JP2011023218A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】発電セルの出力特性の変化を抑制した燃料電池を提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係る燃料電池は、燃料の供給により発電するとともに、発電による電力を負荷に供給する発電セルおよび発電セルの後段に設けられた抵抗とをそれぞれ有する複数の燃料電池本体を具備し、燃料電池本体は、負荷に対してそれぞれ並列に接続されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、発電セルを複数備えた燃料電池に関する。

発電効率を向上させるため、燃料であるメタノールを酸素と反応させて発電する発電セルを複数備えた燃料電池がある（特許文献１）。発電セルを複数備えることにより、メタノールと酸素との接触面積を広くして発電効率を向上させている。

特開２００３−３１７７４５号公報

しかしながら、各発電セルの出力電力には、ばらつきが存在する。このため、出力電力の大きい特定の発電セルに負荷が集中する可能性がある。この場合、他の発電セルに比べて、この特定の発電セルでメタノールと酸素の反応が進む。その結果、この特定の発電セルの出力特性が変化する可能性がある。
この発明は、かかる従来の問題を解消するためになされたもので、発電セルの出力特性の変化を抑制した燃料電池を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る燃料電池は、燃料の供給により発電するとともに、発電による電力を負荷に供給する発電セルおよび発電セルの後段に設けられた抵抗とをそれぞれ有する複数の燃料電池本体を具備し、燃料電池本体は、負荷に対してそれぞれ並列に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、発電セルの出力特性の変化を抑制した燃料電池を提供することを目的とする。

第１の実施形態に係る燃料電池の構成を示した図である。 第１の実施形態に係る燃料電池の発電セルの構成の一例を示した図である。 第１の実施形態に係る燃料電池の燃料分配機構の構成の一例を示した図である。である。 第１の実施形態に係る燃料電池の出力特性の一例を示した図である。 比較例に係る燃料電池の構成を示した図である。 比較例に係る燃料電池の出力特性を示した図である。 第２の実施形態に係る燃料電池の構成を示した図である。 第２の実施形態に係る燃料電池の出力特性の一例を示した図である。 第２の実施形態に係る燃料電池の出力特性の一例を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る燃料電池１の構成を示した図である。第１の実施形態に係る燃料電池１は、制御部１１、燃料タンク１２、出力端子１３、ＬＩＢ（Lithium-ion Battery）１４、燃料電池本体１５，１６を具備する。燃料電池本体１５は、バルブ１０１Ａ、ポンプ１０２Ａ、発電セル１０３Ａ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ、抵抗Ｒ１を具備する。燃料電池本体１６は、バルブ１０１Ｂ、ポンプ１０２Ｂ、発電セル１０３Ｂ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ｂ、抵抗Ｒ２を具備する。なお、燃料電池本体１６は、燃料電池本体１５と同一の構成および動作であるため、以下では燃料電池本体１５についてのみ説明し、重複した説明を省略する。

この第１の実施形態では、燃料電池１として、直接メタノール型燃料電池（以下、ＤＭＦＣ； Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌと称する。）を例に説明する。また、発電セル１０３Ｂの構成は、発電セル１０３Ａの構成と同一であるため以下での説明を省略する。

燃料タンク１２は、発電に使用する液体燃料を収容する。液体燃料としては、各種濃度のメタノール水溶液や純メタノール等のメタノール燃料が挙げられる。液体燃料は必ずしもメタノール燃料に限られるものではない。液体燃料は、例えばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、その他の液体燃料であってもよい。

制御部１１は、この第１の実施形態に係る燃料電池１全体を制御する。制御部１１は、燃料タンク１２から発電セル１０３Ａへ燃料を供給するバルブ１０１Ａおよびポンプ１０２Ａの動作を制御する。バルブ１０１Ａは、燃料タンク１２から発電セル１０３Ａへの燃料の供給経路を開閉する。ポンプ１０２Ａは、燃料タンク１２に貯蔵されている燃料を発電セル１０３Ａへ供給する。発電セル１０３Ａへ燃料が供給されると、燃料が空気中の酸素と化学反応を起こし発電する。

