(57)【要約】【課題】放熱性を改善することが可能な燃料電池を搭載した電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】  燃料電池本体１と、燃料電池構成部品と、燃料電池本体、及び、燃料電池構成部品を覆う筐体４０と、燃料電池本体と筐体との間に配置された第１熱伝導体３０と、燃料電池構成部品と筐体との間に配置された第２熱伝導体３０と、燃料電池構成部品と第２熱伝導体との間を断熱する断熱層５０と、を備えたことを特徴とする電子機器１００。【選択図】      図２
2010212225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードとカソードとの間に電解質膜を挟持した構造の膜電極接合体を有する燃料電池本体と、
燃料電池構成部品と、
前記燃料電池本体、及び、前記燃料電池構成部品を覆う筐体と、
前記燃料電池本体と前記筐体との間に配置された第１熱伝導体と、
前記燃料電池構成部品と前記筐体との間に配置された第２熱伝導体と、
前記燃料電池構成部品と前記第２熱伝導体との間を断熱する断熱層と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第１熱伝導体及び前記第２熱伝導体は、それぞれの平面方向の熱伝導率λｐｌが厚み方向の熱伝導率λｔよりも大きい異方性を有する材料によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記第１熱伝導体及び前記第２熱伝導体は、同一材料を用いて一体に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記第１熱伝導体及び前記第２熱伝導体において、熱伝導率λｐｌと熱伝導率λｔとの比λｔ／λｐｌが０．０５未満であることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記第１熱伝導体は、その平面方向の熱伝導率λｐｌが厚み方向の熱伝導率λｔよりも大きい異方性を有する材料によって形成され、
前記第２熱伝導体は、前記第１熱伝導体より異方性が小さい材料によって形成されたことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項６】
前記第１熱伝導体において、熱伝導率λｐｌと熱伝導率λｔとの比λｔ／λｐｌが０．０５未満であり、
前記第２熱伝導体において、比λｔ／λｐｌが０．０５以上１．０以下であることを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記断熱層は、前記燃料電池本体と前記燃料電池構成部品との間に介在することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項８】
前記断熱層は、前記燃料電池本体の側面と前記第１熱伝導体との間に介在することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項９】
前記第１熱伝導体には、前記燃料電池本体の前記カソード側に連通した通気孔が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項１０】
アノードとカソードとの間に電解質膜を挟持した構造の膜電極接合体を有する燃料電池本体と、
燃料電池構成部品と、
前記燃料電池本体及び前記燃料電池構成部品を覆うとともに、前記燃料電池本体の直上に配置された第１筐体及び前記燃料電池構成部品の直上に配置され前記第１筐体よりも熱伝導率が高い第２筐体を有する筐体と、
前記燃料電池本体と前記筐体との間に配置された熱伝導体と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
前記燃料電池構成部品は、前記燃料電池本体に供給する燃料を収容する燃料収容部、前記燃料収容部に収容された燃料の前記燃料電池本体への供給を制御する補器、及び、前記燃料電池本体の動作を制御する回路ユニットの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１または１０に記載の電子機器。
【請求項１２】
さらに、前記燃料電池構成部品と前記熱伝導体との間に断熱層を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
【請求項１３】
前記断熱層は、空気層であることを特徴とする請求項１または１２に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記第１筐体は、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネートとアクリロニトリル・ブタジエン・スチレンとの複合材のいずれかの樹脂材料によって形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
