JP2002319420A - 燃料電池システム、燃料電池システムの運転制御方法および燃料電池システムの運転を制御するプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】シンプルで、小型化に寄与できる燃料電池シス
テムを得る。 【解決手段】単電池セルが積層されたセルスタック１０
と、このセルスタック１０の温度を検出する温度センサ
ー１６と、前記セルスタック１０における電気化学反応
によって生成した反応生成物、未反応の液体燃料と酸化
剤ガス及び前記電気化学反応に使用される未使用の液体
燃料と水が導入される貯蔵槽１１とを備え、前記温度セ
ンサー１６によってセルスタック１０の温度を検出し、
該温度が所定値になるように、貯蔵槽１１に導入される
反応生成物、未反応の液体燃料と酸化剤ガスの温度を制
御する機構または未使用の液体燃料と水の量を制御する
機構の少なくとも一方を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池システムに
関するもので、さらに詳しく言えば、負極にメタノール
などの液体燃料を直接供給し、正極に空気などの酸化剤
ガスを供給するようにした燃料電池システムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境問題や資源問題への対策が重
要視され、その対策の一つとして燃料電池の開発が活発
に行われている。特に、燃料のアルコールを改質または
ガス化せずに直接発電に利用する直接メタノール型燃料
電池は、構造がシンプルで小型化、軽量化が容易である
という点で、可搬型電源及び分散型電源として注目され
ている。

【０００３】直接メタノール型燃料電池は、電解質の両
側を負極と正極とで挟んで接合した構成体をセパレータ
で挟持した単電池セルが積層されて構成されたもので、
前記セパレータには負極に供給する燃料としてのメタノ
ール水溶液が流れる流路溝および正極に供給する酸化剤
ガスとして空気が流れる流路溝を有している。

【０００４】前記直接メタノール型燃料電池は、負極に
メタノール水溶液を供給し、正極に空気を供給すると、
負極ではメタノールと水が反応する電気化学反応によっ
て炭酸ガスが生成するとともに水素イオンと電子を放出
し、正極では電解質を通過してきた前記水素イオンと電
子を取り込む電気化学反応によって水が生成し、外部回
路に電気エネルギーが得られるように構成されている。

【０００５】なお、前記セパレータの流路溝は、負極に
メタノール水溶液を供給し、正極に空気を供給する役割
を果たすだけでなく、負極で生成した炭酸ガスと反応に
使用されなかった一部のメタノール水溶液および正極で
生成した水と反応に使用されなかった一部の空気を外部
に排出する役割も果たしている。

【０００６】ところが、上記した直接メタノール型燃料
電池に使用される電解質はプロトン導電性固体高分子膜
であり、電解質としての役割は果たしているが、燃料の
メタノールが透過するという性質があるため、反応に使
用されなかったメタノールが電解質を通って正極に到達
し、これが正極で酸素と反応して炭酸ガスと水を生成
し、燃料の利用率低下の原因になったり、正極の触媒上
にメタノールが存在することによる正極電位の低下の原
因になる。

【０００７】一方、上記した直接メタノール型燃料電池
は、出力特性の点からは、燃料の濃度を高くした方が好
ましいが、燃料の濃度を高くすると、メタノールの透過
（クロスオーバー）が多くなるため、メタノールの透過
量の増加による効率の低下を考慮したうえで出力特性を
定める必要があり、言い換えれば、出力特性や効率が運
転温度、燃料や酸化剤ガスの供給量などの運転条件に大
きく依存するという制約があった。

【０００８】従来、このような制約を少なくするものと
して、最適条件のメタノール水溶液を燃料極側に供給す
る構造のものが知られていた。たとえば、特表平１１−
５１０３１１号（国際公開番号ＷＯ９７／２１２５６）
公報には、アノードからカソードに透過してきた未使用
の燃料とアノードで生成した炭酸ガスを分離し、分離さ
れた未使用の燃料とカソードで生成された水を混合した
後、その濃度が最適値となるように濃度センサで検知し
ながら、純メタノールタンクまたは水タンクから液送ポ
ンプによりメタノールまたは水を加える構造が提案され
ている。また、特開２０００−２１４２６号公報には、
電気化学反応で生成した水と二酸化炭素を混合器に供給
し、あらかじめ混合器内に貯留されている水と反応させ
て炭酸を生成させ、この炭酸と燃料としてのメタノール
を混合することにより、反応生成物を有効利用するとと
もに、燃料の利用効率の低下を抑制する構成が記載され
ている。また、特開平９−１６１８６０号公報には、電
気化学反応で生成した水と炭酸ガスおよび未使用のメタ
ノールから炭酸ガスを除去したものを、最適濃度に制御
しながらポンプで循環させる構成が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した各公報に記載
されたものは、未使用のメタノールを有効利用するとい
う点では好ましいが、その循環のためにポンプを利用し
たり、電気化学反応で生成した水と炭酸ガスを混合して
攪拌するための混合器を設けたり、といった機構を必要
とするため、構成が複雑になり、直接メタノール型燃料
電池の特徴である、構造がシンプルで、小型化、軽量化
に適しているという利点が発揮できないという問題があ
った。

