JP2006324236A - 燃料電池システムおよびそれにおける燃料水溶液の燃料濃度の測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発電効率が低下することなく燃料電池に向けて送り出される燃料水溶液の燃料濃度を正確に測定する。
【解決手段】燃料電池システム１００は、セルスタック１０２、およびセルスタック１０２にメタノール水溶液を循環供給するためにパイプＰ３〜Ｐ７と水溶液ポンプ１４６とを含む循環手段を備える。循環手段は、セルスタック１０２よりも下流かつ水溶液ポンプ１４６よりも上流に設けられる水溶液タンク１３０をさらに含む。測定用バルブ１３８を開けることによって、パイプＰ４を流れるメタノール水溶液の一部をパイプＰ１７に流入させ、測定用バルブ１３８を閉じてパイプＰ１７にメタノール水溶液を滞留させ、パイプＰ１７のメタノール水溶液のメタノール濃度を測定手段によって測定する。測定用バルブ１３８を開けることによって、そのメタノール水溶液はパイプＰ１８，Ｐ１９を介して水溶液タンク１３０に戻される。
【選択図】図１２

Description

この発明は燃料電池システムおよびそれにおける燃料水溶液の燃料濃度の測定方法に関し、より特定的には、燃料水溶液を燃料電池に向けて送る燃料電池システムおよびそれにおける燃料水溶液の燃料濃度の測定方法に関する。

燃料電池システムでは、燃料電池の劣化を抑制しつつ効率よく発電するために、燃料電池に向けて送り出すべき燃料水溶液の燃料濃度を濃度センサを用いて測定し、刻々と変化する燃料水溶液の燃料濃度を調整することが行われている。
本願出願人は燃料電池システムにおける濃度センサのレイアウトについて、特許文献１において種々のものを提案している。特許文献１には、たとえば、水溶液ポンプと燃料電池とを結ぶパイプで燃料濃度を測定するように濃度センサが配置される燃料電池システム、水溶液タンクと水溶液ポンプとを結ぶパイプに設けられるチャンバで燃料濃度を測定するように濃度センサが配置される燃料電池システム、および水溶液タンクで燃料濃度を測定するように濃度センサが配置される燃料電池システム等が開示されている。
特開２００４−９５３７６号公報 特表２００５−５１４６２０号公報 特開２００３−２９７４０３号公報

しかし、水溶液ポンプと燃料電池とを結ぶパイプで燃料濃度を測定する場合、燃料水溶液の燃料濃度を正確に測定するためには燃料水溶液の流れを止める必要があるが、このために水溶液ポンプを停止させると発電効率が低下する。また、チャンバで燃料濃度を測定する場合、チャンバ内の燃料水溶液の入れ替えが難しく、燃料電池に向けて送り出される燃料水溶液の燃料濃度を正確に測定できない。また、水溶液タンクで燃料濃度を測定する場合、燃料水溶液の還流に伴って水溶液タンク内に発生する気泡が濃度センサに付着して燃料濃度を正確に測定できないことがある。

また、特許文献２には、水溶液タンクと燃料電池とを結ぶパイプにバイパスさせる形で測定部を設け超音波センサを用いて濃度測定を行う直接メタノール型燃料電池システムが開示されている。

しかし、特許文献２に示されているようなバイパス構造では測定部の分岐点と合流点での圧力に大きな差がなく、分岐点で測定部に燃料水溶液が供給されにくくなる可能性や、合流点で測定部からの燃料水溶液が排出されにくくなる可能性がある。これらの場合、燃料濃度の測定に支障をきたす。また、超音波センサでは燃料水溶液の温度が上昇すると測定精度が低下するため、一般的に測定部が冷却されている。特許文献２に示されるバイパス構造では測定後の冷却された燃料水溶液が燃料電池に供給されるため燃料電池の温度が低下して発電効率が低下するおそれがある。

さらに、特許文献３には、カソード側のオフガス流路から分岐したバイパス流路を設け、オフガス流路の分岐点と合流点との間に絞りを設けて差圧を生じさせバイパス流路へのオフガスの流入を容易にし、バイパス流路を流れるオフガスの水素濃度をセンサを用いて検出する水素型の燃料電池システムが開示されている。

しかし、このような構成を直接メタノール型燃料電池システムに用いると、絞りによって損失が発生し水溶液ポンプの消費電力が増加し、発電効率が低下してしまうという問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、発電効率が低下することなく燃料電池に向けて送り出される燃料水溶液の燃料濃度を正確に測定できる、燃料電池システムおよびそれにおける燃料水溶液の燃料濃度の測定方法を提供することである。

上述の目的を達成するために、請求項１に記載の燃料電池システムは、燃料電池、燃料電池に燃料水溶液を循環供給するために流路および水溶液ポンプを含む循環手段、流路のうち水溶液ポンプよりも下流でありかつ燃料電池よりも上流を流れる燃料水溶液の一部が流入する測定部、測定部における燃料水溶液の入れ替えおよび滞留を制御する液流制御手段、測定部から循環手段のうち燃料電池よりも下流かつ水溶液ポンプよりも上流に燃料水溶液を戻す還流路、ならびに測定部の燃料水溶液の燃料濃度を測定する測定手段を備える。

請求項２に記載の燃料電池システムは、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、循環手段は、燃料電池よりも下流かつ水溶液ポンプよりも上流に設けられ燃料水溶液を保持する水溶液タンクをさらに含み、還流路は燃料水溶液を水溶液タンクに戻すことを特徴とする。

請求項３に記載の燃料電池システムは、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、液流制御手段は還流路に設けられるバルブを含むことを特徴とする。

請求項４に記載の燃料電池システムは、請求項１から３のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、測定手段は超音波センサを含むことを特徴とする。

請求項５に記載の輸送機器は、請求項１から４のいずれかに記載の燃料電池システムを含むことを特徴とする。

請求項６に記載の測定方法は、水溶液ポンプを用いて燃料電池に燃料水溶液を循環供給する循環手段を備える燃料電池システムにおける燃料水溶液の燃料濃度の測定方法であって、水溶液ポンプから燃料電池に向けて送り出される燃料水溶液を測定空間に流入させる第１ステップ、測定空間に流入した燃料水溶液を測定空間に滞留させる第２ステップ、測定空間に滞留する燃料水溶液の燃料濃度を測定する第３ステップ、および測定空間から循環手段のうち燃料電池よりも下流かつ水溶液ポンプよりも上流に燃料濃度測定済みの燃料水溶液を排出する第４ステップを備える。

