(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を収容する容器を有する燃料カートリッジと、前記燃料カートリッジが着脱可能なインターフェース部と、燃料および酸素を用いて発電を行う燃料電池と、を備える燃料電池システムであって、
前記燃料カートリッジは、前記容器内の空間を仕切る間仕切を有し、
前記燃料は、前記間仕切によって仕切られた一の空間内に収容され、
前記燃料カートリッジの前記容器は、前記容器の外と前記一の空間内を連通する穴を有し、
前記穴には、前記容器の内から外へ向かった流体の流れを阻止し且つ前記容器の外から内に向かった流体の流れを許容する逆止弁が設けられており、
前記燃料カートリッジは、前記間仕切によって仕切られた他の空間内に酸素を導入する酸素導入口と、前記酸素導入口から導入した酸素を前記インターフェース部を介して前記燃料電池に向けて排出する酸素排出口と、前記酸素排出口を通る酸素が通過するエアフィルタとを、さらに有し、
前記インターフェース部は、前記燃料カートリッジに向けて酸素を排出し前記酸素導入口に酸素を導入する酸素排出ポートと、前記燃料カートリッジから排出された酸素を導入する酸素導入ポートとを有することを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子手帳等といった小型電子機器がめざましい進歩・発展を遂げている。電子機器の電源として、アルカリ乾電池、マンガン乾電池といった一次電池又はニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチウムイオン電池といった二次電池が用いられている。ところが、一次電池及び二次電池は、エネルギの利用効率の観点から検証すると、必ずしもエネルギの有効利用が図られているとは言えない。そのため、今日では、一次電池及び二次電池の代替えのために、高いエネルギ利用効率を実現できる燃料電池についての研究・開発も盛んにおこなわれている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００３】
燃料電池は、例えば電解質板が燃料極と酸素極との間に挟持されてなる燃料電池本体と、メタノール等の液体燃料と水の混合液を収容するとともに燃料電池本体に接続された燃料カートリッジと、を備えている。燃料カートリッジ内の混合液が空になれば、新しい燃料カートリッジに交換すれば良い。また、燃料カートリッジには様々な種類のものがあり、特許文献２に記載されているように、残量測定機能を有した燃料カートリッジもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９３５５１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４２８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、残量測定機能のように種々の機能を燃料カートリッジに持たせると、燃料カートリッジ全体の体積に対する燃料の容量が小さくなってしまう。
ところで、燃料電池では、燃料電池本体の酸素極には酸素を供給する必要があり、その酸素として空気中の酸素が用いられる。空気には微小な塵埃が含まれていることがあるため、その塵埃を取り除くためにエアフィルタを燃料電池本体内に設け、空気をエアフィルタに通過させてから、酸素極に供給することが考えられる。しかしながら、エアフィルタを使用し続けると塵埃が詰まる等の理由によって酸素を吸い込みにくくなってしまい、エアフィルタを交換しなければならない。また、燃料カートリッジの内から外へ向かった流体の流れを阻止し且つ燃料カートリッジの外から内に向かった流体の流れを許容することはことさら検討されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決しようとしてなされたものであり、エアフィルタを容易に交換することができるとともに、燃料カートリッジの内から外へ向かった流体の流れを阻止し且つ燃料カートリッジの外から内に向かった流体の流れを許容することができる燃料電池システム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】
【０００８】
本発明の燃料電池システムは、
燃料を収容する容器を有する燃料カートリッジと、前記燃料カートリッジが着脱可能なインターフェース部と、燃料および酸素を用いて発電を行う燃料電池と、を備える燃料電池システムであって、