【００１０】また、上記した各公報に記載されたもの
は、いずれも、負極で生成した炭酸ガスと反応に使用さ
れなかった一部のメタノール水溶液および正極で生成し
た水と反応に使用されなかった一部の空気は、外部に排
出される際、電気化学反応によって高温になっている
が、排出後はラジエーターや凝縮器によって冷却される
ため、熱エネルギーが有効に利用できないという問題が
あった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するた
め、請求項１記載の発明は、単電池セルが積層されたセ
ルスタックと、前記セルスタックの温度を検出する温度
センサーと、貯蔵槽とを備えた燃料電池システムであっ
て、前記単電池セルは、プロトン導電性固体高分子膜か
らなる電解質を介して負極と正極とが対設された構成体
および前記構成体を挟持するとともに、前記負極に液体
燃料を、前記正極に酸化剤ガスを供給するための流路溝
を有するセパレータを備えたものであり、前記貯蔵槽
は、前記セルスタックにおける電気化学反応によって生
成した反応生成物、未反応の液体燃料と酸化剤ガスおよ
び前記電気化学反応に使用される未使用の液体燃料と水
が導入され、これらをセルスタックに再循環させるよう
に構成されたものであり、前記温度センサーによってセ
ルスタックの温度を検出し、該温度が所定値になるよう
に、貯蔵槽に導入される、反応生成物、未反応の液体燃
料と酸化剤ガスの温度を制御する機構または未使用の液
体燃料と水の量を制御する機構の少なくとも一方を備え
たことを特徴とするものである。

【００１２】すなわち、請求項１記載の発明によれば、
負極から排出される未反応の燃料と炭酸ガスおよび正極
から排出される未反応の酸化剤ガスと水の熱エネルギー
によってセルスタックの運転温度が所定値になるように
制御することができるので、熱エネルギーを有効に利用
することができる。

【００１３】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の燃料電池システムにおいて、セルスタックにおける
電気化学反応によって生成した反応生成物および未反応
の液体燃料と酸化剤ガスが貯蔵槽に導入される経路に、
電磁弁とラジエーターを有する冷却流路およびこれらを
バイパスさせるバイパス流路を設け、セルスタックの温
度が所定値以下の場合は、前記電磁弁を閉鎖して前記反
応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガスを前記バ
イパス流路を介して前記貯蔵槽に導入し、これらをセル
スタックに再循環させてセルスタックを加温し、セルス
タックの温度が所定値以上の場合は、前記電磁弁を開放
して前記反応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガ
スを電磁弁とラジエーターを有する冷却流路を介して前
記貯蔵槽に導入するか、未使用の液体燃料と水を前記貯
蔵槽に導入するかの少なくとも一方を行い、これらをセ
ルスタックに再循環させてセルスタックを冷却すること
を特徴とするものである。

【００１４】すなわち、請求項２記載の発明によれば、
セルスタックにおける電気化学反応によって生成した反
応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガスが貯蔵槽
に導入される経路に設けた、電磁弁とラジエーターを有
する冷却流路およびこれらをバイパスさせるバイパス流
路によって、前記反応生成物および未反応の液体燃料と
酸化剤ガスの熱エネルギーを有効に利用し、セルスタッ
クの運転温度を所定値に制御できるシステムを得ること
ができる。