図２および図３は、燃料電池１の発電セル１０３Ａの構成の一例を示した図である。以下、図２、３を参照して、発電セル１０３Ａの構成について説明する。

発電セル１０３Ａは、アノード（燃料極）２２、カソード（空気極／酸化剤極）２４および電解質膜２３から構成される膜電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を具備する。アノード（燃料極）２２は、アノード触媒層２２ａとアノードガス拡散層２２ｂとを有する。カソード（空気極／酸化剤極）２４は、カソード触媒層２４ｂとカソードガス拡散層２４ａとを有する。電解質膜２３は、アノード触媒層２２ａとカソード触媒層２４ｂとで扶持され、プロトン（水素イオン）伝導性を有する。

アノード触媒層２２ａやカソード触媒層２４ｂに含有される触媒として、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が使用できる。アノード触媒層２２ａには、メタノールや一酸化炭素等に対して強い耐性を有するＰｔ−ＲｕやＰｔ−Ｍｏ等を用いることが好ましい。カソード触媒層２４ｂにはＰｔやＰｔ−Ｎｉ等を用いることが好ましい。ただし、上記触媒はこれらに限定されるものではなく、触媒活性を有する各種の物質を使用できる。また、触媒は炭素材料のような導電性担持体を使用した担持触媒または無担持触媒などが使用できる。

電解質膜２３を構成するプロトン伝導性材料としては、例えばスルホン酸基を有するパーフルオロスルホン酸重合体のようなフッ素系樹脂（ナフィオン（商品名、デュポン社製）やフレミオン（商品名、旭硝子社製）、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂等の有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸等の無機系材料などが使用できる。

アノードガス拡散層２２ｂは、アノード触媒層２２ａに燃料を均一に供給するアノード触媒層２２ａの集電体である。カソードガス拡散層２４ａは、カソード触媒層２４ｂに酸化剤を均一に供給するカソード触媒層２４ｂの集電体である。アノードガス拡散層２２ｂおよびカソードガス拡散層２４ａは多孔質基材で構成されている。

アノードガス拡散層２２ｂやカソードガス拡散層２４ａには、必要に応じて導電層が積層される。これら導電層としては、例えばＡｕ、Ｎｉのような導電性金属材料からなる多孔質層（例えば、メッシュ）、多孔質膜、箔体あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性金属材料に金などの良導電性金属を被覆した複合材等が使用できる。電解質膜２３と後述する燃料分配機構３１およびカバープレート２５との間には、それぞれゴム製の０リング２６が介在する。これら０リング２６は、発電セル１０３Ａからの燃料漏れや酸化剤漏れを防止する。

カバープレート２５は酸化剤である空気を取入れるための不図示の開口を有している。カバープレート２５とカソード２４との間には、必要に応じて保湿層や表面層が配置される。保湿層はカソード触媒層２４ｂで生成された水の一部が含浸されて、水の蒸散を抑制すると共に、カソード触媒層２４ｂへの空気の均一拡散を促進するものである。表面層は空気の取入れ量を調整するものであり、空気の取入れ量に応じて個数や大きさ等が調整された複数の空気導入口を有している。

発電セル１０３Ａのアノード（燃料極）２２側には、燃料分配機構３１が配置されている。燃料分配機構３１には配管のような液体燃料の流路３６を介して燃料タンク１２が接続されている。

燃料分配機構３１には燃料タンク１２から流路３６を介して燃料が導入される。流路３６は燃料分配機構３１や燃料タンク１２と独立した配管に限られるものではない。例えば、燃料分配機構３１と燃料タンク１２とを積層して一体化する場合、これらを繋ぐ燃料の流路であってもよい。燃料分配機構３１は流路３６を介して燃料タンク１２と接続されていればよい。

図３に示すように、燃料分配機構３１は、燃料が流路３６を介して流入する少なくとも１個の燃料注入口３５と、燃料やその気化成分を排出する複数個の燃料排出口３３とを有する燃料分配板３２を備えている。また図２に示すように、燃料分配板３２の内部には、燃料注入口３５から導かれた燃料の通路となる空隙部３４が設けられている。複数の燃料排出口３３は燃料通路として機能する空隙部３４にそれぞれ直接接続されている。

燃料注入口３５から燃料分配機構３１に導入された燃料は空隙部３４に入り、この燃料通路として機能する空隙部３４を介して複数の燃料排出口３３にそれぞれ導かれる。複数の燃料排出口３３には、例えば燃料の気化成分のみを透過し、液体成分は透過させない気液分離体（図示せず）を配置してもよい。なお、気液分離体は燃料分配機構３１とアノード２２との間に気液分離膜等として設置してもよい。燃料の気化成分は複数の燃料排出口３３からアノード２２の複数個所に向けて排出される。

