JPH06310166A - 可搬式燃料電池電源 - Google Patents
可搬式燃料電池電源Info
- Publication number
- JPH06310166A JPH06310166A JP5102582A JP10258293A JPH06310166A JP H06310166 A JPH06310166 A JP H06310166A JP 5102582 A JP5102582 A JP 5102582A JP 10258293 A JP10258293 A JP 10258293A JP H06310166 A JPH06310166 A JP H06310166A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- cylinder
- methanol
- fuel cell
- hydrogen
- Prior art date
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ランニングコストが安く、且つ、燃料ボンベ
の運搬・保管等が容易である非常に優れた可搬式燃料電
池電源を提供することを目的とする。 【構成】 保存及び運搬に制約を受けない所定濃度未満
のメタノール水溶液を高圧で封入した燃料ボンベ1と、
この燃料ボンベ1から噴出されるメタノール水溶液を水
素主成分ガスに改質する燃料改質装置2と、この水素主
成分ガスを燃料として発電作用を行う電池スタック3
と、これら燃料ボンベ1,燃料改質装置2及び電池スタ
ック3を収容する筺体5とから成り、且つ、前記燃料ボ
ンベ1は燃料改質装置2に対して着脱自在に接続される
ことを特徴とする。
の運搬・保管等が容易である非常に優れた可搬式燃料電
池電源を提供することを目的とする。 【構成】 保存及び運搬に制約を受けない所定濃度未満
のメタノール水溶液を高圧で封入した燃料ボンベ1と、
この燃料ボンベ1から噴出されるメタノール水溶液を水
素主成分ガスに改質する燃料改質装置2と、この水素主
成分ガスを燃料として発電作用を行う電池スタック3
と、これら燃料ボンベ1,燃料改質装置2及び電池スタ
ック3を収容する筺体5とから成り、且つ、前記燃料ボ
ンベ1は燃料改質装置2に対して着脱自在に接続される
ことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は可搬式燃料電池電源に関
し、詳しくは電池スタックへの燃料供給構造の改良に関
する。
し、詳しくは電池スタックへの燃料供給構造の改良に関
する。
【0002】
【従来の技術】燃料電池は天然ガス,メタノール,石炭
ガス等の燃料を改質して得られる水素と,空気中の酸素
とから電気エネルギーを得る装置であり、高い発電効率
を得ることができる。そのため、宇宙用から自動車用ま
で、大規模発電から小規模発電まで、種々の用途に使用
できる将来有望な新しい発電システムとして注目されて
いる。特に、近年では出力数100W程度の小型燃料電
池を使用した小規模電源が、移動通信用,建築・土木工
事用等の可搬式電源として実用化されつつある。
ガス等の燃料を改質して得られる水素と,空気中の酸素
とから電気エネルギーを得る装置であり、高い発電効率
を得ることができる。そのため、宇宙用から自動車用ま
で、大規模発電から小規模発電まで、種々の用途に使用
できる将来有望な新しい発電システムとして注目されて
いる。特に、近年では出力数100W程度の小型燃料電
池を使用した小規模電源が、移動通信用,建築・土木工
事用等の可搬式電源として実用化されつつある。
【0003】ところで、燃料電池発電を行うためには、
燃料電池(アノード)に水素を供給する必要がある。そ
こで、可搬式電源においては、水素を吸蔵,放出する水
素吸蔵合金を充填したボンベ(以下、「MHボンベ」と
称する。)を用意し、燃料電池から排出される高温の排
ガスを前記MHボンベ周辺に導入してMHボンベの温度
や圧力を上昇させ、この際水素吸蔵合金が放出する水素
をアノードに供給することによって発電を行っていた。
燃料電池(アノード)に水素を供給する必要がある。そ
こで、可搬式電源においては、水素を吸蔵,放出する水
素吸蔵合金を充填したボンベ(以下、「MHボンベ」と
称する。)を用意し、燃料電池から排出される高温の排
ガスを前記MHボンベ周辺に導入してMHボンベの温度
や圧力を上昇させ、この際水素吸蔵合金が放出する水素
をアノードに供給することによって発電を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
可搬式電源は、持ち運んで使用する関係上、軽量で、且
つ、小型であることが望ましいので、ケース内に収納す
るMHボンベの大きさにも制約があり、通常1本のMH
ボンベでは1時間程度しか発電を行うことができなかっ
た。したがって、更に長時間発電を行いたい場合には、
電源と共に予備のMHボンベを複数本持ち運ぶ必要があ
る。しかしながら、水素を充填したMHボンベの運搬や
