JP5258203B2 - Fuel cell system and electronic device - Google Patents

Fuel cell system and electronic device Download PDF

Info

Publication number
JP5258203B2
JP5258203B2 JP2007050139A JP2007050139A JP5258203B2 JP 5258203 B2 JP5258203 B2 JP 5258203B2 JP 2007050139 A JP2007050139 A JP 2007050139A JP 2007050139 A JP2007050139 A JP 2007050139A JP 5258203 B2 JP5258203 B2 JP 5258203B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel cell
auxiliary power
supply
power generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007050139A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008218032A (en
Inventor
英徳 鈴木
清司 瀬上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007050139A priority Critical patent/JP5258203B2/en
Priority to PCT/JP2008/052984 priority patent/WO2008105318A1/en
Priority to KR1020097014853A priority patent/KR20090089477A/en
Publication of JP2008218032A publication Critical patent/JP2008218032A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5258203B2 publication Critical patent/JP5258203B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537Electric variables
    • H01M8/04604Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04626Power, energy, capacity or load of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746Pressure; Flow
    • H01M8/04753Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04955Shut-off or shut-down of fuel cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2455Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with liquid, solid or electrolyte-charged reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、燃料電池システム及びこの燃料電池システムを電源として用いた電子機器に関する。   The present invention relates to a fuel cell system and an electronic apparatus using the fuel cell system as a power source.

携帯電話機や携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)などの電子機器の小型化は目覚しいものがあり、これら電子機器の小型化とともに、電源として燃料電池を使用することが試みられている。燃料電池は、燃料と空気を供給するのみで、発電することができ、燃料のみを交換すれば連続して発電できるという利点を有するため、小型化が実現できれば、小型の電子機器の電源として極めて有効である。   There are remarkable miniaturizations of electronic devices such as mobile phones and personal digital assistants (PDAs), and attempts have been made to use fuel cells as a power source along with miniaturization of these electronic devices. A fuel cell has the advantage that it can generate electricity only by supplying fuel and air, and can generate electricity continuously by replacing only the fuel. Therefore, if it can be downsized, it can be used as a power source for small electronic devices. It is valid.

そこで、最近、燃料電池として、直接メタノール型燃料電池(以下、DMFC;Direct Methanol Fuel Cellと称する。)が注目されている。かかるDMFCは、液体燃料の供給方式によって分類され、気体供給型や液体供給型等のアクティブ方式のものと、燃料収容部内の液体燃料を電池内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型等のパッシブ方式のものがあり、これらのうち、パッシブ方式のものはDMFCの小型化に対して特に有利である。   Therefore, a direct methanol fuel cell (hereinafter, referred to as DMFC; Direct Methanol Fuel Cell) has attracted attention as a fuel cell. Such DMFCs are classified according to the liquid fuel supply system, such as an active system such as a gas supply type and a liquid supply type, and an internal vaporization type that vaporizes the liquid fuel in the fuel storage section inside the battery and supplies it to the fuel electrode. Among these, the passive type is particularly advantageous for reducing the size of the DMFC.

従来、このようなパッシブ方式のDMFCとして、特許文献1に開示されるように、例えば燃料極、電解質膜および空気極を有する膜電極接合体(燃料電池セル)を、樹脂製の箱状容器からなる燃料収容部上に配置した構造のものが考えられている。   Conventionally, as such a passive DMFC, as disclosed in Patent Document 1, for example, a membrane electrode assembly (fuel cell) having a fuel electrode, an electrolyte membrane, and an air electrode is removed from a resin box-like container. The thing of the structure arrange | positioned on the fuel accommodating part which becomes is considered.

また、DMFCの燃料電池セルと燃料収容部とを流路を介して接続する構成のものも特許文献2〜4に開示されている。これら特許文献2〜4は、燃料収容部から供給された液体燃料を燃料電池セルに流路を介して供給することによって、流路の形状や径等に基づいて液体燃料の供給量を調整可能としたもので、特に、特許文献3では燃料収容部から流路にポンプで液体燃料を供給している。また、ポンプに代えて、流路に電気浸透流を形成する電界形成手段を用いることも記載されている。さらに特許文献4には電気浸透流ポンプを用いて液体燃料等を供給することが記載されている。
国際公開第2005/112172号パンフレット 特表2005−518646号公報 特開2006−085952号公報 米国特許公開第2006/0029851号公報
Patent Documents 2 to 4 also disclose a configuration in which a DMFC fuel cell and a fuel storage unit are connected via a flow path. In these Patent Documents 2 to 4, by supplying the liquid fuel supplied from the fuel storage portion to the fuel cell via the flow path, the supply amount of the liquid fuel can be adjusted based on the shape and diameter of the flow path. In particular, in Patent Document 3, liquid fuel is supplied from the fuel storage portion to the flow path by a pump. Further, it is described that an electric field forming means for forming an electroosmotic flow in the flow path is used instead of the pump. Furthermore, Patent Document 4 describes that liquid fuel or the like is supplied using an electroosmotic pump.
International Publication No. 2005/112172 Pamphlet JP 2005-518646 A JP 2006-089552 A US Patent Publication No. 2006/0029851

ところで、このようなDMFCを主発電部とした燃料電池システムでは、DMFCの出力側に、充放電可能な二次電池(例えばリチウムイオン充電池(LIB))や電気二重層コンデンサ)からなる補助電源が接続されている。この補助電源は、DMFCの発電出力により常時充電可能にしたもので、上述した燃料収容部からDMFCへ液体燃料を供給するためのポンプの駆動電源として用いられる他、負荷側の瞬間的な変動に対して負荷に電流を供給し、さらに、DMFCが燃料枯渇状態になって発電不能に陥った場合に一時的に負荷の駆動電源として用いられている。   By the way, in such a fuel cell system using the DMFC as a main power generation unit, an auxiliary power source comprising a secondary battery (for example, a lithium ion rechargeable battery (LIB) or an electric double layer capacitor) that can be charged and discharged on the output side of the DMFC. Is connected. This auxiliary power source can be charged at all times by the power generation output of the DMFC. In addition to being used as a driving power source for the pump for supplying liquid fuel from the fuel storage unit to the DMFC, the auxiliary power source can be used for instantaneous fluctuations on the load side. In contrast, when a current is supplied to the load and the DMFC is in a fuel-depleted state and cannot generate power, it is temporarily used as a drive power source for the load.