【００１５】また、請求項３記載の発明は、単電池セル
が積層されたセルスタックと、前記セルスタックの温度
を検出する温度センサーと、貯蔵槽とを備えた燃料電池
システムの運転を制御する燃料電池システムの運転制御
方法であって、前記単電池セルは、プロトン導電性固体
高分子膜からなる電解質を介して負極と正極とが対設さ
れた構成体および前記構成体を挟持するとともに、前記
負極に液体燃料を、前記正極に酸化剤ガスを供給するた
めの流路溝を有するセパレータを備えたものであり、前
記貯蔵槽は、前記セルスタックにおける電気化学反応に
よって生成した反応生成物、未反応の液体燃料と酸化剤
ガスおよび前記電気化学反応に使用される未使用の液体
燃料と水が導入され、これらをセルスタックに再循環さ
せるように構成されたものであり、かつセルスタックに
おける電気化学反応によって生成した反応生成物および
未反応の液体燃料と酸化剤ガスが貯蔵槽に導入される経
路に、電磁弁とラジエーターを有する冷却流路およびこ
れらをバイパスさせるバイパス流路が設けられ、前記温
度センサーによってセルスタックの温度を検出し、前記
温度が所定値以下の場合は、前記電磁弁を閉鎖して前記
反応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガスを前記
バイパス流路を介して前記貯蔵槽に導入し、これらをセ
ルスタックに再循環させてセルスタックを加温し、セル
スタックの温度が所定値以上の場合は、前記電磁弁を開
放して前記反応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤
ガスを電磁弁とラジエーターを有する冷却流路を介して
前記貯蔵槽に導入するか、未使用の液体燃料と水を貯蔵
槽に導入するかの少なくとも一方を行い、これらをセル
スタックに再循環させてセルスタックを冷却することを
特徴とするものである。

【００１６】すなわち、請求項３記載の発明によれば、
セルスタックにおける電気化学反応によって生成した反
応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガスが貯蔵槽
に導入される経路に設けた、電磁弁とラジエーターを有
する冷却流路およびこれらをバイパスさせるバイパス流
路によって、前記反応生成物および未反応の液体燃料と
酸化剤ガスの熱エネルギーを有効に利用し、セルスタッ
クの運転温度を所定値に制御できる制御方法を得ること
ができる。

【００１７】また、請求項４記載の発明は、単電池セル
が積層されたセルスタックと、前記セルスタックの温度
を検出する温度センサーと、貯蔵槽とを備えた燃料電池
システムの運転を制御するプログラムであって、前記単
電池セルは、プロトン導電性固体高分子膜からなる電解
質を介して負極と正極とが対設された構成体および前記
構成体を挟持するとともに、前記負極に液体燃料を、前
記正極に酸化剤ガスを供給するための流路溝を有するセ
パレータを備えたものであり、前記貯蔵槽は、前記セル
スタックにおける電気化学反応によって生成した反応生
成物、未反応の液体燃料と酸化剤ガスおよび前記電気化
学反応に使用される未使用の液体燃料と水が導入され、
これらをセルスタックに再循環させるように構成された
ものであり、かつセルスタックにおける電気化学反応に
よって生成した反応生成物および未反応の液体燃料と酸
化剤ガスが貯蔵槽に導入される経路に、電磁弁とラジエ
ーターを有する冷却流路およびこれらをバイパスさせる
バイパス流路が設けられ、前記プログラムは、温度セン
サーによってセルスタックの温度を検出させる第１ステ
ップと、前記温度を所定値と比較させる第２ステップ
と、前記温度が所定値以下の場合は、前記電磁弁を閉鎖
させる第３ステップと、前記反応生成物および未反応の
液体燃料と酸化剤ガスを前記バイパス流路を介して前記
貯蔵槽に導入させる第４ステップとを含み、これらをセ
ルスタックに再循環させてセルスタックを加温させ、セ
ルスタックの温度が所定値以上の場合は、前記電磁弁を
開放させる他の第３ステップと、前記反応生成物および
未反応の液体燃料と酸化剤ガスを電磁弁とラジエーター
を有する冷却流路を介して前記貯蔵槽に導入させるか、
未使用の液体燃料と水を貯蔵槽に導入させるかの少なく
とも一方を行わせる他の第４ステップとを含み、これら
をセルスタックに再循環させてセルスタックを冷却させ
ることを特徴とするものである。