保管には、法律上の種々の制約がある。そのため、特に
キャンプ場等の野外で電源を使用する場合には、MHボ
ンベの運搬や保管等がいっそう困難であり、長時間発電
を行わせるのは事実上困難である。
可搬式電源は、持ち運んで使用する関係上、軽量で、且
つ、小型であることが望ましいので、ケース内に収納す
るMHボンベの大きさにも制約があり、通常1本のMH
ボンベでは1時間程度しか発電を行うことができなかっ
た。したがって、更に長時間発電を行いたい場合には、
電源と共に予備のMHボンベを複数本持ち運ぶ必要があ
る。しかしながら、水素を充填したMHボンベの運搬や
保管には、法律上の種々の制約がある。そのため、特に
キャンプ場等の野外で電源を使用する場合には、MHボ
ンベの運搬や保管等がいっそう困難であり、長時間発電
を行わせるのは事実上困難である。
【0005】加えて、水素吸蔵合金は他の燃料に比べて
高価であるので、ランニングコストが非常に高くなると
いう問題もある。本発明は上記課題に鑑みてなされたも
のであり、ランニングコストが安く、且つ、燃料ボンベ
の運搬・保管等が容易である非常に優れた可搬式燃料電
池電源を提供することを目的とする。
高価であるので、ランニングコストが非常に高くなると
いう問題もある。本発明は上記課題に鑑みてなされたも
のであり、ランニングコストが安く、且つ、燃料ボンベ
の運搬・保管等が容易である非常に優れた可搬式燃料電
池電源を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、以下のことを特徴とする。 保存及び運搬に制約を受けない所定濃度未満のメタ
ノール水溶液を高圧で封入した燃料ボンベと、この燃料
ボンベから噴出されるメタノール水溶液を水素主成分ガ
スに改質する燃料改質装置と、この水素主成分ガスを燃
料として発電作用を行う電池スタックと、これら燃料ボ
ンベ,燃料改質装置及び電池スタックを収容する筺体と
から成り、且つ、前記燃料ボンベは燃料改質装置に対し
て着脱自在に接続されることを特徴とする。 上記燃料ボンベに封入される噴射剤は、窒素,ジメ
チルエーテル及び炭酸ガスから成る群から選択されるこ
とを特徴とする。
するため、以下のことを特徴とする。 保存及び運搬に制約を受けない所定濃度未満のメタ
ノール水溶液を高圧で封入した燃料ボンベと、この燃料
ボンベから噴出されるメタノール水溶液を水素主成分ガ
スに改質する燃料改質装置と、この水素主成分ガスを燃
料として発電作用を行う電池スタックと、これら燃料ボ
ンベ,燃料改質装置及び電池スタックを収容する筺体と
から成り、且つ、前記燃料ボンベは燃料改質装置に対し
て着脱自在に接続されることを特徴とする。 上記燃料ボンベに封入される噴射剤は、窒素,ジメ
チルエーテル及び炭酸ガスから成る群から選択されるこ
とを特徴とする。
【0007】
【作用】メタノールは天然ガス,重軽油,石炭等から得
られ、主に化学工業の原料に使われていて比較的安価な
燃料である。したがって、本発明のように水素吸蔵合金
に代えてメタノールを使用すれば、ランニングコストが
従来よりも大幅に安くなる。ここで、メタノールを燃料
源として使用する場合には、燃料改質装置によってメタ
ノールを水素主成分ガスに改質する必要があり、その
際、メタノール貯蔵タンクからメタノールを汲み上げて
燃料改質装置に供給するためのポンプ等が必要になる。
ところが、移動通信用,建築・土木工事用等として使用
する可搬式電源においては、ポンプ等を設けることは電
源が大型化し重量も重たくなり、また、ポンプ等を駆動
するためのエネルギー源を確保するのも困難であるの
で、実現性に乏しい。しかしながら、本発明によれば、
メタノールは高圧で封入したボンベ(いわゆる、エアゾ
ールボンベ)内に充填されているので、ポンプ等で吸引
することなく極めて容易にメタノールを燃料改質装置に
供給(噴出)することができる。また、燃料タンクは燃
料改質装置に対して、着脱自在に接続されているので、
燃料タンクを交換する際の作業性が向上する。
られ、主に化学工業の原料に使われていて比較的安価な
燃料である。したがって、本発明のように水素吸蔵合金
に代えてメタノールを使用すれば、ランニングコストが
従来よりも大幅に安くなる。ここで、メタノールを燃料
源として使用する場合には、燃料改質装置によってメタ
ノールを水素主成分ガスに改質する必要があり、その
際、メタノール貯蔵タンクからメタノールを汲み上げて
燃料改質装置に供給するためのポンプ等が必要になる。
ところが、移動通信用,建築・土木工事用等として使用
する可搬式電源においては、ポンプ等を設けることは電
源が大型化し重量も重たくなり、また、ポンプ等を駆動
するためのエネルギー源を確保するのも困難であるの
で、実現性に乏しい。しかしながら、本発明によれば、
メタノールは高圧で封入したボンベ(いわゆる、エアゾ
ールボンベ)内に充填されているので、ポンプ等で吸引
することなく極めて容易にメタノールを燃料改質装置に
