KR20070098625A - 발전모듈, 시스템, 발전모듈의 구동방법 - Google Patents

발전모듈, 시스템, 발전모듈의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전모듈, 시스템, 발전모듈의 구동방법에 관한 것이고, 특히, 복수의 연료용기로부터 연료가 공급됨으로써 발전하는 발전모듈, 발전모듈을 구비한 시스템, 발전모듈의 구동방법에 관한 것으로서, 발전모듈은 복수의 연료용기와 연결하고 있는 상태에서 상기 복수의 연료용기의 한쪽으로부터 연료를 받아들이는 연료받아들임기(fuel take-in unit)와, 상기 연료용기로부터 공급되는 연료를 이용하여 발전을 실시하는 발전기와, 상기 발전기의 발전에 의해서 생성되는 부생성물을 상기 복수의 연료용기의 상기 한쪽에 선택적으로 배출하는 부생성물 배출기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
발전모듈, 회수부, 연료용기, 연료, 물, 연료잔량센서

Description

발전모듈, 시스템, 발전모듈의 구동방법{POWER GENERATION MODULE, SYSTEM, AND METHOD FOR DRIVING THE POWER GENERATION MODULE}
본 발명은, 이하의 상세한 설명 및 첨부도면에 의해서 보다 충분하게 이해될 것이다. 그러나, 이들은 단지 설명을 위한 것으로서, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 여기에서,
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내기 위한 것으로, 연료용기의 분해사시도.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내기 위한 것으로, 연료용기의 상면도.
도 2b는 도 2a의 절단선Ⅱ-Ⅱ을 따라서 절단했을 때의 화살표 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내기 위한 것으로, 발전시스템의 개략 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내기 위한 것으로, 제 1 또는 제 2 연료펌프의 작동 및 제 3 밸브의 전환동작처리를 나타내는 흐름도.
도 5a는 본 발명의 제 1 실시를 나타내기 위한 것으로, 전자기기의 상면도.
도 5b는 도 5a를 하측에서 보았을 때의 하면도.
도 5c는 도 5b를 후면측에서 보았을 때의 후면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내기 위한 것으로, 연료용기의 분해사시도.
도 7a는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내기 위한 것으로, 연료용기의 상면도.
도 7b는 도 7a의 절단선Ⅶ-Ⅶ을 따라서 절단했을 때의 화살표 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내기 위한 것으로, 발전 시스템의 개략 구성을 나타낸 블록도.
도 9a는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내기 위한 것으로, 전자기기의 상면도.
도 9b는 도 9a를 우측에서 보았을 때의 우측면도.
도 9c는 도 9a를 후면측에서 보았을 때의 후면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3, 3A, 3B, 503, 503A, 503B: 회수부
12: 연료
13: 물
100, 100A, 100B, 500, 500A, 500B: 연료용기
200: 발전모듈
230: 제어부
300, 700: 발전시스템
601: 압력계
S21: 제 1 연료잔량센서
S22, S32: 제 2 연료잔량센서
본 발명은 발전모듈, 시스템, 발전모듈의 구동방법에 관한 것으로서, 특히, 복수의 연료용기로부터 연료가 공급됨으로써 발전하는 발전모듈, 발전모듈을 구비한 시스템, 발전모듈의 구동방법에 관한 것이다.
근래에는 휴대전화기, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 디지털카메라, 손목시계, PDA(Personal Digital Assistance), 전자수첩 등이라고 하는 소형 전자기기가 눈부신 진보·발전을 이루고 있다. 전자기기의 전원으로서 알칼리 건전지, 망간 건전지라고 하는 1차전지 또는 니켈-카드뮴 축전지, 니켈-수소 축전지, 리튬이온전지라고 하는 2차전지가 이용되고 있다. 오늘에서는, 1차전지 및 2차전지의 대체를 위해서, 높은 에너지 이용 효율을 실현할 수 있는 연료전지에 대한 연구·개발이 활발하게 실시되고 있다.
연료전지는 연료와 대기중의 산소를 전기화학적으로 반응시켜 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 것이며, 연료의 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 전기화학반응을 이용하고 있으므로, 해당 반응에 의해서 부생성물이 생성되고 배출된다. 이와 같은 부생성물은 대부분은 물이며, 그 외에 이산화탄소도 생성되는 일이 있고, 또, 미반응의 수소나 공기 등이 배출된다. 이와 같은 배출물은 연료전지 시스템(발전 시스템)에 탑재된 연료카트리지 내에 회수되는 경우가 있다.
종래의 연료전지 시스템에 있어서는, 연료카트리지가 하나인 것이 많고, 또, 복수의 연료카트리지를 탑재하고 있는 것이어도 물 회수용의 카트리지를 별도 설치한 것이나(예를 들면, 일본국 특개 2004-192171호 공보), 배기의 전환을 실시하지 않고 복수의 연료카트리지에 그대로 배출하고 있다.
상기한 바와 같이 복수의 연료카트리지에 배기하는 경우, 연료가 받아들여지지 않고 남아 있는 측의 연료카트리지측은 압력이 현저하게 상승하고, 이것에 의해서 연료카트리지가 손상을 받을 우려가 있었다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 안전하게 부생성물을 연료용기에 회수할 수 있는 발전모듈, 발전모듈을 구비한 시스템, 발전모듈의 구동방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.
본 발명의 제 1 형태에 따르면,
이하를 구비하는 발전모듈이 제공된다.
복수의 연료용기와 연결하고 있는 상태에서 상기 복수의 연료용기의 한쪽으로부터 연료를 받아들이는 연료받아들임기와,
상기 연료용기로부터 공급되는 연료를 이용하여 발전을 실시하는 발전기와,
상기 발전기의 발전에 의해서 생성되는 부생성물을 상기 복수의 연료용기의 상기 한쪽에 선택적으로 배출하는 부생성물 배출기.
본 발명의 제 2 형태에 따르면,
복수의 연료용기와 연결하고 있는 상태에서 상기 복수의 연료용기의 한쪽으로부터 연료를 받아들이는 연료받아들임기와,
상기 연료용기로부터 공급되는 연료를 이용하여 발전을 실시하는 발전기와,
상기 발전기의 발전에 의해서 생성되는 부생성물을 상기 복수의 연료용기의 상기 한쪽에 선택적으로 배출하는 부생성물 배출기를 구비하는 발전모듈과,
상기 발전모듈에서 발전된 전기에너지에 의거하여 동작하는 전자기기를 구비하는 시스템이 제공된다.
본 발명의 제 3 형태에 따르면, 이하를 구비하는 발전모듈이 제공된다.
복수의 연료용기와 연결하고 있는 상태에서 상기 복수의 연료용기 내의 압력값이 소정 압력 이상이고, 상기 복수의 연료용기에 있어서의 압력손실이 동일한 정도인 경우에, 상기 복수의 연료용기로부터 동시에 연료를 받아들이는 연료받아들임기와,
상기 연료용기로부터 공급되는 연료를 이용하여 발전을 실시하는 발전기와,
상기 발전기의 발전에 의해서 생성되는 부생성물을 상기 복수의 연료용기에 동시에 배출하는 부생성물 배출기.
본 발명의 제 4 형태에 따르면, 이하를 구비하는 발전모듈의 구동방법이 제공된다.
복수의 연료용기와 연결하고 있는 상태에서 상기 복수의 연료용기의 한쪽으로부터 연료를 받아들이는 스텝과,
상기 연료용기로부터 공급되는 연료를 이용하여 발전을 실시하는 스텝과,
발전에 의해서 생성되는 부생성물을 상기 복수의 연료용기의 상기 한쪽에 선택적으로 배출하는 스텝.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태에 대해 설명한다. 단, 발명의 범위는 도시예로 한정되지 않는 것으로 한다.
[제 1 실시형태]
도 1은 연료용기(100)의 분해사시도, 도 2a는 연료용기(100)의 상면도, 도 2b는 절단선Ⅱ-Ⅱ을 따라서 절단했을 때의 화살표 단면도이다.
연료용기(100)는 발전모듈(200)(도 3 참조)과 연결이 자유롭고, 연료(12)를 저장하는 연료저장부(1)와, 연료저장부(1)로부터 공급되는 연료(12)에 의거하여 발전하는 발전모듈(200)로부터 배출된 기체 및 물(13)을 포함하는 배출물을 냉각하여 회수하는 회수부(3)을 구비하고 있다.
연료저장부(1)는 내부에 연료(12)가 저장되는 얇은 형상이 변형 자유로운 주머니형상을 이루고, 상자형상의 하우징(4) 내에 수용되어 있다.
연료(12)는 화학연료단체, 또는 화학연료와 물의 혼합물이며, 화학연료로서는, 예를 들면 메탄올, 에탄올 등의 알콜류나 디메틸에테르 등의 에테르류, 가솔린이라고 하는 수소원소를 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 본 실시형태에서는 연료저장부(1)에 저장된 메탄올과 물이 균일하게 섞인 혼합물이 화학반응재료로서 이용된다.
연료저장부(1)의 긴쪽방향 일단면(1C)(도 1중 우단면)에는, 그 단면(1C)으로 부터 외측으로 돌출하는 동시에 하우징(4)의 우단면(4A)을 관통하여 발전모듈(200)에 연료(12)를 배출하는 연료배출부(11)가 볼록형상으로 형성되어 있다.