【請求項１５】
前記第１筐体は、０．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料によって形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
【請求項１６】
前記第２筐体は、アルミニウム、銅、それらの合金のいずれかの金属材料によって形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
【請求項１７】
前記第２筐体は、２００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する材料によって形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池を電源として搭載した携帯用電子機器や充電器などの電子機器の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコンや携帯電話等の各種携帯用電子機器を長時間充電なしで使用可能とするために、これらの携帯用電子機器の電源に燃料電池を用いる試みがなされている。燃料電池は、燃料と空気（特に酸素）を供給するだけで発電することができる。このため、燃料電池は、燃料を補給することにより、連続して長時間発電することが可能であるという特徴を有している。したがって、燃料電池は、小型化により携帯用電子機器の電源として極めて有利なシステムとなりえる。
【０００３】
このような電子機器に搭載された燃料電池は、機器の内部で密閉に近い状態で収納されていることが多い。このため、燃料電池の発電に伴って発生した熱を効率よく放出することが求められる。このような放熱は、主として燃料電池を覆う筐体の表面からなされるため、燃料電池の熱を筐体に効率よく伝導する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１によれば、発電セルと筐体との間に介在させた熱伝導体を使用して、発電セルから筐体に向けて効率よく熱を伝播させ、筐体を介して常に外部に放散することで発電セルの温度上昇を抑制する燃料電池が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２によれば、電気・電子機器用の筐体として用いることができる熱伝導性成形体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７７４７号公報
【特許文献２】特開２００６−４９８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、放熱性を改善することが可能な燃料電池を搭載した電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の一態様によれば、
アノードとカソードとの間に電解質膜を挟持した構造の膜電極接合体を有する燃料電池本体と、
燃料電池構成部品と、
前記燃料電池本体、及び、前記燃料電池構成部品を覆う筐体と、
前記燃料電池本体と前記筐体との間に配置された第１熱伝導体と、
前記燃料電池構成部品と前記筐体との間に配置された第２熱伝導体と、
前記燃料電池構成部品と前記第２熱伝導体との間を断熱する断熱層と、
を備えたことを特徴とする電子機器が提供される。
【０００９】
また、この発明の一態様によれば、
アノードとカソードとの間に電解質膜を挟持した構造の膜電極接合体を有する燃料電池本体と、
燃料電池構成部品と、
前記燃料電池本体及び前記燃料電池構成部品を覆うとともに、前記燃料電池本体の直上に配置された第１筐体及び前記燃料電池構成部品の直上に配置され前記第１筐体よりも熱伝導率が高い第２筐体を有する筐体と、
前記燃料電池本体と前記筐体との間に配置された熱伝導体と、
を備えたことを特徴とする電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、放熱性を改善することが可能な燃料電池を搭載した電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る電子機器に搭載可能な燃料電池本体の構造を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した燃料電池本体を搭載した電子機器の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態における電子機器の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、本実施形態における電子機器の他の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】図５は、本実施形態における電子機器の他の構成を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の一実施の形態に係る燃料電池を搭載した電子機器について図面を参照して説明する。