燃料排出口３３は、燃料分配板３２のアノード２２と接する面に複数設けられている。これにより、発電セル１０３Ａの全体に燃料を供給することができる。燃料排出口３３の個数は２個以上であればよいが、発電セル１０３Ａの面内における燃料供給量を均一化する上で、０．１〜１０個／ｃｍ^２の燃料排出口３３が存在するように形成することが好ましい。

燃料分配機構３１と燃料タンク１２の間を接続する流路３６には、燃料移送制御手段としてのポンプ１０２Ａが挿入されている。このポンプ１０２Ａは燃料を循環される循環ポンプではなく、あくまでも燃料タンク１２から燃料分配機構３１に燃料を移送する燃料供給ポンプである。このようなポンプ１０２Ａで必要時に燃料を送液することによって、燃料供給量の制御性を高めるものである。

この場合、ポンプ１０２Ａとしては、少量の燃料を制御性よく送液することができ、さらに小型軽量化が可能という観点から、ロータリーベーンポンプ、電気浸透流ポンプ、ダイアフラムポンプ、しごきポンプ等を使用することが好ましい。

ロータリーベーンポンプはモータで羽を回転させて送液する。電気浸透流ポンプは電気浸透流現象を起こすシリカ等の焼結多孔体を用いたものである。ダイアプラムポンプは電磁石や圧電セラミックスによりダイアフラムを駆動して送液するものである。しごきポンプは柔軟性を有する燃料流路の一部を圧迫し、燃料をしごき送るものである。上記ポンプのうち、駆動電力や大きさ等の観点から、電気浸透流ポンプや圧電セラミックスを有するダイアプラムポンプを使用することがより好ましい。なお、燃料分配機構３１から膜電極接合体２１への燃料供給が行われる構成であればポンプ１０２Ａを使用せずバルブ１０１Ａのみで構成とすることも可能である。この場合には、バルブ１０１Ａは、流路３６による液体燃料の供給を制御するために設けられる。

このような構成において、燃料タンク１２に収容された燃料は、ポンプ１０２Ａにより流路３６を移送され、燃料分配機構３１に供給される。そして、燃料分配機構３１から放出された燃料は、発電セル１０３Ａのアノード（燃料極）２２に供給される。発電セル１０３Ａ内において、燃料はアノードガス拡散層２２ｂで拡散されアノード触媒層２２ａに供給される。燃料としてメタノール燃料を用いた場合、アノード触媒層２２ａで下記（１）式に示すメタノールの内部改質反応が生じる。

なお、メタノール燃料として純メタノールを使用した場合には、カソード触媒層２４ｂで生成した水や電解質膜２３中の水をメタノールと反応させて下記（ｌ）式の内部改質反応を生起させる。あるいは、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。

ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ → ＣＯ_２十６Ｈ^＋＋６ｅ⁻ …（１）
この反応で生成した電子（ｅ⁻）は集電体を経由して外部に導かれ、いわゆる出力として負荷側に供給された後、カソード（空気極）２４に導かれる。また、（１）式の内部改質反応で生成したプロトン（Ｈ^＋）は電解質膜２３を経てカソード２４に導かれる。カソード２４には酸化剤として空気が供給される。カソード２４に到達した電子（ｅ⁻）とプロトン（Ｈ^＋）は、カソード触媒層２４ｂで空気中の酸素と下記（２）式にしたがって反応し、この反応に伴って水が生成される。
６ｅ⁻＋６Ｈ^＋＋（３／２）Ｏ_２ → ３Ｈ_２Ｏ …（２）

発電セル１０３Ａで発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａで昇圧される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａで昇圧された電力は、抵抗Ｒ１を介して燃料電池本体１５から出力される。燃料電池本体１５から出力された電力は、燃料電池本体１６から出力された電力と加算される。加算された電力は、出力端子１３に接続された外部機器やＬＩＢ１４などの負荷へ供給される。ＬＩＢ１４は、燃料電池システム１を起動する際に必要な電力または電流を供給するリチウムイオン電池（二次電池）である。ＬＩＢ１４に蓄積された電力は、ポンプ１０２Ａ，Ｂなどの動力源として使用される。なお、このＬＩＢ１４には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａを介して発電セル１０３Ａから供給される電力を充電するための充電制御部（図示せず）と、ＬＩＢ１４から出力端子１３を介して外部機器へ電力を出力する際に出力電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）とを有する。

