JP2008123916A - Fuel cell power generation system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that since a power generation system using a fuel cell needs a transportation means or the like such as a high pressure cylinder when supplying hydrogen to the fuel cell as a fuel, it is disadvantageous in terms of easiness and cost, that there is a problem about hydrogen supplementation, and further that since the fuel and a secondary battery which is an auxiliary power supply and necessary for continuous operation uses a lead acid battery, a pollution causative material from lead/sulfuric acid becomes a problem. <P>SOLUTION: Regarding a less environmentally destructive fuel cell power generation system, a hydrogen generation device constituting the system does not need to use the transportation means such as the high pressure cylinder, uses an electrolysis system utilizing an electrolysis tank of easy maintenance having eco-friendly alkaline electrolytic solution as a raw energy source, uses a lead free battery using no lead/sulfuric acid as the secondary battery which is the auxiliary power supply and another component of the fuel cell power generation system, and provides a less environmentally destructive constitution as the whole power generation system. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池発電システムに関し、詳しくは、このシステムの燃料電池モジュールに対する、水素供給は高圧水素を使用せず、環境破壊のない電解液を原エネルギー源とする保守容易な電解システムにより行う水素発生装置を備えると共に、その燃料電池モジュールの二次電池として鉛と硫酸を使用せず、しかも、急速充電放電特性の良い補助電源装置を備えた構成の発電システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell power generation system. More specifically, hydrogen supply to a fuel cell module of this system is performed by an easily maintainable electrolysis system that does not use high-pressure hydrogen and uses an electrolytic solution without environmental destruction as a source of energy. The present invention relates to a power generation system that includes a hydrogen generator, does not use lead and sulfuric acid as a secondary battery of the fuel cell module, and includes an auxiliary power supply having good quick charge / discharge characteristics.

石炭、ガソリン、軽油などの化石燃料は、今後のエネルギー消費量を考えると、21世紀中になくなると言われていた。また、それ以上に重要な問題として、化石燃料の燃焼によって地球温暖化や酸性雨などの地球環境問題が深刻化していた。そこで、燃やしても二酸化炭素や窒素酸化物などの有害物質の発生しない地球環境に対しやさしいクリーンなエネルギーである水素を燃やすクリーンエネルギーが注目された。すなわち、外部から水素燃料と酸化剤を送り続けることによって、連続的に電気化学エネルギーが得られる燃料電池が、その高効率と高性能によって着目された。   It has been said that fossil fuels such as coal, gasoline, and light oil will disappear during the 21st century, considering future energy consumption. More importantly, global environmental problems such as global warming and acid rain have become serious due to the burning of fossil fuels. Therefore, clean energy that burns hydrogen, which is clean energy friendly to the global environment that does not generate harmful substances such as carbon dioxide and nitrogen oxides even when burned, has attracted attention. That is, a fuel cell that can continuously obtain electrochemical energy by continuously feeding hydrogen fuel and oxidant from the outside has attracted attention due to its high efficiency and high performance.

その燃料電池におけるエネルギーの生成は、水素を燃焼させて、水の電気分解とは逆の過程により水素と酸素とを化学反応させて、電気エネルギーとして出力させる。   In the fuel cell, energy is generated by burning hydrogen and causing a chemical reaction between hydrogen and oxygen through a process reverse to the electrolysis of water, and outputting it as electric energy.

そこで、燃料電池に必要な水素を生成する方法が従来からいくつか提起されてきたが、その性能は用いる電解質、とくに固体電解質の内容に依存するところが大きく、安全で低コストな水素を生成する条件が必ずしも確立されていなかった。   Thus, several methods have been proposed in the past to generate the hydrogen required for fuel cells, but the performance depends largely on the electrolyte used, especially the content of the solid electrolyte, and conditions for generating safe and low-cost hydrogen. Was not necessarily established.

例えば、固体電解質として通常高温で用いられる高分子膜は、イオン交換膜や電極の劣化が速く、保守が困難であった。   For example, a polymer membrane that is normally used as a solid electrolyte at a high temperature has been difficult to maintain due to the rapid deterioration of ion exchange membranes and electrodes.

また、大規模プラントにより低コストの水素を製造する方法は確立されていたが、例えば、車両用などとして水素ガスをユーザの近くに配送し、ガソリンスタンドなみの容易さで水素を操るには、600気圧級の高圧水素ボンベが必要とするが、これを安全に扱える技術にはなっていなかった。   In addition, although a method for producing low-cost hydrogen by a large-scale plant has been established, for example, to deliver hydrogen gas near the user for vehicles and to manipulate hydrogen as easily as a gas station, A 600-bar high-pressure hydrogen cylinder is required, but it has not been a technology that can handle this safely.

これらの技術に関連して、例えば、特許文献1には高圧水素ガスと純水の電気分解により生成した水素を併用し、固体高分子電解質膜部と酸化部をセル状に一体化した燃料電池であって、高圧水素ガスの高圧を利用して循環水を精製し純水を生成する技術が開示されていた。   In relation to these technologies, for example, Patent Document 1 uses a high-pressure hydrogen gas and hydrogen generated by electrolysis of pure water, and a fuel cell in which a solid polymer electrolyte membrane part and an oxidation part are integrated in a cell shape. And the technique of refine | purifying circulating water using the high voltage | pressure of high pressure hydrogen gas and producing | generating pure water was disclosed.

一方、燃料電池の補助電源装置としての二次電池も、燃料電池発電システムが地球環境破壊にならないようにする構成の一つとすることであった。   On the other hand, the secondary battery as an auxiliary power supply device of the fuel cell is also one of the configurations that prevents the fuel cell power generation system from destroying the global environment.

そこで従来の二次電池のように、電極板に鉛を用いず、また電解液に硫酸を用いず、鉛、硫酸などの公害原因物質を使用しない高性能、高容量で、さらに燃料電池に対する補助電源としての効率が高くなるように急速充電放電特性の優れた鉛フリーバッテリを必要とした。   Therefore, unlike conventional secondary batteries, the electrode plate does not use lead, the electrolyte does not use sulfuric acid, does not use pollutants such as lead and sulfuric acid, and has high performance, high capacity, and assistance to fuel cells A lead-free battery with excellent rapid charge / discharge characteristics was required to increase the efficiency of the power supply.