請求項７に記載の測定方法は、請求項６に記載の測定方法において、循環手段は、燃料電池よりも下流かつ水溶液ポンプよりも上流に設けられ燃料水溶液を保持する水溶液タンクをさらに含み、第４ステップは水溶液タンクに測定空間から排出された燃料水溶液を戻すステップを含むことを特徴とする。

請求項１に記載の燃料電池システムでは、水溶液ポンプによって燃料水溶液が流路を介して燃料電池に向けて送り出され、流路を流れる燃料水溶液の一部が測定空間を形成する測定部に流入する。そして、液流制御手段の動作に伴って測定部に流入した燃料水溶液の流れが抑えられ、測定部に滞留する燃料水溶液の燃料濃度が測定手段によって測定される。燃料濃度の測定後、液流制御手段の動作に伴って新しい燃料水溶液が流路から測定部に流入し、測定部から燃料濃度測定済みの燃料水溶液が排出される。つまり、燃料電池に向けて燃料水溶液を送り出し発電を継続しつつ、測定部の燃料水溶液の入れ替えを行い、測定部に滞留する新しい燃料水溶液の燃料濃度を測定する。ここで、測定部から排出される燃料水溶液は、循環手段のうち燃料電池よりも下流かつ水溶液ポンプよりも上流に戻されるので、流路に絞りを設けることなく分岐点と合流点とに差圧を生じさせ測定部の燃料水溶液を確実に入れ替えることができる。また、流路に絞りを設けなくてもよいので圧力損失がなくなり水溶液ポンプの消費電力を削減することができる。したがって、発電効率が低下することなく燃料電池に向けて送り出される燃料水溶液の燃料濃度を正確に測定できる。請求項６に記載の測定方法についても同様である。

請求項２に記載の燃料電池システムでは、測定部（測定空間）の燃料濃度測定済みの燃料水溶液を水溶液タンクに戻すことができ、無駄なく燃料水溶液を利用できる。また、測定部の燃料水溶液が冷却されている場合であっても、測定部の燃料水溶液を水溶液タンクに戻すことによって、そのまま燃料電池に供給されることを防ぐ。これによって、燃料電池の温度が低下して発電効率が低下することを防止することができる。請求項７に記載の測定方法についても同様である。

請求項３に記載の燃料電池システムでは、バルブを開閉するだけで、測定部における燃料水溶液の滞留および入れ替えを容易に行うことができる。

この発明は、測定部に燃料水溶液を滞留させてその燃料濃度を測定できるので、たとえば請求項４に記載するように燃料水溶液の流れが測定精度に悪影響を及ぼしやすい超音波センサを測定手段に用いる燃料電池システムに特に有効である。

通常、輸送機器は長距離を連続して移動できることが望ましく、輸送機器に搭載される燃料電池システムには連続して発電できることが要求される。この発明の燃料電池システムは、発電を継続しつつ燃料電池に向けて送り出される燃料水溶液の燃料濃度を正確に測定できるので、請求項５に記載するように輸送機器に好適に用いられる。

この発明によれば、発電効率が低下することなく燃料電池に向けて送り出される燃料水溶液の燃料濃度を正確に測定できる。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。ここでは、この発明の燃料電池システムを輸送機器の一例である二輪車１０に搭載した場合について説明する。まず、二輪車１０について説明する。この発明の実施の形態における左右、前後、上下とは、二輪車１０のシートにドライバがそのハンドル２４に向かって着座した状態を基準とした左右、前後、上下を意味する。

図１〜図７を参照して、二輪車１０は車体フレーム１２を有する。車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１４と、ヘッドパイプ１４から後方へ斜め下方に延びる縦断面Ｉ字型のフロントフレーム１６と、フロントフレーム１６の後端部に連結されかつ後方へ斜め上方に立ち上がるリヤフレーム１８と、リヤフレーム１８の上端部に取り付けられるシートレール２０とを備えている。フロントフレーム１６の後端部はリヤフレーム１８の中央部よりもやや下端部寄りの位置に接続され、フロントフレーム１６およびリヤフレーム１８全体で側面視略Ｙ字状を呈している。

フロントフレーム１６は、上下方向に幅を有して後方へ斜め下方に延びかつ左右方向に対して直交する板状部材１６ａと、それぞれ板状部材１６ａの上端縁および下端縁に形成されかつ後方へ斜め下方に延び左右方向に幅を有するフランジ部１６ｂおよび１６ｃと、板状部材１６ａの両表面に突設される補強リブ１６ｄと、後端部に設けられたとえばボルト等によってリヤフレーム１８が連結される連結部１６ｅとを備えている。補強リブ１６ｄは、フランジ部１６ｂおよび１６ｃと共に板状部材１６ａの両表面を区画して、後述する燃料電池システム１００の構成部品を収納する収納スペースを形成している。

一方、リヤフレーム１８は、それぞれ後方へ斜め上方に延び前後方向に幅を有しフロントフレーム１６の連結部１６ｅを挟むように配置される板状部材１８ａおよび１８ｂを備えている。

ヘッドパイプ１４内には、主に図１に示すように、車体方向変更用のステアリング軸２２が回動自在に挿通されている。ステアリング軸２２の上端には、ハンドル２４が固定されたハンドル支持部２６が取り付けられており、ハンドル２４の両端にはグリップ２８が取り付けられている。右側のグリップ２８は回動可能なスロットルグリップを構成している。

ハンドル支持部２６のハンドル２４の前方には、表示操作部（以下、メータと略記する）３０が配置されている。メータ３０は、ドライバに対する走行状態等の各種情報提供用のたとえば液晶ディスプレイ等で構成された表示部、およびドライバからの各種情報入力用の入力部等が一体化されたものである。ハンドル支持部２６におけるメータ３０の下方には、ヘッドランプ３２が固定されており、ヘッドランプ３２の左右両側には、フラッシャランプ３４がそれぞれ設けられている。

また、ステアリング軸２２の下端には左右一対のフロントフォーク３６が取り付けられており、フロントフォーク３６それぞれの下端には、前輪３８が前車軸４０を介して取り付けられている。前輪３８は、フロントフォーク３６によって緩衝懸架された状態で前車軸４０によって回転自在に軸支されている。