図４は、第１の実施形態に係る燃料電池１の出力電圧と出力電流との関係（以下、出力特性）の一例を示した図である。図４では、出力電圧を縦軸に示し、出力電流を横軸に示している。また、燃料電池本体１５の出力特性を破線で、燃料電池本体１６の出力特性は実線で示している。燃料電池本体１５の出力特性を示す破線と、燃料電池本体１６の出力特性を示す実線とは、完全には一致していない。これは、発電セル１０３Ａ，ＢやＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂの個体差（製造ばらつき等）に起因する。

この第１の実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂの後段に抵抗Ｒ１，Ｒ２を具備している。このため、燃料電池本体１５，１６のＶ−Ｉ特性に傾きが生ずる。つまり、燃料電池本体１５，１６は、出力電流が増加するほど出力電圧が降下する（出力負荷が高くなるほど出力電圧が降下する）出力特性を有する。

燃料電池本体１５，１６は、出力端子１３やＬＩＢ１４などの負荷に対して並列に接続されているため、燃料電池本体１５，１６の電圧は、負荷に対して略同一となる。このため、負荷に対する出力電圧が図４の枠Ａ内にある場合（低負荷時）、例えば出力電圧がＶ１のとき、燃料電池本体１５，１６の出力電流は、それぞれＡ２、Ａ１となる。

（比較例）
図５は、比較例に係る燃料電池２の構成を示した図である。図５に示した比較例に係る燃料電池２は、抵抗Ｒ１，Ｒ２を具備しない点が図１に示した第１の実施形態に係る燃料電池１と異なる。その他の構成は、図１に示した第１の実施形態に係る燃料電池１と同じであるため、同一の符号を付して、重複した説明を省略する。

図６は、比較例に係る燃料電池の出力特性を示した図である。図６では、出力電圧を縦軸に示し、出力電流を横軸に示している。抵抗Ｒ１，Ｒ２を具備しない場合、燃料電池本体１５Ａ，１６ＡのＶ−Ｉ特性は、略水平となる。

比較例では、燃料電池本体１５Ａ，１６ＡのＶ−Ｉ特性は、略水平であるため、負荷に対する出力電圧Ｖ２が枠Ｂ内にある場合（低負荷時）、燃料電池本体１５Ａの電力供給が負荷に対して支配的となる。つまり、燃料電池本体１５Ａから負荷に対して電流Ａ３が供給され、燃料電池本体１６Ａからは負荷に対して電流がほとんど供給されない状態となる。

この場合、燃料電池本体１６Ａの発電セル１０３Ａで発電した電力は、そのほとんどが熱として失われてしまうため、制御部１１は、バルブ１０１Ａ、ポンプ１０２Ｂを制御して発電セル１０３Ｂへの燃料の供給を停止する。その結果、燃料電池本体１５Ａの発電セル１０３Ａのみで発電反応が進んでしまう。

上述のように、燃料電池本体１５Ａの発電セル１０３Ａのみで燃料が空気中の酸素と化学反応して発電する状態が続くと、燃料電池本体１６Ａの発電セル１０３Ｂに比べて、燃料電池本体１５Ａの発電セル１０３Ａで使用している触媒や材料の劣化が進んでしまう。この場合、燃料電池本体１５Ａと燃料電池本体１６Ａの出力特性（特に、長期的出力特性）に違いが生じることが考えられる。

また、発電セルへ燃料を供給してから発電反応が起こるまでにはタイムラグがある。このため、燃料電池本体１６Ａの発電セル１０３Ｂへの燃料の供給を停止した状態で負荷に対する電力供給の急激な変動（特に、低負荷から高負荷への変動）が生じると、燃料電池本体１５Ａの発電セル１０３Ａのみで該変動に対応しなければならない。このため、該負荷の変動に追従できない可能性がある。

一方、第１の実施形態に係る燃料電池１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂの後段に抵抗Ｒ１，Ｒ２を具備し、燃料電池本体１５，１６のＶ−Ｉ特性に傾きを生じさせている。この場合、燃料電池本体１５，１６の両方から電力が負荷へ供給されるため一方の発電セルに負荷が集中することを抑制できる。また、負荷に対する電力供給の急激な変動に対する追従性がよい。