従来の鉛電池は長い間代表的な二次電池として普及し、材料及び構造が改良され、性能・寿命が向上してきた。また、極板、セパレータ、電池ケースなどの改良により、メンテナンスフリー・シールドタイプ電池に至っていた。   Conventional lead batteries have been widely used as typical secondary batteries for a long time, and their materials and structures have been improved to improve their performance and life. In addition, improvements to the electrode plate, separator, and battery case have led to maintenance-free and shield-type batteries.

しかしながら、エネルギー容量が低く、重く嵩張るという問題に加えて、電解液として硫酸を用いることによって、一般に性能を高めるとサルフレーション(硫化)が起こり易くなり電池の内部抵抗の増加が避けられなかった。   However, in addition to the problem that the energy capacity is low and heavy and bulky, the use of sulfuric acid as an electrolyte generally increases the internal resistance of the battery because sulfuration tends to occur when the performance is improved.

さらにサルフレーションが進行すると、イオンの移動が困難になり動作不能となって廃棄に至るが、硫酸・電極の鉛の公害物質の廃棄処理が容易でなかった。   Further, as the sulfuration progresses, the movement of ions becomes difficult and the operation becomes impossible, resulting in disposal, but the disposal of sulfuric acid / electrode lead pollutants is not easy.

また、鉛電池を重負荷で使用した場合、極板も電解液も共に減耗するが、特に前述のシールドタイプ電池の場合は、極板は勿論、電解液の補充も不可能である。   In addition, when a lead battery is used under heavy load, both the electrode plate and the electrolyte are depleted. In particular, in the case of the shield type battery described above, it is impossible to replenish the electrolyte as well as the electrode plate.

そこで、電池内部の構造や電解液などの改良が多少行われているが、殆どの場合、電池の性能を悪化させており、材料固有の公害物質としての危険要因も回避できない。   Therefore, some improvements have been made to the internal structure of the battery and the electrolyte solution. However, in most cases, the performance of the battery is deteriorated, and a risk factor as a pollutant specific to the material cannot be avoided.

例えば、鉛電池内部構造の改良に関しては、特許文献2にあるように、電解液槽の蓋に触媒を配した制御弁を設け、電池内で発生するガスを効率よく触媒反応させて生成した水を還流すると共に負極のサルフレーションを防止する技術が開示されている。鉛電池は以上のような問題があるので、用途及び使用方法が限定されていた。   For example, regarding improvement of the internal structure of a lead battery, as disclosed in Patent Document 2, a control valve in which a catalyst is arranged on the lid of an electrolytic solution tank is provided, and water generated by efficiently reacting a gas generated in the battery. And a technique for preventing sulfurization of the negative electrode. Since the lead battery has the above-mentioned problems, its use and usage are limited.

そこで、最近の携帯機器の普及に伴い、その二次電池としては、鉛電池の有する前述の問題をある程度回避できるリチウムイオン電池が普及している。すなわち、リチウムイオン電池は、エネルギー密度が高く、小型軽量で公害性が低いからである。   Therefore, with the recent spread of portable devices, lithium ion batteries that can avoid the above-described problems of lead batteries to some extent have become popular as secondary batteries. That is, the lithium ion battery has high energy density, small size, light weight, and low pollution.

しかしながらリチウムイオン電池は、製造コストが高価であり、さらにサイクル寿命が300回程度であり、鉛電池の1000回程度に比べてサイクル寿命が低いのでランニングコストがより高価になるという問題があった。   However, the lithium ion battery has a problem that the manufacturing cost is high, the cycle life is about 300 times, and the cycle life is lower than about 1000 times of the lead battery, so that the running cost is more expensive.

また、リチウムイオン電池は、過放電と過充電に対して耐力がなく、とくに過充電を行うと電池が過熱し、約130℃を越えると電池が破裂し、電解液の吐出に至る。   Lithium ion batteries have no resistance to overdischarge and overcharge. In particular, when overcharge occurs, the battery overheats, and when it exceeds about 130 ° C., the battery bursts and discharges the electrolyte.

そこで、電池の内部が高温で破裂直前になると、封入部のガスケットの一部からガスを逃がす方法や、蓋部分(正極端子)が飛出すことでガスを逃す方法や、内部セパレータを破壊して短絡することで、ガスの発生を抑える方法などが開発されてきた。   Therefore, when the inside of the battery is about to burst at a high temperature, a method of letting gas escape from a part of the gasket of the encapsulating part, a method of letting the gas escape by the lid part (positive electrode terminal) jumping, or destroying the internal separator Methods have been developed to suppress the generation of gas by short-circuiting.

あるいは、特許文献3を参照すると、ゲル状の非水系電解液を用いることで、可燃性の有機溶媒を電解液の溶剤として用いた場合の火災の危険性を減少させる技術が開示されていた。
特開2000−149971号公報 特開2001−148256号公報 特開平09−270271号公報(第2,3頁,第1図)
Alternatively, Patent Document 3 discloses a technique for reducing the risk of fire when a flammable organic solvent is used as a solvent for an electrolytic solution by using a gel-like non-aqueous electrolytic solution.
JP 2000-149971 A JP 2001-148256 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-270271 (pages 2, 3 and 1)

本発明は、前述したような諸問題点を解決した環境破壊の少ない燃料電池発電システムを提供しようとするものである。
すなわち(1)燃料電池に対する水素供給は、高圧ボンベなどの水素運搬手段を使用しなくてよく、しかも環境破壊のないアルカリ性電解液を原エネルギー源とする保守容易な電解槽を利用した電解システムにより行い水素発生装置をシステム構成に設けることを第1の目的とする。
The present invention seeks to provide a fuel cell power generation system that solves the above-mentioned problems and has little environmental destruction.
That is, (1) Hydrogen supply to the fuel cell does not require the use of a hydrogen transport means such as a high-pressure cylinder, and is an electrolysis system using an easily maintainable electrolytic cell that uses an alkaline electrolyte without destruction of the environment as a source of energy. A first object is to provide a hydrogen generator in the system configuration.

また、(2)その燃料電池の二次電池として、電極板に鉛を使用せず、電解質溶液に硫酸を使用しない、公害原因物質のない高性能・容量のバッテリであると共に、燃料電池の補助電源として二次電池モジュールを2グループに分けて、燃料電池からの充電入力を一方のグループで行い、負荷への放電出力を他方のグループで行う充放電切替手段に際して、連続的な重負荷に耐えられるように急速充電及び急速放電特性の優れた二次電池を用いた補助電源装置をシステム構成に設けることを第2の目的とする。   In addition, (2) as a secondary battery of the fuel cell, it is a high-performance and capacity battery that does not use lead for the electrode plate, does not use sulfuric acid for the electrolyte solution, has no pollutants, and assists the fuel cell. The secondary battery module is divided into two groups as the power source, and the charge input from the fuel cell is performed in one group, and the discharge output to the load is performed in the other group. It is a second object of the present invention to provide an auxiliary power supply device using a secondary battery excellent in rapid charge and rapid discharge characteristics in the system configuration.

