂1702b，形成了在碳类载体上分散载持白金微粒的材料。阳极一侧扩散层1704d例如是对碳纸进行亲水处理而形成的，阴极一侧的扩散层1706d例如是对碳纸进行疏水处理而形成的。须指出的是，这样的亲水性的处理通过用水蒸汽对碳纸进行活化处理，能提高亲水性。此外，疏水性的处理通过对碳纸含浸聚四氟乙烯等氟类树脂的分散体，付与疏水性。通过使各扩散层紧贴在膜电极组合体上后，隔着阳极一侧隔膜1704s和阴极一侧隔膜1706s，用壳体1704h、1706h固定，能形成燃料电池主体1700。此外，各扩散层1704d和1706d也能作为电极使用。

图26A表示阴极一侧隔膜1706s的主视图，图26B表示图26A中的阴极一侧隔膜1706s的B-B’线的剖视图。如图26A和图26B所示，阴极一侧隔膜1706s例如由非导电性的树脂形成，由在厚度方向扁平的板状主体501构成，在一方的表面上设置凹凸的一例即沟502。阴极一侧隔膜302s和膜电极组合体接触，把设置沟502的一侧的表面按压到阴极一侧扩散层1706d上，由沟502和阴极一侧扩散层1706d包围的区域作为空气的通路而形成。设置在阴极一侧隔膜1706s的表面上的沟502，在板状主体501的上端和下端之间，以蛇形状设置。此外，因为与连接在阴极1706的空气供给口上的导入口503和连接在阴极1706的排出口上的排出口504连接，所以从阴极1706的空气供给口供给的空气从导入口503经由排出口504，从阴极1706的排出口排放到外部。

图27是表示阳极1704中使用的阳极一侧隔膜1704s的结构的模式图。

如图27所示，配置阳极一侧隔膜1704s，使主体510构成在厚度方向扁平的波板形状(凹凸的一例)，波的顶线515沿着连接阳极1704的燃料供给口和排出口的方向。在本实施方式中，相邻的波的顶线515间的距离大致为1～5mm左右，隔膜1704s的厚度即波的振幅为1～5mm左右。例如隔膜1704s能在阳极1704一侧配置4条以上的沟。

此外，阳极一侧隔膜1704s在由接触的壳体1704h的内壁以及扩散层1704d(膜电极组合体)的表面和相邻的波的顶线515包围的波谷部分形成液体燃料通过的通路511和512。图27所示的阳极一侧隔膜1704s从上面观察，其截面为正弦波形状，所以壳体一侧通路512和膜电极组合体一侧通路513的面积大致相同。

此外，燃料电池主体1700中，其排出口设置在比燃料供给口还高的位置，所以液体燃料流入阳极1704的通路511和512中，通过使用该液体燃料进行的阳极反应而产生的二氧化碳上升到阳极1704的排出口的方向，排出。伴随着该二氧化碳的上升，阳极1704中的液体燃料也向所述方向移动，从阳极1704的排出口排出到外部。如果阳极1704中的液体燃料上升，储存在燃料混合罐1732中的液体燃料从阳极1704的燃料供给口流入阳极1704内。此外，能高效排出阳极1704中产生的二氧化碳。

须指出的是，对扩散层代替使用碳纸，可以使用碳布。作为电解质膜1702，例如通过重叠使用三张杜邦公司的ナフイオン(商品名称)，能减少渗透。此外，作为电解质膜1702，例如可以使用在具有亚微米级的细孔的多孔质膜中填充电解质聚合物的细孔填充电解质膜或在陶瓷多孔体中填充电解质聚合物的材料。

在这样的结构的燃料电池系统1710中，从燃料电池用填充回收器1720提供给燃料混合罐1732的燃料，通过燃料供给口1709提供给阳极1704内。在阳极1704内，该液体燃料通过具有亲水性的扩散层1704d的毛细管现象，被吸起、扩散，提供给所述膜电极组合体1702的表面，进行阳极反应。而在阴极1706中，通过阴极反应而在膜电极组合体1702的表面生成的水由扩散层1706d排出。因为扩散层17006d具有疏水性，所以以良好的排水性把水排出到阴极1706的外部。此外，通过扩散层1706d的疏水性和空气供给泵1739的加压，能减少液体燃料从阳极1704一侧通过膜电极组合体1702浸透的渗透现象。

须指出的是，在所述实施方式4中，说明了使用碳纸作为扩散层的例子，但是可以使用碳布或泡沫金属材料。

图28是本发明实施方式5的燃料电池系统的概略结构图。如图28所示，燃料电池系统1810具有：把燃料具有的化学能通过电化学变换为电能，进行发电的发电部即燃料电池主体1800；把发电所必要的燃料等提供给燃料电池主体1800的辅机系统。该燃料电池主体1800是使用把有机液体燃料的一例的甲醇水溶液作为燃料，从甲醇直接取出质子，进行发电的直接型甲醇燃料电池(DMFC)的燃料电池系统。

如图28所示，燃料电池主体1800具有阳极(燃料极)1804、阴极(空气极)1806、膜电极组合体1802。阳极1804对供给的甲醇进行氧化反应，进行取出质子和电子的反应(阳极反应)。该电子通过电连接阳极1804和阴极1806的外部电路(未图示)向阴极1806移动，该质子通过膜电极组合体1802向阴极1806移动。此外，阴极1806进行把从外部供给的氧、从阳极1804通过膜电极组合体1802移动而来的质子用通过所述外部电路流来的电子还原，生成水的反应(阴极反应)。这样在阳极1804进行氧化反应，在阴极1806进行还原反应，电子流向未图示的电极线，进行发电。

具体而言，膜电极组合体1802例如作为电解质膜，使用杜邦公司的ナフイオン(商品名称)，在电解质膜的一方表面上，作为阳极1804的阳极催化剂，形成在碳类粉末载体上分散载持白金和钌、或白金和钌的合金的材料。通过在膜电极组合体1802的两端例如使由碳纸构成的电极兼扩散层(未图示)紧贴在所述阳极催化剂和所述阴极催化剂上后，隔着阳极一侧隔膜和阴极一侧隔膜固定在壳体上，组装而成。

此外，如图28所示，阳极1804具有：用于把实施所述阳极反应所必要的甲醇以及水提供给阳极内部的燃料供给口1809和水供给口1830、用于把由该阳极反应生成的二氧化碳或该反应中未使用的剩下的甲醇水溶液从所述内部排出的排出口1831。

此外，阴极1806具有：为了供给所述阴极反应的实施中使用的氧，例如使用空气，把该空气提供给其内部的空气供给口1812；排出该阴极反应中生成的生成物的一例即水(包含液体或气态的任意状态，或各状态混合存在的状态)以及反应中未使用的空气的排出口1813。须指出的是，该生成物包含水作为主成分，但是有时也包含甲酸、甲酸甲酯、甲醇(由于后面描述的渗透)等。