なお、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は、燃料電池本体１５と燃料電池本体１６との出力電力の差（個体差）に応じて異なる値とするのが好ましい。具体的には、図４に示した実線と破線が、電圧Ｖ１を示す補助線とそれぞれ交点を有するように抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を設定する。つまり、燃料電池本体１５，１６の出力電力の差が大きい場合には、抵抗値を大きくし、燃料電池本体１５，１６の出力電力の差が小さい場合には、抵抗値も小さくする。

以上のように、第１の実施形態に係る燃料電池１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂの後段に抵抗Ｒ１，Ｒ２を具備している。このため、燃料電池本体１５，１６のＶ−Ｉ特性に傾きが生じ、発電セル１０３Ａ，Ｂの両方で発電反応が起きる。その結果、一方の発電セルに負荷が集中することを避け、出力特性の変化を抑制できる。また、発電セル１０３Ａ，Ｂの両方で発電反応が生じるため、負荷に対する電力供給の急激な変動に対する追従性がよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂの後段に抵抗Ｒ１，Ｒ２を具備する実施形態について説明した。しかし第１の実施形態では、この抵抗Ｒ１，Ｒ２による電力の損失が生じる。この第２の実施形態では、この抵抗Ｒ１，Ｒ２による電力の損失を抑制した実施形態について説明する。

図７は、この第２の実施形態に係る燃料電池３の構成を示した図である。第２の実施形態に係る燃料電池３は、制御部１１、燃料タンク１２、ＬＩＢ１４、燃料電池本体１５Ｂ，１６Ｂを具備する。燃料電池本体１５Ｂは、バルブ１０１Ａ、ポンプ１０２Ａ、発電セル１０３Ａ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ、電圧検出部１０５Ａ、ＦＥＴ１、抵抗Ｒ１を具備する。燃料電池本体１６Ｂは、バルブ１０１Ｂ、ポンプ１０２Ｂ、発電セル１０３Ｂ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ｂ、電圧検出部１０５Ｂ、ＦＥＴ２、抵抗Ｒ２を具備する。なお、以下の説明では、図１で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付して、重複した説明を省略する。また、燃料電池本体１６Ｂは、燃料電池本体１５Ｂと同一の構成および動作であるため、以下では燃料電池本体１５Ｂについてのみ説明する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａで昇圧された電力は、ＦＥＴ１または抵抗Ｒ１を介して燃料電池本体１５Ｂから出力される。電圧検出部１０５Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａで昇圧された電圧値を検出し、この検出された電圧値を予め記憶している閾値と比較する。電圧検出部１０５Ａは、比較結果に応じてＦＥＴ１の動作を制御する。

具体的には、電圧検出部１０５Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ後段の電圧値が閾値以下（高負荷時）であれば、ＦＥＴ１に電圧を印加し、ＦＥＴ１をＯＮ状態とする。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ後段の電圧が閾値を超えていれば（低負荷時）、ＦＥＴ１に電圧を印加せず、ＦＥＴ１をＯＦＦ状態とする。ＦＥＴ１がＯＮ状態であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａで昇圧された電力は、ＦＥＴ１を介して燃料電池本体１５Ｂから出力される。ＦＥＴ１がＯＦＦ状態であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａで昇圧された電力は、抵抗Ｒ１を介して燃料電池本体１５Ｂから出力される。

ここで、電圧検出部１０５Ａ，Ｂの閾値は、燃料電池本体１５Ｂ，１５Ｂの最大出力電圧から抵抗Ｒ１，Ｒ２による電圧降下分を差し引いた値とすることが好ましい。つまり、燃料電池本体１５Ｂ，１５Ｂの出力電圧および出力電流がそれぞれ５Ｖ、４００ｍＡで、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値が０．５Ωである場合、電圧検出部１０５Ａ，Ｂの閾値を４．８Ｖに設定することが好ましい。

燃料電池本体１５Ｂから出力された電力は、燃料電池本体１６Ｂから出力された電力と加算される。加算された電力は、出力端子１３に接続された外部機器やＬＩＢ１４などの負荷へ供給される。

