JP2003346861A - Fuel cell system - Google Patents

Fuel cell system

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JP2003346861A
JP2003346861A JP2002154055A JP2002154055A JP2003346861A JP 2003346861 A JP2003346861 A JP 2003346861A JP 2002154055 A JP2002154055 A JP 2002154055A JP 2002154055 A JP2002154055 A JP 2002154055A JP 2003346861 A JP2003346861 A JP 2003346861A
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JP
Japan
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fuel cell
liquid
hydrogen
cell system
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002154055A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiro Tanaka
好郎 田中
Yasuo Miyake
泰夫 三宅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
OKUTO KK
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
OKUTO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd, OKUTO KK filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2002154055A priority Critical patent/JP2003346861A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To supply hydrogen to a fuel cell in an easily-handled and simple system. <P>SOLUTION: This fuel cell system is provided with the fuel cell 1 and a hydrogen supply device A supplying hydrogen to the fuel cell 1. This system is also provided with a generation part 10 allowing reactant to contact the liquid and generating hydrogen as the hydrogen supply device A. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
に関し、燃料電池と、前記燃料電池へ水素を供給する水
素供給装置とを備える燃料電池システムに関する。
The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system including a fuel cell and a hydrogen supply device for supplying hydrogen to the fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、燃料電池についての開発が盛んに
行われているが、その水素燃料の供給については、単に
燃料改質装置等を用いて炭化水素系燃料を水素リッチな
改質ガスに改質する技術(以下第一従来技術と称する)
や、水素ガスボンベを用いる技術(以下第二従来技術と
称する)や、水素吸蔵合金を用いる技術(以下第三従来
技術と称する)が提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of fuel cells has been actively carried out. For the supply of hydrogen fuel, a hydrocarbon-based fuel is simply converted to a hydrogen-rich reformed gas using a fuel reformer or the like. Reforming technology (hereinafter referred to as first prior art)
Also, a technique using a hydrogen gas cylinder (hereinafter referred to as a second conventional technique) and a technique using a hydrogen storage alloy (hereinafter referred to as a third conventional technique) have been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
一従来技術の場合、燃料改質装置は700℃程度で作動
し、その昇温に時間がかかることなどから、燃料電池シ
ステムの起動時の立ち上がりが悪いという問題があり、
上記第二従来技術の場合、水素ボンベを用いることから
体積効率が低いという問題があり、上記第三従来技術の
場合、水素の放出には水素吸蔵合金の加熱が必要で、水
素を吸蔵させるには水素吸蔵合金の冷却が必要であるな
ど効率が悪いという問題があり、新たな水素燃料供給技
術の登場が望まれている。
However, in the case of the first prior art, the fuel reformer operates at about 700 ° C. and takes a long time to raise its temperature. Is bad,
In the case of the second prior art, there is a problem that the volume efficiency is low because a hydrogen cylinder is used, and in the case of the third prior art, heating of the hydrogen storage alloy is necessary to release hydrogen, and hydrogen is absorbed. However, there is a problem that the efficiency is low, such as the necessity of cooling the hydrogen storage alloy, and the emergence of a new hydrogen fuel supply technology is desired.

【0004】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、燃料電池システムにおける新た
な水素燃料供給技術を提案し、取り扱いが容易で、且
つ、簡易なシステムで、燃料電池に水素を供給すること
ができるようにするところにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to propose a new hydrogen fuel supply technique in a fuel cell system, and to provide a fuel supply system that is easy to handle and has a simple system. The point is that hydrogen can be supplied to the battery.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の特
徴構成は、燃料電池と、前記燃料電池へ水素を供給する
水素供給装置とを備える燃料電池システムであって、前
記水素供給装置として、反応物と液体とを接触させて水
素を発生可能な発生部を設けてあるところにある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including a fuel cell and a hydrogen supply device for supplying hydrogen to the fuel cell. And a generator capable of generating hydrogen by bringing a reactant and a liquid into contact with each other.

【0006】〔作用及び効果〕本構成によれば、発生部
にて、反応物と液体とが接触されることにより反応物と
液体とが反応して、例えば後で示す化学式1〜11,1
3〜17のような反応が起こり、水素ガスが発生し、そ
の水素ガスが、発生部から燃料電池へと供給されるの
で、取り扱いが容易で、且つ、簡易なシステムで、燃料
電池に水素を供給することができるようになる。
According to the present structure, the reactant and the liquid react with each other when the reactant and the liquid come into contact with each other at the generating section, and for example, the chemical formulas 1 to 11, 1
Reactions 3 to 17 occur, and hydrogen gas is generated, and the hydrogen gas is supplied from the generating section to the fuel cell. Therefore, handling is easy and a simple system is used to supply hydrogen to the fuel cell. Will be able to supply.

【0007】請求項2記載の発明の特徴構成は、上記請
求項1の特徴構成に加えて、前記反応物が固体反応物で
あり、前記発生部における前記固体反応物と前記液体と
の組み合わせが、水素よりもイオン化傾向の大きい金属
と酸性液、アルカリ金属と水、両性金属とアルカリ水溶
液、金属水素化物と水、からなる群より選択される少な
くとも1種の組み合わせであるところにある。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the reactant is a solid reactant, and a combination of the solid reactant and the liquid in the generating section is different. At least one combination selected from the group consisting of a metal and an acidic solution, an alkali metal and water, an amphoteric metal and an aqueous alkali solution, and a metal hydride and water, which have a higher ionization tendency than hydrogen.

【0008】〔作用及び効果〕前記反応物が固体反応物
であり、前記固体反応物と液体との組み合わせとして
は、水素よりもイオン化傾向の大きい金属と酸性液、ア
ルカリ金属と水、両性金属とアルカリ水溶液、金属水素
化物と水、からなる群より選択される少なくとも1種の
組み合わせであればよく、各々、以下の化学式1〜11
に例示する反応が起こり、好適に水素ガスが発生され、
上述の作用及び効果を期待することができ、しかも、水
素よりもイオン化傾向の大きい金属と酸性液(例えば、
化学式1,2)、アルカリ金属と水(例えば、化学式
3)、両性金属とアルカリ水溶液(例えば、化学式4〜
6)、金属水素化物と水(例えば、化学式7〜11)、
いずれの組み合わせのときでも非常に水素の純度の高い
水素ガスを得ることができ、有利である。
[Effects and Effects] The reactant is a solid reactant, and the combination of the solid reactant and the liquid may be a metal having an ionization tendency greater than that of hydrogen, an acidic liquid, an alkali metal and water, an amphoteric metal. Any combination of at least one selected from the group consisting of an alkaline aqueous solution, a metal hydride, and water may be used.
Reaction occurs, hydrogen gas is preferably generated,
The above-mentioned action and effect can be expected, and moreover, a metal and an acidic liquid having a greater ionization tendency than hydrogen (for example,
Chemical formulas 1 and 2), an alkali metal and water (for example, chemical formula 3), an amphoteric metal and an aqueous alkali solution (for example, chemical formulas 4 to 5)
6), metal hydride and water (for example, chemical formulas 7 to 11),
In any combination, hydrogen gas with extremely high purity of hydrogen can be obtained, which is advantageous.

【0009】[0009]

【化1】mM+nH2SO4 → Mm(SO4)n+nH2↑ (ただし、M:金属(Li,Be,K,Ca,Na,M
g,Al,Zn,Fe,Ni,Co)、m,n:係数
(モル数))
Embedded image mM + nH 2 SO 4 → M m (SO 4 ) n + nH 2 ↑ (where M: metal (Li, Be, K, Ca, Na, M
g, Al, Zn, Fe, Ni, Co), m, n: Coefficient (molar number))

【0010】[0010]

【化2】mM+nHCl → MmCln+n/2H2↑ (ただし、M:金属(Li,Be,K,Ca,Na,M
g,Al,Zn,Fe,Ni,Sn,Co)、m,n:
係数(モル数))
## STR2 ## mM + nHCl → M m Cl n + n / 2H 2 ↑ ( However, M: metal (Li, Be, K, Ca , Na, M
g, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Co), m, n:
Coefficient (mol)

【0011】[0011]

【化3】2M+2H2O → 2MOH+H2↑ (ただし、M:アルカリ金属(Li,Na,K,Rb,
Cs等)
Embedded image 2M + 2H 2 O → 2MOH + H 2 ↑ (where M: alkali metal (Li, Na, K, Rb,
Cs etc.)

【0012】[0012]

【化4】Zn+2NaOH+2H2O → Na2[Zn
(OH)4]+H2
Embedded image Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 [Zn
(OH) 4 ] + H 2

【0013】[0013]

【化5】2Al+2NaOH+6H2O → 2Na[A
l(OH)4]+3H2
Embedded image 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na [A
l (OH) 4 ] + 3H 2

【0014】[0014]

【化6】Sn+2NaOH+4H2O → Na2[Sn
(OH)4(OH2)2]+H2
Embedded image Sn + 2NaOH + 4H 2 O → Na 2 [Sn
(OH) 4 (OH 2 ) 2 ] + H 2

【0015】[0015]

【化7】CaH2+2H2O → Ca(OH)2+2H2Embedded image CaH 2 + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + 2H 2

【0016】[0016]

【化8】LiH+H2O → LiOH+H2Embedded image LiH + H 2 O → LiOH + H 2

【0017】[0017]

【化9】LiAlH4+4H2O → LiOH+Al
(OH)3+4H2
Embedded image LiAlH 4 + 4H 2 O → LiOH + Al
(OH) 3 + 4H 2

【0018】[0018]

【化10】NaH+H2O → NaOH+H2Embedded image NaH + H 2 O → NaOH + H 2

【0019】[0019]

【化11】SiH4+2H2O → SiO2+4H2Embedded image SiH 4 + 2H 2 O → SiO 2 + 4H 2

【0020】また、上述のような固体反応物と液体との
各組み合わせについて、次のような作用及び効果を期待
することができる。
Further, the following actions and effects can be expected for each combination of a solid reactant and a liquid as described above.

【0021】化学式1,2に例示する水素よりもイオン
化傾向の大きい金属(以下、卑な金属と略称する)と酸
性液との組み合わせのときには、安定して長時間にわた
り所定量の水素ガス発生を期待することができる。因み
に、このときには、酸性液と接触させる卑な金属に比
べ、イオン化傾向の小さい金属の金属イオンを添加する
と、前記卑な金属と酸性液との反応が促進され、多量の
水素ガスを得ることもできる。
In the case of a combination of a metal having a higher ionization tendency than hydrogen exemplified in Chemical Formulas 1 and 2 (hereinafter abbreviated as a base metal) and an acidic solution, a predetermined amount of hydrogen gas is generated stably for a long time. You can expect. By the way, at this time, when a metal ion of a metal having a small ionization tendency is added as compared with the base metal to be brought into contact with the acid solution, the reaction between the base metal and the acid solution is promoted, and a large amount of hydrogen gas may be obtained. it can.

【0022】化学式3に例示するアルカリ金属と水との
組み合わせのときには、液体が水でよいので入手容易
で、しかも、瞬時に多量の水素ガスが発生されるため、
起動時に使用するのに有利である。
In the case of a combination of an alkali metal and water as exemplified in Chemical Formula 3, the liquid may be water, so that it is easily available, and a large amount of hydrogen gas is generated instantaneously.
It is advantageous to use at startup.

【0023】化学式4〜6に例示する両性金属とアルカ
リ水溶液との組み合わせのときには、水酸化ナトリウム
や水酸化カリウム等の固体状のアルカリを必要な時に水
と混合すれば所望のアルカリ水溶液を得ることができる
ため、それらの保存や運搬や取り扱いが便利である。
In the case of a combination of an amphoteric metal and an alkali aqueous solution exemplified in Chemical Formulas 4 to 6, a desired alkali aqueous solution can be obtained by mixing a solid alkali such as sodium hydroxide or potassium hydroxide with water when necessary. Storage, transportation and handling are convenient.

【0024】化学式7〜11に例示する金属水素化物と
水との組み合わせのときには、金属水素化物が固体で、
水は入手容易であるため、それらの保存や運搬や取り扱
いが便利である。
In the case of a combination of a metal hydride exemplified in Chemical Formulas 7 to 11, and water, the metal hydride is a solid,
Because water is readily available, it is convenient to store, transport, and handle them.

【0025】請求項3記載の発明の特徴構成は、上記請
求項2の特徴構成に加えて、前記発生部が、上部に空間
を残して前記液体を貯留してある貯留室と、その貯留室
とは別に、上部に空間を残して前記液体を貯留してある
と共にその液体に接触可能に前記固体反応物を設けてあ
る反応室とを備え、前記貯留室に貯留してある液体と、
前記反応室に貯留してある液体とを連通接続する液連通
部を設けてあるとともに、前記反応室から前記燃料電池
側へ水素を供給可能に構成してあるところにある。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the second aspect, the generating section stores the liquid while leaving a space above the storage section, and the storage chamber. Separately, comprises a reaction chamber in which the liquid is stored leaving a space above and the solid reactant is provided so as to be able to contact the liquid, and a liquid stored in the storage chamber;
A liquid communication portion is provided for communicating and connecting the liquid stored in the reaction chamber, and hydrogen is supplied from the reaction chamber to the fuel cell side.