下面，说明燃料电池系统1810的所述辅机系统的结构。作为所述辅机系统的结构，具有：用于向燃料电池主体1800的阳极1804供给甲醇水溶液的辅机结构、用于向阴极1806供给空气的辅机结构、用于回收由阴极1806生成的排出物即水的辅机结构。

如图28所示，作为用于所述燃料供给的辅机结构，具有：收容并且能把甲醇水溶液作为液体燃料原液提供给阳极1804的燃料容器10；连接燃料电池用燃料填充回收器1820和阳极1804的燃料供给管1871；设置在燃料供给管1871的途中的燃料用调整阀1860。此外，在燃料电池主体的阳极1804中设置检测阳极内的燃料浓度的浓度检测器1832。

首先，说明燃料电池用填充回收器。图29是表示图28的燃料电池系统中使用的燃料电池用填充回收器的结构的模式图。燃料电池用填充回收器1820如图29所示，具有：容器主体1840、填充用燃料收容空间1842、排出物回收空间1841、隔板1850、排出物取入口1843、放热管1821、水供给口1844、燃料供给口1845、气体排出口1846、压力调整阀1862。

燃料电池用填充回收器1820中，容器主体1840的内部由隔板1850划分，在上侧形成排出物回收空间1841，在下侧形成填充用燃料收容空间1842。隔板1850设置为能在图29中的上下方向平行移动，通过隔板1850的位置改变，排出物回收空间1841和填充用燃料收容空间1842的体积变动。

在填充用燃料收容空间1842中存储有液体燃料的原液。作为液体燃料的原液，能使用甲醇、二甲醚和它们的水溶液等，但是在本实施方式中，使用63.8wt％的甲醇。

排出物回收空间1841在使用初期存储着水。优选排出物回收空间1841在燃料电池用填充回收器1820内的占有率小，具体而言，优选为20％以下。如果占有率超过20％，则燃料电池用填充回收器1820内的初始燃料占有率减少，所以燃料的存储量减少。

隔板1850用于划分填充用燃料收容空间1842和排出物回收空间1841，使用水或液体燃料的透过性低的材料。作为材料，例如能使用聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯、特氟隆(商标名称)等高分子树脂、玻璃、铝、不锈钢等金属类。隔板的厚度薄时，燃料电池用填充回收器的初期燃料占有率提高，所以好，但是如果过薄，则对于喷出填充用燃料收容空间1842内的燃料的压力，加压时的强度有可能不足。因此，根据使用该燃料电池用填充回收器的燃料电池系统的设计等，使隔板的使用材料或形状等结构不同。

隔板1850如图30所示，为了提高隔板1850和容器主体1840之间的密封性，在隔板主体1850a的周围设置橡胶性的密封垫1851。此外，如图28、图29所示，在周围的一部分上设置磁铁1855。该磁铁1855如后所述，在隔板1850的位置检测中使用，在计算存储在填充用燃料收容空间1842中的液体燃料的残余量的处理中使用。

当隔板1850的厚度薄时，隔板1850有可能存在作为全体难以平行移动的问题，所以优选隔板1850的厚度T厚到某种程度。

此外，隔板1850如图31所示，在容器主体1840内平行移动从上限位置到下限位置的距离D。当隔板1850位于上限位置时，是在填充用燃料收容空间1842中存储的燃料最多的状态，该位置是水供给口1844的下侧附近，比放热管1821的下侧更下方。此外，当隔板1850位于图31中由1850x表示的下端位置时，为填充燃料的状态，该位置可以是容器的最下端，但是最好稍微具有余量。

容器主体1840具有以作用于排出物回收空间1841的压力不会破损的强度，如果是没有水或液体燃料的泄漏的材料，就未特别限定，但是例如能使用聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯、特氟隆(商标名称)等高分子树脂类、玻璃、铝、不锈钢等金属类。可是，为了使来自安装在隔板1850上的磁铁1855的磁场到达容器外部，有必要是非磁性体。根据这些条件，特别是从轻量性或强度的观点出发，高分子树脂类是适合的。

排出物取入口1843通过连接器1860、1861，与燃料电池主体1800的阴极1806，通过排出物供给管1874，可装卸地连接，把从阴极1806排出的包含水和空气的排出物提供给排出物回收空间1841。来自阴极1806的排出物的温度大致为60～80℃，包含水、水蒸气、空气等。在排出物取入口1843上连接放热管1821，来自阴极的排出物在通过该放热管1821时凝结，水和空气分离。须指出的是，当在排出物回收空间1841中存储有水时，该水作为放热管1821的冷却介质起作用，以更短的时间把水和空气分离。

压力调整阀1862连接设置在容器主体1840的气体排出口1846上，当排出物回收空间1841的压力达到一定以上时，自动调整减小压力。压力调整阀1862能使用聚乙烯或聚丙烯等高分子树脂类、铝或不锈钢等金属类。在气体排出口1846配置有气液分离膜(未图示)，防止水等从压力调整阀漏出。作为气液分离膜的材料，例如列举出氟类FEP树脂等，其厚度通常为10～1000微米。

水供给口1844通过连接器1862、1863可装卸地连接在与燃料电池主体1800的阳极1804一侧连接的管道1872上，把存储在排出物回收空间1841中的水提供给阳极1804一侧。为了控制通过水供给口1844提供给燃料电池主体1800的水量，如后所述，在连接排出物回收空间1841和阳极1804的管道1872上设置水阀1833。

燃料供给口1845配置在燃料电池用填充回收器1820的底部附近，通过连接器1864、1865，可装卸地与燃料供给管1871的一端连接。据此，能通过燃料供给管1871输送填充用燃料收容空间1842中收容的液体燃料原液。这时的用于液体燃料原液的供给的推力如后所述，是由于排出物回收空间1841内的压力升高而产生的隔板1850的向填充用燃料收容空间1842方向的靠向力。

作为所述空气供给的辅机结构，具有：在阴极1806的空气供给口1812上连接其一端的空气供给管1857；配置在空气供给管1857的途中、通过空气供给管1857对阴极1806内供给空气的空气供给泵1839。作为该空气供给泵1839，优选使用小型并且耗电小的，例如使用电机式泵(带止回阀、喷出量：0～2L/分钟、喷出压力：30kPa)，使用时，例如，以1L/分钟供给空气。此外，当用燃料电池主体1800进行发电时，驱动空气供给泵1839，向阴极1806内供给必要的氧，当停止该发电时，停止空气供给泵1839的驱动。须指出的是，在发电停止时，通过关闭燃料用调整阀1860，燃料的供给也停止。