前記燃料カートリッジは、前記容器内の空間を仕切る間仕切を有し、
前記燃料は、前記間仕切によって仕切られた一の空間内に収容され、
前記燃料カートリッジの前記容器は、前記容器の外と前記一の空間内を連通する穴を有し、
前記穴には、前記容器の内から外へ向かった流体の流れを阻止し且つ前記容器の外から内に向かった流体の流れを許容する逆止弁が設けられており、
前記燃料カートリッジは、前記間仕切によって仕切られた他の空間内に酸素を導入する酸素導入口と、前記酸素導入口から導入した酸素を前記インターフェース部を介して前記燃料電池に向けて排出する酸素排出口と、前記酸素排出口を通る酸素が通過するエアフィルタとを、さらに有し、
前記インターフェース部は、前記燃料カートリッジに向けて酸素を排出し前記酸素導入口に酸素を導入する酸素排出ポートと、前記燃料カートリッジから排出された酸素を導入する酸素導入ポートとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エアフィルタを容易に交換することができるとともに、燃料カートリッジの内から外へ向かった流体の流れを阻止し且つ燃料カートリッジの外から内に向かった流体の流れを許容することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】燃料カートリッジの斜視図である。
【図２】図１と同一方向から見た場合の分解斜視図である。
【図３】図２とは別の方向から見た場合の分解斜視図である。
【図４】電子機器の斜視図である。
【図５】燃料カートリッジを装着した状態の電子機器の斜視図である。
【図６】発電ユニット及び燃料カートリッジの斜視図である。
【図７】電子機器の下筐体の横断面図である。
【図８】図５とは別の角度から見た場合の電子機器の斜視図である。
【図９】インターフェース部及び燃料カートリッジの斜視図である。
【図１０】インターフェース部を一部破断して示した斜視図である。
【図１１】インターフェース部を一部破断して示した斜視図である。
【図１２】インターフェース部及び燃料カートリッジの縦断面図である。
【図１３】インターフェース部及び燃料カートリッジが連結した状態の横断面図である。
【図１４】燃料カートリッジ及び電子機器のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１４】
まず、図１〜図３を用いて燃料カートリッジ１について説明する。ここで、図１は燃料カートリッジ１の上面、背面及び左側面を示した斜視図であり、図２は図１と同一方向から見た場合の分解斜視図であり、図３は上面、正面及び左側面を示した分解斜視図である。
【００１５】
図１〜図３に示すように、燃料カートリッジ１の容器本体２は、前面、後面、上面、下面、右側面及び左側面からなる略直方体状の箱体であり、容器本体２の内部空間も直方体状に形成されている。容器本体２は、前面で開口した直方体箱状のパッケージ３と、後面で開口した直方体箱状の蓋材４とを有する。そして、パッケージ３の前面開口部が蓋材４の後面開口部に向き合って、蓋材４がパッケージ３に接合されることによって、容器本体２が組み立てられている。
【００１６】
容器本体２の後面８を圧力調整穴５が貫通し、これら圧力調整穴５によって容器本体２の外と内が通じている。圧力調整穴５には逆止弁６が嵌め込まれている。この逆止弁６は可撓性・弾性を有する材料（例えば、エラストマー）をダックビル状に形成したダックビル弁であり、逆止弁６はそのダックビル状の先端を容器本体２の内部に向けた状態で圧力調整穴５に嵌め込まれている。この逆止弁６は、容器本体２の内から外へ向かった流体の流れを阻止し、容器本体２の外から内に向かった流体の流れを許容するものである。
【００１７】
燃料排出口７、酸素導入口９及び酸素排出口１０は、それぞれ蓋材４を厚さ方向に貫通して設けられ、容器本体２の前面においては燃料排出口７と酸素排出口１０は、その周囲が凸設されたニップル部１１及びニップル部１２に設けられ突起している。蓋材４の裏面から見ると、ニップル部１１及びニップル部１２は凹設されている。燃料排出口７は圧力調整穴５に向き合った位置に形成され、酸素導入口９が酸素排出口１０の上に形成されている。
【００１８】
蓋材４の裏面から見たニップル部１１の凹設部分には、逆止弁１７が嵌め込まれている。この逆止弁１７は可撓性・弾性を有する材料（例えば、エラストマー）をダックビル状に形成したダックビル弁であり、逆止弁１７はそのダックビル状の先端を容器本体２内部に向けた状態で燃料排出口７に嵌め込まれている。この逆止弁１７によって、容器本体２の内から外へ向かった流体の流れが阻止される。