【0026】〔作用及び効果〕本構成によれば、液連通
部により、貯留室に貯留してある液体と反応室に貯留し
てある液体とが連通接続されているので、貯留室におけ
る液体の上部の空間と反応室における液体の上部の空間
との圧力差に基づいて、貯留室と反応室間にて液体を移
送させることができる。すると、反応室にて固体反応物
と液体とが接触され、水素ガスが発生し燃料電池側へ供
給されるにあたり、反応室において水素ガスの発生が過
剰となると、反応室側の圧力が貯留室側に勝るようにす
れば、反応室に貯留される液体が液連通部を介し貯留室
に移送され、その液面が降下することで、水素ガスの発
生が抑制され、これとは逆に、反応室の水素ガスの発生
が少なくなると、貯留室側の圧力が反応室側に勝るよう
にすれば、貯留室に貯留される液体が液連通部を介し反
応室に移送され、反応室に貯留される液体の液面が上昇
することで、水素ガスの発生が向上されることを期待す
ることもできるようになり、簡易なシステムでありなが
ら水素ガスの発生量を調節することができるようにもな
り、好適である。
[Function and Effect] According to this configuration, the liquid stored in the storage chamber and the liquid stored in the reaction chamber are connected by the liquid communication section, so that the liquid in the storage chamber is connected. The liquid can be transferred between the storage chamber and the reaction chamber based on the pressure difference between the upper space and the upper space of the liquid in the reaction chamber. Then, when the solid reactant and the liquid come into contact with each other in the reaction chamber, and hydrogen gas is generated and supplied to the fuel cell side, when the generation of hydrogen gas becomes excessive in the reaction chamber, the pressure on the reaction chamber side becomes the storage chamber. If it is superior to the side, the liquid stored in the reaction chamber is transferred to the storage chamber via the liquid communication part, and the liquid level falls, thereby suppressing the generation of hydrogen gas, and conversely, If the generation of hydrogen gas in the reaction chamber is reduced, the liquid stored in the storage chamber is transferred to the reaction chamber via the liquid communication part and stored in the reaction chamber if the pressure on the storage chamber side is made to exceed the reaction chamber side. As the level of the liquid to be raised rises, it can be expected that the generation of hydrogen gas will be improved, so that the amount of generated hydrogen gas can be adjusted while using a simple system. And is preferred.

【0027】請求項4記載の発明の特徴構成は、上記請
求項3の特徴構成に加えて、前記発生部が、少なくとも
2つの前記反応室を備え、前記反応室毎に前記液連通部
を設け、前記反応室各々から前記燃料電池側へ水素を供
給可能に構成するとともに、前記反応室各々を切替使用
可能に構成してあるところにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the third aspect, the generating section includes at least two reaction chambers, and the liquid communication section is provided for each of the reaction chambers. , Wherein each of the reaction chambers is configured to be able to supply hydrogen to the fuel cell side, and each of the reaction chambers is configured to be switchable.

【0028】〔作用及び効果〕前記発生部が、少なくと
も2つの前記反応室を備え、各々の反応室毎に前記液連
通部を設けると共に、各々の反応室から燃料電池側へ水
素ガスを供給可能で、前記反応室各々を切替使用可能に
構成してあるので、上述の請求項3の発明による作用及
び効果に加えて、各反応室を切り替えて使用すること
で、水素ガスを発生させ燃料電池側に供給しながら、各
反応室について固体反応物の交換等のメンテナンスを行
うことができるようになり、好適である。
[Operation and Effect] The generating section has at least two reaction chambers, the liquid communication section is provided for each reaction chamber, and hydrogen gas can be supplied from each reaction chamber to the fuel cell side. Since each of the reaction chambers is configured so as to be switchable, in addition to the operation and effect according to the third aspect of the present invention, by switching and using each reaction chamber, hydrogen gas is generated to generate a fuel cell. This is preferable because maintenance such as replacement of a solid reactant can be performed for each reaction chamber while supplying to the reaction side.

【0029】請求項5記載の発明の特徴構成は、上記請
求項3又は4の特徴構成に加えて、前記反応室に、前記
貯留してある液体の液面を検知可能な液面検知手段を設
け、前記液面検知手段により検知される液体の液面が設
定位置以上になると、前記液体を新たに追加供給可能な
液追加機構を設けてあるところにある。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the third or fourth aspect, a liquid level detecting means capable of detecting the liquid level of the stored liquid in the reaction chamber is provided. A liquid addition mechanism that can newly supply the liquid when the liquid level of the liquid detected by the liquid level detection means is equal to or higher than a set position.

【0030】〔作用及び効果〕先述のように、反応室に
おける水素ガス発生が少なくなると、貯留室から反応室
に液体が液連通部を介して移送され、反応室において貯
留される液体の液面が上昇するときに、本構成によれ
ば、その液体の液面が設定値以上になると、液追加機構
により、液体が新たに追加供給されるので、一層、反応
室における水素ガスの発生が促進されることを期待でき
る。尚、新たに追加供給される液体は、反応室に直接供
給されるようにしてあってもよいし、貯留室に供給され
るようにしてあってもよい。
[Operation and Effect] As described above, when the amount of hydrogen gas generated in the reaction chamber decreases, the liquid is transferred from the storage chamber to the reaction chamber via the liquid communication part, and the liquid level of the liquid stored in the reaction chamber is reduced. With this configuration, when the liquid level rises above the set value, the liquid is additionally supplied by the liquid addition mechanism, so that the generation of hydrogen gas in the reaction chamber is further promoted. Can be expected. The liquid additionally newly supplied may be supplied directly to the reaction chamber, or may be supplied to the storage chamber.

【0031】請求項6記載の発明の特徴構成は、上記請
求項2の特徴構成に加えて、前記発生部を設けるに、前
記液体を貯留してある液溜室を設け、第一液供給手段に
より前記液溜室から供給される前記液体をオーバーフロ
ーしながら貯留すると共に前記固体反応物を備えるオー
バーフロー室を設け、第二供給手段により前記オーバー
フロー室からオーバーフローされた液体を回収する回収
室を設けてあるところにある。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the second aspect of the present invention, a liquid storage chamber for storing the liquid is provided for providing the generating section, and a first liquid supply means is provided. By providing an overflow chamber containing the solid reactant while storing the liquid supplied from the liquid storage chamber while overflowing, and providing a collection chamber for collecting the liquid overflowed from the overflow chamber by the second supply means. There is a place.

【0032】〔作用及び効果〕本構成によれば、液溜室
に新規な液体を備えさえておけば、オーバーフロー室に
おいて、固体反応物が液溜室より供給される新規な液体
と常に接触されるようにでき、連続して所定量の水素ガ
スが発生されることを期待することができ、しかも、回
収室にて、回収される液体を再利用することで経済性を
向上させることも可能となり、好適である。
According to the present configuration, as long as a new liquid is provided in the liquid chamber, the solid reactant is always brought into contact with the new liquid supplied from the liquid chamber in the overflow chamber. It can be expected that a predetermined amount of hydrogen gas will be generated continuously, and it is also possible to improve the economic efficiency by reusing the recovered liquid in the recovery chamber It is suitable.

【0033】請求項7記載の特徴構成は、上記請求項6
の特徴構成に加えて、前記回収室に、前記オーバーフロ
ー室からオーバーフローされた液体と反応することで、
水素を発生可能な第2反応物を有するところにある。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the above-described sixth aspect.
In addition to the features of the above, by reacting with the liquid overflowed from the overflow chamber in the recovery chamber,
It has a second reactant capable of generating hydrogen.

【0034】〔作用及び効果〕本構成によれば、前記回
収室が有する第2反応物が、前記オーバーフロー室から
オーバーフローされた液体と反応することで、水素を発
生するので、オーバーフロー室のみならず、回収室で
も、水素ガスを得ることができ、好適である。
[Operation and Effect] According to this configuration, the second reactant of the recovery chamber reacts with the liquid overflowed from the overflow chamber to generate hydrogen, so that not only the overflow chamber but also the second reactant is generated. Also, hydrogen gas can be obtained in the recovery chamber, which is preferable.

【0035】請求項8記載の特徴構成は、上記請求項6
の特徴構成に加えて、前記回収室に、前記オーバーフロ
ー室からオーバーフローされた液体と反応することで、
前記オーバーフロー室の固体反応物の成分が含有される
含有物を析出可能な第2反応物を有するところにある。
According to the eighth aspect of the present invention, there is provided the above-described sixth aspect.
In addition to the features of the above, by reacting with the liquid overflowed from the overflow chamber in the recovery chamber,
The overflow chamber has a second reactant capable of precipitating a substance containing a component of the solid reactant.

【0036】〔作用及び効果〕本構成によれば、回収室
が有する第2反応物が、オーバーフロー室からオーバー
フローされた液体と反応することで、オーバーフロー室
の固体反応物の成分が含有される含有物を析出させるこ
とができるので、かかる含有物を回収することで、簡易
に固体反応物を再利用することができるようになり、好
適である。
[Operation and Effect] According to this configuration, the second reactant in the recovery chamber reacts with the liquid overflowed from the overflow chamber, thereby containing the component of the solid reactant in the overflow chamber. Since the substance can be precipitated, the solid reactant can be easily reused by collecting such a substance, which is preferable.

【0037】請求項9記載の発明の特徴構成は、上記請
求項7又は8の特徴構成に加えて、固体反応物と前記液
体との組み合わせが、マグネシウム金属と硫酸であり、
前記第2反応物がナトリウム金属であるところにある。
According to a ninth aspect of the present invention, in addition to the seventh or eighth aspect, the combination of the solid reactant and the liquid is magnesium metal and sulfuric acid;
Wherein the second reactant is sodium metal.

【0038】〔作用及び効果〕このように固体反応物と
前記液体との組み合わせが、マグネシウム金属と液体で
あり、前記回収室に第2反応物としてナトリウム金属を
備えさせてあれば、請求項7及び8の作用効果いずれも
を享受することができ、有利である。つまり、化学式1
2に示す反応が回収室にて起こり、簡易にマグネシウム
成分を回収し再利用しながら水素ガスを得ることができ
る。その上、回収室にナトリウム金属を備えさせてある
ので、より多量の水素ガスを得ることもでき、有利であ
る。つまり、マグネシウム金属と硫酸とを備えるオーバ
ーフロー室からオーバーフローされ回収室に回収される
液体が、回収室にてナトリウム金属と接触することとな
るが、その液体には水が多量に含まれるために、水とナ
トリウム金属との反応により水素ガスが発生し、その水
素ガスを回収することで、より多量の水素ガスを得るこ
とができるのである。尚、化学式1や化学式12に示す
反応が起こればよく、マグネシウム金属とは、単なるマ
グネシウム金属のみならず、マグネシウム成分を有する
合金をも意味し、ナトリウム金属とは、単なるナトリウ
ム金属のみならず、ナトリウム成分を有する合金をも意
味する。
[Action and Effect] If the combination of the solid reactant and the liquid is magnesium metal and the liquid, and the recovery chamber is provided with sodium metal as the second reactant, the method according to claim 7 And 8 can be enjoyed, which is advantageous. That is, chemical formula 1
The reaction shown in 2 occurs in the recovery chamber, and hydrogen gas can be obtained while easily recovering and reusing the magnesium component. In addition, since the recovery chamber is provided with sodium metal, a larger amount of hydrogen gas can be obtained, which is advantageous. In other words, the liquid that overflows from the overflow chamber including magnesium metal and sulfuric acid and is collected in the recovery chamber comes into contact with sodium metal in the recovery chamber, but since the liquid contains a large amount of water, Hydrogen gas is generated by the reaction between water and sodium metal, and a larger amount of hydrogen gas can be obtained by recovering the hydrogen gas. It is sufficient that the reaction represented by Chemical Formula 1 or Chemical Formula 12 occurs. The magnesium metal means not only a mere magnesium metal but also an alloy having a magnesium component, and the sodium metal is not only a mere sodium metal, An alloy having a sodium component is also meant.

【0039】[0039]

【化12】MgSO4+2Na+2H2O→Mg(OH)2
+Na2SO4+H2
Embedded image MgSO 4 + 2Na + 2H 2 O → Mg (OH) 2
+ Na 2 SO 4 + H 2

【0040】請求項10記載の発明の特徴構成は、上記
請求項3〜5の何れかに記載の前記反応室、又は、上記
請求項6〜9の何れかに記載の前記オーバーフロー室
が、その外部とは断熱される断熱構造を備えているとこ
ろにある。
A feature of the invention according to claim 10 is that the reaction chamber according to any of claims 3 to 5 or the overflow chamber according to any of claims 6 to 9 includes There is a heat insulation structure that is insulated from the outside.

【0041】〔作用及び効果〕断熱構造により、反応室
又はオーバーフロー室がその外部と断熱されるので、反
応熱により液温が上昇し、高温の水素ガスが発生する。
そのために、高温の水素ガスが燃料電池へと供給される
ことから、高温で作動する燃料電池に特に好適である。
さらに、露点の高い水素ガスが供給されるので、殊に、
燃料電池が固体高分子形燃料電池のときには、有利であ
る。
[Operation and Effect] Since the reaction chamber or the overflow chamber is insulated from the outside by the heat insulating structure, the liquid temperature rises due to the heat of the reaction, and high-temperature hydrogen gas is generated.
Therefore, since high-temperature hydrogen gas is supplied to the fuel cell, it is particularly suitable for a fuel cell operating at high temperature.
Further, since hydrogen gas having a high dew point is supplied, in particular,
This is advantageous when the fuel cell is a polymer electrolyte fuel cell.

【0042】請求項11記載の発明の特徴構成は、上記
請求項2〜10の何れかの特徴構成に加えて、前記酸性
液の水素原子の少なくとも一部が重水素原子であるとこ
ろにある。
A feature of the invention according to claim 11 is that, in addition to the features according to any one of claims 2 to 10, at least a part of hydrogen atoms of the acidic liquid is deuterium atoms.

【0043】〔作用及び効果〕本構成によれば、重水素
原子により、卑な金属と酸性液との反応が促進され、短
時間により多くの水素ガスを発生させることができ、燃
料電池システムの起動時間の短縮化を図ることが可能と
なる。
[Operation and Effect] According to this configuration, the reaction between the base metal and the acidic liquid is promoted by the deuterium atom, and more hydrogen gas can be generated in a short time. The startup time can be reduced.