作为用于回收水的辅机结构，设置有：连接阴极1806的排出口1813和燃料电池用填充回收器1820的排出物取入口1843，把由阴极1806生成的包含水和空气的排出物供给、回收到燃料电池用填充回收器1820的排出物供给管1838；连接上述的燃料电池用填充回收器1820的排出物回收空间1841的水供给口1843和燃料电池主体1800的阴极1806，把存储在燃料电池用填充回收器1820的排出物回收空间1841中的水提供给燃料电池主体1800的水供给管1872；以及调整通过水供给管1872的水量的水阀1833。

排出物供给管1838的排出物流通的推力是空气供给泵1839的驱动对阴极1806内的加压，通过在阴极1806内生成的排出物通过排出口1813输送到排出物供给管1838内而进行。而水供给管1872的水流通的推力如后所述，是燃料电池用填充回收器1820的排出物回收空间1841内的压力。

在图28的燃料电池系统1810中具有控制各装置或构成仪器的动作的控制装置405。控制装置405根据来自燃料电池主体1800的阳极1804中设置的浓度检测器1832的输出，对于燃料电池系统1810，一边把基于空气供给泵1839的空气供给动作、水阀1833和燃料用调整阀1860的开度调整动作等各动作的控制彼此关联，一边进行总括控制使后面描述的物料平衡成立。

此外，控制装置405在由燃料电池主体1800进行发电时驱动空气供给阀1839，对阴极1806一侧供给空气，同时开放燃料用调整阀1860并且按照必要开放水阀1833，向阳极1804一侧供给液体燃料和水。当该发电停止时，进行使空气供给泵1839的动作停止，关闭水阀1833和燃料用调整阀1860的控制。

在燃料电池用填充回收器1820的附近设置有霍耳元件1834，以非接触检测从设置在燃料电池的隔板1850上的磁铁1855发出的磁场，检测磁铁1855的位置，向控制装置405发送该信息。控制装置405根据隔板1850在哪个位置，计算燃料电池用填充回收器1820的燃料残余量。

下面，说明在图28的燃料电池系统1810中进行发电时的各构成仪器的动作。

首先，在图28的燃料电池系统1820中，根据控制装置405的指示，空气供给泵1839驱动，通过空气供给管1857、空气供给口1812向阴极1806供给空气即氧。把通过阴极的空气提供给燃料电池用填充回收器，对燃料电池用填充回收器加压。在启动时，在阴极不发生反应，所以只有空气被导入燃料电池用填充回收器中。这时，通过用压力调整阀1862把压力调整为比运转时高，向燃料电池主体1800的阳极1804供给例如63.8％浓度的甲醇水溶液(液体燃料)。

然后，通过对阳极供给燃料，在阳极1804进行阳极反应，在阴极1806进行阴极反应。在阳极1804进行所述阳极反应而产生的二氧化碳，通过排出口1831放出到燃料电池主体1800的外部。由阳极反应生成的氢离子透过到阴极，如果阴极反应开始，就在阳极1804和阴极1806之间即发电电路中产生电力。

在阴极1806由于阴极反应而产生的包含水和空气的排出物包含水和空气，通过空气供给泵1839对阴极1806内加压，通过排出口1813输送到排出物供给管1838。该输送的排出物通过排出物供给管1838提供给燃料电池用填充回收器1820。

此外，通过进行所述发电，消耗阳极1804内的甲醇和水。据此，从燃料电池用填充回收器1820的填充用燃料收容空间1842供给与阳极1804内的甲醇水溶液的减少部分对应的甲醇。此外，按照必要，从燃料电池用填充回收器的排出物回收空间1841供给水。通过控制装置405控制燃料用控制阀1860和水阀1833的开度位置，决定供给的甲醇和水的量。

通过连续并且反复进行该动作，在燃料电池主体1800中持续进行必要的电能(给定电能)的发电。而当在燃料电池系统1810中停止发电时，在停止空气供给泵1839的同时，关闭燃料用控制阀1860和水阀1833。

下面，说明图28的燃料电池系统1810的物料平衡的具体例示。该例子是理想情况下进行时的物料平衡，实际上存在燃料电池主体180内的渗透、从阴极1806一侧产生的水的外部流出、提供给阳极1804一侧的未反应的燃料等的误差要因。在该例子中，存储在燃料电池用填充回收器1820的填充用燃料收容空间1842中的63.8wt％的甲醇水溶液是以与发电时消耗的甲醇和水的比例相同的比例混合的，所以在阳极不会发生过分不足，进行反应。

须指出的是，燃料电池主体1800的膜电极组合体1802形成为基本上不使水或甲醇通过，但是发生水或甲醇通过的所谓渗透。甲醇水溶液的浓度越高，该渗透量增加的倾向。

为了减少渗透，通过重叠使用多个(例如3个)构成膜电极组合体1802的膜，能实现。在以下的物料平衡的说明中，为了使该说明的理解容易，假定膜电极组合体中不产生渗透，进行说明。

在发电的开始时，最初用阴极一侧的空气供给泵1839的压力对阳极1804供给11.7ml的燃料。这时，燃料原液量是减少到88.3ml的状态。在阳极1804中，消耗液体燃料中的甲醇6.4g(8.1ml)和水3.6g(3.6ml)，在阴极1806中，生成10.8g(10.8ml)的水。如果对阳极1804供给燃料，则在阳极1804和阴极1806中分别进行反应，开始发电。

接着，在阴极1806生成的水10.8mg(10.8ml)被导入燃料电池用填充回收器1820的排出物回收空间1841中。这时，由于水增加，排出物回收空间1841的容积增加，对隔板1850加压，向填充用燃料收容空间1842一侧移动，按水增加的部分10.8mg(10.8ml)把液体燃料提供给阳极。

为了供给与第一次的供给量相同的量，在基于控制装置405调整阀的开度的基础上，用压力调整阀1862以高于通常的压力加压，使隔板1850移动，供给不足的0.9ml的燃料。这时，通过液体燃料的供给，存储在该发电后的燃料电池用填充回收器1820的填充用燃料收容空间1842中的液体燃料原液的量减少，变为76.6ml。此外，在排出物回收空间1841中存储由阴极1806生成的水10.8ml。因此，在燃料电池用填充回收器1820中，在该时刻存储着液体燃料76.6ml和水10.8ml的合计87.4ml的液体。

通过这样重复进行发电、液体燃料的补给和生成的水的回收，收容在燃料电池用填充回收器1820的填充用燃料收容空间1842中的液体燃料原液100的量减少，存储在排出物回收空间1841中的水110的量增大。燃料电池用填充回收器1820的隔板1850伴随着液体燃料原液100的量的减少和排出物回收空间1814中存储的水110的量的增大，向填充用燃料收容空间1842一侧移动，对填充用燃料收容空间1842加压。此外，实际上，从阴极1806排出的空气与水一起流入燃料电池用填充回收器1820的排出物回收空间1841中，所以由于空气压，燃料电池用填充回收器1820的排出物回收空间1841的压力增大，作为按压隔板1850的靠向力作用。须指出的是，当排出物回收空间1841的压力过高时，通过打开设置在排出物回收空间1841的外壁上的压力调整阀1862，自动把压力调整为给定值。