前記課題を解決するため、本発明の燃料電池発電システムは、燃料電池モジュールに対して電解液を原エネルギー源として水素を供給する電解システムを有する水素発生装置と、その燃料電池モジュールの補助電源装置として急速充電放電特性がよい二次電池バッテリモジュールとから構成する燃料電池発電システムであって、
前記水素発生装置は、触媒を備え、アルカリ性電解液が注入された化学反応槽である第1槽と
負電極を備え純水が供給される第1区画と、正電極を備え純水が供給される第3区画と、それぞれ第1、第2イオン交換膜を介して前記第1、第3区画に接してアルカリ性電解液が注入された第2区画と、からなる電解槽である第2槽と、
第2槽第1区画にアルカリ電解液が発生した時それを第1槽に流すための第1配管と、
第1槽にアルカリ性電解液が流入された時触媒により分解された純水をポンプを介し第2槽第1区画及び第3区画へ流す第2配管と、を少なくとも具備し、
前記第2槽の正負電極第1端子と前記ポンプ第2端子に印加すれば、第1槽ではアルカリ性電解液が分解され水素ガスHと純水が発生すると共に、第2槽第2区画ではアルカリ性電解液が一部分解され、第1区画から水素ガスHとアルカリ性電解液が発生し、第1及び第2槽で発生した水素ガスHは前記燃料電池モジュールに対して供給し、二酸化炭素、窒素酸化物の有害物質排出の少ないことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a fuel cell power generation system according to the present invention includes a hydrogen generator having an electrolysis system that supplies hydrogen to a fuel cell module using an electrolyte as an original energy source, and an auxiliary power supply for the fuel cell module. As a fuel cell power generation system comprising a secondary battery module having good quick charge / discharge characteristics,
The hydrogen generator includes a first tank, which is a chemical reaction tank having a catalyst and injected with an alkaline electrolyte, a first section having a negative electrode and supplied with pure water, and a positive electrode and supplied with pure water. A second tank that is an electrolytic cell comprising: a third compartment; and a second compartment in contact with the first and third compartments and infused with an alkaline electrolyte through the first and second ion exchange membranes, respectively. ,
A first pipe for flowing an alkaline electrolyte in the first section of the second tank to the first tank;
A second pipe for flowing pure water decomposed by the catalyst into the first tank and the third section through the pump when the alkaline electrolyte is introduced into the first tank;
When applied to the pump second terminal and the negative electrode and the first terminal of the second tank, with the first vessel pure water and hydrogen gas H 2 is decomposed alkaline electrolyte occurs, in the second tank a second compartment is decomposed alkaline electrolyte part, the hydrogen gas H 2 and alkaline electrolyte is generated from the first compartment, the hydrogen gas H 2 generated in the first and second tank was supplied to the fuel cell module, the carbon dioxide It is characterized by low emission of harmful substances of nitrogen oxides.

また、前記バッテリモジュールは1単位セルを複数個直列にして構成され、各セルは陽極にカルシウムと酸化銀とカーボンを配合した電極と、陰極に亜鉛とカーボンを配合した電極間に用いたアルカリ水溶液の電解質溶液と、からなり、鉛及び硫酸を特に使用しないことを特徴とする。   The battery module is composed of a plurality of 1-unit cells connected in series, and each cell is an alkaline aqueous solution used between an electrode in which calcium, silver oxide and carbon are mixed in the anode, and an electrode in which zinc and carbon are mixed in the cathode. It is characterized in that lead and sulfuric acid are not particularly used.

また、前記バッテリモジュールは、同一直流電圧値を出力する2組の第1及び第2バッテリモジュールを備え、
前記燃料電池モジュールと第1及び第2バッテリモジュールとの間には第1切替器を備え、負荷である駆動用モータと第1及び第2バッテリモジュールとの間には第2切替器を備え、
第1切替器への電子制御B選択信号によりバッテリモジュールBに接続すると共にバッテリモジュールAは切断され、同時に、第2切替器への電子制御A選択信号によりバッテリモジュールAに接続すると共にバッテリモジュールBは切断されるA放電B充電モードと、
第1切替器への電子制御A選択信号によりバッテリモジュールAに接続すると共にBは切断され、同時に、第2切替器への電子制御B選択信号によりバッテリモジュールBに接続すると共にAは切断されるA充電B放電モードとからなる2状態モードを有し、
バッテリモジュールA、Bの各電力消費量、残量を計測すると共に所定残量以下になった時、前記2状態モードを切替るため第1、第2切替器へ電子制御信号を送る充放電モード切替手段を少なくとも有する制御部を備えることを特徴とする。
The battery module includes two sets of first and second battery modules that output the same DC voltage value,
A first switch is provided between the fuel cell module and the first and second battery modules, and a second switch is provided between the drive motor as a load and the first and second battery modules,
The battery module A is disconnected and connected to the battery module B by the electronic control B selection signal to the first switch, and simultaneously connected to the battery module A and the battery module B by the electronic control A selection signal to the second switch. Is disconnected A discharge B charge mode,
The electronic control A selection signal to the first switch connects to the battery module A and B is disconnected. At the same time, the electronic control B selection signal to the second switch connects to the battery module B and A is disconnected. A two-state mode consisting of A charge B discharge mode,
Charge / discharge mode for measuring the power consumption and remaining amount of battery modules A and B and sending an electronic control signal to the first and second switch to switch the two-state mode when the remaining amount is below the predetermined remaining amount. A control unit including at least a switching unit is provided.

また、前記第1槽は、その中の前記触媒に接続する部材と、前記アルカリ性電解液を介して正電圧を与えることができる電極とが設けられ、その部材と前記電極間に電力エネルギーを印加する第3端子が配設され、その第1槽においける化学反応の進行を前記第3端子の印加電圧で制御できることを特徴とする。   The first tank is provided with a member connected to the catalyst in the first tank and an electrode capable of applying a positive voltage via the alkaline electrolyte, and power energy is applied between the member and the electrode. The third terminal is disposed, and the progress of the chemical reaction in the first tank can be controlled by the voltage applied to the third terminal.