【0044】請求項12記載の発明の特徴構成は、上記
請求項2〜11の何れかの特徴構成に加えて、前記固体
反応物は、その内部に前記液体が進入可能な構造に形成
してあるところにあり、請求項13記載の発明の特徴構
成は、請求項12の特徴構成に加えて、前記固体反応物
は、管状又は練炭状であるところにあり、請求項14記
載の発明の特徴構成は、上記請求項2〜11の何れかの
特徴構成に加えて、前記固体反応物は、粉粒状或いは鱗
片状であるところにある。
According to a twelfth aspect of the present invention, in addition to any one of the second to eleventh aspects, the solid reactant is formed into a structure in which the liquid can enter. The feature of the invention according to claim 13 is that the solid reactant is tubular or briquette in addition to the feature of claim 12, and the feature of the invention according to claim 14. The structure is such that, in addition to the characteristic structure of any of claims 2 to 11, the solid reactant is in the form of powder or granules or scale.

【0045】〔作用及び効果〕固体反応物が管状や練炭
状など、その内部に液体が進入可能な構造に形成してあ
れば、液体と固体反応物との接触界面をより大きくしな
がら、より多くの水素ガスを得ることができ、そして、
固体反応物が粉粒状或いは鱗片状であると、液体と固体
反応物との接触界面が大きくなると共に、液体への固体
反応物の供給量の微調整が可能となり、有利である。
[Operation and Effect] If the solid reactant is formed in a structure such as a tube or a briquette into which a liquid can enter, the contact interface between the liquid and the solid reactant can be increased while increasing the contact interface. Can get a lot of hydrogen gas, and
If the solid reactant is in the form of particles or scales, the contact interface between the liquid and the solid reactant increases, and the amount of the solid reactant supplied to the liquid can be finely adjusted, which is advantageous.

【0046】請求項15記載の発明の特徴構成は、上記
請求項2〜14の何れかの特徴構成に加えて、前記固体
反応物は、水素よりもイオン化傾向の大きい2種以上の
金属を備え、その内部側ほど、イオン化傾向が大きい金
属を有するものに形成してあるところにある。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in addition to any one of the second to fourteenth aspects, the solid reactant comprises two or more metals having a greater ionization tendency than hydrogen. , The inner side is formed to have a metal having a greater ionization tendency.

【0047】〔作用及び効果〕固体反応物は、その内部
側ほど、イオン化傾向が大きい金属を有するものに形成
してあるので、例えば、酸性液との反応により水素ガス
が発生されるにともなって、より反応性の高い金属が露
出して酸性液と接触するようになり、水素ガスの発生量
が低下するおそれを低減でき、好適である。
[Operation and Effect] Since the solid reactant is formed to have a metal having a higher ionization tendency toward the inner side, for example, the hydrogen gas is generated by the reaction with the acidic liquid. This is preferable because the metal having higher reactivity is exposed and comes into contact with the acidic liquid, and the possibility that the amount of generated hydrogen gas is reduced can be reduced.

【0048】請求項16記載の発明の特徴構成は、上記
請求項15の特徴構成に加えて、前記固体反応物は、内
部にアルカリ金属を備え、その外部側にアルカリ金属以
外の金属を備えてあるところにある。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in addition to the fifteenth aspect, the solid reactant includes an alkali metal inside and a metal other than the alkali metal outside. There is a place.

【0049】〔作用及び効果〕例えば、酸性液との反応
により水素ガスが発生されるにともなって、内部側のア
ルカリ金属が露出しアルカリ金属と水との接触による反
応が生じるようになり、水素ガスの発生量が低下するお
それを低減でき、好適であるばかりではなく、アルカリ
金属の外部側が、アルカリ金属以外の金属で覆われてい
るために、反応前の保管及び取り扱いを安全に行える。
[Action and Effect] For example, as hydrogen gas is generated by the reaction with the acidic liquid, the alkali metal on the inner side is exposed and the reaction by the contact between the alkali metal and water occurs, and the hydrogen gas is generated. The possibility that the amount of generated gas is reduced can be reduced, which is not only preferable, but also the storage and handling before the reaction can be performed safely because the outside of the alkali metal is covered with a metal other than the alkali metal.

【0050】請求項17記載の発明の特徴構成は、上記
請求項1〜16の何れかの特徴構成に加えて、炭化水素
系燃料を改質して水素リッチな改質ガスとし、その改質
ガスを前記燃料電池へ供給する改質ガス供給装置を設け
てあるところにあり、請求項18記載の発明の特徴構成
は、上記請求項17の特徴構成に加えて、前記燃料電池
の起動時には、主として前記水素供給装置から前記燃料
電池に水素を供給し、前記燃料電池の定常運転時には、
主として前記改質ガス供給装置から前記燃料電池へ改質
ガスを供給自在にする供給切替手段を設けてあるところ
にあり、請求項19記載の発明の特徴構成は、上記請求
項17又は18の特徴構成に加えて、前記燃料電池の負
荷増大時には、前記改質ガス供給装置から前記燃料電池
へ改質ガスを供給すると共に、前記水素供給装置から前
記燃料電池に水素を供給する負荷対応供給手段を設けて
あるところにある。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to sixteenth aspects, a hydrocarbon-based fuel is reformed into a hydrogen-rich reformed gas, and the reformed gas is reformed. A reformed gas supply device for supplying gas to the fuel cell is provided, and the characteristic configuration of the invention according to claim 18 is, in addition to the characteristic configuration according to claim 17, when starting up the fuel cell. Mainly supplying hydrogen to the fuel cell from the hydrogen supply device, during the steady operation of the fuel cell,
A supply switching means for mainly supplying a reformed gas from the reformed gas supply device to the fuel cell is provided, and the characteristic configuration of the invention according to claim 19 is the characteristic according to claim 17 or 18. In addition to the configuration, when the load of the fuel cell is increased, the reforming gas supply device supplies a reformed gas to the fuel cell, and the hydrogen supply device supplies a load corresponding supply unit that supplies hydrogen to the fuel cell. It is located.

【0051】〔作用及び効果〕請求項17記載の発明に
よれば、これまで説明した水素ガス供給装置による作用
及び効果のみならず、炭化水素系燃料を改質して水素リ
ッチな改質ガスとし燃料電池へ供給する改質ガス供給装
置によるランニングコストを安くできるという効果をも
併せて期待でき、好適である。
According to the seventeenth aspect of the present invention, not only the functions and effects of the hydrogen gas supply device described above, but also the hydrocarbon-based fuel is reformed into a hydrogen-rich reformed gas. The effect that the running cost by the reformed gas supply device for supplying the fuel cell can be reduced can be expected, which is preferable.

【0052】また、請求項18記載の発明によれば、供
給切替手段により、燃料電池の起動時に、主として前記
水素供給装置から前記燃料電池に水素が供給されるの
で、その立ち上がりが良好であり、その上、燃料電池の
定常運転時には、主として前記改質ガス供給装置から燃
料電池へ改質ガスが供給されるので、より少ないランニ
ングコストで、しかも、連続運転をより安定して行うこ
とができるようになり好適である。
According to the invention, hydrogen is mainly supplied from the hydrogen supply device to the fuel cell when the fuel cell is started by the supply switching means. In addition, during the steady operation of the fuel cell, the reformed gas is mainly supplied to the fuel cell from the reformed gas supply device, so that the running operation can be performed more stably with less running cost. Is preferable.

【0053】そして、請求項19記載の発明によれば、
負荷対応供給手段により、燃料電池の定常運転時におい
て、燃料電池側の水素燃料の需要が増大した時に、改質
ガス供給装置からの供給で十分でないと、水素供給装置
から水素を供給することで賄えるため、必要最小限のコ
ンパクトなシステムとすることができ、好適である。
According to the nineteenth aspect,
By the load corresponding supply means, during the steady operation of the fuel cell, when the demand for hydrogen fuel on the fuel cell side increases, if the supply from the reformed gas supply device is not enough, the hydrogen supply device supplies hydrogen. Since the system can be covered, a minimum necessary compact system can be provided, which is preferable.

【0054】請求項20記載の発明の特徴構成は、上記
請求項1〜19の何れかの特徴構成に加えて、前記燃料
電池が、固体高分子形燃料電池であるところにある。
According to a twentieth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to nineteenth aspects, the fuel cell is a polymer electrolyte fuel cell.

【0055】〔作用及び効果〕固体高分子形燃料電池
は、電解質として固体高分子膜を備えており、その固体
高分子膜は、湿潤状態に応じて導電率が変化し、乾燥状
態では導電率が低下するという特性を有しているので、
適切な水分管理が必要となるのであるが、本発明によれ
ば、水素供給装置から固体高分子形燃料電池側へ、固体
高分子形燃料電池を作動するにあたって適度な量の水分
を含有する湿潤状態の水素ガスが、自ずと供給されるよ
うになるので、簡易なシステムでありながら、固体高分
子形燃料電池の起動時の立ち上がりが早くなり、しか
も、固体高分子形燃料電池では、水分量の過多や不足が
生じ難く、比較的安定に作動し、その出力電圧が比較的
安定なものとなるため、好適である。
[Operation and Effect] The polymer electrolyte fuel cell has a solid polymer membrane as an electrolyte, and the conductivity of the solid polymer membrane changes in accordance with the wet state, and the conductivity in the dry state. Has the property of decreasing
Although appropriate water management is required, according to the present invention, from the hydrogen supply device to the polymer electrolyte fuel cell side, when the polymer electrolyte fuel cell is operated, the wet Since hydrogen gas in a state is naturally supplied, the start-up of the polymer electrolyte fuel cell at the time of start-up is quick, and the water content of the polymer electrolyte fuel cell is simple. It is preferable because excessive or shortage hardly occurs, the operation is relatively stable, and the output voltage is relatively stable.

【0056】[0056]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0057】〔第1実施形態〕図1の本発明に係る燃料
電池システムの概略構成図に示すように、本発明に係る
燃料電池システムは、固体高分子形燃料電池(燃料電池
の一例、以下PEFCと略称する)1と、前記PEFC
1へ水素を供給する水素供給装置Aとを設けてある。
[First Embodiment] As shown in the schematic diagram of the fuel cell system according to the present invention shown in FIG. 1, the fuel cell system according to the present invention comprises a polymer electrolyte fuel cell (an example of a fuel cell; PEFC) and the PEFC
And a hydrogen supply device A for supplying hydrogen to the fuel cell 1.

【0058】前記PEFC1としては、アノード極とカ
ソード極との間に介在する電解質として、フッ素樹脂系
スルホン酸等の固体高分子膜を備えるものを用いる燃料
電池であれば如何なるものを採用してもよい。尚、この
PEFC1としては、一つのセルからなる単セル構造の
ものでも、複数のセルを積層化したスタック構造のもの
でもよいのは、いうまでもない。
As the PEFC 1, any fuel cell may be used as long as it uses a solid polymer membrane such as fluororesin sulfonic acid as the electrolyte interposed between the anode and the cathode. Good. Needless to say, the PEFC 1 may have a single cell structure composed of one cell, or may have a stacked structure in which a plurality of cells are stacked.

【0059】そして、PEFC1に湿潤状態の水素ガス
(以下、湿潤水素ガスと略称する)を供給する水素供給
装置Aは、図1,2,3に示すように、酸性水溶液(酸
性液の一例)aと、水素よりもイオン化傾向の大きい金
属(以下卑な金属と略称する)Mと、を接触させて水素
を発生可能である発生部10を設け、前記発生部10か
ら前記PEFC側へ水素を供給する供給路20を設け
て、構成される。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, a hydrogen supply device A for supplying a wet hydrogen gas (hereinafter, abbreviated as a wet hydrogen gas) to the PEFC 1 is provided with an acidic aqueous solution (an example of an acidic liquid). a, and a metal M having a higher ionization tendency than hydrogen (hereinafter, abbreviated as a base metal) M is provided. A generator 10 capable of generating hydrogen is provided, and hydrogen is generated from the generator 10 to the PEFC side. A supply path 20 for supplying is provided and configured.

【0060】前記発生部10は、本実施形態では、図1
〜3に示すように、酸性水溶液を貯留可能な外筒体11
と、その外筒体11内に収容可能な内筒体12とを設け
て構成される。
In the present embodiment, the generating section 10 is provided as shown in FIG.
As shown in FIGS. 3 to 3, the outer cylinder 11 capable of storing an acidic aqueous solution
And an inner cylinder 12 that can be accommodated in the outer cylinder 11.

【0061】前記外筒体11は、図2,3に示すよう
に、上部に開口を有する有底のほぼ筒状に形成し、その
内部に酸性水溶液aを貯留でき、外筒体11の上端側に
段付き部13を形成して、当該段付き部13に、後説す
る内筒体12の拡径頭部16を弾性シール材Sを介して
嵌合装着することで、外筒体11の内部に内筒体12を
収容することができるようにしてある。また、その外筒
体11の上部に、開閉バルブV1を備える管状の注入部
14を気密に設け、コンプレッサー等から圧縮空気を外
筒体11の内部に注入可能にしてあり、そして、開閉バ
ルブV2を備える管状の注液部15を気密に設け、酸性
水溶液を外筒体11の内部に注液可能にしてある。
As shown in FIGS. 2 and 3, the outer cylinder 11 is formed in a substantially cylindrical shape having an opening at the top and having a bottom, in which an acidic aqueous solution a can be stored. The outer cylindrical body 11 is formed by forming a stepped portion 13 on the side and fitting the enlarged head 16 of the inner cylindrical body 12 described later through the elastic sealing material S to the stepped portion 13. The inner cylindrical body 12 can be accommodated inside. Further, a tubular injection section 14 having an opening / closing valve V1 is provided in an airtight manner above the outer cylinder 11 so that compressed air can be injected into the interior of the outer cylinder 11 from a compressor or the like. Is provided in an airtight manner so that an acidic aqueous solution can be injected into the outer cylinder 11.