伴随着液体燃料原液100的消耗，隔板1850向填充用燃料收容空间1842一侧移动。如上所述，在隔板1850上设置有磁铁1855，从磁铁产生的磁场透过燃料电池容器主体1840，由设置在燃料电池用填充回收器1820附近的霍耳元件1834检测。霍耳元件1834设置为与磁铁1855非接触，检测来自磁铁1855的磁场的位置，测定隔板1850的位置，把该信息发送给控制装置405。

下面，说明控制装置405。图22是表示控制装置405的结构的框图。如上所述，控制装置405进行燃料电池的各动作控制。具体而言，燃料电池系统的运转管理、燃料电池主体1800的提供给阳极一侧的燃料浓度的调整控制、检测燃料电池用填充回收器中残存的燃料量。控制装置405具有运转管理部405a、浓度比较部405b、阀开度计算部405c、燃料残余量计算部405d、残存电能计算部405e、消耗电能计算部405f、残存时间计算部405g等各功能块。

运转管理部405a负责辅机的起动、停止等燃料电池系统全体的运转管理。在运转管理部中存储为使所述物料平衡成立的运转管理所必要的各种信息。

浓度比较部405b和阀开度计算部405c进行对燃料电池主体2的阳极一侧供给的燃料浓度的调整控制。浓度比较部405c把从浓度检测器1832输出的阳极内的燃料浓度的信息与预先存储的设定值比较，检测阳极内的燃料浓度是否在适合的范围中。结果为阳极内的燃料浓度不在适合的范围中时，为了使它回到适合的范围，阀开度计算部405c计算决定提供给阳极的燃料和水的量的水阀1833以及燃料用调整阀1860的开度，运转管理部使水阀1833以及燃料用调整阀1860工作，调整供给量。

燃料残余量计算部405d、残存电能计算部405e、消耗电能计算部405f、残存时间计算部405g检测燃料电池用填充回收器中残存的燃料的量。根据关于由霍耳元件1834检测的隔板的位置的信息，燃料残余量计算部405d计算收容在燃料电池用填充回收器中的残存燃料的量。残存电量计算部405e根据由燃料残余量计算部405d计算的燃料残余量和收容在燃料电池用填充回收器中的燃料的浓度，计算通过收容在燃料电池用填充回收器中的液体燃料能发电的电力的残余量。

此外，消耗电能计算部405f由现在燃料电池系统发电的电能计算1小时的发电电力的预测量。残存时间计算部405g根据由残存电能计算部405e计算的能发电的电力残余量和由消耗电能计算部405f计算的1小时的发电电力的预测量，计算能用收容在燃料电池用填充回收器中的液体燃料发电的残余预测时间。收容在燃料电池用填充回收器中的残存燃料量和可发电的剩余预测时间信息输出到控制装置外部的搭载该燃料电池系统的电子仪器中，能在电子仪器的燃料残余量显示中利用。

须指出的是，作为由消耗电能计算部405f计算的1小时发电电力的预测量的计算方法变形例，可以存储燃料电池的发电量的时间经过变化，根据该发电量的时间经过变化，计算1小时的发电电力的预测量。

须指出的是，在所述物料平衡的说明中，为了便于理解，在初始状态下，提供给阳极1804的液体燃料即甲醇全部消耗后，从燃料电池用填充回收器1820补给甲醇，但是在实际的动作中，连续进行甲醇的供给。在本实施方式中，能够连续进行发电，直到存储在燃料电池用填充回收器1820中的液体燃料原液100用完，即使完全回收发电中产生的水，燃料电池用填充回收器1820的总体积也不增大，即使不另外准备用于回收水的罐，也能把燃料填充到燃料电池用填充回收器1820的允许容积。

此外，由于燃料电池用填充回收器1820的排出物回收空间1841中存储的水和空气，使隔板1850向填充用燃料收容空间1842一侧移动，所以作为用于从燃料电池用填充回收器1820供给液体燃料100的动力源，没必要设置泵等，能减少燃料电池系统1810的自耗电力。此外，根据隔板1850的位置能计算燃料电池用填充回收器1820内的燃料残余量，所以能在燃料电池用填充回收器1820切换时期的显示等中使用该信息。

须指出的是，在本实施方式5中，为了减少渗透，表示重叠使用多张电解质膜的例子，但是可以使用在具有亚微米级细孔的多孔质膜中填充电解质聚合物的细孔填充电解质膜或在陶瓷多孔体中填充电解质聚合物的材料。

下面，说明本发明实施方式6的燃料电池系统。图33是本发明实施方式6的燃料电池系统的概略结构图。本实施方式的燃料电池系统1910是与实施方式5的燃料电池系统1810大致相同的结构，以不同点为中心加以说明。

本实施方式的燃料电池系统1910是使用通过从甲醇直接取出质子进行发电的直接型甲醇燃料电池(DMFC)的燃料电池系统，燃料电池主体1900的结构与实施方式1的燃料电池系统1810几乎是相同的，但是如图33所示，一部分结构不同，即燃料电池主体1900设置为阳极1904一侧浸渍在用于燃料供给的辅机即燃料混合罐1932中。

图34是表示图33的燃料电池系统中使用的燃料电池主体的概略结构的图。如图33、图34所示，燃料电池系统1910具有：把燃料具有的化学能通过电化学变换为电能，进行发电的发电部即燃料电池主体1900；把发电所必要的燃料等提供给燃料电池主体1900的辅机系统。此外，该燃料电池系统1910是把有机类的液体燃料的一例即甲醇水溶液作为燃料，从该甲醇直接取出质子，进行发电的直接型甲醇燃料电池(DMFC)。

如图33、图34所示，燃料电池主体1900具有：阳极(燃料极)1904、阴极(空气极)1906、膜电极组合体1902。膜电极组合体1902是在电解质膜1902b的两面分别接合催化剂层1902a、1902c。阳极1904把供给的甲醇氧化，进行取出质子和电子的反应(阳极反应)。

阳极1904具有：向其内部供给所述阳极反应所必要的甲醇水溶液的燃料供给口1919、用于把由该阳极反应生成的二氧化碳或该反应中未使用的剩下的甲醇水溶液从所述内部排出的排出口1914。排出口1914设置在比燃料供给口1919还高的位置。

阴极1906具有：为了供给所述阴极反应所必要的氧，例如使用空气，用于把该空气提供给其内部的空气供给口1912；用于从所述内部排出该阴极反应中生成的生成物的一例即水(包含液相或气相的任意状态，或各状态混合存在的任意情况)的排出口1913。须指出的是，该生成物包含水作为主成分，但是有时也包含甲酸、甲酸甲酯、甲醇(由于后面描述的渗透)等。