また、前記第2槽の第1イオン交換膜は、陽イオン交換膜であり、第2イオン交換膜は陰イオン交換膜であることを特徴とする。   The first ion exchange membrane of the second tank is a cation exchange membrane, and the second ion exchange membrane is an anion exchange membrane.

本発明の燃料電池発電システムは、以下に示す効果を呈する。
水素の供給に電解槽と化学反応槽とからなる電解システムを用いるので、高圧水素・高圧ボンベなどを使用せず安全であり、しかも軽量である。
水素燃料補給に高圧ステーションなどのインフラ整備も不要となる。
The fuel cell power generation system of the present invention exhibits the following effects.
Since an electrolysis system comprising an electrolytic cell and a chemical reaction vessel is used for supplying hydrogen, it is safe and lightweight without using high-pressure hydrogen or high-pressure cylinders.
No infrastructure development such as a high-pressure station is required for hydrogen fuel supply.

前記電解システムの電解液は安価なpH9〜14程度のエネルギー源であり、部品の消耗が少なく、保守容易で経済的である。   The electrolytic solution of the electrolysis system is an inexpensive energy source having a pH of about 9 to 14, has little component consumption, is easy to maintain, and is economical.

さらに、水素発生装置において発生する酸素と燃料電池において発生する純水と還元利用できるので電解液だけを補給すればクローズドシステムを形成するので、地球環境に良い効果がある。   Furthermore, since the oxygen generated in the hydrogen generator and the pure water generated in the fuel cell can be used for reduction, a closed system can be formed by replenishing only the electrolytic solution, which is effective for the global environment.

二次電池は鉛と硫酸を使用せず、公害物質を含まず廃棄処理が容易である。重量も軽く、外囲器も小重量構造可能となる。   Secondary batteries do not use lead and sulfuric acid, do not contain pollutants, and are easy to dispose of. The weight is light and the envelope can be constructed with a small weight.

急速充電及び放電が鉛電池より特性が良いので、二次電池を2グループに分け、その充・放電切替を効率的に行うことができる。すなわち、従来より重い負荷に耐えられるシステムとなる。   Since quick charge and discharge have better characteristics than lead batteries, the secondary batteries can be divided into two groups and the charge / discharge switching can be performed efficiently. That is, the system can withstand a load heavier than before.

以下、本発明の燃料電池発電システムの実施例について図面を参照して具体的に説明する。   Embodiments of the fuel cell power generation system of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

図1は、システム全体の構成を示す。ここで、1は化学反応槽、2は電解槽を示し、水素発生装置は化学反応槽1の第1槽と電解槽2の第2槽からなる。   FIG. 1 shows the configuration of the entire system. Here, 1 indicates a chemical reaction tank, 2 indicates an electrolysis tank, and the hydrogen generator comprises a first tank of the chemical reaction tank 1 and a second tank of the electrolysis tank 2.

水素発生装置(1+2)の詳細な構造図を図2に示す。
第1槽1は触媒14と負電極15が配設されその−+端子となる第3の端子77を備え、第1槽1の中にはアルカリ性電解液11が注入されている。
A detailed structural diagram of the hydrogen generator (1 + 2) is shown in FIG.
The first tank 1 is provided with a third terminal 77 provided with a catalyst 14 and a negative electrode 15 and serving as a − + terminal thereof, and an alkaline electrolyte 11 is injected into the first tank 1.

一方、第2槽2は、第1、第2、第3区画に第1及び第2のイオン交換膜25、26によって分割され、第1区画21は負電極24が配設され、純水が供給されている。第3区画23は正電極26が配設され、純水が供給されている。第2区画22は第1区画21と第2区画23の間に接してあり、アルカリ性電解液が注入されている。   On the other hand, the second tank 2 is divided into first, second, and third sections by the first and second ion exchange membranes 25 and 26, and the first section 21 is provided with a negative electrode 24, and pure water is supplied. Have been supplied. The third compartment 23 is provided with a positive electrode 26 and is supplied with pure water. The second compartment 22 is in contact between the first compartment 21 and the second compartment 23, and an alkaline electrolyte is injected.

36は第1配管を示し、第2槽2第1区画21にアルカリ性電解液が発生した時、その液を第1槽1へ流すための第1配管36である。   Reference numeral 36 denotes a first pipe, which is a first pipe 36 for flowing the liquid into the first tank 1 when an alkaline electrolyte is generated in the second tank 2 and the first section 21.

37は第2配管であり、第1槽1へアルカリ性電解液が流れ込んだ時、触媒14により分解されて発生した純水をフィルタ16を通過させ、ポンプ18を介し第2槽2第1区画21及び第3区画23へ配管38、39を経由して流すための第2配管37である。   Reference numeral 37 denotes a second pipe. When the alkaline electrolyte flows into the first tank 1, pure water generated by decomposition by the catalyst 14 is passed through the filter 16, and the second tank 2 first section 21 is passed through the pump 18. And a second pipe 37 for flowing into the third section 23 via the pipes 38 and 39.

第1槽1の上部には、発生した水素ガスHを取り出す配管33、第2槽2の第1区画21の上部には、発生した水素ガスHを取り出す配管31と、第2槽2第3区画23の上部には、発生した酸素ガスOを取り出す配管32があり、配管33と配管31で取り出した水素ガスHは配管34にまとめられ、水素ガスHの配管34と酸素ガスOの配管32は、後述する次段の燃料電池モジュール3へ送られる。 A pipe 33 for taking out the generated hydrogen gas H 2 is provided in the upper part of the first tank 1, a pipe 31 for taking out the generated hydrogen gas H 2 is provided in the upper part of the first section 21 of the second tank 2, and a second tank 2. In the upper part of the third section 23, there is a pipe 32 for taking out the generated oxygen gas O 2. The hydrogen gas H 2 taken out by the pipe 33 and the pipe 31 is collected in the pipe 34, and the hydrogen gas H 2 pipe 34 and oxygen The piping 32 of the gas O 2 is sent to the fuel cell module 3 at the next stage described later.

尚、その燃料電池モジュール3からは配管を介して純水HOは、配管35を介して、前記配管37(第2配管)と合流し、合流した純水をポンプ18で第2槽2第1区画21と第3区画23へ流すようにする。 The pure water H 2 O from the fuel cell module 3 is joined to the pipe 37 (second pipe) via the pipe 35 via the pipe, and the joined pure water is supplied to the second tank 2 by the pump 18. The first compartment 21 and the third compartment 23 are allowed to flow.