ところが、例えば、電子機器の使われ方によって、補助電源を構成する二次電池が放電停止状態に陥ると、ポンプの駆動が不能となり、DMFCへの燃料供給が止まりDMFCの発電出力が停止してしまうことがある。   However, for example, if the secondary battery that constitutes the auxiliary power supply falls into a discharge stop state due to the use of electronic equipment, the pump cannot be driven, the fuel supply to the DMFC stops, and the power generation output of the DMFC stops. May end up.

このため、従来では、手作業によりDMFCへ液体燃料を供給して、DMFCに発電出力を発生させ補助電源を充電させるようにしているが、DMFCでの発電出力はそれほど大きくないため、補助電源を正常に使用できるまで立ち上げるのに多大の時間がかかってしまい、この間、電源として動作できず、電子機器が使用不能になるという問題があった。   For this reason, conventionally, liquid fuel is manually supplied to the DMFC to generate power generation output to the DMFC and charge the auxiliary power supply. However, since the power generation output at the DMFC is not so large, It takes a lot of time to start up until it can be used normally. During this time, it cannot operate as a power source, and there is a problem that the electronic device becomes unusable.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、補助電源の充電を短時間に行うことができ、安定した電源供給を可能にした燃料電池システム及び電子機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system and an electronic apparatus that can charge an auxiliary power source in a short time and enable stable power supply.

請求項1記載の発明は、起電部を構成する燃料電池発電部、液体燃料を収容する燃料収容部及び前記燃料収容部から前記燃料電池発電部への燃料の供給を制御する燃料供給制御手段を有する燃料電池本体と、前記燃料電池本体の発電出力により充電されるとともに、前記燃料供給制御手段の駆動電源として用いられる二次電池からなる補助電源と、前記補助電源に接続され、外部充電電源により前記補助電源を充電する補助電源充電制御手段と、前記補助電源充電制御手段により前記補助電源が充電中であることを検出する充電状態検出手段と、を具備し、前記充電状態検出手段による前記補助電源が充電中であることの検出により前記燃料電池本体の発電を停止させることを特徴としている。 The invention of claim 1 wherein the fuel cell power generation portion constituting the electromotive unit, fuel supply system to control the supply of fuel to the fuel-cell power generation part from the fuel storage portion and the fuel storage portion for accommodating the liquid fuel control a fuel cell body having means, while being charged by the power generation output of the fuel cell body, and auxiliary power supply comprising a secondary battery that is used as a driving power source of the fuel supply control means, coupled to the auxiliary power supply, comprising the auxiliary power supply charging control means for charging the auxiliary power supply by an external charging power supply, and a charging state detecting means for detecting that the auxiliary power supply is being charged by the auxiliary power supply charging control means, said charging the auxiliary power supply by the state detecting means is characterized that you stop the power generation of the fuel cell main body by detection of being charged.

請求項2記載の発明は、請求項1記載において、前記燃料電池本体は、前記充電状態検出手段による前記補助電源が充電中であることの検出により前記燃料供給制御手段による前記燃料電池発電部への燃料の供給を停止させることを特徴としている。 Claim 2 Symbol placement of invention claimed in mounting according to claim 1 Symbol, the fuel cell body, the fuel cell by the fuel supply control means by detecting that the auxiliary power source according to the charging state detecting means is being charged It is characterized by stopping the supply of fuel to the power generation unit.

請求項3記載の発明は、請求項2記載において、前記燃料供給制御手段は、前記液体燃料を前記燃料電池発電部に移送するためのポンプ又は前記燃料電池本体への前記液体燃料の供給を遮断可能にした燃料遮断バルブであることを特徴としている。 3. Symbol mounting the invention is the placement claim 2 Symbol, the fuel supply control means of the liquid fuel in the liquid fuel to the pump or the fuel cell body for transporting the fuel cell power generation unit The fuel cut-off valve is characterized in that the supply can be cut off.

請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の燃料電池システムを電源として使用した電子機器である。
The invention of claim 4 Symbol mounting is an electronic device using the fuel cell system according as the power source to any one of claims 1乃Itaru 3.

本発明によれば、補助電源の充電を短時間に行うことができ、安定した電源供給を可能にした燃料電池システム及び電子機器を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the auxiliary power supply can be charged in a short time, and the fuel cell system and electronic device which enabled stable power supply can be provided.

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる燃料電池システムの概略構成を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.

図1において、1は燃料電池本体(DMFC)で、この燃料電池本体1は、起電部を構成する燃料電池発電部(セル)101、液体燃料を収容する燃料収容部102、燃料収容部102と燃料電池発電部(セル)101を接続する流路103及び燃料収容部102から燃料電池発電部(セル)101に液体燃料を移送するための燃料供給制御手段としてのポンプ104を有している。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel cell main body (DMFC). The fuel cell main body 1 includes a fuel cell power generation unit (cell) 101 that constitutes an electromotive unit, a fuel storage unit 102 that stores liquid fuel, and a fuel storage unit 102. And a flow path 103 connecting the fuel cell power generation unit (cell) 101 and a pump 104 as a fuel supply control means for transferring liquid fuel from the fuel storage unit 102 to the fuel cell power generation unit (cell) 101. .

図2は、このような燃料電池本体1をさらに詳細に説明するための断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the fuel cell main body 1 in more detail.

この場合、燃料電池発電部101は、アノード触媒層11とアノードガス拡散層12とを有するアノード(燃料極)13と、カソード触媒層14とカソードガス拡散層15とを有するカソード(空気極/酸化剤極)16と、アノード触媒層11とカソード触媒層14とで挟持されたプロトン(水素イオン)伝導性の電解質膜17とから構成される膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly:MEA)を有している。   In this case, the fuel cell power generation unit 101 includes an anode (fuel electrode) 13 having an anode catalyst layer 11 and an anode gas diffusion layer 12, and a cathode (air electrode / oxidation) having a cathode catalyst layer 14 and a cathode gas diffusion layer 15. The electrode assembly 16 has a membrane electrode assembly (MEA) composed of a proton (hydrogen ion) conductive electrolyte membrane 17 sandwiched between the anode catalyst layer 11 and the cathode catalyst layer 14. ing.