该电子通过与设置在阳极1904和阴极1906上的电极1904t、1906t电连接的电极线1905a、1905b向阴极1906移动，该质子通过膜电极组合体1902向阴极1906移动。此外，阴极1906用通过所述外部电路流来的电子还原从外部供给的氧、由阳极1904通过膜电极组合体1902移动而来的质子，进行生成水的反应(阴极反应)。这样在阳极1904进行氧化反应，在阴极1906进行还原反应，使电子流向电极线1905a、1905b，进行发电。

在图34中，燃料电池主体1900的膜电极组合体1902中，例如作为电解质膜1902b，使用杜邦公司的ナフイオン117(商品名称)，在电解质膜1902b的一方表面上，作为阳极1904的阳极催化剂1902a，形成在碳类粉末载体上分散载持白金和钌、或白金和钌的合金的材料，在另一方的表面上，作为阴极1906的阴极催化剂1902c，形成在碳类载体上分散载持白金微粒的材料。通过在膜电极组合体1902的两端例如使由碳纸构成的电极兼扩散层1904d、1906d紧贴在所述阳极催化剂1902a和所述阴极催化剂1902c上后，隔着阳极一侧隔膜1904s和阴极一侧隔膜1906s固定在壳体1900h上，组装而成。

阴极一侧隔膜1906s使用与实施方式4的阴极一侧隔膜1706s相同的，如图26A、图26B所示，由在厚度方向扁平的非导电性材料的板状主体构成。阳极一侧隔膜1904s使用与实施方式4的阳极一侧隔膜1704s相同的，如图27所示，其主体构成在厚度方向扁平的波板形状，波的顶线沿着连接阳极的燃料供给口1919和排出口1914的方向。

如上所述，燃料电池主体1900中，其排出口1914设置在比燃料供给口1919还高的位置，所以液体燃料流入阳极的通路(参照图27的511、512)，由阳极反应而产生的二氧化碳上升到阳极1904的排出口1914的方向，排出。伴随着二氧化碳的上升，阳极中的燃料也向上移动，从阳极的排出口1914排出到外部。如果阳极中的燃料上升，则存储在燃料混合罐1932中的液体燃料120从阳极的燃料供给口流入阳极1904内。这样，在阳极1904内，把由阳极反应产生的二氧化碳作为其推力，进行液体燃料的供给和排出，据此，燃料混合罐1932内的液体燃料120对流。

须指出的是，在本实施方式中，燃料供给口1919、排出口1914是相对的，根据燃料电池主体1900的配置方向，有时两者也交换。例如把图34所示的方向的配置变为上下交换时，符号1919表示的口比符号1914表示的口还高，所以液体燃料从符号1914表示的口供给(即作为燃料供给口起作用)，从符号1919表示的口排出燃料(即作为排出口起作用)。

此外，作为用于所述燃料供给的辅机的结构，具有：存储并且能把甲醇水溶液作为液体燃料提供给阳极1904的燃料混合罐1932。燃料混合罐1932存储比燃料电池用填充回收器1920中存储的液体燃料原液的浓度还低的甲醇水溶液。此外，与燃料电池用填充回收器1920的燃料供给口1945连接的燃料供给管1971与燃料混合罐1932的燃料取入口1909连通。

燃料混合罐1932与燃料电池主体1900一体配置，配置为燃料电池主体1900的阳极1904浸渍在燃料混合罐1932内部。如果在燃料混合罐1932中收容液体燃料120，则阳极1904完全浸渍在液体燃料120中。通过这样在燃料混合罐1932内配置阳极1904，通过总浸渍在液体燃料120中的状态的燃料供给口1919，向阳极1904的内部供给液体燃料120，从排出口1914排出。在燃料混合罐1932内设置用于检测该燃料混合罐1932中存储的液体燃料120的水面水平和燃料浓度的检测器1939，来自该检测器1939的信息传输给控制装置406。

此外，由在阳极1904中进行的阳极反应产生的二氧化碳等气体通过阳极1904的排出口1914流入燃料混合罐1932，但是具有用于把这样流入的气体排出到燃料混合罐1932的外部的排气阀1911。须指出的是，该排气阀1911也作为向燃料混合罐1932初始注入液体燃料时的抽气部起作用。

须指出的是，代替燃料混合罐1932与燃料电池主体1900一体形成，阳极1904浸渍在燃料混合罐1932中的情形，作为变形例，可以分别独立形成两者。这时，按照必要，优选设置用于从燃料混合罐1932向阳极1904输送液体燃料的供给装置。

下面，就燃料电池用填充回收器1920加以说明。图35是表示图33的燃料电池系统1910中使用的燃料电池用填充回收器1920的结构的模式图。燃料电池用填充回收器1920如图35所示，具有：容器主体1940、填充用燃料收容空间1942、排出物回收空间1941、排出物取入口1943、水供给口1944、加热管1921、燃料补给连接器1954、水回收用连接器1953。

此外，如图36A所示，在本实施方式中，容器主体1940具有跨填充用燃料收容空间1942和排出物回收空间1941设置的导杆1956。与隔板1950的移动方向平行，从排出物回收空间1941到填充用燃料收容空间1942连续设置导杆1956。为了与该导杆1956配合，在隔板1950上设置有切口。虽然未限定导杆1956的粗细、个数，但是如果考虑燃料容器的体积效率，就优选减小其占有率。隔板1950沿着导杆1956平行移动，所以没必要象实施方式5那样具有给定的厚度，能很薄。

此外，在隔板1950上，在其周围的一部分上设置基于在燃料电池用填充回收器1920的外部设置的霍耳元件1934的隔板位置检测中使用的磁铁1955。隔板1950能移动的距离D是通过水回收用连接器1953和燃料补给连接器1954，能进行基于后面描述的燃料盒的燃料补给和水回收的位置之间。具体而言，隔板1950的上限位置是水供给口1944的下侧附近，比放热管1921的下端还下方。下端位置是能向填充用燃料收容空间1942供给燃料的位置即燃料补给连接器1954的上侧附近。

在燃料电池用填充回收器1920中，为了进行燃料的补给和水的回收，在排出物回收空间1941中安装水回收用连接器1953，在填充用燃料收容空间1942中安装燃料补给连接器1954。水回收用连接器1953和燃料补给连接器1954都具有泄漏防止机构。水回收用连接器1953和燃料补给连接器1954如图37所示，与再生器3900连接。

图37表示再生时的燃料电池用填充回收器1920和再生器3900的连接结构图。与图8所示的再生器3300相同，再生器3900具有再生器外壳3910，具有：设置在该再生器外壳3910内，能沿着该再生器外壳3910的轴向3910a移动的活塞3920；与设置在燃料电池用填充回收器1920上的燃料补给连接器1953和水回收用连接器1953分别配合的上述的插头部3935、3936。

