JP2007095424A - Fuel cell system - Google Patents

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Takeshi Yanagihara
豪 柳原
Koichi Samejima
幸一 鮫島
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Konica Minolta Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system in which wasteful consumption of a fuel liquid can be suppressed at stopping of the fuel cell system, and in which a battery lifetime can be improved by keeping an electrolyte film in a wet state even at a system stop over a long-term. <P>SOLUTION: This is the fuel cell system A in which the fuel is supplied from a fuel supply room 14 to a fuel electrode 12 of the cell main body pinching the electrolyte film 11 between the fuel electrode 12 and an oxygen electrode 13, and in which the fuel cell to generate electricity by supplying air to the oxygen electrode 13 is comprised. The system A includes a fuel supplying means (supply passages L1, L2 including containers C1, C2, pumps P1, P2, and a mixing flow passage L3) in order to supply a fuel liquid to the room 14, a fuel recovery means (recovery passage L5 or the like including pump P4) to recover residual fuel of the room 14, and a supplying means to start supplying a moisturizing liquid of the electrolyte film 11 to the fuel supplying room 14, accompanying fuel recovery by the fuel recovery means. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界質膜を燃料極と酸素極で挟んだ電池本体の該燃料極に燃料を供給するとともに該酸素極に空気を供給して発電させる燃料電池を含む燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system including a fuel cell that supplies fuel to the fuel electrode of a battery main body sandwiching an electrolyte membrane between a fuel electrode and an oxygen electrode, and generates air by supplying air to the oxygen electrode.

ユビキタス社会の幕開けとともに電池の長寿命化に対する要求が高まってきている。従来のリチウム電池はその理論限界に近づきつつあり、これ以上の大幅な性能向上は望めなくなりつつある。そんな中、重量(容積)あたりのエネルギー密度の高さから従来の電池に比べて大幅な長寿命化が可能な燃料電池が注目されている。   With the start of the ubiquitous society, demands for longer battery life are increasing. Conventional lithium batteries are approaching their theoretical limits and no further significant performance improvement can be expected. In the meantime, a fuel cell that can greatly extend the life of a conventional battery is attracting attention because of its high energy density per weight (volume).

燃料電池の中でも特に(1) 構造が簡単、(2) 水素スタンドなどの大規模なインフラ整備を要することなく燃料の入手が容易、(3) 低コスト、低温での動作が可能などの点から、例えば携帯機器(ノート形パーソナルコンピュータ、携帯電話機、各種携帯情報端末(PDA)等)向けの燃料電池として適していると言えるダイレクトメタノール型燃料電池(DMFC)が注目されており、盛んに研究されている。   Among fuel cells, in particular, (1) simple structure, (2) easy to obtain fuel without requiring large-scale infrastructure development such as a hydrogen station, (3) from which point can operate at low cost and low temperature For example, direct methanol fuel cells (DMFC), which can be said to be suitable as fuel cells for portable devices (notebook personal computers, mobile phones, various personal digital assistants (PDAs), etc.) have attracted attention and have been actively studied. ing.

ここでDMFCの反応式を示す。
燃料極(アノード)側での反応:CH3 OH+H2 O→CO2 +6e- +6H+
酸素極(カソード)側での反応:(3/2) O2 +6H+ +6e- →3H2
全反応 :CH3 OH+(3/2) O2 →CO2 +2H2
Here, the reaction formula of DMFC is shown.
Reaction on the fuel electrode (anode) side: CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6e + 6H +
Reaction on the oxygen electrode (cathode) side: (3/2) O 2 + 6H + + 6e → 3H 2 O
Total reaction: CH 3 OH + (3/2) O 2 → CO 2 + 2H 2 O

この反応式によればメタノールと水は燃料極において等モルで反応し、CO2 と6個の電子とプロトンを生成し、CO2 は外部に排出され、電子は外部回路を通って酸素極(空気極)に、プロトンは電界質層を通って酸素極(空気極)にそれぞれ別ルートで送られ、そこで反応し、水分子3個を生成する。全反応としてはCO2 と2分子のH2 Oを生成する。 According to this reaction formula, methanol and water react equimolarly at the fuel electrode to produce CO 2 , six electrons and protons, CO 2 is discharged to the outside, and the electrons pass through an external circuit and the oxygen electrode ( Protons are sent to the oxygen electrode (air electrode) through the electrolyte layer to the oxygen electrode (air electrode), and react with each other to generate three water molecules. The total reaction produces CO 2 and 2 molecules of H 2 O.

かかる電気化学反応によると、プロトンが燃料極から酸素極(空気極)へ向かって電界質膜中を移動する際に水和の状態をとるため、電界質膜が乾燥すると、イオン伝導率が低下し、エネルギー変換効率が低下する。また、電界質膜は、一旦乾燥すると、水を吸収させようとしても短時間ではなかなか水を吸収しなくなり、電池特性を保持できなくなる。よって、良好なイオン伝導を保つためには固体電解質膜に水分を供給することが要求され、燃料電池を停止させる間においても、電界質膜に含水させておくことが要求される。   According to this electrochemical reaction, protons take a hydrated state when moving from the fuel electrode toward the oxygen electrode (air electrode) in the electrolyte membrane, so that the ionic conductivity decreases when the electrolyte membrane is dried. And energy conversion efficiency falls. Moreover, once the electrolyte membrane is dried, even if it tries to absorb water, it will not readily absorb water in a short time, and battery characteristics cannot be maintained. Therefore, in order to maintain good ion conduction, it is required to supply moisture to the solid electrolyte membrane, and it is also required to keep the electrolyte membrane hydrated while the fuel cell is stopped.

以上は燃料としてメタノールを用いるDMFCの場合であるが、燃料として燃料ガス(通常は水素ガス)を用いる燃料電池においても、電池における電気化学反応によると、プロトンが燃料極から酸素極(空気極)へ向かって電界質膜中を移動する際に水和の状態をとるため、同様に、燃料電池を停止させる間においても、電界質膜に含水させておくことが要求される。   The above is the case of DMFC using methanol as the fuel. However, even in the fuel cell using fuel gas (usually hydrogen gas) as the fuel, the proton is transferred from the fuel electrode to the oxygen electrode (air electrode) according to the electrochemical reaction in the cell. In order to assume a hydration state when moving in the electrolyte membrane toward the surface, similarly, it is required that the electrolyte membrane is hydrated while the fuel cell is stopped.

この点、液体燃料を直接供給するDMFCのような電池の場合、燃料供給系を停止しても、一般的に燃料極に臨設されている燃料供給室の容積分の燃料液が残存し、該残存燃料液により、一時的に電界質膜の湿潤が保たれる。   In this regard, in the case of a battery such as a DMFC that directly supplies liquid fuel, even when the fuel supply system is stopped, the fuel liquid for the volume of the fuel supply chamber generally located at the fuel electrode remains, The residual fuel solution temporarily keeps the electrolyte membrane wet.

特開2002−15760号公報には、燃料極と空気極とを有するPEM型の燃料電池において、空気極に水を、例えば霧状に供給し、該水に優先的に潜熱を奪わせることで、電解質膜からの水分の蒸発を抑制し、それにより電界質膜を湿潤状態に保つことが記載されている。
特開2002−15760号公報
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-15760 discloses that in a PEM type fuel cell having a fuel electrode and an air electrode, water is supplied to the air electrode, for example, in the form of a mist, and the water is preferentially deprived of latent heat. The publication describes that the evaporation of moisture from the electrolyte membrane is suppressed, thereby keeping the electrolyte membrane in a wet state.
JP 2002-15760 A

しかしながら、液体燃料を直接供給するDMFCのような電池の場合、既述のとおり燃料供給系を停止しても、一般的に燃料極に臨設されている燃料供給室の容積分の燃料液が残存し、該残存燃料液により、電界質膜の湿潤が保たれるが、該残燃料液のために化学反応は進行し、燃料供給室内の残存燃料は無駄に消費されてしまう。また、残燃料液による電界質膜の湿潤維持は、残燃料液が存在している間だけの一時的なことにすぎず、長期にたり電池を停止させる場合には、やがて電界質膜は乾燥する。   However, in the case of a battery such as a DMFC that directly supplies liquid fuel, even when the fuel supply system is stopped as described above, the fuel liquid for the volume of the fuel supply chamber generally located on the fuel electrode remains. However, although the electrolyte membrane is kept moist by the remaining fuel liquid, the chemical reaction proceeds due to the remaining fuel liquid, and the remaining fuel in the fuel supply chamber is wasted. In addition, maintaining the wetness of the electrolyte membrane by the residual fuel liquid is only temporary while the residual fuel liquid is present. If the battery is stopped for a long period of time, the electrolyte membrane will eventually dry. To do.

燃料として燃料ガスを用いる燃料電池でも、燃料供給系を停止しても、一般的に燃料極に臨設されている燃料供給室の容積分の燃料ガスが残存し、該残存燃料ガスが無駄に消費されてしまう。   Even in fuel cells that use fuel gas as fuel, even if the fuel supply system is stopped, the fuel gas for the volume of the fuel supply chamber generally located at the fuel electrode remains, and the remaining fuel gas is consumed wastefully. Will be.

また、燃料として燃料液を用いる場合であれ、燃料ガスを用いる場合であれ、特開2002−15760号公報記載の水供給に倣って酸素極(空気極)に水を供給するにしても、電池を長期間停止させておく場合においては、かかる水供給だけは続けるというわけでははないので、いずれは、電解質膜に含まれた水分が揮散して電界質膜が乾燥してしまう。   Even if fuel liquid is used as fuel or fuel gas is used, even if water is supplied to the oxygen electrode (air electrode) in accordance with the water supply described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-15760, the battery However, in the case where the water is stopped for a long period of time, such water supply is not always continued. In any case, the water contained in the electrolyte membrane is volatilized and the electrolyte membrane is dried.