供給(噴出)することができる。また、燃料タンクは燃
料改質装置に対して、着脱自在に接続されているので、
燃料タンクを交換する際の作業性が向上する。
【0008】加えて、メタノール水溶液を充填した燃料
ボンベは、水素吸蔵合金を充填したMHボンベよりも、
はるかに重量が軽いので、複数本運搬する場合でも、持
ち運びが非常に容易である。したがって、キャンプ場等
の野外で電源を使用する場合でも、燃料タンクの運搬や
保管等が非常に容易になる。
ボンベは、水素吸蔵合金を充填したMHボンベよりも、
はるかに重量が軽いので、複数本運搬する場合でも、持
ち運びが非常に容易である。したがって、キャンプ場等
の野外で電源を使用する場合でも、燃料タンクの運搬や
保管等が非常に容易になる。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る可搬式燃料電
池電源を使用した充電スタンドの概略斜視図であり、6
0wt%未満のメタノール水溶液を高圧下(6kg/cm2
以下)、窒素で封入した燃料ボンベ(以下、「エアゾー
ルボンベ」と称する。)1と、このエアゾールボンベ1
から噴出されるメタノールを水素主成分ガスに改質する
リフォーマ2と、この水素主成分ガスを燃料として発電
作用を行う電池スタック3と、主に充電動作を司る制御
装置4と、前記エアゾールボンベ1から噴出されるメタ
ノールをリフォーマ2に供給するためのメタノール配管
6とから主に構成されており、これらの機器類は略長方
形状の筺体5内に収容されている。また、図示しない
が、該筺体5内にはDC/DCコンバータや,制御装置
4及びDC/DCコンバータを駆動するための起動用二
次電池や,充電用二次電池(例えば、カメラのバッテリ
ー等)の残圧を検出する電圧センサや,電磁リレー等も
収容されている。ここで、メタノール水溶液の濃度は6
0wt%未満に規定されているので、エアゾールボンベ
1の運搬や保管等の際に法律上の制約を受けることがな
い。
池電源を使用した充電スタンドの概略斜視図であり、6
0wt%未満のメタノール水溶液を高圧下(6kg/cm2
以下)、窒素で封入した燃料ボンベ(以下、「エアゾー
ルボンベ」と称する。)1と、このエアゾールボンベ1
から噴出されるメタノールを水素主成分ガスに改質する
リフォーマ2と、この水素主成分ガスを燃料として発電
作用を行う電池スタック3と、主に充電動作を司る制御
装置4と、前記エアゾールボンベ1から噴出されるメタ
ノールをリフォーマ2に供給するためのメタノール配管
6とから主に構成されており、これらの機器類は略長方
形状の筺体5内に収容されている。また、図示しない
が、該筺体5内にはDC/DCコンバータや,制御装置
4及びDC/DCコンバータを駆動するための起動用二
次電池や,充電用二次電池(例えば、カメラのバッテリ
ー等)の残圧を検出する電圧センサや,電磁リレー等も
収容されている。ここで、メタノール水溶液の濃度は6
0wt%未満に規定されているので、エアゾールボンベ
1の運搬や保管等の際に法律上の制約を受けることがな
い。
【0010】前記筺体5の上面であって略中央部には、
充電用二次電池を装着するための装着部9が形成されて
おり、該装着部9には充電用端子7及び起動スイッチ8
が設けられている。また、該筺体5の上面であって前記
該装着部9が形成される他の領域には、エアゾールボン
ベ1の出し入れを行うため蓋体10が開閉自在に取り付
けられている。
充電用二次電池を装着するための装着部9が形成されて
おり、該装着部9には充電用端子7及び起動スイッチ8
が設けられている。また、該筺体5の上面であって前記
該装着部9が形成される他の領域には、エアゾールボン
ベ1の出し入れを行うため蓋体10が開閉自在に取り付
けられている。
【0011】図2及び図3は、図1におけるエアゾール
ボンベ1とメタノール配管6との接続部分Aの拡大図で
あり、該エアゾールボンベ1とメタノール配管6とは、
エアゾールボンベ1の先端に取り付けたクイックコネク
タ11と,メタノール配管との端部に取り付けたクイッ
クコネクタ12とを介して接続されている。エアゾール
ボンベ1の装着は、図2に示すように、エアゾールボン
ベ1側のコネクタ11をメタノール配管6側のコネクタ
12に押し込むことにより行われる。また、エアゾール
ボンベ1の脱着は、図3に示すように、メタノール配管
6側のクイックコネクタ12の端部12aを下方に押圧
することにより行われる。このように、エアゾールボン
ベ1は、メタノール配管6に対して着脱自在な構成にな
っている。
ボンベ1とメタノール配管6との接続部分Aの拡大図で
あり、該エアゾールボンベ1とメタノール配管6とは、
エアゾールボンベ1の先端に取り付けたクイックコネク
タ11と,メタノール配管との端部に取り付けたクイッ
クコネクタ12とを介して接続されている。エアゾール
ボンベ1の装着は、図2に示すように、エアゾールボン
ベ1側のコネクタ11をメタノール配管6側のコネクタ
12に押し込むことにより行われる。また、エアゾール
ボンベ1の脱着は、図3に示すように、メタノール配管
6側のクイックコネクタ12の端部12aを下方に押圧
することにより行われる。このように、エアゾールボン
ベ1は、メタノール配管6に対して着脱自在な構成にな
っている。
【0012】以下、上記の如く構成された充電スタンド
の発電動作及び充電動作について具体的に説明する。最
初に、電池スタック3の発電動作について説明する。先
ず、図2に示した手順でエアゾールボンベ1側のコネク
タ11をメタノール配管6側のコネクタ12に押し込
み、エアゾールボンベ1をリフォーマ2に装着する。次
に、筺体5の装着部9に充電用二次電池、例えばカメラ
のバッテリーを装着する。すると、装着部9に設けた起
動スイッチ8が前記バッテリーに押圧されてONにな
り、起動用二次電池が駆動し、これによって制御装置4
が駆動する。続いて、リフォーマ2内のリフォーマ昇温
用バーナ(図示せず)及び電池スタック3内の電池昇温
用バーナ(図示せず)が着火し、リフォーマ2及び電池
スタック3が昇温される。やがて、リフォーマ2の温度
が約250℃になると改質反応が開始され、エアゾール
ボンベ1から供給(噴出)されるメタノールが水素主成
分ガスに改質される。そして、電池スタックの温度が約
150℃になると、前記リフォーマ2から電池スタック
3に水素主成分ガスが供給され、発電が開始される。
の発電動作及び充電動作について具体的に説明する。最
初に、電池スタック3の発電動作について説明する。先
ず、図2に示した手順でエアゾールボンベ1側のコネク
タ11をメタノール配管6側のコネクタ12に押し込
み、エアゾールボンベ1をリフォーマ2に装着する。次
に、筺体5の装着部9に充電用二次電池、例えばカメラ
のバッテリーを装着する。すると、装着部9に設けた起
動スイッチ8が前記バッテリーに押圧されてONにな
り、起動用二次電池が駆動し、これによって制御装置4
が駆動する。続いて、リフォーマ2内のリフォーマ昇温
用バーナ(図示せず)及び電池スタック3内の電池昇温
用バーナ(図示せず)が着火し、リフォーマ2及び電池
スタック3が昇温される。やがて、リフォーマ2の温度
が約250℃になると改質反応が開始され、エアゾール
ボンベ1から供給(噴出)されるメタノールが水素主成
分ガスに改質される。そして、電池スタックの温度が約
150℃になると、前記リフォーマ2から電池スタック
3に水素主成分ガスが供給され、発電が開始される。
【0013】次に、バッテリーの充電動作について、図
4の電気接続図を用いて説明する。先ず、充電スタンド
の充電用端子7とバッテリー13の充電用端子(図示せ
ず)とが接続されると、電圧センサ14によってバッテ
リー13の残圧が検出され、この検出結果が制御装置4
に送信される()。一方、DC/DCコンバータ15
によって電池スタック3の出力電圧及び出力電流が検出
され、この検出結果が制御装置4に送信される()。
次に、これらの検出結果に基づいて、電池スタック3か
らどれだけの電圧を取り出すかを設定し、この設定電圧
をDC/DCコンバータ15に送信する()と共に電
磁リレー16がONになり()、バッテリー13の充
電が開始される。やがて、パッテリー13の容量が満充
電になると、電磁リレーを16をOFFにしてバッテリ
ー13の充電を終了する。 〔その他の事項〕上記実施例においては、窒素を用いて
メタノール水溶液をエアゾールボンベ1に封入したが、
ジメチルエーテル(DME)や炭酸ガス等で封入するこ
とも可能である。
4の電気接続図を用いて説明する。先ず、充電スタンド
の充電用端子7とバッテリー13の充電用端子(図示せ
ず)とが接続されると、電圧センサ14によってバッテ
リー13の残圧が検出され、この検出結果が制御装置4
に送信される()。一方、DC/DCコンバータ15
によって電池スタック3の出力電圧及び出力電流が検出
され、この検出結果が制御装置4に送信される()。
次に、これらの検出結果に基づいて、電池スタック3か
らどれだけの電圧を取り出すかを設定し、この設定電圧
をDC/DCコンバータ15に送信する()と共に電
磁リレー16がONになり()、バッテリー13の充
電が開始される。やがて、パッテリー13の容量が満充
電になると、電磁リレーを16をOFFにしてバッテリ
ー13の充電を終了する。 〔その他の事項〕上記実施例においては、窒素を用いて
メタノール水溶液をエアゾールボンベ1に封入したが、
ジメチルエーテル(DME)や炭酸ガス等で封入するこ
とも可能である。
【0014】
【発明の効果】以上の本発明によれば、燃料源の転換を
図ることにより、ランニングコストの低減を図ることが
できる。また、本発明によれば、メタノールは高圧で封
入したボンベ(いわゆる、エアゾールボンベ)内に充填
されているので、ポンプ等で吸引することなく極めて容
易にメタノールを燃料改質装置に供給(噴出)すること
ができる。また、燃料タンクは燃料改質装置に対して、
着脱自在に接続されているので、燃料タンクを交換する
際の作業性が向上する。
図ることにより、ランニングコストの低減を図ることが
できる。また、本発明によれば、メタノールは高圧で封
入したボンベ(いわゆる、エアゾールボンベ)内に充填
されているので、ポンプ等で吸引することなく極めて容
易にメタノールを燃料改質装置に供給(噴出)すること
ができる。また、燃料タンクは燃料改質装置に対して、
着脱自在に接続されているので、燃料タンクを交換する
際の作業性が向上する。
【0015】更に、メタノール水溶液を充填した燃料ボ
ンベは、水素吸蔵合金を充填したMHボンベよりも、は
るかに重量が軽いので、複数本運搬する場合でも、持ち
運びが非常に容易である。したがって、キャンプ場等の
野外で電源を使用する場合でも、燃料タンクの運搬や保
管等が非常に容易になる。
ンベは、水素吸蔵合金を充填したMHボンベよりも、は
るかに重量が軽いので、複数本運搬する場合でも、持ち
運びが非常に容易である。したがって、キャンプ場等の
野外で電源を使用する場合でも、燃料タンクの運搬や保
管等が非常に容易になる。
【図1】本発明の一実施例に係る可搬式燃料電池電源を
使用した充電スタンドの概略斜視図である。
使用した充電スタンドの概略斜視図である。
【図2】エアゾールボンベとメタノール配管との接続部
分Aを示す拡大図である。
分Aを示す拡大図である。
【図3】エアゾールボンベとメタノール配管との接続部
分Aを示す拡大図である。
分Aを示す拡大図である。
【図4】充電スタンドとバッテリーとの電気的接続を示
す図である。
す図である。
1 エアゾールボンベ 2 リフォーマ 3 電池スタック 5 筺体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田島 収 守口市京阪本通2丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 小田 勝也 守口市京阪本通2丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 園▲ざき▼ 勉 守口市京阪本通2丁目18番地 三洋電機株 式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 保存及び運搬に制約を受けない所定濃度
未満のメタノール水溶液を高圧で封入した燃料ボンベ
と、 この燃料ボンベから噴出されるメタノール水溶液を水素
主成分ガスに改質する燃料改質装置と、 この水素主成分ガスを燃料として発電作用を行う電池ス
タックと、 これら燃料ボンベ,燃料改質装置及び電池スタックを収
容する筺体と、 から成り、且つ、前記燃料ボンベは燃料改質装置に対し
て着脱自在に接続されることを特徴とする可搬式燃料電
池電源。 - 【請求項2】 上記燃料ボンベに封入される噴射剤は、
窒素,ジメチルエーテル及び炭酸ガスから成る群から選
択されることを特徴とする請求項1記載の可搬式燃料電
池電源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5102582A JPH06310166A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 可搬式燃料電池電源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5102582A JPH06310166A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 可搬式燃料電池電源 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06310166A true JPH06310166A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14331229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5102582A Pending JPH06310166A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 可搬式燃料電池電源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06310166A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0959512A1 (en) * | 1996-07-02 | 1999-11-24 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Fuel-cell power generating system |
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1993
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