以上のような水素発生装置(1+2)は、さらに、電解槽(第2槽)を稼動させるため正負電極26,24に印加するための第1端子78と、ポンプ18を回転するための第2端子76、さらに、第1槽の触媒14の分解進行速度を抑え、アルカリ性電解液の消耗を防止するため電極15と触媒14の接続支持部材間に印加するための第3端子77を備える。   The hydrogen generator (1 + 2) as described above further includes a first terminal 78 for applying to the positive and negative electrodes 26 and 24 for operating the electrolytic cell (second tank), and a second for rotating the pump 18. The terminal 76 is further provided with a third terminal 77 for application between the connection support member of the electrode 15 and the catalyst 14 in order to suppress the decomposition progress rate of the catalyst 14 in the first tank and prevent the alkaline electrolyte from being consumed.

ここで、第2槽2の正負電極の第1端子78とポンプ18の第2端子76に印加すれば、第1槽1では、アルカリ性電解液が分解され水素ガスHと純水が発生すると同時に、第2槽第2区画22では、アルカリ性電解液が分解され、その一部が第1のイオン交換膜(陽イオン交換膜)25を通過して、第1区画21には水素ガスHの発生とアルカリ性電解液が生成する。 Here, if applied to the second terminal 76 of the first terminal 78 and the pump 18 of the second vessel 2 in the positive and negative electrodes, the first tank 1, the hydrogen gas H 2 is decomposed alkaline electrolyte when the pure water is generated At the same time, in the second tank second section 22, the alkaline electrolyte is decomposed, part of which passes through the first ion exchange membrane (cation exchange membrane) 25, and the first section 21 contains hydrogen gas H 2. Generation and alkaline electrolyte.

一方、他の一部が第2のイオン交換膜(陰イオン交換膜)29を通過して第3区画23には少なくとも酸素ガスOが発生する。 On the other hand, the other part passes through the second ion exchange membrane (anion exchange membrane) 29 and at least oxygen gas O 2 is generated in the third section 23.

ここで発生した水素ガスHと酸素ガスOが燃料電池モジュール3へ配管を介して供給される。 The hydrogen gas H 2 and oxygen gas O 2 generated here are supplied to the fuel cell module 3 via a pipe.

次に、その水素燃料電池モジュール3は、この実施例ではN個の水素燃料電池単位セルを直列接続した状態を示す。具体的には10個程度接続する。
従って、供給される水素ガスと酸素ガスの各配管は、各単位セルにそれぞれ配管を接続する。
Next, the hydrogen fuel cell module 3 shows a state in which N hydrogen fuel cell unit cells are connected in series in this embodiment. Specifically, about 10 are connected.
Accordingly, each pipe of hydrogen gas and oxygen gas to be supplied is connected to each unit cell.

各燃料電池単位セルから生成する純水は図のように、水素発生装置第2槽へ還流させてもよいが、排出してもよい。   The pure water produced from each fuel cell unit cell may be refluxed to the second tank of the hydrogen generator as shown in the figure, but may be discharged.

A、Bは二次電池として、同性能の特性を有するバッテリモジュールを示し、それぞれ図3(a)に示す単位セルを図3(b)に示すように5セル直列接続して1パックとしたバッテリモジュールを3個並列接続した実施例を図1に示す。   A and B show battery modules having the same performance characteristics as secondary batteries. Each unit cell shown in FIG. 3A is connected in series as shown in FIG. 3B to form one pack. FIG. 1 shows an embodiment in which three battery modules are connected in parallel.

本システムの補助電源装置5(A+B)として以下のように使用する。この1組のバッテリモジュールAとBとにより、一方のモジュールAから負荷(例えば駆動モータ7など)へ放電しているとき、他方のモジュールBを燃料電池モジュール3から充電をする。   The auxiliary power supply 5 (A + B) of this system is used as follows. When one set of battery modules A and B is discharging from one module A to a load (for example, drive motor 7), the other module B is charged from the fuel cell module 3.

ここで、少なくともバッテリモジュールAが所定放電残量以下になった時第1の切替器4と第2の切替器6とをそれぞれ切替えて、モジュールAを燃料電池モジュール3から充電し、モジュールBから前記負荷へ放電する。すなわち、2状態の充・放電モードがある。   Here, at least when the battery module A becomes equal to or less than a predetermined remaining charge, the first switch 4 and the second switch 6 are switched to charge the module A from the fuel cell module 3 and from the module B. Discharge to the load. That is, there are two states of charge / discharge modes.

しかしながら、それらの切替のタイミングでモジュールBは所定充電量以上になっている必要がある。   However, the module B needs to be equal to or more than a predetermined charge amount at the switching timing.

従って、バッテリモジュールA、Bの充電特性は充電完了までの時間が短く、一方、放電特性は放電により電圧が低下するまでの時間が長いことが必要である。   Therefore, the charging characteristics of the battery modules A and B need to have a short time until the charging is completed, while the discharging characteristics require a long time until the voltage drops due to discharging.

図4には補助電源二次電池に用いた鉛フリーバッテリと従来の鉛電池の充電特性及び放電特性を比較した図を(b)、(c)に示してある。   FIGS. 4 (b) and 4 (c) are diagrams comparing the charge characteristics and discharge characteristics of a lead-free battery used for an auxiliary power source secondary battery and a conventional lead battery.

図1に戻り、9は燃料発電システム全体の制御部を示し、この制御部9には少なくとも前記2状態の充・放電モード切替手段を備える。その手段により制御部9は電子制御信号を第1切替器4と第2切替6へ送り、以下に示すように2状態モードを交互に切替えるようにする。   Returning to FIG. 1, reference numeral 9 denotes a control unit of the entire fuel power generation system, and the control unit 9 includes at least the two-state charge / discharge mode switching means. By this means, the control unit 9 sends an electronic control signal to the first switch 4 and the second switch 6 so that the two-state mode is switched alternately as shown below.

図1に示すように、前記燃料電池モジュール3と第1及び第2バッテリモジュールA、Bとの間には第1切替器4を備え、負荷である駆動用モータ7と第1及び第2バッテリモジュールA、Bとの間には第2切替器6を第1切替器4への電子制御B選択信号によりバッテリモジュールBに接続すると共にバッテリモジュールAは切断され、同時に、第2切替器6への電子制御A選択信号によりバッテリモジュールAに接続すると共にバッテリモジュールBは切断されるA放電B充電モードと、   As shown in FIG. 1, a first switch 4 is provided between the fuel cell module 3 and the first and second battery modules A and B, and a drive motor 7 and first and second batteries as loads are provided. Between the modules A and B, the second switch 6 is connected to the battery module B by an electronic control B selection signal to the first switch 4 and the battery module A is disconnected, and at the same time to the second switch 6. A battery B is connected to the battery module A by the electronic control A selection signal, and the battery module B is disconnected.