ここで、アノード触媒層11やカソード触媒層14に含有される触媒としては、例えば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挙げられる。アノード触媒層11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14にはPtやPt−Ni等を用いることが好ましい。ただし、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することができる。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、あるいは無担持触媒のいずれであってもよい。   Here, examples of the catalyst contained in the anode catalyst layer 11 and the cathode catalyst layer 14 include a simple substance of a platinum group element such as Pt, Ru, Rh, Ir, Os, and Pd, an alloy containing the platinum group element, and the like. It is done. For the anode catalyst layer 11, it is preferable to use Pt—Ru, Pt—Mo, or the like having strong resistance to methanol, carbon monoxide, or the like. Pt, Pt—Ni or the like is preferably used for the cathode catalyst layer 14. However, the catalyst is not limited to these, and various substances having catalytic activity can be used. The catalyst may be either a supported catalyst using a conductive support such as a carbon material or an unsupported catalyst.

電解質膜17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)等)、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が挙げられる。ただし、プロトン伝導性の電解質膜17はこれらに限られるものではない。   Examples of the proton conductive material constituting the electrolyte membrane 17 include fluorine-based resins (Nafion (trade name, manufactured by DuPont) and Flemion (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) such as a perfluorosulfonic acid polymer having a sulfonic acid group. Etc.), organic materials such as hydrocarbon resins having sulfonic acid groups, or inorganic materials such as tungstic acid and phosphotungstic acid. However, the proton conductive electrolyte membrane 17 is not limited to these.

アノード触媒層11に積層されるアノードガス拡散層12は、アノード触媒層11に燃料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層11の集電体も兼ねている。カソード触媒層14に積層されるカソードガス拡散層15は、カソード触媒層14に酸化剤を均一に供給する役割を果たすと同時に、カソード触媒層14の集電体も兼ねている。アノードガス拡散層12およびカソードガス拡散層15は多孔質基材で構成されている。   The anode gas diffusion layer 12 laminated on the anode catalyst layer 11 serves to uniformly supply fuel to the anode catalyst layer 11 and also serves as a current collector for the anode catalyst layer 11. The cathode gas diffusion layer 15 laminated on the cathode catalyst layer 14 serves to uniformly supply the oxidant to the cathode catalyst layer 14 and also serves as a current collector for the cathode catalyst layer 14. The anode gas diffusion layer 12 and the cathode gas diffusion layer 15 are made of a porous substrate.

アノードガス拡散層12やカソードガス拡散層15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のような導電性金属材料からなるメッシュ、多孔質膜、薄膜等が用いられる。電解質膜17と後述する燃料分配機構105およびカバープレート18との間には、それぞれゴム製のOリング19が介在されており、これらによって燃料電池発電部101からの燃料漏れや酸化剤漏れを防止している。   A conductive layer is laminated on the anode gas diffusion layer 12 and the cathode gas diffusion layer 15 as necessary. As these conductive layers, for example, a mesh made of a conductive metal material such as Au, a porous film, a thin film, or the like is used. Rubber O-rings 19 are interposed between the electrolyte membrane 17 and a fuel distribution mechanism 105 and a cover plate 18, which will be described later, thereby preventing fuel leakage and oxidant leakage from the fuel cell power generation unit 101. doing.

カバープレート18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18とカソード16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14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14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。   The cover plate 18 has an opening (not shown) for taking in air as an oxidant. A moisture retaining layer and a surface layer are disposed between the cover plate 18 and the cathode 16 as necessary. The moisturizing layer is impregnated with a part of the water generated in the cathode catalyst layer 14 to suppress the transpiration of water and promote uniform diffusion of air to the cathode catalyst layer 14. The surface layer adjusts the amount of air taken in, and has a plurality of air inlets whose number, size, etc. are adjusted according to the amount of air taken in.

燃料電池発電部101のアノード(燃料極)13側には、燃料分配機構105が配置されている。燃料分配機構105には配管のような液体燃料の流路103を介して燃料収容部102が接続されている。   A fuel distribution mechanism 105 is disposed on the anode (fuel electrode) 13 side of the fuel cell power generation unit 101. A fuel storage unit 102 is connected to the fuel distribution mechanism 105 via a liquid fuel flow path 103 such as a pipe.

燃料収容部102には、燃料電池発電部101に対応した液体燃料が収容されている。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。いずれにしても、燃料収容部102には燃料電池発電部101に応じた液体燃料が収容される。   Liquid fuel corresponding to the fuel cell power generation unit 101 is stored in the fuel storage unit 102. Examples of the liquid fuel include methanol fuels such as aqueous methanol solutions of various concentrations and pure methanol. The liquid fuel is not necessarily limited to methanol fuel. The liquid fuel may be, for example, an ethanol fuel such as an ethanol aqueous solution or pure ethanol, a propanol fuel such as a propanol aqueous solution or pure propanol, a glycol fuel such as a glycol aqueous solution or pure glycol, dimethyl ether, formic acid, or other liquid fuel. In any case, liquid fuel corresponding to the fuel cell power generation unit 101 is stored in the fuel storage unit 102.

燃料分配機構105には燃料収容部102から流路103を介して燃料が導入される。流路103は燃料分配機構105や燃料収容部102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105と燃料収容部102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105は流路103を介して燃料収容部102と接続されていればよい。   Fuel is introduced into the fuel distribution mechanism 105 from the fuel storage portion 102 via the flow path 103. The flow path 103 is not limited to piping independent of the fuel distribution mechanism 105 and the fuel storage unit 102. For example, when the fuel distribution mechanism 105 and the fuel storage unit 102 are stacked and integrated, a fuel flow path connecting them may be used. The fuel distribution mechanism 105 only needs to be connected to the fuel storage unit 102 via the flow path 103.