연료배출부(11)에는, 연료저장부(1) 내의 연료(12)를 배출하기 위한 관통구멍인 연료배출구(도시하지 않음)가 볼록형상 두정부(頭頂部)에 설치되고, 연료배출부(11)를 통하여 연료저장부(11) 내에서 바깥으로 불필요하게 연료(12)가 배출되는 것을 저지하는 역지밸브(도시하지 않음)가 끼워 넣어져 있다. 구체적으로는, 역지밸브는 가요성·탄성을 갖는 재료를 덕빌형상으로 형성한 덕빌밸브이며, 역지밸브는 그 덕빌형상의 선단을 연료저장부(1)의 내측으로 향하게 한 상태로 연료배출부(11)에 끼워 넣어져 있다. 가요성·탄성을 갖는 재료로서는, 에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM)나 부틸고무 등을 들 수 있고, 일반적으로 부틸고무는 고분자의 탄성재료 중에서는 낮은 가스 투과성을 나타내기 때문에, 보다 작은 사이즈의 부품을 만들기 위해서는 실용에 있어서 부틸고무를 선택하는 것이 바람직하다. 또, 역지밸브는 기계적인 복잡 구조를 가지지 않기 때문에, 용적을 작게 할 수 있고, 저코스트화를 도모할 수 있다. 또한 역지밸브에는, 후술하는 발전모듈(200)측에 설치된 연료공급관(도시하지 않음)이 삽입될 때에 연료저장부(1) 안과 밖을 연통하는 삽입구멍이 미리 설치되어 있어도 좋고, 또 연료공급관을 삽입함으로써 비로소 삽입구멍이 형성되는 구조이어도 좋다. 삽입구멍이 미리 설치되어 있는 경우, 연료저장부(1) 내에 연료(12)가 충전되어 있으면, 역지밸브가 연료저장부(1)의 내부는 연료(12)의 내압에 의해서 삽입구멍의 주위에서는 삽입구멍이 닫히는 방향으로 힘이 가해지도록 설계되고, 또 탄성복원력 때문에 원래의 형상으로 되돌아오려고 해 서 삽입구멍에 삽입된 연료공급관의 주위에 틈새가 만들어지지 않으므로 연료(12)가 삽입구멍으로부터 불필요하게 연료저장부(1)의 바깥으로 누설하는 일이 없다. 그리고, 발전모듈(200)의 연료공급관이 삽입됨으로써, 연료저장부(1)로부터 연료배출부(11), 연료공급관을 통하여 발전모듈(200)로 연료(12)가 배출된다.
회수부(3)는 연료저장부(1)의 외측으로서 하우징(4) 내의 좌측의 공간부분으로 되어 있다. 그리고, 연료저장부(1) 내의 연료(12)가 감소함에 따라 주머니형상의 연료저장부(1) 내의 용적은 작아지므로, 상대적으로 회수부(3)의 용적이 커지고, 그 용적만큼의 물(13)을 회수할 수 있도록 되어 있다. 또, 회수부(3)에는 미리 물(13)이 소량 넣어져 있고, 회수부(3) 내에 회수될 때의 상태가 수증기라도 미리 들어가 있는 물(13)에 의해서 냉각되어 액화하고 수축하므로 회수부(3)의 용적을 억제하면서 효율적으로 물 회수를 촉진하고 있다. 또한 냉각용으로서 물(13) 이외의 액체나, 염화칼슘 등의 약제를 포함하는 고체이어도 상관없다.
하우징(4)은 투명 또는 반투명을 이루고 있고, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 아크릴 등의 재료로 구성되어 있다.
하우징(4)의 우단면(4A)에는 연료저장부(1)에 설치된 연료배출부(11)가 관통하여 외부로 돌출하고 있다.
또, 하우징(4)의 우단면(4A)에서 연료배출부(11)의 상측에는, 하우징(4) 내로 연통하고, 후술하는 발전모듈(200)에서 배출된 배출물이 공급되는 볼록형상의 배출물 공급부(41)가 하우징(4) 내에 매설하여 설치되어 있다.
배출물 공급부(41)에는, 하우징(4) 내에 배출물이 공급되기 위한 관통구멍인 배출물 공급구(도시하지 않음)가 볼록형상 두정부에 설치되고, 하우징(4) 내 배출물 공급부(41)를 통하여 일단 하우징(4)의 내에 공급된 배출물이 하우징(4) 바깥으로 불필요하게 배출되는 것을 저지하는 역지밸브(도시하지 않음)가 끼워 넣어져 있다. 구체적으로, 역지밸브는 상기 연료배출부(11)에 끼워 넣어진 역지밸브와 같은 것을 사용할 수 있다. 또, 배출물 공급부(41)에는, 역지밸브를 통하여 회수부(3) 내에 배출물을 공급하기 위한 배출물 공급관(42)이 설치되어 있다. 배출물 공급관(42)은 배출물 공급부(41)로부터 연료저장부(1)의 하측에 배치되어 그 긴쪽방향을 따라서 하우징(4) 내의 좌단부의 공간부분으로 연재하고 있다.
하우징(4)의 긴쪽방향 타단면(4B)(도 1중 좌단면)에는, 하우징(4) 내로 연통하는 직사각형상의 개구부(43)가 형성되어 있다. 그리고, 이 개구부(43)를 덮도록 기체 액체 분리기능을 갖는 소수성 다공질막을 포함하는 기체 액체 분리막(2)이 붙여져 있다. 기체를 투과시키고, 또한 액체를 투과시키지 않는 기체 액체 분리막(2)은 직사각형상의 박막으로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 셀룰로오스 아세테이트나 셀룰로오스트리아세테이트 등의 셀룰로오스계 수지, 폴리에테르술폰이나 폴리술폰 등의 폴리술폰계 수지 등으로 이루어지는 것을 들 수 있다. 따라서, 기체 액체 분리막(2)을 통하여 하우징(4)의 내측과 외측을 기체가 통과할 수 있고, 물(13)은 기체 액체 분리막(2)을 통과하지 않도록 되어 있다. 그 때문에, 외부로 물(13)이 새는 일이 없다.
또한 하우징(4)의 좌단부측에 있어서의 전면(4C) 및 후면(4D)에는, 후술하는 전자기기(400)에 착탈 자유롭게 장착하기 위한 가이드부(44, 44)가 각각 부착되어 있다. 가이드부(44, 44)는 하우징(4)의 전면(4C) 및 후면(4D)에 좌우방향을 따라서 직선상으로 연재하고 있다.
상기한 연료용기(100)에 있어서, 연료저장부(1) 내의 연료(12)는 연료배출부(11)를 통하여 후술하는 발전모듈(200)에 공급되고, 이 연료(12)를 이용하여 전기에너지가 추출된다. 또, 발전모듈(200)에서 생긴 배출물은 배출물 공급부(41)를 통하여 배출물 공급관(42) 내에 공급된 후, 배출물 공급관(42) 내를 흘러서 회수부(3)에 들여보내진다. 배출물 속의 기체 내의 수증기는 배출물 공급관(42) 내를 유통하고 있는 동안에 냉각되며, 또는 회수부(3) 내의 물(13)에 냉각되고, 응축되어 물(13)로 되며, 회수부(3)에 회수된다. 응축되지 않았던 기체는 기체 액체 분리막(2)을 통과하여 외부로 방출되며, 물(13)은 액체이기 때문에 기체 액체 분리막(2)을 통과할 수 없으므로 회수부(3)에 저류된다.
도 3은, 상기 연료용기(100)와 마찬가지의 구성을 이룬 제 1 연료용기(100A) 및 제 2 연료용기(100B)와 발전모듈(200)을 구비한 발전 시스템(300)의 개략구성을 나타낸 블록도이다. 또한 이하의 설명에서, 제 1 연료용기(100A)를 구성한다. 각 구성부분은, 상기한 연료용기(100)의 각 구성부분과 대응하고 있으므로, 같은 숫자에 영문자 A를 붙이고, 제 2 연료용기(100B)에 대해서도, 같은 숫자에 영문자 B를 붙이고 있다.
발전 시스템(300)은 제 1 연료용기(100A) 및 제 2 연료용기(100B)와, 제 1 및 제 2 연료용기(100A, 100B)로부터 공급된 연료(12)에 의해서 발전하는 발전모듈(200)로 구성되고, 제 1 및 제 2 연료용기(100A, 100B) 중, 연료(12)의 잔량이 적은쪽의 연료용기(100A 또는 100B)로부터 연료(12)를 공급하여 발전모듈(200)에서 발전하는 동시에, 발전모듈(200)로부터 배출된 배출물을 연료 공급하고 있는 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)의 회수부(3A 또는 3B)가 회수하도록 제어되어 있다.
발전모듈(200)은 물을 저장하는 물탱크(201)와, 제 1 및 제 2 연료용기(100A, 100B)로부터 공급된 연료(12)와, 물탱크(201)로부터 공급된 물로부터 수소를 생성하는 반응장치(210)와, 수소의 전기화학반응에 의해 전기에너지를 생성하는 연료전지(220)를 구비하고 있다. 또, 반응장치(210)에서 생성된 수소를 가습하여 연료전지(220)의 애노드에 공급하는 제 1 가습기(221), 연료전지(220)의 캐소드에 공급하는 공기를 가습하는 제 2 가습기(222)를 구비하고 있다. 연료전지(220)의 전해질막은 제 1 가습기(221) 및 제 2 가습기(222)에 의해서 가습된 공기 및 개질가스에 의해 가습된 상태로 되어 있다. 제 1 가습기(221) 및 제 2 가습기(222)로의 물의 공급 개시시기는 연료전지(220)가 발전을 개시하기 직전이 바람직하고, 물공급 기간은 연료전지(220)가 발전하고 있는 동안 공급되고 있어도 좋고, 또 연료전지(220)가 발전할 때에 생기는 물이 전해질막 전체에 침투하는 것이면, 발전을 개시하기 직전뿐이어도 괜찮다.