第1切替器4への電子制御A選択信号によりバッテリモジュールAに接続すると共にBは切断され、同時に、第2切替器6への電子制御B選択信号によりバッテリモジュールBに接続すると共にAは切断されるA充電B放電モードとからなる2状態モードを有する。   B is disconnected and connected to the battery module A by the electronic control A selection signal to the first switch 4, and at the same time, the battery module B is connected and A is disconnected by the electronic control B selection signal to the second switch 6. A two-state mode consisting of an A charge B discharge mode.

制御部9は、バッテリモジュールA、Bの各電力消費量、残量を計測すると共に所定残量以下になった時前記2状態モードを切替えるため第1、第2切替器4、6へ電子制御信号を送る充・放電モード切替手段を少なくとも有する。   The control unit 9 measures each power consumption and remaining amount of the battery modules A and B, and electronically controls the first and second switchers 4 and 6 to switch the two-state mode when the battery module A and B become less than a predetermined remaining amount. It has at least charge / discharge mode switching means for sending a signal.

バッテリモジュールA、Bのセル構造である鉛フリーバッテリが図3に示し、図4にはその特性を示してあるが、その鉛フリーバッテリの陽極・陰極の内部構造、とくにその製造の流れ図を図5に示す。以下鉛フリーバッテリの詳細を説明する。   A lead-free battery having a cell structure of battery modules A and B is shown in FIG. 3, and its characteristics are shown in FIG. 4. The internal structure of the anode and cathode of the lead-free battery, in particular, its manufacturing flowchart is shown. As shown in FIG. Details of the lead-free battery will be described below.

図3(a)は、各セル毎の鉛フリーバッテリの内部構造図である。ここでa、bはそれぞれ陽極端子、陰極端子を示す。c、dはそれぞれ陰極板、陽極板を示し、eはアルカリ水溶液を示す。fは水酸化イオンを選択的に通過させるセパレータ、gはそれらの外囲器を示す。   FIG. 3A is an internal structure diagram of a lead-free battery for each cell. Here, a and b represent an anode terminal and a cathode terminal, respectively. c and d represent a cathode plate and an anode plate, respectively, and e represents an alkaline aqueous solution. f is a separator that selectively allows hydroxide ions to pass therethrough, and g denotes an envelope thereof.

図5は図3(a)における鉛フリーバッテリの陰極板c、陽極板dの構造を示し、(a)は陽極板dの構造の流れ図、(b)は陰極板cの製造の流れ図である。   5A and 5B show the structures of the cathode plate c and anode plate d of the lead-free battery in FIG. 3A, FIG. 5A is a flowchart of the structure of the anode plate d, and FIG. 5B is a flowchart of manufacturing the cathode plate c. .

陽極板dは、最初に電極基材として白銅板をメッシュ状にした電極基板を製作する。一端には予め+端子aを設ける。   For the anode plate d, an electrode substrate in which a white copper plate is meshed as an electrode base material is first manufactured. A positive terminal a is provided in advance at one end.

次に、カルシウム(Ca)、酸化銀(AgO)、粒上のカーボンにバインダーを入れて混合し、ペースト状にしたものを前記白銅板メッシュ状の電極基板に塗布する。 Next, a binder is put into calcium (Ca), silver oxide (Ag 2 O), and carbon on the grains and mixed to form a paste, which is applied to the white copper plate mesh electrode substrate.

塗布後、ペーストを乾燥させてから焼付け、陽極板dの製作が完成する。   After the application, the paste is dried and baked to complete the production of the anode plate d.

一方、陰極板cは、最初に電極基材として亜鉛板をメッシュ状にした電極基板を製作する。一端には予め一端子を設ける。   On the other hand, for the cathode plate c, an electrode substrate in which a zinc plate is meshed as an electrode base material is first manufactured. One terminal is provided in advance at one end.

次に、亜鉛(Zn)、粒子のカーボンにバインダーを入れて混合し、ペースト状にしたものを前記亜鉛板メッシュ状の電極基板に塗布する。   Next, zinc (Zn) and particle carbon are mixed with a binder, and the paste is applied to the zinc plate mesh electrode substrate.

塗布後、ペーストを乾燥させてから焼付け、陰極板cの製作が完成する。   After the application, the paste is dried and baked to complete the production of the cathode plate c.

ここで、陽極板dのカルシウム(Ca)、酸化銀(AgO)、カーボンの配合及び陰極板cの亜鉛(Zn)、カーボンの配合はそれぞれ以下の範囲に入るようにする。
陽極 カルシウム40〜60%、酸化銀20〜30%、カーボン10〜40%
陰極 亜鉛60〜90%、カーボン10〜40%
Here, the composition of calcium (Ca), silver oxide (Ag 2 O), carbon in the anode plate d and the composition of zinc (Zn) and carbon in the cathode plate c are set in the following ranges, respectively.
Anode calcium 40-60%, silver oxide 20-30%, carbon 10-40%
Cathode Zinc 60-90%, Carbon 10-40%

次に、以上の構成におけるバッテリとしての動作を説明する。
電極の反応式は次のようになって負極から2eが正極へ流れる。
正極 AgO+HO+2e→2Ag+2OH
負極 Zn+2OH→ZnO+HO+2e
正極で生成された2OHはセパレータを通り負極へ移動する。
Next, the operation as a battery in the above configuration will be described.
The reaction formula of the electrode is as follows, and 2e flows from the negative electrode to the positive electrode.
Positive electrode Ag 2 O + H 2 O + 2e → 2Ag + 2OH
Negative electrode Zn + 2OH → ZnO + H 2 O + 2e
2OH generated at the positive electrode moves to the negative electrode through the separator.

上記の反応式は銀を基準に記載したが、カルシウムイオンの反応は、充電時にはCa+2が放出され、負極材(板)の主にカーボンに吸着される。又、放電時にはこのカルシウムイオンCa+2がカーボンより離脱され陽極材(板)に戻る。 Although the above reaction formula is described based on silver, in the reaction of calcium ions, Ca +2 is released during charging and is adsorbed mainly on carbon of the negative electrode material (plate). At the time of discharge, the calcium ions Ca +2 are separated from the carbon and returned to the anode material (plate).