【0062】前記内筒体12は、図2,3に示すよう
に、ほぼ筒状に形成してあるが、その上端側には、前記
外筒体11の段付き部13に内嵌する拡径頭部16を設
けてあり、その軸方向が前記外筒体11の軸方向に沿う
姿勢にて外筒体11内に収容可能にしてある。そして、
内筒体12は、拡径頭部16を段付き部13に弾性シー
ル材Sを介し嵌合装着して外筒体11内に収容された状
態で、その下端が外筒体11の底部近傍に位置するよう
に形成してあり、外筒体11に貯留される酸性水溶液a
がその下端側から内筒体12内に流入可能に構成してあ
る。尚、後説する蓋部18を用いて、外筒体11及び内
筒体12を密封できるよう、同じく外筒体11内に収容
された状態で、内筒体12の上端面は外筒体11の上端
面とほぼ面一又は面一に形成してある。
As shown in FIGS. 2 and 3, the inner cylinder 12 is formed in a substantially cylindrical shape, and at the upper end thereof, an expanded portion which fits inside the stepped portion 13 of the outer cylinder 11. A radial head 16 is provided, and can be accommodated in the outer cylinder 11 in a posture in which the axial direction is along the axial direction of the outer cylinder 11. And
The inner cylindrical body 12 is housed in the outer cylindrical body 11 by fitting the enlarged diameter head 16 to the stepped part 13 via the elastic sealing material S, and has a lower end near the bottom of the outer cylindrical body 11. And the acidic aqueous solution a stored in the outer cylinder 11
Is configured to be able to flow into the inner cylindrical body 12 from the lower end side. The upper end surface of the inner cylindrical body 12 is also housed in the outer cylindrical body 11 so that the outer cylindrical body 11 and the inner cylindrical body 12 can be hermetically sealed by using a lid 18 described later. 11 is formed substantially flush with the upper end face.

【0063】また、本実施形態では、図に示すように、
一例として、内筒体12の内周側の下部に貫通孔hを有
する底部17を設け、底部17に卑な金属Mを載置する
ことで、内筒体12内に卑な金属Mを備えさせることが
できるようにしてある。因みに、卑な金属Mは、直方体
や円柱体等の長尺体に形成し、その長手方向がほぼ鉛直
方向に沿うような姿勢となるように、配置しておくと、
後述するように、内筒体12内へ浸入する酸性水溶液の
浸入量の程度(つまり、内筒体12内へ浸入した酸性水
溶液の液面の上下動)に応じて、自動的に酸性水溶液と
の反応の程度を制御することが可能となる。尚、前記卑
な金属Mとしては、例えば、亜鉛、マグネシウム、アル
ミニウム等、その他、水素よりもイオン化傾向の大きな
金属であれば如何なるものを用いてもよく、また、それ
ら水素よりもイオン化傾向の大きな金属の合金を用いて
もよい。
In this embodiment, as shown in FIG.
As an example, a bottom portion 17 having a through hole h is provided at a lower portion on the inner peripheral side of the inner cylinder 12, and a lower metal M is placed on the bottom 17, so that the inner cylinder 12 has the lower metal M therein. It is possible to make it. By the way, the base metal M is formed in a long body such as a rectangular parallelepiped or a columnar body, and is disposed so that the longitudinal direction thereof is substantially in a vertical direction.
As will be described later, the acidic aqueous solution automatically enters the inner cylindrical body 12 in accordance with the amount of the acidic aqueous solution entering the inner cylindrical body 12 (that is, the level of the acidic aqueous solution entering the inner cylindrical body 12 moves up and down). Can be controlled. As the base metal M, for example, zinc, magnesium, aluminum, etc., any other metal having a higher ionization tendency than hydrogen may be used, and any metal having a higher ionization tendency than hydrogen may be used. A metal alloy may be used.

【0064】そして、円板状の蓋部18を、外筒体11
及び内筒体12の上端面に載置固定することで、外筒体
11及び内筒体12の内部空間を密封することができ、
本実施形態では、図に示すように、蓋部18と内筒体1
2(拡径頭部16)の上端との間に弾性シール材Sを介
在させ、ボルト等により蓋部18を外筒体11の上端に
固定してある。また、蓋部18には、管状の供給部19
を気密に設け、内筒体12内にて発生する湿潤水素ガス
をPEFC側へ供給できるようにしてある。尚、供給部
19は開閉バルブV3を介して、前記供給路20に接続
してある。
Then, the disk-shaped lid 18 is attached to the outer cylinder 11.
And, by mounting and fixing on the upper end surface of the inner cylindrical body 12, the inner space of the outer cylindrical body 11 and the inner cylindrical body 12 can be sealed,
In the present embodiment, as shown in FIG.
An elastic seal material S is interposed between the upper end of the outer cylindrical body 11 and the upper end of the outer cylindrical body 11 with bolts or the like. The lid 18 has a tubular supply unit 19.
Are provided in an airtight manner so that the wet hydrogen gas generated in the inner cylinder 12 can be supplied to the PEFC side. The supply section 19 is connected to the supply path 20 via an opening / closing valve V3.

【0065】本実施形態における発生部10は上述のよ
うに構成され、外筒体11の内部側と内筒体12の外部
側とで囲まれる部分が貯留室R1に相当し、内筒体12
の内部側と蓋部18の内部側とで囲まれる部分が反応室
R2に、底部17の貫通孔hが液連通部3に相当し、後
で詳しく説明するように、貯留室R1と反応室R2の間
にて夫々に貯留される酸性水溶液の上部の空間の圧力差
に基づいて酸性水溶液を移送可能に構成される。
The generator 10 in the present embodiment is configured as described above, and a portion surrounded by the inner side of the outer cylinder 11 and the outer side of the inner cylinder 12 corresponds to the storage chamber R1.
A portion surrounded by the inside of the lid 18 and the inside of the lid 18 corresponds to the reaction chamber R2, and the through hole h of the bottom 17 corresponds to the liquid communication section 3. As will be described in detail later, the storage chamber R1 and the reaction chamber The acidic aqueous solution can be transported based on the pressure difference in the space above the acidic aqueous solution stored between R2.

【0066】因みに、図示しないが、反応室R2にその
外部とは断熱される断熱構造を備えさせてあってもよ
く、この場合には、反応室R2がその外部と断熱される
ので、反応熱により液温が上昇し、高温の水素ガスが発
生する。すると、高温でしかも露点の高い水素ガスがP
EFC1へと供給されるため、好適である。
Incidentally, although not shown, the reaction chamber R2 may be provided with a heat insulating structure that is insulated from the outside. In this case, the reaction chamber R2 is insulated from the outside, so that the reaction heat As a result, the liquid temperature rises, and high-temperature hydrogen gas is generated. Then, hydrogen gas with high temperature and high dew point becomes P
It is suitable because it is supplied to EFC1.

【0067】次に、以上のように構成される水素供給装
置Aにて、湿潤水素ガスを発生させる過程の一例につい
て、説明する。
Next, an example of a process of generating wet hydrogen gas in the hydrogen supply device A configured as described above will be described.

【0068】まず、酸性水溶液を注液部15から所定量
注液し、第一バルブV1及び第二バルブV2を閉じた状
態とする。すると、注液された酸性水溶液は、貯留室R
1にて貯留され、反応室R2側へその下部から液連通部
3としての貫通孔hを介し浸入する。そして、反応室R
2内に備えられる卑な金属Mが、反応室R2内へ浸入し
た酸性水溶液中に浸漬されると、酸性水溶液中にて卑な
金属Mが溶解する反応が起こり、酸性水溶液の液中から
その液外へと水素の気泡が出る際に水素が自ずと水蒸気
をともなって出、湿潤状態の水素つまり湿潤水素ガス
が、供給部19及び供給路20を経てPEFC1側へと
供給される。
First, a predetermined amount of an acidic aqueous solution is injected from the injection part 15, and the first valve V1 and the second valve V2 are closed. Then, the injected acidic aqueous solution is stored in the storage chamber R.
The liquid is stored at 1 and enters the reaction chamber R2 side from below through a through hole h as a liquid communication part 3. And the reaction chamber R
When the base metal M provided in 2 is immersed in the acidic aqueous solution that has penetrated into the reaction chamber R2, a reaction occurs in which the base metal M dissolves in the acidic aqueous solution. When hydrogen bubbles come out of the liquid, hydrogen naturally comes out together with water vapor, and wet hydrogen, that is, wet hydrogen gas, is supplied to the PEFC 1 through the supply unit 19 and the supply path 20.

【0069】そして、PEFC1側での消費量に対して
供給路20より供給される湿潤水素ガスの供給量が過剰
になったり、又、開閉バルブV3を閉じたりすると、反
応室R2内にて湿潤水素ガスが充満し、その反応室R2
内の酸性水溶液aの上部の空間の圧力が上昇する。その
結果、貯留室R1と反応室R2の各々の酸性水溶液aの
上部の空間の圧力が等しくなるまで、反応室R2内に浸
入した酸性水溶液が貯留室R1側へと送りもどされるよ
うになる。すると、反応室R2内の酸性水溶液量が低減
するので、卑な金属Mの配置具合を工夫しておくこと
で、卑な金属Mのうち酸性水溶液中に浸漬される部分を
低減し、卑な金属Mと酸性水溶液との反応を抑制させ、
湿潤水素ガスの発生量を自動的に抑制することもできる
ようになる。
When the supply amount of the wet hydrogen gas supplied from the supply path 20 becomes excessive with respect to the consumption amount on the PEFC 1 side, or when the opening / closing valve V3 is closed, the wet hydrogen gas is supplied into the reaction chamber R2. The reaction chamber R2 is filled with hydrogen gas.
The pressure in the space above the acidic aqueous solution a rises. As a result, the acidic aqueous solution that has entered the reaction chamber R2 is returned to the storage chamber R1 until the pressures in the spaces above the acidic aqueous solutions a in the storage chamber R1 and the reaction chamber R2 become equal. Then, since the amount of the acidic aqueous solution in the reaction chamber R2 is reduced, by arranging the arrangement of the base metal M, the portion of the base metal M immersed in the acid aqueous solution is reduced, and the base metal M is reduced. Suppress the reaction between the metal M and the acidic aqueous solution,
It is also possible to automatically suppress the generation amount of the wet hydrogen gas.

【0070】また、本実施形態では、注入部14から圧
縮空気を貯留室R1内に注入することで、貯留室R1側
の酸性水溶液aの上部の空間の圧力を上昇させることが
可能となり、例えば、初期状態における前記上部の空間
の圧力調整を行ったり、また、PEFC1へ供給される
水素ガスの圧力調整を行ったり、また、より多くの酸性
水溶液を反応室R2へ浸入させ、卑な金属Mとの反応を
活発化させて、水素ガスの発生量を増量させ、水素供給
量の増量化制御を行うことが可能である。
In the present embodiment, the pressure in the space above the acidic aqueous solution a on the storage chamber R1 side can be increased by injecting the compressed air from the injection section 14 into the storage chamber R1. The pressure in the upper space in the initial state is adjusted, the pressure of the hydrogen gas supplied to the PEFC 1 is adjusted, and more acidic aqueous solution is introduced into the reaction chamber R2 to reduce the base metal M It is possible to increase the amount of hydrogen gas generated by activating the reaction with hydrogen and control the increase in the amount of supplied hydrogen.

【0071】また、本実施形態では、注液部15より、
酸性水溶液aを新たに供給することで、卑な金属Mとの
反応を活発化させて、水素ガスの発生量を増量させ、水
素供給量の増量化制御を行うことが可能である。尚、図
1〜3には、一例として、注液部15を貯留室R1に設
けてある例を示すが、このようなものに限定されるもの
ではなく、図示しないが、注液部15を反応室R2に設
けてあってもよい。因みに、図示しないが、反応室に、
貯留してある酸性水溶液の液面を検知可能な液面検知手
段を設け、前記液面検知手段により検知される液体の液
面が設定位置以上になると、前記液体を新たに追加供給
可能な液追加機構を設けてあってもよく、この場合に
は、酸性水溶液の液面が設定値以上になると、液追加機
構により、酸性水溶液が新たに追加供給され、一層、反
応室における水素ガスの発生が促進されることを期待で
きる。
In the present embodiment, the liquid injection unit 15
By newly supplying the acidic aqueous solution a, it is possible to activate the reaction with the base metal M, increase the amount of generated hydrogen gas, and control the increase in the amount of supplied hydrogen. 1 to 3 show an example in which the liquid injection unit 15 is provided in the storage chamber R1 as an example. However, the liquid injection unit 15 is not limited to such an example, and although not illustrated, the liquid injection unit 15 is It may be provided in the reaction chamber R2. Incidentally, although not shown, the reaction chamber
A liquid level detecting means capable of detecting the liquid level of the stored acidic aqueous solution is provided, and when the liquid level of the liquid detected by the liquid level detecting means exceeds a set position, a liquid capable of newly supplying the liquid is provided. An additional mechanism may be provided. In this case, when the liquid level of the acidic aqueous solution becomes equal to or higher than the set value, the acidic additional aqueous solution is newly supplied by the liquid adding mechanism, and the generation of hydrogen gas in the reaction chamber is further increased. Can be expected to be promoted.

