(57)【要約】      （修正有）【課題】安全性を確保しながら、燃料電池の発電量を制御できる燃料電池及びその制御方法を提供する。【解決手段】燃料電池１０Ｂは、固体電解質膜１１と、固体電解質膜１１を相互間に挟持する燃料極１２及び酸化剤極１３と、シュードプラスチック性を有するゲル化燃料１５を収容する燃料容器１６とを備える。また，ゲル化燃料を攪拌する攪拌機１９を更に備える。そして，攪拌機１９を制御して、燃料電池の発電量を制御する制御部２１を備える。別の実施例では，容器振動部材(図示せず)を制御して、燃料容器から燃料極に供給される気化燃料の供給量を制御する制御部を備える。【選択図】図４
2010198938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質膜と、
前記固体電解質膜を相互間に挟持する燃料極及び酸化剤極と、
シュードプラスチック性を有するゲル化燃料を収容する燃料容器とを備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記ゲル化燃料から気化した気化燃料を前記燃料極に供給する、請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記燃料容器を振動させる容器振動部材を更に備える、請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記ゲル化燃料を攪拌する攪拌機を更に備える、請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記容器振動部材又は前記攪拌機を制御して、燃料電池の発電量を制御する制御部を更に備える、請求項３又は４に記載の燃料電池。
【請求項６】
前記容器振動部材又は前記攪拌機を制御して、前記燃料容器から前記燃料極に供給される前記気化燃料の供給量を制御する制御部を更に備える、請求項３又は４に記載の燃料電池。
【請求項７】
前記ゲル化燃料が、メタノール及びキサンタンガムを含む、請求項１〜６の何れか一に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記ゲル化燃料の含水量が、１０〜９０重量％である、請求項１〜７の何れか一に記載の燃料電池。
【請求項９】
前記キサンタンガムの含有量が、０．５〜１０重量％である、請求項７又は８に記載の燃料電池。
【請求項１０】
固体電解質膜と、該固体電解質膜を相互間に挟持する燃料極及び酸化剤極と、シュードプラスチック性を有するゲル化燃料を収容する燃料容器とを備え、燃料電池の発電量を制御する方法であって、
前記ゲル化燃料から気化した気化燃料の前記燃料極への供給量を制御することを特徴とする燃料電池の発電量の制御方法。
【請求項１１】
前記燃料容器を振動させること、又は、前記ゲル化燃料を攪拌することによって、前記燃料容器から前記燃料極に供給される前記気化燃料の供給量を制御する、請求項１０に記載の燃料電池の発電量の制御方法。
【請求項１２】
固体電解質膜と、
前記固体電解質膜を相互間に挟持する燃料極及び酸化剤極と、
有機液体燃料及びキサンタンガムを含むゲル化燃料を収容する燃料容器とを備えることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池及びその制御方法に関し、更に詳しくは、ゲル化燃料を用いた固体高分子型燃料電池及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池（以下、燃料電池）は、燃料が供給される燃料極と、酸化剤が供給される酸化剤極と、燃料極と酸化剤極との間に挟まれた固体高分子電解質膜とから成る構造体を備える。この構造体は、電極−電解質膜接合体（ＭＥＡ；Membrane and Electrode Assembly）と称される。固体高分子電解質膜としては、例えば、パーフルオロスルフォン酸膜等のイオン交換膜が用いられる。燃料極には水素が供給され、また、酸化剤極には酸素又は空気が供給される。燃料電池では、燃料極及び酸化剤極で電気化学反応（電極反応）が起こり、発電が行われる。
【０００３】
燃料電池では、上記電極反応を起こすために燃料極及び酸化剤極が、通常、イオン交換膜の両面に形成された触媒層と、ガス拡散層（供給層）とから形成される。触媒層は、触媒物質が担持された炭素微粒子と固体高分子電解質との混合体からなる。ガス拡散層は、多孔質性炭素材料からなり、燃料及び酸化剤の供給と拡散とを担う。さらに、燃料極及び酸化剤極には、炭素又は金属の導電性薄板からなる集電体が配置される。
【０００４】
ところで、近年、燃料としてメタノール等の有機液体燃料を直接利用するダイレクトメタノール型の燃料電池（ＤＭＦＣ；Direct Methanol Fuel Cell）の研究開発が活発に行われている。
【０００５】
ＤＭＦＣでは、燃料としてメタノールが燃料極に供給され、酸化剤として酸素が酸化剤極に供給される。その結果として、燃料極及び酸化剤極では次式で示される電極反応が起こり、発電が行われる。
【０００６】
【化１】
2010198938.tif 000003
【０００７】
上記電極反応では、燃料極に供給された燃料が、ガス拡散層中の細孔を通過して触媒層に達し、触媒物質により燃料が分解されて、電子と水素イオンが生成される。電子は、電極中の触媒担体とガス拡散層とを通って外部回路へ導き出され、外部回路より酸化剤極に流れ込む。
【０００８】
一方、水素イオンは、電極中の電解質及び両電極間の固体高分子電解質膜を通って酸化剤極に達する。酸化剤極に達した水素イオンは、酸化剤極に供給された酸素と、外部回路より流れ込む電子と反応して水を生成する。その結果、外部回路では燃料極から酸化剤極へ向かって電子が流れ、電力が取り出される。
【０００９】
燃料としてメタノールを用いる場合には、液体状で取り扱いが簡便であるという利点がある。しかし、メタノールは、人体に対する悪影響が大きいことが知られている。一例として、メタノールを大量に吸入し、或いは、眼に入った場合には、視神経に障害を起こすことがあり、失明する可能性もある。さらに、メタノールは、酸化反応中間体として、人体に悪影響を与える可能性がある蟻酸やホルムアルデヒドを生成することが知られている。
【００１０】
これに対して、特許文献１には、メタノール等の燃料の気化を抑制する技術が記載されている。この技術では、燃料が気化するような温度条件下であっても、燃料をゲル化して安定させている。
【００１１】
特許文献２には、燃料をゲル化して貯蔵し、再液化剤の作用によりゲル化燃料を流動化して取り出す技術が記載されている。この技術では、燃料電池の未使用時には、メタノールをゲル化等の固体化した燃料として保存しているので、流出等による事故の危険性を回避できる。また、燃料電池の使用開始時には、再液化剤により流動化した燃料を使用するので、発電効率を妨げることがない。さらに、燃料電池の使用時に、固体状燃料のまま燃料を気化供給すれば、安全性を更に高めることができる。なお、特許文献３には、メタノールにポリアクリル酸を混合したゲル状燃料混合物を燃料として用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−８０５４３号公報
【特許文献２】特開２００７−２４２３６７号公報
【特許文献３】特開２００６−２３６９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、燃料電池には、出力（発電量）に見合った燃料の供給が求められる。しかし、ゲル化燃料は、燃料の気化が抑制された状態にある。このため、上記特許文献に記載の燃料電池では、低温環境下で十分な出力が得られない場合がある。
【００１４】
また、ゲル化燃料の気化量は、温度が一定であれば、気化表面積等に比例する。しかし、気化表面積は、時間の経過に伴い縮小するので、気化量が低下する。このため、燃料が気化供給される燃料電池では、一定の出力を維持することや、出力に応じた燃料の気化供給を行うことが困難である。
【００１５】
本発明は、安全性を確保しながら、燃料電池の発電量を制御できる燃料電池及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、固体電解質膜と、
前記固体電解質膜を相互間に挟持する燃料極及び酸化剤極と、
シュードプラスチック性を有するゲル化燃料を収容する燃料容器とを備えることを特徴とする燃料電池を提供する。
【００１７】
また、本発明は、固体電解質膜と、該固体電解質膜を相互間に挟持する燃料極及び酸化剤極と、シュードプラスチック性を有するゲル化燃料を収容する燃料容器とを備え、燃料電池の発電量を制御する方法であって、
前記ゲル化燃料から気化した気化燃料の前記燃料極への供給量を制御することを特徴とする燃料電池の発電量の制御方法を提供する。
【００１８】
さらに、本発明は、固体電解質膜と、
前記固体電解質膜を相互間に挟持する燃料極及び酸化剤極と、
有機液体燃料及びキサンタンガムを含むゲル化燃料を収容する燃料容器とを備えることを特徴とする燃料電池を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の燃料電池及びその制御方法では、安全性を確保しながら、燃料電池の発電量を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の構成を示す断面図。
【図２】図１に示す燃料電池の発電部分の構成を示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の構成を示す断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池の構成を示す断面図。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の燃料電池は、最小基本構成として、固体電解質膜と、固体電解質膜を相互間に挟持する燃料極及び酸化剤極と、燃料容器とを備える。燃料容器は、シュードプラスチック性を有するゲル化燃料を収容する。
【００２２】
また、本発明の燃料電池の制御方法は、最小基本構成として、上述の燃料電池の発電量を制御するために、ゲル化燃料から気化した気化燃料の燃料極への供給量を制御する構成を有する。
【００２３】
さらに、本発明の燃料電池は、最小基本構成として、上述の燃料電池の燃料容器が、有機液体燃料及びキサンタンガムを含むゲル化燃料を収容する。
【００２４】
上記燃料電池及びその制御方法では、燃料極に供給される燃料として、シュードプラスチック性を有するゲル化燃料を用いている。有機液体燃料及びキサンタンガムを含むゲル化燃料は、シュードプラスチック性を有する。シュードプラスチック性を有するゲル化燃料は、静置状態又は低攪拌状態では高い粘性を有し、また、攪拌速度の増加に伴い粘度が低下し、さらに、再度静置状態に戻すと、再び高粘度状態を回復するという性質を有する。このため、静置状態又は低攪拌状態である通常使用時では、ゲル化燃料の気化量が抑制されるので、安全性を確保できる。
【００２５】
また、使用時に、燃料電池の発電量に見合った気化燃料の供給が得られていない場合には、燃料容器の振動又はゲル化燃料の攪拌によって、ゲル化燃料の粘度を低下させる。これにより、ゲル化燃料が液化して気化量が高まり、燃料極への気化燃料の供給量を一時的に増加させることができる。従って、燃料電池の発電量を制御して、燃料電池の発電量を確保できる。
【００２６】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の構成を示す断面図である。燃料電池１０は、固体高分子型燃料電池であって、例えば、固体電解質膜１１と、固体電解質膜１１を挟持する燃料極１２及び酸化剤極１３とから成るＭＥＡ１４を備える。ＭＥＡ１４は、発電ユニットして機能する。さらに、燃料電池１０は、ゲル化燃料１５を収容する燃料収容部（燃料容器）１６と、上記各部材を保持して収容する筐体１７とを備える。
【００２７】
筐体１７は、燃料極１２側に位置する燃料極側筐体１７ａと、酸化剤極１３側に位置する酸化剤極側筐体１７ｂとを有する。燃料容器１６は、燃料極側筐体１７ａの上面と固体電解質膜１１の下面とが、シール材１８で接合されることで形成される。
【００２８】
ゲル化燃料１５は、図示のように、燃料極１２に対向した状態で燃料容器１６の内部に収容されている。このため、ゲル状のゲル化燃料１５から気化した気化燃料は、対向する燃料極１２に供給される。
【００２９】
ゲル化燃料１５は、シュードプラスチック性（熱可逆性）を有する。即ち、ゲル化燃料１５は、静置状態又は低攪拌状態で高い粘性を有し、また、攪拌速度の増加に伴い粘度が低下し、さらに、再度静置状態に戻すと、再び高粘度状態を回復するという性質を有する。
【００３０】
ゲル化燃料１５は、メタノール、エタノール、ジエチルエーテル等の有機液体燃料に、水とゲル化剤とを添加して生成される。ゲル化剤としては、例えば、シュードプラスチック性のキサンタンガムが用いられる。ゲル化燃料１５の含水量は、１０重量％以上９０重量％以下が好ましい。また、ゲル化燃料１５に含有されるゲル化剤は、０．５重量％以上１０重量％以下が好ましい。さらに、ゲル化燃料１５の粘度は、グァーガム、タラガム、ローカストビーンガム等のガラクトマンナン類と反応させることで調整できる。
【００３１】
図２は、燃料電池の発電ユニットの断面を示す図である。ＭＥＡ１４に含まれる固体電解質膜１１は、水素イオンの導電性が高い膜であることが好ましく、これにより、燃料極１２と酸化剤極１３との間で水素イオンを移動させる膜として機能する。また、固体電解質膜１１は、化学的に安定しており機械的な強度が高いことが好ましい。
【００３２】
固体電解質膜１１を形成する材質としては、スルホン基、リン酸基、ホスホン基、及びホスフィン基等の強酸基、カルボキシル基等の弱酸基、及び極性基を有する有機高分子等が例示される。
【００３３】
燃料極１２は、燃料極側ガス拡散層１２ａと、燃料極側ガス拡散層１２ａに触媒が付着した燃料極側触媒層１２ｂとを有する。燃料極側ガス拡散層１２ａは、燃料容器１６から燃料極１２に燃料を供給する燃料供給路として機能する。つまり、ゲル化燃料１５の気化により生じた気化燃料は、燃料極側ガス拡散層１２ａを介して燃料極１２内に供給され、燃料電池１０の発電に用いられる。
【００３４】
酸化剤極１３は、酸化剤極側ガス拡散層１３ａと、酸化剤極側ガス拡散層１３ａに触媒が付着した酸化剤極側触媒層１３ｂとを有する。燃料極側ガス拡散層１２ａ及び酸化剤極側ガス拡散層１３ａとしては、金属不織布等の多孔質金属やカーボンペーパー等を用いることができる。特に、多孔質金属を用いることで、基材に応じて良好な集電性を得ることができる。また、ガス拡散層１２ａ，１３ａの気孔率は、例えば、４０％〜８０％程度とする。
【００３５】
燃料極側触媒層１２ｂ及び酸化剤極側触媒層１３ｂに用いられる触媒としては、例えば、白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、レニウム、金、銀、ニッケル、及びコバルト等が例示される。また、これら触媒を単独又は二種類以上組み合わせて用いることもできる。さらに、触媒層１２ｂ，１３ｂでは、同一の触媒を用いてもよく、異なる触媒を用いてもよい。
【００３６】
燃料極側触媒層１２ｂ及び酸化剤極側触媒層１３ｂで、触媒を導電粒子に担持させる場合には、導電粒子としては炭素粒子が好ましい。炭素粒子としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、及びカーボンナノホーン等が例示される。
【００３７】
ここで、燃料電池１０での発電の原理について説明する。燃料電池１０では、燃料極１２に、ゲル化燃料１５から気化した気化燃料が供給され、また、酸化剤極１３に酸素又は空気が供給されることで、燃料極１２及び酸化剤極１３で電極反応が起こり、発電が行われる。
【００３８】
具体的には、まず、ゲル化燃料１５が、ゲル状態で燃料容器１６に収容される。通常使用時には、収容されたゲル化燃料１５の気化により生じた気化燃料が燃料極１２に供給される。
【００３９】
次に、燃料極１２に供給された気化燃料は、燃料極側ガス拡散層１２ａ中の細孔を通過して燃料極側触媒層１２ｂに達し、触媒により分解されて、電子と水素イオンが生成される。電子は、燃料極１２中の触媒担体と燃料極側ガス拡散層１２ａとを通って外部回路へ導き出され、外部回路より酸化剤極１３に流れ込む。一方、水素イオンは、燃料極１２中の電解質及び両電極間の固体電解質膜１１を通って酸化剤極１３に達する。酸化剤極１３に達した水素イオンは、酸化剤極１３に供給された酸素と、外部回路より流れ込む電子と反応して水を生成する。
【００４０】
その結果、外部回路では、燃料極１２から酸化剤極１３へ向かって電子が流れ、電力が取り出される。このようにして、燃料電池１０が発電する。
【００４１】
以下、燃料電池１０の発電出力について説明する。燃料電池１０では、上記したように、ゲル化燃料１５の気化により生じた気化燃料が、燃料極側ガス拡散層１２ａを介して燃料極１２に供給されることで、電極反応が起こる。つまり、燃料電池１０では、静置状態にある通常使用時には、ゲル化燃料１５の気化量に応じた発電が可能となる。ゲル化燃料１５の気化量は、例えば、ゲル化燃料１５の気化表面積と動作環境温度とに依存する。
【００４２】
ところが、燃料電池１０の発電がゲル化燃料１５の気化量に依存することから、気化量以上の燃料が必要となる発電、即ち、通常発電時以上の電力が必要とされる発電を行う際には、燃料不足となり必要な発電量を確保できない状態となる。これは、ゲル化燃料１５が、気化と共に体積が縮小し、気化表面積が減少して、気化量が低下することに起因している。
【００４３】
上記のような状態を回避するために、本実施形態の燃料電池１０では、燃料としてシュードプラスチック性を有するゲル化燃料１５を用いている。このため、ゲル化燃料１５を攪拌することで、ゲル状態の粘度を下げて流動化し、気化表面積を増大することが可能である。その結果として、ゲル化燃料１５の気化量が増えて、燃料極１２に供給される気化燃料の供給量が増加し、燃料電池１０の発電量を高めることが可能である。
【００４４】
ゲル化燃料１５の攪拌は、一例として、燃料電池１０を手動で振って行うようにしてもよい。この場合には、ゲル化燃料１５の高攪拌状態を得るために、ゲル化燃料１５の燃料容器１６に対する充填率が、６０％以下であることが好ましい。
【００４５】
また、ゲル化燃料１５の攪拌は、通常発電時以上の電力が必要とされる発電を行う場合に限らず、通常発電時であっても、ゲル化燃料１５の気化量が経時変化により減少している場合や、動作環境温度が低く気化量が十分でない場合等に行ってもよい。このような場合であっても、燃料電池１０では、ゲル化燃料１５を攪拌することで、一時的に気化量を増加させて、発電量を制御でき、必要な発電量を確保できる。
【００４６】
本実施形態では、液体燃料であるメタノールに、ゲル化剤であるキサンタンガムを添加することで、メタノールがゲル化したシュードプラスチック性を有するゲル化燃料を得ることができる。また、燃料としてゲル化燃料を用いることで、静置状態又は低攪拌状態である通常使用時では、ゲル化燃料の気化量が抑制されるので、安全性を確保できる。
【００４７】
また、本実施形態では、ゲル化燃料の含水量が１０〜９０重量％であり、また、キサンタンガムの含有量が０．５〜１０重量％である構成を採用したので、攪拌によって容易に液化するゲル化燃料が得られる。
【００４８】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の構成を示す断面図である。燃料電池１０Ａは、ゲル化燃料１５と共に攪拌子１９を燃料容器１６に収容した点で、上記燃料電池１０と異なる。攪拌子１９は、ゲル化燃料よりも比重が大きく、かつ、メタノール等の液体燃料に対する耐性を有していることが好ましい。なお、攪拌子１９を、ゲル化燃料１５を攪拌するための攪拌機とする。
【００４９】
本実施形態の燃料電池１０Ａでは、ゲル化燃料１５の攪拌を手動で行う場合に、攪拌子１９によってゲル化燃料１５の高攪拌状態を容易に得ることができ、ゲル化燃料１５の気化量を高めることができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池の構成を示す断面図である。燃料電池１０Ｂは、燃料容器１６に攪拌子１９を収容し、燃料容器１６の外部に攪拌子駆動機構２０を配置し、さらに制御部２１を備えた点で、上記燃料電池１０と異なる。なお、攪拌子１９と攪拌子駆動機構２０とを含めて、ゲル化燃料１５を攪拌するための攪拌機とする。
【００５１】
攪拌子１９としては、液体燃料に対する耐性を有する樹脂コーティングを施した磁石等が例示される。また、攪拌子駆動機構２０としては、モータ等が使用可能である。制御部２１は、攪拌子駆動機構２０に接続されており、攪拌機を制御する。つまり、燃料電池１０Ｂでは、ゲル化燃料１５の攪拌が制御され、高攪拌状態が能動的に得られる。
【００５２】
従って、燃料電池１０Ｂでは、燃料容器１６から燃料極１２に供給される気化燃料の供給量が制御され、発電量が制御される。
【００５３】
本実施形態では、ゲル化燃料を攪拌する攪拌機と、攪拌機の攪拌を制御する制御部とを備える構成を採用したので、ゲル化燃料を高攪拌状態にすることができ、ゲル化燃料の気化量を増加させることが容易である。
【００５４】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態に係る燃料電池の構成を示す断面図である。燃料電池１０Ｃは、燃料容器１６の外部に振動子２２を配置し、さらに制御部２３を備えた点で、上記燃料電池１０と異なる。
【００５５】
振動子２２は、燃料容器１６を振動させるための容器振動部材であって、例えば振動モータ等である。制御部２３は、振動子２２に接続されており、振動子２２を制御する。つまり、燃料電池１０Ｃでは、燃料容器１６が振動して、ゲル化燃料１５の攪拌が制御され、高攪拌状態が能動的に得られる。
【００５６】
従って、燃料電池１０Ｃでは、燃料容器１６から燃料極１２に供給される気化燃料の供給量が制御され、発電量が制御される。
【００５７】
本実施形態では、燃料容器を振動させる容器振動部材と、容器振動部材の振動を制御する制御部とを備える構成を採用したので、振動部材の構造を簡素化できる。なお、制御部は、燃料電池とは別体にして、例えば制御盤等に設置してもよい。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。
本実施例は、本発明の第１の実施形態に基づいており、図１に示した燃料電池１０を以下の手順で作製した上で、出力の評価を行った。まず、厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌ系の多孔質金属シートを用いて、燃料極側ガス拡散層１２ａ及び酸化剤極側ガス拡散層１３ａを作製した。
【００５９】
続いて、この多孔質金属シート上に、以下のような工程で燃料極側触媒層１２ｂ及び酸化剤極側触媒層１３ｂを形成した。まず、固体高分子電解質としてアルドリッチ・ケミカル社製の５ｗｔ％ナフィオンアルコール溶液を選択し、固体高分子電解質量が０．１〜０．４ｍｇ／ｃｍ３となるようにｎ−酢酸ブチルと混合攪拌して、固体高分子電解質のコロイド状分散液を調製した。
【００６０】
また、燃料極側触媒層１２ｂ及び酸化剤極側触媒層１３ｂの触媒には、炭素微粒子（デンカブラック；電気化学社製）に粒子径３〜５ｎｍの白金触媒を重量比で５０％担持させた触媒担持炭素微粒子を使用した。
【００６１】
次いで、触媒担持炭素微粒子を、上記固体高分子電解質のコロイド状分散液に添加し、超音波分散器を用いてペースト状にした。このとき、固体高分子電解質と触媒の重量比が１：１になるように混合した。このペーストを、燃料極側ガス拡散層１２ａ及び酸化剤極側ガス拡散層１３ａである上記多孔質金属シート上に、スクリーン印刷法で２ｍｇ／ｃｍ２塗布した後、加熱乾燥することで、燃料極側触媒層１２ｂ及び酸化剤極側触媒層１３ｂを含む、燃料極１２及び酸化剤極１３を作製した。
【００６２】
この燃料極１２及び酸化剤極１３を、固体電解質膜１１として用意したデュポン社製のナフィオン１１２の両面に、温度１３０℃、圧力１０ｋｇ／ｃｍ２でホットプレスして、触媒電極−固体電解質膜接合体であるＭＥＡ１４を作製した。
【００６３】
次に、ＭＥＡ１４の燃料極１２側に燃料容器１６を密着させ、周辺部をシール材１８でシールすることによって燃料電池１０のセルを作製した。なお、燃料容器１６は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂製で、燃料極側ガス拡散層１２ａの下面と、ゲル化燃料１５の上面とが直接接するように形成した。
【００６４】
続いて、燃料容器１６にゲル化燃料１５を注入した。ゲル化燃料１５は、５０％の水を含有するメタノールに、キサンタンガムを総量の１％添加して作製した。
【００６５】
次に、作製した燃料電池１０を用いて実験を行い、出力の評価を行った。具体的には、電流密度１００ｍＡ／ｃｍ２、電圧０．４Ｖとして、電圧一定で定常発電を３時間継続し、電流密度の低下を確認した。
【００６６】
その後、燃料電池１０を手動で１０秒間振り、出力を確認した。その結果、電流密度１００ｍＡ／ｃｍ２、電圧０．４Ｖが確認された。従って、燃料電池１０では、シュードプラスチック性を有するゲル化燃料１５を攪拌することで、燃料極１２に供給される気化燃料の供給量が増加して、出力が制御されることが明らかになった。
【００６７】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の燃料電池及びその制御方法は、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１０，１０Ａ〜Ｃ：燃料電池
１１：固体電解質膜
１２：燃料極
１２ａ：燃料極側ガス拡散層
１２ｂ：燃料極側触媒層
１３：酸化剤極
１３ａ：酸化剤極側ガス拡散層
１３ｂ：酸化剤極側触媒層
１４：ＭＥＡ
１５：ゲル化燃料
１６：燃料収容部
１７：筐体
１７ａ：燃料極側筐体
１７ｂ：酸化剤極側筐体
１８：シール材
１９：攪拌子
２０：攪拌子駆動機構
２１，２３：制御部
２２：振動子
【図１】
2010198938.tif 000004
【図２】
2010198938.tif 000005
【図３】
2010198938.tif 000006
【図４】
2010198938.tif 000007
【図５】
2010198938.tif 000008