Caイオンは、イオン半径が(0.99)と大きく、充電時にそのイオンを格納する負極材が性能に大きく依存する。   Ca ions have a large ion radius (0.99), and the negative electrode material that stores the ions during charging depends greatly on the performance.

しかし、Caイオンは2価の陽イオンを持っているため、高電圧(1セル当たり1.8V〜3.0V)、高容量とエネルギー密度が高い。   However, since Ca ions have divalent cations, they have high voltage (1.8 V to 3.0 V per cell), high capacity and high energy density.

モジュールとA、Bの鉛フリーバッテリは、Caイオンの持っている特性と、従来ある銀亜鉛電池の複合電池である。   The module and the lead-free batteries A and B are a composite battery of a characteristic of Ca ions and a conventional silver-zinc battery.

エネルギー密度を比較すると、銀亜鉛電池は亜鉛電池の約3倍あるため、小型・軽量化が実現できる。   Comparing the energy density, the silver-zinc battery is about three times as large as the zinc battery, so that it can be reduced in size and weight.

図3(b)には、1セル2.5V、4000mA〜5000mAhの容量のバッテリを5セルで12.5Vとしたものである。尚、単位セルは対向面積を大きくして容量を増加させた単位セルを示す。   In FIG. 3B, a battery with a capacity of 1 cell 2.5 V, 4000 mA to 5000 mAh is set to 12.5 V with 5 cells. The unit cell is a unit cell in which the facing area is increased to increase the capacity.

次に、図4にモジュールA、Bの鉛フリーバッテリと鉛電池との比較図を示す。   Next, FIG. 4 shows a comparison diagram between the lead-free battery and the lead battery of modules A and B.

図4(a)は、容量60Ah程度の性能で、それを得るための容量、重量、電解液を比較したものである。容量、重量がモジュールA、Bの鉛フリーバッテリがより少なくてよいことが明らかである。   FIG. 4 (a) compares the capacity, weight, and electrolytic solution for obtaining the performance with a capacity of about 60 Ah. It is clear that less lead-free batteries with capacity and weight of modules A and B may be used.

図4(b)は、モジュールA、Bの鉛フリーバッテリと鉛電池の充電特性を比較した図である。鉛フリーバッテリは40Ah相当として比較してある。10.80Vでスタートして12.5Vになるまでの時間の差は1.0Hと3.8Hの時間差があることを示す。   FIG. 4B is a diagram comparing the charging characteristics of the lead-free battery and the lead battery of modules A and B. The lead-free battery is compared as being equivalent to 40 Ah. The difference in time from 10.80V to 12.5V indicates that there is a time difference of 1.0H and 3.8H.

図4(c)は、それぞれ40Ah容量性能のモジュールA、Bの鉛フリーバッテリと鉛電池の放電特性を比較した図である。   FIG. 4C is a diagram comparing the discharge characteristics of the lead-free battery and the lead battery of modules A and B each having a capacity of 40 Ah.

12.5Vから10A定電流放電により終始電圧10.8Vになる時間が、それぞれ3.5H、2.2Hであることを示す。   The time from 12.5 V to 10 A constant current discharge to the end voltage of 10.8 V is 3.5H and 2.2H, respectively.

なお、以上の鉛フリーバッテリは終始電圧が8.0Vと、より低く長時間の放電が可能であるが、一般の鉛電池は終始電圧が10.8Vであるので、図4(c)では測定条件を鉛電池の10.8Vに合わせてある。   Although the above lead-free battery has a low starting voltage of 8.0 V and can be discharged for a long time, a general lead battery has a starting voltage of 10.8 V. Therefore, measurement is performed in FIG. Conditions are adjusted to 10.8V for lead batteries.

図1に戻り、第2の切替器6の出力は負荷側に接続されるが、その一部は第1〜第3端子へ接続される。この燃料電池発電システムの最初の立ち上げの時の必要とする第1、第2端子の電源はここから印加される。   Returning to FIG. 1, the output of the second switch 6 is connected to the load side, but a part thereof is connected to the first to third terminals. The power sources for the first and second terminals, which are required when the fuel cell power generation system is first started up, are applied from here.

第2の切替器6の出力は駆動モータ7に印加され、回転駆動伝達部7a(ギア駆動又はベルト駆動)を介して発電機8を回転させて、その出力を電源出力変換部8aにより必要とする所定電圧仕様交流或いは直流電力を負荷に出力させる。   The output of the second switch 6 is applied to the drive motor 7, and the generator 8 is rotated via the rotational drive transmission unit 7a (gear drive or belt drive), and the output is required by the power output converter 8a. A predetermined voltage specification AC or DC power is output to the load.

燃料電池発電システムの実施例構成図Example configuration diagram of a fuel cell power generation system 水素発生装置の実施例構造図Example structure diagram of hydrogen generator 鉛フリーバッテリのセル構造とそのバッテリモジュールLead-free battery cell structure and its battery module 鉛フリーバッテリと鉛電池との比較図Comparison diagram between lead-free battery and lead-acid battery 鉛フリーバッテリの陽極・陰極の内部構造図Lead-free battery anode / cathode internal structure diagram

符号の説明Explanation of symbols

A、B バッテリモジュール
1 化学反応槽,第1槽
2 電解槽,第2槽
3 燃料電池モジュール
4 第1の切替器
5 補助電源装置
6 第2の切替器
7 駆動モータ 7a回転駆動伝達部
8 発電機 8a電源出力変換部
11 第1槽のアルカリ性電解液
14 触媒
15 電極
16 フィルタ
18ポンプ
21〜23 第1〜第3区画
24,26 負、正電極
25,29 第1,第2イオン交換膜
31,33,34 水素ガス配管
32 酸素ガス配管
36,37 第1,第2の配管
78,76,77 第1〜第3端子
A, B Battery module 1 Chemical reaction tank, 1st tank 2 Electrolytic tank, 2nd tank 3 Fuel cell module 4 1st switch 5 Auxiliary power supply device 6 2nd switch 7 Drive motor 7a Rotation drive transmission part 8 Electric power generation Machine 8a Power output converter 11 Alkaline electrolyte in first tank 14 Catalyst 15 Electrode 16 Filter 18 Pump 21-23 First to third compartments 24, 26 Negative, positive electrodes 25, 29 First and second ion exchange membranes 31 , 33, 34 Hydrogen gas piping 32 Oxygen gas piping 36, 37 First and second piping 78, 76, 77 First to third terminals