【0072】そして、上述のようにして発生部10から
発生する湿潤水素ガスは、水素濃度の非常に高い純水素
であり、二酸化炭素や一酸化炭素を含有するおそれが全
くない。このため、例えば、PEFC1が白金等の触媒
を備えていても、二酸化炭素や一酸化炭素により前記触
媒が被毒されるおそれは全くなく、PEFCの室温での
作動が可能となる。
The wet hydrogen gas generated from the generator 10 as described above is pure hydrogen having a very high hydrogen concentration, and has no possibility of containing carbon dioxide or carbon monoxide. Therefore, for example, even if the PEFC 1 includes a catalyst such as platinum, there is no possibility that the catalyst is poisoned by carbon dioxide or carbon monoxide, and the PEFC can be operated at room temperature.

【0073】尚、前記酸性水溶液aとしては、例えば硫
酸・塩酸・硝酸等の無機酸や、クエン酸・グリシン・ケ
イ皮酸・コハク酸・サリチル酸・ギ酸・グルタミン酸・
アスコルビン酸・シュウ酸・酒石酸・乳酸・酢酸等の有
機酸の酸性水溶液を用いればよい。また、無機酸や有機
酸は2種以上用いても良く、無機酸と有機酸とを組み合
わせて用いてもよい。因みに、酸性水溶液が、含有する
水素原子のうち少なくとも一部の水素原子は重水素原子
に置換された重水素化酸性水溶液であれば、以下の作用
及び効果を期待することができ、より好適である。つま
り、重水素化酸性水溶液中に含有される重水素化成分に
より、重水素化酸性水溶液中に浸漬される卑な金属の溶
解反応が促進され、短時間に多量の湿潤水素ガスを発生
させることができ、PEFCの起動時間の短縮化を一層
図ることが可能となる。また、短時間に多量の水素が発
生するので、液中から液外へと水素ガスの気泡が出る際
に、重水素化酸性水溶液を適度にバブリングし、供給の
初期段階から、より確実に、PEFCの作動にあたって
適度な量の水蒸気をともなった湿潤水素ガスをPEFC
側へと供給することが可能となる。尚、重水素化硫酸水
溶液は、例えば、硫酸水溶液に、重水・硫酸ジュウテリ
ウム・硫化ジュウテリウム等を含有させるなどその他の
各種方法を適宜採用して、水素原子を重水素原子に置換
してあればよい。また、その置換量は、天然の水素化合
物中に含まれる程度以上に置換してあることはいうまで
ない。
Examples of the acidic aqueous solution a include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, and citric acid, glycine, cinnamic acid, succinic acid, salicylic acid, formic acid, glutamic acid, and the like.
An acidic aqueous solution of an organic acid such as ascorbic acid / oxalic acid / tartaric acid / lactic acid / acetic acid may be used. Further, two or more kinds of inorganic acids and organic acids may be used, or a combination of an inorganic acid and an organic acid may be used. Incidentally, the acidic aqueous solution, if it is a deuterated acidic aqueous solution in which at least some of the hydrogen atoms contained therein are replaced with deuterium atoms, the following actions and effects can be expected, and it is more preferable. is there. In other words, the deuteration component contained in the deuterated acidic aqueous solution promotes the dissolution reaction of the base metal immersed in the deuterated acidic aqueous solution, and generates a large amount of wet hydrogen gas in a short time. It is possible to further shorten the startup time of the PEFC. Also, since a large amount of hydrogen is generated in a short time, when hydrogen gas bubbles come out of the liquid and out of the liquid, moderately bubbling the deuterated acidic aqueous solution, from the initial stage of supply, more reliably, For the operation of PEFC, wet hydrogen gas with an appropriate amount of water vapor
To the side. Incidentally, the deuterated sulfuric acid aqueous solution may be, for example, a hydrogen sulfate atom replaced with a deuterium atom by appropriately adopting other various methods such as adding heavy water, deuterium sulfate, deuterium sulfide, or the like to the sulfuric acid aqueous solution. . Needless to say, the substitution amount is more than that contained in the natural hydrogen compound.

【0074】尚、PEFC1側へは、その作動に必要な
酸素ガスを適宜供給すればよく、図1に示すように、例
えば、酸素ガス供給装置30として、エアコンプレッサ
ー等からなる圧縮空気供給装置を設け、酸素ガス供給装
置30からPEFC1側へ酸素濃度を高めた圧縮空気を
供給するようにしておけばよい。
The PEFC 1 may be supplied with oxygen gas necessary for its operation as appropriate. For example, as shown in FIG. 1, a compressed air supply device such as an air compressor is used as the oxygen gas supply device 30. In this case, compressed air having an increased oxygen concentration may be supplied from the oxygen gas supply device 30 to the PEFC 1 side.

【0075】そして、本発明に係る燃料電池システムに
よりPEFC1から得られる電力は各種用途に応じた負
荷に利用すればよいが、例えば、図1に例示するよう
に、インバーターを介してモーターにより動力を得るよ
うにしてもよいし、また、二次電池の充放電を並行して
行えるようにしてもよい。本発明ではPEFCから得ら
れる電力の出力電圧が非常に安定しており、しかも、P
EFCの起動時の立ち上がりが早いので、安定に且つ効
率的に所望の動力や電力を利用することができるように
なる。
The electric power obtained from the PEFC 1 by the fuel cell system according to the present invention may be used for loads according to various uses. For example, as shown in FIG. And the charging and discharging of the secondary battery may be performed in parallel. In the present invention, the output voltage of the power obtained from the PEFC is very stable, and
Since the start-up of the EFC at the time of start-up is fast, it is possible to stably and efficiently use desired power and power.

【0076】尚、注液部15は必ずしも設ける必要はな
く、予め、酸性水溶液を貯留してあってもよく、また、
注入部14についても設けてあっても、設けなくてもど
ちらでもよい。そして、本実施形態では、上述のように
貯留室R1と反応室R2を密閉室に構成する例を示した
が、各々大気等の外気と連通するようにしてあっても勿
論よく、また、圧縮空気に限らず、その他の加圧手段に
より貯留室R1や反応室R2を加圧可能に構成してあっ
てもよい。尚、図示しないが、前記反応室より酸性水溶
液を排出する排出手段を設けてあってもよい。
It is to be noted that the liquid injection section 15 is not necessarily provided, and an acidic aqueous solution may be stored in advance.
The injection section 14 may be provided or not provided. In the present embodiment, the example in which the storage chamber R1 and the reaction chamber R2 are configured as closed chambers as described above has been described. The storage chamber R1 and the reaction chamber R2 may be configured to be pressurized by other pressurizing means without being limited to air. Although not shown, a discharging means for discharging the acidic aqueous solution from the reaction chamber may be provided.

【0077】〔第2実施形態〕図4のシステム構成を示
す概念説明図のように、発生部10が、2つ以上の反応
室R2を備え、各々の反応室R2毎に、貯留室R1との
液連通部3を設けると共に、供給路20が各々の反応室
R2から燃料電池側へ湿潤水素ガスを供給可能にしてあ
ってもよく、この場合、図示しないがポンプやバルブ等
を任意に設け、各反応室R2を切り替えて使用すること
で、湿潤水素ガスを発生させ燃料電池側に供給しなが
ら、各反応室R2について固体反応物Mの交換等のメン
テナンスを行うことができるようになり、好適である。
その他は、第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment] As shown in the conceptual illustration of the system configuration in FIG. 4, the generator 10 includes two or more reaction chambers R2, and each of the reaction chambers R2 has a storage chamber R1 and a storage chamber R1. And the supply passage 20 may be capable of supplying wet hydrogen gas from each of the reaction chambers R2 to the fuel cell side. In this case, although not shown, pumps and valves are optionally provided. By switching and using each reaction chamber R2, maintenance such as replacement of the solid reactant M in each reaction chamber R2 can be performed while generating and supplying the wet hydrogen gas to the fuel cell side, It is suitable.
Others are the same as the first embodiment.

【0078】〔第3実施形態〕また、図5のシステム構
成を示す概念説明図のように、発生部10が、液体aを
貯留してある液溜室R11と、第一液供給手段により液
溜室R11から供給される液体aをオーバーフローしな
がら貯留すると共に固体反応物Mを備えるオーバーフロ
ー室R12と、第二供給手段によりオーバーフロー室R
12からオーバーフローされた液体aを回収する回収室
R13とを備えるものでもよく、この場合、オーバーフ
ロー室R12において、固体反応物Mが液溜室R11よ
り供給される新規な液体aと常に或いは一定時間毎に接
触され、連続に安定して所定量の水素ガスが発生される
ことを期待でき、しかも、回収室R13にて、回収され
る液体を再利用することで経済性を向上させることも可
能となり、好適である。
[Third Embodiment] As shown in the conceptual diagram of the system configuration in FIG. 5, the generating unit 10 is provided with a liquid storage chamber R11 storing the liquid a and a liquid storage chamber R11. An overflow chamber R12 provided with a solid reactant M while storing the liquid a supplied from the storage chamber R11 while overflowing, and an overflow chamber R provided by the second supply means.
A recovery chamber R13 for recovering the liquid a overflowed from the liquid storage chamber 12 may be provided. In this case, in the overflow chamber R12, the solid reactant M and the new liquid a supplied from the liquid storage chamber R11 are constantly or for a fixed time. Each time it is contacted, it can be expected that a predetermined amount of hydrogen gas is continuously and stably generated, and it is also possible to improve the economic efficiency by reusing the recovered liquid in the recovery chamber R13. It is suitable.

【0079】図5に示す例では、液留室R11に貯留さ
れる液体aと、オーバーフロー室R12に貯留される液
体aとを連通する第一接続部6を設け、オーバーフロー
室R12の下部から液体aが供給されるようにしてあ
り、第二接続部7を介して、オーバーフロー室R12に
てオーバーフローされた液体aが回収室R13に供給さ
れ、回収されるようにしてある。また、図5に示す例で
は、第一接続部6と回収室R13とを接続する第三接続
部8を設けてあり、第三接続部8を介してオーバーフロ
ー室R12の液体aを全部回収室R13に回収できるよ
うにしてある。
In the example shown in FIG. 5, a first connecting portion 6 is provided for communicating the liquid a stored in the liquid storage chamber R11 with the liquid a stored in the overflow chamber R12. a is supplied, and the liquid a overflowed in the overflow chamber R12 is supplied to the recovery chamber R13 via the second connection portion 7 and collected. In the example shown in FIG. 5, a third connection portion 8 that connects the first connection portion 6 and the recovery chamber R13 is provided, and the liquid a in the overflow chamber R12 is entirely recovered through the third connection portion 8. It can be collected in R13.

【0080】そして、本実施形態では、図5に示すよう
に、液溜室R11、オーバーフロー室R12、回収室R
13の順に貯留される液体の液面及び液の底面が低くな
るよう適切な高さ位置に調整すると共に、液溜室R11
の液面の上部の空間とオーバーフロー室R12の液面の
上部の空間とを連通する第一空間連通部J1、及び、オ
ーバーフロー室R12の液面の上部の空間と回収室R1
3の液面の上部の空間とを連通する第二空間連通部J2
を設けることで、自ずと、第一接続部6を介して液体a
が液溜室R11からオーバーフロー室R12へ供給され
ると共に、第二接続部7を介して液体aがオーバーフロ
ー室R12から回収室R13へと回収されるように、前
記第一供給手段及び前記第二供給手段を構成してあり、
簡易且つ経済的である。尚、図示しないが、前記第一供
給手段及び前記第二供給手段をポンプ等を用いて構成し
ても勿論よい。また、図5に示すように、適宜バルブV
を設け、液体aを供給したり、各接続部6,8を開閉自
在となるようにしておけばよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the liquid storage chamber R11, the overflow chamber R12, and the recovery chamber R
In addition to adjusting the liquid level and the bottom surface of the liquid stored in the order of 13 to an appropriate height position so as to be lower, the liquid storage chamber R11
A first space communication part J1 that communicates the space above the liquid level of the overflow chamber R12 with the space above the liquid level of the overflow chamber R12, and the space above the liquid level of the overflow chamber R12 and the recovery chamber R1.
The second space communication part J2 which communicates with the space above the liquid surface of No. 3
By itself, the liquid a naturally passes through the first connecting portion 6.
Is supplied from the liquid storage chamber R11 to the overflow chamber R12, and the liquid a is recovered from the overflow chamber R12 to the recovery chamber R13 via the second connection portion 7. Supply means,
Simple and economical. Although not shown, the first supply unit and the second supply unit may be configured using a pump or the like. Also, as shown in FIG.
May be provided so as to supply the liquid a or to make the connection portions 6 and 8 freely openable and closable.

【0081】因みに、例えば、固体反応物と液体との組
み合わせが、マグネシウム(Mg)金属と硫酸のときに
は、回収室R13にナトリウム金属を備えさせておけ
ば、先に示した化学式12の反応が回収室R13にて起
こり、簡易にマグネシウム成分を回収し再利用しながら
水素ガスを得ることもでき、好適である。尚、このよう
な構成に限らず、次のように構成してあってもよい。例
えば、前記回収室に、前記オーバーフロー室からオーバ
ーフローされた液体と反応することで、水素を発生可能
な第2反応物を有するように構成してあれば、オーバー
フロー室のみならず回収室でも水素ガスを得ることがで
きる。尚、このような第2反応物は、固体でもよいし、
液体でもよいし、気体でもよい。また、前記回収室に、
前記オーバーフロー室からオーバーフローされた液体と
反応することで、前記オーバーフロー室の固体反応物の
成分が含有される含有物を析出可能な第2反応物を有す
るように構成してあれば、簡易に固体反応物を再利用す
ることができる。尚、かかる第2反応物は、固体でもよ
いし、液体でもよいし、気体でもよい。
Incidentally, for example, when the combination of the solid reactant and the liquid is magnesium (Mg) metal and sulfuric acid, if the recovery chamber R13 is provided with sodium metal, the reaction of the above-mentioned chemical formula 12 is recovered. This is preferable because it occurs in the chamber R13, and the hydrogen gas can be obtained while easily collecting and reusing the magnesium component. It should be noted that the present invention is not limited to such a configuration, and may be configured as follows. For example, if the recovery chamber is configured to have a second reactant capable of generating hydrogen by reacting with the liquid overflowed from the overflow chamber, hydrogen gas is generated not only in the overflow chamber but also in the recovery chamber. Can be obtained. Incidentally, such a second reactant may be a solid,
It may be a liquid or a gas. In the collection chamber,
By reacting with the liquid overflowed from the overflow chamber, if it is configured to have a second reactant capable of precipitating a substance containing a component of the solid reactant in the overflow chamber, the solid is easily solid. The reactants can be reused. The second reactant may be a solid, a liquid, or a gas.