そこで本発明は、電界質膜を燃料極と酸素極で挟んだ電池本体の該燃料極に、該燃料極に臨設された燃料供給室から燃料を供給するとともに、該酸素極に空気を供給して発電させる燃料電池を含む燃料電池システムであって、システム停止時(発電を停止させる時)における燃料の無駄な消費を抑制できるとともに、長期にわたるシステム停止においても電界質膜を湿潤状態に保って電池寿命を向上させることができる燃料電池システムを提供することを課題とする。   Therefore, the present invention supplies fuel to the fuel electrode of the battery body sandwiching the electrolyte membrane between the fuel electrode and the oxygen electrode from the fuel supply chamber adjacent to the fuel electrode, and supplies air to the oxygen electrode. A fuel cell system that includes a fuel cell that generates power and can suppress wasteful consumption of fuel when the system is stopped (when power generation is stopped) and keep the electrolyte membrane moist even during long-term system shutdown. It is an object to provide a fuel cell system capable of improving the battery life.

本発明は、
電界質膜を燃料極と酸素極で挟んだ電池本体の該燃料極に、該燃料極に臨設された燃料供給室から燃料を供給するとともに、該酸素極に空気を供給して発電させる燃料電池を含む燃料電池システムであり、
前記燃料供給室に燃料を供給するための燃料供給手段と、
前記燃料供給手段の燃料供給動作停止に伴い、前記燃料供給室の残燃料を回収する燃料回収手段と、
前記燃料回収手段による前記燃料回収に伴い、該燃料供給室へ前記電界質膜の湿潤用液を供給し始める湿潤用液供給手段と
を含んでいる燃料電池システムを提供する。
The present invention
A fuel cell in which fuel is supplied to a fuel electrode of a battery body sandwiching an electrolyte membrane between a fuel electrode and an oxygen electrode from a fuel supply chamber adjacent to the fuel electrode, and air is supplied to the oxygen electrode to generate power A fuel cell system including
Fuel supply means for supplying fuel to the fuel supply chamber;
Fuel recovery means for recovering the remaining fuel in the fuel supply chamber when the fuel supply operation of the fuel supply means is stopped;
A fuel cell system is provided that includes a wetting liquid supply means that starts supplying the wetting liquid for the electrolyte membrane to the fuel supply chamber as the fuel is recovered by the fuel recovery means.

本発明に係る燃料電池システムによると、燃料供給手段による燃料供給動作を停止させると(換言すれば、本発明に係る燃料電池システムを停止させると)、その停止に伴い、燃料回収手段が燃料供給室から残燃料を回収する。従って、システム停止時における燃料の無駄な消費がそれだけ抑制される。   According to the fuel cell system of the present invention, when the fuel supply operation by the fuel supply unit is stopped (in other words, when the fuel cell system according to the present invention is stopped), the fuel recovery unit supplies the fuel with the stop. Collect the remaining fuel from the chamber. Therefore, wasteful consumption of fuel when the system is stopped is suppressed accordingly.

また、燃料回収手段による前記燃料回収に伴い、湿潤用液供給手段が、燃料供給室へ電界質膜の湿潤用液を供給し始めるので、該湿潤用液の供給により電池本体の電解質膜の湿潤状態が長期にわたり維持され、それだけ電池寿命を向上させることができる。   Further, as the fuel is recovered by the fuel recovery means, the wetting liquid supply means starts to supply the wetting liquid for the electrolyte membrane to the fuel supply chamber, so that the electrolyte membrane of the battery body is wetted by the supply of the wetting liquid. The state is maintained for a long time, and the battery life can be improved accordingly.

前記湿潤用液供給手段としては、前記燃料供給室に接続された湿潤用液収容部を有しているものを例示できる。   Examples of the wetting liquid supply means include those having a wetting liquid storage section connected to the fuel supply chamber.

前記湿潤用液供給手段は、前記燃料回収手段による前記燃料液回収に伴い、燃料供給室へ電界質膜の湿潤用液を供給できるものであればよいが、簡単な構造のものとして、前記湿潤用液収容部が前記燃料供給室に連通接続され、該湿潤用液収容部の湿潤用液が、前記燃料回収手段による前記燃料回収によって該燃料供給室内に発生する負圧に応じ、毛管力により該燃料供給室内へ流入するものを例示できる。   The wetting liquid supply means may be any means as long as it can supply the wetting liquid for the electrolyte membrane to the fuel supply chamber in accordance with the recovery of the fuel liquid by the fuel recovery means. A liquid storage section is connected in communication with the fuel supply chamber, and the wetting liquid in the wetting liquid storage section is generated by capillary force according to a negative pressure generated in the fuel supply chamber by the fuel recovery by the fuel recovery means. The thing flowing into the fuel supply chamber can be exemplified.

前記燃料電池は、液体燃料を用いるもの、ガス燃料を用いるもののいずれでもよい。
液体燃料を用いるものの場合、前記燃料液供給手段としては、高濃度の燃料液をそのまま前記燃料供給室へ供給するものでもよいが、例えば、高濃度燃料液収容部と、希釈液収容部とを含み、該高濃度燃料液収容部から高濃度燃料液を取り出すとともに該希釈液収容部から希釈液を取り出し、取り出した高濃度燃料液及び希釈液を混合して希釈燃料液として前記燃料供給室へ供給するものを挙げることができる。
The fuel cell may be either one using liquid fuel or one using gas fuel.
In the case of using liquid fuel, the fuel liquid supply means may supply a high-concentration fuel liquid as it is to the fuel supply chamber. For example, a high-concentration fuel liquid storage section and a dilution liquid storage section are provided. A high-concentration fuel liquid is taken out from the high-concentration fuel liquid storage section, and the dilution liquid is taken out from the dilution liquid storage section, and the high-concentration fuel liquid and the diluted liquid are mixed to obtain the diluted fuel liquid into the fuel supply chamber. Mention what is supplied.

このように希釈燃料液を供給する燃料供給手段を採用する場合、システムの簡素化のために、該希釈液収容部に、前記湿潤用液供給手段における湿潤用液収容部を兼ねさせてもよい。この場合、湿潤用液として、該希釈液を使用できる。   When adopting the fuel supply means for supplying the diluted fuel liquid in this way, the dilution liquid storage section may also serve as the wetting liquid storage section in the wetting liquid supply section in order to simplify the system. . In this case, the diluent can be used as a wetting liquid.

また、燃料電池が液体燃料を用いるものの場合、前記酸素極で生じる液体、すなわち燃料電池の電気化学反応により酸素極側に発生する水や、燃料極側から酸素極側へ移動してくる液体を回収する酸素極側液体回収手段を備えていてもよい。その場合、該酸素極側液体回収手段は回収液収容部を含むものとしてもよい。また、燃料液として前記のような希釈燃料液を採用する場合、前記燃料供給手段における希釈液収容部に、該回収液収容部を兼ねさせるとともに前記湿潤用液供給手段における湿潤用液収容部を兼ねさせてもよい。   Further, when the fuel cell uses liquid fuel, the liquid generated at the oxygen electrode, that is, the water generated on the oxygen electrode side by the electrochemical reaction of the fuel cell, or the liquid moving from the fuel electrode side to the oxygen electrode side. An oxygen electrode side liquid recovery means for recovery may be provided. In that case, the oxygen electrode side liquid recovery means may include a recovery liquid storage section. Further, when the diluted fuel liquid as described above is employed as the fuel liquid, the diluted liquid storage section in the fuel supply means also serves as the recovered liquid storage section, and the wetting liquid storage section in the wetting liquid supply means It may be combined.

燃料電池がガス燃料を用いるものの場合、前記燃料供給手段は、燃料ガスを前記燃料供給室へ供給するものとすればよい。
また、この場合も、前記酸素極で生じる液体を回収する酸素極側液体回収手段を設けてもよい。かかる酸素極側液体回収手段は回収液収容部を含むものとしてもよい。該回収液収容部は、前記湿潤用液供給手段における湿潤用液収容部を兼ねるものでもよい。
When the fuel cell uses gas fuel, the fuel supply means may supply fuel gas to the fuel supply chamber.
Also in this case, oxygen electrode side liquid recovery means for recovering the liquid generated at the oxygen electrode may be provided. Such oxygen electrode side liquid recovery means may include a recovery liquid storage section. The recovery liquid storage section may also serve as a wetting liquid storage section in the wetting liquid supply means.

いずれにしても、前記燃料回収手段により燃料供給室から回収される燃料は再使用できるが、該再使用のために、前記燃料回収手段は、前記燃料供給室から回収した燃料を、前記燃料供給手段の燃料供給動作において(燃料供給動作中に)前記燃料供給室へ循環させる手段を含んでいてもよい。   In any case, the fuel recovered from the fuel supply chamber by the fuel recovery means can be reused, but for the reuse, the fuel recovery means uses the fuel recovered from the fuel supply chamber as the fuel supply. In the fuel supply operation of the means, a means for circulating to the fuel supply chamber (during the fuel supply operation) may be included.