一方、リヤフレーム１８の後端部には、フレーム状のシートレール２０が取り付けられている。シートレール２０は、リヤフレーム１８の上端部にたとえば溶接によって固設され、略前後方向に配設されている。シートレール２０上には図示しないシートが開閉自在に設けられている。シートレール２０の後端部には取り付けブラケット４２が固設されており、取り付けブラケット４２にはテールランプ４４および左右一対のフラッシャランプ４６がそれぞれ取り付けられている。

また、リヤフレーム１８の下端部には、リヤアーム４８がピボット軸５０を介して揺動自在に支持されており、リヤアーム４８の後端部４８ａには駆動輪である後輪５２が回転自在に軸支されており、リヤアーム４８および後輪５２は、図示しないリヤクッションによってリヤフレーム１８に対して緩衝懸架されている。

さらに、リヤフレーム１８の下端部の前側には、リヤフレーム１８から左右方向に突出するようにフットレスト取付用バー５４が固定され、フットレスト取付用バー５４には図示しないフットレストが取り付けられる。フットレスト取付用バー５４の後方には、メインスタンド５６が回動可能にリヤアーム４８に支持されており、メインスタンド５６は、リターンスプリング５８によって閉じ側に付勢されている。

リヤアーム４８の後端部４８ａよりも内側には、後輪５２に連結されかつ後輪５２を回転駆動させるためのたとえばアキシャルギャップ型の電動モータ６０と、電動モータ６０に電気的に接続される駆動ユニット６２とが配設されている。駆動ユニット６２は、電動モータ６０の回転駆動を制御するためのコントローラ６４を含む。

このような二輪車１０には、車体フレーム１２に沿って燃料電池システム１００が搭載されている。燃料電池システム１００は、電動モータ６０やその他の構成部品を駆動するための電気エネルギを生成する。

以下、燃料電池システム１００について説明する。
燃料電池システム１００は、メタノール（メタノール水溶液）を改質せずにダイレクトに発電に利用する直接メタノール型燃料電池システムである。
燃料電池システム１００は、フロントフレーム１６の下方に配置される燃料電池セルスタック（以下、単にセルスタックという）１０２を含む。

図８および図９に示すように、セルスタック１０２は、メタノールに基づく水素と酸素との電気化学反応によって電気エネルギを生成することができる燃料電池（燃料電池セル）１０４をセパレータ１０６を挟んで複数個積層（スタック）して構成されている。セルスタック１０２を構成する各燃料電池１０４は、固体高分子膜等から構成される電解質（電解質膜）１０４ａと、電解質１０４ａを挟んで互いに対向するアノード（燃料極）１０４ｂおよびカソード（空気極）１０４ｃとを含む。アノード１０４ｂおよびカソード１０４ｃはそれぞれ、電解質１０４ａ側に設けられる白金触媒層を含む。

図４等に示すように、セルスタック１０２はスキッド１０８上に載せられ、スキッド１０８はフロントフレーム１６のフランジ部１６ｃから吊されるステースタック１１０によって支持されている。

図６に示すように、フロントフレーム１６の下方でありかつセルスタック１０２の上方には、水溶液用のラジエータ１１２と気液分離用のラジエータ１１４とが配置されている。ラジエータ１１２と１１４とは一体的に構成され、その前面が車両の前方やや下向きに配置され、前面に対して直交するように設けられる複数の板状のフィン（図示せず）を有する。このようなラジエータ１１２および１１４は、走行時に風を十分に受けることができる。

図６等に示すように、ラジエータ１１２は、旋回するように形成されるラジエータパイプ１１６を含む。ラジエータパイプ１１６は、ステンレス等からなる直線状パイプとＵ字状の継手パイプとを溶接することによって、入口１１８ａ（図５参照）から出口１１８ｂ（図３参照）までの１本の連続したパイプに形成されている。ラジエータ１１２の裏面側にはラジエータパイプ１１６と対向するようにラジエータ冷却用のファン１２０が設けられている。

同様に、ラジエータ１１４は、それぞれ蛇行するように形成される２本のラジエータパイプ１２２を含む。各ラジエータパイプ１２２は、ステンレス等からなる直線状パイプとＵ字状の継手パイプとを溶接することによって、入口１２４ａ（図３参照）から出口１２４ｂ（図３参照）までの１本の連続したパイプに形成されている。ラジエータ１１４の裏面側にはラジエータパイプ１２２と対向するようにラジエータ冷却用のファン１２６が設けられている。

図１〜図７に戻り主に図３を参照して、フロントフレーム１６の連結部１６ｅの後側には、上方から順に燃料タンク１２８、水溶液タンク１３０および水タンク１３２が配置されている。燃料タンク１２８、水溶液タンク１３０および水タンク１３２は、たとえばＰＥ（ポリエチレン）ブロー成型によって得られる。

燃料タンク１２８は、シートレール２０の下側に配置され、シートレール２０の後端部に取り付けられている。燃料タンク１２８は、セルスタック１０２の電気化学反応の燃料となる高濃度（たとえば、メタノールを約５０ｗｔ％含む）のメタノール燃料（高濃度メタノール水溶液）を収容している。燃料タンク１２８はその上面に蓋１２８ａを備え、蓋１２８ａを取り外してメタノール燃料が供給される。

また、水溶液タンク１３０は、燃料タンク１２８の下側に設けられ、リヤフレーム１８に取り付けられている。水溶液タンク１３０は、燃料タンク１２８からのメタノール燃料をセルスタック１０２の電気化学反応に適した濃度（たとえば、メタノールを約３ｗｔ％含む）に希釈したメタノール水溶液を収容している。つまり、水溶液タンク１３０は、水溶液ポンプ１４６（後述）によってセルスタック１０２に向けて送り出すべきメタノール水溶液を収容している。

燃料タンク１２８にはレベルセンサ１２９が装着され、燃料タンク１２８内のメタノール燃料の液面の高さが検出される。水溶液タンク１３０にはレベルセンサ１３１が装着され、水溶液タンク１３０内のメタノール水溶液の液面の高さが検出される。レベルセンサ１２９，１３１で液面高さを検出することによって、タンク内の液量を検出できる。水溶液タンク１３０内の液面は、たとえば図４においてＡで示す範囲内にコントロールされる。

水タンク１３２は、リヤフレーム１８の板状部材１８ａおよび１８ｂ間でありかつセルスタック１０２の後側に配置されている。

また、燃料タンク１２８の前側でありかつフロントフレーム１６のフランジ部１６ｂの上側には、二次電池１３４が配置されている。二次電池１３４は、セルスタック１０２で生成された電気エネルギを蓄え、コントローラ１５６（後述）の指令に応じて電気エネルギを対応する電気構成部品に供給する。たとえば、二次電池１３４は、補機類や駆動ユニット６２に電気エネルギを供給する。