【0082】そして、オーバーフロー室に、その外部と
は断熱される断熱構造を備えさせてあってもよく、この
場合には、高温でしかも露点の高い水素ガスがPEFC
1へと供給されるため、好適である。
The overflow chamber may be provided with a heat insulating structure that is insulated from the outside. In this case, hydrogen gas having a high temperature and a high dew point
1 is preferred.

【0083】その他は、第1実施形態と同様である。The other points are the same as in the first embodiment.

【0084】〔別実施形態〕以下に他の実施形態を説明
する。 〈1〉 水素発生装置Aは、これまでの実施形態にて説
明した形態に限らず、固体反応物と液体とを接触させて
水素を発生可能である発生部10を設け、発生部10か
ら燃料電池1側へ水素を供給する供給路20を設けてあ
るものであれば、如何なるものでもよく、以下、図6〜
10に示す概念説明図を参照しながら、その変形例につ
いて説明する。
[Another Embodiment] Another embodiment will be described below. <1> The hydrogen generator A is not limited to the form described in the above embodiments, but is provided with a generator 10 capable of generating hydrogen by bringing a solid reactant into contact with a liquid. As long as the supply path 20 for supplying hydrogen to the battery 1 is provided, any one may be used.
The modification will be described with reference to the conceptual explanatory diagram shown in FIG.

【0085】〈2〉 図6に例示するように、酸性水溶
液(液体の一例)aを貯留可能な発生部10を設け、発
生部10内に、卑な金属(固体反応物の一例)Mを備え
させておき、発生部10内に酸性水溶液aを供給自在な
液供給部31を設け、液供給部31より発生部10内に
供給される酸性水溶液aが卑な金属Mに接触可能に構成
してあってもよい。図6に示すものでは、液供給部31
の貯留塔31aに貯留される酸性水溶液aが、圧縮空気
(加圧手段の一例)の圧力に応じて、所定量、液供給路
31bを介し発生部10内に供給される。そして、発生
部10内に供給された酸性水溶液を、卑な金属M上に流
動させたり、又は、発生部10内に貯留し卑な金属Mを
浸漬させたり、又は、卑な金属Mに対して噴霧するなど
して、卑な金属Mと酸性水溶液aが接触して、湿潤水素
ガスが発生する。この場合、簡易な構造にて、圧縮空気
の圧力の調整で湿潤水素ガスの発生量を制御することも
でき、利便である。
<2> As illustrated in FIG. 6, a generator 10 capable of storing an acidic aqueous solution (an example of a liquid) a is provided, and a base metal (an example of a solid reactant) M is provided in the generator 10. A liquid supply unit 31 capable of supplying an acidic aqueous solution a is provided in the generation unit 10 so that the acidic aqueous solution a supplied from the liquid supply unit 31 into the generation unit 10 can contact the base metal M. You may have. In the configuration shown in FIG.
A predetermined amount of the acidic aqueous solution a stored in the storage tower 31a is supplied into the generator 10 via the liquid supply path 31b according to the pressure of the compressed air (an example of a pressurizing unit). Then, the acidic aqueous solution supplied into the generating unit 10 is allowed to flow on the base metal M, or is stored in the generation unit 10 and the base metal M is immersed, or For example, the base metal M and the acidic aqueous solution a come into contact with each other to generate wet hydrogen gas. In this case, the amount of generated wet hydrogen gas can be controlled by adjusting the pressure of the compressed air with a simple structure, which is convenient.

【0086】〈3〉 また、一例として、図6中に示す
ように、水素供給装置Aに、酸性水溶液と卑な金属とが
接触して反応することで、生じる廃液を回収可能な回収
部32を設けてあってもよい。この場合、廃液を回収す
ることで、卑な金属が酸性水溶液と接触して溶解する反
応が抑制されてしまうおそれを低減することもでき、湿
潤水素ガス発生の確実性が低減するのを防止することも
できる。
<3> As an example, as shown in FIG. 6, a collecting unit 32 capable of collecting a waste liquid generated by contacting and reacting an acidic aqueous solution with a base metal to a hydrogen supply device A. May be provided. In this case, by collecting the waste liquid, the risk that the reaction of dissolving the base metal in contact with the acidic aqueous solution and dissolving it can be reduced, and the reliability of the generation of wet hydrogen gas can be prevented from being reduced. You can also.

【0087】〈4〉 そして、図7(イ)に例示するよ
うに、筒状の発生部10のまわりに同じく筒状の貯留槽
33を形成してある、筒体34を設け、発生部10と貯
留槽33とが連通可能な連通孔35を設け、そして、発
生部10内にその内周に沿って上下に摺動可能で且つ連
通孔35を封止可能な移動体36を設け、筒体34の外
からの操作にて前記移動体36を上下に操作可能な操作
棒37を前記移動体36に取り付けてある。すると、前
記筒体34を、移動体36を連通孔35が連通孔35を
封止する位置に仮固定され、貯留槽33に酸性水溶液
(液体の一例)aを貯留すると共に、発生部10内に卑
な金属(固体反応物の一例)Mを備えさせ構成してあれ
ば、操作棒37を発生部10内に押し込む簡易な操作を
行うだけで、図7(ロ)に示すように、連通孔35から
発生部10内に酸性水溶液aを浸入させ、湿潤水素ガス
を発生させることが可能となり、利便である。また、こ
のような構成のため、殊に、水素供給装置Aの小型化を
図ることもできる。尚、発生する湿潤水素ガスを発生部
10から供給路20へと送るにあたっては、図7に例示
するように、操作棒37の中に供給路20への輸送管3
8の一端側を挿通し、輸送管38の他端側を供給路20
に連結するとともに、操作棒37に、その外側から前記
輸送管39の一端側に連通する連通孔39を形成してお
けばよい。また、図に示すように、圧縮空気等を用い貯
留槽33の酸性水溶液aの液面を加圧可能な加圧手段を
設けてあってもよい。
<4> Then, as exemplified in FIG. 7A, a cylindrical body 34 having a cylindrical storage tank 33 formed around the cylindrical generating section 10 is provided. And a storage tank 33 capable of communicating with the storage tank 33, and a moving body 36 slidable up and down along the inner periphery of the generating unit 10 and capable of sealing the communication hole 35, An operation rod 37 capable of operating the moving body 36 up and down by an operation from outside the body 34 is attached to the moving body 36. Then, the cylindrical body 34 is temporarily fixed to the moving body 36 at a position where the communication hole 35 seals the communication hole 35, the acidic aqueous solution (an example of a liquid) a is stored in the storage tank 33, and If the base is provided with a base metal (an example of a solid reactant) M, a simple operation of pushing the operation rod 37 into the generator 10 is performed, and the communication is performed as shown in FIG. The acidic aqueous solution a can be infiltrated into the generator 10 through the hole 35 to generate a wet hydrogen gas, which is convenient. In addition, because of such a configuration, particularly, the size of the hydrogen supply device A can be reduced. When the generated wet hydrogen gas is sent from the generation unit 10 to the supply path 20, the transport pipe 3 to the supply path 20 is provided in the operation rod 37 as illustrated in FIG.
8 and the other end of the transport pipe 38 is connected to the supply path 20.
And a communication hole 39 communicating with one end of the transport pipe 39 from the outside thereof may be formed in the operation rod 37. Further, as shown in the figure, a pressurizing means that can pressurize the liquid surface of the acidic aqueous solution a in the storage tank 33 using compressed air or the like may be provided.

【0088】〈5〉 図8に例示するように、発生部1
0を箱状に設け、その上に、酸性水溶液(液体の一例)
aを貯留可能な同じく箱状の貯留体40を載置するとと
もに、前記貯留体40と発生部10とに連通する連通管
41を設け、前記貯留体40内に圧縮空気を供給可能に
構成してあれば(加圧手段の一例)、供給される圧縮空
気の圧力に応じて、貯留体40に貯留される酸性水溶液
aが、連通管41を介して、発生部10に浸入するよう
になり、発生部10内に備えられる卑な金属(固体反応
物の一例)Mと接触させることができる。よって、簡易
な構造にて、圧縮空気の圧力の調整で湿潤水素ガスの発
生量を制御することもでき、しかも、このように発生部
10と貯留体40とを積層することで、装置の小型化を
図ることもできる。尚、発生部10から湿潤水素ガスを
供給路20に送るにあたっては、例えば、図8に示すよ
うに、貯留体40に気密に挿入してある輸送管42の一
端側を発生部10内に気密に挿通すると共に、他端側を
供給路2に連結してあればよい。
<5> As illustrated in FIG.
0 is provided in a box shape, and an acidic aqueous solution (an example of a liquid) is placed on it.
a storage box 40 capable of storing a is placed, and a communication pipe 41 communicating with the storage body 40 and the generating unit 10 is provided so that compressed air can be supplied into the storage body 40. If there is (an example of a pressurizing unit), the acidic aqueous solution a stored in the storage body 40 will enter the generating unit 10 via the communication pipe 41 in accordance with the pressure of the supplied compressed air. , Can be brought into contact with a base metal (an example of a solid reactant) M provided in the generator 10. Therefore, with a simple structure, the generation amount of the wet hydrogen gas can be controlled by adjusting the pressure of the compressed air. In addition, by stacking the generation unit 10 and the storage body 40 in this manner, the size of the device can be reduced. Can also be planned. When the wet hydrogen gas is sent from the generator 10 to the supply path 20, for example, as shown in FIG. 8, one end of the transport pipe 42 airtightly inserted into the storage body 40 is airtightly sealed in the generator 10. And the other end may be connected to the supply path 2.

【0089】〈6〉 そして、先の実施形態で説明した
ように卑な金属(固体反応物の一例)Mを発生部10内
に予め備えさせておく形態に限るものではなく、例え
ば、図9に例示するように、発生部10内に卑な金属M
を供給可能に構成し、発生部10内に備えられる酸性水
溶液(液体の一例)aと接触可能に構成してあってもよ
い。図9の例では、発生部10に貯留してある酸性水溶
液a中に卑な金属Mを供給可能となるように、金属供給
管46の一端側を酸性水溶液a内に挿入し、その金属供
給管46の他端側から、所定量の卑な金属Mを供給自在
に構成してある。この場合、卑な金属Mの供給量にて湿
潤水素ガスの発生量を制御することが可能となる。尚、
図9に示すように、卑な金属Mとして、粒状や粉状や微
粉状や鱗片状のものを供給するようにすれば、その供給
量の微調整が可能となると共に、酸性水溶液との接触面
積が大きくなり、湿潤水素ガスの発生効率を向上させる
ことができる。
<6> Further, as described in the above embodiment, the base metal (an example of a solid reactant) M is not limited to the form in which the generating unit 10 is provided in advance. As shown in FIG.
May be configured to be supplied, and may be configured to be capable of contacting with an acidic aqueous solution (an example of a liquid) a provided in the generation unit 10. In the example of FIG. 9, one end of the metal supply pipe 46 is inserted into the acidic aqueous solution a so that the base metal M can be supplied into the acidic aqueous solution a stored in the generating unit 10. From the other end of the tube 46, a predetermined amount of the base metal M can be supplied freely. In this case, it is possible to control the generation amount of the wet hydrogen gas by the supply amount of the base metal M. still,
As shown in FIG. 9, when the base metal M is supplied in the form of granules, powder, fine powder, or scale, the supply amount can be finely adjusted and the contact with the acidic aqueous solution can be performed. The area is increased, and the generation efficiency of the wet hydrogen gas can be improved.

【0090】さらに、図9に例示するように、発生部1
0のまわりに、酸性水溶液aを貯留可能な外貯留体47
を設けると共に、外貯留体47に貯留される酸性水溶液
aを、タンクTを介し発生部10内に輸送可能な循環機
構48を設け、発生部10を酸性水溶液をオーバーフロ
ーするオーバーフロー槽に構成し、タンクTを酸性水溶
液と卑な金属とが接触して反応することで生じる廃液を
処理可能な廃液処理槽に構成してあれば、卑な金属が酸
性水溶液と接触して溶解する反応が抑制され難い状態を
比較的長期間維持し、安定に湿潤水素ガスを供給するこ
とも可能となる。
Further, as illustrated in FIG.
Outer storage 47 capable of storing the acidic aqueous solution a around 0
And a circulating mechanism 48 capable of transporting the acidic aqueous solution a stored in the external storage body 47 into the generating unit 10 via the tank T, and configuring the generating unit 10 as an overflow tank for overflowing the acidic aqueous solution, If the tank T is configured as a waste liquid treatment tank capable of treating a waste liquid generated by contacting and reacting with an acidic aqueous solution and a base metal, the reaction of dissolving the base metal by contact with the acidic aqueous solution is suppressed. It is also possible to maintain a difficult state for a relatively long time and to stably supply wet hydrogen gas.