図８，９は、第２の実施形態に係る燃料電池３の出力電圧と出力電流との関係（以下、出力特性）を示した図である。図８，９では、出力電圧を縦軸に示し、出力電流を横軸に示している。図８は、燃料電池本体１５Ｂ，１６Ｂの出力負荷が低い場合、つまり、ＦＥＴ１，２がＯＦＦ状態であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂから出力された電力が抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して出力されている場合の出力特性である。図９は、燃料電池本体１５Ｂ，１６Ｂの出力負荷が高い場合、つまり、ＦＥＴ１，２がＯＮ状態であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂから出力された電力がＦＥＴ１，２を介して出力されている場合の出力特性である。

低負荷時は、負荷で消費される電力が小さいため、燃料電池本体１５Ｂ，１６Ｂは、図８の枠Ｃの範囲内で動作する。第１の実施形態で述べたように、低負荷時は、一方の発電セルのみで燃料が空気中の酸素と化学反応して発電するため触媒や材料の劣化が進むことが考えられる。このため、この第２の実施形態に係る燃料電池３では、ＦＥＴ１，２をＯＦＦ状態とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂから出力された電力を、抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して出力している。

一方、高負荷時は、負荷で消費される電力が大きいため、燃料電池本体１５Ｂ，１６Ｂは、図９の枠Ｄの範囲内、具体的には、破線と実線との交点Ｐよりも低い電圧の範囲内で動作する。この場合、図９に示すように、燃料電池本体１５Ｂ，１６Ｂの両方から電力が供給されるため、燃料電池本体１５Ｂ，１６ＢのＶ−Ｉ特性に傾きを生じさせる必要がない。そこで、高負荷時（図９の枠Ｄ内）は、ＦＥＴ１，２をＯＮ状態とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂから出力された電力を、ＦＥＴ１，２を介して出力している。

以上のように、この第２の実施形態に係る燃料電池３は、燃料電池本体１５Ｂ，１６Ｂの出力負荷が低い場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂから出力された電力を抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して出力し、燃料電池本体１５Ｂ，１６Ｂの出力負荷が高い場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａ，Ｂから出力された電力を、ＦＥＴ１，２を介して出力する。このため、抵抗Ｒ１，Ｒ２による電力損失を抑制できる。その他の効果は、第１の実施形態と同じである。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、第１の実施形態では、燃料であるメタノールを酸素と反応させて発電する発電セルを２つ（１０３Ａ，Ｂ）を備えた実施形態について説明したが、発電セルは２つに限られず任意の数（３つ以上）だけ具備してもよい。また、第２の実施形態では、ＦＥＴ（１０６Ａ，Ｂ）を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ（１０４Ａ，Ｂ）から出力された電力の経路を切り替えたが、ＦＥＴ（１０６Ａ，Ｂ）の代わりにスイッチを用いてＤＣ／ＤＣコンバータから出力された電力の経路を切り替えてもよい。また、電圧検出部（１０５Ａ，Ｂ）の代わりに、電圧比較器（コンパレータ）を具備してもよい。この場合、電圧比較器は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０４Ａ，Ｂ）からの出力電圧を参照電圧と比較し、その比較結果に応じてＦＥＴ（１０６Ａ，Ｂ）のＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、上記実施の形態では出力端子１３より外部機器へ電力を出力する構成としたが、燃料電池１は電子機器内に内蔵された構成であってもよい。

１，２…燃料電池、１１…制御部、１２…燃料タンク、１３…出力端子、１４…ＬＩＢ、１５，１６…燃料電池本体、２２…アノード、２３…電解質膜、２４…カソード、２５…カバープレート、２６…Ｏリング、３１…燃料分配機構、３２…燃料分配板、３３…燃料排出口、３４…空隙部、３５…燃料注入口、３６…流路、１０１…バルブ、１０２…ポンプ、１０３…発電セル、１０４…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１０５…電圧検出部。

Claims (2)

1. 燃料の供給により発電するとともに、前記発電による電力を負荷に供給する発電セルおよび前記発電セルの後段に設けられた抵抗とをそれぞれ有する複数の燃料電池本体を具備し、
   前記燃料電池本体は、前記負荷に対してそれぞれ並列に接続されていることを特徴とする燃料電池。
2. 前記抵抗をバイパスするバイパス経路と、
   前記発電セルの出力電圧を検出し、該検出された電圧に応じて、前記発電セルから前記負荷へ供する電力の経路を前記抵抗から前記バイパス経路へ切換える電圧検出部と、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。

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