【００１８】すなわち、請求項４記載の発明によれば、
セルスタックにおける電気化学反応によって生成した反
応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガスが貯蔵槽
に導入される経路に設けた、電磁弁とラジエーターを有
する冷却流路およびこれらをバイパスさせるバイパス流
路によって、前記反応生成物および未反応の液体燃料と
酸化剤ガスの温度を有効に利用し、セルスタックの運転
温度を所定値になるように制御できるプログラムを得る
ことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、その形態に基づ
いて説明する。

【００２０】図1は本発明の実施の形態に係る燃料電池
システムの模式図である。

【００２１】図１に示した燃料電池システムの特徴は、
単電池セルを積層したセルスタック１０と、前記セルス
タック１０の温度を検出する温度センサー１６と、前記
セルスタック１０に酸化剤ガスとしての空気を供給する
空気ブロワー２０と、前記セルスタック１０に供給する
燃料としてのメタノール水溶液を貯蔵し、前記セルスタ
ック１０の負極から排出される未反応の燃料と炭酸ガ
ス、正極から排出される未反応の酸化剤ガスと水を導入
するようにした貯蔵槽１１とを備え、前記温度センサー
１６によってセルスタック１０の温度を検出し、該温度
が所定値になるように、貯蔵槽１１に導入される、反応
生成物、未反応の液体燃料と酸化剤ガスおよび未使用の
液体燃料と水の量を制御する機構を備えたことである。

【００２２】前記単電池セルは、プロトン導電性固体高
分子膜からなる電解質を介して負極と正極とが対設され
た構成体および前記構成体を挟持するセパレータを備え
ており、前記セパレータには、負極に液体燃料としての
メタノール水溶液を供給するための流路溝を有し、正極
に酸化剤ガスとしての空気を供給するための流路溝を有
している。

【００２３】前記貯蔵槽１１には、セルスタック１０に
おける電気化学反応によって生成した反応生成物（水お
よび炭酸ガス）、未反応の液体燃料および酸化剤ガスが
流入してくる経路と、前記電気化学反応に使用される未
使用の液体燃料と水が流入してくる経路とが設けられる
とともに、前記各経路を経て流入してきたものから液体
燃料だけを前記セルスタック１０での電気化学反応に使
用するために供給される経路が設けられている。

【００２４】前述したセルスタック１０の温度が所定値
になるように、貯蔵槽１１に導入される、反応生成物、
未反応の液体燃料と酸化剤ガスの温度を制御する機構
は、前記反応生成物（水および炭酸ガス）、未反応の液
体燃料および酸化剤ガスが流入してくる経路に、セルス
タック１０から電磁弁１７、ラジエーター１９を通る冷
却流路２１とこれらをバイパスさせるバイパス流路２２
とを設けたことであり、未使用の液体燃料と水の量を制
御する機構は、前述した未使用の液体燃料と水が流入し
てくる経路に、液体燃料タンク１３の液体燃料を送出す
るための液送ポンプ１５Ａ、水タンク１４の水を送出す
るための液送ポンプ１５Ｂを設けたことであり、前記温
度センサー１６によってセルスタック１０の温度を検出
し、該温度が所定値以下の場合は、前記電磁弁１７を閉
鎖してこれらをバイパス流路２２を介して前記貯蔵槽１
１に導入し、該温度が所定値以上の場合は、前記電磁弁
１７を開放してこれらを冷却流路２１を介して前記貯蔵
槽１１に導入するか、未使用の液体燃料と水を前記貯蔵
槽１１に導入するかの少なくとも一方を行うようにした
ことである。

【００２５】なお、上記した実施の形態において、貯蔵
槽１１に濃度センサー１２を設け、この濃度センサー１
２によって貯蔵槽１１内の液体燃料の濃度が所定値にな
るように、未使用の液体燃料の導入量を制御してもよ
く、必要に応じて圧力センサーを設け、この圧力センサ
ーによって貯蔵槽１１内の圧力が所定値になるように、
貯蔵槽１１に設けたリリーフバルブ１８の動作を制御す
るようにしてもよい。すなわち、圧力センサーによって
リリーフバルブ１８の動作点を調整することにより、大
気圧以上の加圧下にて運転を行うと、その出力特性を向
上させることができるので、システムを、容易に、最適
加圧条件下で運転することができる。