所述活塞3920具有：把再生器外壳3910内划分为排出物收容部3911和填充燃料供给部3912的隔板3921；突出设置在该隔板3921上，沿着轴向3910a延伸，贯通再生器外壳3910，到达外部的杆3922。使用具有以上结构的再生器3900的燃料电池用填充回收器1920的再生动作与实施方式2同样，所以省略说明。

下面，说明在图33的燃料电池系统1910中进行发电时的各构成仪器的动作。

首先，在图33所示的燃料电池系统1910中，阳极1904浸渍在燃料混合罐1932中，在阳极1904内存在燃料，所以如果通过驱动空气供给泵1939，对阴极1906供给氧，就开始发电。

由空气供给泵1939对阴极内加压，在阴极1906进行反应而生成的包含水和空气的排出物通过排出口1913输送到排出物供给管1938，提供给燃料电池用填充回收器1920。

由于发电，消耗水和甲醇，如果燃料混合罐1932中的燃料残余量减少，则从检测液面水平和燃料混合罐的燃料浓度的检测器1939向控制装置406发送该信号，接收该信号的控制装置406调整燃料用调整阀1960和水阀1933的开度，把必要量的水和甲醇提供给燃料混合罐1932。水和甲醇分别从燃料电池用填充回收器1920的填充用燃料收容空间1942和排出物回收空间1941供给。这时，根据由检测器1939检测的燃料混合罐1932中的燃料浓度是比成为基准的浓度值高还是低，调整燃料用调整阀1960和水阀1933的开度，能变更提供给燃料混合罐的水和甲醇的比例。

此外，当燃料混合罐的液面水平比阳极的上端低时，如果在该状态下发电，有时无法向阳极全体供给燃料，所以燃料电池有可能受到损伤。因此，如果从液面水平传感器向控制装置发送液面低于给定水位例如排出口1914的信号，则首先打开水阀1933，优先供给水，直到给定的水平。当在途中，没水了，或浓度过稀释，按照必要，打开燃料阀，与燃料一起供给。

图33的燃料电池系统1910的具体的物料平衡如下所述。图33的燃料电池系统1910在理想情况下的物料平衡例子如图38所示。须指出的是，燃料电池系统1910的膜电极组合体1902形成为基本上使甲醇或水不通过，但是发生微量的甲醇或水通过的所谓的渗透。可是，在以下的物料平衡说明中，为了使该说明的理解变得容易，假定在膜电极组合体1902中不产生渗透，进行说明。

在燃料电池系统1910中，在燃料电池用填充回收器1920的填充用燃料收容空间1942中，把68wt％的浓度的甲醇水溶液作为液体燃料原液，收容100ml。即包含甲醇57.6g(72.6ml)和水27.3g(27.4ml)。通过从燃料电池用填充回收器的排出物回收空间1941供给的水，液体燃料原液被稀释，把6.5wt％浓度的甲醇水溶液提供给阳极1904。

在本实施方式中，为阳极1904配置在燃料混合罐1932内部的例子，但是为了便于理解，假定把来自燃料电池用填充回收器1920的燃料和水提供给虚拟的燃料混合罐，充分搅拌，从存储6.5wt％浓度的甲醇水溶液的容器向阳极供给必要量时的情形。实际上，不只向阳极供给必要量的燃料混合罐中的燃料，如上所述，阳极浸渍在燃料混合罐中的液体燃料中，使用该燃料混合容器中的液体燃料，进行阳极反应。虚拟的燃料混合罐是100ml，与燃料电池用填充回收器为相同体积，包含甲醇6.4g(8.1ml)和水91.8g(91.9ml)。

如果把6.5wt％浓度的甲醇水溶液提供给阳极，开始发电，就消耗存储在燃料混合罐中的甲醇。在阳极1904中，消耗液体燃料中的甲醇6.4g(8.1ml)和水3.6g(3.6ml)，在阴极1906，生成10.8g(10.8ml)的水。

这时，有必要供给在阳极1904消耗、减少的甲醇水溶液，所以从燃料电池用填充回收器1920供给甲醇6.4g(8.1ml)份的液体燃料原液11.1ml(甲醇8.1ml，水3.0ml)。在阳极消耗的水和供给的液体燃料原液的不足部分的水0.6ml使用在阴极1906生成的水，提供给燃料混合罐(实际上，在阴极生成的10.8ml水取入燃料电池用填充回收器的排出物回收空间中，0.6ml的水通过水供给口1944和水供给管1972，提供给阳极)。

通过燃料的供给，存储在该发电后的燃料电池用填充回收器1920的填充用燃料收容空间1942中的液体燃料原液的量减少，变为88.9ml。此外，在排出物回收空间中存储10.2ml的水，在燃料电池用填充回收器中合计存储99.1ml的水和甲醇。

此外，如果反复发电，在阳极1904消耗提供的甲醇，则同样在阳极1904中，消耗液体燃料中的甲醇6.4g(8.1ml)和水3.6g(3.6ml)，在阴极1906中生成10.8g(10.8ml)的水。从燃料电池用填充回收器的液体燃料原液供给11.1ml(甲醇8.1ml，水3.0ml)该消耗部分的甲醇。使用在阴极1906生成的水，对阳极1904供给在阳极消耗的水3.6ml和从填充用燃料收容空间1942供给的水量的差。

结果，在第二次的甲醇供给结束的时刻，存储在燃料电池用填充回收器的填充用燃料收容空间1942中的液体燃料原液的量变为77.8ml，存储在排出物回收空间中的水量为20.4ml。因此，燃料电池用填充回收器全体的液量变为98.2ml，在燃料电池用填充回收器1920内，在阴极产生的全部水不向外部放出，能在系统内回收。

这样，通过反复进行发电、液体燃料的补给和生成的水的回收，收容在燃料电池用填充回收器1920的填充用燃料收容空间1942中的液体燃料原液100的量渐渐减少，存储在排出物回收空间1941中的水110的量增大。燃料电池用填充回收器100的隔板1950伴随着液体燃料原液量的减少和存储在排出物回收空间1941中的水量的增大，向填充用燃料收容空间一侧移动，对填充用燃料收容空间加压。从阴极1906排出的空气与水一起流入燃料电池用填充回收器的排出物回收空间1941中，所以由于空气压，燃料电池用填充回收器的排出物回收空间1941的压力增大，作为按压隔板的靠向力作用。须指出的是，当排出物回收空间1941的压力过高时，通过打开设置在排出物回收空间的外壁上的压力调整阀1962，自动把压力调整为给定值。