二次電池１３４の上方かつシートレール２０の下方には、燃料ポンプ１３６、測定用バルブ１３８が配置されている。この実施形態では、測定用バルブ１３８が液流制御手段に相当する。

また、水溶液タンク１３０の上方にはキャッチタンク１４０が配置されている。キャッチタンク１４０はその上面に蓋１４０ａを備え、たとえば燃料電池システム１００を一度も起動したことがない状態（水溶液タンク１３０が空の状態）において、蓋１４０ａを取り外してメタノール水溶液が供給される。キャッチタンク１４０は、たとえばＰＥ（ポリエチレン）ブロー成型によって得られる。

また、フロントフレーム１６とセルスタック１０２とラジエータ１１２，１１４とによって囲まれた空間には、エアフィルタ１４２が配置され、エアフィルタ１４２の後方斜め下側には水溶液フィルタ１４４が配置されている。

また、図４に示すように、フロントフレーム１６の左側の収納スペースには、水溶液ポンプ１４６およびエアポンプ１４８が収納されており、エアポンプ１４８の左側にはエアチャンバ１５０が配置されている。水溶液ポンプ１４６は水溶液タンク１３０よりも高い位置に設けられている。

さらに、図５に示すように、フロントフレーム１６の右側の収納スペースには、前方から順にメインスイッチ１５２、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４、コントローラ１５６、防錆用バルブ１５８および水ポンプ１６０が配置される。なお、メインスイッチ１５２はフロントフレーム１６の収納スペースを右側から左側に貫通するように設けられている。セルスタック１０２の前面にはホーン１６２が設けられている。

このように配置される燃料電池システム１００の配管について、図４〜図７および図１０を参照して説明する。
燃料タンク１２８と燃料ポンプ１３６とはパイプＰ１によって連通され、燃料ポンプ１３６と水溶液タンク１３０とはパイプＰ２によって連通されている。パイプＰ１は、燃料タンク１２８の左側面下端部と燃料ポンプ１３６の左側面下端部とを結び、パイプＰ２は、燃料ポンプ１３６の左側面下端部と水溶液タンク１３０の左側面下端部とを結ぶ。燃料ポンプ１３６を駆動させることによって、燃料タンク１２８内のメタノール燃料がパイプＰ１，Ｐ２を介して水溶液タンク１３０に与えられる。

水溶液タンク１３０と水溶液ポンプ１４６とはパイプＰ３によって連通され、水溶液ポンプ１４６と水溶液フィルタ１４４とはパイプＰ４によって連通され、水溶液フィルタ１４４とセルスタック１０２とはパイプＰ５によって連通されている。パイプＰ３は、水溶液タンク１３０の左側面下隅部と水溶液ポンプ１４６の後部とを結び、パイプＰ４は、水溶液ポンプ１４６の後部と水溶液フィルタ１４４の左側面とを結び、パイプＰ５は、水溶液フィルタ１４４の右側面とセルスタック１０２の前面右下隅部に位置するアノード入口Ｉ１とを結ぶ。水溶液ポンプ１４６を駆動させることによって、水溶液タンク１３０からのメタノール水溶液が、パイプＰ３側からパイプＰ４側へと送り出され、水溶液フィルタ１４４で不純物が除去された後、パイプＰ５を介してセルスタック１０２に与えられる。この実施形態ではパイプＰ４およびＰ５によって水溶液ポンプ１４６が送り出すメタノール水溶液をセルスタック１０２の各燃料電池１０４に案内するパイプが構成される。

セルスタック１０２と水溶液用のラジエータ１１２とはパイプＰ６によって連通され、ラジエータ１１２と水溶液タンク１３０とはパイプＰ７によって連通されている。パイプＰ６は、セルスタック１０２の後面左上隅部に位置するアノード出口Ｉ２とラジエータ１１２の下面右側端部から引き出されるラジエータパイプ１１６の入口１１８ａ（図５参照）とを結び、パイプＰ７は、ラジエータ１１２の下面から引き出されるラジエータパイプ１１６の出口１１８ｂ（図３参照）と水溶液タンク１３０の左側面上隅部とを結ぶ。セルスタック１０２から排出される未反応メタノール水溶液および二酸化炭素はパイプＰ６を介してラジエータ１１２に与えられ温度が下げられて、パイプＰ７を介して水溶液タンク１３０に戻される。これによって水溶液タンク１３０内のメタノール水溶液の温度を下げることができる。

上述したパイプＰ１〜Ｐ７は主として燃料の流路となる。循環手段は、セルスタック１０２から排出された燃料水溶液を循環させて再びセルスタック１０２に供給可能な経路を構成し、この実施形態では、パイプＰ３〜Ｐ７、水溶液タンク１３０、水溶液ポンプ１４６、水溶液フィルタ１４４、水溶液用のラジエータ１１２を含む。なお、循環手段には、水溶液フィルタ１４４およびラジエータ１１２は必ずしも含まれなくてもよい。

また、エアフィルタ１４２とエアチャンバ１５０とはパイプＰ８によって連通され、エアチャンバ１５０とエアポンプ１４８とはパイプＰ９によって連通され、エアポンプ１４８と防錆用バルブ１５８とはパイプＰ１０によって接続され、防錆用バルブ１５８とセルスタック１０２とはパイプＰ１１によって接続されている。パイプＰ８は、エアフィルタ１４２の後部とエアチャンバ１５０の中央部よりもやや前方寄りの位置とを結び、パイプＰ９は、エアチャンバ１５０の中央部の下側とエアポンプ１４８の後部とを結び、パイプＰ１０は、フロントフレーム１６の板状部材１６ａの左側に位置するエアポンプ１４８と板状部材１６ａの右側に位置する防錆用バルブ１５８とを結び、パイプＰ１１は、防錆用バルブ１５８とセルスタック１０２の後面右上端部に位置するカソード入口Ｉ３とを結ぶ。燃料電池システム１００の運転時には防錆用バルブ１５８を開いておき、その状態でエアポンプ１４８を駆動させることによって、酸素を含む空気が外部から吸入される。吸入された空気は、エアフィルタ１４２で浄化された後、パイプＰ８、エアチャンバ１５０およびパイプＰ９を介してエアポンプ１４８に流入し、さらに、パイプＰ１０、防錆用バルブ１５８およびパイプＰ１１を介してセルスタック１０２に与えられる。防錆用バルブ１５８は、燃料電池システム１００の停止時には閉じられており、エアポンプ１４８へ水蒸気の逆流を防ぎエアポンプ１４８の錆を防止する。

