JP5895736B2 - ２次電池型燃料電池システム及びそれを備えた給電システム - Google Patents

Description

本発明は、発電動作だけでなく充電動作も行える２次電池型燃料電池システム及びそれを備えた給電システムに関する。

近年、携帯電話、携帯型情報端末、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型オーディオ、携帯型ビジュアル機器等の携帯用電子機器の多機能化、高性能化が進展するに伴い、その駆動用電池の大容量化に対する要求が高まってきている。従来、このような携帯用電子機器の駆動用電池としては、リチウム電池やニッカド電池が用いられているが、その容量は、限界に近づいており飛躍的な増大は望めない。そこで、リチウム電池やニッカド電池に代わりエネルギー密度が高く大容量化が可能な燃料電池の開発が盛んに行われている。

燃料電池は、水素と酸素から水を生成した際に電力を取り出すものであり、原理的に取り出せる電力エネルギーの効率が高いため、省エネルギーになるだけでなく、発電時の排出物が水のみであるため、環境に優れた発電方式であり、地球規模でのエネルギーや環境問題解決の切り札として期待されている。

このような燃料電池は、例えば、固体ポリマーイオン交換膜を用いた固体高分子電解質膜、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を用いた固体酸化物電解質膜等を燃料極（アノード）と酸化剤極（カソード）とで両側から挟み込んだものを１つのセル構成としている。そして、このような構成のセルには、燃料極に燃料ガス（例えば水素ガス）を供給する燃料ガス流路と、酸化剤極に酸化剤ガス（例えば酸素や空気）を供給する酸化剤ガス流路とが設けられ、これらの流路を介して燃料ガス、酸化剤ガスがそれぞれ燃料極、酸化剤極に供給されることにより発電が行われる。

ところが、外部から燃料が供給される燃料電池装置では、燃料（例えば水素）を供給するためのインフラ整備が必要である。

特開２００４−３５９５３６号公報（図２（ｂ））

そこで、このような問題に対応するため、水を分解して水素を発生する金属を水素の供給源として用いることが考えられる。水素を発生して酸化してしまった金属（高原子価金属酸化物）は、純金属又は低原子価金属酸化物に還元することで再び水素の供給源として用いることができる。

特許文献１においては、金属の酸化物を水素ガスで還元した際に発生する水蒸気と水素との混合気体を冷却して水を除去することが記載されているが、還元時に必要となるエネルギに関する記載はなく、還元効率は考慮されていない。

本発明は、上記の状況に鑑み、効率よく充電することができる２次電池型燃料電池システム及びそれを備えた給電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る２次電池型燃料電池システムは、化学反応によって燃料ガスを放出することができ、前記燃料ガスが生成される化学反応の逆反応によって再生可能な燃料発生部と、前記燃料発生部から供給される前記燃料ガスを用いて発電を行う発電機能及び前記燃料発生部の再生時に前記燃料発生部から供給される前記逆反応の生成物を電気分解する電気分解機能を有する発電・電気分解部とを備え、前記燃料発生部と前記発電・電気分解部との間で前記燃料ガスを含むガスを循環させるとともに、前記燃料発生部の再生時に、前記発電・電気分解部に外部から電力が供給される２次電池型燃料電池システムであって、前記燃料発生部の再生時に、前記発電・電気分解部に供給される電力を検出する電力検出部と、前記発電・電気分解部の電気分解を行う部分を加熱するためのヒータ部と、前記ヒータ部に供給される電力を、前記電力検出部による検出結果に基づいて制御する制御部とを備える構成とする。なお、前記発電・電気分解部は、例えば、前記燃料発生部から供給される前記燃料ガスを用いて発電を行う発電動作と、前記燃料発生部の再生時に前記燃料発生部から供給される前記逆反応の生成物を電気分解する電気分解動作とを切り替える燃料電池を備える構成であってもよく、また、例えば、前記燃料発生部から供給される前記燃料ガスを用いて発電を行う燃料電池と、前記燃料発生部の再生時に前記燃料発生部から供給される前記逆反応の生成物を電気分解する電気分解器とを別個に備える構成であってもよい。

このような構成によると、発電・電気分解部の電気分解反応自体で消費される電力に対するヒータ部の消費電力の比率が大きくなることを、ヒータ部に供給される電力の変動によって抑えることができるので、効率よく充電することができる。