【００１３】
ここでは、まず、燃料電池本体の構成について説明する。図１は、この実施の形態に係る燃料電池本体１の構造例を概略的に示す断面図である。
【００１４】
燃料電池本体１は、起電部を構成する膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly：ＭＥＡ）２を備えている。すなわち、燃料電池本体１において、膜電極接合体２は、アノード触媒層１１とアノードガス拡散層１２とが積層されたアノード（燃料極）１３と、カソード触媒層１４とカソードガス拡散層１５とが積層されたカソード（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、を備えて構成されている。このような膜電極接合体２は、集電体１８によって挟持されている。
【００１５】
膜電極接合体２は、電解質膜１７のアノード側及びカソード側にそれぞれ配置されたゴム製のＯリング等のシール部材１９によってシールされており、これにより、膜電極接合体２からの燃料漏れや酸化剤漏れが防止されている。
【００１６】
膜電極接合体２のカソード１６側には、絶縁材料によって形成された板状体２０が配置されている。この板状体２０は、主に保湿層として機能する。すなわち、この板状体２０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ともに、カソード触媒層１４への空気の取入れ量を調整し且つ空気の均一拡散を促進するものである。
【００１７】
上述した膜電極接合体２は、燃料供給機構３とカバープレート２１との間に配置されている。カバープレート２１は、外観が略矩形状のものであり、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）によって形成されている。また、カバープレート２１は、主として酸化剤である空気の取り込みを可能とする複数の開口部２１Ａを有している。
【００１８】
燃料電池本体１を構成する燃料供給機構３は、膜電極接合体２のアノード１３に対して燃料を供給するように構成されているが、特に、特定の構成に限定されるものではない。以下に、燃料供給機構３の一例について説明する。
【００１９】
燃料供給機構３は、例えば、箱状に形成された容器２２を備えている。
【００２０】
また、燃料供給機構３は、容器２２に収容された燃料供給部２３を備えている。この燃料供給部２３は、膜電極接合体２のアノード１３の面方向に燃料を分散並びに拡散させつつ供給するものであり、複数の燃料排出口２４を有している。各燃料排出口２４は、燃料注入口と細管２５のような燃料通路を介して接続されている。
【００２１】
膜電極接合体２は、そのアノード１３が上述したような燃料供給部２３の燃料排出口２４に対向するように配置されている。カバープレート２１は、燃料供給機構３との間に膜電極接合体２を保持した状態で容器２２に対してカシメ、ネジ止め、リベット継手などの手法により固定されている。これにより、燃料電池本体（ＤＭＦＣ）１の発電ユニットが構成されている。
【００２２】
上述したように、燃料供給部２３から放出された燃料は、膜電極接合体２のアノード１３に供給される。膜電極接合体２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。液体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。
【００２３】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ  →  ＣＯ2＋６Ｈ+＋６ｅ-  …（１）
この反応で生成した電子（ｅ-）は、集電体１８を経由して外部に導かれ、いわゆる電気として携帯用電子機器等を動作させた後、集電体１８を経由してカソード１６に導かれる。（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する。
【００２４】
６ｅ-＋６Ｈ+＋（３／２）Ｏ2  →  ３Ｈ2Ｏ  …（２）
上述した燃料電池本体１の発電反応において、発電する電力を増大させるためには触媒反応を円滑に行わせるとともに、膜電極接合体２の電極全体に均一に燃料を供給し、電極全体をより有効に発電に寄与させることが重要となる。
【００２５】
この実施の形態の燃料電池本体１は、燃料を循環しないことから、従来のアクティブ方式とは異なるものであり、装置の小型化等を損なうものではない。また、液体燃料の供給にポンプ等（図示せず）を使用しており、従来の内部気化型のような純パッシブ方式とも異なる。図１に示す燃料電池本体１は、例えばセミパッシブ型と呼称される方式を適用したものである。