前記燃料電池の代表例の一つとして、メタノール、或いは高濃度メタノール、或いは希釈されたメタノールを燃料液として使用する、ダイレクトメタノール型燃料電池(DMFC:Direct Methanol Fuel Cell)を挙げることができる。   A representative example of the fuel cell is a direct methanol fuel cell (DMFC) that uses methanol, high-concentration methanol, or diluted methanol as a fuel liquid.

以上説明したように本発明によると、電界質膜を燃料極と酸素極で挟んだ電池本体の該燃料極に、該燃料極に臨設された燃料供給室から燃料を供給するとともに、該酸素極に空気を供給して発電させる燃料電池を含む燃料電池システムであって、システム停止時における燃料の無駄な消費を抑制できるとともに、長期にわたるシステム停止においても電界質膜を湿潤状態に保って電池寿命を向上させることができる燃料電池システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, fuel is supplied to the fuel electrode of the battery body between which the electrolyte membrane is sandwiched between the fuel electrode and the oxygen electrode from the fuel supply chamber adjacent to the fuel electrode, and the oxygen electrode A fuel cell system that includes a fuel cell that generates air by supplying air to the fuel cell, and can reduce wasteful consumption of fuel when the system is shut down. It is possible to provide a fuel cell system capable of improving the efficiency.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(1)図1、図2及び図3に示す燃料電池システムA
燃料電池システムAは、燃料電池1を有している。
電池1は、その本体がダイレクトメタノール型燃料電池(DMFC)であり、電解質膜11の両面に燃料極(アノード)12と、酸素極、換言すれば空気極(カソード)13を接合したMEA(Membrane Electrode Assembly)構造のものである。燃料極12には、プレート状の燃料供給室14を重ねて貼り合わせてあり、酸素極13には、プレート状の空気供給室15を貼り合わせてある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(1) Fuel cell system A shown in FIGS. 1, 2 and 3
The fuel cell system A has a fuel cell 1.
The main body of the battery 1 is a direct methanol fuel cell (DMFC), and an MEA (Membrane) in which a fuel electrode (anode) 12 and an oxygen electrode, in other words, an air electrode (cathode) 13 are joined to both surfaces of an electrolyte membrane 11. Electrode Assembly) structure. A plate-shaped fuel supply chamber 14 is laminated and bonded to the fuel electrode 12, and a plate-shaped air supply chamber 15 is bonded to the oxygen electrode 13.

電界質膜11は、電界質高分子膜〔例えば、デュポン社製ナフィオン(パーフルオロスルホン酸膜)〕である。燃料極12は、電解質膜11に接する触媒層(例えば白金黒或いは白金合金をカーボンブラックに担持させたもの)とこれに積層されたカーボンペーパ等の電極からなり、酸素極13も電解質膜11に接する同様の触媒層とこれに積層された同様の電極からなっている。   The electrolyte membrane 11 is an electrolyte polymer membrane (for example, Nafion (perfluorosulfonic acid membrane) manufactured by DuPont). The fuel electrode 12 includes a catalyst layer in contact with the electrolyte membrane 11 (for example, platinum black or a platinum alloy supported on carbon black) and an electrode such as carbon paper laminated thereon, and the oxygen electrode 13 is also formed on the electrolyte membrane 11. It consists of a similar catalyst layer in contact and a similar electrode laminated thereon.

燃料供給室14は、燃料導入口141を有している。さらに、燃料導入口141に連通しているとともに燃料極12へ向け開放された溝状の燃料供給路142を有している。燃料供給路142は、図2(A)に示すように、ジグザグのサーペンタイン形状に形成されており、燃料回収口143に連通している。燃料供給室14は、燃料供給路142に連通するガス放出孔144も有している。さらに、燃料導入口141の近傍で、燃料供給路142に連通する湿潤用液導入口145も有している。   The fuel supply chamber 14 has a fuel inlet 141. In addition, a fuel supply passage 142 in the form of a groove that communicates with the fuel inlet 141 and is open toward the fuel electrode 12 is provided. As shown in FIG. 2A, the fuel supply path 142 is formed in a zigzag serpentine shape and communicates with the fuel recovery port 143. The fuel supply chamber 14 also has a gas discharge hole 144 that communicates with the fuel supply path 142. In addition, a wetting liquid inlet 145 communicating with the fuel supply path 142 is also provided in the vicinity of the fuel inlet 141.

空気供給室15は、外部空気を導入する空気導入口151を有している。さらに、空気導入口151に連通しているとともに酸素極13に向け開放された溝状の空気供給路152を有している。空気供給路152は、図2(B)に示すように、ジグザグのサーペンタイン形状に形成されている。空気供給室15は、また、そこに溜まる液体を回収するための液回収口153も有している。   The air supply chamber 15 has an air inlet 151 for introducing external air. Furthermore, it has a groove-shaped air supply path 152 that communicates with the air inlet 151 and is open toward the oxygen electrode 13. As shown in FIG. 2B, the air supply path 152 is formed in a zigzag serpentine shape. The air supply chamber 15 also has a liquid recovery port 153 for recovering the liquid accumulated therein.

燃料電池システムAは、さらに、
高濃度燃料液(ここでは高濃度メタノール水溶液)を収容した容器C1、
容器C1からの高濃度燃料液を供給するポンプP1を含む高濃度燃料液供給路L1、
希釈液(ここでは水或いは水を主成分とする希釈液)を収容する容器C2、
容器C2からの希釈液を供給するポンプP2を含む希釈液供給路L2、
供給路L1から供給される高濃度燃料液と供給路L2から供給される希釈液とを混合して希釈燃料液として燃料供給室14の燃料導入口141へ導く混合流路L3、
空気供給室15に溜まる液を、該空気供給室の液回収口153から前記容器C2へ回収するポンプP3を含む液回収路L4、
燃料供給室14の燃料回収口143から前記容器C2へ燃料液を回収するための、ポンプP4を有する燃料回収路L5、及び
容器C2内の液を燃料供給室14の湿潤用液導入口145へ導く湿潤用液供給路L6を を含んでいる。
The fuel cell system A further includes
A container C1 containing a high-concentration fuel liquid (here, a high-concentration methanol aqueous solution);
A high concentration fuel liquid supply path L1 including a pump P1 for supplying a high concentration fuel liquid from the container C1,
A container C2 for storing a diluent (in this case, water or a diluent mainly composed of water),
A diluent supply path L2 including a pump P2 for supplying the diluent from the container C2,
A mixing flow path L3 that mixes the high-concentration fuel liquid supplied from the supply path L1 and the dilution liquid supplied from the supply path L2 and leads the mixture to the fuel inlet 141 of the fuel supply chamber 14 as a diluted fuel liquid;
A liquid recovery path L4 including a pump P3 for recovering the liquid accumulated in the air supply chamber 15 from the liquid recovery port 153 of the air supply chamber to the container C2,
A fuel recovery path L5 having a pump P4 for recovering the fuel liquid from the fuel recovery port 143 of the fuel supply chamber 14 to the container C2, and the liquid in the container C2 to the wetting liquid inlet 145 of the fuel supply chamber 14 A leading wetting liquid supply path L6.

前記液回収路L4には、必要に応じて、気液分離器4を設けてもよい。
ポンプP1〜P4のそれぞれは、図3に示すように、ポンプ制御部Contの指示のもとにオン、オフ制御される。さらに言えば、ポンプ制御部Contは、この燃料電池システムAが利用される、或いは搭載される機器(例えば各種の携帯機器)からの電池オン/オフ信号(発電信号/発電停止信号)が入力されるようになっており、電池オン信号が入力されると、ポンプP1、P2を動作させて希釈燃料液を燃料供給室14へ供給させ、また、ポンプP3を動作させて空気供給室15に溜まる液体を希釈液収容容器C2へ回収させる。一方、ポンプP4は停止させておく。
A gas-liquid separator 4 may be provided in the liquid recovery path L4 as necessary.
As shown in FIG. 3, each of the pumps P1 to P4 is on / off controlled under the instruction of the pump control unit Cont. Furthermore, the pump control unit Cont receives a battery on / off signal (a power generation signal / a power generation stop signal) from a device (for example, various portable devices) where the fuel cell system A is used or mounted. When the battery on signal is input, the pumps P1 and P2 are operated to supply the diluted fuel liquid to the fuel supply chamber 14, and the pump P3 is operated to accumulate in the air supply chamber 15. The liquid is collected in the diluent storage container C2. On the other hand, the pump P4 is stopped.

ポンプ制御部Contに電池オフ信号が入力されると、ポンプP1〜P3を停止させる一方、ポンプP4の運転にて燃料供給室14内の残燃料を容器C2へ回収させ、該燃料回収後(予め実験等により求めておいた燃料回収に要する時間の経過後)はポンプP4を停止させる。   When a battery off signal is input to the pump control unit Cont, the pumps P1 to P3 are stopped, and the remaining fuel in the fuel supply chamber 14 is recovered to the container C2 by the operation of the pump P4, and after the fuel recovery (preliminary) The pump P4 is stopped after elapse of the time required for fuel recovery determined by experiments or the like.

以上説明した、高濃度燃料液収容容器C1、希釈液収容容器C2、ポンプP1を含む高濃度燃料液供給路L1、ポンプP2を希釈液供給路L2及び混合流路L3は、燃料供給室14へ燃料を供給する燃料供給手段の1例を構成している。
希釈液収容容器C2及びポンプP3を含む液回収路L4は、酸素極側液体回収手段の1例を構成している。
As described above, the high-concentration fuel liquid storage container C1, the dilution liquid storage container C2, the high-concentration fuel liquid supply path L1 including the pump P1, the pump P2 through the dilution liquid supply path L2, and the mixing flow path L3 to the fuel supply chamber 14. An example of fuel supply means for supplying fuel is configured.
The liquid recovery path L4 including the diluent storage container C2 and the pump P3 constitutes one example of the oxygen electrode side liquid recovery means.