また、前記発電・電気分解部の電気分解を行う部分の温度が所定値以上であるか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果が否である場合に、前記燃料発生部の再生を停止する再生停止部とを備えることが望ましい。

このような構成によると、発電・電気分解部の電気分解反応自体で消費される電力に対するヒータ部の消費電力の比率が任意に設定する上限値を越えることを確実に防止することができる。

さらに、前記ヒータ部に電力を供給するためのバッテリと、前記再生停止部が前記燃料発生部の再生を停止した場合に、前記発電・電気分解部に供給されていた電力を前記バッテリに供給するように切り替えるスイッチとを備えるようにしてもよい。

また、上記目的を達成するために本発明に係る給電システムは、上記いずれかの構成の２次電池型燃料電池システムと、自然エネルギーを用いて発電を行うとともに、前記２次電池型燃料電池システムの前記燃料発生部の再生時に、前記発電・電気分解部に電力を供給する発電設備とを備える構成とする。

本発明に係る２次電池型燃料電池システム及びそれを備えた給電システムによると、発電・電気分解部の電気分解反応自体で消費される電力に対するヒータ部の消費電力の比率が大きくなることを、ヒータ部に供給される電力の変動によって抑えることができるので、効率よく充電することができる。

本発明の一実施形態に係る給電システムの概略構成を示す図である。 ２次電池型燃料電池システムの発電動作時における固体酸化物燃料電池と外部負荷との接続関係を示す模式図である。 ２次電池型燃料電池システムの充電動作時における固体酸化物燃料電池と外部電源との接続関係を示す模式図である。 太陽光発電設備から燃料電池部に供給される電力及びバッテリからヒータ部に供給される電力の時間変化例を示す図である。 バッテリからヒータ部に供給される電力とヒータ部の温度との関係を示す図である。 電気分解を行っているときの燃料電池部の電流−電圧特性を示す図である。 燃料電池部の温度と電力損失との関係を示す図である。 太陽光発電設備から燃料電池部に供給される電力、バッテリからヒータ部に供給される電力、及び燃料電池部の電気分解反応自体で消費される電力の時間変化例を示す図である。 ２次電池型燃料電池システムの充電時におけるシステムコントローラが行う制御を示すフローチャートである。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。なお、本発明は、後述する実施形態に限られない。

本発明の一実施形態に係る給電システムの概略構成を図１に示す。本実施形態に係る給電システムは、本実施形態に係る２次電池型燃料電池システムと、太陽光エネルギーを用いて発電を行う太陽光発電設備１００とを備えており、外部負荷（不図示）への給電を本実施形態に係る２次電池型燃料電池システムと太陽光発電設備１００とのいずれかで行う。本実施形態に係る２次電池型燃料電池システムは、酸化反応により燃料ガスを発生し、還元反応により再生可能な燃料発生部１と、酸素を含む酸化剤と燃料発生部１から供給される燃料ガスとの反応により発電を行う燃料電池部２と、燃料電池部２を加熱するためのヒータ部３と、燃料電池部２の温度を検出する温度センサ４と、燃料発生部１を収容する容器５と、燃料電池部２、ヒータ部３、及び温度センサ４を収容する容器６と、燃料発生部１と燃料電池部２との間で燃料ガスを含むガスを循環させるための配管７と、２次電池型燃料電池システムの充電時に燃料電池部２に供給される電力を検出する電力検出部８と、ヒータ部３に電力を供給する例えばリチウムイオン２次電池や鉛蓄電池などのバッテリ９と、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力を検出するバッテリ出力検出部１０と、太陽光発電設備１００と燃料電池部２及びバッテリ９との接続状態を切り替えるためのスイッチ１１と、２次電池型燃料電池システム全体を制御する例えばマイクロコンピュータなどのシステムコントローラ１２とを備えている。なお、必要に応じて、配管７にブロアやポンプ等の循環器を設けてもよく、燃料発生部１の周辺に温度を調節するヒータ等を設けてもよい。また、本実施形態では、自然エネルギーを用いて発電を行う発電設備として、太陽光エネルギーを用いて発電を行う太陽光発電設備１００を用いているが、太陽光エネルギー以外の自然エネルギーを用いて発電を行う発電設備、例えば風力エネルギーを用いて発電を行う風力発電設備などを用いてもよい。