ここで、燃料分配機構105は図3に示すように、燃料が流路103を介して流入する少なくとも1個の燃料注入口21と、燃料やその気化成分を排出する複数個の燃料排出口22とを有する燃料分配板23を備えている。燃料分配板23の内部には図2に示すように、燃料注入口21から導かれた燃料の通路となる空隙部24が設けられている。複数の燃料排出口22は燃料通路として機能する空隙部24にそれぞれ直接接続されている。   Here, as shown in FIG. 3, the fuel distribution mechanism 105 includes at least one fuel inlet 21 through which fuel flows through the flow path 103 and a plurality of fuel outlets 22 through which fuel and its vaporized components are discharged. The fuel distribution plate 23 having As shown in FIG. 2, a gap 24 serving as a fuel passage led from the fuel inlet 21 is provided inside the fuel distribution plate 23. The plurality of fuel discharge ports 22 are directly connected to gaps 24 that function as fuel passages.

燃料注入口21から燃料分配機構105に導入された燃料は空隙部24に入り、この燃料通路として機能する空隙部24を介して複数の燃料排出口22にそれぞれ導かれる。複数の燃料排出口22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。これによって、燃料電池発電部101のアノード(燃料極)13には燃料の気化成分が供給される。なお、気液分離体は燃料分配機構105とアノード13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22からアノード13の複数個所に向けて排出される。   The fuel introduced into the fuel distribution mechanism 105 from the fuel inlet 21 enters the gap portion 24 and is guided to the plurality of fuel discharge ports 22 through the gap portion 24 functioning as the fuel passage. For example, a gas-liquid separator (not shown) that transmits only the vaporized component of the fuel and does not transmit the liquid component may be disposed in the plurality of fuel discharge ports 22. As a result, the fuel vaporization component is supplied to the anode (fuel electrode) 13 of the fuel cell power generation unit 101. The gas-liquid separator may be installed as a gas-liquid separation membrane or the like between the fuel distribution mechanism 105 and the anode 13. The vaporized component of the fuel is discharged from a plurality of fuel discharge ports 22 toward a plurality of locations on the anode 13.

燃料排出口22は燃料電池発電部101の全体に燃料を供給することが可能なように、燃料分配板23のアノード13と接する面に複数設けられている。燃料排出口22の個数は2個以上であればよいが、燃料電池発電部101の面内における燃料供給量を均一化する上で、0.1〜10個/cm2の燃料排出口22が存在するように形成することが好ましい。 A plurality of fuel discharge ports 22 are provided on the surface of the fuel distribution plate 23 in contact with the anode 13 so that fuel can be supplied to the entire fuel cell power generation unit 101. The number of the fuel discharge ports 22 may be two or more. However, in order to equalize the fuel supply amount in the plane of the fuel cell power generation unit 101, the fuel discharge ports 22 of 0.1 to 10 / cm 2 are provided. It is preferable to form it so that it exists.

燃料分配機構105と燃料収容部102の間を接続する流路103には、ポンプ104が挿入されている。このポンプ104は燃料を循環される循環ポンプではなく、あくまでも燃料収容部102から燃料分配機構105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104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104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ものである。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。ダイアフ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。これらのうち、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フラムポンプを使用することがより好ましい。   A pump 104 is inserted into a flow path 103 that connects between the fuel distribution mechanism 105 and the fuel storage unit 102. The pump 104 is not a circulation pump through which fuel is circulated, but is a fuel supply pump that transfers fuel from the fuel storage unit 102 to the fuel distribution mechanism 105 to the last. By supplying the fuel when necessary with such a pump 104, the controllability of the fuel supply amount is improved. In this case, a rotary vane pump, an electroosmotic pump, a diaphragm pump, a squeezing pump, etc. should be used as the pump 104 from the viewpoint that a small amount of fuel can be sent with good controllability and can be reduced in size and weight. Is preferred. A rotary vane pump feeds liquid by rotating a wing with a motor. The electroosmotic flow pump uses a sintered porous material such as silica that causes an electroosmotic flow phenomenon. The diaphragm pump is a pump that feeds liquid by driving the diaphragm with an electromagnet or piezoelectric ceramics. The squeezing pump presses a part of the flexible fuel flow path and squeezes the fuel. Among these, it is more preferable to use an electroosmotic pump or a diaphragm pump having piezoelectric ceramics from the viewpoint of driving power, size, and the like.

また、ポンプ104には、後述する燃料供給制御回路5が接続され、ポンプ104の駆動が制御される。この点については後述する。   In addition, a fuel supply control circuit 5 described later is connected to the pump 104, and the drive of the pump 104 is controlled. This point will be described later.

このような構成において、燃料収容部102に収容された燃料は、ポンプ104により流路103を移送され、燃料分配機構105に供給される。そして、燃料分配機構105から放出された燃料は、燃料電池発電部101のアノード(燃料極)13に供給される。燃料電池発電部101内において、燃料はアノードガス拡散層12を拡散してアノード触媒層11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11で下記の(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14で生成した水や電解質膜17中の水をメタノールと反応させて(1)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。   In such a configuration, the fuel stored in the fuel storage unit 102 is transferred through the flow path 103 by the pump 104 and supplied to the fuel distribution mechanism 105. The fuel released from the fuel distribution mechanism 105 is supplied to the anode (fuel electrode) 13 of the fuel cell power generation unit 101. In the fuel cell power generation unit 101, the fuel diffuses through the anode gas diffusion layer 12 and is supplied to the anode catalyst layer 11. When methanol fuel is used as the fuel, an internal reforming reaction of methanol shown in the following formula (1) occurs in the anode catalyst layer 11. When pure methanol is used as the methanol fuel, the water generated in the cathode catalyst layer 14 or the water in the electrolyte membrane 17 is reacted with methanol to cause the internal reforming reaction of the formula (1). Alternatively, the internal reforming reaction is caused by another reaction mechanism that does not require water.

CH3OH+H2O → CO2+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)16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17を経てカソード16に導かれる。カソード16には酸化剤として空気が供給される。カソード16に到達した電子(e-)とプロトン(H+)は、カソード触媒層14で空気中の酸素と下記の(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。
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e (1)
Electrons (e ) generated by this reaction are guided to the outside via a current collector, supplied to the load side as so-called output, and then guided to the cathode (air electrode) 16. Further, protons (H + ) generated by the internal reforming reaction of the formula (1) are guided to the cathode 16 through the electrolyte membrane 17. Air is supplied to the cathode 16 as an oxidant. Electrons (e ) and protons (H + ) that have reached the cathode 16 react with oxygen in the air according to the following equation (2) in the cathode catalyst layer 14, and water is generated with this reaction.