【0091】〈7〉 図10に示すように水素供給装置
Aを構成してあってもよい。図10に例示する構成で
は、筒状や角状等の箱体50を設け、前記箱体50の内
部空間のうち、下側を卑な金属(固体反応物の一例)M
を収容可能な発生部51(発生部10に相当)、上側を
酸性水溶液(液体の一例)aを貯留可能な貯留部52と
上下に分離する仕切板53を箱体50内に設けてあると
ともに、箱体50内にて上下に移動可能な棒状体55を
設け、その棒状体55の先端側に備えられる弁体56を
嵌入固定可能な弁座57を前記仕切板53に設けてあ
る。すると、例えば、図10に示すように、前記弁体5
6の形状をその上側ほど外径が窄まる錐体状に形成し、
前記弁座57を前記弁体56の形状に対応するように形
成してあれば、図中一点鎖線で示す弁体56を弁座57
に嵌入固定した状態から、実線で示すように棒状体53
を下方に移動させると弁体56と弁座57間に隙間が形
成され、貯留部52から発生部51側へと酸性水溶液a
が供給され、酸性水溶液aと発生部51に収容される卑
な金属Mとを接触させて、湿潤水素ガスを発生させるこ
とができる。このような構造であるため、水素供給装置
Aの小型化を図ることもでき、しかも図10に例示する
構成では、上述した弁体56の形状から、棒状体55の
上下動により弁体56と弁座57間に形成される隙間の
大きさを調節し、酸性水溶液aの発生部51への供給量
を調節することもでき利便である。さらに、図10に示
すように、貯留部52内に圧縮空気を供給可能に構成し
てあれば(加圧手段の一例)、その圧縮空気の供給にて
酸性水溶液aの発生部51への供給量を調節することも
できるようになる。尚、発生部51で発生する湿潤水素
ガスを供給路20に供給するにあたっては、例えば、前
記棒状体55を筒状に形成し、その一端側を発生部51
内に臨むようにすると共に、その他端側を供給路20に
接続しておけばよい。
<7> The hydrogen supply apparatus A may be configured as shown in FIG. In the configuration illustrated in FIG. 10, a cylindrical or square box 50 is provided, and the lower part of the inner space of the box 50 is made of a base metal (an example of a solid reactant) M.
A generator 51 (equivalent to the generator 10) capable of accommodating an aqueous solution (an example of a liquid) a is provided in the box 50 with a storage 52 capable of storing an acidic aqueous solution (an example of a liquid) a and a partition plate 53 for vertically separating the storage. The partition plate 53 is provided with a rod-shaped body 55 which can be moved up and down in the box body 50, and a valve seat 57 into which a valve body 56 provided on the distal end side of the rod-shaped body 55 can be fitted and fixed. Then, for example, as shown in FIG.
The shape of 6 is formed in the shape of a cone whose outer diameter narrows toward the top,
If the valve seat 57 is formed so as to correspond to the shape of the valve body 56, the valve body 56 shown by a chain line
From the state where it is fitted and fixed to the rod 53 as shown by the solid line.
Is moved downward, a gap is formed between the valve body 56 and the valve seat 57, and the acidic aqueous solution a
Is supplied, and the acidic aqueous solution a is brought into contact with the base metal M accommodated in the generator 51 to generate a wet hydrogen gas. With such a structure, the hydrogen supply device A can be reduced in size. In addition, in the configuration illustrated in FIG. 10, the valve body 56 is moved upward and downward by the rod-shaped body 55 from the shape of the valve body 56 described above. The size of the gap formed between the valve seats 57 is adjusted, and the supply amount of the acidic aqueous solution a to the generation unit 51 can be adjusted, which is convenient. Further, as shown in FIG. 10, if compressed air can be supplied into the storage unit 52 (an example of a pressurizing unit), the supply of the acidic aqueous solution a to the generation unit 51 by the supply of the compressed air is performed. The amount can also be adjusted. In supplying the wet hydrogen gas generated in the generator 51 to the supply path 20, for example, the rod-like body 55 is formed in a cylindrical shape, and one end of the rod 55 is formed in the generator 51.
And the other end may be connected to the supply path 20.

【0092】〈8〉 また、固体反応物Mは、管状(図
示せず)や、図11に示すように、その内部に複数の貫
通孔60が形成された練炭状のもの(内部に液体が進入
可能な構造の一例)を用いれば、その表面積が比較的大
きく、酸性水溶液との接触面積が増大し、効率的に、湿
潤水素ガスを発生させることもできる。
<8> The solid reactant M may be a tube (not shown) or a briquette having a plurality of through holes 60 formed therein as shown in FIG. If an example of a structure that can enter) is used, the surface area is relatively large, the contact area with the acidic aqueous solution is increased, and the wet hydrogen gas can be generated efficiently.

【0093】〈9〉 これまでの実施形態では、1種の
固体反応物と液体との組み合わせを例示したが、2種以
上の固体反応物と液体との組み合わせを用いても勿論よ
い。例えば、図示しないが、水素よりもイオン化傾向の
大きい2種以上の金属を備え、その内部側ほど、イオン
化傾向が大きい金属を有するものに形成してあれば、酸
性水溶液との反応により水素ガスが発生されるにともな
って、より反応性の高い卑な金属が露出して酸性水溶液
と接触するようになり、水素ガスの発生量が低下するお
それを低減でき、好適である。また、固体反応物と液体
との組み合わせとして、卑な金属Mと酸性液との組み合
わせを例示して説明したが、そのような組み合わせに限
定されるものではなく、前記固体反応物と前記液体との
組み合わせが、水素よりもイオン化傾向の大きい金属と
酸性液、アルカリ金属と水、両性金属とアルカリ水溶
液、金属水素化物と水、からなる群より選択される少な
くとも1種の組み合わせであればよい。そして、これら
の組み合わせを複数採用しても勿論よく、例えば、図1
2に示すように、アルカリ金属とは異なる卑な金属(図
にはMg金属を例示)の内部にアルカリ金属(図にはN
a金属を例示)が配備されている固体反応物Mを、硫酸
(H 2SO4)水溶液等の酸性水溶液中に浸漬するように
すれば、初期段階では、外側の卑な金属と酸性水溶液と
の反応により湿潤水素ガスが発生し、その後、前記外側
の卑な金属の溶解により露出するアルカリ金属と、水と
の反応によって、湿潤水素ガスが発生することを期待で
きる。また、固体反応物と液体とを接触させるにあたっ
ては、これまで説明した形態に限らず、液体を固体反応
物上に流動させたり、又は、液体中に固体反応物を浸漬
させたり、又は、液体を固体反応物に噴霧するなどの形
態を任意に採用すればよい。そして、燃料電池1は、先
の実施形態で説明した固体高分子形燃料電池に限らず、
燃料電池であれば如何なるものでもよく、例えば、固体
酸化物形燃料電池や溶融炭酸塩形燃料電池やリン酸形燃
料電池やアルカリ水溶液形燃料電池でもよい。
<9> In the embodiments described above, one type of
The combination of a solid reactant and a liquid has been exemplified, but two or more
Of course, the combination of the above solid reactant and liquid can be used.
No. For example, although not shown, the ionization tendency is higher than that of hydrogen.
It has two or more kinds of large metals, and the inner side, the more ions
If it is formed on a metal having a large tendency to
Hydrogen gas is generated by the reaction with the neutral aqueous solution.
The more reactive base metal is exposed,
And the amount of hydrogen gas generated decreases.
This can be reduced, which is preferable. Also, solid reactants and liquids
Combination of base metal M and acidic liquid
Although the explanation has been given by way of an example,
The solid reactant and the liquid
The combination is with a metal that has a greater ionization tendency than hydrogen
Acid solution, alkali metal and water, amphoteric metal and alkali aqueous solution
Liquid, metal hydride and water
At least one combination may be used. And these
Of course, a plurality of combinations may be employed.
As shown in Fig. 2, a base metal different from an alkali metal
Is an alkali metal (in the figure, N is shown).
a) is reacted with sulfuric acid,
(H TwoSOFour) Soak in acidic aqueous solution such as aqueous solution
Then, in the initial stage, the outer base metal and the acidic aqueous solution
Reaction produces moist hydrogen gas, which is then
Alkali metal exposed by dissolving the noble metal of
Reaction is expected to generate wet hydrogen gas
Wear. Also, the contact between the solid reactant and the liquid
Is not limited to the form described above,
Flow over an object or immerse a solid reactant in a liquid
Or by spraying a liquid onto a solid reactant
The state may be adopted arbitrarily. And the fuel cell 1
Not limited to the polymer electrolyte fuel cell described in the embodiment,
Any fuel cell can be used.
Oxide fuel cells, molten carbonate fuel cells, phosphoric acid fuel cells
A fuel cell or an aqueous alkaline fuel cell may be used.

【0094】〈10〉 これまでの実施形態では、固体
反応物と液体とを接触させる形態について説明したが、
発生部は、反応物と液体とを接触させて水素を発生可能
なものであればよく、かかる反応物と液体との組み合わ
せは、水素を発生可能であれば如何なるものでもよい。
その一例を以下に示すと、化学式13に示すアルカリ土
類金属と水との組み合わせや、化学式14に示すモノシ
ランとアルカリ水溶液との組み合わせや、化学式15に
示すアルカリ金属とアルコールとの組み合わせや、化学
式16に示すアルカリ金属とカルボン酸との組み合わせ
や、化学式17に示すアルカリ金属とメルカプタンとの
組み合わせで、水素を得ることができる。尚、前記反応
物は、固体にかぎらず液体でもよい。
<10> In the embodiments described above, the form in which the solid reactant is brought into contact with the liquid has been described.
The generating unit may be any unit that can generate hydrogen by contacting a reactant with a liquid, and any combination of the reactant and the liquid may be used as long as it can generate hydrogen.
Examples thereof are as follows: a combination of an alkaline earth metal and water represented by chemical formula 13, a combination of monosilane and an aqueous alkali solution represented by chemical formula 14, a combination of an alkali metal and alcohol represented by chemical formula 15, a chemical formula Hydrogen can be obtained by a combination of an alkali metal and a carboxylic acid shown in 16 or a combination of an alkali metal and a mercaptan shown in Chemical Formula 17. The reactant is not limited to a solid but may be a liquid.

【0095】[0095]

【化13】M+2H2O → M(OH)2+H2↑ (ただし、M:アルカリ土類金属(Be,Mg,Ca,
Sr,Ba等)
M + 2H 2 O → M (OH) 2 + H 2 ↑ (where M is an alkaline earth metal (Be, Mg, Ca,
Sr, Ba, etc.)

【0096】[0096]

【化14】SiH4+2NaOH+H2O → Na2
iO3+4H2
Embedded image SiH 4 + 2NaOH + H 2 O → Na 2 S
iO 3 + 4H 2

【0097】[0097]

【化15】ROH+M → ROM+1/2H2 (ただし、M:Na,K等、R:Cn2n+1、n:1,
2,3...)
ROH + M → ROM + 1 / 2H 2 (where M: Na, K, etc., R: C n H 2n + 1 , n: 1,
2,3. . . )

【0098】[0098]

【化16】 RCOOH+M → RCOOM+1/2H2 (ただし、M:Na,K等、R:Cn2n+1、n:1,
2,3...)
Embedded image RCOOH + M → RCOOOM + / H 2 (where M: Na, K, etc., R: C n H 2n + 1 , n: 1,
2,3. . . )

【0099】[0099]

【化17】RSH+M → RSM+1/2H2 (ただし、M:Na,K等、R:Cn2n+1、n:1,
2,3...)
RSH + M → RSM + / H 2 (where M: Na, K, etc., R: C n H 2n + 1 , n: 1,
2,3. . . )

【0100】〈11〉 これまでの実施形態では、水素
供給装置Aのみを設ける構成例について説明したが、図
13のシステム構成図に示すように、水素供給装置Aと
共に、炭化水素系燃料を改質して水素リッチな改質ガス
としその改質ガスを燃料電池1へ供給する改質ガス供給
装置Bを設け、制御部(供給切替手段の一例)Cによ
り、燃料電池1の起動時には、主として水素供給装置A
から湿潤水素ガスが燃料電池1へ供給されるようにし、
燃料電池1の定常運転時には、主として改質ガス供給装
置Bから燃料電池1へ改質ガスを供給するように構成し
てもよく、この場合には、燃料電池の起動時の運転を良
好に行いながら、より少ないランニングコストで、連続
運転をより安定して行うことができる。さらに、この場
合、制御部(負荷対応供給手段)Cにより、燃料電池1
の負荷増大時には、改質ガス供給装置Bから燃料電池1
へ改質ガスを供給すると共に、水素供給装置Aから燃料
電池1に湿潤水素ガスを供給するように構成してあって
もよく、そのときには、必要最小限のコンパクトなシス
テムとすることができる。
<11> In the embodiments described above, the configuration example in which only the hydrogen supply device A is provided has been described. However, as shown in the system configuration diagram of FIG. A reformed gas supply device B for supplying the reformed gas to the fuel cell 1 by converting the reformed gas into a hydrogen-rich reformed gas is provided by a control unit (an example of a supply switching unit) C. Hydrogen supply device A
To supply the wet hydrogen gas to the fuel cell 1 from
During the steady operation of the fuel cell 1, the reformed gas supply device B may be configured to supply the reformed gas to the fuel cell 1 mainly. In this case, the operation at the time of starting the fuel cell is performed well. However, continuous operation can be performed more stably with less running cost. Further, in this case, the control unit (load corresponding supply means) C controls the fuel cell 1
When the load on the fuel cell 1 increases, the fuel cell 1
In addition to supplying the reformed gas to the fuel cell 1, the wet hydrogen gas may be supplied from the hydrogen supply device A to the fuel cell 1, and in that case, the required compact system can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る燃料電池システムの概略を示すシ
ステム構成図
FIG. 1 is a system configuration diagram schematically showing a fuel cell system according to the present invention.

【図2】水素供給装置の第1実施形態を示す切り欠き斜
視図
FIG. 2 is a cutaway perspective view showing a first embodiment of the hydrogen supply device.