燃料発生部１としては、例えば、基材料（主成分）が鉄である微粒子圧縮体からなる燃料発生部を用いることができる。また、図１では、燃料電池部２の一例として、Ｏ^2-を透過する固体電解質２Ａを挟み、両側にそれぞれ燃料極２Ｂと酸化剤極２Ｃが形成されているＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly；膜・電極接合体）構造をなす固体酸化物燃料電池部を図示している。なお、図１では、ＭＥＡを１つだけ設けた構造を図示しているが、ＭＥＡを複数設けたり、さらに複数のＭＥＡを積層構造にしたりしてもよい。

２次電池型燃料電池システムの発電時に固体酸化物燃料電池は図２に示すように外部負荷２００に接続される。固体酸化物燃料電池では、２次電池型燃料電池システムの発電時に、燃料極２Ｂにおいて下記の（１）式の反応が起こる。
Ｈ₂＋Ｏ^2-→Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^- …（１）

上記の（１）式の反応によって生成された電子は、外部負荷２００を通って、酸化剤極２Ｃに到達し、酸化剤極２Ｃにおいて下記の（２）式の反応が起こる。
１／２Ｏ₂＋２ｅ^-→Ｏ^2- …（２）

そして、上記の（２）式の反応によって生成された酸素イオンは、固体電解質２Ａを通って、燃料極２Ｂに到達する。上記の一連の反応を繰り返すことにより、固体酸化物燃料電池が発電動作を行うことになる。また、上記の（１）式から分かるように、２次電池型燃料電池システムの発電動作時には、燃料極２Ｂ側においてＨ₂が消費されＨ₂Ｏが生成されることになる。

上記の（１）式及び（２）式より、２次電池型燃料電池システムの発電動作時における固体酸化物燃料電池での反応は下記の（３）式の通りになる。
Ｈ₂＋１／２Ｏ₂→Ｈ₂Ｏ …（３）

一方、基材料（主成分）が鉄である燃料発生部１は、下記の（４）式に示す酸化反応により、２次電池型燃料電池システムの発電時に燃料電池部２の燃料極２Ｂ側で生成されたＨ₂Ｏを消費してＨ₂を生成する。
３Ｆｅ＋４Ｈ₂Ｏ→Ｆｅ₃Ｏ₄＋４Ｈ₂ …（４）

上記の（４）式に示す鉄の酸化反応が進むと、鉄から酸化鉄への変化が進んで鉄残量が減っていくが、上記の（４）式の逆反応（還元反応）により、水素発生部１を再生することができ、２次電池型燃料電池システムを充電することができる。

２次電池型燃料電池システムの充電時に固体酸化物燃料電池は図３に示すように太陽光発電設備１００に接続される。固体酸化物燃料電池装置では、２次電池型燃料電池システムの充電時に、上記の（３）式の逆反応である下記の（５）式に示す電気分解反応が起こり、燃料極２Ｂ側においてＨ₂Ｏが消費されＨ₂が生成され、基材料（主成分）が鉄である燃料発生部１では、上記の（４）式に示す酸化反応の逆反応である下記（６）式に示す還元反応が起こり、燃料電池部２の燃料極２Ｂ側で生成されたＨ₂が消費されＨ₂Ｏが生成される。
Ｈ₂Ｏ→Ｈ₂＋１／２Ｏ₂ …（５）
Ｆｅ₃Ｏ₄＋４Ｈ₂→３Ｆｅ＋４Ｈ₂Ｏ …（６）

次に、２次電池型燃料電池システムの充電時におけるシステムコントローラ１２が行う制御について図１及び図３〜図９を参照して説明する。

２次電池型燃料電池システムの充電時に、システムコントローラ１２は、燃料電池部２と太陽光発電設備１００とが接続されるように、スイッチ１１を制御する。これにより、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に電力が供給される。そして、電力検出部６が太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力を検出し、システムコントローラ１２が電力検出部６の検出結果を収集する。

太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力は天候などによって変動する。以下、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力が時間経過に伴って図４に示す特性線ＣＬ１のように変化した場合を例に挙げて説明する。

太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力は、時間ｔ０の時点まではＷ１＿０であり、時間ｔ０の時点以降は一定の割合で減少し、時間ｔ１（＞ｔ０）の時点でＷ１＿１（＜Ｗ１＿０）である。