6e-+6H++(3/2)O2 → 3H2O …(2)
図1に戻って、このように構成された燃料電池本体1には、出力調整手段としてDC−DCコンバータ(電圧調整回路)2が接続されている。このDC−DCコンバータ2は、不図示のスイッチング要素とエネルギー蓄積要素を有し、これらスイッチング要素とエネルギー蓄積要素により燃料電池本体1で発電された電気エネルギーを蓄積/放出させ、燃料電池本体1からの比較的低い出力電圧を十分の電圧まで昇圧して生成される出力を発生する。このDC−DCコンバータ2の出力は、負荷である電子機器本体3に供給される。
6e + 6H + + (3/2) O 2 → 3H 2 O (2)
Returning to FIG. 1, a DC-DC converter (voltage adjustment circuit) 2 is connected to the fuel cell body 1 configured as described above as output adjustment means. The DC-DC converter 2 has a switching element and an energy storage element (not shown), and stores / discharges electric energy generated by the fuel cell body 1 by the switching element and the energy storage element. Is generated by boosting the relatively low output voltage to a sufficient voltage. The output of the DC-DC converter 2 is supplied to the electronic device body 3 that is a load.

なお、ここでは標準的な昇圧型のDC−DCコンバータ2を示したが、昇圧動作が可能なものならば、他の回路方式のものでも実施可能である。   Although the standard boost type DC-DC converter 2 is shown here, other circuit systems can be used as long as the boost operation is possible.

DC−DCコンバータ2の出力端には、補助電源4が接続されている。補助電源4は、DC−DCコンバータ2の出力により充電可能としたもので、電子機器本体3の瞬間的な負荷変動に対して電流を供給し、また、燃料枯渇状態になって前記燃料電池本体1が発電不能に陥った場合に電子機器本体3の駆動電源として用いられる。この補助電源4には、充放電可能な二次電池(例えばリチウムイオン充電池(LIB))や電気二重層コンデンサ)が用いられる。   An auxiliary power supply 4 is connected to the output end of the DC-DC converter 2. The auxiliary power supply 4 can be charged by the output of the DC-DC converter 2 and supplies a current to an instantaneous load fluctuation of the electronic device main body 3, and the fuel cell main body is in a fuel depleted state. 1 is used as a driving power source for the electronic device main body 3 when power generation becomes impossible. As the auxiliary power source 4, a chargeable / dischargeable secondary battery (for example, a lithium ion rechargeable battery (LIB)) or an electric double layer capacitor) is used.

補助電源4には、燃料供給制御回路5が接続されている。この燃料供給制御回路5は、補助電源4を電源としてポンプ104の動作を制御するもので、周囲の温度情報や電子機器本体3の運転状態情報などに基づいてポンプ104をオン/オフ制御する制御信号を出力する。   A fuel supply control circuit 5 is connected to the auxiliary power source 4. The fuel supply control circuit 5 controls the operation of the pump 104 using the auxiliary power supply 4 as a power source. The fuel supply control circuit 5 performs on / off control of the pump 104 based on ambient temperature information, operation state information of the electronic device main body 3, and the like. Output a signal.

補助電源4には、補助電源充電制御回路6が接続されている。この補助電源充電制御回路6は、放電停止状態に陥った補助電源4を急速充電するためのもので、不図示のAC−DC変換器などを有し、商用電源などの外部充電電源7に不図示のACコンセントを介して接続することにより補助電源4を満充電まで充電する。   An auxiliary power supply charging control circuit 6 is connected to the auxiliary power supply 4. This auxiliary power supply charging control circuit 6 is for rapidly charging the auxiliary power supply 4 that has fallen into a discharge stop state, has an AC-DC converter (not shown), and is not connected to an external charging power supply 7 such as a commercial power supply. By connecting via the illustrated AC outlet, the auxiliary power source 4 is charged to full charge.

また、補助電源充電制御回路6は、充電状態検出部601を有している。この充電状態検出部601は、補助電源充電制御回路6による補助電源4の充電状態を検出すると停止信号を出力する。補助電源充電制御回路6には、燃料供給制御回路5及びDC−DCコンバータ2が接続されている。これら燃料供給制御回路5及びDC−DCコンバータ2は、充電状態検出部601から停止信号が入力されると、それぞれの動作を強制的に停止される。つまり、補助電源4が補助電源充電制御回路6により充電中は、燃料供給制御回路5によりポンプ104の駆動を止めて燃料の供給を遮断し、燃料電池本体1の発電動作を強制的に停止し、同時にDC−DCコンバータ2の動作を停止させる。   In addition, the auxiliary power charge control circuit 6 includes a charge state detection unit 601. The charging state detection unit 601 outputs a stop signal when detecting the charging state of the auxiliary power supply 4 by the auxiliary power supply charging control circuit 6. A fuel supply control circuit 5 and a DC-DC converter 2 are connected to the auxiliary power charge control circuit 6. The fuel supply control circuit 5 and the DC-DC converter 2 are forcibly stopped when a stop signal is input from the charge state detection unit 601. That is, while the auxiliary power supply 4 is being charged by the auxiliary power supply charging control circuit 6, the fuel supply control circuit 5 stops driving the pump 104 to cut off the fuel supply, and forcibly stops the power generation operation of the fuel cell body 1. At the same time, the operation of the DC-DC converter 2 is stopped.

補助電源充電制御回路6には、表示部8が接続されている。この表示部8は、補助電源4の充電状態を表示するもので、補助電源4の充電中は発光体を点灯し、満充電になると消灯する。ここでの発光体としては、例えばLEDが用いられる。なお、この表示部8は、電子機器本体3に設けられるのが好ましい。   A display unit 8 is connected to the auxiliary power charge control circuit 6. The display unit 8 displays the charging state of the auxiliary power supply 4. The light emitter is turned on while the auxiliary power supply 4 is being charged, and is turned off when the auxiliary power supply 4 is fully charged. For example, an LED is used as the light emitter. The display unit 8 is preferably provided in the electronic device main body 3.