须指出的是，通过用霍耳元件1934检测安装在该隔板1950上的磁铁1955的位置，检测隔板1950的位置，把该信息发送给控制装置406，计算填充用燃料收容空间1942内的燃料的残余量。该燃料的残余量信息在搭载该燃料电池系统的电子仪器中显示，能在燃料电池用填充回收器的更换时期的显示中使用。

在所述说明中，为了便于理解，初始状态供给(在所述说明中，存储在燃料混合罐中)的甲醇全部消耗后，从燃料电池用填充回收器补给甲醇，但是在实际的运用中，连续进行甲醇的供给。因此，在本实施方式中，与实施方式1的燃料电池系统1同样，如图39所示，能连续进行发电，直到存储在燃料电池用填充回收器中的液体燃料原液110变没，即使全部回收发电中产生的水，燃料电池用填充回收器1920的总体积也不增大，即使不另外准备用于回收水的罐，也能填充燃料，直到燃料电池用填充回收器的允许体积。

此外，燃料电池用填充回收器中存储的水和空气使隔板1950向填充用燃料收容空间1942一侧移动，喷出存储在燃料电池用填充回收器1920中的燃料，所以作为从燃料电池用填充回收器输送液体燃料的动力源，没必要设置泵等，能减少燃料电池系统的自耗电力。

如上所述，本实施方式的燃料电池系统不把从阴极产生的水向外部排出，存储在燃料电池用填充回收器中，在燃料和用于燃料稀释的水的输送中利用，所以没必要设置用于输送它们的泵。因此，由辅机消耗的电力减少，能提高燃料电池系统的输出效率。此外，能简单计算燃料电池的残余量，能对电子仪器的使用者通知燃料电池用填充回收器的更换时期等。

此外，所述实施方式5或所述实施方式6的燃料电池系统是小型，不把水分向外部放出，所以适合于便携式电子仪器。

另外，在本实施方式的燃料填充回收器中，代替按燃料收容空间和排出物回收空间分割的隔板，例如可以使用柔软性高分子薄膜等分割燃料收容空间和排出物回收空间，进行相同的操作，但由于高分子薄膜不耐于温度和压力，因此变形或破损的可能性高。

须指出的是，本发明并不局限于所述实施方式，能以各种形态实施。

并且，通过适当组合所述各实施方式中的任意实施方式，能产生各自具有的效果。

2003年6月18日申请的日本特许申请第2003-173150号、2003年6月18日申请的日本特许申请第2003-173405号、2003年6月18日申请的日本特许申请第2003-173446号、以及2004年2月25日申请的日本特许申请第2004-49953号中公开的包括说明书、权利要求、附图、摘要的所有内容，均作为参考包含在本发明中。

以上参照附图，与优选实施方式关联，充分记载了本发明，但是本领域技术人员应该清楚只要不脱离附加的权利要求书中的本发明的范围，各种变形或修正就应该理解为包含在其中。

Claims (25)

1.一种燃料电池用填充回收器，在设置了具有阳极、阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜的燃料电池主体的燃料电池系统中使用，包括：

能形成容纳提供给所述阳极一侧的液体燃料原液的填充用燃料收容空间、容纳在所述阴极生成的排出物的所述排出物回收空间的一个容器；

配置为在容器内部沿着轴向能移动，把所述容器内部分割为所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间的隔板；

分别设置在所述容器中，与所述排出物回收空间连通，用于取入来自所述燃料电池主体的所述阴极一侧的含有水和空气的排出物的排出物取入口；与所述填充用燃料收容空间连通，把储存在内部的所述液体燃料原液提供给所述燃料电池主体的所述阳极一侧的燃料供给口；

由所述填充用燃料收容空间的压力降低而在所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间之间产生的压力差，使所述隔板移动，从而所述填充用燃料收容空间变窄，从所述填充用燃料收容空间，由所述燃料供给口输送所述液体燃料原料，从所述排出物取入口向所述排出物回收空间回收在所述阴极一侧生成的所述排出物。

2.一种燃料电池用填充回收器，在设置了具有阳极、阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜的燃料电池主体的燃料电池系统中使用，包括：

能形成容纳提供给所述阳极一侧的液体燃料原液的填充用燃料收容空间、容纳在所述阴极生成的排出物的所述排出物回收空间的一个容器；

配置为在容器内部沿着轴向能移动，把所述容器内部分割为所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间的隔板；

分别设置在所述容器中的，与所述排出物回收空间连通，用于取入来自所述燃料电池主体的所述阴极一侧的含有水和空气的排出物的排出物取入口；把储存在所述排出物回收空间的所述水提供给所述燃料电池主体的所述阳极一侧的水供给口；以及与所述填充用燃料收容空间连通，把储存在内部的所述液体燃料原液提供给所述燃料电池主体的所述阳极一侧的燃料供给口，

由经过所述排出物取入口而储存在所述排出物回收空间的所述排出物，所述排出物回收空间内的压力变得比所述填充用燃料收容空间的压力更高，所述隔板向所述填充用燃料收容空间一侧移动，对所述填充用燃料收容空间进行加压，从而能够从所述燃料供给口喷出液体燃料原液的同时能够从所述水供给口喷出所述水。

3.根据权利要求2所述的燃料电池用填充回收器，其中：

在所述排出物回收空间中设置从所述排出物分离水和空气，把所述水存储到所述排出物回收空间内，并且把所述空气向所述排出物回收空间外排出的气液分离机构。

4.根据权利要求3所述的燃料电池用填充回收器，其中：

所述气液分离机构是，具有与所述排出物取入口连通，配置在所述排出物回收空间内的管体，并且把回收到所述排出物回收空间内的水作为冷却介质，把所述排出物中包含的水分凝结为液态的水的热交换器。

5.根据权利要求1或2所述的燃料电池用填充回收器，其中：

在所述排出物回收空间中设置调整基于来自燃料电池主体的排出物的所述排出物回收空间内的压力的压力调整机构。

6.根据权利要求5所述的燃料电池用填充回收器，其中：

所述压力调整机构，是与所述排出物回收空间连通、设置在所述容器上的压力调整阀。

7.根据权利要求2所述的燃料电池用填充回收器，其中：

所述燃料供给口、所述水供给口和所述排出物取入口分别具有与所述燃料电池系统的管道可装卸地连接的连接器。

8.根据权利要求1或2所述的燃料电池用填充回收器，其中：

在所述容器中分别设置与所述填充用燃料收容空间连通设置的燃料补给用的燃料补给连接器、与所述排出物回收空间连通设置的用于回收所述排出物回收空间中存储的排出物的水回收用连接器；

在燃料补给时，在向所述填充用燃料收容空间补给燃料的再生器上分别连接水回收用连接器和燃料补给连接器，通过向所述填充用燃料收容空间补给燃料，使所述隔板向所述排出物回收空间移动，能排出所述排出物回收空间内的排出物。