システムコントローラ１２は、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力を、電力検出部６の検出結果に基づいて制御する。具体的には、システムコントローラ１２は、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力が太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力よりも一定値だけ小さくなるように、バッテリ出力検出部１０の検出結果を監視しながらバッテリ９の出力を制御する。その結果、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力は、図４に示す特性線ＣＬ２のように変化し、時間ｔ０の時点まではＷ２＿０（＜Ｗ１＿０）となり、時間ｔ０の時点以降は一定の割合で減少し、時間ｔ１の時点でＷ２＿１（＜Ｗ２＿０）となる。

なお、バッテリ出力検出部１０を設けなくてもバッテリ９の出力を制御することは可能であるため、バッテリ出力検出部１０を設けない構成にしてもよい。また、図４に示す例では、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力が、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力の変化に応じて瞬時に変化しているが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、システムコントローラ１２が、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力の平均値を所定の期間毎に算出し、一つ前の所定の期間でのバッテリ９からヒータ部３に供給される電力の平均値に基づいて、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力を所定の期間中制御するようにしてもよい。いずれにしても、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力の減少に応じて、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力が減少する傾向でシステムコントローラ１２が制御を行うようにすればよい。

バッテリ９からヒータ部３に供給される電力とヒータ部３の温度（≒燃料電池部２の温度）との関係は図５に示すようになる。バッテリ９からヒータ部３に供給される電力がＷ２＿０のとき、ヒータ部３の温度はＴ０となり、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力がＷ２＿１のとき、ヒータ部３の温度はＴ１（＜Ｔ０）となる。

電気分解を行っているときの燃料電池部２の電流−電圧特性は図６に示すようになる。特性線ＣＬ３は燃料電池部２の温度がＴ０である場合の特性線であり、特性線ＣＬ４は燃料電池部２の温度がＴ０である場合の特性線である。図４に示す時間ｔ０の時点での燃料電池部２の電力損失Ｌ０、すなわち、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力がＷ１＿０であり、燃料電池部２の温度がＴ０である場合の電力損失Ｌ０は、図６中のＩ１＿０とΔＶ１＿０との積になる。また、図４に示す時間ｔ１の時点での燃料電池部２の電力損失Ｌ１、すなわち、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力がＷ１＿１であり、燃料電池部２の温度がＴ１である場合の電力損失Ｌ１は、図６中のＩ１＿１とΔＶ１＿１との積になる。

システムコントローラ１２が、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力を図４に示すように制御した場合、燃料電池部２の温度が低下すると、燃料電池部２の電力損失は図７に示すように指数関数的に増加する。このため、燃料電池部２の電気分解反応（上記（５）式の反応）自体で消費される電力、すなわち、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力から電力損失を引いた電力は、図８に示すような特性線ＣＬ５のように変化する。

したがって、システムコントローラ１２が、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力を図４に示すように制御した場合、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力を変動させない場合に比べて、燃料電池部２の電気分解反応自体で消費される電力に対するヒータ部３の消費電力の比率が大きくなることを抑えることができ、効率よく充電することができる。

なお、図８中の時間ｔ２の時点になると、燃料電池部２の電気分解反応自体で消費される電力とバッテリ９からヒータ部３に供給される電力とが等しくなる。図８に示すように、時間ｔ２の時点以降もシステムコントローラ１２が同様の制御を行うと、燃料電池部２の電気分解反応自体で消費される電力よりもバッテリ９からヒータ部３に供給される電力の方が大きくなる逆転現象が生じてしまう。

この逆転現象の発生を防止するため、２次電池型燃料電池システムの充電時に、システムコントローラ１２が、燃料電池部２の温度が時間ｔ２の時点における燃料電池部２の温度Ｔ２以上であるか否かを判定し、否と判定した場合に、太陽光発電設備１００とバッテリ９とが接続されるようにスイッチ１１を制御し、太陽光発電設備１００から供給される電力でバッテリ９を充電し、燃料電池部２に電力が供給されないようにしてシステムの充電を停止するようにすればよい。

したがって、２次電池型燃料電池システムの充電時におけるシステムコントローラ１２は、図９のフローチャートに示す制御を行う。

まず始めにシステムコントローラ１２は、２次電池型燃料電池システムの充電を行うか否かの判断を行う（ステップＳ１０）。２次電池型燃料電池システムの充電を行う場合としては、例えば、燃料発生部１の酸化度合いが閾値以上である場合と、太陽光発電設備１００の余剰電力がある場合とが考えられる。なお、燃料発生部１の酸化度合いを検出する方法としては、例えば燃料発生部１の重量変化に基づいて燃料発生部１の酸化度合いを検出する方法や、燃料発生部１が本実施形態のようにＦｅである場合に燃料発生部１の透磁率変化に基づいて燃料発生部１の酸化度合いを検出する方法などが考えられる。