このような構成において、いま、補助電源4の出力が、燃料供給制御回路5に電源として供給されると、燃料供給制御回路5は、周囲の温度情報や電子機器本体3の運転状態情報などに基づいてポンプ104をオン/オフ制御する制御信号を出力する。   In such a configuration, when the output of the auxiliary power supply 4 is supplied to the fuel supply control circuit 5 as a power supply, the fuel supply control circuit 5 uses the ambient temperature information, the operation state information of the electronic device main body 3, and the like. Based on this, a control signal for controlling on / off of the pump 104 is output.

これにより、燃料収容部102に収容される燃料がポンプ104により流路103を介して燃料電池発電部101に供給され、燃料電池発電部101より発電出力が発生する。   As a result, the fuel stored in the fuel storage unit 102 is supplied to the fuel cell power generation unit 101 by the pump 104 via the flow path 103, and a power generation output is generated from the fuel cell power generation unit 101.

燃料電池発電部101の発電出力は、DC−DCコンバータ2により昇圧され、電子機器本体3に電力が供給され、同時に、補助電源4は、DC−DCコンバータ2の出力により充電される。これにより、電子機器本体3は、DC−DCコンバータ2から供給される電力を電源として動作される。   The power generation output of the fuel cell power generation unit 101 is boosted by the DC-DC converter 2 and power is supplied to the electronic device main body 3. At the same time, the auxiliary power supply 4 is charged by the output of the DC-DC converter 2. Thereby, the electronic device main body 3 is operated using the power supplied from the DC-DC converter 2 as a power source.

この状態で、電子機器本体3の頻繁の使用などによって補助電源4の電池残量が所定値より低下し放電停止状態になると、ポンプ104の動作停止により燃料電池発電部101への燃料供給が止まり燃料電池発電部101の発電出力が停止することがある。このような場合、補助電源充電制御回路6を不図示のACコンセントを介して外部充電電源7に接続し、補助電源4を満充電まで急速充電する。   In this state, if the remaining battery level of the auxiliary power source 4 falls below a predetermined value due to frequent use of the electronic device body 3 and the like, and the discharge is stopped, the fuel supply to the fuel cell power generation unit 101 is stopped by the operation stop of the pump 104. The power generation output of the fuel cell power generation unit 101 may stop. In such a case, the auxiliary power supply charging control circuit 6 is connected to the external charging power supply 7 via an AC outlet (not shown), and the auxiliary power supply 4 is rapidly charged to full charge.

補助電源充電制御回路6による補助電源4の充電状態は、充電状態検出部601により検出され停止信号が出力される。この停止信号は、燃料供給制御回路5及びDC−DCコンバータ2に送られる。これにより、燃料供給制御回路5によるポンプ104の制御が停止し、燃料電池本体1の発電動作が強制的に停止される。また、DC−DCコンバータ2も、動作を停止される。つまり、補助電源4が補助電源充電制御回路6により急速充電中は、燃料供給制御回路5の制御を停止して燃料電池本体1の発電動作を強制的に停止させ、同時にDC−DCコンバータ2の動作も停止させる。   The charging state of the auxiliary power source 4 by the auxiliary power source charging control circuit 6 is detected by the charging state detector 601 and a stop signal is output. This stop signal is sent to the fuel supply control circuit 5 and the DC-DC converter 2. Thereby, the control of the pump 104 by the fuel supply control circuit 5 is stopped, and the power generation operation of the fuel cell main body 1 is forcibly stopped. Further, the operation of the DC-DC converter 2 is also stopped. That is, while the auxiliary power supply 4 is rapidly charged by the auxiliary power supply charging control circuit 6, the control of the fuel supply control circuit 5 is stopped to forcibly stop the power generation operation of the fuel cell main body 1, and at the same time, the DC-DC converter 2 The operation is also stopped.

また、補助電源4の充電中は、表示部8の発光体が点灯し、満充電になると消灯する。これによりユーザは、表示部8が消灯し、補助電源4が満充電になったことを確認してからACコンセントを外部充電電源7から外して充電を終了する。   Further, the light emitter of the display unit 8 is turned on while the auxiliary power supply 4 is being charged, and is turned off when the battery is fully charged. Thus, after confirming that the display unit 8 is turned off and the auxiliary power supply 4 is fully charged, the user disconnects the AC outlet from the external charging power supply 7 and ends the charging.

したがって、このようにすれば、燃料電池本体1に接続される二次電池からなる補助電源4の電池残量が所定値より低下し放電停止状態になったとき、補助電源充電制御回路6を外部充電電源7に接続し補助電源4を満充電まで急速充電できるようにした。これにより、補助電源4を正常使用できるまでの立ち上げ時間を大幅に短縮できるので、補助電源4の使用不能による燃料電池本体1の発電出力の停止時間を最小限にできる。また、燃料電池本体1の発電出力の停止時間を最小限にすることで、電子機器が使用不能になる期間を短くできるので、電子機器に対し常に安定した電源供給が可能となり、電子機器の使用不能な期間も最小限に止めることができる。   Therefore, in this way, when the remaining battery level of the auxiliary power source 4 composed of the secondary battery connected to the fuel cell main body 1 falls below a predetermined value and the discharge is stopped, the auxiliary power source charging control circuit 6 is externally connected. It was connected to the charging power source 7 so that the auxiliary power source 4 could be quickly charged to full charge. As a result, the start-up time until the auxiliary power supply 4 can be used normally can be greatly shortened, so that the power generation output stop time of the fuel cell body 1 due to the inability to use the auxiliary power supply 4 can be minimized. In addition, by minimizing the stoppage time of the power generation output of the fuel cell body 1, the period during which the electronic device cannot be used can be shortened, so that a stable power supply to the electronic device is always possible, and the use of the electronic device is possible. The impossible period can be minimized.