9.一种燃料电池系统，包含：权利要求1所述的燃料电池用填充回收器；

具有把燃料氧化的阳极、把氧还原的阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜、配置在所述电解质膜的各表面的扩散层的燃料电池主体；

按照可将收容在所述填充用燃料收容空间中的所述液体燃料原液提供给所述阳极的方式，连通所述燃料供给口和所述阳极的燃料供给管；

按照能从所述阴极把所述排出物回收到所述排出物回收空间的方式，连通所述阴极和所述排出物取入口的排出物回收管；

按照使所述填充用燃料收容空间的压力降低的方式，使所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间之间产生压力差的压力差发生机构。

10.一种燃料电池系统，包含：权利要求2所述的燃料电池用填充回收器；

具有把燃料氧化的阳极、把氧还原的阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜、配置在所述电解质膜的各表面上的扩散层的燃料电池主体；

按照能把所述排出物中包含的水向所述阳极供给的方式，连通所述水供给口和所述阳极的水供给管；

调整从所述水供给口输送的水量，使提供给所述阳极的燃料浓度变为给定的值的第一供给量调整装置；

通过存储在所述排出物回收空间中的所述排出物，控制所述第一供给量调整装置，从而使所述隔板以给定压力对所述填充用燃料收容空间加压的控制装置。

11.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其中：

所述压力差发生机构具有对所述阴极供给空气的空气泵；

所述空气泵是向所述阴极供给空气，从而通过所述排出物回收管把在所述阴极中产生的所述排出物回收到所述排出物回收空间中，并且对所述排出物回收空间加压，使所述隔板向所述填充用燃料收容空间一侧移动，从所述填充用燃料收容空间通过所述燃料供给管，向所述阳极供给所述液体燃料原液的空气供给泵。

12.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其中：

还具有调整提供给所述燃料电池主体的液体燃料量的第二供给量调整装置；

所述控制装置控制所述第二供给量调整装置，使从所述燃料电池用填充回收器向所述电池主体的阳极一侧供给所述在燃料电池主体内由发电消耗的所述液体燃料。

13.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其中：

具有：检测所述隔板的位置的位置检测装置；根据由所述位置检测装置检测的关于所述隔板的位置的信息，检测收容在燃料电池用填充回收器中的所述液体燃料原液的残余量的燃料残余量计算装置。

14.根据权利要求13所述的燃料电池系统，其中：

所述位置检测装置由能与所述燃料电池用填充回收器非接触地检测所述隔板的位置的装置构成。

15.根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中：

所述位置检测装置由以下部分构成：设置在所述隔板上的磁铁；

设置在所述燃料电池用填充回收器的外部，并且检测从所述磁铁发出的透过所述燃料电池用填充回收器的外壁的磁场，检测所述磁铁的位置的检测器。

16.根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中：

还具有：根据由燃料残余量计算装置计算出的所述液体燃料原液的残余量的信息，计算能通过收容在该燃料电池用填充回收器中的所述液体燃料而发电的电能的残存电能计算装置；

检测从所述燃料电池输出的电能，根据该检测出的电能，计算单位时间中输出的电能的耗电能计算装置；

根据由所述残存电能计算装置计算出的能发电的电能和由所述耗电能计算装置计算出的单位时间中的耗电能的信息，计算通过收容在该燃料电池用填充回收器中的液体燃料能发电的剩余时间的信息的残存时间计算装置。

17.根据权利要求9～14中的任意一项所述的燃料电池系统，其中：具有：储存从所述燃料电池用填充回收器供给的液体燃料和从所述水供给口供给的水的燃料混合罐。

18.根据权利要求17所述的燃料电池系统，其中：

把所述燃料电池主体的至少所述阳极一侧配置在所述燃料混合罐中。

19.根据权利要求17所述的燃料电池系统，其中：

还具有检测所述燃料混合罐内的液体燃料浓度的浓度检测装置；

所述控制装置接收来自所述浓度检测装置的检测信号，控制所述第一和第二供给量调整装置，使所述燃料混合罐内的液体燃料浓度变为一定值。

20.根据权利要求17所述的燃料电池系统，其中：

还具有检测所述燃料混合罐中的液面水平的液面检测装置；

所述控制装置，在根据所述液面检测装置，燃料混合罐中的液面比基准水平还低时，控制第一和第二供给量调整装置，向所述燃料混合罐供给水和液体燃料中的至少任意一方。

21.根据权利要求9或10所述的燃料电池系统，其中：

配置在所述阳极一侧的所述扩散层具有亲水性，并且配置在所述阴极一侧的所述扩散层具有疏水性。

22.根据权利要求9或10所述的燃料电池系统，其中：

还具有能把在所述阴极生成的所述排出物分离为气体和液体的气液分离机构；

把由所述气液分离机构分离的所述液体回收到所述排出物回收空间中。

23.根据权利要求22所述的燃料电池系统，其中：

所述气液分离机构具有：通过排出所述分离的气体，把排出物回收空间内保持给定压力的压力调整阀。

24.一种燃料电池用填充回收器用再生器，连接在权利要求8所述的燃料电池用填充回收器上，其中：

内部由活塞划分为储存燃料的填充燃料供给部和排出物收容部，在所述填充燃料供给部上设置能与燃料电池用填充回收器的所述燃料补给连接器连接的燃料填充连接器，在所述排出物收容部中设置能连接在燃料电池用填充回收器的水回收用连接器上的排出物回收连接器；

在通过把所述活塞向所述填充燃料供给部一侧移动，使所述填充燃料供给部的燃料通过所述燃料补给连接器提供给所述燃料电池用填充回收器的填充用燃料收容空间的同时，通过排出物回收连接器把所述燃料电池用填充回收器的排出物回收空间内的排出物回收到所述排出物收容部内。

25、一种燃料电池系统，包括：

---燃料电池主体，该燃料电池主体具有把燃料氧化的阳极、把氧还原的阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜、配置在所述电解质膜的阳极侧表面上的具有亲水性的阳极侧扩散层、配置在所述电解质膜的阴极侧表面上的具有疏水性的阴极侧扩散层；

---燃料电池用充填回收器，该燃料电池用充填回收器具有，

能形成容纳提供给所述阳极一侧的液体燃料原液的填充用燃料收容空间、和容纳在所述阴极生成的排出物的所述排出物回收空间的一个容器，

配置为在所述容器内部沿着轴向能移动、把所述容器内部分割为所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间的隔板，

分别设置在所述容器中、与所述排出物回收空间连通并用于取入由所述燃料电池主体的所述阴极一侧的含有水和空气的排出物的排出物取入口、以及与所述燃料电池主体的所述填充用燃料收容空间连通并把储存在内部的所述液体燃料原液提供给所述燃料电池主体的阳极一侧的燃料供给口；

---向所述阴极供给空气的空气供给装置。

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