【００２６】次に、本発明の実施の形態に係る燃料電池
システムの運転制御方法を、図１に基づいて説明する。

【００２７】本発明の実施の形態に係る燃料電池システ
ムの運転制御方法の特徴は、単電池セルが積層されたセ
ルスタック１０と、前記セルスタック１０の温度を検出
する温度センサー１６と、貯蔵槽１１とを備えた燃料電
池システムの運転を制御する燃料電池システムの運転制
御方法であって、前記単電池セルは、プロトン導電性固
体高分子膜からなる電解質を介して負極と正極とが対設
された構成体および前記構成体を挟持するとともに、前
記負極に液体燃料を、前記正極に酸化剤ガスを供給する
ための流路溝を有するセパレータを備えたものであり、
前記貯蔵槽１１は、前記セルスタック１０における電気
化学反応によって生成した反応生成物、未反応の液体燃
料と酸化剤ガスおよび前記電気化学反応に使用される未
使用の液体燃料と水が導入され、これらをセルスタック
１０に再循環させるように構成されたものであり、かつ
セルスタック１０における電気化学反応によって生成し
た反応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガスが貯
蔵槽１１に導入される経路に、電磁弁１７とラジエータ
ー１９を有する冷却流路２１およびこれらをバイパスさ
せるバイパス流路２２が設けられ、前記温度センサー１
６によってセルスタック１０の温度を検出し、前記温度
が所定値以下の場合は、前記電磁弁１７を閉鎖して前記
反応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガスを前記
バイパス流路２２を介して前記貯蔵槽１１に導入させ、
これらをセルスタック１０に再循環させてセルスタック
１０を加温させ、セルスタック１０の温度が所定値以上
の場合は、前記電磁弁１７を開放して前記反応生成物お
よび未反応の液体燃料と酸化剤ガスを電磁弁１７とラジ
エーター１９を有する冷却流路２１を介して前記貯蔵槽
１１に導入させるか、未使用の液体燃料と水を貯蔵槽１
１に導入させるかの少なくとも一方を行い、これらをセ
ルスタック１０に再循環させてセルスタック１０を冷却
することである。

【００２８】上記した運転制御方法は、貯蔵槽１１に濃
度センサー１２を設け、この濃度センサー１２によって
貯蔵槽１１内の液体燃料の濃度が所定値になるように、
未使用の液体燃料の導入量を制御してもよく、必要に応
じて圧力センサーを設け、この圧力センサーによって貯
蔵槽１１内の圧力が所定値になるように、貯蔵槽１１に
設けたリリーフバルブ１８の動作を制御するようにして
もよい。

【００２９】次に、本発明の実施の形態に係る燃料電池
システムの運転を制御するプログラムを図１，図２に基
づいて説明する。

【００３０】本発明の実施の形態に係る燃料電池システ
ムの運転を制御するプログラムの特徴は、単電池セルが
積層されたセルスタック１０と、前記セルスタック１０
の温度を検出する温度センサー１６と、貯蔵槽１１とを
備えた燃料電池システムの運転を制御するプログラムで
あって、前記単電池セルは、プロトン導電性固体高分子
膜からなる電解質を介して負極と正極とが対設された構
成体および前記構成体を挟持するとともに、前記負極に
液体燃料を、前記正極に酸化剤ガスを供給するための流
路溝を有するセパレータを備えたものであり、前記貯蔵
槽１１は、前記セルスタック１０における電気化学反応
によって生成した反応生成物、未反応の液体燃料と酸化
剤ガスおよび前記電気化学反応に使用される未使用の液
体燃料と水が導入され、これらをセルスタック１０に再
循環させるように構成されたものであり、かつセルスタ
ック１０における電気化学反応によって生成した反応生
成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガスが貯蔵槽１１
に導入される経路に、電磁弁１７とラジエーター１９を
有する冷却流路２１およびこれらをバイパスさせるバイ
パス流路２２が設けられ、前記プログラムは、温度セン
サー１６によってセルスタック１０の温度を検出させる
第１ステップ（Ｓ１）と、前記温度を所定値と比較させ
る第２ステップ（Ｓ２）と、前記温度が所定値以下の場
合は、前記電磁弁１７を閉鎖させる第３ステップ（Ｓ３
１）と、前記反応生成物および未反応の液体燃料と酸化
剤ガスを前記バイパス流路２２を介して前記貯蔵槽１１
に導入させる第４ステップ（Ｓ４１）とを含み、これら
をセルスタック１０に再循環させてセルスタック１０を
加温させ、セルスタック１０の温度が所定値以上の場合
は、前記電磁弁１７を開放させる他の第３ステップ（Ｓ
３２）と、前記反応生成物および未反応の液体燃料と酸
化剤ガスを電磁弁１７とラジエーター１９を有する冷却
流路２１を介して前記貯蔵槽１１に導入させるか、未使
用の液体燃料と水を貯蔵槽１１に導入させるかの少なく
とも一方を行わせる他の第４ステップ（Ｓ４２）とを含
み、これらをセルスタック１０に再循環させてセルスタ
ック１０を冷却させることである。