また、補助電源充電制御回路6により補助電源4を満充電まで急速充電している間は、この状態を検出する充電状態検出部601の停止信号により燃料電池本体1での発電動作を強制的に停止するようにしので、補助電源4を満充電まで急速充電している間の燃料電池本体1での無駄な発熱や燃料消費を防止することができる。   Further, while the auxiliary power supply charging control circuit 6 is rapidly charging the auxiliary power supply 4 to the full charge, the power generation operation in the fuel cell body 1 is forcibly performed by the stop signal of the charge state detection unit 601 that detects this state. Since the operation is stopped, it is possible to prevent wasteful heat generation and fuel consumption in the fuel cell main body 1 while the auxiliary power supply 4 is rapidly charged to full charge.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、燃料分配機構105と燃料収容部102の間を接続する流路103に燃料移送制御手段としてのポンプ104を配置した例を述べたが、さらにポンプ104と直列に燃料遮断バルブを配置してもよい。この燃料遮断バルブは、長期保管時等におけるポンプ104からの液体燃料の蒸発を防止するために設けられるものであるが、ポンプ104の制御を停止する代わりに、補助電源4の充電状態を検出する充電状態検出部601の停止信号により燃料遮断バルブを強制的に遮断し燃料電池本体1への液体燃料の供給を断って、燃料電池本体1の発電動作を強制的に停止させる燃料供給制御手段の機能を持たせるようにしてもよい。さらには、燃料分配機構105から燃料電池発電部101への燃料供給が行われる構成であればポンプ104に代えて燃料遮断バルブのみを配置しても良い。この場合には、燃料遮断バルブは、流路による液体燃料の供給を制御するために設けられるものであるが、補助電源4の充電状態を検出する充電状態検出部601の停止信号により燃料遮断バルブを強制的に遮断し燃料電池本体1への液体燃料の供給を断って、燃料電池本体1の発電動作を強制的に停止させる燃料供給制御手段の機能を持たせるようにしてもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the implementation stage, it can change variously in the range which does not change the summary. For example, in the above-described embodiment, the example in which the pump 104 as the fuel transfer control unit is arranged in the flow path 103 connecting the fuel distribution mechanism 105 and the fuel storage unit 102 has been described. A fuel cutoff valve may be arranged. This fuel cutoff valve is provided to prevent evaporation of liquid fuel from the pump 104 during long-term storage or the like. Instead of stopping the control of the pump 104, the fuel cutoff valve detects the charging state of the auxiliary power supply 4. Fuel supply control means for forcibly stopping the power generation operation of the fuel cell main body 1 by forcibly shutting off the fuel cutoff valve by the stop signal of the charge state detection unit 601 and cutting off the supply of liquid fuel to the fuel cell main body 1 You may make it give a function. Furthermore, if the fuel is supplied from the fuel distribution mechanism 105 to the fuel cell power generation unit 101, only the fuel cutoff valve may be arranged instead of the pump 104. In this case, the fuel cutoff valve is provided to control the supply of the liquid fuel through the flow path. However, the fuel cutoff valve is detected by a stop signal from the charging state detection unit 601 that detects the charging state of the auxiliary power supply 4. May be forcibly cut off to cut off the supply of the liquid fuel to the fuel cell main body 1 to have a function of a fuel supply control means for forcibly stopping the power generation operation of the fuel cell main body 1.

また、補助電源充電制御回路6に補助電源4の電池残量を検出する機能を持たせ、この電池残量検出機能により補助電源4の放電状態を監視し、電池残量が所定値が所定値より低下すると発光体を表示部8の発光体を点滅させるようにしてもよい。このようにすれば、補助電源4の電池残量が所定値より低下した段階で、表示部8の発光体を点滅させることができるので、ユーザは、補助電源4が放電停止状態になる前に補助電源充電制御回路6を不図示のACコンセントを介して外部充電電源7に接続して補助電源4を満充電まで急速充電することができる。 Further, the auxiliary power supply charging control circuit 6 is provided with a function of detecting the remaining battery level of the auxiliary power supply 4, and the discharge state of the auxiliary power supply 4 is monitored by this remaining battery level detection function. If it is further lowered, the illuminant of the display unit 8 may be blinked. In this way, the light emitter of the display unit 8 can be blinked when the remaining battery level of the auxiliary power supply 4 is lower than a predetermined value. The auxiliary power supply charging control circuit 6 can be connected to the external charging power supply 7 via an AC outlet (not shown) to quickly charge the auxiliary power supply 4 to full charge.

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。   Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. If the above effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.

さらに燃料電池発電部へ供給される液体燃料の気化成分においても、全て液体燃料の気化成分を供給してもよいが、一部が液体状態で供給される場合であっても本発明を適用することができる。   Further, the vaporized component of the liquid fuel supplied to the fuel cell power generation unit may be all supplied as the vaporized component of the liquid fuel, but the present invention is applied even when a part is supplied in the liquid state. be able to.

本発明の第1の実施の形態にかかる燃料電池システムの概略構成を示す図。1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施の形態の燃料電池本体を詳細に説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating in detail the fuel cell main body of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の燃料電池本体に用いられる燃料分配機構の斜視図。The perspective view of the fuel distribution mechanism used for the fuel cell main body of 1st Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…燃料電池本体、101…燃料電池発電部
102…燃料収容部、103…流路
104…ポンプ、105…燃料分配機構
2…DC/DCコンバータ、3…電子機器本体
4…補助電源、5…燃料供給制御回路
6…補助電源充電制御回路、601…充電状態検出部
7…外部充電電源、8…表示部
11…アノード触媒層、12…アノードガス拡散層
13…アノード、14…カソード触媒層
15…カソードガス拡散層、16…カソード
17…電解質膜、18…カバープレート
19…Oリング、21…燃料注入口
22…燃料排出口、23…燃料分配板
24…空隙部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell main body, 101 ... Fuel cell electric power generation part 102 ... Fuel accommodating part, 103 ... Flow path 104 ... Pump, 105 ... Fuel distribution mechanism 2 ... DC / DC converter, 3 ... Electronic equipment main body 4 ... Auxiliary power supply, 5 ... Fuel supply control circuit 6 ... Auxiliary power supply charge control circuit, 601 ... Charge state detection unit 7 ... External charging power source, 8 ... Display unit 11 ... Anode catalyst layer, 12 ... Anode gas diffusion layer 13 ... Anode, 14 ... Cathode catalyst layer 15 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Cathode gas diffusion layer, 16 ... Cathode 17 ... Electrolyte membrane, 18 ... Cover plate 19 ... O-ring, 21 ... Fuel injection port 22 ... Fuel discharge port, 23 ... Fuel distribution plate 24 ... Gap part

Claims (4)