물탱크(201)는 물이 저장되고, 저장된 물은 후술하는 제 1 물펌프(P1) 및 제 2 물펌프(P2)가 반응장치(210)의 기화기(211)나 제 1 및 제 2 가습기(221, 222)에 공급한다. 또, 후술하는 바와 같이 연료전지(220)의 캐소드로부터 배출된 배출물(물, 공기 등)을 물 회수기(202)에 의해서 일단 회수한 후, 물 회수기(202)에 설치된 소수성막을 포함하는 기체 액체 분리막(203)에 의해서 기체 액체 분리한 물을 물탱크(201)에 저장한다. 기체 액체 분리막(203)에서 분리된 수증기를 포함하는 기체는 연료(12)를 공급하고 있는 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)의 회수부(3A 또는 3B)에 보내도록 되어 있다. 또한 제 1 및 제 2 가습기(221, 222)로부터 배출된 물도 물탱크(201)에 저장한다.
또, 물탱크(201)에는, 물탱크(201) 내에 저장된 물의 잔량 검출을 실시하는 물잔량 센서(S1)가 설치되어 있다. 물잔량 센서(S1)는 물탱크(201)에 저장된 물의 잔량을 측정하고, 그 측정결과로 되는 전기신호를 제어부(230)에 출력한다.
반응장치(210)는, 제 1 연료용기(100A), 제 2 연료용기(100B) 및 물탱크(201)로부터 공급된 연료(12)와 물을 기화시켜 연료가스(기화된 연료와 수증기의 혼합기)를 생성하는 기화기(211)와, 화학반응식 (1)에 나타내는 바와 같이 기화기(211)로부터 공급된 연료가스를 개질하여 개질가스를 생성하는 개질기(212)와, 개질기(212)를 가열하여 화학반응식 (1)의 반응을 양호하게 실시하기 위해서 필요한 온도로 설정하는 촉매연소기(213)와, 화학반응식 (1)에 계속해서 순차적으로 일어나는 화학반응식 (2)에 의해서 미량으로 부생성되는 일산화탄소 CO를 화학반응식 (3)에 나타내는 바와 같이 산화시켜 제거하는 CO제거기(214)를 구비하고 있다. 또, 기화기(211), 촉매연소기(213) 및 CO제거기(214)를 가열하는 전기히터로서 기능하는 동시에, 이들의 온도를 측정하는 온도계로서도 기능하는 히터겸 온도계(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
CH3OH＋H2O→3H2＋CO2 ···(1)
H2＋CO2→H2O＋CO ···(2)
2CO＋O2→2CO2 ···(3)
제 1 가습기(221)는, CO제거기(214)로부터 생성된 개질가스에 포함되는 수소를 물탱크(201)로부터 공급된 물에 의해서 가습하여 연료전지(220)의 애노드에 공급한다.
제 2 가습기(222)는, 공기펌프(P4)로부터 공급된 공기를 물탱크(201)로부터 공급된 물에 의해서 가습하여 연료전지(220)의 캐소드에 공급한다. 또, 제 2 가습기(222)로부터 배출된 불필요한 물은 물탱크(201)에 회수되도록 되어 있다.
연료전지(220)는 촉매 미립자를 담지(擔持)한 애노드와, 촉매 미립자를 담지한 캐소드와, 애노드와 캐소드의 사이에 개재된 필름형상의 고체 고분자 전해질막을 구비하고 있다. 연료전지(220)의 애노드에는 CO제거기(214)로부터 공급된 수소가 공급되고, 연료전지(220)의 캐소드에는 후술하는 공기펌프(P4)에 의해서 외부로부터 공기가 공급된다. 애노드에 있어서는, 혼합기 속의 수소가 전기화학반응식 (4)에 나타내는 바와 같이, 애노드의 촉매 미립자의 작용을 받아서 수소이온과 전자로 분리된다. 수소이온은 고체 고분자 전해질막을 통해서 캐소드에 전도하고, 전자는 애노드에 의해 전기에너지(발전전력)로서 추출된다. 캐소드에 있어서는, 전기화학반응식 (5)에 나타내는 바와 같이, 캐소드로 이동한 전자와, 공기 중의 산소와, 고체 고분자 전해질막을 통과한 수소이온이 반응하여 물이 생성된다. 그리고, 애노드에서 미반응의 수소를 포함하는 오프가스는 촉매연소기(213)에 보내지 며, 캐소드에서 생성된 물이나 미반응의 공기는 배출물로서 물 회수기(202)에 보내지도록 되어 있다.
H2→2H＋＋2e- ···(4)
2H＋＋1/2O2＋2e-→H2O ···(5)
또, 발전 시스템(300)은 제 1 및 제 2 연료용기(100A, 100B), 물탱크(201), 반응장치(210), 연료전지(220) 등 외에, 제 1 연료용기(100A) 내의 연료(12)를 기화기(211)에 공급하는 제 1 연료펌프(P31)와, 제 2 연료용기(100B) 내의 연료(12)를 기화기(211)에 공급하는 제 2 연료펌프(P32)와, 물탱크(201) 내의 물을 기화기(211)에 공급하는 제 1 물펌프(P1)와, 물탱크(201) 내의 물을 제 1 및 제 2 가습기(221, 222)에 공급하는 제 2 물펌프(P2)와, 외기로부터 발전 시스템(300) 안으로 공기를 도입하는 공기펌프(P4)를 구비하고 있다.
제 1 연료펌프(P31) 및 제 2 연료펌프(P32)에는 제 1 밸브(V1)가 접속되고, 제 1 밸브(V1)에는 제 1 유량계(F1)가 접속되어 있다. 제 1 밸브(V1)는 제 1 및 제 2 연료펌프(P31, P32)와 기화기(211)의 사이에 설치되어 있고, 그 개폐동작으로 제 1 연료펌프(P31)로부터 기화기(211)로의 연료(12)의 유통을 차단 또는 허용하도록 되어 있으며, 또, 제 2 연료펌프(P32)로부터 기화기(211)로의 연료(12)의 유통을 차단 또는 허용하도록 되어 있다. 제 1 유량계(F1)는 제 1 밸브(V1)와 기화기(211)의 사이에 설치되어 있고, 제 1 밸브(V1)를 통과한 연료(12)의 유량을 측정 하도록 되어 있다.
또한 제 1 연료펌프(P31)와 제 1 연료용기(100A)의 사이에는, 제 1 연료용기(100A)에 저장된 연료(12)의 잔량 검출을 실시하는 제 1 연료잔량센서(S21)가 설치되어 있다. 제 1 연료잔량센서(S21)는 연료저장부(1A)에 저장된 연료(12)의 잔량을 측정하고, 그 측정결과로 되는 전기신호를 제어부(230)에 출력한다.
마찬가지로, 제 2 연료펌프(P32)와 제 2 연료용기(100B)의 사이에는, 제 2 연료용기(100B)에 저장된 연료(12)의 잔량 검출을 실시하는 제 2 연료잔량센서(S32)가 설치되어 있다. 제 2 연료잔량센서(S32)는 연료저장부(1B)에 저장된 연료(12)의 잔량을 측정하고, 그 측정결과로 되는 전기신호를 제어부(230)에 출력한다.
제 1 물펌프(P1)에는, 제 2 밸브(V2)가 접속되고, 제 2 밸브(V2)에는 제 2 유량계(F2)가 접속되어 있다. 제 2 밸브(V2)는 제 1 물펌프(P1)와 기화기(211)의 사이에 설치되어 있고, 그 개폐동작으로 제 1 물펌프(P1)로부터 기화기(211)로의 물의 유통을 차단 또는 허용하도록 되어 있다. 제 2 유량계(F2)는 제 2 밸브(V2)와 기화기(211)의 사이에 설치되어 있고, 제 2 밸브(V2)를 통과한 물의 유량을 측정하도록 되어 있다. 제 1 밸브(V1)로부터 배출된 연료(12)와 제 2 밸브(V2)로부터 배출된 물은 반응장치(210)에 도달하기 전에 혼합된다.
제 2 물펌프(P2)에는, 제 1 가습기(221) 및 제 2 가습기(222)가 접속되어 제 1 가습기(221) 및 제 2 가습기(222)에 물이 공급되도록 되어 있다.
또, 물 회수기(202)와 제 1 연료용기(100A)의 회수부(3A)의 사이에서, 또, 물 회수기(202)와 제 2 연료용기(100B)의 회수부(3B)의 사이에는 제 3 밸브(V3)가 접속되어 있다. 제 3 밸브(V3)는, 그 개폐동작으로 물 회수기(202)로부터 연료(12)를 공급하고 있는 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)의 회수부(3A 또는 3B)로, 또, 촉매연소기(213)로부터 연료(12)를 공급하고 있는 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)의 회수부(3A 또는 3B)로, 배출물(물, 수증기를 포함하는 기체, 오프가스 등)의 유통을 차단 또는 허용하도록 되어 있다.
또한 물탱크(201)와 연료전지(220)의 캐소드의 사이에 있어서, 물탱크(201)와 제 3 밸브(V3)의 사이에는 제 4 밸브(V4)가 접속되어 있다. 제 4 밸브(V4)는, 물탱크(201)측으로 전환하여 제 2 가습기(222)로부터 물탱크(201)로, 연료전지(220)의 캐소드로부터 배출된 불필요한 물의 유통을 차단 또는 허용하도록 되어 있다. 구체적으로는, 제 4 밸브(V4)는 물탱크(201) 내의 물이 소정량 이상(만탱크)인 경우에, 물탱크(201)측으로의 물의 공급을 차단하고, 제 3 밸브(V3)측으로 물의 공급을 허용하도록 전환하여 제 2 가습기(222)로부터 제 3 밸브(V3)를 통하여 연료(12)를 공급하고 있는 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)의 회수부(3A 또는 3B)로, 제 2 가습기(222)로부터 배출된 물의 유통을 허용하도록 제어되는 한편, 물탱크(201) 내의 물이 소정량 미만인 경우에, 제 3 밸브(V3)측으로의 물의 공급을 차단하고, 물탱크(201)측으로 물의 공급을 실시하도록 제어된다.
공기펌프(P4)에는 제 ５ 밸브(V5), 제 6 밸브(V6) 및 제 2 가습기(222)가 접속되어 있다. 제 ５ 밸브(V5)는 공기펌프(P4)와 CO제거기(214)의 사이에 설치되고, 그 개폐동작으로 공기펌프(P4)로부터 CO제거기(214)로의 공기의 유통을 차단 또는 유량조정을 실시하도록 되어 있다.
제 6 밸브(V6)는 공기펌프(P4)와 촉매연소기(213)의 사이에 설치되어 있고, 그 개폐동작으로 공기펌프(P4)로부터 촉매연소기(213)로의 공기의 유통을 차단 또는 유량조정을 실시하도록 되어 있다.
제어부(230)에는 제 1 물펌프(P1), 제 2 물펌프(P2), 제 1 연료펌프(P31), 제 2 연료펌프(P32) 및 공기펌프(P4)가 드라이버(D1, D2, D31, D32, D4)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(230)는 예를 들면 범용의 CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등으로 구성되어 있는 것으로, 제 1 물펌프(P1), 제 2 물펌프(P2), 제 1 연료펌프(P31), 제 2 연료펌프(P32) 및 공기펌프(P4)에 제어신호를 송신하고, 제 1 물펌프(P1), 제 2 물펌프(P2), 제 1 연료펌프(P31), 제 2 연료펌프(P32) 및 공기펌프(P4)의 각 펌핑동작(송출량의 조정을 포함한다.)을 제어하도록 되어 있다.
또, 제어부(230)에는 제 1∼제 6 밸브(V1∼V6)가 드라이버(D11∼D16)를 통하여 전기적으로 접속되고, 또, 제 1 유량계(F1), 제 2 유량계(F2)도 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(230)는 제 1 유량계(F1), 제 2 유량계(F2)의 측정결과를 받아서 연료(12) 및 물의 유량을 인식할 수 있는 동시에, 제 1∼제 4 밸브(V1∼V4)의 개폐동작(열림량의 조정을 포함한다.)이나, 제 1 연료용기(100A)측의 회수부(3A)와 제 2 연료용기(100B)측의 회수부(3B) 중 연료(12)를 반응장치(210)에 공급하고 있는 쪽에 선택적으로 발전모듈(200)로부터 배출된 배출물을 회수시키도록 제 3 밸브(V3)에서의 배출을 전환하는 동작이나, 제 4 밸브(V4)가 물탱크(201) 내의 물이 소정량 이상(만탱크)인 경우에, 물탱크(201)측으로의 물의 공급을 차단하고, 제 3 밸브(V3)측으로 물의 공급을 허용하며, 물탱크(201) 내의 물이 소정량 미만인 경우에, 제 3 밸브(V3)측으로의 물의 공급을 차단하고, 물탱크(201)측으로 물의 공급을 실시하도록 전환하는 동작을 제어할 수 있도록 되어 있다.
또한 제어부(230)에는 기화기(211), 촉매연소기(213) 및 CO제거기(214)를 가열하는 전기히터가 드라이버(D21)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(230)는 전기히터의 발열량과 그 정지를 제어하는 동시에, 온도에 의해서 변화하는 전기히터의 저항값을 계측함으로써 기화기(211), 촉매연소기(213) 및 CO제거기(214)의 각 반응기의 온도를 검출할 수 있도록 되어 있다. 전기히터는 반응장치(210)의 기동시에 기화기(211), 촉매연소기(213) 및 CO제거기(214)를 가열하고, 촉매연소기(213)가 안정되게 가열할 수 있게 되면, 정지 또는 열량을 저감시켜도 좋다.
또, 제어부(230)에는 제 1 및 제 2 연료잔량센서(S21, S22), 물잔량 센서(S1)가 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(230)는 제 1 및 제 2 연료용기(100A, 100B)의 장착의 유무를 판단하여 제 1 연료잔량센서(S21)로 측정된 잔량이나 제 2 연료잔량센서(S22)로 측정된 잔량을 검출하여 각 잔량이 소정량 미만이면, 발전 시스템(300)을 기동하지 않거나 또는 동작을 정지하고, 잔량이 소정량 이상이면, 발전 시스템(300)을 기동하거나 또는 동작을 유지하도록 제어하고 있다.
또, 발전 시스템(300)이 기동한 경우에, 제어부(230)는 제 1 및 제 2 연료잔량센서(S21, S22)로 측정된 잔량이 적은 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)로부터 연 료(12)를 공급하고, 그 연료용기(100A 또는 100B)의 회수부(3A 또는 3B)에 배출물을 회수하도록 제 3 밸브(V3)를 제어하고 있다.
또한 제어부(230)는 물잔량 센서(S1)로 측정된 잔량이 소정량 미만이면, 물탱크(201) 내에 물을 회수하고, 소정량 이상(만탱크)이면, 상기의 연료(12)를 공급하고 있는 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)의 회수부(3A 또는 3B)로 물을 보내도록 제어하고 있다.
연료전지(220)에는, DC/DC컨버터(240)가 접속되어 있고, DC/DC컨버터(240)에는 외부전원, 즉 발전 시스템(300)으로부터 전력의 공급을 받아서 작동할 수 있는 외부기기(부하)가 접속되어 있다. DC/DC컨버터(240)는 연료전지(220)로부터 출력된 전압을 외부 전자기기의 규격에 따라서 소정의 전압으로 변환하여 외부 전자기기에 출력하는 장치이며, 제어부(230)에 접속되고, 제어부(230)는 연료전지(220)로부터 DC/DC컨버터(240)에 입력되는 입력전력을 검출할 수 있도록 되어 있다.
또한 DC/DC컨버터(240)에는 2차전지(241)가 접속되어 있다. 그리고, 예를 들면 연료전지(220)에서 얻은 잉여의 전기에너지를 비축하며, 연료전지(220)에서의 전기에너지의 생성이 정지되어 있는 경우에 연료전지(220)의 대체로서 외부 전자기기에 전력을 공급할 수 있도록 되어 있다. 제어부(230)나, 각 드라이버, 각 센서, 반응장치(210)의 전기히터는 기동시에 있어서, DC/DC컨버터(240)를 통하여 2차전지(241)의 출력의 일부에 의해서 전기적으로 구동되고, 연료전지(220)의 출력이 정상 상태가 되면, DC/DC컨버터(240)를 통하여 연료전지(220)의 출력의 일부에 의해서 전기적으로 구동된다.
상기 구성을 구비하는 발전 시스템(300)은 예를 들면, 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화기, PDA(Personal Digital Assistant), 전자수첩, 손목시계, 디지털카메라, 디지털 비디오 카메라, 게임기기, 유기기, 가정용 전기기기 그 외의 전자기기(외부 전자기기) 내에 비치할 수 있는 것이며, 외부 전자기기를 작동시키기 위한 전원으로서 이용된다.
다음으로, 발전 시스템(300)의 동작에 대해서 설명한다.
외부 전자기기로부터 통신용 단자, 통신용 전극을 통하여 제어부(230)에 작동신호가 입력됨으로써 발전 시스템(300)이 작동한다. 이에 따라 제어부(230)가 제 1 물펌프(P1), 제 2 물펌프(P2) 및 공기펌프(P4)를 작동시키고, 또한 드라이버(D21)를 통하여 전기히터를 발열시킨다. 그리고, 발전 시스템(300)의 작동중, 제어부(230)는 각 전기히터로부터 피드백된 온도의 데이터에 의거하여 각 전기히터가 소정 온도가 되도록 온도 제어를 실시한다.
또, 제어부(230)는 이하와 같이 하여 제 1 또는 제 2 연료펌프(P31, P32)의 작동 및 제 3 밸브(V3)의 전환 동작을 실시한다. 도 4는, 제 1 또는 제 2 연료펌프(100A, 100B)의 작동 및 제 3 밸브(V3)의 전환동작처리를 나타내는 흐름도이다.
우선, 제어부(230)는 제 1 연료용기(100A) 및 제 2 연료용기(100B)의 장착 유무의 확인을 실시한다(스텝 S1). 적어도 한쪽의 연료용기(100A 또는 100B)가 장착되어 있는지 아닌지를 판단하고(스텝 S2), 적어도 한쪽의 연료용기(100A 또는 100B)가 장착되어 있지 않은 경우에는, 「연료용기 없음」의 에러 통지를 실시한다(스텝 S3). 적어도 한쪽의 연료용기(100A 또는 100B)가 장착되어 있는 경우에 는, 제 1 연료잔량센서(S21) 및 제 2 연료잔량센서(S22)에 의해서 연료(12)의 잔량 검출을 실시한다(스텝 S4). 이때, 연료용기(100A) 및 연료용기(100B) 중 장착되어 있지 않은 쪽은, 잔량이 연료전지(220)를 발전할 수 있을 정도의 양(소정량) 미만이라고 간주한다.
그리고, 제 1 및 제 2 연료용기(100A, 100B)의 양쪽의 잔량이 소정량 미만인지 아닌지를 판단한다(스텝 S5). 제 1 및 제 2 연료용기(100A, 100B)의 양쪽의 잔량이 소정량 미만의 경우에는, 「연료용기의 교환」의 에러 통지를 실시한다(스텝 S6). 적어도 한쪽의 연료용기(100A 또는 100B)의 잔량이 소정량 미만이 아닌 경우에는, 제 1 연료용기(100A)의 잔량이 소정량 미만인지 아닌지의 판단을 실시한다(스텝 S7). 제 1 연료용기(100A)의 잔량이 소정량 미만(제 1 연료용기(100A)가 장착되지 않은 경우를 포함한다)인 경우에는, 「제 1 연료용기」의 에러 통지를 실시하고(스텝 S8), 제 2 연료용기(100B) 및 제 2 연료펌프(P31)를 선택하며(스텝 S9), 제 3 밸브(V3)를 제 2 연료용기(100B)에 접속한다(스텝 S10).
스텝 S7에 있어서, 제 1 연료용기(100A)의 잔량이 소정량 미만이 아닌 경우에는, 제 2 연료용기(100B)의 잔량이 소정량 미만인지 아닌지의 판단을 실시한다(스텝 S11). 제 2 연료용기(100B)의 잔량이 소정량 미만이 아닌 경우에는, 제 1 연료용기(100A)의 잔량이 제 2 연료용기(100B)의 잔량 이하인지 아닌지를 판단한다(스텝 S12). 스텝 S12에서 제 1 연료용기(100A)의 잔량쪽이 제 2 연료용기(100B)의 잔량보다도 많은 경우에는, 제 2 연료용기(100B) 및 제 2 연료펌프(P32)를 선택하고(스텝 S9), 그 후, 제 3 밸브(V3)를 제 2 연료용기(100B)에 접 속한다(스텝 S10).
스텝 S12에서 제 1 연료용기(100A)의 잔량이 제 2 연료용기(100B)의 잔량 이하인 경우에는, 제 1 연료용기(100A) 및 제 1 연료펌프(P31)를 선택하고(스텝 S13), 제 3 밸브(V3)를 제 1 연료용기(100A)에 접속한다(스텝 S14).
스텝 S11에 있어서, 제 2 연료용기(100B)의 잔량이 소정량 미만인 경우에는, 「제 2 연료용기」의 에러 통지를 실시한 후(스텝 S15), 제 1 연료용기(100A) 및 제 1 연료펌프(P31)를 선택하고(스텝 S13), 제 3 밸브(V3)를 제 1 연료용기(100A)에 접속한다(스텝 S14).
이상과 같이, 제어부(230)는 도 4의 흐름을 주기적으로 실행하고 있으며, 제 1 및 제 2 연료용기(100A, 100B)의 장착의 유무를 감시하고, 각 연료용기(100A, 100B)의 잔량에 의거하여 제 1 연료펌프(P31) 또는 제 2 연료펌프(P32)를 작동시켜 제 3 밸브(V3)를 사용하는 쪽의 연료용기(예를 들면, 제 1 연료용기(100A))로 전환한다. 그리고, 한쪽의 연료용기(예를 들면, 제 1 연료용기(100A))의 연료(12)가 없어지기까지 상기 흐름을 반복하면, 다른쪽의 연료용기(예를 들면, 제 2 연료용기(100B))를 사용하고, 마찬가지로 이 다른쪽의 연료용기(예를 들면, 제 2 연료용기(100B))의 연료(12)가 없어지기까지 상기 흐름을 반복하며, 양쪽의 연료용기(100A, 100B)의 연료(12)가 없어지면 연료용기 교환의 에러 통지가 이루어져서 발전 시스템(300)의 작동이 정지한다. 그리고, 새로운 연료용기로 교환되면, 발전 시스템(300)이 작동하여 상기 흐름이 실행되고, 연속 동작이 가능하게 되어 있다.
계속해서, 제 3 밸브(V3)에 의한 연료용기(100A 또는 100B)의 전환 동작을 실시한 후의 동작에 대해 설명한다.
또한 이하의 설명에서는, 설명의 형편상, 제 1 연료용기(100A) 및 제 2 연료용기(100B)가 함께 발전 시스템(300)에 장착되고, 제 1 연료용기(100A)의 잔량이 제 2 연료용기(100B)의 잔량 이하이고 또한 연료전지(220)를 발전할 수 있는 정도의 양으로서 제 1 연료펌프(P31)가 작동하는 경우를 예로 들어 설명한다.
상기의 흐름에 의해서 선택된 제 1 연료펌프(P31)가 작동하면, 제 1 연료용기(100A)의 연료저장부(1A) 내의 연료(12)가 연료 배출관(11A)으로부터 제 1 밸브(V1), 제 1 유량계(F1)를 통하여 반응장치(210)의 기화기(211)에 보내진다. 또한 제 2 물펌프(P2)가 작동하면, 물탱크(201) 내의 물이 연료전지(220)의 캐소드측에 설치된 제 1 및 제 2 가습기(221, 222)에 보내진다. 공기펌프(P4)가 작동하면, 외기의 공기가 제 6 밸브(V6)를 통하여 촉매연소기(213)에 보내지고, 제 ５ 밸브(V5)를 통하여 일산화탄소 제거기(214)에 보내진다. 또, 공기펌프(P4)의 작동에 의해 외기의 공기가 제 2 가습기(222)에 보내진다. 여기에서, 제어부(230)는 각 유량계(F1, F2)로부터 피드백된 유량의 데이터에 의거하여 소정의 유량으로 되도록 각 밸브(V1∼V4)를 제어한다.
기화기(211)에서는 공급된 연료(12) 및 물이 가열되어 기화(증발)하고, 메탄올 및 물(수증기)의 혼합기로 되어 개질기(212)에 공급된다.
개질기(212)에서는 기화기(211)로부터 공급된 혼합기 속의 메탄올과 수증기가 촉매에 의해 반응하여 이산화탄소 및 수소가 생성된다(상기 화학반응식 (1) 참조). 또, 개질기(212)에서는 화학반응식 (1)에 계속해서 순차적으로 일산화탄소가 생성된다(상기 화학반응식 (2) 참조). 그리고, 개질기(212)에서 생성된 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소 등으로 이루어지는 혼합기가 CO제거기(214)에 공급된다.
CO제거기(214)에서는 개질기(212)로부터 공급된 혼합기 속의 일산화탄소와 수증기로부터 이산화탄소 및 수소가 생성되거나, 혼합기 속에서 특이적으로 선택된 일산화탄소와, 제 ５ 밸브(V5)로부터 공급된 공기에 포함되는 산소가 반응하여 이산화탄소가 생성된다(상기 화학반응식 (3) 참조).
이와 같이, 반응장치(210)의 기화기(211), 개질기(212) 및 CO제거기(214)를 거친 연료(12)로부터 이산화탄소와 수소가 생성된다. 반응장치(210)에서 생성된 개질 가스(이산화탄소 및 수소 등)는 제 1 가습기(221)에 공급된다. 제 1 가습기(221)는, 제 4 밸브(V4)가 물탱크(201)측으로 전환되어 제 2 물펌프(P2) 및 제 2 가습기(222)를 통하여 물이 공급되고, 개질가스를 가습한 후, 연료전지(220)의 애노드에 공급한다.
연료전지(220)의 애노드에 공급된 개질가스는, 개질가스 속의 수소가 상기 화학반응식 (4)에 나타내는 바와 같이 수소이온과 전자로 분리한다.
한편, 공기펌프(P4)를 통하여 제 2 가습기(222)에 공기가 공급된다. 제 2 가습기(222)는, 제 4 밸브(V4)가 물탱크(201)측으로 전환되어 제 2 물펌프(P2)를 통하여 물이 공급되고, 공기를 통과시키는 것으로 가습한 후, 연료전지(220)의 캐소드에 공급한다.
연료전지(220)의 캐소드에 공급된 공기는, 공기 중의 산소가 상기 화학반응식 (5)에 나타내는 바와 같이 수소이온과 전자와 반응하고, 부생성물로서 물이 생 성된다.
여기에서, 애노드측에서는 미반응의 수소는 오프 가스로서 촉매연소기(213)에 보내져 연소되어, 반응장치(210)를 적절히 가열하는 에너지로서 이용된다. 촉매연소기(213)에서 연소되어 얻어지는 배기가스는, 제 3 밸브(V3)에 들여보내지고, 연료(12)를 공급하고 있는 제 1 연료용기(100A)의 회수부(3A)에 선택적으로 보내져 냉각된 후, 물(13)은 회수부(3A)로 회수되고, 기체는 소수성막을 포함하는 기체 액체 분리막(2A)으로부터 방출된다.
캐소드측에서는 공급된 공기가 부생성물인 물과 함께 배출되고, 물 회수기(202)에 들여보내지며, 기체 액체 분리막(203)에 의해서 기체 액체 분리되어 물은 물탱크(201)에 저장되어서 재이용된다. 수증기를 포함하는 기체는 제 1 연료용기(100A)의 회수부(3A)에 보내진다. 그리고, 냉각되어 기체의 일부가 액화된 후, 액상인 물(13)은 회수부(3A)에서 회수되고, 이산화탄소를 포함하는 액화되지 않고 남은 기체는 기체 액체 분리막(2)를 통하여 방출된다. 회수부(3A)에서 회수된 물(13)은 연료저장부(1A)를 뒤에서부터 누르게 되며, 연료배출부(11)로부터 연료(12)를 배출하기 쉬워진다.
또, 물잔량 센서(S1)가 물탱크(201) 내의 물이 소정량 이상(만탱크)으로 된 것을 검출한 경우에는, 제 4 밸브(V4)는 물의 공급을 물탱크(201)측으로부터 제 3 밸브(V3)측으로 전환하고, 여분의 물(13)이 제 1 연료용기(100A)의 회수부(3A)에 보내진다. 따라서, 연료(12)를 공급하고 있지 않은 제 2 연료용기(100B)의 회수부(3B)에 여분의 물(13)이 회수되는 일이 없으므로, 제 2 연료용기(100B)의 연료저 장부(1B)가 충분한 양 있기 때문에, 회수부(3B)의 용적이 물(13)을 회수할 수 있는 용적이 없어도 회수부(3B)가 손상, 파열하는 일은 없다.
연료전지(220)에 의해서 생성된 전기에너지는 2차전지(241)에 충전된다. 또한, 생성된 전기에너지는 DC/DC컨버터(240)에 공급되고, DC/DC컨버터(240)에 의해서 직류전류의 소정 전압으로 변환되며, 외부 전자기기에 공급된다. 외부 전자기기는 공급된 전기에너지에 의해 동작한다.
또한 제 1 연료용기(100A)의 잔량이 제 2 연료용기(100B)의 잔량보다도 많고, 제 2 연료펌프(P32)가 작동하는 경우에 대해서도, 제 2 연료용기(100B)로부터 연료(12)가 공급되어 제 2 연료용기(100B)에 선택적으로 배출물이 배출되는 점이 다를 뿐으로, 그 외는 상기한 동작과 같으므로 그 설명을 생략한다.
이상과 같이, 발전 시스템(300)에 따르면, 연료(12)를 공급하고 있는 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)의 회수부(3A 또는 3B)에 배출물을 회수하도록 제 3 밸브(V3)에 의해서 배출경로를 전환하므로, 연료(12)를 공급하고 있지 않은 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)에 압력이 가해지는 일이 없다. 그 때문에, 사용하고 있지 않은 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)로부터 연료(12)가 새는 일이 없다.
또, 연료(12)를 공급하고 있지 않은 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)에는 배출물을 보내지 않으므로, 회수한 물(13)에 압력이 가해져서 소수성 다공질막을 포함하는 기체 액체 분리막(2A 또는 2B)으로부터 물(13)이 배어서 새는 일도 없다.
특히, 제 1 연료잔량센서(S21)나 제 2 연료잔량센서(S22)에 의해 검출된 잔량이 적은 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)로부터 연료공급을 실시하고, 그 연료용 기(100A 또는 100B)의 회수부(3A 또는 3B)에 배출물을 회수하므로, 잔량이 적은 쪽의 연료용기(100A 또는 100B)의 연료를 우선적으로 사용함으로써, 연료(12)의 감소에 의해 용적이 증가한 회수부(3A 또는 3B)에 물(13)을 회수해 갈 수 있고, 회수 효율이 뛰어나다.
다음으로, 상기 발전 시스템(300)을 전자기기(400)에 적용한 경우를 설명한다. 특히, 휴대형의 전자기기로서, PDA에 적용한 경우이다. 도 5a는 전자기기(400)의 상면도, 도 5b는 도 5a를 하측에서 보았을 때의 하면도, 도 5c는 도 5b를 후면측에서 보았을 때의 후면도이다.
전자기기(400)는 CPU, RAM, ROM, 그 외의 전자부품으로 구성된 연산처리회로를 내장한 본체(401)와, 본체(401)에 대해서 착탈 자유로우며, 연료(12)를 저장한 제 1 연료용기(100A) 및 제 2 연료용기(100B)와, 본체(401)에 설치되어 제 1 및 제 2 연료용기(100A, 100B)의 연료(12)를 이용하여 발전을 실시하며, 생성한 전기에너지를 본체(401)에 공급함으로써 본체(401)를 구동하는 발전모듈(도시하지 않음)을 구비한다. 또한 제 1 및 제 2 연료용기(100A, 100B), 발전모듈(도시하지 않음)의 구성이나 동작은 상기와 마찬가지이기 때문에 그 설명을 생략한다.
본체(401)는 조작 키(402)와 액정 디스플레이(403)를 구비하고, 본체(401)의 하면에는, 좌우방향 중심선에 대해서 좌우대칭이 되도록, 하면(下面) 및 후면(後面)이 개구한, 전후로 연재하는 직사각형상의 제 1 수납공간(404)과 제 2 수납공간(405)이 각각 형성되어 있다. 이들 제 1 및 제 2 수납공간(404, 405)에, 본체(401)의 후면 개구로부터 제 1 연료용기(100A)와 제 2 연료용기(100B)를 각각 찔 러넣어 수납할 수 있도록 되어 있다. 또, 제 1 및 제 2 수납공간(404, 405)을 형성하는 긴쪽방향 벽면에는, 각 연료용기(100A, 100B)에 형성된 가이드부(44A, 44A, 44B, 44B)에 걸어맞추는 레일부(406, 406, 407, 407)가 형성되어 있다. 따라서, 각 연료용기(100A, 100B)를 기체 액체 분리막(2A, 2B)측의 단부가 외측을 향하도록 하여 배출구 공급구측의 단부로부터 슬라이드 이동시키는 동시에, 가이드부(44A, 44A, 44B, 44B)를 레일부(406, 406, 407, 407)에 걸어맞추게 함으로써 각각의 수납공간(404, 405)에 제 1 연료용기(100A)와 제 2 연료용기(100B)가 장착된다.
이와 같이 각 수납공간(404, 405)에 각각 수납된 연료용기(100A, 100B)는 그 하면이 외부로 노출되어서 장착되어 있으므로, 외기에 직접 접하여 방열성이 좋고 발전 시스템(300) 내에 열이 가득차는 일 없이, 물회수율이 높아진다.
[제 2 실시형태]
도 6은, 연료용기(500)의 분해사시도, 도 7a는 연료용기(500)의 상면도, 도 7b는 절단선Ⅶ-Ⅶ을 따라서 절단했을 때의 화살표 단면도이다.
연료용기(500)는 제 1 실시형태의 연료용기(100)와 달리, 하우징(504)에 형성된 개구부(543a, 543b)나 이들 개구부(543a, 543b)에 붙여진 소수성 다공질막을 포함하는 기체 액체 분리막(502), 가이드부(544)가 달라지고 있으며, 그 외의 연료 저장부(501)는 상기의 연료저장부(1), 회수부(503)는 회수부(3), 연료배출부(511)는 연료배출부(11), 배출물 공급부(541)는 배출물 공급부(41), 배출물 공급관(542)은 배출물 공급관(42)과 같은 것이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
연료용기(500)는 연료(12)를 저장하는 연료저장부(501)와, 연료저장부(501) 로부터 연료(12)가 공급됨으로써 발전하는 발전모듈(600)(도 8 참조)로부터 배출된 기체 및 물(13)을 포함하는 배출물을 냉각하여 회수하는 회수부(503)를 구비하고 있다.
연료저장부(501)에는 연료배출부(511)가 형성되고, 회수부(503)는 연료저장부(501)의 외측에 있어서 하우징(504) 내의 좌측의 공간부분으로 되어 있다.
하우징(504)의 우단면(504A)에는, 연료저장부(501)에 설치된 연료배출부(511)가 관통하여 외부로 돌출하고 있다. 또, 하우징(504)의 우단면(504A)에서 연료배출부(511)의 상측에, 배출물 공급부(541)가 형성되어 있다. 연료배출부(511)에는 연료배출구(도시하지 않음)가 설치되고, 배출물 공급부(541)에는 배출물 공급구(도시하지 않음)가 설치되며, 또, 상기한 바와 같이 연료배출구 및 배출물 공급구에 역지밸브(도시하지 않음)가 끼워 넣어져 있다. 또한 배출물 공급부(541)에는 배출물 공급관(542)이 연결되고, 배출물 공급관(542)은 연료저장부(501)의 하측에 배치되어 그 긴쪽방향을 따라서 하우징(504) 내의 좌단부의 공간부분에 연재하고 있다.
하우징(504)의 긴쪽방향 타단부(504B)(도 6 중 좌단부)측의 상면(504C)에는, 하우징(504) 내로 연통하는 직사각형상의 개구부(543a)가 형성되고, 좌단면(504B)에도 하우징(4) 내로 연통하는 직사각형상의 개구부(543b)가 형성되어 있다. 그리고, 이들 개구부(543a, 543b)를 덮고 두 개의 개구부(543a, 543b)에 걸치도록 꺾어 구부려 기체 액체 분리막(502)이 붙여져 있다. 따라서, 기체 액체 분리막(502)을 통하여 하우징(504)의 내측과 외측을 기체가 통과할 수 있고, 물(13)은 기체 액체 분리막(502)을 통과하지 않도록 되어 있다. 그 때문에, 외부로 물(13)이 새는 일이 없다. 또, 기체 액체 분리막(502)은 두 개의 개구부(543a, 543b)에 걸쳐 붙여져 있으므로, 개구부(543a, 543b)의 2개소로부터 기체를 방출시킬 수 있다.
또한 하우징(504)의 하면(504D) 좌단부에는, 후술하는 전자기기(800)에 착탈 자유롭게 장착하기 위한 가이드부(544)가 부착되어 있다. 가이드부(544)는 하우징(504)의 하면(504D)으로부터 아래쪽으로 돌출하는 측 단면에서 보아 T자형을 이루고 있다(도 6 참조).
상술한 연료용기(500)에 있어서, 연료저장부(501) 내의 연료(12)는 연료배출부(511)를 통하여 후술하는 발전모듈(600)에 공급되고, 이 연료(12)를 이용하여 전기에너지가 추출된다. 또, 발전모듈(600)에서 생긴 배출물은 배출물 공급부(541)를 통하여 배출물 공급관(542) 내에 공급된 후, 배출물 공급관(542) 내를 흘러 회수부(503)에 들여보내진다. 배출물 중의 기체는 배출물 공급관(542) 내를 유통하고 있는 동안에 냉각되고, 일부가 응축되어 물(13)로 되며, 회수부(503)에 회수된다. 응축되지 않았던 기체는 기체 액체 분리막(502)을 통과하여 외부로 방출되고, 물(13)은 기체 액체 분리막(502)을 통과할 수 없으므로 회수부(503)에 저류된다. 또, 회수부(503)에 미리 들어가 있던 물(13)에 의해서도 배출물의 냉각이 촉진되어 응축된다.
도 8은 상기 연료용기(500)와 마찬가지의 구성을 이룬 제 1 연료용기(500A) 및 제 2 연료용기(500B)와 발전모듈(600)을 구비한 발전 시스템(700)의 개략 구성을 나타낸 블록도이다.
또한 이하의 설명에 있어서, 제 1 연료용기(500A)를 구성하는 각 구성부분은 상기의 연료용기(500)의 각 구성부분과 대응하고 있으므로, 같은 숫자에 영문자 A를 붙이고, 제 2 연료용기(500B)에 대해서도 같은 숫자에 영문자 B를 붙이고 있다. 또, 제 2 실시형태에 있어서의 발전 시스템(700)은 제 3 밸브(V3)와 제 ５ 밸브(V5)의 사이에 압력계(601)를 설치한 것이며, 그 외의 구성은 제 1 실시형태의 발전 시스템(200)과 같으므로, 같은 구성부분에 대해서는 같은 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
압력계(601)는 제 3 밸브(V3)가 접속되어 있는측의 연료용기(500A 또는 500B)의 압력을 계측하고, 그 측정결과로 되는 전기신호를 제어부(230)에 출력한다.
그리고, 제어부(230)는 압력계(601)에 의한 측정결과가 소정의 압력 이상인 경우에, 제 3 밸브(V3)를 전환하여 다른쪽의 연료용기(500A 또는 500B)측에 접속하여 그 압력손실을 계측하고, 압력손실이 낮은 측의 연료용기(500A 또는 500B)로부터 연료(12)의 공급 및 배출물의 회수를 실시하도록 제 1 또는 제 2 연료펌프(P31, P32)의 작동 및 제 3 밸브(V3)의 전환 동작을 제어하고 있다. 또, 제어부(230)는 계측한 압력손실이 어느 쪽에서도 동일한 정도로 높은 경우에는, 양쪽의 연료용기(500A, 500B)로부터 연료(12)의 공급 및 배출물의 회수를 실시하도록 제 1 및 제 2 연료펌프(P31, P32)의 작동 및 제 3 밸브(V3)의 전환 동작을 제어하고 있다.
예를 들면, 제어부(230)는 제 3 밸브(V3)가 제 1 연료용기(500A)에 접속되어 있는 경우로, 압력계(601)에 의한 측정결과에서 소정 압력 이상이며, 압력 이상을 검지하면, 제 3 밸브(V3)를 제 2 연료용기(500B)로 전환하여 압력계(601)에 의한 측정결과로부터 압력손실을 계측한다. 그리고, 제 2 연료용기(500B)의 압력손실이 제 1 연료용기(500A)의 압력손실보다 낮은 경우에는, 제 2 연료펌프(P32)를 선택하고, 제 3 밸브(V3)가 제 1 연료용기(500A)와의 접속을 해제하며, 제 2 연료용기(500B)에 접속한다.
한편, 제 1 연료용기(500A)의 압력손실과 제 2 연료용기(500B)의 압력손실이 동일한 정도로 높은 경우에는, 양쪽의 연료펌프(500A, 500B)를 선택하고, 제 3 밸브(V3)를 양쪽의 연료용기(500A, 500B)에 접속한다. 그리고, 동시에 제 1 연료용기(500A)와 제 2 연료용기(500B)를 조금씩 동작시키고, 양쪽의 연료용기(500A, 500B)에 배출물을 보내며, 양쪽의 연료용기(500A, 500B)를 조금이라도 압력손실을 낮게하여 배출물을 배출한다.
마찬가지로, 제어부(230)는 제 3 밸브(V3)가 제 2 연료용기(500B)에 접속되어 있는 경우로, 압력계(601)에 의한 측정결과에서 소정 압력 이상이며, 압력 이상을 검지하면, 제 3 밸브(V3)를 제 1 연료용기(500A)로 전환하여 압력계(601)에 의한 측정결과로부터 압력손실을 계측한다. 그리고, 제 1 연료용기(500A)의 압력손실이 제 2 연료용기(500B)의 압력손실보다 낮은 경우에는, 제 1 연료펌프(P31)를 선택하고, 제 3 밸브(V3)가 제 2 연료용기(500B)의 접속을 해제하여 제 1 연료용기(500A)에 접속한다.
한편, 제 1 연료용기(500A)의 압력손실과 제 2 연료용기(500B)의 압력손실이 동일한 정도로 높은 경우에는, 양쪽의 연료펌프(500A, 500B)를 선택하고, 제 3 밸 브(V3)를 양쪽의 연료용기(500A, 500B)에 접속한다. 그리고, 동시에 제 1 연료용기(500A)와 제 2 연료용기(500B)를 조금씩 동작시키고, 양쪽의 연료용기(500A, 500B)에 배출물을 보내며, 양쪽의 연료용기(500A, 500B)를 조금이라도 압력손실을 낮게 하여 배출물을 배출한다.
이상과 같이, 발전 시스템(700)에 따르면, 압력계(601)에 의한 압력값이 소정 압력 이상인 경우에, 압력손실이 낮은 쪽의 연료용기(500A 또는 500B)로부터 연료공급을 실시하는 동시에, 그 연료용기(500A 또는 500B)의 회수부(503A 또는 503B)로 배출물을 회수하므로, 한쪽의 연료용기(500A 또는 500B)의 소수성 다공질막을 포함하는 기체 액체 분리막(502A 또는 502B)이 회수한 물(13)에 의해서 막혀 져 있거나, 외부로부터 손이나 물건에 의해 막혀져서 압력손실이 높아져 있었던 경우라도, 압력손실이 낮고, 기체 액체 분리막(502A 또는 502B)이 막혀져 있지 않은 측의 연료용기(500A 또는 500B)를 선택하여 배기할 수 있다.
또, 어느쪽의 압력손실도 동일한 정도로 높은 경우에는, 양쪽의 연료용기(500A, 500B)로부터 동시에 연료공급을 실시하는 동시에, 각 회수부(503A, 503B)에서 동시에 배출물을 회수하므로, 양쪽의 연료용기(500A, 500B)에 조금이라도 압력손실을 낮게 하여 배기할 수 있다. 그 결과, 역류를 방지할 수 있다.
다음으로, 상기 발전 시스템(700)을 전자기기(800)에 적용한 경우를 설명한다. 특히, 휴대형의 전자기기에 있어서, 노트형 퍼스널 컴퓨터에 적용한 경우이다. 도 9a는 전자기기(800)의 상면도, 도 9b는 도 9a를 우측에서 보았을 때의 우측면도, 도 9c는 도 9a를 후면측에서 보았을 때의 후면도이다.
전자기기(800)는 CPU, RAM, ROM, 그 외의 전자부품으로 구성된 연산처리회로를 내장한 본체(801)와, 본체(801)에 대해서 착탈 자유로우며, 연료(12)를 저류한 제 1 연료용기(500A) 및 제 2 연료용기(500B)와, 본체(801)에 설치되어 제 1 및 제 2 연료용기(500A, 500B)의 연료(12)를 이용하여 발전을 실시하고, 생성한 전기에너지를 본체(801)에 공급함으로써 본체(801)를 구동하는 발전모듈(도시하지 않음)을 구비한다. 또한 제 1 및 제 2 연료용기(500A, 500B), 발전모듈(도시하지 않음)의 구성이나 동작은 상기와 마찬가지이기 때문에 그 설명을 생략한다.
본체(801)는 키보드를 비치한 하부 하우징(802)과, 액정 디스플레이를 비치한 상부 하우징(803)을 구비한다. 상부 하우징(803)은 하부 하우징(802)에 힌지(807) 결합되어 있고, 상부 하우징(803)을 하부 하우징(802)에 겹쳐서 키보드에 액정 디스플레이를 상대시킨 상태에서 본체(801)를 접을 수 있도록 구성되어 있다. 상부 하우징(803)은 하부 하우징(802)의 전후의 길이보다도 짧아지고 있으며, 상부 하우징(803)은 하부 하우징(802)에 대해서 전단부(前端部)측에 가지런히 하여 접이 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 상부 하우징(803)을 하부 하우징(802)에 겹친 경우에, 하부 하우징(802)의 후부측의 상면 일부는 상부 하우징(803)에 의해서 덮이지 않고 노출되어 있다.
하부 하우징(802)의 노출 개소에는, 좌우방향 중심선에 대해서 좌우대칭으로 되도록 상면, 좌측면 및 후면이 개구한 좌우로 연재하는 직사각형상의 제 1 수납 공간(804)과 상면, 우측면 및 후면이 개구한 좌우로 연재하는 직사각형상의 제 2 수납공간(805)이 형성되어 있다.
제 1 수납공간(804)은 좌측의 개구로부터 제 1 연료용기(500A)를 찔러넣어 수납할 수 있도록 되어 있다. 또, 제 1 수납공간(804)을 형성하는 저부(底部)의 좌단부에는 제 1 연료용기(500A)의 하면에 형성된 가이드부(도시하지 않음)에 걸어맞추는 레일부(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
제 2 수납공간(805)은 우측의 개구로부터 제 2 연료용기(500B)를 찔러넣어 수납할 수 있도록 되어 있고, 이 제 2 수납공간(805)을 형성하는 저부의 우단부에도, 제 2 연료용기(500B)의 가이드부(544B)에 걸어맞추는 레일부(806)가 형성되어 있다.
따라서, 각 연료용기(500A, 500B)를 기체 액체 분리막(502A, 502B)측의 단부가 외측을 향하도록 하고, 배출구 공급구측의 단부로부터 슬라이드 이동시키는 동시에, 가이드부(544B)를 레일부(806)에 걸어맞추게 함으로써 각각의 수납공간(804, 80)에 제 1 연료용기(500A)와 제 2 연료용기(500B)가 장착된다.
이와 같이 각 수납공간(804, 805)에 각각 수납된 연료용기(500A, 500B)는 그 하면이 외부에 노출하여 장착되어 있으므로, 외기에 직접 접해 방열성이 좋고, 발전 시스템(700) 내에 열이 가득차는 일 없이, 물 회수율이 높아진다.
또한 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.
예를 들면, 상기 실시형태에 있어서의 발전 시스템(300, 700)에서는 제 1 연료용기(100A, 500A)와 제 2 연료용기(100B, 500B)를 두 개 구비한 것을 예로 들었지만, 셋 이상 구비한 것이라고 해도 좋다.
또, 제 1 및 제 2 연료용기(100, 500)는 하우징(4, 504) 내에 주머니형상의 연료저장부(1, 501)를 구비한 구조이었지만, 연료(12)와 회수한 물(13)을 분리할 수 있는 구조이면 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 하우징(4, 504) 내에 하우징(4, 504) 내의 공간부분을 칸막이하는 칸막이판(도시하지 않음)을 설치하여 칸막이판에 의해서 칸막이된 각 공간에 연료(12)를 저장하거나 물(13)을 회수하도록 해도 좋다. 또, 하우징(4, 504) 내에 연료(12)와 물(13)을 분리할 수 있는 분리액을 넣어 두어도 좋다.
상기 제 2 실시형태에서는, 압력계(601)와 제 3 밸브(V3)로 제 1 연료용기(500A)와 제 2 연료용기(500B)의 전환을 실시했는데, 이들 압력계(601)와 제 3 밸브(V3) 대신에 일정한 압력 이상으로 열리는 퍼지밸브를 설치해도 좋다.
또, 연료용기(100, 500)에 있어서의 각 구성부분의 형상 등은 적절히 변경 가능하다. 예를 들면, 개구부(43, 543a, 543b)는 직사각형상이라고 했지만, 개구부를 다수의 구멍에 의해서 형성해도 좋다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 반응장치(210)를 설치하여 연료를 개질하고 나서 연료전지에 공급했지만, 반응장치(210)를 설치하지 않고 제 1 및 제 2 연료용기(100, 500)로부터 연료를 직접 연료전지에 공급하는 직접형 연료전지로 되는 발전모듈이어도 괜찮다.
2006년 3월 30일에 출원된 일본국 특허출원 제2006-093930호의 명세서, 청구의 범위, 도면, 요약을 포함하는 모든 개시는 여기에 인용에 의해서 편입된다.
여러 가지의 전형적인 실시형태를 나타내고, 또한 설명해 왔는데, 본 발명은 그들의 실시형태에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해서만 한정되는 것이다.
본 발명에 따르면, 안전하게 부생성물을 연료용기에 회수할 수 있다.

Claims (21)

  1. 복수의 연료용기와 연결하고 있는 상태에서 상기 복수의 연료용기의 한쪽으로부터 연료를 받아들이는 연료받아들임기와,
    상기 연료용기로부터 공급되는 연료를 이용하여 발전을 실시하는 발전기와,
    상기 발전기의 발전에 의해서 생성되는 부생성물을 상기 복수의 연료용기의 상기 한쪽에 선택적으로 배출하는 부생성물 배출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 연료용기 내의 연료의 잔량을 검출하는 잔량 검출기를 추가로 구비하고,
    상기 연료받아들임기는 상기 잔량 검출기에 의해 검출된 잔량이 적은쪽의 연료용기로부터 연료를 받아들이며,
    상기 부생성물 배출기는 그 적은쪽의 연료용기가 상기 부생성물을 회수하도록 상기 부생성물을 배출하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 연료용기 내의 압력을 검출하는 압력 검출기를 추가로 구비하고,
    상기 압력 검출기에 의해 검출된 압력값이 소정 압력 이상인 경우에, 상기 연료받아들임기가 압력손실이 낮은쪽의 연료용기로부터 연료를 받아들이는 동시에, 상기 부생성물 배출기가 그 연료용기에 상기 부생성물을 회수하도록 상기 부생성물을 배출하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료받아들임기에 받아들여진 연료를 개질하는 반응장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발전기에서 생성된 부생성물의 일부를 회수하는 탱크를 추가로 구비하고,
    상기 부생성물 배출기는 상기 연료용기가 상기 부생성물의 나머지를 회수하도록 상기 부생성물의 나머지를 배출하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 부생성물의 나머지는 기체 액체 분리막에 의해서 상기 부생성물의 일부와 분리되는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료받아들임기는 상기 연료용기의 연료저장부에 연결되고,
    상기 부생성물 배출기는 상기 연료용기의 회수부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연료용기는 상기 회수부에 받아들여진 부생성물 중 일부를 액체로서 회수하고, 일부를 기체로서 상기 연료용기 바깥으로 배출하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료용기는 상기 부생성물 중 일부를 기체로서 상기 연료용기 바깥으로 배출하는 기체 액체 분리막을 구비하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 연료용기는 상기 기체 액체 분리막이 상기 발전모듈의 외부로 노출되도록 상기 발전모듈에 장착되는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  11. 청구항 제 1 항의 발전모듈과,
    상기 발전모듈에서 발전된 전기에너지에 의거하여 동작하는 전자기기를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 복수의 연료용기와 연결하고 있는 상태에서 상기 복수의 연료용기 내의 압력값이 소정 압력 이상이고, 상기 복수의 연료용기에 있어서의 압력손실이 동일한 정도인 경우에, 상기 복수의 연료용기로부터 동시에 연료를 받아들이는 연료받아들임기와,
    상기 연료용기로부터 공급되는 연료를 이용하여 발전을 실시하는 발전기와,
    상기 발전기의 발전에 의해서 생성되는 부생성물을 상기 복수의 연료용기에 동시에 배출하는 부생성물 배출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 연료받아들임기에 받아들여진 연료를 개질하는 반응장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 발전기에서 생성된 부생성물의 일부를 회수하는 탱크를 추가로 구비하고,
    상기 부생성물 배출기는 상기 연료용기가 상기 부생성물의 나머지를 회수하도록 상기 부생성물의 나머지를 배출하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 부생성물의 나머지는 기체 액체 분리막에 의해서 상기 부생성물의 일부와 분리되는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 연료받아들임기는 상기 연료용기의 연료저장부에 연결되고,
    상기 부생성물 배출기는 상기 연료용기의 회수부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 연료용기는 상기 회수부에 받아들여진 부생성물 중 일부를 액체로서 회수하고, 일부를 기체로서 상기 연료용기 바깥으로 배출하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 연료용기는 상기 부생성물 중 일부를 기체로서 상기 연료용기 바깥으로 배출하는 기체 액체 분리막을 구비하는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 연료용기는 상기 기체 액체 분리막이 상기 발전모듈의 외부로 노출되도록 상기 발전모듈에 장착되는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  20. 청구항 제 12 항의 발전모듈과,
    상기 발전모듈에서 발전된 전기에너지에 의거하여 동작하는 전자기기를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 복수의 연료용기와 연결하고 있는 상태에서 상기 복수의 연료용기의 한쪽으로부터 연료를 받아들이는 스텝과,
    상기 연료용기로부터 공급되는 연료를 이용하여 발전을 실시하는 스텝과,
    발전에 의해서 생성되는 부생성물을 상기 복수의 연료용기의 상기 한쪽에 선택적으로 배출하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 발전모듈의 구동방법.
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