【図3】水素供給装置の第1施形態を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing a first embodiment of the hydrogen supply device.

【図4】水素供給装置の第2実施形態を示す概念説明図FIG. 4 is a conceptual explanatory view showing a second embodiment of the hydrogen supply device.

【図5】水素供給装置の第3実施形態を示す概念説明図FIG. 5 is a conceptual explanatory view showing a third embodiment of the hydrogen supply device.

【図6】水素供給装置の別実施形態を示す概念説明図FIG. 6 is a conceptual explanatory view showing another embodiment of the hydrogen supply device.

【図7】水素供給装置の別実施形態を示す概念説明図FIG. 7 is a conceptual explanatory view showing another embodiment of the hydrogen supply device.

【図8】水素供給装置の別実施形態を示す概念説明図FIG. 8 is a conceptual explanatory view showing another embodiment of the hydrogen supply device.

【図9】水素供給装置の別実施形態を示す概念説明図FIG. 9 is a conceptual explanatory view showing another embodiment of the hydrogen supply device.

【図10】水素供給装置の別実施形態を示す概念説明図FIG. 10 is a conceptual explanatory view showing another embodiment of the hydrogen supply device.

【図11】固体反応物の別実施形態を示す斜視図FIG. 11 is a perspective view showing another embodiment of a solid reactant.

【図12】水素供給装置の別実施形態を示す概念説明図FIG. 12 is a conceptual explanatory view showing another embodiment of the hydrogen supply device.

【図13】本発明に係る燃料電池システムの別実施形態
を示すシステム構成図
FIG. 13 is a system configuration diagram showing another embodiment of the fuel cell system according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 水素供給装置 B 改質ガス供給装置 a 液体 M 固体反応物 R1 貯留室 R2 反応室 R11 液溜室 R12 オーバーフロー室 R13 回収室 1 燃料電池 3 液連通部 4 液面検知手段 5 液供給手段 10 発生部 20 供給路 A hydrogen supply device B reformed gas supply device a liquid M solid reactant R1 storage room R2 reaction chamber R11 Liquid chamber R12 overflow room R13 collection room 1 fuel cell 3 Liquid communication part 4 Liquid level detection means 5 Liquid supply means 10 generator 20 Supply channel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 泰夫 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA06 5H027 AA06 KK00    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Yasuo Miyake             2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka 3             Yo Electric Co., Ltd. F term (reference) 5H026 AA06                 5H027 AA06 KK00

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池と、前記燃料電池へ水素を供給
する水素供給装置とを備える燃料電池システムであっ
て、 前記水素供給装置として、反応物と液体とを接触させて
水素を発生可能な発生部を設けてある燃料電池システ
ム。
1. A fuel cell system comprising: a fuel cell; and a hydrogen supply device that supplies hydrogen to the fuel cell, wherein the hydrogen supply device is capable of generating hydrogen by contacting a reactant with a liquid. A fuel cell system provided with a generator.
【請求項2】 前記反応物が固体反応物であり、前記発
生部における前記固体反応物と前記液体との組み合わせ
が、水素よりもイオン化傾向の大きい金属と酸性液、ア
ルカリ金属と水、両性金属とアルカリ水溶液、金属水素
化物と水、からなる群より選択される少なくとも1種の
組み合わせである請求項1記載の燃料電池システム。
2. The method according to claim 1, wherein the reactant is a solid reactant, and the combination of the solid reactant and the liquid in the generating unit is a metal and an acidic liquid having a higher ionization tendency than hydrogen, an alkali metal and water, and an amphoteric metal. The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell system is at least one combination selected from the group consisting of aluminum, an aqueous alkali solution, and a metal hydride and water.
【請求項3】 前記発生部が、上部に空間を残して前記
液体を貯留してある貯留室と、その貯留室とは別に、上
部に空間を残して前記液体を貯留してあると共にその液
体に接触可能に前記固体反応物を設けてある反応室とを
備え、前記貯留室に貯留してある液体と、前記反応室に
貯留してある液体とを連通接続する液連通部を設けてあ
るとともに、 前記反応室から前記燃料電池側へ水素を供給可能に構成
してある請求項2記載の燃料電池システム。
3. A storage chamber in which the generating section stores the liquid while leaving a space above, and separately from the storage chamber, wherein the liquid stores the liquid while leaving a space above and the liquid. A reaction chamber in which the solid reactant is provided so as to be capable of contacting the liquid reaction chamber, and a liquid communication part is provided for communicating and connecting the liquid stored in the storage chamber and the liquid stored in the reaction chamber. The fuel cell system according to claim 2, wherein hydrogen is supplied from the reaction chamber to the fuel cell side.
【請求項4】 前記発生部が、少なくとも2つの前記反
応室を備え、前記反応室毎に前記液連通部を設け、前記
反応室各々から前記燃料電池側へ水素を供給可能に構成
するとともに、 前記反応室各々を切替使用可能に構成してある請求項3
記載の燃料電池システム。
4. The generator includes at least two reaction chambers, the liquid communication unit is provided for each reaction chamber, and hydrogen can be supplied from each of the reaction chambers to the fuel cell side. 4. The reaction chamber according to claim 3, wherein each of said reaction chambers is switchable.
The fuel cell system as described.
【請求項5】 前記反応室に、前記貯留してある液体の
液面を検知可能な液面検知手段を設け、前記液面検知手
段により検知される液体の液面が設定位置以上になる
と、前記液体を追加供給可能な液追加機構を設けてある
請求項3又は4記載の燃料電池システム。
5. A liquid level detecting means for detecting a liquid level of the stored liquid in the reaction chamber, wherein when the liquid level detected by the liquid level detecting means is equal to or higher than a set position, 5. The fuel cell system according to claim 3, further comprising a liquid addition mechanism capable of additionally supplying the liquid.
【請求項6】 前記発生部を設けるに、前記液体を貯留
してある液溜室を設け、第一液供給手段により前記液溜
室から供給される前記液体をオーバーフローしながら貯
留すると共に前記固体反応物を備えるオーバーフロー室
を設け、第二供給手段により前記オーバーフロー室から
オーバーフローされた液体を回収する回収室を設けてあ
る請求項2記載の燃料電池システム。
6. A liquid storage chamber for storing the liquid is provided for providing the generating section, and the liquid supplied from the liquid storage chamber by the first liquid supply means is stored while overflowing and the solid is stored. 3. The fuel cell system according to claim 2, further comprising an overflow chamber provided with a reactant, and a collection chamber for collecting a liquid overflowed from the overflow chamber by the second supply means.
【請求項7】 前記回収室に、前記オーバーフロー室か
らオーバーフローされた液体と反応することで、水素を
発生可能な第2反応物を有する請求項6記載の燃料電池
システム。
7. The fuel cell system according to claim 6, wherein the recovery chamber has a second reactant capable of generating hydrogen by reacting with a liquid overflowed from the overflow chamber.
【請求項8】 前記回収室に、前記オーバーフロー室か
らオーバーフローされた液体と反応することで、前記オ
ーバーフロー室の固体反応物の成分が含有される含有物
を析出可能な第2反応物を有する請求項6記載の燃料電
池システム。
8. The recovery chamber has a second reactant capable of precipitating a substance containing a component of a solid reactant in the overflow chamber by reacting with a liquid overflowed from the overflow chamber. Item 7. The fuel cell system according to Item 6.
【請求項9】 前記固体反応物と前記液体との組み合わ
せが、マグネシウム金属と硫酸であり、前記第2反応物
がナトリウム金属である請求項7又は8記載の燃料電池
システム。
9. The fuel cell system according to claim 7, wherein the combination of the solid reactant and the liquid is magnesium metal and sulfuric acid, and the second reactant is sodium metal.
【請求項10】 請求項3〜5の何れか1項に記載の前
記反応室、又は、請求項6〜9の何れか1項に記載の前
記オーバーフロー室が、その外部とは断熱される断熱構
造を備えている燃料電池システム。
10. The heat insulation in which the reaction chamber according to any one of claims 3 to 5 or the overflow chamber according to any one of claims 6 to 9 is insulated from the outside. A fuel cell system having a structure.
【請求項11】 前記酸性液の水素原子の少なくとも一
部が重水素原子である請求項2〜10の何れか1項に記
載の燃料電池システム。
11. The fuel cell system according to claim 2, wherein at least a part of the hydrogen atoms of the acidic liquid is a deuterium atom.
【請求項12】 前記固体反応物は、その内部に前記液
体が進入可能な構造に形成してある請求項2〜11の何
れか1項に記載の燃料電池システム。
12. The fuel cell system according to claim 2, wherein the solid reactant is formed in a structure into which the liquid can enter.
【請求項13】 前記固体反応物は、管状又は練炭状で
ある請求項12記載の燃料電池システム。
13. The fuel cell system according to claim 12, wherein the solid reactant has a tubular or briquette shape.
【請求項14】 前記固体反応物は、粉粒状或いは鱗片
状である請求項2〜11の何れか1項に記載の燃料電池
システム。
14. The fuel cell system according to claim 2, wherein the solid reactant is in the form of particles or scales.
【請求項15】 前記固体反応物は、水素よりもイオン
化傾向の大きい2種以上の金属を備え、その内部側ほ
ど、イオン化傾向が大きい金属を有するものに形成して
ある請求項2〜14の何れか1項に記載の燃料電池シス
テム。
15. The solid reactant according to claim 2, wherein the solid reactant comprises two or more metals having a higher ionization tendency than hydrogen, and a metal having a higher ionization tendency toward the inner side. The fuel cell system according to claim 1.
【請求項16】 前記固体反応物は、内部にアルカリ金
属を備え、その外部側にアルカリ金属以外の金属を備え
てある請求項15記載の燃料電池システム。
16. The fuel cell system according to claim 15, wherein the solid reactant has an alkali metal inside and a metal other than the alkali metal outside.
【請求項17】 炭化水素系燃料を改質して水素リッチ
な改質ガスとし、その改質ガスを前記燃料電池へ供給す
る改質ガス供給装置を設けてある請求項1〜16の何れ
か1項に記載の燃料電池システム。
17. The fuel cell according to claim 1, further comprising a reformed gas supply device for reforming the hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich reformed gas and supplying the reformed gas to the fuel cell. 2. The fuel cell system according to claim 1.
【請求項18】 前記燃料電池の起動時には、主として
前記水素供給装置から前記燃料電池に水素を供給し、前
記燃料電池の定常運転時には、主として前記改質ガス供
給装置から前記燃料電池へ改質ガスを供給自在にする供
給切替手段を設けてある請求項17記載の燃料電池シス
テム。
18. When the fuel cell is started, hydrogen is mainly supplied from the hydrogen supply device to the fuel cell. During a steady operation of the fuel cell, the reformed gas is mainly supplied from the reformed gas supply device to the fuel cell. 18. The fuel cell system according to claim 17, further comprising: a supply switching unit that allows supply of the fuel cell.
【請求項19】 前記燃料電池の負荷増大時には、前記
改質ガス供給装置から前記燃料電池へ改質ガスを供給す
ると共に、前記水素供給装置から前記燃料電池に水素を
供給する負荷対応供給手段を設けてある請求項17又は
18記載の燃料電池システム。
19. When the load of the fuel cell is increased, a load corresponding supply unit that supplies reformed gas from the reformed gas supply device to the fuel cell and supplies hydrogen from the hydrogen supply device to the fuel cell is provided. The fuel cell system according to claim 17, wherein the fuel cell system is provided.
【請求項20】 前記燃料電池が、固体高分子形燃料電
池である請求項1〜19の何れか1項に記載の燃料電池
システム。
20. The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell is a polymer electrolyte fuel cell.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005243617A (en) * 2004-01-28 2005-09-08 Kawaken Fine Chem Co Ltd Hydrogen supply method, its device, and portable equipment mounting fuel cell
JP2007005275A (en) * 2005-05-25 2007-01-11 Nitto Denko Corp Hydrogen generation apparatus and fuel cell system
JP2008166248A (en) * 2006-12-26 2008-07-17 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Fuel cell having hydrogen storage tank
JP2009217968A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Casio Comput Co Ltd Power generation apparatus, and electronic equipment
JP2009289419A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Casio Comput Co Ltd Power generator and electronic device
JP2009545842A (en) * 2006-08-03 2009-12-24 アールイーヴィー・リニューアブル・エナジー・ベンチャーズ・インコーポレイテッド Method for supplying hydrogen to a fuel cell using silane or polysilane
JP7398985B2 (en) 2020-03-10 2023-12-15 三菱電機株式会社 Fuel cell system and fuel cell system operation method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005243617A (en) * 2004-01-28 2005-09-08 Kawaken Fine Chem Co Ltd Hydrogen supply method, its device, and portable equipment mounting fuel cell
JP2007005275A (en) * 2005-05-25 2007-01-11 Nitto Denko Corp Hydrogen generation apparatus and fuel cell system
JP2009545842A (en) * 2006-08-03 2009-12-24 アールイーヴィー・リニューアブル・エナジー・ベンチャーズ・インコーポレイテッド Method for supplying hydrogen to a fuel cell using silane or polysilane
US8435476B2 (en) 2006-08-03 2013-05-07 Spawnt Private S.A.R.L. Process for supplying a fuel cell with hydrogen by means of silanes or polysilanes
JP2008166248A (en) * 2006-12-26 2008-07-17 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Fuel cell having hydrogen storage tank
US8080343B2 (en) 2006-12-26 2011-12-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Fuel cell having hydrogen storage tank and hydrogen generator with alkaline solution
JP2009217968A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Casio Comput Co Ltd Power generation apparatus, and electronic equipment
JP2009289419A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Casio Comput Co Ltd Power generator and electronic device
JP7398985B2 (en) 2020-03-10 2023-12-15 三菱電機株式会社 Fuel cell system and fuel cell system operation method

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