Claims (5)

燃料電池モジュールに対して電解液を原エネルギー源として水素を供給する電解システムを有する水素発生装置と、その燃料電池モジュールの補助電源装置として急速充電放電特性がよい二次電池バッテリモジュールとから構成する燃料電池発電システムであって、
前記水素発生装置は、触媒を備え、アルカリ性電解液が注入された化学反応槽である第1槽と
負電極を備え純水が供給される第1区画と、正電極を備え純水が供給される第3区画と、それぞれ第1、第2イオン交換膜を介して前記第1、第3区画に接してアルカリ性電解液が注入された第2区画と、からなる電解槽である第2槽と、
第2槽第1区画にアルカリ電解液が発生した時それを第1槽に流すための第1配管と、
第1槽にアルカリ性電解液が流入された時触媒により分解された純水をポンプを介し第2槽第1区画及び第3区画へ流す第2配管と、を少なくとも具備し、
前記第2槽の正負電極第1端子と前記ポンプ第2端子に印加すれば、第1槽ではアルカリ性電解液が分解され水素ガスH純水が発生すると共に、第2槽第2区画ではアルカリ性電解液が一部分解され、第1区画から水素ガスHとアルカリ性電解液が発生し、第1及び第2槽で発生した水素ガスHは前記燃料電池モジュールに対して供給し、二酸化炭素、窒素酸化物の有害物質排出の少ないことを特徴とする燃料電池発電システム。
A hydrogen generator having an electrolysis system that supplies hydrogen to a fuel cell module using electrolyte as an original energy source, and a secondary battery module having good quick charge / discharge characteristics as an auxiliary power supply for the fuel cell module A fuel cell power generation system,
The hydrogen generator includes a first tank, which is a chemical reaction tank having a catalyst and injected with an alkaline electrolyte, a first section having a negative electrode and supplied with pure water, and a positive electrode and supplied with pure water. A second tank that is an electrolytic cell comprising: a third compartment; and a second compartment in contact with the first and third compartments and infused with an alkaline electrolyte through the first and second ion exchange membranes, respectively. ,
A first pipe for flowing an alkaline electrolyte in the first section of the second tank to the first tank;
A second pipe for flowing pure water decomposed by the catalyst into the first tank and the third section through the pump when the alkaline electrolyte is introduced into the first tank;
When applied to the positive and negative electrode first terminals and the pump second terminal of the second tank, the alkaline electrolyte is decomposed in the first tank to generate hydrogen gas H 2 pure water, and the second tank in the second section is alkaline. electrolyte is decomposed part, the hydrogen gas H 2 and alkaline electrolyte is generated from the first compartment, the hydrogen gas H 2 generated in the first and second tank was supplied to the fuel cell module, carbon dioxide, A fuel cell power generation system characterized by low emissions of toxic substances of nitrogen oxides.
前記バッテリモジュールは1単位セルを複数個直列にして構成され、各セルは陽極にカルシウムと酸化銀とカーボンを配合した電極と、陰極に亜鉛とカーボンを配合した電極間に用いたアルカリ水溶液の電解質溶液と、からなり、鉛及び硫酸を特に使用しないことを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電システム。   The battery module is composed of a plurality of 1-unit cells connected in series, and each cell is an alkaline aqueous electrolyte used between an electrode mixed with calcium, silver oxide and carbon at the anode and an electrode mixed with zinc and carbon at the cathode. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the fuel cell power generation system comprises a solution and does not particularly use lead and sulfuric acid. 前記バッテリモジュールは、同一直流電圧値を出力する2組の第1及び第2バッテリモジュールを備え、
前記燃料電池モジュールと第1及び第2バッテリモジュールとの間には第1切替器を備え、負荷である駆動用モータと第1及び第2バッテリモジュールとの間には第2切替器を備え、
第1切替器への電子制御B選択信号によりバッテリモジュールBに接続すると共にバッテリモジュールAは切断され、同時に、第2切替器への電子制御A選択信号によりバッテリモジュールAに接続すると共にバッテリモジュールBは切断されるA放電B充電モードと、
第1切替器への電子制御A選択信号によりバッテリモジュールAに接続すると共にBは切断され、同時に、第2切替器への電子制御B選択信号によりバッテリモジュールBに接続すると共にAは切断されるA充電B放電モードとからなる2状態モードを有し、
バッテリモジュールA、Bの各電力消費量、残量を計測すると共に所定残量以下になった時前記2状態モードを切替るため第1、第2切替器へ電子制御信号を送る充放電モード切替手段を少なくとも有する制御部を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の燃料電池発電システム。
The battery module includes two sets of first and second battery modules that output the same DC voltage value,
A first switch is provided between the fuel cell module and the first and second battery modules, and a second switch is provided between the drive motor as a load and the first and second battery modules,
The battery module A is disconnected and connected to the battery module B by the electronic control B selection signal to the first switch, and simultaneously connected to the battery module A and the battery module B by the electronic control A selection signal to the second switch. Is disconnected A discharge B charge mode,
The electronic control A selection signal to the first switch connects to the battery module A and B is disconnected. At the same time, the electronic control B selection signal to the second switch connects to the battery module B and A is disconnected. A two-state mode consisting of A charge B discharge mode,
Charging / discharging mode switching for measuring the power consumption and remaining amount of battery modules A and B and sending an electronic control signal to the first and second switch to switch the two-state mode when the remaining amount is below a predetermined remaining amount The fuel cell power generation system according to claim 1, further comprising a control unit having at least means.
前記第1槽は、その中の前記触媒に接続する部材と、前記アルカリ性電解液を介して正電圧を与えることができる電極とが設けられ、その部材と前記電極間に電力エネルギーを印加する第3端子が配設され、その第1槽においける化学反応の進行を前記第3端子の印加電圧で制御できることを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電システム。   The first tank is provided with a member connected to the catalyst in the first tank and an electrode capable of applying a positive voltage via the alkaline electrolyte, and the first tank applies power energy between the member and the electrode. 3. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein three terminals are provided, and the progress of a chemical reaction in the first tank can be controlled by an applied voltage of the third terminal. 前記第2槽の第1イオン交換膜は、陽イオン交換膜であり、第2イオン交換膜は陰イオン交換膜であることを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電システム。   2. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the first ion exchange membrane of the second tank is a cation exchange membrane, and the second ion exchange membrane is an anion exchange membrane.
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