システムコントローラ１２は、２次電池型燃料電池システムの充電を行うと判断した場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）、燃料電池部２と太陽光発電設備１００とが接続されるようにスイッチ１１を制御し（ステップＳ２０）、２次電池型燃料電池システムの充電を行わないと判断した場合（ステップＳ１０のＮＯ）、バッテリ９と太陽光発電設備１００とが接続されるようにスイッチ１１を制御する（ステップＳ３０）。

ステップＳ２０に続くステップＳ３０において、システムコントローラ１２は、燃料電池部２の温度Ｔ_FCが温度Ｔ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。

ステップＳ４０において燃料電池部２の温度Ｔ_FCが温度Ｔ２以上であると判定した場合（ステップＳ４０のＹＥＳ）、システムコントローラ１２は、ヒータ制御、すなわちバッテリ９からヒータ部３に供給される電力の制御を行う（ステップＳ５０）。このヒータ制御では、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力の減少に応じて、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力が減少する傾向にするとよい。

一方、ステップＳ４０において燃料電池部２の温度Ｔ_FCが温度Ｔ２以上でないと判定した場合（ステップＳ４０のＮＯ）、システムコントローラ１２は、バッテリ９と太陽光発電設備１００とが接続されるようにスイッチ１１を制御する（ステップＳ３０）。このとき、ヒータ部３はオフすればよい。

ステップＳ３０またはステップＳ５０に続くステップＳ６０において、２次電池型燃料電池システムの発電を行うか否かの判断を行う。２次電池型燃料電池システムの発電を行う場合としては、例えば、太陽光発電設備１００の発電電力が外部負荷の必要とする電力未満である場合が考えられる。

システムコントローラ１２は、２次電池型燃料電池システムの放電を行わないと判断した場合（ステップＳ６０のＮＯ）、ステップＳ１０に戻り、２次電池型燃料電池システムの発電を行うと判断した場合（ステップＳ６０のＹＥＳ）、２次電池型燃料電池システムの充電時における制御を終了する。

なお、本実施形態において、システムコントローラ１２は、燃料電池部２の温度が所定値以上でないと判定した場合に、太陽光発電設備１００とバッテリ９とが接続されるようにスイッチ１１を制御し、太陽光発電設備１００から供給される電力でバッテリ９を充電するが、例えばバッテリ９が満充電であるとき等に、太陽光発電設備１００から供給される電力を、２次電池型燃料電池システム以外の他の電気機器や電気設備で用いるようにしてもよい。

また、本実施形態において、システムコントローラ１２は、燃料電池部２の温度が所定値以上であるか否かの判定を行うときに、温度センサ４の検出結果を用いて燃料電池部２の温度を認識するが、本発明はこれに限定されることはない。例えばシステムコントローラ１２自身が、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力を把握しているので、温度センサ４を設けずに、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力に基づいて燃料電池部２の温度を推定するようにしてもよい（図５参照）。すなわち、図９のステップＳ４０を、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力が所定値以上であるか否かの判定を行うステップに変更してもよい。また、例えば本実施形態の制御においては、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力と、バッテリ９からヒータ部３に供給される電力と、燃料電池部２の温度とが関連付けられているので、温度センサ４を設けずに、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力に基づいて燃料電池部２の温度を推定するようにしてもよい。特に、太陽光発電設備１００の発電電力が全て燃料電池部２に供給される場合には、太陽光発電設備１００の発電電力に基づいて燃料電池部２の温度を推定するとよい。すなわち、図９のステップＳ４０を、太陽光発電設備１００から燃料電池部２に供給される電力が所定値以上であるか否かの判定を行うステップ、又は、太陽光発電設備１００の発電電力が所定値以上であるか否かの判定を行うステップに変更してもよい。