起電部を構成する燃料電池発電部、液体燃料を収容する燃料収容部及び前記燃料収容部から前記燃料電池発電部への燃料の供給を制御する燃料供給制御手段を有する燃料電池本体と、
前記燃料電池本体の発電出力により充電されるとともに、前記燃料供給制御手段の駆動電源として用いられる二次電池からなる補助電源と、
前記補助電源に接続され、外部充電電源により前記補助電源を充電する補助電源充電制御手段と、
前記補助電源充電制御手段により前記補助電源が充電中であることを検出する充電状態検出手段と、
を具備し、
前記充電状態検出手段による前記補助電源が充電中であることの検出により前記燃料電池本体の発電を停止させることを特徴とする燃料電池システム。
Fuel cell power generation portion constituting the electromotive unit, a fuel cell body having a fuel supply control means for controlling the supply of fuel in the fuel receiving portion for accommodating the liquid fuel and from the fuel storage part to the fuel-cell power generation part,
While being charged by the power generation output of the fuel cell body, and auxiliary power supply comprising a secondary battery that is used as a driving power source of the fuel supply control means,
Connected to the auxiliary power supply, the auxiliary power supply charging control means for charging the auxiliary power supply by external charging power source,
Charge state detection means for detecting that the auxiliary power supply is being charged by the auxiliary power charge control means;
Equipped with,
A fuel cell system wherein the auxiliary power by the charging state detection means, characterized that you stop the power generation of the fuel cell main body by detection of being charged.
前記燃料電池本体は、前記充電状態検出手段による前記補助電源が充電中であることの検出により前記燃料供給制御手段による前記燃料電池発電部への液体燃料の供給を停止させることを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。 The fuel cell main body, wherein the auxiliary power source according to the charging state detection means to stop the supply of the liquid fuel to the fuel-cell power generation part due to the fuel supply control means by detecting the battery is charging claim 1 Symbol mounting the fuel cell system. 前記燃料供給制御手段は、前記液体燃料を前記燃料電池発電部に移送するためのポンプ又は前記燃料電池本体への前記液体燃料の供給を遮断可能にした燃料遮断バルブであることを特徴とする請求項2記載の燃料電池システム。 Wherein said fuel supply control means is a fuel shut-off valve in which the previous SL liquid fuel to enable cutting off the supply of the liquid fuel to the pump or the fuel cell body for transporting the fuel cell power generation unit claim 2 Symbol mounting the fuel cell system to. 請求項1乃至3のいずれかに記載の燃料電池システムを電源として使用した電子機器。 An electronic device using the fuel cell system according as the power source to any one of claims 1乃Itaru 3.
JP2007050139A 2007-02-28 2007-02-28 Fuel cell system and electronic device Expired - Fee Related JP5258203B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007050139A JP5258203B2 (en) 2007-02-28 2007-02-28 Fuel cell system and electronic device
PCT/JP2008/052984 WO2008105318A1 (en) 2007-02-28 2008-02-21 Fuel cell system and electronic apparatus
KR1020097014853A KR20090089477A (en) 2007-02-28 2008-02-21 Fuel cell system and electronic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007050139A JP5258203B2 (en) 2007-02-28 2007-02-28 Fuel cell system and electronic device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008218032A JP2008218032A (en) 2008-09-18
JP5258203B2 true JP5258203B2 (en) 2013-08-07

Family

ID=39721153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007050139A Expired - Fee Related JP5258203B2 (en) 2007-02-28 2007-02-28 Fuel cell system and electronic device

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5258203B2 (en)
KR (1) KR20090089477A (en)
WO (1) WO2008105318A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010033900A (en) * 2008-07-29 2010-02-12 Toshiba Corp Fuel cell system and electronic device
JP2010033901A (en) * 2008-07-29 2010-02-12 Toshiba Corp Fuel cell system and electronic equipment

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3354814B2 (en) * 1996-11-12 2002-12-09 三菱重工業株式会社 Hybrid power supply equipment for diving survey vessels
JP2002134149A (en) * 2000-10-24 2002-05-10 Matsushita Electric Works Ltd Fuel cell power generation system
JP3748434B2 (en) * 2002-06-12 2006-02-22 株式会社東芝 Direct methanol fuel cell system and fuel cartridge
JP2004146075A (en) * 2002-10-21 2004-05-20 Nissan Motor Co Ltd Power supply system for vehicle
JP2004253189A (en) * 2003-02-18 2004-09-09 Sony Corp Power supply device
JP2005135666A (en) * 2003-10-29 2005-05-26 Ebara Ballard Corp Fuel cell system
JP4821120B2 (en) * 2005-01-27 2011-11-24 株式会社エクォス・リサーチ Fuel cell system and operation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090089477A (en) 2009-08-21
WO2008105318A1 (en) 2008-09-04
JP2008218032A (en) 2008-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009087741A (en) Degradation detection device of fuel cell and fuel cell system
JP2008218236A (en) Fuel cell system and electronic equipment
WO2010013711A1 (en) Fuel cell system and electronic device
JP5258203B2 (en) Fuel cell system and electronic device
JP2010165601A (en) Fuel cell system, and electronic equipment
WO2010013709A1 (en) Fuel cell system, and electronic device
JP2010239701A (en) Fuel cell system and piezoelectric pumping device
JP5617218B2 (en) Fuel cell
JP2010238408A (en) Fuel cell system, and valve device
JP2010244919A (en) Fuel cell system, and control method therefor
WO2010013714A1 (en) Fuel cell system and charging device
JP5025288B2 (en) Fuel cell system and electronic device
JP2010033904A (en) Fuel cell system and electronic equipment
JP5556123B2 (en) Fuel cell system
WO2009139334A1 (en) Fuel cartridge and fuel cell system
JP2010033898A (en) Fuel cell system and electronic equipment
JP2010033899A (en) Fuel cell system and electronic device
JP2008218033A (en) Fuel cell system and electronic equipment
JP2011023198A (en) Fuel cell system and charging device
JP2011113912A (en) Fuel cell
JP2011023199A (en) Fuel cell system and charging device
JP2008218046A (en) Fuel cell
JP2008282626A (en) Fuel cell system and electronic equipment
JP2008243787A (en) Fuel cell system and control method
JP2009054466A (en) Electronic device, and fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100125

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120821

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121022

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130416

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130423

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160502

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5258203

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees