KR101285997B1 - 연료 전지 시스템의 운전 방법 및 연료 전지 시스템 - Google Patents

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후미하루 이와사키
가즈타카 유즈리하라
츠네아키 다마치
다카후미 사라타
도루 오자키
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Abstract

연료 전지와, 연료 전지에 연료를 공급하는 연료 공급기와, 에너지의 충방전이 가능한 축전기와, 연료 전지 및 축전기의 출력과 상기 연료 공급기를 제어하는 제어 회로로 이루어지고, 외부 부하에 전력을 공급하는 연료 전지 전원 시스템에 있어서, 연료 공급기를 정지한 후에, 연료 전지내에 잔존하는 연료를 제거하고, 연료 전지 시스템의 안전성의 향상과 연료 전지의 열화를 저감한 연료 전지 전원 시스템의 운전 방법 및 연료 전지 시스템을 제공한다. 외부 부하 및 연료 전지 시스템 내부에의 전력 공급의 초기는 상기 축전기로부터 전력을 공급하고, 외부 부하가 정지후에 연료 전지 시스템 내부에 잔존하는 연료를 이용해 연료 전지를 발전시켜 연료 전지로부터 빼내는 출력을 이용해 축전기를 충전한다.

Description

연료 전지 시스템의 운전 방법 및 연료 전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM OPERATION METHOD AND FUEL CELL SYSTEM}
본 발명은, 전원으로서 연료 전지를 이용한 연료 전지 시스템과 그 운전 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대전화로 대표되는 휴대 기기의 소비 전력은, 기기의 고기능화에 따라 증가 일로를 걷고 있고, 전원 용량의 향상이 큰 과제로 되어 있다. 최근, 고 에너지 밀도인 소형 에너지원으로서, 연료 전지가 주목받고 있다. 이 연료 전지는, 전해질을 2종류의 전극이 끼고 있다. 연료극에서 수소, 혹은 메탄올 등의 연료를 산화하고, 산소극에서 대기중의 산소를 환원함으로써, 전기를 발생시킨다. 연료 전지 중에서도 고체 고분자형 연료 전지는, 실온 부근에서의 발전이 가능한 것과, 출력 밀도가 높아 소형화가 가능하므로, 휴대 기기용의 전원으로서 응용이 기대되고 있다.
그러나, 고체 고분자형 연료 전지의 발전을 정지한 후, 연료 전지 내부의 잔존 연료를 연료 전지로부터 제거하지 않고 방치해 두면 다양한 문제가 발생한다.
예를 들면 연료로서 메탄올을 이용하는 경우는, 전해질막의 팽윤에 의한 막의 열화, 메탄올 연료의 크로스 오버에 의한 연료의 소비 등의 문제, 연료로서 수 소를 이용하는 경우는, 수소 누설이나, 수소 누설에 따른 폭발의 위험성 등의 문제가 있다.
이 문제에 대해, 연료 전지내에 잔존하는 연료를 연료 전지로 발전하여 히터나 저항기 등의 부하로 소비함으로써, 연료 전지 내부의 연료를 제거하는 방법 등이 알려져 있다.
그러나, 이 방법에서는, 연료의 유효 이용율이 저감하여 연료 전지 시스템의 에너지 밀도가 저하한다는 과제가 있다.
연료 공급기에 접속된 연료 전지와, 축전기와, 상기 연료 전지 및 상기 축전기에 접속된 콘트롤 유닛을 구비한 연료 전지 시스템의 운전 방법으로서, 상기 연료 전지 시스템의 기동 시에, 상기 축전기로부터 상기 콘트롤 유닛 및 상기 콘트롤 유닛에 접속된 외부 부하에 전력을 공급 개시하는 공정과, 상기 축전기의 방전량을 검출하는 공정과, 상기 축전기의 방전량이, 소정의 값에 도달한 경우, 상기 연료 전지에 상기 연료 공급기로부터 연료의 공급을 개시하는 공정과, 상기 연료 전지로부터 상기 콘트롤 유닛에의 전력의 공급을 개시하고, 상기 축전기로부터 상기 콘트롤 유닛에의 전력의 공급을 중단하는 공정을 가지고, 상기 소정의 값은, 상기 연료 전지에 상기 연료 공급기로부터 연료의 공급을 정지한 후에, 상기 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료를 상기 연료 전지에서 소비해서 얻어지는 전기량에 상당하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 예를 들면 연료 전지로서 복수의 셀이 직렬 접속된 DMFC를 이용한 연료 전지 시스템의 기동 시에 있어서, 연료 전지 시스템이 외부 부하나 연료 전지 시스템 내부에 전력을 공급할 때, 연료 전지에 연료인 메탄올을 공급하기 전에, 축전기로부터 외부 부하에 전력을 공급하고, 축전기로부터 출력되는 전기량을 검출하여, 그 검출치가 소정의 방전 용량 이상이면 공급을 개시하고, 연료 전지의 발전이 개시된다.
여기서, 소정의 방전량의 값을, 연료 공급기로부터 연료 전지에의 연료 공급을 정지한 후에 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료를 연료 전지로 소비하여 연료 전지로부터 얻어지는 전기량을 C1으로 했을 때, 시스템의 기동 시에, 축전기로부터 출력된 전기량이 C1 이상에 도달했을 시에 연료 전지에 연료의 공급을 개시함으로써, 축전기에 적어도 C1 이상의 빈 용량이 확보된다.
또한, 연료 전지로부터 콘트롤 유닛에 전력의 공급이 가능해지면, 외부 부하에의 전력 공급은 콘트롤 유닛에 의해서 축전기로부터 연료 전지의 출력으로 절환된다.
연료 전지 시스템의 운전 방법에 있어서, 연료 전지에 연료의 공급을 개시하는 공정 후, 연료 전지로부터 콘트롤 유닛을 통해 외부 부하에 전력을 공급하는 공정과, 부하로부터의 전력 요구가 연료 전지의 최대 출력 이상인 경우, 축전기로부터 콘트롤 유닛을 통해 외부 부하에 전력의 공급을 재개하고, 축전기의 방전량을 검출하는 공정과, 부하로부터의 전력 요구가 상기 연료 전지의 최대 출력 미만이고 또한 축전기의 방전량이 소정의 값 이상인 경우, 연료 전지로부터 콘트롤 유닛을 통해 외부 부하에의 전력 공급 및 축전기에 소정의 값과 방전량의 차분의 전기량을 충전하는 공정을 가진다.
이에 따라, 부하로부터의 전력 요구가 연료 전지의 최대 출력 이상인 경우는, 연료 전지의 출력과 축전기로부터의 출력을 동시에 외부 부하에 공급한다. 또한, 부하로부터의 전력 요구가 상기 연료 전지의 최대 출력 미만이고 또한 축전기의 방전량이 소정의 값 이상인 경우는, 소정의 값과 방전량의 차분의 전기량을 충전하므로, 연료 전지에의 연료 공급이 행해지는 경우에는 축전기에, 예를 들면 C1의 빈 용량을 남겨 충전이 행해지므로 연료 공급기로부터 연료 전지에 연료가 보내지는 상태에서 축전기가 만충전이 되지 않고, 연료 공급기로부터 연료 전지에 연료 공급이 차단되었을 시에 축전기에는 충전 가능한 빈 용량이 확보된다.
연료 전지 시스템의 운전 방법에 있어서, 외부 부하가 정지한 경우, 연료 전지에의 연료 공급을 정지하는 공정과, 연료 전지의 내부에 잔류하는 연료에 의해서 발전을 계속하는 공정과, 잔류하고 있는 연료에 의해서 발전한 전력을, 콘트롤 유닛을 통해 축전기에 공급하는 공정을 가진다.
이에 따라, 연료 전지에 연료가 공급되지 않은 상태에서 연료 전지의 발전을 계속하고, 축전기를 충전함으로써, 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료를 소비하고, 연료 전지의 내부의 연료가 감소하는 동시에 축전기는 거의 만충전 상태가 된다.
연료 전지 시스템의 운전 방법에 있어서, 외부 부하가 정지하고, 또한 축전기의 방전량이 소정의 값 이상인 경우, 연료 전지에 의해서, 소정의 값과 방전량의 차분의 전기량을 발전하고, 콘트롤 유닛을 통해 축전기에 전력을 공급하는 공정과, 연료 전지에의 연료 공급을 정지하는 공정과, 연료 전지의 내부에 잔류하고 있는 연료에 의해서 발전을 계속하는 공정과, 잔류하는 연료에 의해서 발전한 전력을 콘트롤 유닛을 통해 상기 축전기에 공급하는 공정을 가진다.
이에 따라, 외부 부하의 정지 후에 예를 들면 축전기의 방전량이 C1 이상일 때는, 축전기의 충전의 빈 용량이 C1에 이르기까지, 연료 전지에 연료를 공급하여 충전을 행한다. 축전지의 빈 용량이 C1에 도달하면 연료 전지에의 연료 공급을 정지시키는데, 그 후도 연료 전지에 연료가 공급되지 않은 상태에서 연료 전지 시스템 내부에 잔존하는 연료를 사용하고, 연료 전지의 발전을 계속하여 축전지를 충전함으로써, 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료를 소비하고, 연료 전지의 내부의 연료가 감소하는 동시에 축전기는 거의 만충전 상태가 된다.
연료 전지 시스템의 운전 방법으로서, 외부 부하의 정지 후, 연료 공급기로부터 연료 전지에의 연료 공급을 정지한 후에 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료를 이용해 연료 전지의 발전을 계속하는 공정에 있어서, 발전을 계속하는 것은 연료 전지를 구성하는 단(單) 셀만인 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 연료 전지에의 연료 공급이 정지하고, 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료가 소량인 경우, 복수의 셀이 직렬 접속이나 병렬 접속되어 있으면, 셀의 내부 임피던스 등의 편차에 의해, 전극(轉極 : reversal)하는 셀이 발생하는데, 연료 전지를 구성하는 단 셀만으로 출력을 얻음으로써, 연료 전지를 구성하는 모든 셀이 전극하지 않고 발전(發電)을 계속하는 것이 가능해진다.
그리고, 본원 발명은, 연료 전지와, 연료 혹은 반응 조촉매(助觸媒)를 보유하는 연료 용기와 상기 연료 용기에 접속되어 상기 연료 전지에의 연료의 공급을 행하는 밸브를 구비한 연료 공급기와, 전기의 축방전을 행하는 축전기와, 상기 연료 전지에 접속되어 상기 연료 전지의 출력을 조정하는 DC-DC 컨버터와 상기 축전기에 접속되어 상기 축전기의 충방전량을 검출하는 전력 검출 회로와 상기 DC-DC 컨버터와 상기 전력 검출 회로에 접속되어 상기 DC-DC 컨버터와 상기 전력 검출 회로와 외부 부하의 전기 경로의 형성과 상기 밸브의 개폐를 행하는 제어 회로를 구비한 콘트롤 유닛을 구비하는 연료 전지 시스템으로서, 상기 제어 회로는, 당해 연료 전지 시스템의 기동시에, 상기 축전기로부터 상기 콘트롤 유닛 및 상기 콘트롤 유닛에 접속된 외부 부하에 전력을 공급 개시하고, 상기 축전기의 방전량이, 소정의 값에 도달한 경우, 상기 연료 전지에 상기 연료 공급기로부터 연료의 공급을 개시하는 한편, 상기 연료 전지로부터 상기 콘트롤 유닛에 전력의 공급을 개시하고, 상기 축전기로부터 상기 콘트롤 유닛에의 전력의 공급을 중단하는 제어를 행하고, 상기 소정의 값은, 상기 연료 전지에 상기 연료 공급기로부터 연료의 공급을 정지한 후에, 상기 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료를 상기 연료 전지에서 소비해서 얻어지는 전기량에 상당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 연료 공급기로부터 연료 전지에 보내지는 연료는, 메탄올에 한정되지 않고, 알콜류나, 수소화붕소 나트륨 수용액이나 안정화된 수소화붕소 나트륨 등을 포함하는 수용액이나 케미컬 하이드라이드 등 외에, 가스 상태의 알콜류나 수소 등으로 이루어지는 군 중 적어도 1종류 이상이다.
또한, 축전기로는, 2차 전지, 캐패시터, 컨덴서 등으로 이루어지는 군의 적어도 1개를 임의로 선택할 수 있다. 2차 전지로는, 리튬이온 2차전지, 리튬폴리머 2차전지, 금속리튬 2차전지, 니켈수소 2차전지, 니켈카드뮴 2차전지, 니켈철 2차전지, 니켈아연 2차전지, 산화은아연 2차전지, 아연할로겐 2차전지, 납 축전지, 레독스 플로(Redox flow) 전지, 나트륨유황전지 등으로 이루어지는 군 중 적어도 하나를 임의로 선택할 수 있다.
제어 회로가, 전력 검출 회로가 검출하는 축전기의 충방전량의 검출치를 기초로, 밸브의 개폐를 절환하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 축전 수단이 과충전되지 않도록, 연료 공급이 제어된다.
제어 회로는, 연료 공급기로부터 연료 전지에 연료가 공급될 때, 축전기에 소정의 값 이상의 빈 용량을 확보하여 충전을 행하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 연료 유지 수단으로부터 연료 전지에의 연료 공급이 차단된 후, 축전 수단에의 충전이 계속되어도, 축전 수단에의 과충전이 회피된다.
연료 공급기는, 연료 혹은 반응 조촉매를 유지하는 연료 용기와, 상기 연료 용기에 접속되어 상기 연료 전지에의 연료의 공급과 차단을 행하는 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
연료 유지 수단으로부터 연료 전지에의 연료 공급량을 증대시키는 것이 가능해진다.
연료 공급기는, 연료원을 보유하는 연료 용기와, 상기 연료 전지에 접속되어 연료원에서 상기 연료 전지의 연료를 생성하는 개질기(改質器)와, 상기 연료 용기와 상기 개질기에 접속되어 상기 연료 용기로부터 상기 개질기에의 연료원의 공급과 차단을 행하는 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 연료원으로서 메탄올 등의 알콜이나 수소화붕소 나트륨 등의 무기 케미컬 하이드라이드나 시클로헥산 등의 유기 케미컬 하이드라이드 등의 수소를 포함하는 화학물질을 개질하고, 연료 전지의 연료로 하는 타입의 연료 전지 시스템에 있어서도 동일한 운전이 가능해진다.
상기 연료 공급기는, 연료원을 보유하는 연료 용기와, 상기 연료 전지에 접속되어 연료원을 기초로 상기 연료 전지의 연료를 생성하는 개질기와, 상기 연료 용기와 상기 개질기에 접속되어 상기 연료 용기로부터 상기 개질기에의 연료원의 공급과 차단을 행하는 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 연료원의 공급량을 증대하는 것이 가능해진다.
본 발명에 의하면, 연료 전지 시스템 내부에 연료가 잔존하는 상태에서, 축전기가 만충전 상태인 일이 없으므로, 외부 부하 정지후에 연료 전지 내에 잔존하는 연료를 확실히 제거하는 것이 가능해진다. 따라서, 연료의 누설에 의한 폭발의 위험성이나 인체에의 악영향을 회피하는 것이 가능하고 연료 전지 시스템의 안전성이 향상된다. 또한, 연료 전지 내부로부터 연료를 제거함으로써 막·촉매의 열화를 회피하는 것이 가능해지고, 연료 전지 시스템의 장기 수명화로 이어진다.
또한, 외부 부하 정지후에 연료 전지내에 잔존하는 연료를 연료 전지의 발전에 사용하여 연료 전지로부터 얻어지는 전력을 축전기의 충전에 이용하므로, 연료원 혹은 연료의 고효율 이용이 가능해져 연료 전지 시스템의 에너지 밀도가 향상된다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1 및 실시의 형태 7에 관한 연료 전지 시스템의 구성의 일례를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1 및 실시의 형태 7에 관한 연료 공급기(2)의 구성의 일례를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 연료 공급기(2)의 구성의 일례를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1 및 실시의 형태 7에 관한 콘트롤 유닛(4)의 구성의 일례를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1 및 실시의 형태 7에 관한 연료 전지 시스템의 구성의 일례를 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 외부 부하(5)의 부하 프로필과 이 때의 DC-DC 컨버터(41)의 출력 프로필의 일예를 도시하는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 외부 부하(5)의 부하 프로필과 이 때의 DC-DC 컨버터(41)의 출력 프로필 일예를 도시하는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 연료 전지 시스템의 운전 방법을 도시하는 플로우 챠트이다.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 연료 전지 시스템의 구성의 일례를 도시한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 연료 전지 시스템의 구성의 일례를 도시한 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 의거해 설명한다.
(실시형태 1)
본 발명에 관한 연료 전지 시스템의 실시의 형태 1을, 도 1을 참조하여 이하에 설명한다. 본 형태는, 특히 연료 전지 시스템의 구성을 설명한다.
연료 전지 시스템을, 도 1에 도시한대로, 연료로서 수소를 이용하는 연료 전지(1)와, 연료원에서 연료의 생성과 연료의 공급을 행하는 연료 공급기(2)와, 축전기(3)로서 단 셀의 리튬이온 2차전지(3)(이하 LIB(3)으로 표기한다)와, 연료 전지(1)와 LIB(3)와 외부 부하(5)의 전기 경로의 형성과 연료 공급의 제어를 행하는 콘트롤 유닛(4)으로 구성하고, 외부 부하(5)에 전력을 공급하는 구성으로 했다.
연료 전지(1)의 연료인 수소를, 수소화붕소 나트륨에 수소화붕소 나트륨 수용액에 대한 수소 발생 촉매를 접촉시킴으로써 생성시켰다. 수소 발생 촉매에는 사과산을 이용했다.
연료 공급기(2)는, 도 2에 도시하는 바와같이, 연료원인 고체의 수소화붕소 나트륨을 배치한 개질기(22)와, 사과산을 보유한 연료 용기(20)와, 연료 용기(20)로부터 사과산의 공급을 절환하는 밸브(21)로 구성했다.
콘트롤 유닛(4)은, 도 4에 도시하는 바와같이, 연료 전지(1) 출력을 LIB(3)의 충전 전압인 4.2V로 승압하는 DC-DC 컨버터(41)와, LIB(3)의 충방전량을 검출하는 전력 검출 회로(42)와, DC-DC 컨버터(41)와 전력 검출 회로(42)와 외부 부하의 전기 경로의 형성과, 밸브(21)의 개폐 제어를 행하는 제어 회로(40)로 구성했다.
제어 회로(40)에는, 전력 검출 회로(42)가 LIB(3)의 충방전량을 검출한 값이 입력되고, 그 검출치를 기초로 DC-DC 컨버터(41)와 전력 검출 회로(42)와 외부 부하(5)의 전기 경로의 절환과 밸브(21)의 개폐 제어를 행한다. 외부 부하(5)에는, 전자 부하 장치를 이용했다. 도 5에 실시의 형태 1에 관한 연료 전지 시스템의 구성의 일례를 도시한다.
연료 전지(1)는 2개의 연료 전지 단 셀을 직렬 접속했다. 연료 전지(1)의 개(開) 회로 전압은 1.89V, 최대 출력은 3.24W(0.9V·3.6A)였다. 또한, 연료 공급기(2)로부터 연료 전지(1)에의 연료 공급이 차단된 후에 연료 전지 시스템 내부에 잔류 수소를 연료 전지(1)로 발전하여 DC-DC 컨버터(41)로부터 얻어지는 전력량 C1은 0.9W·min이었다.
LIB(3)의 정격은, 정격 용량 700mAh, 충전 전압 4.2V이다. LIB(3)에의 충전 전류는 제어 회로에 의해 최대 350mA로 제한했다.
DC-DC 컨버터(41)는 승압형의 스위칭 레귤레이터를 이용했다. DC-DC 컨버터(41)의 출력 전압치의 실측치는 4.21V였다. DC-DC 컨버터(41)의 최대 출력은 2.65W였고, 이 때의 변환 효율은 82%였다.
전력 검출 회로(42)는, 도시는 하지 않지만, LIB(3)의 충방전 전류를 검출하는 전류 검출 저항과 전류 검출 저항의 양단에서 생기는 전위차를 증폭하는 증폭기와, 증폭기의 출력을 제어 회로(40)에 출력하는 신호 출력 단자(420)로 구성했다. 신호 단자(420)로부터의 출력 신호는 제어 회로(40)의 신호 입력 단자(401)에 입력된다.
제어 회로(40)는, 도시하지 않지만 신호 입력 단자(401)에 입력된 전력 검출 회로(42)의 증폭기의 출력을 가감산하는 연산 회로와, 연산 회로의 연산 결과와 미리 설정된 임계치를 비교하여, DC-DC 컨버터(41)와 전력 검출 회로(42)와 외부 부하(5)의 전기 경로의 절환과 밸브(21)의 개폐 제어를 위한 신호를 생성하는 비교 연산 회로로 구성하고, 미리 설정된 임계치는, 전력량 C1인 0.9W·min을 기초로 설정을 행했다. 연료 전지 시스템의 동작 공정은, 시판의 PC를 이용해 프로그램을 작성하고, 마이크로 컴퓨터에 다운 로드하여, 제어 회로(40)에 탑재했다.
(실시형태 2)
본 발명에 관한 연료 전지 시스템의 실시의 형태 2를, 도 6을 참조하여 이하에 설명한다.
실시의 형태 1에서 구성한 연료 전지 시스템을 이용해, 실제로 외부 부하에 전력의 공급을 행했다. 도 6에 외부 부하(5)의 부하 프로필과 이 때의 DC-DC 컨버터(41)의 출력 프로필을 도시한다.
연료 전지 시스템의 기동 시에는, 제어 회로(40)에 있어서, 외부 부하(5)와 전력 검출 회로(42)가 접속되어 있다. 외부 부하(5)가 투입되면 LIB(3)로부터 신속하게 외부 부하(5)에 전력이 공급된다. 여기서 투입한 부하는 1W로 설정했다. 전력 검출 회로(42)가 LIB(3)로부터 출력되는 전력량을 검출하고, 제어 회로(40)가 검출된 신호를 기초로 LIB(3)가 외부 부하에 0.9W·min 이상(C1)의 출력을 행했다고 판단하면, 검출 수단(40)은 밸브(21)를 연 상태로 하여, 연료 전지(1)에 연료가 공급된다. 여기서는, 부하 투입후부터 약 0.9분후에 제어 회로(40)는 밸브(21)를 열었다.
연료 전지(1)에 연료가 공급되는 상태에서, 외부 부하(5)의 정상 상태의 부하가 DC-DC 컨버터의 최대 출력 이하인 경우는, LIB(3)로부터 외부 부하로 전력을 공급하지 않는다. 그래서, 외부 부하(5)의 부하 설정치를 DC-DC 컨버터의 최대 출력 이상인 3.05W를 2분간 투입했다. 이 때, DC-DC 컨버터로부터는 최대 출력인 2.65W가 출력되고, 부족한 0.4W분은 LIB(3)로부터 출력되었다. 이 LIB(3)로부터 출력되는 전력량은, 전력 검출 회로(42)에 의해서 검출되고, 그 검출치는, 제어 회로(40)에 의해서 연산되어 기억된다.
그 후, 외부 부하(5)의 부하를 1W로 감소시키면, 1W의 부하는 DC-DC 컨버터의 최대 출력의 2.65W 이하이고, DC-DC 컨버터에는 LIB(3)을 충전하는 출력을 빼낼 수 있다. 이 때, 외부 부하가 3.05W일 때에 LIB(3)로부터 출력된 전력량(도 6의 C2)을 외부 부하(5)가 1W일 때에 제어 회로(40)는 DC-DC 컨버터(41)의 최대 출력으로부터 외부 부하(5)로의 출력분을 뺀 전력분을 이용해 LIB(3)에 충전을 행했다. 제어 회로(40)가 LIB(3)에 C2의 전력량을 충전한 것을 판단하면 제어 회로(40)는 LIB(3)의 충전을 정지하고, LIB(3)에는 C1의 충전 용량이 빈 것을 확보한 상태로 된다. 그 후, 외부 부하(5)가 정지하고, 연료 전지 시스템에 부하가 없어지면, 제어 회로(40)는 밸브(21)를 닫은 상태로 하고, 연료 전지(1)에의 연료 공급을 정지한다. 연료 전지 시스템 내부에는 C1의 전력료를 빼낼 수 있을만큼의 수소가 잔류하고 있다. 연료 전지(1)에의 연료 공급이 정지한 후에는, 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 수소를 연료 전지(1)에 있어서 발전을 행하여 C1의 전력량을 발생하고, DC-DC 컨버터(41), 제어 회로(40), 전력 검출 회로(42)를 통해 LIB(3)를 충전한다. 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 수소를 다 사용하여, DC-DC 컨버터(41)로부터 전력을 빼낼 수 없게 되면, 제어 회로(40)는, DC-DC 컨버터(41)와 전력 검출 회로(42)의 전기 경로를 차단하고, 전력 검출 회로(42)와 외부 부하(5)가 접속된 상태에서 연료 전지 시스템의 운전을 종료한다.
(실시형태 3)
본 발명에 관한 연료 전지 시스템의 실시의 형태 3을, 도 7을 참조하여 이하에 설명한다.
실시의 형태 1에 있어서 구성한 연료 전지 시스템을 이용하여, 실제로 외부 부하에 전력의 공급을 행했다. 도 7에 외부 부하(5)의 부하 프로필과 이 때의 DC- DC 컨버터(41)의 출력 프로필을 도시한다.
연료 전지 시스템의 기동 시에는, 제어 회로(40)에 있어서, 외부 부하(5)와 전력 검출 회로(42)가 접속되어 있다. 외부 부하(5)가 투입되면 LIB(3)로부터 신속하게 외부 부하(5)에 전력이 공급된다. 여기서 투입한 부하는 1W로 설정했다. 전력 검출 회로(42)가 LIB(3)로부터 출력되는 전력량을 검출하고, 제어 회로(40)가 검출된 신호를 기초로 LIB(3)가 외부 부하에 0.9W·min 이상(C1)의 출력을 행했다고 판단하면, 검출 수단(40)은 밸브(21)를 연 상태로 하여, 연료 전지(1)에 연료가 공급된다. 여기서는, 부하 투입 후부터 약 0.9분후에 제어 회로(40)는 밸브(21)를 열었다.
연료 전지(1)에 연료가 공급되어 있는 상태에서, 외부 부하(5)의 정상 상태의 부하가 DC-DC 컨버터의 최대 출력 이하인 경우는, LIB(3)으로부터 외부 부하에 전력을 공급하지 않는다. 그래서, 외부 부하(5)의 부하 설정치를 DC-DC 컨버터의 최대 출력 이상인 3.05W를 2분간 투입했다. 이 때, DC-DC 컨버터에서는 최대 출력의 2.65W가 출력되고, 부족한 0.4W분은 LIB(3)로부터 출력되었다. 이 LIB(3)로부터 출력되는 전력량은, 전력 검출 회로(42)에 의해서 검출되고, 그 검출치는, 제어 회로(40)에 의해서 연산되어 기억된다.
그 후, 외부 부하(5)의 부하를 1W로 감소시키면, 1W의 부하는 DC-DC 컨버터(41)의 최대 출력의 2.65W 이하이고, DC-DC 컨버터에는 LIB(3)을 충전하는 출력을 빼낼 수 있다. 이 때, 외부 부하가 3.05W일 때에 LIB(3)로부터 출력된 전력량(도 6의 C2)을 외부 부하(5)가 1W일 때에 제어 회로(40)는 DC-DC 컨버터(41)의 최대 출 력으로부터 외부 부하(5)에의 출력분을 뺀 전력분을 이용해 LIB(3)에 충전을 행했다. LIB(3)에의 충전량이 C2를 만족하지 않는 사이에 외부 부하(5)의 1W의 부하를 정지하면, 제어 회로(40)는 연료 전지(1)에의 연료 공급을 정지하지 않고, 연료 전지(1)의 발전의 계속과 LIB(3)에의 충전의 계속을 행했다. LIB(3)에의 충전량이 C2에 달한 것을 제어 회로(40)가 판단하면, 제어 회로(40)는 밸브(21)를 닫은 상태로 하고, 연료 전지(1)에의 연료 공급을 정지한다. 연료 전지 시스템 내부에는 C1의 전력료를 빼낼 수 있을 만큼의 수소가 잔류하고 있다. 연료 전지(1)에의 연료 공급이 정지한 후에는, 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 수소를 연료 전지(1)에 있어서 발전을 행하여 C1의 전력량을 발생시키고, DC-DC 컨버터(41), 제어 회로(40), 전력 검출 회로(42)를 통해 LIB(3)를 충전한다. 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 수소를 다 사용하고, DC-DC 컨버터(41)로부터 전력을 빼낼 수 없게 되면, 제어 회로(40)는, DC-DC 컨버터(41)와 전력 검출 회로(42)의 전기 경로를 차단하고, 전력 검출 회로(42)와 외부 부하(5)가 접속된 상태에서 연료 전지 시스템의 운전을 종료한다.
(실시형태 4)
본 발명에 관한 연료 전지 시스템의 실시의 형태 4를 이하에 설명한다.
실시의 형태 1에 나타낸 연료 전지 시스템을 이용해, 연료 전지 시스템 내부의 잔류 연료를 소비하여 상기 연료 전지로부터 얻어지는 전력 C1을 동일하게 0.9W·min으로 하고, C1을 기초로 제어 회로(40)의 전기 경로의 절환과 밸브(21)의 제어를 행했다.
이하 실제로 연료 전지 시스템의 출력단을 외부 부하(5)에 접속하고, 연료 전지 시스템의 운전 방법을, 도 8을 참조하여 이하에 설명한다.
도 8의 F1에 도시하는 바와같이, 외부 부하(5)로부터 연료 전지 시스템에 전력 요구가 있으면, 연료 전지 시스템은, F2에 도시하는 바와같이 콘트롤 유닛(4)에 의해 축전기(3)인 LIB(3)로부터 전력을 공급한다. 이 때 전력 검출 회로(41)는 LIB(3)에의 전류를 검출함으로써 LIB(3)으로부터의 출력 전력량을 감시한다(F3).
연료 전지 시스템 내부의 잔류 연료를 소비하여 상기 연료 전지로부터 얻어지는 전력량 C1 이상의 출력이 될 때까지, 여기서는 LIB(3)이 0.9W·min 이상으로 출력되기 까지 LIB(3)가 외부 부하(5)에 전력을 공급한다(F4).
전력 검출 회로(41)로부터의 신호를 기초로 제어 회로(40)가 LIB(3)가 C1 이상인 출력을 행했다고 판단하면, 외부 부하(5)에의 전력 공급을 DC-DC 컨버터(41)를 통과한 연료 전지(1)의 출력으로 절환한다(F5). 여기서, 외부 부하(5)의 전력 요구가 DC-DC 컨버터를 통해서 얻어지는 연료 전지(1)로부터의 최대 출력을 넘는 경우는(F6), 즉, DC-DC 컨버터(41)의 출력이 2.65W 이상인 경우, 제어 회로(40)에 의해서 DC-DC 컨버터(41)의 출력단과 LIB(3)의 출력단을 병렬 접속하여 외부 부하에 전력 공급을 행한다(F7). 그 후, 외부 부하(5)의 부하 전력이 DC-DC 컨버터(41)의 최대 출력 이하로 되면(F8), 플로우 챠트 F5의 처리로 되돌아간다.
외부 부하(5)에 전력을 공급 중에 LIB(3) 전압이 C1 이상의 전력을 출력한 경우는(F9), 제어 회로(40)는 LIB(3)의 충전을 전기 경로의 형성을 행한다(F10).
외부 부하(5)의 전력 요구가 DC-DC 컨버터(41)의 최대 출력을 넘는 경우는 충전을 정지하고(F12), 플로우 챠트 F7의 처리로 이행한다.
외부 부하(5)의 전력 요구가 DC-DC 컨버터(41)의 최대 출력을 넘지 않고, LIB(3)의 충전의 빈 용량이 C1에 도달한 경우(F13)는, 충전을 정지한다(F14). 외부 부하(5)가 정지할 때까지 플로우 챠트 F6로부터의 처리를 행한다.
외부 부하(5)가 정지한 경우는(F15), 연료 전지(1)의 발전을 정지시키지 않고서 LIB(3)의 충전을 행한다(F16). 전력 검출 회로(41)는 LIB(3)에의 충전량을 감시한다(F17). LlB(3)의 충전은, LIB(3)의 충전의 빈 용량이 C1에 도달할 때까지는 연료 공급기를 정지시키지 않고 LIB(3)의 충전을 행한다. LIB(3)의 충전의 빈 용량이 C1에 도달하면(F18), 제어 회로(40)는 연료 공급기(2)의 밸브(21)를 닫도록 신호를 연료 공급기(2)에 발신하여(F19), 연료원의 공급이 정지한다(F20).
연료 전지(1)는 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료인 수소를 소비하여 발전을 행하고, LIB(3)의 충전을 행한다. 연료 전지(1)는 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료인 수소를 소비하여 연료 전지(1)로부터 출력을 얻을 수 없게 된 경우(F21), LIB(3)의 충전을 정지한다(F22). LIB(3)에의 충전의 종료후, 제어 회로(40)는, DC-DC 컨버터(41)와 전력 검출 회로(42)의 전기 경로를 차단하고, 전력 검출 회로(42)를 통해 축전기(3)와 외부 부하(5)가 접속된 상태(F23)에서 연료 전지 시스템의 운전을 종료한다(F24). 따라서, 연료 전지 시스템 내부에는 잔존하는 연료인 수소를 확실히 소비하는 것이 가능해졌다.
(실시형태 5)
본 발명에 관한 연료 전지 시스템의 실시의 형태 5를, 도 9를 참조하여 이하 에 설명한다.
실시의 형태 1에 나타낸 구성에 있어서, 연료로서 메탄올 20%wt 수용액을 이용해 연료 전지(1)는 다이렉트 메탄올형 연료 전지(DMFC)로서 발전을 행했다. 연료 전지(1)는 연료 전지 단 셀을 6개 준비하여 직렬 접속으로 했다. 연료 공급기(2)의 구성은 도 3에 도시하는 바와같이, 연료 공급기(2)를 연료 용기(20)와 펌프(23)로 구성하고, 연료 전지 시스템 전체의 구성은 도 9에 도시하는 대로이다.
연료 공급기(2)에 의해 연료 전지(1)에 연료가 공급되고 있는 상태에서, 펌프(23)의 동작을 정지하고, 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료를 소비하여 DC-DC 컨버터(41)를 통해서 연료 전지(1)로부터 얻어지는 전력 용량 C1은, 약 0.3W·min이었다.
제어 회로(40)는, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 도시하지 않지만 신호 입력 단자(401)에 입력된 전력 검출 회로(42)의 증폭기의 출력을 가감산하는 연산 회로와, 연산 회로의 연산 결과와 미리 설정된 임계치를 비교하여, DC-DC 컨버터(41)와 전력 검출 회로(42)와 외부 부하(5)의 전기 경로의 절환과 밸브(23)의 개폐 제어를 위한 신호를 생성하는 비교 연산 회로로 구성하고, 미리 설정된 임계치는, 전력량 C1인 0.3W·min을 기초로 설정을 행했다. 연료 전지 시스템의 동작 공정은, 시판의 PC를 이용해 프로그램을 작성하고, 마이크로 컴퓨터에 다운로드하여, 제어 회로(40)에 탑재했다.
(실시형태 6)
본 발명에 관한 연료 전지 시스템의 실시의 형태 6을, 도 10을 참조하여 이 하에 설명한다.
실시의 형태 1에서 나타낸 구성을 기초로, 연료 전지 시스템에 축전기(3) 외에 제2 축전기(30)를 추가했다.
제2 축전기(30)는, 연료 공급기(2)로부터 연료 전지(1)에의 연료 공급이 차단된 후에 연료 전지 시스템 내부에 잔류 수소를 연료 전지(1)로 발전하여 DC-DC 컨버터(41)로부터 얻어지는 전력량 C1을 충전하고, 다음번 연료 전지 시스템의 기동 시에 방전을 행한다.
제2 축전기(30)에는, 적어도 C1(0.9W·min) 이상의 충전 용량을 확보할 수 있는 충전지를 준비하지 않으면 안된다. 충전 전압이 4.2V인 리튬 이온 2차전지(LIB)에서는, 용량이 214mAh 이상인 LIB가 필요해지고, 여기서는 300mAh의 LIB를 준비했다. 축전기(3)에는 실시의 형태 1과 마찬가지로, 충전 전압 4.2V, 정격 용량 700mAh의 LIB(3)를 이용했다.
전력 검출 회로(401)는, 제2 축전기(30)의 전압값을 검출하고, 그 검출치를 제어 회로(410)에 출력한다. 제어 회로(410)는, 전력 검출 회로(401)로부터의 입력 신호를 기초로 전기 경로의 절환과 밸브(21)의 개폐 제어를 행한다.
연료 전지 시스템의 기동 시는, 제어 회로(410)에 의해서 외부 부하(5)와 전력 검출 회로(401)를 통해 제2 축전기(30)가 접속되어 있다. 외부 부하(5)로부터 전력 요구가 있으면, 축전기(30)로부터 신속하게 외부 부하(5)로 전력이 공급된다. 전력 검출 회로(401)로부터 제어 회로(410)에의 입력 신호가 축전기(30)의 방전 하한 전압치 이하로 되면 제어 회로(410)는, 외부 부하(5)와 전력 검출 회로(401)와 의 접속을 해제하고, 밸브(21)를 열어 연료 전지(1)에의 연료 공급을 개시한다. 동시에, 제어 회로(410)는, DC-DC 컨버터(41)와 축전기(3)를 병렬로 외부 부하(5)에 접속한다.
밸브(21)가 열린 상태이고, 연료 전지(1)에의 연료 공급이 행해지는 상태에서는, DC-DC 컨버터(41)의 최대 출력 이하의 범위에 있어서, 축전기(3)는 만충전이 되도록 충전이 행해진다.
외부 부하(5)가 정지 후에 축전기(3)가 만충전이 아닌 경우는, 축전기(3)가 만충전이 될 때까지 연료 전지(1)에의 연료 공급이 계속된다.
외부 부하(5)가 정지이고, 축전기(3)가 만충전 상태이면, 제어 회로(410)는 축전기(3)의 접속을 해제하고, 밸브(21)를 닫아, 연료 전지(1)에의 연료 공급을 정지하고, DC-DC 컨버터(41)와 전력 검출 회로(401)를 접속한다. 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 수소를 연료 전지(1)에 있어서 발전을 행하여 C1의 전력량을 발생하고, DC-DC 컨버터(41), 제어 회로(410), 전력 검출 회로(401)를 통해 제2 축전기(30)를 충전한다. 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 수소를 다 사용하여, DC-DC 컨버터(41)로부터 전력을 빼낼 수 없게 되면, 제어 회로(410)는, DC-DC 컨버터(41)와 전력 검출 회로(401)의 전기 경로를 차단하고, 전력 검출 회로(42)와 외부 부하(5)가 접속된 상태에서 연료 전지 시스템의 운전을 종료한다.
(실시형태 7)
본 형태는, 특히 연료 전지에의 연료 공급을 정지한 후에 부하에 대한 연료 부족에 의해서 연료 전지의 과부하 상태에서의 발전에 의한 전극 등을 방지하는 것 으로, 연료 전지(1)로서 단 셀만을 이용했다. 즉, 제7의 실시의 형태는, 연료 전지(1)의 구성이 제1 실시의 형태와 다를 뿐이고 그 외는 동일한 구성으로 되어 있다. 그래서, 도면과 중복되는 설명은 생략한다.
연료 전지(1)의 최대 출력은 l.62W이고, DC-DC 컨버터(41)의 최대 출력은 1.16W였다. 또한, 연료 공급기(2)로부터 연료 전지(1)에의 연료 공급이 차단된 후에 연료 전지 시스템 내부에 잔류 수소를 연료 전지(1)로 발전하여 DC-DC 컨버터(41)로부터 얻어지는 전력량 C1은 0.45W·min이었다. 도 8에 도시한 플로우 챠트에 의거하는 프로그램을 저장한 마이크로 컴퓨터를 제어 회로에 탑재했다.
외부 부하(5)의 부하를 1.5W로 설정하고, 연료 전지 시스템으로부터 전력을 빼냈다. 연료 전지 시스템으로부터 전력을 빼내고 나서 약 0.3초후에 연료 공급기(2)로부터 연료 전지(1)에 연료가 공급되었다. 연료 전지 시스템으로부터 전력을 빼내기 시작하고 나서 2분후에 외부 부하(5)를 정지시키면, 연료 전지(1)에의 연료 공급은 계속되어 LIB(3)에 약 0.68W·min의 전력량이 충전되면, 콘트롤 유닛은 밸브(21)를 닫는다. 그 후도 연료 전지(1)는 발전을 계속하고, LIB(3)에 약 0.45W·min의 전력량을 충전하여 연료 전지 시스템의 운전을 종료한다. 이 동안, 연료 전지(1)는 연료 부족 등에 의해 전극 상태는 관측되지 않고, 연료 전지(1)의 열화 모드를 회피할 수 있다.
또한, 연료 전지가 복수의 셀로 구성되는 경우, 연료 전지에의 연료 공급을 정지한 후에 부하에 대한 연료 부족에 의해서 연료 전지의 과부하 상태에서의 발전에 의한 전극 등을 방지하기 위해서, 연료 전지에의 연료 공급이 차단되는 동시에 복수의 셀로 구성되는 연료 전지의 1개의 셀로부터 출력을 빼내 축전기에 전력을 공급하는 구성으로 하면 된다.
또한, 축전기나 제2 축전기에는, 축전기로서, 2차전지, 캐패시터, 컨덴서에 한정되지 않고, 전기 에너지를 축적 가능하면 되고, 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하여 태엽 등에 에너지의 축적을 행해도 된다.
또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 한, 변경이 가능하다. 또한, 상기 실시 형태에는 각각의 단계의 발명이 포함되어 있다. 개시되는 복수의 구성 요건에 있어서의 알맞은 조합에 의한 구성이 발명으로서 추출될 수 있다.
본 발명의 연료 전지 시스템은, 안전성이 높고, 연료의 이용율이 높으므로 에너지 밀도가 높고, 안정된 전력의 공급이 가능하므로, 전자 기기류의 전원으로서 응용이 가능하다.

Claims (11)

  1. 연료 공급기에 접속된 연료 전지와, 축전기와, 상기 연료 전지 및 상기 축전기에 접속된 콘트롤 유닛을 구비한 연료 전지 시스템의 운전 방법으로서,
    상기 연료 전지 시스템의 기동 시에, 상기 축전기로부터 상기 콘트롤 유닛 및 상기 콘트롤 유닛에 접속된 외부 부하에 전력을 공급 개시하는 공정과,
    상기 축전기의 방전량을 검출하는 공정과,
    상기 축전기의 방전량이, 소정의 값에 도달한 경우, 상기 연료 전지에 상기 연료 공급기로부터 연료의 공급을 개시하는 공정과, 상기 연료 전지로부터 상기 콘트롤 유닛에의 전력의 공급을 개시하고, 상기 축전기로부터 상기 콘트롤 유닛에의 전력의 공급을 중단하는 공정을 가지고,
    상기 소정의 값은, 상기 연료 전지에 상기 연료 공급기로부터 연료의 공급을 정지한 후에, 상기 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료를 상기 연료 전지에서 소비해서 얻어지는 전기량에 상당하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 운전 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 연료 전지에 연료의 공급을 개시하는 공정후, 상기 연료 전지로부터 상기 콘트롤 유닛을 통해 상기 외부 부하에 전력을 공급하는 공정과,
    상기 부하로부터의 전력 요구가 상기 연료 전지의 최대 출력 이상인 경우, 상기 축전기로부터 상기 콘트롤 유닛을 통해 상기 외부 부하에 전력의 공급을 재개하고, 상기 축전기의 방전량을 검출하는 공정과,
    상기 부하로부터의 전력 요구가 상기 연료 전지의 최대 출력 미만이고 또한 상기 축전기의 방전량이 소정의 값 이상인 경우, 상기 연료 전지로부터 상기 콘트 롤 유닛을 통해 상기 외부 부하에의 전력 공급 및 상기 축전기에 상기 소정의 값과 상기 방전량의 차분의 전기량을 충전하는 공정을 가지는 연료 전지 시스템의 운전 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 외부 부하가 정지한 경우, 연료 전지에의 연료 공급을 정지하는 공정과, 상기 연료 전지의 내부에 잔류하고 있는 연료에 의해서 발전을 계속하는 공정과, 상기 잔류하고 있는 연료에 의해서 발전한 전력을, 상기 콘트롤 유닛을 통해 상기 축전기에 공급하는 공정을 가지는 연료 전지 시스템의 운전 방법.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 외부 부하가 정지하고, 또한 상기 축전기의 방전량이 소정의 값 이상인 경우,
    상기 연료 전지에 의해서, 상기 소정의 값과 상기 방전량의 차분의 전기량을 발전하고, 상기 콘트롤 유닛을 통해 상기 축전기에 전력을 공급하는 공정과,
    상기 연료 전지에의 연료 공급을 정지하는 공정과,
    상기 연료 전지의 내부에 잔류하고 있는 연료에 의해서 발전을 계속하는 공정과,
    상기 잔류하고 있는 연료에 의해서 발전한 전력을 상기 콘트롤 유닛을 통해 상기 축전기에 공급하는 공정을 가지는 연료 전지 시스템의 운전 방법.
  5. 청구항 3 또는 4에 있어서, 상기 연료 전지의 내부에 잔류하고 있는 연료에 의해서 발전을 계속하는 공정에 있어서, 발전을 계속하는 것은 상기 연료 전지를 구성하는 단(單) 셀만으로 발전을 행하는 연료 전지 시스템의 운전 방법.
  6. 연료 전지와,
    연료 혹은 반응 조촉매(助觸媒)를 보유하는 연료 용기와 상기 연료 용기에 접속되어 상기 연료 전지에의 연료의 공급을 행하는 밸브를 구비한 연료 공급기와,
    전기의 축방전을 행하는 축전기와,
    상기 연료 전지에 접속되어 상기 연료 전지의 출력을 조정하는 DC-DC 컨버터와 상기 축전기에 접속되어 상기 축전기의 충방전량을 검출하는 전력 검출 회로와 상기 DC-DC 컨버터와 상기 전력 검출 회로에 접속되어 상기 DC-DC 컨버터와 상기 전력 검출 회로와 외부 부하의 전기 경로의 형성과 상기 밸브의 개폐를 행하는 제어 회로를 구비한 콘트롤 유닛을 구비하는 연료 전지 시스템으로서,
    상기 제어 회로는, 당해 연료 전지 시스템의 기동시에, 상기 축전기로부터 상기 콘트롤 유닛 및 상기 콘트롤 유닛에 접속된 외부 부하에 전력을 공급 개시하고, 상기 축전기의 방전량이, 소정의 값에 도달한 경우, 상기 연료 전지에 상기 연료 공급기로부터 연료의 공급을 개시하는 한편, 상기 연료 전지로부터 상기 콘트롤 유닛에 전력의 공급을 개시하고, 상기 축전기로부터 상기 콘트롤 유닛에의 전력의 공급을 중단하는 제어를 행하고,
    상기 소정의 값은, 상기 연료 전지에 상기 연료 공급기로부터 연료의 공급을 정지한 후에, 상기 연료 전지 시스템 내부에 잔류하는 연료를 상기 연료 전지에서 소비해서 얻어지는 전기량에 상당하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제어 회로가, 상기 전력 검출 회로가 검출하는 상기 축전기의 충방전량의 검출값을 기초로, 상기 밸브의 개폐를 절환하는 제어 회로인 연료 전지 시스템.
  8. 청구항 6 또는 7에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 연료 공급기로부터 상기 연료 전지에 연료가 공급될 때, 상기 축전기에 상기 소정의 값 이상의 빈 용량을 확보하여 충전을 행하는 제어 회로인 연료 전지 시스템.
  9. 청구항 6 또는 7에 있어서, 상기 연료 공급기는, 연료 혹은 반응 조촉매를 보유하는 연료 용기와, 상기 연료 용기에 접속되어 상기 연료 전지에의 연료의 공급과 차단을 행하는 펌프로 이루어지는 연료 공급기인 연료 전지 시스템.
  10. 청구항 6 또는 7에 있어서, 연료 공급기는, 연료원 혹은 반응 조촉매를 보유하는 연료 용기와, 상기 연료 전지에 접속되어 연료원으로부터 상기 연료 전지의 연료를 생성하는 개질기와, 상기 연료 용기와 상기 개질기에 접속되어 상기 연료 용기로부터 상기 개질기에의 연료원의 공급과 차단을 행하는 밸브로 이루어지는 연료 공급기인 연료 전지 시스템.
  11. 청구항 6 또는 7에 있어서, 상기 연료 공급기는, 연료원을 유지하는 연료 용기와, 상기 연료 전지에 접속되어 연료원을 기초로 상기 연료 전지의 연료를 생성하는 개질기와, 상기 연료 용기와 상기 개질기에 접속되어 상기 연료 용기로부터 상기 개질기에의 연료원의 공급과 차단을 행하는 펌프로 이루어지는 연료 공급기인 연료 전지 시스템.
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