【００２６】
次に、上述したような燃料電池本体１を搭載した電子機器の一実施形態について説明する。
【００２７】
図２に示すように、電子機器１００は、燃料電池本体１の他に、燃料電池本体１に供給する燃料を収容する燃料収容部Ｔ、燃料収容部Ｔに収容された燃料の燃料電池本体１への供給を制御する補器Ｐ、燃料電池本体１の動作を制御する回路ユニットＣなどの各種燃料電池構成部品を備えている。
【００２８】
燃料収容部Ｔには、膜電極接合体２に応じ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。なお、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Ｔには、膜電極接合体２に応じた液体燃料が収容される。このような燃料収容部Ｔは、流路を介して燃料電池本体１の燃料供給機構３に接続されている。
【００２９】
補器Ｐとしては、例えば、各種ポンプや、各種制御バルブなどを適用可能である。より具体的には、燃料収容部Ｔと燃料供給機構３との間に補器Ｐとしてポンプが介在していても良い。ここで適用されるポンプは、燃料を循環させる循環ポンプではなく、あくまでも燃料収容部Ｔから燃料供給機構３に液体燃料を送液する燃料供給ポンプである。燃料供給機構３から膜電極接合体２に供給された燃料は、発電反応に使用され、その後に循環して燃料収容部Ｔに戻されることはない。ポンプの種類は、特に限定されるものではないが、少量の液体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なものが好ましい。
【００３０】
これらの燃料収容部Ｔ、補器Ｐ、及び、回路ユニットＣといった各種燃料電池構成部品は、フレームＦに収容されている。また、燃料電池本体１は、フレームＦの凹部Ｈに収容されている。フレームＦに収容された燃料電池本体１、燃料収容部Ｔ、補器Ｐ、及び、回路ユニットＣは、筐体４０によって覆われている。筐体４０は、樹脂材料や金属材料を用いて形成されている。
【００３１】
燃料電池本体１と筐体４０との間には、熱伝導体３０が配置されている。この熱伝導体３０は、燃料電池本体１の発電反応に伴って発生した熱を伝導して拡散するとともに、筐体４０に伝導するものである。このような熱伝導体３０としては、黒鉛、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属繊維、金属粉、アルミナ、炭素繊維などを用いて形成されている。より具体的には、熱伝導体３０として、グラファイトシート（大塚電機社製）、多孔質カーボンペーパー（ＳＧＬ社製、東レ社製）などが好適である。
【００３２】
このような熱伝導体３０を配置したことにより、燃料電池本体１の熱が筐体４０に効率よく伝導され、筐体４０の表面から効率よく放熱される。また、たとえ筐体４０の一部が樹脂材料によって形成されていた場合であっても、燃料電池本体１の熱が筐体４０の樹脂部分を含め広範囲に亘って伝導されるため、放熱が促進される。このような構成により、燃料電池本体１の放熱性を改善することが可能となる。
【００３３】
燃料電池本体１を覆う熱伝導体３０には、燃料電池本体１のカバープレート２１に形成された開口部２１Ａに連通した通気孔３０Ａが形成されている。また、熱伝導体３０を覆う筐体４０には、熱伝導体３０の通気孔３０Ａに連通した通気孔４０Ａが形成されている。これにより、燃料電池本体１のカソード側の通気性が確保されている。このため、発電に必要な酸素の取り込み及び発電に伴って生成されたガスの排出が阻害されず、燃料電池本体１の発電に適した環境に維持することが可能となる。なお、熱伝導体３０が多孔体よりなり、その多孔体を構成する空孔のみで発電に必要な酸素の取り込み及び発電に伴って生成されたガスの排出が阻害されなければ、通気孔３０Ａは設けなくても良い。
【００３４】
熱伝導体３０は、燃料電池本体１からの熱を広範囲に亘って拡散し且つ筐体４０に伝導することで、放熱性を向上している。このため、図２に示した例では、熱伝導体３０は、燃料収容部Ｔ、補器Ｐ、回路ユニットＣなどの燃料電池構成部品と、筐体４０との間にも延在している。燃料収容部Ｔ、補器Ｐ、及び、回路ユニットＣといった燃料電池構成部品は、熱の影響を受けないことが望ましい。
【００３５】
そこで、本実施形態では、燃料電池構成部品として、例えば、燃料収容部Ｔ、補器Ｐ、及び、回路ユニットＣについては、燃料電池本体１からの熱の影響を受けにくい構成とした。より具体的には、図３を参照しながら説明する。なお、図３においては、説明に必要な主要部のみを図示しており、筐体４０と燃料収容部Ｔとの間に熱伝導体３０が配置された場合を図示している。
【００３６】
熱伝導体３０は、フレームＦに収容された燃料電池本体１及び燃料収容部Ｔを覆っている。すなわち、燃料電池本体１と筐体４０との間に配置された熱伝導体３０と、燃料収容部Ｔと筐体４０との間に配置された熱伝導体３０とは、同一材料を用いて一体に形成されている。なお、この熱伝導体３０は、燃料電池本体１を包囲するように配置しても良く、この場合、フレームＦの背面側まで延在している。
【００３７】
熱伝導体３０は、燃料電池本体１のカバープレート２１に接触しており、カバープレート２１の開口部２１Ａと通気孔３０Ａとが連通している。この熱伝導体３０は、さらに、燃料電池本体１の側面１Ｓ及び燃料収容部Ｔを収容しているフレームＦに沿って延在している。筐体４０は、このような熱伝導体３０の略全体に亘って接触しており、熱伝導体３０の通気孔３０Ａと通気孔４０Ａとが連通している。これにより、カソード１６への通気性が確保されている。
【００３８】
熱伝導体３０は、燃料電池本体１からの熱を効率よく伝導するため、比較的高い熱伝導率を有する材料によって形成されている。このため、燃料電池本体１からの熱は、熱伝導体３０を介して燃料収容部Ｔに伝導されやすい。
【００３９】
そこで、図３に示すように、燃料収容部Ｔと、熱伝導体３０との間には、断熱層５０が配置されている。この断熱層５０は、例えば燃料収容部Ｔを収容したフレームＦを覆うように配置されている。この断熱層５０は、燃料電池本体１などの熱源からの熱の低温部への伝導を抑制するものである。これにより、燃料電池本体１の熱が熱伝導体３０を介して燃料収容部Ｔに伝導されにくくなり、燃料収容部Ｔへの熱の影響が軽減できる。
【００４０】
このような断熱層５０としては、ポリスチレン、ウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、塩化ビニルなどの発泡系材料、グラスウールなどのガラス繊維、ロックウール、真空断熱材料などを用いて形成されている。より具体的には、断熱層５０として、サンマップ（日東電工社製）、真空断熱シートペーパーＶＩＰ（クラボウ社製）などが好適である。また、断熱層５０としては、空気層であっても良い。
【００４１】
なお、図３では、燃料電池構成部品の一つである燃料収容部Ｔと筐体４０との間に熱伝導体３０が配置された場合を図示しているが、燃料収容部Ｔ、補器Ｐ、及び、回路ユニットＣといった燃料電池構成部品の少なくとも１つと筐体４０との間に熱伝導体３０が配置された場合には、その燃料電池構成部品と熱伝導体３０との間に断熱層５０を配置することによって、燃料電池本体１の熱の影響が軽減できる。また、燃料収容部Ｔ、補器Ｐ、回路ユニットＣの他にも、熱の影響を軽減することが求められる各種燃料電池構成部品と筐体４０との間に熱伝導体３０が配置された場合には、その燃料電池構成部品と熱伝導体３０との間に断熱層５０を配置することが望ましい。
【００４２】
また、図３では、燃料収容部ＴがフレームＦによって囲まれているが、燃料収容部ＴがフレームＦによって囲まれていない場合であっても、燃料収容部Ｔと熱伝導体３０との間に断熱層５０を配置することによって、図３に示した例と同様に、燃料電池本体１の熱の影響を軽減できる。
【００４３】
また、フレームＦに収容された燃料電池本体１と、燃料収容部Ｔとの間には、断熱層５０が介在している。これにより、燃料電池本体１の熱が燃料収容部Ｔに直接伝導されにくくなり、燃料収容部Ｔへの熱の影響をさらに軽減できる。同様に、燃料電池本体１と、図示していない補器や回路ユニットＣなどの燃料電池構成部品との間にも断熱層５０を配置することにより、燃料電池本体１の熱の影響を軽減できる。
【００４４】
また、熱伝導体３０及び筐体４０は、燃料電池本体１の側面１Ｓも覆うように配置されている。燃料電池本体１の側面１Ｓと、熱伝導体３０との間には、断熱層５０が介在している。このため、熱伝導体３０を伝導した熱が再び燃料電池本体１に戻ることが避けられる。
【００４５】
熱伝導体３０は、その平面方向の熱伝導率λｐｌが厚み方向の熱伝導率λｔよりも大きい異方性を有する材料によって形成されることが望ましい。つまり、熱伝導体３０に求められる特性は、面内に熱を拡散し、筐体４０の表面の広い範囲から熱を発散することによって、放熱性を向上することにある。このため、厚み方向の熱伝導率λｔが平面方向の熱伝導率λｐｌより大きい場合には厚み方向への熱の移動が促進され、面内の熱の移動が阻害されてしまうおそれがある。一例として、熱伝導体３０の熱伝導率λｐｌは３００〜１５００Ｗ／ｍＫであり、熱伝導率λｔが５〜２０Ｗ／ｍＫである。
【００４６】
このような熱伝導体３０においては、異方性が大きいことが望ましく、平面方向の熱伝導率λｐｌと厚み方向の熱伝導率λｔとの比λ＝λｔ／λｐｌは、０．０５未満であることが望ましい。なお、ここで説明した熱伝導率λｐｌ及びλｔは、例えば、レーザーフラッシュ法によって測定可能である。
【００４７】
図３に示した例では、燃料電池本体１に重なる熱伝導体３０は、燃料収容部Ｔなどを覆う熱伝導体３０と一体に形成されたが、別体で形成されても良い。より具体的には、図４を参照しながら説明する。なお、図４においては、説明に必要な主要部のみを図示している。
【００４８】
第１熱伝導体３１は、フレームＦの凹部Ｈに収容された燃料電池本体１を覆っている。ここでは、第１熱伝導体３１は、燃料電池本体１のカバープレート２１に接触しており、さらに、燃料電池本体１の側面１Ｓに沿って延在している。
【００４９】
第２熱伝導体３２は、フレームＦに収容された燃料収容部Ｔを覆っている。この第２熱伝導体３２は、第１熱伝導体３１に接触しており、燃料電池本体１から第１熱伝導体３１に伝導した熱の第２熱伝導体３２への熱伝導パスが確保されている。ここでは、第２熱伝導体３２は、燃料収容部Ｔを収容しているフレームＦに沿って延在している。
【００５０】
筐体４０は、これらの第１熱伝導体３１及び第２熱伝導体３２の略全体に亘って接触している。第１熱伝導体３１の通気孔３１Ａ及び筐体４０の通気孔４０Ａは、カバープレート２１の開口部２１Ａと連通しており、カソード１６への通気性が確保されている。なお、第１熱伝導体３１が多孔体よりなり、その多孔体を構成する空孔のみで発電に必要な酸素の取り込み及び発電に伴って生成されたガスの排出が阻害されなければ、通気孔３１Ａは設けなくても良い。
【００５１】
第１熱伝導体３１及び第２熱伝導体３２のうち、少なくとも第１熱伝導体３１は、燃料電池本体１からの熱を効率よく伝導するため、比較的高い熱伝導率を有する材料によって形成されている。これにより、燃料電池本体１の熱が第１熱伝導体３１を介して筐体４０に効率よく伝導され、放熱が促進される。
【００５２】
一方、燃料収容部Ｔと、第２熱伝導体３２との間には、断熱層５０が配置されている。この断熱層５０は、例えば燃料収容部Ｔを収容したフレームＦを覆うように配置されている。これにより、燃料電池本体１の熱が第１熱伝導体３１及び第２熱伝導体３２を介して燃料収容部Ｔに伝導されにくくなり、燃料収容部Ｔへの熱の影響が軽減できる。
【００５３】
なお、燃料収容部Ｔのみならず、補器Ｐや回路ユニットＣ、さらには熱の影響を軽減することが求められる他の燃料電池構成部品と筐体４０との間に第２熱伝導体３２が配置された場合には、これらの燃料電池構成部品と第２熱伝導体３２との間に断熱層５０を配置することによって、燃料電池本体１の熱の影響が軽減できる。
【００５４】
また、図３に示した例と同様に、フレームＦに収容された燃料電池本体１と、燃料収容部Ｔとの間には、断熱層５０が介在していることが望ましい。また、燃料電池本体１の側面１Ｓと、第１熱伝導体３１との間には、断熱層５０が介在していることが望ましい。
【００５５】
第１熱伝導体３１及び第２熱伝導体３２のうち、特に燃料電池本体１に接触している第１熱伝導体３１については、筐体４０の広範囲に亘って効率よく熱伝導するために、熱伝導率λｐｌが熱伝導率λｔよりも大きい異方性を有する材料によって形成されることが望ましい。このような第１熱伝導体３１においては、異方性が大きいことが望ましく、平面方向の熱伝導率λｐｌと厚み方向の熱伝導率λｔとの比λ＝λｔ／λｐｌは、０．０５未満であることが望ましい。
【００５６】
第２熱伝導体３２については、第１熱伝導体３１と同一材料によって形成しても良いが、第２熱伝導体３２が覆っている各種燃料電池構成部品の広範囲にわたる熱伝導を抑制するためには、第２熱伝導体３２は、第１熱伝導体３１より異方性が小さい材料によって形成されることが望ましい。このような第２熱伝導体３２においては、比λは、０．０５以上１．０以下であることが望ましい。
【００５７】
図５に示した例では、図３に示した例と比較して、筐体４０が第１筐体４１及び第２筐体４２を有する点で相違する。
【００５８】
すなわち、フレームＦに収容された燃料電池本体１及び燃料電池構成部品の一つである燃料収容部Ｔは、熱伝導体３０によって覆われている。この熱伝導体３０は、燃料電池本体１のカバープレート２１に接触しており、カバープレート２１の開口部２１Ａと連通する通気孔３０Ａを有している。この熱伝導体３０は、さらに、燃料電池本体１の側面１Ｓ及び燃料収容部Ｔを収容しているフレームＦに沿って延在している。このような熱伝導体３０は、燃料電池本体１からの熱を効率よく伝導するため、比較的高い熱伝導率を有する材料によって形成されており、熱伝導体３０を形成する具体的な材料については上述した通りである。
【００５９】
なお、この熱伝導体３０は、図４に示した例と同様に、第１熱伝導体３１と、この第１熱伝導体３１とは別体の第２熱伝導体３２を第１熱伝導体３１と接合して形成しても良い。また、この熱伝導体３０は、燃料電池本体１を包囲するように配置しても良く、この場合、フレームＦの背面側まで延在している。
【００６０】
筐体４０は、熱伝導体３０の略全体に亘って接触している。この筐体４０は、第１筐体４１と第２筐体４２とを有している。第１筐体４１は、相対的に熱流が高い場所、つまり、熱源である燃料電池本体１に近い熱伝導体３０の高温部に接触するように配置されている。一方で、第２筐体４２は、相対的に熱流が低い場所、つまり、熱源である燃料電池本体１から遠い熱伝導体３０の低温部に接触するように配置されている。この第２筐体４２は第１筐体４１に接触しており、第１筐体４１と第２筐体４２との間の熱伝導パスが確保されている。
【００６１】
図５に示した例では、第１筐体４１は、燃料電池本体１の直上に配置されている。この第１筐体４１は、燃料電池本体１のカソード１６の側に配置されている。つまり、第１筐体４１は、カバープレート２１に接触しており、カバープレート２１の開口部２１Ａ及び熱伝導体３０の通気孔３０Ａと連通した通気孔４１Ａを有している。これにより、カソード１６への通気性が確保されている。
【００６２】
このような第１筐体は、比較的熱伝導率が低い材料によって形成されている。一例として、第１筐体４１は、樹脂材料、あるいは、０．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料によって形成されていることが望ましい。特に、第１筐体４１を形成する材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニルカーボネート（ＰＶＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：ヴィクトレックス社商標）、ポリカーボネートとアクリロニトリル・ブタジエン・スチレンとの複合材（ＰＣ／ＡＢＳ）のいずれかの樹脂材料が好適である。
【００６３】
第２筐体４２は、燃料電池構成部品（図５に示した例では燃料収容部Ｔ）の直上に配置されている。この第２筐体４２は、第１筐体４１よりも熱伝導率が高い材料によって形成されている。一例として、第２筐体４２は、金属材料、あるいは、２００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する材料によって形成されていることが望ましい。特に、第２筐体４２を形成する材料としては、アルミニウム、銅、それらの合金のいずれかの金属材料が好適である。
【００６４】
このような構成においては、温度が上昇しやすい部位に熱伝導率が低い第１筐体４１を配置したことにより、筐体４０の表面温度の上昇が抑えられる一方で、温度が低くなりやすい部位に熱伝導率が高い第２筐体４２を配置したことにより、熱源である燃料電池本体１からの熱流が最適化され、筐体４０の表面温度分布が均一化される。これにより、燃料電池本体１からの放熱性が向上し、出力を向上することが可能となる。
【００６５】
なお、第１筐体４１は、少なくとも熱流が高い場所つまり燃料電池本体１の周囲に配置されていれば良く、燃料電池本体１の側面１Ｓに沿って延在した熱伝導体３０に接するように延在していても良い。第２筐体４２は、第１筐体４１以外の部位にわたって熱伝導体３０に接するように延在していてもよく、燃料電池本体１の側面１Ｓ及び燃料収容部Ｔを収容しているフレームＦに沿って延在した熱伝導体３０に接するように延在していても良い。
【００６６】
また、このような第１筐体４１及び第２筐体４２を有する筐体４０は、フレームＦの背面側まで延在しても良い。この場合も、第１筐体４１が燃料電池本体１の背面側に配置され、第２筐体４２が燃料収容部Ｔなどの燃料電池構成部品の背面側に配置される。
【００６７】
また、図３などに示した例と同様に、燃料収容部Ｔなどの燃料電池構成部品と熱伝導体３０との間には、断熱層５０が配置されることが望ましい。また、燃料電池本体１と、燃料収容部Ｔなどの燃料電池構成部品との間には、断熱層５０が介在することが望ましい。さらに、燃料電池本体１の側面１Ｓと、熱伝導体３０との間には、断熱層５０が介在することが望ましい。もちろん、この断熱層５０は、空気層であっても良い。
【００６８】
《実施例１》
実施例１に係る電子機器１００は、図３に示した構成に相当する。すなわち、燃料電池本体１及び燃料収容部Ｔなどの燃料電池構成部品は、一体構造の熱伝導体３０によって覆われている。この熱伝導体３０は、比λが０．００８７５の材料によって形成されている。このような熱伝導体３０は、筐体４０によって覆われている。
【００６９】
熱伝導体３０と燃料収容部Ｔなどの燃料電池構成部品との間には、断熱層５０が配置されている。また、熱伝導体３０と燃料電池本体１の側面１Ｓとの間にも、断熱層５０が配置されている。
【００７０】
《実施例２》
実施例２に係る電子機器１００は、図４に示した構成に相当する。すなわち、燃料電池本体１は、第１熱伝導体３１によって覆われている。燃料収容部Ｔなどの燃料電池構成部品は、第１熱伝導体３１とは異なる材料によって形成された第２熱伝導体３２によって覆われている。これらの第１熱伝導体３１及び第２熱伝導体３２は、接続されている。第１熱伝導体３１は、比λが０．００８７５の材料によって形成されている。第２熱伝導体３２は、比λが０．０６６７の材料によって形成されている。このような第１熱伝導体３１及び第２熱伝導体３２は、ともに筐体４０によって覆われている。
【００７１】
第２熱伝導体３２と燃料収容部Ｔなどの燃料電池構成部品との間には、断熱層５０が配置されている。また、第１熱伝導体３１と燃料電池本体１の側面１Ｓとの間にも、断熱層５０が配置されている。
【００７２】
《比較例》
比較例に係る電子機器１００は、図３に示した構成から熱伝導体３０及び断熱層５０を省略した構成に相当する。すなわち、燃料電池本体１は、熱伝導体を介することなく筐体４０によって覆われている。燃料収容部Ｔなどの燃料電池構成部品は、断熱層及び熱伝導体を介することなく筐体４０によって覆われている。
【００７３】
これらの実施例１、実施例２、及び、比較例の各構成の電子機器１００について、燃料電池本体１を作動させて発電させ、所定時間が経過した後の筐体４０の表面の温度分布を測定した。筐体４０の表面における温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの差を温度バラツキとした。比較例の温度バラツキを１００としたとき、実施例１の温度バラツキの相対値は９８．０となり、また、実施例２の温度バラツキの相対値は９９．２となった。
【００７４】
この測定結果より、実施例１及び実施例２の構成によれば、筐体４０の表面温度のバラツキが小さくなることが確認された。すなわち、実施例１及び実施例２の構成によれば、燃料電池本体１の熱が筐体４０の表面全体に亘って均一に拡散することがわかる。このように、筐体４０の表面における温度分布が均一化することにより、筐体４０の表面全体から熱が発散可能となった。
【００７５】
以上説明したように、この実施の形態によれば、放熱性を改善することが可能な燃料電池を搭載した電子機器を提供できる。
【００７６】
本発明は、ノートパソコンや携帯電話等の各種携帯用電子機器本体、さらには電子機器へ充電するための充電器として電子機器本体等、各種の燃料電池を搭載した電子機器本体に適用可能である。
【００７７】
上述した実施形態の燃料電池本体１は、各種の液体燃料を使用した場合に効果を発揮し、液体燃料の種類や濃度は限定されるものではない。ただし、燃料を面方向に分散させつつ供給する燃料供給部２３は、特に燃料濃度が濃い場合に有効である。このため、実施形態の燃料電池本体１は、濃度が８０ｗｔ％以上のメタノールを液体燃料として用いた場合に、その性能や効果を特に発揮することができる。したがって、実施形態は、メタノール濃度が８０ｗｔ％以上のメタノール水溶液や純メタノールを液体燃料として用いた燃料電池本体１に好適である。
【００７８】
さらに、上述した実施形態は、本発明をセミパッシブ型の燃料電池本体１に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、内部気化型の純パッシブ型の燃料電池に対しても適用可能である。
【００７９】
なお、本発明は液体燃料を使用した各種の燃料電池に適用することができる。また、燃料電池の具体的な構成や燃料の供給状態等も特に限定されるものではなく、ＭＥＡに供給される燃料の全てが液体燃料の蒸気、全てが液体燃料、または一部が液体状態で供給される液体燃料の蒸気等、種々形態に本発明を適用することができる。実施段階では本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。さらに、上記実施形態に示される複数の構成要素を適宜に組み合わせたり、また実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除したりする等、種々の変形が可能である。本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８０】
１…燃料電池本体  ２…膜電極接合体  ３…燃料供給機構
１３…アノード  １６…カソード  １７…電解質膜
３０…熱伝導体
３１…第１熱伝導体  ３２…第２熱伝導体
４０…筐体
４１…第１筐体  ４２…第２筐体
５０…断熱層
１００…電子機器
Ｆ…フレーム
Ｔ…燃料収容部（燃料電池構成部品）
Ｐ…補器（燃料電池構成部品）
Ｃ…回路ユニット（燃料電池構成部品）
【図１】
2010212225.tif 000003
【図２】
2010212225.tif 000004
【図３】
2010212225.tif 000005
【図４】
2010212225.tif 000006
【図５】
2010212225.tif 000007