セルスタック１０２と気液分離用のラジエータ１１４とは２本のパイプＰ１２によって連通され、ラジエータ１１４と水タンク１３２とは２本のパイプＰ１３によって連通され、水タンク１３２にはパイプ（排気管）Ｐ１４が設けられている。各パイプＰ１２は、セルスタック１０２の前面左下隅部に位置するカソード出口Ｉ４とラジエータ１１４の下面左側端部から引き出される各ラジエータパイプ１２２の入口１２４ａ（図３参照）とを結び、各パイプＰ１３は、ラジエータ１１４の下面左側端部からやや中央寄りの位置から引き出される各ラジエータパイプ１２２の出口１２４ｂ（図３参照）と水タンク１３２の前面上部とを結び、パイプＰ１４は、水タンク１３２の後面上部に接続され、一旦上昇しその後下降するようにくの字状に形成されている。セルスタック１０２のカソード出口Ｉ４から排出される水分（水および水蒸気）や二酸化炭素を含む排気は、パイプＰ１２を介してラジエータ１１４に与えられ、水蒸気が液化される。ラジエータ１１４からの排気は、パイプＰ１３を介して水と共に水タンク１３２に与えられ、パイプＰ１４を介して外部に排出される。
上述したパイプＰ８〜Ｐ１４は、主として排気の流路となる。

さらに、水タンク１３２と水ポンプ１６０とはパイプＰ１５によって連通され、水ポンプ１６０と水溶液タンク１３０とはパイプＰ１６によって連通されている。パイプＰ１５は、水タンク１３２の右側面下部と水ポンプ１６０の中央部とを結び、パイプＰ１６は、水ポンプ１６０の中央部と水溶液タンク１３０の左側面上隅部とを結ぶ。水ポンプ１６０を駆動させることによって、水タンク１３２内の水がパイプＰ１５，Ｐ１６を介して水溶液タンク１３０に戻される。
上述したパイプＰ１５，Ｐ１６は水の流路となる。

また、パイプＰ４には、水溶液ポンプ１４６によって送り出されパイプＰ４を流れるメタノール水溶液の一部が流入するように、パイプＰ１７が接続される。図４に示すように、パイプＰ１７は、車体フレーム１２の左側で後方へ斜め上方に延びてその後端部近傍の傾斜がより強くなるように配設されている。パイプＰ１７は、たとえばテフロン（登録商標）パイプ等であり、その長さが２０ｃｍ以上（ここでは約２０ｃｍ）に設定されている。

パイプＰ１７には、パイプＰ１７に流入したメタノール水溶液のメタノール濃度（メタノール水溶液におけるメタノールの割合）を測定するための超音波センサ１６４が取り付けられている。超音波の伝播速度は、その超音波が伝播するメタノール水溶液のメタノール濃度に応じて変化する。超音波センサ１６４は、これを利用してパイプＰ１７のメタノール水溶液のメタノール濃度を測定するために用いられる。この実施形態では、超音波センサ１６４とコントローラ１５６とが測定手段に相当する。

図４に示すように、濃度センサである超音波センサ１６４は、超音波を発する発信部１６４ａと超音波を検出する受信部１６４ｂとを有する。超音波センサ１６４の発信部１６４ａは、パイプＰ４に介挿され、パイプＰ１７の始端に接続される。また、受信部１６４ｂは、パイプＰ１７の終端に接続され二次電池１３４の左側面かつ測定用バルブ１３８の前方斜め下側に配置される。発信部１６４ａは所定周波数（たとえば５１０ｋＨｚ）の超音波を発生させる発振器１６５ａを有し、受信部１６４ｂは発振器１６５ａからの超音波を検出する受信器１６５ｂを有する。超音波センサ１６４では、発信部１６４ａで超音波を発生させ、受信部１６４ｂがメタノール水溶液を通過した超音波を受信し、発信部１６４ａでの超音波の発生開始から受信部１６４ｂでの超音波の受信までの時間によって得られる伝播速度を検出する。コントローラ１５６は、その伝播速度に基づいてパイプＰ１７のメタノール水溶液のメタノール濃度を検出する。上述のように、パイプＰ１７を２０ｃｍ以上に設定することによって受信器１６５ｂの誤検出が少なくなり、メタノール濃度の測定精度を向上できる。

超音波センサ１６４の受信部１６４ｂとその後方斜め上側に配置される測定用バルブ１３８とは、後方へ斜め上方に延びるパイプＰ１８によって連通されている。また、測定用バルブ１３８と水溶液タンク１３０とはパイプＰ１９によって連通されている。パイプＰ１８は、受信部１６４ｂの上面と測定用バルブ１３８の左側面とを結び、パイプＰ１９は、測定用バルブ１３８の右側面と水溶液タンク１３０の上面とを結ぶ。

上述したパイプＰ１７〜Ｐ１９は濃度測定用の流路となる。この実施形態では、パイプＰ１７によって測定部が構成され、パイプＰ１７内の空間が測定空間となる。また、この実施形態では、パイプＰ１８，Ｐ１９によって還流路が構成される。

さらに、水溶液タンク１３０とキャッチタンク１４０とはパイプＰ２０によって連通され、キャッチタンク１４０と水溶液タンク１３０とはパイプＰ２１によって連通され、キャッチタンク１４０とエアチャンバ１５０とはパイプＰ２２によって連通されている。パイプＰ２０は、水溶液タンク１３０の左側面上隅部とキャッチタンク１４０の左側面上隅部とを結び、パイプＰ２１は、キャッチタンク１４０の下端部と水溶液タンク１３０の左側面下隅部とを結び、パイプＰ２２は、キャッチタンク１４０の左側面上部寄りの位置とエアチャンバ１５０の上端面とを結ぶ。水溶液タンク１３０内にある気体（主に、二酸化炭素、気化したメタノールおよび水蒸気）は、パイプＰ２０を介してキャッチタンク１４０に与えられる。気化したメタノールと水蒸気とはキャッチタンク１４０で冷却、液化された後、パイプＰ２１を介して水溶液タンク１３０に戻される。キャッチタンク１４０内の気体（二酸化炭素、液化されなかったメタノールおよび水蒸気）は、パイプＰ２２を介してエアチャンバ１５０に与えられる。
上述したパイプＰ２０〜Ｐ２２は主として燃料処理用の流路となる。