【００３１】上記したプログラムは、フロッピー（登録
商標）ディスクやＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録し
たものであってもよく、ネットワークを介してやりとり
できる形態であってもよい。

【００３２】上記したプログラムは、貯蔵槽１１に濃度
センサー１２を設け、この濃度センサー１２によって貯
蔵槽１１内の液体燃料の濃度がを所定値になるように、
未使用の液体燃料の導入量を制御させてもよく、必要に
応じて圧力センサーを設け、この圧力センサーによって
貯蔵槽１１内の圧力が所定値になるように、貯蔵槽１１
に設けたリリーフバルブ２０の動作を制御させるように
してもよい。

【００３３】このような構成の燃料電池システムは、セ
ルスタック１０の負極に液体燃料としてのメタノール水
溶液を貯蔵槽１１から供給し、セルスタック１０の正極
に酸化剤ガスとしての空気をブロワー１８から供給する
と、負極では電気化学反応によって炭酸ガスが生成する
とともに水素イオンと電子を放出し、正極では電解質を
通過してきた前記水素イオンと電子を取り込む電気化学
反応によって水が生成し、外部回路に電気エネルギーを
得ることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の燃料電池システ
ムでは、直接メタノール型燃料電池の特徴である、構造
がシンプルで、小型化、軽量化に適しているという利点
を最大限発揮させることができ、シンプルで、小型化で
きる燃料電池システムの構成に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池システムの
模式図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る燃料電池システムの
運転を制御するプログラムのフローチャートである。