上述した実施形態においては、燃料電池部２の電解質膜２Ａとして固体酸化物電解質を用いて、発電の際に燃料極２Ｂ側で水を発生させるようにする。この構成によれば、燃料発生部１が設けられた側で水を発生するため、装置の簡素化や小型化に有利である。一方、特開２００９−９９４９１号公報に開示された燃料電池のように、燃料電池部２の電解質膜２Ａとして水素イオンを通す固体高分子電解質を用いることも可能である。但し、この場合には、発電の際に燃料電池部２の酸化剤極である酸化剤極２Ｃ側で水が発生されることになるため、この水を燃料発生部１に伝搬する流路を設ければよい。また、上述した実施形態では、１つの燃料電池部２が発電も水の電気分解も行っているが、燃料電池（例えば発電専用の固体酸化物燃料電池）と水の電気分解器（例えば水の電気分解専用の固体酸化物燃料電池）が燃料発生部１に対してガス流路上並列に接続される構成にしてもよい。

また、上述した実施形態では、燃料発生部１と燃料電池部２とを別々の容器に収容したが、同一の容器に収容しても構わない。

また、上述した実施形態では、燃料電池部２の燃料ガスを水素にしているが、一酸化炭素や炭化水素など水素以外の還元性ガスを燃料電池部２の燃料ガスとして用いても構わない。

また、上述した実施形態では、ヒータ部２に電力を供給する電源としてバッテリ９を用いたが、商用交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータなどの他の電源を用いても構わない。太陽光発電設備１００などの自然エネルギーを用いて発電を行う発電設備の余剰電力がある場合には、当該発電設備からヒータ部２に電力を供給するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、図９のステップＳ４０における判定基準値を温度Ｔ２に設定しているが、温度Ｔ２は燃料電池部２の電気分解反応自体で消費される電力、すなわち充電によって２次電池型燃料電池システムに蓄えられる電力よりもバッテリ９からヒータ部３に供給される電力の方が大きくなる逆転現象が発生するか否かの境界温度であるため、図９のステップＳ４０における判定基準値を温度Ｔ２より高い値に設定し、上記逆転現象の発生に対する裕度を持たせてもよい。

１ 燃料発生部
２ 燃料電池部
２Ａ 電解質膜
２Ｂ 燃料極
２Ｃ 酸化剤極
３ ヒータ部
４ 温度センサ
５、６ 容器
７ 配管
８ 電力検出部
９ バッテリ
１０ バッテリ出力検出部
１１ スイッチ
１２ システムコントローラ
１００ 太陽光発電設備
２００ 外部負荷

Claims (3)

1. 化学反応によって燃料ガスを放出することができ、前記燃料ガスが生成される化学反応の逆反応によって再生可能な燃料発生部と、
   前記燃料発生部から供給される前記燃料ガスを用いて発電を行う発電機能及び前記燃料発生部の再生時に前記燃料発生部から供給される前記逆反応の生成物を電気分解する電気分解機能を有する発電・電気分解部とを備え、
   前記燃料発生部と前記発電・電気分解部との間で前記燃料ガスを含むガスを循環させるとともに、
   前記燃料発生部の再生時に、前記発電・電気分解部に外部から電力が供給される２次電池型燃料電池システムであって、
   前記燃料発生部の再生時に、前記発電・電気分解部に供給される電力を検出する電力検出部と、
   前記発電・電気分解部の電気分解を行う部分を加熱するためのヒータ部と、
   前記ヒータ部に供給される電力を、前記電力検出部による検出結果に基づいて制御する制御部と、
   前記発電・電気分解部の電気分解を行う部分の温度が所定値以上であるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部による判定結果が否である場合に、前記燃料発生部の再生及び前記ヒータ部の駆動を停止する停止部とを備え、
   前記制御部は、前記発電・電気分解部に供給される電力の減少に応じて前記ヒータ部に供給される電力が減少する傾向で前記ヒータ部に供給される電力を制御することを特徴とする２次電池型燃料電池システム。
2. 前記ヒータ部に電力を供給するためのバッテリと、
   前記停止部が前記燃料発生部の再生を停止した場合に、前記発電・電気分解部に供給されていた電力を前記バッテリに供給するように切り替えるスイッチとを備えることを特徴とする請求項１に記載の２次電池型燃料電池システム。
3. 請求項１又は２に記載の２次電池型燃料電池システムと、
   自然エネルギーを用いて発電を行うとともに、前記２次電池型燃料電池システムの前記燃料発生部の再生時に、前記発電・電気分解部に電力を供給する発電設備とを備えたことを特徴とする発電システム。