ここで、セルスタック１０２および循環手段の各部における圧力を図１１に示す。
図１１からわかるように、パイプＰ４とＰ１７との接続部すなわちパイプＰ４からパイプＰ１７への分岐点の圧力Ｘは、範囲（１）で示すセルスタック１０２の下流と水溶液ポンプ１４６の上流との間、すなわちパイプＰ６、ラジエータ１１２、パイプＰ７、水溶液タンク１３０およびパイプＰ３内の圧力より遥かに大きくなる。この実施形態では、濃度測定済みのメタノール水溶液を循環手段に戻す合流点がパイプＰ１９と水溶液タンク１３０との接続部となり、その圧力は水溶液タンク１３０内の圧力と等しい。したがって、分岐点と合流点との差圧は略３５ｋＰａと大きくなる。因みに、特許文献２の技術では、分岐点と合流点との差圧は図１１の（２）に示す範囲内に収まると考えられる。

このような燃料電池システム１００は、メインスイッチ１５２をオンすることによって起動され、コントローラ１５６によって制御され、二次電池１３４によって電気エネルギが補完される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４は電圧を２４Ｖから１２Ｖに変換し、変換された１２Ｖの電圧によってファン１２０，１２６が駆動される。

つぎに、燃料電池システム１００の運転時の主要動作について説明する。
燃料電池システム１００は、メインスイッチ１５２がオンされることを契機として、水溶液ポンプ１４６やエアポンプ１４８等の補機類を駆動し、運転を開始する。

水溶液ポンプ１４６の駆動によって、水溶液タンク１３０に収容されるメタノール水溶液が、パイプＰ３側からパイプＰ４側へと送り出され、水溶液フィルタ１４４に供給される。そして、水溶液フィルタ１４４で不純物等が除去されたメタノール水溶液は、パイプＰ５、アノード入口Ｉ１を介してセルスタック１０２を構成する各燃料電池１０４のアノード１０４ｂにダイレクトに供給される。

一方、エアポンプ１４８の駆動によってエアフィルタ１４２から吸入された空気（エア）は、パイプＰ８を介してエアチャンバ１５０に流入することによって消音される。そして、吸入された空気およびエアチャンバ１５０に与えられたキャッチタンク１４０からの気体が、パイプＰ９〜Ｐ１１、カソード入口Ｉ３を介してセルスタック１０２を構成する各燃料電池１０４のカソード１０４ｃに供給される。

各燃料電池１０４のアノード１０４ｂでは、供給されたメタノール水溶液におけるメタノールと水とが化学反応し、二酸化炭素および水素イオンが生成される。生成された水素イオンは、電解質１０４ａを介してカソード１０４ｃに流入し、そのカソード１０４ｃ側に供給された空気中の酸素と電気化学反応して水（水蒸気）および電気エネルギが生成される。つまり、セルスタック１０２において発電が行われる。生成された電気エネルギは、二次電池１３４に送られて蓄えられると共に、二輪車１０の走行駆動等に利用される。

各燃料電池１０４のアノード１０４ｂで生成された二酸化炭素および未反応メタノール水溶液は、上記電気化学反応によって発生する熱によって温度上昇し（たとえば約６５℃〜７０℃となる）、未反応メタノール水溶液の一部は気化される。二酸化炭素および未反応メタノール水溶液は、セルスタック１０２のアノード出口Ｉ２を介して水溶液用のラジエータ１１２内に流入し、ラジエータパイプ１１６を流れる間にファン１２０によって冷却される（たとえば約４０℃となる）。冷却された二酸化炭素および未反応メタノール水溶液は、パイプＰ７を介して水溶液タンク１３０に戻される。

一方、各燃料電池１０４のカソード１０４ｃで生成された水蒸気の大部分は液化して水となってセルスタック１０２のカソード出口Ｉ４から排出されるが、飽和水蒸気分はガス状態で排出される。カソード出口Ｉ４から排出された水蒸気の一部は、ラジエータ１１４で冷却され露点を下げることによって液化される。ラジエータ１１４による水蒸気の液化動作は、ファン１２６を動作させることによって行われる。カソード出口Ｉ４からの水分（水および水蒸気）は未反応の空気と共にパイプＰ１２、ラジエータ１１４およびパイプＰ１３を介して水タンク１３２に与えられる。また、各燃料電池１０４のカソード１０４ｃでは、キャッチタンク１４０からの気化したメタノールおよびクロスオーバーによってカソード１０４ｃに移動したメタノールが白金触媒層で酸素と反応して無害な水分と二酸化炭素とに分解される。メタノールから分解された水分と二酸化炭素とは、カソード出口Ｉ４から排出されラジエータ１１４を介して水タンク１３２に与えられる。さらに、水のクロスオーバーによって各燃料電池１０４のカソード１０４ｃに移動した水分が、カソード出口Ｉ４から排出されラジエータ１１４を介して水タンク１３２に与えられる。

水タンク１３２に回収された水は、水ポンプ１６０の駆動によってパイプＰ１５，Ｐ１６を介して水溶液タンク１３０に適宜還流され、メタノール水溶液の水として利用される。

運転中の燃料電池システム１００では、各燃料電池１０４の劣化を防ぎつつ各燃料電池１０４に効率よく発電させるために、メタノール水溶液の濃度測定処理が定期的（たとえば１０秒おき）に実行される。そして、その測定結果に基づいてセルスタック１０２に供給すべきメタノール水溶液のメタノール濃度が調整される。具体的には、メタノール濃度の測定結果に基づいて、燃料タンク１２８内のメタノール燃料の水溶液タンク１３０への供給や水タンク１３２内の水の水溶液タンク１３０への還流が行われる。

ここで、図１２を参照して、運転中の燃料電池システム１００における濃度測定処理について説明する。
まず、コントローラ１５６からの指示に従って、測定用バルブ１３８が開けられ（ステップＳ１）、所定時間（たとえば５秒）が経過するまで（ステップＳ３がＹＥＳになるまで）測定用バルブ１３８の開放状態が継続される。これによって、水溶液ポンプ１４６によって送り出されパイプＰ４を流れるメタノール水溶液の一部がパイプＰ１７に流入し、パイプＰ１７に満たされていたメタノール水溶液がパイプＰ１７から排出される。つまり、測定用バルブ１３８を開けることによって、パイプＰ１７へのメタノール濃度を測定すべき新しいメタノール水溶液の導入とパイプＰ１７からのメタノール濃度測定済みのメタノール水溶液の排出とが行われる。パイプＰ１７から排出されたメタノール濃度測定済みのメタノール水溶液はパイプＰ１８，Ｐ１９を介して水溶液タンク１３０に戻る。

なお、水溶液ポンプ１４６の駆動開始時には測定用バルブ１３８が閉じられており、運転を開始してから１回目の濃度測定を行う前まではパイプＰ１７に空気が満たされている。この場合、パイプＰ１７を満たしていた空気は水溶液タンク１３０に流入する。

そして、所定時間が経過すると（ステップＳ３がＹＥＳになると）、測定用バルブ１３８が閉じられ（ステップＳ５）、パイプＰ１７に流入したメタノール水溶液の流れ（流速）が抑えられる。ここでは、測定用バルブ１３８を完全に閉じることによって、パイプＰ１７でメタノール水溶液を保持し、停止させるものとする。

つづいて、発信部１６４ａの発振器１６５ａが超音波の発生を開始する（ステップＳ７）。発信部１６４ａからの超音波は、パイプＰ１７に滞留するメタノール水溶液を受信部１６４ｂに向かって伝播する。

受信部１６４ｂの受信器１６５ｂが発信部１６４ａからの超音波を受信し超音波の伝播速度を検出すれば（ステップＳ９がＹＥＳになれば）、その伝播速度を示す検出信号が受信部１６４ｂからコントローラ１５６に送信され、コントローラ１５６によってメタノール濃度が検出される（ステップＳ１０）。その後、発信部１６４ａは超音波の発生を停止し（ステップＳ１１）、濃度測定処理が終了する。

一方、受信部１６４ｂの受信器１６５ｂが伝播速度を検出できずに（ステップＳ９がＮＯ）、所定時間（たとえば１０秒）が経過すれば（ステップＳ１３がＹＥＳになれば）、メタノール濃度を測定できないものとしてエラー処理（ステップＳ１５）に移り、その後、ステップＳ１１に移る。所定時間が経過するまでは（ステップＳ１３がＹＥＳになるまでは）、受信器１６５ｂが伝播速度を検出するまで（ステップＳ９がＹＥＳになるまで）超音波の発生を継続する。

ステップＳ１５では、たとえば、前回の濃度測定処理で測定したメタノール濃度を今回の濃度測定処理で測定したメタノール濃度として用いる処理等がコントローラ１５６で実行される。

燃料電池システム１００では、このような濃度測定処理を所定時間毎に行い、セルスタック１０２に向けて送り出されるメタノール水溶液のメタノール濃度を繰り返し測定する。前回の濃度測定処理でパイプＰ１７に導入され保持されたメタノール水溶液は、今回の濃度測定処理における測定用バルブ１３８の開放（ステップＳ１）によってパイプＰ１７から流出し、水溶液タンク１３０に戻る。これと同時に、今回の濃度測定処理でメタノール濃度を測定すべき新しいメタノール水溶液がパイプＰ１７に流入する。その後、測定用バルブ１３８を閉め、パイプＰ１７のメタノール水溶液のメタノール濃度を測定する。

なお、上述の濃度測定処理では、ステップＳ５で測定用バルブ１３８を完全に閉める場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、超音波の伝播速度に大きな影響を与えない程度にまでパイプＰ１７におけるメタノール水溶液の流速を抑えるように測定用バルブ１３８が閉められてもよい。このときのメタノール水溶液の状態も、この発明でいう「滞留」に含まれる。

このような燃料電池システム１００によれば、パイプＰ４を介してセルスタック１０２に向けてメタノール水溶液を送り出し発電を継続しつつ、パイプＰ１７のメタノール水溶液の入れ替えを行い、パイプＰ１７に滞留する新しいメタノール水溶液のメタノール濃度を測定する。ここで、パイプＰ１７から排出されるメタノール水溶液は、循環手段のうちセルスタック１０２よりも下流かつ水溶液ポンプ１４６よりも上流に戻される。したがって、循環手段内のパイプＰ３〜Ｐ７に絞りを設けることなく分岐点（この実施形態ではパイプＰ４とＰ１７との接続部）と合流点（この実施形態ではパイプＰ１９と水溶液タンク１３０との接続部）とに大きな差圧を生じさせ、パイプＰ１７のメタノール水溶液を確実に入れ替えることができる。また、循環手段内のパイプＰ３〜Ｐ７に絞りを設けなくてもよいので圧力損失がなくなり水溶液ポンプ１４６の消費電力を削減することができる。したがって、発電効率が低下することなくセルスタック１０２に向けて送り出されるメタノール水溶液のメタノール濃度を正確に測定できる。

また、セルスタック１０２よりも下流かつ水溶液ポンプ１４６よりも上流に設けられる水溶液タンク１３０に、パイプＰ１７の濃度測定済みのメタノール水溶液を戻すので、無駄なくメタノール水溶液を利用できる。また、超音波センサ１６４を冷却するためにパイプＰ１７内のメタノール水溶液が冷却されている場合であっても、そのメタノール水溶液を水溶液タンク１３０に戻すことによって、そのままセルスタック１０２に供給されることを防ぐ。これによって、セルスタック１０２の温度が低下して発電効率が低下することを防止することができる。

さらに、測定用バルブ１３８を開閉するだけで、パイプＰ１７におけるメタノール水溶液の滞留および入れ替えを容易に行うことができる。

燃料電池システム１００は、パイプＰ１７にメタノール水溶液を滞留させてそのメタノール濃度を測定できるので、メタノール水溶液の流れが測定精度に悪影響を及ぼしやすい超音波センサ１６４を用いる場合に特に有効である。

また、燃料電池システム１００は、発電を継続しつつセルスタック１０２に向けて送り出されるメタノール水溶液のメタノール濃度を正確に測定できるので、二輪車１０に好適に用いられる。

なお、上述の実施形態では発信部１６４ａと受信部１６４ｂとを有する超音波センサ１６４を測定手段に用いる場合について説明したが、発信部と受信部とが一体的に設けられる超音波センサを用いてもよい。この場合、一体的に設けられる超音波センサからの超音波を反射させ当該超音波センサに超音波を戻すように燃料電池システムを構成すればよい。また、測定手段に用いられるセンサは超音波センサに限定されない。たとえば、メタノール水溶液の重さに基づいてメタノール濃度を測定するための比重型センサ、メタノール水溶液の粘性に基づいてメタノール濃度を測定するための水晶発振型センサ、メタノール水溶液の電気抵抗に基づいてメタノール濃度を測定するための電気抵抗型センサ、あるいはメタノール水溶液の静電容量に基づいてメタノール濃度を測定するための静電容量型センサ等、メタノール水溶液の流れにその測定精度が影響を受けるセンサを測定手段に用いる燃料電池システムにこの発明は好適に用いられる。

また、上述の実施形態では、超音波センサ１６４とコントローラ１５６とが測定手段を構成したが、これに限定されない。超音波センサ１６４だけで、メタノール濃度を測定する測定手段を構成してもよい。

さらに、上述の実施形態では、測定部であるパイプＰ１７がパイプＰ４に接続される場合について説明したが、これに限定されない。パイプＰ１７は、循環手段のうち水溶液ポンプ１４６よりも下流でありかつセルスタック１０２よりも上流である限りにおいて、たとえばパイプＰ５等の任意の箇所に接続されてもよい。

上述の実施形態では、還流路を水溶液タンク１３０に接続し、メタノール濃度測定済みのメタノール水溶液を水溶液タンク１３０に戻す場合について説明したが、これに限定されない。還流路は、循環手段のうちセルスタック１０２よりも下流かつ水溶液ポンプ１４６よりも上流である限りにおいて、たとえばパイプＰ３，Ｐ６またはＰ７等の任意の箇所に接続されてもよい。

また、液流制御手段は測定用バルブ１３８に限定されず、燃料水溶液の流速を一定に保つ絞りであってもよい。

循環手段に含まれる流路はパイプに限定されず、燃料水溶液を流すことができる任意の手段によって構成されてもよい。還流路についても同様である。

さらに、上述の実施形態では、燃料としてメタノールを、燃料水溶液としてメタノール水溶液を用いたが、これに限定されず、燃料としてエタノール等のアルコール系燃料、燃料水溶液としてエタノール水溶液等のアルコール系水溶液を用いてもよい。

この発明の燃料電池システムは、二輪車だけではなく、自動車、船舶等の任意の輸送機器にも好適に用いることができる。

この発明は、改質器搭載タイプの燃料電池システムにも適用できる。改質器搭載タイプの燃料電池システムに適用する場合、パイプと測定部との接続部よりも下流側でパイプに改質器を介挿すればよい。また、この発明は、小型の据え付けタイプの燃料電池システムにも適用できる。

この発明が詳細に説明され図示されたが、それは単なる図解および一例として用いたものであり、限定であると解されるべきではないことは明らかであり、この発明の精神および範囲は特許請求の範囲の文言のみによって限定される。

この発明の燃料電池システムを搭載する二輪車を示す左側面図である。 二輪車の車体フレームに対する燃料電池システムの配置状態を左斜め前方からみた斜視図である。 二輪車の車体フレームに対する燃料電池システムの配置状態を左斜め後方からみた斜視図である。 燃料電池システムの配管状態を示す左側面図である。 燃料電池システムの配管状態を示す右側面図である。 燃料電池システムの配管状態を左斜め前方からみた斜視図である。 燃料電池システムの配管状態を右斜め前方からみた斜視図である。 燃料電池セルスタックを示す図解図である。 燃料電池セルを示す図解図である。 燃料電池システムの配管を示すシステム図である。 燃料電池セルスタックおよび循環手段の各部における圧力を示すグラフである。 燃料電池システムにおける濃度測定処理を示すフロー図である。

符号の説明

１０ 二輪車
１００ 燃料電池システム
１０２ 燃料電池セルスタック
１０４ 燃料電池
１３０ 水溶液タンク
１３８ 測定用バルブ
１４６ 水溶液ポンプ
１５６ コントローラ
１６４ 超音波センサ
１６４ａ 発信部
１６４ｂ 受信部
Ｐ１〜Ｐ２２ パイプ

Claims (7)

1. 燃料電池、
   前記燃料電池に燃料水溶液を循環供給するために流路および水溶液ポンプを含む循環手段、
   前記流路のうち前記水溶液ポンプよりも下流でありかつ前記燃料電池よりも上流を流れる前記燃料水溶液の一部が流入する測定部、
   前記測定部における前記燃料水溶液の入れ替えおよび滞留を制御する液流制御手段、
   前記測定部から前記循環手段のうち前記燃料電池よりも下流かつ前記水溶液ポンプよりも上流に前記燃料水溶液を戻す還流路、ならびに
   前記測定部の前記燃料水溶液の燃料濃度を測定する測定手段を備える、燃料電池システム。
2. 前記循環手段は、前記燃料電池よりも下流かつ前記水溶液ポンプよりも上流に設けられ前記燃料水溶液を保持する水溶液タンクをさらに含み、
   前記還流路は前記燃料水溶液を前記水溶液タンクに戻す、請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記液流制御手段は前記還流路に設けられるバルブを含む、請求項１に記載の燃料電池システム。
4. 前記測定手段は超音波センサを含む、請求項１から３のいずれかに記載の燃料電池システム。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の燃料電池システムを含む、輸送機器。
6. 水溶液ポンプを用いて燃料電池に燃料水溶液を循環供給する循環手段を備える燃料電池システムにおける前記燃料水溶液の燃料濃度の測定方法であって、
   前記水溶液ポンプから前記燃料電池に向けて送り出される前記燃料水溶液を測定空間に流入させる第１ステップ、
   前記測定空間に流入した前記燃料水溶液を前記測定空間に滞留させる第２ステップ、
   前記測定空間に滞留する前記燃料水溶液の燃料濃度を測定する第３ステップ、および
   前記測定空間から前記循環手段のうち前記燃料電池よりも下流かつ前記水溶液ポンプよりも上流に燃料濃度測定済みの前記燃料水溶液を排出する第４ステップを備える、測定方法。
7. 前記循環手段は、前記燃料電池よりも下流かつ前記水溶液ポンプよりも上流に設けられ前記燃料水溶液を保持する水溶液タンクをさらに含み、
   前記第４ステップは前記水溶液タンクに前記測定空間から排出された前記燃料水溶液を戻すステップを含む、請求項６に記載の測定方法。
   

Images