【符号の説明】

１０…セルスタック １１…貯蔵槽 １２…濃度センサー １３…液体燃料タンク １４…水タンク １５Ａ，１５Ｂ…液送ポンプ １６…温度センサー １７…電磁弁 １８…リリーフバルブ １９…ラジエーター ２０…空気ブロワー ２１…冷却流路 ２２…バイパス流路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単電池セルが積層されたセルスタックと、
   前記セルスタックの温度を検出する温度センサーと、貯
   蔵槽とを備えた燃料電池システムであって、前記単電池
   セルは、プロトン導電性固体高分子膜からなる電解質を
   介して負極と正極とが対設された構成体および前記構成
   体を挟持するとともに、前記負極に液体燃料を、前記正
   極に酸化剤ガスを供給するための流路溝を有するセパレ
   ータを備えたものであり、前記貯蔵槽は、前記セルスタ
   ックにおける電気化学反応によって生成した反応生成
   物、未反応の液体燃料と酸化剤ガスおよび前記電気化学
   反応に使用される未使用の液体燃料と水が導入され、こ
   れらをセルスタックに再循環させるように構成されたも
   のであり、前記温度センサーによってセルスタックの温
   度を検出し、該温度が所定値になるように、貯蔵槽に導
   入される、反応生成物、未反応の液体燃料と酸化剤ガス
   の温度を制御する機構または未使用の液体燃料と水の量
   を制御する機構の少なくとも一方を備えたことを特徴と
   する燃料電池システム。
2. 【請求項２】請求項１記載の燃料電池システムにおい
   て、セルスタックにおける電気化学反応によって生成し
   た反応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガスが貯
   蔵槽に導入される経路に、電磁弁とラジエーターを有す
   る冷却流路およびこれらをバイパスさせるバイパス流路
   を設け、セルスタックの温度が所定値以下の場合は、前
   記電磁弁を閉鎖して前記反応生成物および未反応の液体
   燃料と酸化剤ガスを前記バイパス流路を介して前記貯蔵
   槽に導入し、これらをセルスタックに再循環させてセル
   スタックを加温し、セルスタックの温度が所定値以上の
   場合は、前記電磁弁を開放して前記反応生成物および未
   反応の液体燃料と酸化剤ガスを電磁弁とラジエーターを
   有する冷却流路を介して前記貯蔵槽に導入するか、未使
   用の液体燃料と水を前記貯蔵槽に導入するかの少なくと
   も一方を行い、これらをセルスタックに再循環させてセ
   ルスタックを冷却することを特徴とする燃料電池システ
   ム。
3. 【請求項３】単電池セルが積層されたセルスタックと、
   前記セルスタックの温度を検出する温度センサーと、貯
   蔵槽とを備えた燃料電池システムの運転を制御する燃料
   電池システムの運転制御方法であって、前記単電池セル
   は、プロトン導電性固体高分子膜からなる電解質を介し
   て負極と正極とが対設された構成体および前記構成体を
   挟持するとともに、前記負極に液体燃料を、前記正極に
   酸化剤ガスを供給するための流路溝を有するセパレータ
   を備えたものであり、前記貯蔵槽は、前記セルスタック
   における電気化学反応によって生成した反応生成物、未
   反応の液体燃料と酸化剤ガスおよび前記電気化学反応に
   使用される未使用の液体燃料と水が導入され、これらを
   セルスタックに再循環させるように構成されたものであ
   り、かつセルスタックにおける電気化学反応によって生
   成した反応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガス
   が貯蔵槽に導入される経路に、電磁弁とラジエーターを
   有する冷却流路およびこれらをバイパスさせるバイパス
   流路が設けられ、前記温度センサーによってセルスタッ
   クの温度を検出し、前記温度が所定値以下の場合は、前
   記電磁弁を閉鎖して前記反応生成物および未反応の液体
   燃料と酸化剤ガスを前記バイパス流路を介して前記貯蔵
   槽に導入し、これらをセルスタックに再循環させてセル
   スタックを加温し、セルスタックの温度が所定値以上の
   場合は、前記電磁弁を開放して前記反応生成物および未
   反応の液体燃料と酸化剤ガスを電磁弁とラジエーターを
   有する冷却流路を介して前記貯蔵槽に導入するか、未使
   用の液体燃料と水を前記貯蔵槽に導入するかの少なくと
   も一方を行い、これらをセルスタックに再循環させてセ
   ルスタックを冷却することを特徴とする燃料電池システ
   ムの運転制御方法。
4. 【請求項４】単電池セルが積層されたセルスタックと、
   前記セルスタックの温度を検出する温度センサーと、貯
   蔵槽とを備えた燃料電池システムの運転を制御するプロ
   グラムであって、前記単電池セルは、プロトン導電性固
   体高分子膜からなる電解質を介して負極と正極とが対設
   された構成体および前記構成体を挟持するとともに、前
   記負極に液体燃料を、前記正極に酸化剤ガスを供給する
   ための流路溝を有するセパレータを備えたものであり、
   前記貯蔵槽は、前記セルスタックにおける電気化学反応
   によって生成した反応生成物、未反応の液体燃料と酸化
   剤ガスおよび前記電気化学反応に使用される未使用の液
   体燃料と水が導入され、これらをセルスタックに再循環
   させるように構成されたものであり、かつセルスタック
   における電気化学反応によって生成した反応生成物およ
   び未反応の液体燃料と酸化剤ガスが貯蔵槽に導入される
   経路に、電磁弁とラジエーターを有する冷却流路および
   これらをバイパスさせるバイパス流路が設けられ、前記
   プログラムは、温度センサーにセルスタックの温度を検
   出させる第１ステップと、前記温度を所定値と比較させ
   る第２ステップと、前記温度が所定値以下の場合は、前
   記電磁弁を閉鎖させる第３ステップと、前記反応生成物
   および未反応の液体燃料と酸化剤ガスを前記バイパス流
   路を介して前記貯蔵槽に導入させる第４ステップとを含
   み、これらをセルスタックに再循環させてセルスタック
   を加温させ、セルスタックの温度が所定値以上の場合
   は、前記電磁弁を開放させる他の第３ステップと、前記
   反応生成物および未反応の液体燃料と酸化剤ガスを電磁
   弁とラジエーターを有する冷却流路を介して前記貯蔵槽
   に導入させるか、未使用の液体燃料と水を前記貯蔵槽に
   導入させるかの少なくとも一方を行わせる他の第４ステ
   ップとを含み、これらをセルスタックに再循環させてセ
   ルスタックを冷却させることを特徴とする燃料電池シス
   テムの運転を制御するプログラム。