希釈液収容容器C2及びポンプP4を有する燃料回収路L5は、燃料回収手段の1例を構成している。
希釈液収容容器C2及び容器C2内の液を燃料供給室14の湿潤用液導入口145へ導く湿潤用液供給路L6は、湿潤用液供給手段の1例を構成している。
The fuel recovery path L5 having the diluent container C2 and the pump P4 constitutes an example of the fuel recovery means.
The wetting liquid supply path L6 that guides the liquid in the diluent container C2 and the liquid in the container C2 to the wetting liquid inlet 145 of the fuel supply chamber 14 constitutes an example of the wetting liquid supply means.

このことから分かるように、このシステムAでは、希釈液収容容器C2は、湿潤用液供給手段における湿潤用液収容部及び酸素極側液体回収手段における回収液収容部を兼ねており、さらに、燃料回収手段における回収燃料収容部も兼ねている。   As can be seen from this, in this system A, the diluent storage container C2 also serves as a wetting liquid storage section in the wetting liquid supply means and a recovery liquid storage section in the oxygen electrode side liquid recovery means. It also serves as a recovered fuel storage part in the recovery means.

燃料電池システムAによると、ポンプ制御部Contの指示によるポンプP1、P2の運転により容器C1からの高濃度燃料液及び容器C2からの希釈液が、混合流路L3において混合されて希釈された燃料液が作られ、燃料供給室14の燃料導入口141を経て該室内の燃料供給路142に流れ、燃料極12に供給され、発電に供される。   According to the fuel cell system A, the high-concentration fuel liquid from the container C1 and the diluted liquid from the container C2 are mixed and diluted in the mixing flow path L3 by the operation of the pumps P1 and P2 instructed by the pump control unit Cont. Liquid is produced, flows through the fuel inlet 141 of the fuel supply chamber 14 and flows into the fuel supply path 142 in the chamber, is supplied to the fuel electrode 12, and is used for power generation.

一方、酸素極側では、空気供給室15の空気導入口151から流入する外部空気が該室15内の空気供給路152に流れて酸素極13に供給され、発電に供される。
かくして、燃料極12及び酸素極13に接続される負荷LDに通電することができる。
On the other hand, on the oxygen electrode side, external air flowing in from the air inlet 151 of the air supply chamber 15 flows into the air supply path 152 in the chamber 15 and is supplied to the oxygen electrode 13 for power generation.
Thus, the load LD connected to the fuel electrode 12 and the oxygen electrode 13 can be energized.

燃料極12側で発生するガスは、燃料供給室14に形成されたガス放出孔144(図2(A)参照)から外部へ放出される。
燃料電池本体における電気化学反応により酸素極13で発生する水及び電界質膜11を通って燃料極12側から酸素極13側へ到来することがある液は、空気供給室15の空気供給路152に溜まるが、これら液体は、ポンプP3の運転にて液回収路L4を介して希釈液収容容器C2へ回収される。
The gas generated on the fuel electrode 12 side is discharged to the outside from a gas discharge hole 144 (see FIG. 2A) formed in the fuel supply chamber 14.
The water that is generated at the oxygen electrode 13 by the electrochemical reaction in the fuel cell main body and the liquid that may arrive from the fuel electrode 12 side to the oxygen electrode 13 side through the electrolyte membrane 11 is the air supply path 152 of the air supply chamber 15. However, these liquids are collected in the diluent container C2 through the liquid collection path L4 by the operation of the pump P3.

かかるポンプP3の吸引動作により、空気供給室15へ外部空気を吸引できるが、必要に応じ、例えば、空気導入口151に通じる空気通路に空気供給ポンプを設けてもよい。また、液回収路L4には、必要に応じ、気液分離器4を設けてもよい。   Although external air can be sucked into the air supply chamber 15 by the suction operation of the pump P3, for example, an air supply pump may be provided in an air passage leading to the air inlet 151 as necessary. Further, a gas-liquid separator 4 may be provided in the liquid recovery path L4 as necessary.

燃料電池システムAによると、ポンプ制御部Contに電池オフ信号が入力されると、既述のとおり、該制御部ContはポンプP1、P2を停止させて燃料供給室14への燃料供給を停止させ、また、ポンプP3を停止させる。一方、かかるポンプ停止に代わって燃料回収路L5におけるポンプP4を始動させ、それにより、燃料供給室14内の残燃料液を容器C2へ回収させ、希釈液とともに再使用可能とする。   According to the fuel cell system A, when a battery off signal is input to the pump control unit Cont, as described above, the control unit Cont stops the pumps P1 and P2 and stops the fuel supply to the fuel supply chamber 14. In addition, the pump P3 is stopped. On the other hand, instead of stopping the pump, the pump P4 in the fuel recovery path L5 is started, whereby the remaining fuel liquid in the fuel supply chamber 14 is recovered into the container C2 and can be reused together with the diluent.

このように、燃料電池システムAの発電を停止させるときには、燃料供給室14内の残燃料を回収して再使用できるので、回収しない場合に比べると、換言すれば、残存燃料分の発電がさらに無駄に継続される場合と比べると、それだけ燃料の無駄な消費が抑制され、燃料を節約できる。   As described above, when the power generation of the fuel cell system A is stopped, the remaining fuel in the fuel supply chamber 14 can be recovered and reused. Compared with the case where it is continued in vain, wasteful consumption of fuel is suppressed, and fuel can be saved.

また、かかる燃料供給室14からの残燃料の回収にともなって、該室内が負圧になることで、希釈液収容容器C2から湿潤用液として希釈液が、毛管力の作用で、湿潤用液供給路L6を通って燃料供給室14の湿潤用液導入口145へ供給され、さらに、燃料供給路142内へ供給される。それにより、電池本体1の電界質膜11は燃料極側から湿潤状態に維持される。発電停止状態が長期にわたってくると、燃料供給室14内の希釈液(湿潤用液)は減少してくるが、その減少は容器C2からの、毛管力による希釈液の補充により補われる。   Further, with the recovery of the remaining fuel from the fuel supply chamber 14, the pressure in the chamber becomes negative, so that the diluting liquid from the diluting liquid storage container C2 becomes the wetting liquid by the action of capillary force. The liquid is supplied to the wetting liquid inlet 145 of the fuel supply chamber 14 through the supply path L 6 and further supplied into the fuel supply path 142. Thereby, the electrolyte membrane 11 of the battery body 1 is maintained in a wet state from the fuel electrode side. When power generation is stopped for a long period of time, the dilution liquid (wetting liquid) in the fuel supply chamber 14 decreases, but the decrease is compensated for by replenishment of the dilution liquid by the capillary force from the container C2.

かくして、長期にわたるシステム停止においても、電界質膜11を湿潤状態に保って電池寿命を向上させることができる。   Thus, even when the system is stopped for a long period of time, the battery life can be improved by keeping the electrolyte membrane 11 in a wet state.

(2)図4及び図5に示す燃料電池システムB
図4及び図5は本発明に係る燃料電池システムの他の例Bを示している。
燃料電池システムBは、前記のシステムAと同様に電界質膜11とそれに貼り合わされた燃料極12及び酸素極13からなるMEA構造のDMFC本体に燃料供給室11及び空気供給室15を重ね設けた燃料電池1、高濃度燃料液収容用器C1及び希釈液収容容器C2を含んでいる。
(2) Fuel cell system B shown in FIGS. 4 and 5
4 and 5 show another example B of the fuel cell system according to the present invention.
In the fuel cell system B, similarly to the system A, the fuel supply chamber 11 and the air supply chamber 15 are provided on the DMFC main body of the MEA structure including the electrolyte membrane 11 and the fuel electrode 12 and the oxygen electrode 13 bonded to each other. It includes a fuel cell 1, a high-concentration fuel liquid container C1, and a diluent container C2.

システムAではポンプP1〜P4を採用したが、ここでは、それに代えて、燃料供給室14に重ね設けた、プレート状のポンプユニット16と、空気供給室15に重ね設けた、プレート状のポンプユニット17を採用している。
システムAにおける部品、部分等と実質上同じ部品、部分等にはシステムAと同じ参照符号を付してある。
In the system A, the pumps P1 to P4 are employed, but here, instead, the plate-like pump unit 16 provided in the fuel supply chamber 14 and the plate-type pump unit provided in the air supply chamber 15 are provided. 17 is adopted.
Components, parts, etc. that are substantially the same as parts, parts, etc. in system A are given the same reference numerals as in system A.

ポンプユニット16は、図5(A)に示すように、マイクロポンプMP1を含む高濃度燃料液供給路161と、マイクロポンプMP2を含む希釈液供給路162と、供給路161から供給される高濃度燃料液と供給路162から供給される希釈液とを混合して希釈された燃料液とし、これを燃料供給室14の燃料導入口141へ供給する混合流路163とを有している。供給路161、162及び混合流路163は、燃料供給室14に向け開放された溝状に形成されている。   As shown in FIG. 5A, the pump unit 16 includes a high concentration fuel liquid supply path 161 including a micropump MP1, a diluent supply path 162 including a micropump MP2, and a high concentration supplied from the supply path 161. It has a mixing flow path 163 that mixes the fuel liquid and the dilution liquid supplied from the supply path 162 to obtain a diluted fuel liquid, and supplies this to the fuel inlet 141 of the fuel supply chamber 14. The supply paths 161 and 162 and the mixing flow path 163 are formed in a groove shape opened toward the fuel supply chamber 14.

供給路161の入口161aには高濃度燃料液を収容した容器C1が接続され、供給路162の入口162aには希釈液収容容器C2が接続される。   A container C1 containing a high-concentration fuel liquid is connected to the inlet 161a of the supply path 161, and a diluent storage container C2 is connected to the inlet 162a of the supply path 162.

ポンプユニット16は、また、マイクロポンプMP4を含む、燃料回収路164を有しており(図5(A)参照)、その入口は燃料供給室14の燃料回収口143に連通している。出口143aは回収燃料収容部を兼ねる希釈液収容容器C2に接続される。燃料回収路164も、燃料供給室14に向け開放された溝状に形成されている。   The pump unit 16 also has a fuel recovery path 164 including the micro pump MP4 (see FIG. 5A), and the inlet thereof communicates with the fuel recovery port 143 of the fuel supply chamber 14. The outlet 143a is connected to a diluent container C2 that also serves as a recovered fuel container. The fuel recovery path 164 is also formed in a groove shape opened toward the fuel supply chamber 14.

空気供給室側のポンプユニット17は、図5(B)に示すように、マイクロポンプMP3を含む液回収路171を有しており、液回収路171は、一方で、空気供給室15の液回収口153に連通しており、他方で、貫通孔h、すなわち、空気供給室15、電池本体、燃料供給室14及びポンプユニット16を貫通する孔hを介して容器C2に連通している。   As shown in FIG. 5B, the pump unit 17 on the air supply chamber side has a liquid recovery path 171 including a micropump MP3. On the other hand, the liquid recovery path 171 is a liquid in the air supply chamber 15. It communicates with the recovery port 153, and on the other hand, communicates with the container C <b> 2 via a through hole h, that is, a hole h that penetrates the air supply chamber 15, the battery body, the fuel supply chamber 14, and the pump unit 16.

なお、図5(A)に示す、ポンプユニット16における孔165は、かかる貫通孔hの一部を形成する孔である。
また、図5(B)に示す、ポンプユニット17における孔170は、空気供給室15の空気導入口151に連通する外部空気導入用の貫通孔である。
A hole 165 in the pump unit 16 shown in FIG. 5A is a hole that forms a part of the through hole h.
Also, the hole 170 in the pump unit 17 shown in FIG. 5B is a through hole for introducing external air that communicates with the air inlet 151 of the air supply chamber 15.

なお、図5(A)におけるPZT1、PZT2、PZT4はマイクロポンプMP1、MP2、MP4のアクチュエータである圧電素子であり、図5(B)におけるPZT3はマイクロポンプMP3の圧電素子である。マイクロポンプについては後ほど詳述する。   Note that PZT1, PZT2, and PZT4 in FIG. 5A are piezoelectric elements that are actuators of the micropumps MP1, MP2, and MP4, and PZT3 in FIG. 5B is a piezoelectric element of the micropump MP3. The micro pump will be described in detail later.

ポンプMP1〜MP4のそれぞれは図示省略のポンプ駆動部により運転されるが、該ポンプ駆動部は図示省略のポンプ制御部の指示のもとにオン、オフ制御される。さらに言えば、ポンプ制御部は、この燃料電池システムBが利用される、或いは搭載される機器(例えば各種の携帯機器)からの電池オン/オフ信号を入力されるようになっており、電池オン信号が入力されると、ポンプMP1、MP2を動作させて希釈燃料液を燃料供給室14へ供給させ、また、ポンプMP3を動作させて空気供給室15に溜まる液体を希釈液収容容器C2へ回収させる。一方、ポンプMP4は停止させておく。   Each of the pumps MP1 to MP4 is operated by a pump drive unit (not shown), and the pump drive unit is controlled to be turned on / off under the instruction of a pump control unit (not shown). Furthermore, the pump control unit receives a battery on / off signal from a device (for example, various portable devices) in which the fuel cell system B is used or mounted. When the signal is input, the pumps MP1 and MP2 are operated to supply the diluted fuel liquid to the fuel supply chamber 14, and the pump MP3 is operated to recover the liquid accumulated in the air supply chamber 15 to the diluent storage container C2. Let On the other hand, the pump MP4 is stopped.

電池オフ信号が入力されると、ポンプMP1〜MP3を停止させる一方、ポンプMP4の運転にて燃料供給室14内の燃料を容器C2へ回収させ、該燃料回収後(予め実験等により求めておいた燃料回収に要する時間の経過後)はポンプMP4を停止させる。   When the battery off signal is input, the pumps MP1 to MP3 are stopped, while the fuel in the fuel supply chamber 14 is recovered to the container C2 by the operation of the pump MP4, and after the fuel recovery (preliminarily obtained through experiments or the like). After the time required for fuel recovery has elapsed), the pump MP4 is stopped.

燃料電池システムBによると、ポンプMP1、MP2の運転により容器C1からの高濃度燃料液及び容器C2からの希釈液が、混合流路163において混合されて希釈された燃料液が作られるとともに、該燃料液が燃料供給室14の燃料導入口141を経て該燃料供給室14内の燃料供給路142に流れ、燃料極12に供給され、発電に供される。   According to the fuel cell system B, the high concentration fuel liquid from the container C1 and the diluted liquid from the container C2 are mixed in the mixing channel 163 by the operation of the pumps MP1 and MP2, and the diluted fuel liquid is produced. The fuel liquid flows through the fuel inlet 141 of the fuel supply chamber 14 to the fuel supply path 142 in the fuel supply chamber 14, is supplied to the fuel electrode 12, and is used for power generation.

一方、空気供給室15においては、ポンプユニット17の孔170及び空気供給室15の空気導入口151から該空気供給部内の空気供給路152へ外部空気が流入し、酸素極13へ外部空気が供給され、発電に供される。
かくして、燃料極12及び酸素極13に接続される負荷LDに通電することができる。
On the other hand, in the air supply chamber 15, the external air flows from the hole 170 of the pump unit 17 and the air inlet 151 of the air supply chamber 15 into the air supply path 152 in the air supply unit, and the external air is supplied to the oxygen electrode 13. And used for power generation.
Thus, the load LD connected to the fuel electrode 12 and the oxygen electrode 13 can be energized.

燃料極12側で発生するガスは、燃料供給室14に形成された、システムAの場合と同様のガス放出孔から外部へ放出される。
燃料電池本体における電気化学反応により酸素極13で発生する水及び電界質膜11を通って燃料極12側から酸素極13側へ到来することがある液は、空気供給室15で受けられ、ポンプMP3の運転により容器C2へ回収される。
なお、マイクロポンプMP3の動作により空気供給室15内へ外部空気を導入できるが、空気供給室15の空気導入口151に通じる部分に空気供給ポンプを設ける等してもよい。
The gas generated on the fuel electrode 12 side is discharged to the outside through the same gas discharge hole formed in the fuel supply chamber 14 as in the system A.
The water generated at the oxygen electrode 13 by the electrochemical reaction in the fuel cell body and the liquid that may arrive from the fuel electrode 12 side to the oxygen electrode 13 side through the electrolyte membrane 11 are received by the air supply chamber 15 and are pumped. It is recovered into the container C2 by the operation of MP3.
Although external air can be introduced into the air supply chamber 15 by the operation of the micropump MP3, an air supply pump may be provided in a portion that communicates with the air inlet 151 of the air supply chamber 15.

燃料電池システムBにおいても、図示省略のポンプ制御部に電池オフ信号(発電停止指示信号)が入力されると、ポンプ制御部の指示のもとに、圧電素子PZT1、PZT2への電力供給が停止されてポンプMP1、MP2が停止し、燃料供給室14への燃料供給が停止する。また、圧電素子PZT3への電力供給も断たれてMポンプP3も停止する。一方、かかるポンプ停止に代わって圧電素子PZT4が駆動されてポンプMP4が始動し、それにより、燃料供給室14内の残燃料液が容器C2へ回収され、希釈液とともに再使用可能とされる。   Also in the fuel cell system B, when a battery off signal (power generation stop instruction signal) is input to a pump control unit (not shown), power supply to the piezoelectric elements PZT1 and PZT2 is stopped under the instruction of the pump control unit. Then, the pumps MP1 and MP2 are stopped, and the fuel supply to the fuel supply chamber 14 is stopped. Also, the power supply to the piezoelectric element PZT3 is cut off and the M pump P3 is also stopped. On the other hand, instead of stopping the pump, the piezoelectric element PZT4 is driven to start the pump MP4, whereby the remaining fuel liquid in the fuel supply chamber 14 is collected into the container C2 and can be reused together with the diluent.

このように、燃料電池システムBにおいても、発電を停止させるときには、燃料供給室14内の残燃料を回収して再使用できるので、回収しない場合に比べると、換言すれば、残存燃料分の発電がさらに無駄に継続される場合と比べると、それだけ燃料の無駄な消費が抑制され、燃料を節約できる。   As described above, also in the fuel cell system B, when power generation is stopped, the remaining fuel in the fuel supply chamber 14 can be recovered and reused. Compared with the case where the fuel consumption is continued further in vain, the wasteful consumption of fuel is suppressed and the fuel can be saved.

また、かかる燃料供給室14からの残燃料の回収にともなって、該室内が負圧になることで、希釈液収容容器C2から湿潤用液として希釈液が、毛管力の作用で、燃料供給室14の湿潤用液導入口145に通じるポンプユニット16の孔145’(図5(A)参照)へ湿潤用液供給路L’を通ってへ供給され、さらに、燃料供給路142内へ供給される。それにより、電池本体1の電界質膜11は燃料極側から湿潤状態に維持される。発電停止状態が長期にわたってくると、燃料供給室14内の希釈液(湿潤用液)は減少してくるが、その減少は容器C2からの、毛管力による希釈液の補充により補われる。   In addition, as the remaining fuel is recovered from the fuel supply chamber 14, the pressure in the chamber becomes negative, so that the diluent as a wetting liquid from the diluent storage container C2 becomes a fuel supply chamber by the action of capillary force. 14 is supplied to the hole 145 ′ (see FIG. 5A) of the pump unit 16 leading to the wetting liquid inlet 145 through the wetting liquid supply path L ′, and is further supplied into the fuel supply path 142. The Thereby, the electrolyte membrane 11 of the battery body 1 is maintained in a wet state from the fuel electrode side. When power generation is stopped for a long period of time, the dilution liquid (wetting liquid) in the fuel supply chamber 14 decreases, but the decrease is compensated for by replenishment of the dilution liquid by the capillary force from the container C2.

かくして、長期にわたるシステム停止においても、電界質膜11を湿潤状態に保って電池寿命を向上させることができる。   Thus, even when the system is stopped for a long period of time, the battery life can be improved by keeping the electrolyte membrane 11 in a wet state.

また、システムBでは、マイクロポンプMP1、MP2、MP4を含むポンプユニット16を採用するとともに、マイクロポンプMP3を含むポンプユニット17を採用しているので、それだけ全体が小型化、コンパクト化されている。   Further, since the system B employs the pump unit 16 including the micro pumps MP1, MP2, and MP4 and the pump unit 17 including the micro pump MP3, the entire system is reduced in size and size.

なお、1枚のプレートの片面に前記燃料供給室14の溝状の燃料供給路142を形成し、同じプレートの反対側に前記ポンプユニット16における液体流路161、162、163、164を形成して該流路を薄いプレート或いはフィルムで閉じるようにすることで、燃料供給室14とポンプユニット16を一体化してもよく、そうすることで一層システムのコンパクト化が図れる。空気供給室15とポンプユニット17についても、同様にして一体化でき、そうすることで、一層システムのコンパクト化が図れる。   A groove-like fuel supply passage 142 of the fuel supply chamber 14 is formed on one surface of one plate, and liquid passages 161, 162, 163, 164 in the pump unit 16 are formed on the opposite side of the same plate. By closing the flow path with a thin plate or film, the fuel supply chamber 14 and the pump unit 16 may be integrated, so that the system can be made more compact. The air supply chamber 15 and the pump unit 17 can also be integrated in the same manner, so that the system can be made more compact.

前記のマイクロポンプMP1、MP2、MP3、MP4は、いずれも図6に示す基本構造を有するものである。
すなわち、液体を吸引するための第1絞り流路f1、液体を吐出するための第2絞り流路f2、該第1、第2の絞り流路f1、f2間のポンプ室PC、ポンプ室PCの可撓性壁(ダイアフラム)DFに設置された圧電素子PZTを含むポンプである。
The micro pumps MP1, MP2, MP3, and MP4 all have the basic structure shown in FIG.
That is, the first throttle channel f1 for sucking liquid, the second throttle channel f2 for discharging liquid, the pump chamber PC between the first and second throttle channels f1, f2, and the pump chamber PC This is a pump including a piezoelectric element PZT installed on a flexible wall (diaphragm) DF.

圧電素子PZTに図示省略のポンプ駆動部から駆動信号としてパルス電圧を印加することでポンプ室壁(ダイアフラム)DFを振動させ、それによりポンプ室PCの容積を変動させ、第1絞り流路f1からポンプ室PC内へ液体を吸引し、第2絞り流路f2からポンプ室内液体を吐出できる。   By applying a pulse voltage as a drive signal from a pump drive unit (not shown) to the piezoelectric element PZT, the pump chamber wall (diaphragm) DF is vibrated, thereby changing the volume of the pump chamber PC and from the first throttle channel f1. The liquid can be sucked into the pump chamber PC, and the pump chamber liquid can be discharged from the second throttle channel f2.

さらに説明すると、第1、第2の絞り流路f1、f2は断面積が同じ又は略同じであるが、流路f1より流路f2は長く形成されている。圧電素子PZTを駆動するバルス電圧として図6(C)に示すように急峻な立ち上がり、緩やかな立ち下がりを示すパルス電圧を用いる。   More specifically, the first and second throttle channels f1 and f2 have the same or substantially the same cross-sectional area, but the channel f2 is formed longer than the channel f1. As a pulse voltage for driving the piezoelectric element PZT, as shown in FIG. 6C, a pulse voltage showing a steep rise and a gradual fall is used.

図6(A)に示すように、印加電圧の急峻な立ち上がり時に圧電素子によりダイアフラムDFを急激に変形させてポンプ室PCを急激に収縮させると、長い流路f2では流路抵抗により液体が層流状に流れる一方、短い流路f1では液体が乱流となり、流路f1からの液体の流出が抑制される。これにより、流路f2からポンプ室内液体を吐出することができる。   As shown in FIG. 6A, when the diaphragm DF is suddenly deformed by the piezoelectric element and the pump chamber PC is abruptly contracted at the steep rise of the applied voltage, the liquid is layered by the channel resistance in the long channel f2. On the other hand, the liquid flows turbulently in the short flow path f1, and the outflow of the liquid from the flow path f1 is suppressed. Thereby, the pump chamber liquid can be discharged from the flow path f2.

図6(B)に示すように、印加電圧の緩やかな立ち下がり時に圧電素子によりダイアフラムDFを緩やかに復帰動作させてポンプ室PCを緩やかに膨張させると、短い流路f1からはポンプ室PC内へ液体が流入する一方、このとき流路f1より流路抵抗が大きい長い流路f2からの液体吐出が抑制される。これにより、流路f1からポンプ室PC内へ液体を吸引できる。   As shown in FIG. 6B, when the diaphragm DF is gently returned by the piezoelectric element when the applied voltage gradually falls, and the pump chamber PC is gently expanded, the short passage f1 causes the inside of the pump chamber PC. While the liquid flows into the liquid, the liquid discharge from the long channel f2 having a larger channel resistance than the channel f1 is suppressed at this time. Thereby, the liquid can be sucked from the flow path f1 into the pump chamber PC.

よって、所望の送液方向において上流側に流路f1を下流側に流路f2を配置することで所望方向に送液可能である。ポンプMP1、MP2、MP3、MP4のそれぞれは、かかる基本構造を有し、かかる動作原理で送液を行うものである。   Therefore, liquid flow is possible in the desired direction by disposing the flow path f1 on the upstream side and the flow path f2 on the downstream side in the desired liquid supply direction. Each of the pumps MP1, MP2, MP3, and MP4 has such a basic structure, and performs liquid feeding according to such an operating principle.

ポンプMP1、MP2、MP3、MP4のそれぞれの送液能力は、各ポンプにおけるポンプ室容積、圧電素子の性能、第1、第2の絞り流路の断面積及び(又は)長さ等のうち1又は2以上を適宜選択決定することで所望のものにできる。   The pumping capacity of each of the pumps MP1, MP2, MP3, and MP4 is one of the pump chamber volume, the performance of the piezoelectric element, the cross-sectional area and / or the length of the first and second throttle channels in each pump. Alternatively, it can be made desired by appropriately selecting and determining two or more.

なお、図6に基本構造を示すマイクロポンプは、図6(F)に示すように、圧電素子PZTに緩やかな立ち上がり、急峻な立ち下がりを示すパルス電圧を印加することで、図6(D)に示すように流路f1からポンプ室内液体を吐出でき、図6(E)に示すように流路f2から液体を吸引できるが、ここでは、図6(C)に示す駆動波形を採用している。   Note that, as shown in FIG. 6F, the micropump whose basic structure is shown in FIG. 6 applies a pulse voltage indicating a gradual rise and a steep fall to the piezoelectric element PZT, so that FIG. The liquid in the pump chamber can be discharged from the flow path f1 as shown in FIG. 6 and the liquid can be sucked from the flow path f2 as shown in FIG. 6E. Here, the drive waveform shown in FIG. Yes.

なお、燃料電池システムAやBにおいては、燃料供給室14から残燃料液を回収するにつき、燃料回収口143にドレンバルブを設け、これを開いて残燃料液を燃料回収容器等へ放出させるようにしてもよい。ドレンバルブを開いて放出するにせよ、既述のようにポンプP4或いはマイクロポンプMP4で回収するにしろ、回収した燃料液を適当な容器に貯蔵しておいて、適当なタイミングで容器C1からの高濃度燃料液に混ぜる等して再使用してもよい。   In the fuel cell systems A and B, when recovering the remaining fuel liquid from the fuel supply chamber 14, a drain valve is provided at the fuel recovery port 143, and this is opened to discharge the remaining fuel liquid to a fuel recovery container or the like. It may be. Regardless of whether the drain valve is opened or discharged, the recovered fuel liquid is stored in an appropriate container, and is discharged from the container C1 at an appropriate timing, regardless of whether it is recovered by the pump P4 or the micropump MP4 as described above. It may be reused by mixing it with a highly concentrated fuel solution.

(3)図7に示す燃料電池システムC
燃料電池システムCは、燃料として水素ガスを用いるものである。
システムCは、電界質膜11’に燃料極12’及び酸素極13’を貼り合わせた燃料電池本体の燃料極12’に燃料供給室14’を重ね設けるとともに酸素極13’に、システムAの場合と同様の空気供給室15を重ね設けた燃料電池1’を有している。
(3) Fuel cell system C shown in FIG.
The fuel cell system C uses hydrogen gas as fuel.
In the system C, a fuel supply chamber 14 ′ is provided on the fuel electrode 12 ′ of the fuel cell main body in which the fuel electrode 12 ′ and the oxygen electrode 13 ′ are bonded to the electrolyte membrane 11 ′. The fuel cell 1 ′ is provided with the same air supply chamber 15 as in the case.

システムCは、また、
水素ガスボンベC3、
水素ガスボンベC3から水素ガスを燃料供給室14’の燃料導入口へ供給する、ポンプP1’を含む燃料ガス供給路L1’、
空気供給室15に溜まる液を、該空気供給室から、回収液収容用容器C4へ回収するポンプP3を含む液回収路L4、
燃料供給室14’の燃料回収口から燃料ガスを回収ガス容器C5へ回収するための、ポンプP4’を有する燃料回収路L5’、及び
容器C4内の液を燃料供給室14’の湿潤用液導入口へ導く湿潤用液供給路L6を含んでいる。
液回収路L4には気液分離器4を設けてもよい。
System C also has
Hydrogen gas cylinder C3,
A fuel gas supply path L1 ′ including a pump P1 ′ for supplying hydrogen gas from the hydrogen gas cylinder C3 to the fuel inlet of the fuel supply chamber 14 ′;
A liquid recovery path L4 including a pump P3 for recovering the liquid accumulated in the air supply chamber 15 from the air supply chamber to the recovery liquid storage container C4;
A fuel recovery path L5 ′ having a pump P4 ′ for recovering the fuel gas from the fuel recovery port of the fuel supply chamber 14 ′ to the recovery gas container C5, and the liquid in the container C4 as the wetting liquid in the fuel supply chamber 14 ′ A wetting liquid supply path L6 leading to the introduction port is included.
A gas-liquid separator 4 may be provided in the liquid recovery path L4.

ポンプP1’、P3、P4’のそれぞれは、図示省略のポンプ制御部の指示のもとにオン、オフ制御される。さらに言えば、ポンプ制御部は、この燃料電池システムCが利用される、或いは搭載される機器(例えば各種の携帯機器)からの電池オン/オフ信号を入力されるようになっており、電池オン信号が入力されると、ポンプP1’を動作させて水素ガスを燃料供給室14’へ供給させ、また、ポンプP3を動作させて空気供給室15に溜まる液体を回収液収容容器C4へ回収させる。一方、ポンプP4’は停止させておく。   Each of the pumps P <b> 1 ′, P <b> 3, and P <b> 4 ′ is on / off controlled under the instruction of a pump control unit (not shown). Furthermore, the pump control unit receives a battery on / off signal from a device (for example, various portable devices) in which the fuel cell system C is used or mounted. When the signal is input, the pump P1 ′ is operated to supply hydrogen gas to the fuel supply chamber 14 ′, and the pump P3 is operated to recover the liquid accumulated in the air supply chamber 15 to the recovery liquid storage container C4. . On the other hand, the pump P4 'is stopped.

電池オフ信号が入力されると、ポンプP1’、P3を停止させる一方、ポンプP4’の運転にて燃料供給室14’内の燃料ガスを容器C5へ回収させ、該燃料回収後(予め実験等により求めておいた燃料回収に要する時間の経過後)はポンプP4’を停止させる。   When the battery off signal is input, the pumps P1 ′ and P3 are stopped, and the fuel gas in the fuel supply chamber 14 ′ is recovered to the container C5 by the operation of the pump P4 ′. The pump P4 'is stopped after the elapse of the time required for fuel recovery determined in (1).

燃料電池システムCによると、図示省略のポンプ制御部の指示によるポンプP1’の運転により容器C3から水素ガスが燃料供給室14’へ、さらに燃料極12’へ供給され、発電に供される。
一方、酸素極側では、空気供給室15の空気導入口151から流入する外部空気が該室15内の空気供給路に流れて酸素極13’に供給され、発電に供される。
かくして、燃料極12’及び酸素極13’に接続される負荷LDに通電することができる。
According to the fuel cell system C, hydrogen gas is supplied from the container C3 to the fuel supply chamber 14 ′ and further to the fuel electrode 12 ′ by the operation of the pump P1 ′ according to an instruction of a pump control unit (not shown), and is used for power generation.
On the other hand, on the oxygen electrode side, external air flowing in from the air inlet 151 of the air supply chamber 15 flows into the air supply path in the chamber 15 and is supplied to the oxygen electrode 13 ′ for power generation.
Thus, the load LD connected to the fuel electrode 12 ′ and the oxygen electrode 13 ′ can be energized.

燃料電池本体における電気化学反応により酸素極13’で発生する水等はポンプP3の運転にて容器C4へ回収される。   Water or the like generated at the oxygen electrode 13 'by an electrochemical reaction in the fuel cell main body is recovered into the container C4 by operating the pump P3.

燃料電池システムCによると、ポンプ制御部に電池オフ信号が入力されると、該制御部はポンプP1’を停止させて燃料供給室14’への燃料供給を停止させ、また、ポンプP3を停止させる。一方、かかるポンプ停止に代わって燃料回収路L5’におけるポンプP4’を始動させ、それにより、燃料供給室14’内の残燃料ガスを容器C5へ回収させる。容器C5に回収されるガスは、発電時の適当なタイミングで、ボンベC3からの水素ガスに混ぜる等して再使用可能である。   According to the fuel cell system C, when a battery off signal is input to the pump control unit, the control unit stops the pump P1 ′ to stop the fuel supply to the fuel supply chamber 14 ′, and also stops the pump P3. Let On the other hand, instead of stopping the pump, the pump P4 'in the fuel recovery path L5' is started, thereby recovering the remaining fuel gas in the fuel supply chamber 14 'to the container C5. The gas recovered in the container C5 can be reused by mixing it with hydrogen gas from the cylinder C3 at an appropriate timing during power generation.

このように、燃料電池システムCの発電を停止させるときには、燃料供給室14’内の残燃料を回収して再使用できるので、回収しない場合に比べると、換言すれば、残存燃料分の発電がさらに無駄に継続される場合と比べると、それだけ燃料の無駄な消費が抑制され、燃料を節約できる。   Thus, when the power generation of the fuel cell system C is stopped, the remaining fuel in the fuel supply chamber 14 ′ can be recovered and reused. In other words, compared to the case where the fuel is not recovered, in other words, power generation for the remaining fuel is generated. Furthermore, compared with the case where it continues vainly, the wasteful consumption of fuel is suppressed and the fuel can be saved.

また、かかる燃料供給室14’からの残燃料の回収にともなって、該室内が負圧になることで、回収液収容容器C4から湿潤用液として回収液が、毛管力の作用で、湿潤用液供給路L6を通って燃料供給室14’へ供給される。それにより、電池本体の電界質膜11’は燃料極側から湿潤状態に維持される。発電停止状態が長期にわたってくると、燃料供給室14’内の湿潤用液は減少してくるが、その減少は容器C4からの、毛管力による液の補充により補われる。   Further, with the recovery of the remaining fuel from the fuel supply chamber 14 ', the pressure in the chamber becomes negative, so that the recovery liquid from the recovery liquid storage container C4 becomes a wetting liquid due to the action of capillary force. The fuel is supplied to the fuel supply chamber 14 ′ through the liquid supply path L6. Thereby, the electrolyte membrane 11 'of the battery body is maintained in a wet state from the fuel electrode side. When the power generation is stopped for a long period of time, the wetting liquid in the fuel supply chamber 14 ′ decreases, but the decrease is compensated by the replenishment of the liquid by the capillary force from the container C 4.

かくして、長期にわたるシステム停止においても、電界質膜11’を湿潤状態に保って電池寿命を向上させることができる。   Thus, even when the system is shut down for a long period of time, the battery life can be improved by keeping the electrolyte membrane 11 'in a wet state.

本発明は、電界質膜を燃料極と酸素極で挟んだ電池本体の該燃料極に燃料を供給するとともに該酸素極に空気を供給して発電させる燃料電池を含む燃料電池システムであって、発電停止時の無駄な燃料消費を抑制するとともに電界質膜を湿潤状態に維持して電池寿命を向上させることに利用できる。   The present invention is a fuel cell system including a fuel cell that supplies fuel to the fuel electrode of a battery body sandwiching an electrolyte membrane between a fuel electrode and an oxygen electrode and generates air by supplying air to the oxygen electrode, It can be used to improve the battery life by suppressing wasteful fuel consumption when power generation is stopped and maintaining the electrolyte membrane in a wet state.

本発明に係る燃料電池システムの1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the fuel cell system which concerns on this invention. 図2(A)は図1の燃料電池システムにおける燃料供給室を、図1において左側から見た図であり、図2(B)は該システムにおける空気供給室を、図1において右側から見た図である。2A is a view of the fuel supply chamber in the fuel cell system of FIG. 1 as viewed from the left side in FIG. 1, and FIG. 2B is a view of the air supply chamber in the system as viewed from the right side in FIG. FIG. ポンプ制御回路の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of a pump control circuit. 本発明に係る燃料電池システムの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the fuel cell system which concerns on this invention. 図5(A)は、図4の燃料電池システムにおける燃料供給室側のポンプユニットを、図4において左側から見た図であり、図5(B)は、図4の燃料電池システムにおける空気供給室側のポンプユニットを、図4において右側から見た図である。5A is a view of the pump unit on the fuel supply chamber side in the fuel cell system of FIG. 4 as viewed from the left side in FIG. 4, and FIG. 5B is an air supply in the fuel cell system of FIG. It is the figure which looked at the chamber side pump unit from the right side in FIG. マイクロポンプの1例の基本構造及び動作を示すもので、図6(A)は液体吐出動作を示す図、図6(B)は液体吸引動作を示す図、図6(C)はかかる液体の吐出動作、吸引動作のための圧電素子への印加電圧波形を示す図である。図6(D)は図6(A)とは反対方向への液体吐出動作を示す図、図6(E)は図6(B)とは反対方向の液体吸引動作を示す図、図6(F)はかかる反対動作のための圧電素子への印加電圧波形を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing a liquid discharge operation, FIG. 6B is a diagram showing a liquid suction operation, and FIG. 6C is a diagram of such a liquid. It is a figure which shows the voltage waveform applied to the piezoelectric element for discharge operation | movement and attraction | suction operation | movement. 6D is a diagram showing a liquid ejection operation in the opposite direction to FIG. 6A, FIG. 6E is a diagram showing a liquid suction operation in the opposite direction to FIG. 6B, and FIG. F) is a diagram showing a waveform of a voltage applied to the piezoelectric element for the opposite operation. 本発明に係る燃料電池システムのさらに他の例を示す図である。It is a figure which shows the further another example of the fuel cell system which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

A 燃料電池システム
1 燃料電池
11 電解質膜
12 燃料極(アノード)
13 酸素極、換言すれば空気極(カソード)
14 燃料供給室
141 燃料導入口
142 燃料供給路
143 燃料回収口
144 ガス放出孔
145 湿潤用液導入口
15 空気供給室
151 空気導入口
152 空気供給路
153 液回収口
C1 高濃度燃料液収容容器
C2 希釈液収容容器
L1 高濃度燃料液供給路
L2 希釈液供給路
L3 混合流路
L4 液回収路
L5 燃料回収路
L6 湿潤用液供給路
P1〜P4 ポンプ
4 気液分離器
LD 負荷

B 燃料電池システム
16、17 ポンプユニット
MP1〜MP4 マイクロポンプ
PZT1〜PZT4 圧電素子
161 高濃度燃料液供給路
161a 供給路161の入口
162 希釈液供給路
162a 供給路162の入口
163 混合流路
164 燃料回収路
145’、165 孔
171 液回収路
h 貫通孔
170 孔

C 燃料電池システム
1’ 燃料電池
11’ 電解質膜
12’ 燃料極(アノード)
13’ 酸素極、換言すれば空気極(カソード)
14’ 燃料供給室
C3 水素ガスボンベ
C4 回収液収容容器
C5 回収ガス容器
P1’、P4’ ポンプ
L1’燃料ガス供給路
L5’燃料回収路
A Fuel cell system 1 Fuel cell 11 Electrolyte membrane 12 Fuel electrode (anode)
13 Oxygen electrode, in other words, air electrode (cathode)
14 Fuel supply chamber 141 Fuel introduction port 142 Fuel supply passage 143 Fuel recovery port 144 Gas discharge hole 145 Wetting liquid introduction port 15 Air supply chamber 151 Air introduction port 152 Air supply passage 153 Liquid collection port C1 High concentration fuel liquid container C2 Diluent container L1 High-concentration fuel liquid supply path L2 Diluted liquid supply path L3 Mixing flow path L4 Liquid recovery path L5 Fuel recovery path L6 Wetting liquid supply paths P1 to P4 Pump 4 Gas-liquid separator LD Load

B Fuel cell system 16, 17 Pump unit MP1 to MP4 Micro pump PZT1 to PZT4 Piezoelectric element 161 High concentration fuel liquid supply path 161a Supply path 161 inlet 162 Diluted liquid supply path 162a Supply path 162 inlet 163 Mixing path 164 Fuel recovery Path 145 ′, 165 hole 171 liquid recovery path h through hole 170 hole

C Fuel cell system 1 'Fuel cell 11' Electrolyte membrane 12 'Fuel electrode (anode)
13 'oxygen electrode, in other words, air electrode (cathode)
14 'Fuel supply chamber C3 Hydrogen gas cylinder C4 Recovery liquid storage container C5 Recovery gas container P1', P4 'Pump L1' Fuel gas supply path L5 'Fuel recovery path

Claims (7)

電界質膜を燃料極と酸素極で挟んだ電池本体の該燃料極に、該燃料極に臨設された燃料供給室から燃料を供給するとともに、該酸素極に空気を供給して発電させる燃料電池を含む燃料電池システムであり、
前記燃料供給室に燃料を供給するための燃料供給手段と、
前記燃料供給手段の燃料供給動作停止に伴い、前記燃料供給室の残燃料を回収する燃料回収手段と、
前記燃料回収手段による前記燃料回収に伴い、該燃料供給室へ前記電界質膜の湿潤用液を供給する湿潤用液供給手段と
を含んでいることを特徴とする燃料電池システム。
A fuel cell in which fuel is supplied to a fuel electrode of a battery body sandwiching an electrolyte membrane between a fuel electrode and an oxygen electrode from a fuel supply chamber adjacent to the fuel electrode, and air is supplied to the oxygen electrode to generate power A fuel cell system including
Fuel supply means for supplying fuel to the fuel supply chamber;
Fuel recovery means for recovering the remaining fuel in the fuel supply chamber when the fuel supply operation of the fuel supply means is stopped;
A fuel cell system comprising: a wetting liquid supply means for supplying a wetting liquid for the electrolyte membrane to the fuel supply chamber as the fuel is recovered by the fuel recovery means.
前記湿潤用液供給手段は、前記燃料供給室に接続された湿潤用液収容部を有している請求項1記載の燃料電池システム。   2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the wetting liquid supply means has a wetting liquid storage section connected to the fuel supply chamber. 前記湿潤用液収容部は前記燃料供給室に連通接続されており、該湿潤用液収容部の湿潤用液は、前記燃料回収手段による前記燃料回収によって該燃料供給室内に発生する負圧に応じ、毛管力により該燃料供給室内へ流入する請求項2記載の燃料電池システム。   The wetting liquid storage section is connected in communication with the fuel supply chamber, and the wetting liquid in the wetting liquid storage section corresponds to a negative pressure generated in the fuel supply chamber by the fuel recovery by the fuel recovery means. The fuel cell system according to claim 2, wherein the fuel cell system flows into the fuel supply chamber by capillary force. 前記燃料供給手段は、高濃度燃料液収容部と、希釈液収容部とを含んでおり、該高濃度燃料液収容部から高濃度燃料液を取り出すとともに該希釈液収容部から希釈液を取り出し、取り出した高濃度燃料液及び希釈液を混合して希釈燃料液として前記燃料供給室へ供給するものであり、該希釈液収容部は、前記湿潤用液供給手段における湿潤用液収容部を兼ねている請求項2又は3記載の燃料電池システム。   The fuel supply means includes a high-concentration fuel liquid storage part and a dilution liquid storage part, takes out the high-concentration fuel liquid from the high-concentration fuel liquid storage part and takes out the dilution liquid from the dilution liquid storage part, The high-concentration fuel liquid and the diluting liquid that have been taken out are mixed and supplied to the fuel supply chamber as a diluting fuel liquid, and the diluting liquid storage section also serves as a wetting liquid storage section in the wetting liquid supply means The fuel cell system according to claim 2 or 3. 前記酸素極で生じる液体を回収する酸素極側液体回収手段を備えており、該酸素極側液体回収手段は回収液収容部を含んでおり、前記燃料供給手段における希釈液収容部は、該回収液収容部を兼ねているとともに前記湿潤用液供給手段における湿潤用液収容部を兼ねている請求項4記載の燃料電池システム。   An oxygen electrode side liquid recovery means for recovering a liquid generated at the oxygen electrode, the oxygen electrode side liquid recovery means including a recovery liquid storage portion, and the diluent storage portion in the fuel supply means includes the recovery liquid storage portion; 5. The fuel cell system according to claim 4, wherein the fuel cell system also serves as a liquid storage section and also serves as a wetting liquid storage section in the wetting liquid supply means. 前記酸素極で生じる液体を回収する酸素極側液体回収手段を備えており、前記燃料供給手段は、燃料ガスを前記燃料供給室へ供給するものであり、該酸素極側液体回収手段は回収液収容部を含んでおり、該回収液収容部は、前記湿潤用液供給手段における湿潤用液収容部を兼ねている請求項2又は3記載の燃料電池システム。   An oxygen electrode side liquid recovery means for recovering a liquid generated at the oxygen electrode is provided, the fuel supply means supplies fuel gas to the fuel supply chamber, and the oxygen electrode side liquid recovery means is a recovery liquid. 4. The fuel cell system according to claim 2, further comprising a storage portion, wherein the recovered liquid storage portion also serves as a wetting liquid storage portion in the wetting liquid supply means. 前記燃料回収手段は、前記燃料供給室から回収した燃料を、前記燃料供給手段の燃料供給動作において前記燃料供給室へ循環させる手段を含んでいる請求項1から6のいずれかに記載の燃料電池システム。   7. The fuel cell according to claim 1, wherein the fuel recovery means includes means for circulating the fuel recovered from the fuel supply chamber to the fuel supply chamber in the fuel supply operation of the fuel supply means. system.
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