【００１９】
また、容器本体２内には間仕切１６が配設されている。この間仕切１６は前面で開口した直方体箱状に形成されている。間仕切１６の前面開口が容器本体２の前面の裏面つまり蓋材４の裏面に向き合って、間仕切１６によって酸素導入口９及び酸素排出口１０が覆われ、間仕切１６が容器本体２の前面の裏面に接合されている。この間仕切１６によって容器本体２内の空間が、間仕切１６と蓋材４に囲まれた酸素流動路２０と、間仕切１６とパッケージ３と蓋材４に囲まれた燃料収容空間２１とに仕切られている。間仕切１６によって酸素導入口９及び酸素排出口１０が覆われているので、酸素導入口９及び酸素排出口１０によって容器本体２の外と酸素流動路２０が通じている。
【００２０】
容器本体２内の空間のうち燃料収容空間２１には、液体１８（図１２に図示）が貯留されている。この液体１８は、液体燃料（例えば、メタノール、エタノール若しくはジメチルエーテル等の炭化水素又はこれらの混合物）であるか、又は、液体燃料と水の混合液である。
【００２１】
酸素導入口９はエアフィルタ１５によって蓋材４の裏面側から閉塞されている。このエアフィルタ１５によって、酸素導入口９を通過する空気中の塵埃が捕捉される。なお、エアフィルタ１５が蓋材４の表面側に設けられ、酸素導入口９がエアフィルタ１５によって外側から閉塞されても良い。また、エアフィルタ１５は、酸素流動路２０を酸素導入口９側と酸素排出口１０側との間を仕切るように設けられていれば、酸素流動路２０内のどこに設けられていても良い。したがって、酸素排出口１０がエアフィルタ１５によって内側から閉塞されても良いし、酸素排出口１０がエアフィルタ１５によって外側から閉塞されても良い。
【００２２】
次に、図４及び図５を用いて燃料電池システムとしての電子機器６０について説明する。図４及び図５は、電子機器６０の斜視図である。この電子機器６０は、携帯型の電子機器であって、例えばノート型パーソナルコンピュータである。電子機器６０の下筐体６１にはキーボード６３が設けられ、下筐体６１はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、その他の電子部品から構成された演算処理回路を内蔵する。電子機器６０の上筐体６２には液晶ディスプレイ６４が設けられている。下筐体６１と上筐体６２はヒンジ部６５で結合されており、上筐体６２を下筐体６１に重ねてキーボード６３に液晶ディスプレイ６４を相対させた状態で折り畳むことができるように構成されている。下筐体６１には装着空間６６が形成され、その装着空間６６が下筐体６１の右側面で開口している。この装着空間６６に発電ユニット３０が挿入され、更に燃料カートリッジ１も装着空間６６に挿入されて、装着空間６６の開口が蓋体６７によって閉塞されている。
【００２３】
図６は、発電ユニット３０の斜視図である。図３に示すように、発電ユニット３０は、ベース板３１、インターフェース部４０、マイクロリアクタ３２、二次電池３３、DC/DCコンバータなどの電源装置３４、マイクロリアクタ３２及びエアポンプ３６を一体に組み付けてユニット化したものであり、この発電ユニット３０に対して燃料カートリッジ１が着脱可能とされている。
【００２４】
ベース板３１は矩形板状に設けられ、板状のインターフェース部４０がベース板３１の一辺の縁から起立した状態でベース板３１に組み付けられている。マイクロリアクタ３２及び二次電池３３がベース板３１に搭載され、二次電池３３の上に燃料電池３５が搭載されている。更に、マイクロリアクタ３２の上方にエアポンプ３６が搭載されている。図４に示すように、インターフェース部４０が装着空間６６の奥側となるようにして発電ユニット３０が装着空間６６に挿入され、この発電ユニット３０が装着空間６６から取り外せるようになっている。
【００２５】
図４及び図７に示すように、発電ユニット３０が装着空間６６に挿入されて発電ユニット３０が下筐体６１内に装着された場合、インターフェース部４０が装着空間６６の奥側となる。図７は、下筐体６１の横断面を上から示したものである。図７に示すように、発電ユニット３０が下筐体６１に装着された場合、インターフェース部４０の奥には大気と導通した酸素路６８が形成されている。
【００２６】
図８は、図５とは別の角度から見た場合の電子機器６０の斜視図である。図７及び図８に示すように、下筐体６１の後ろ側面には、酸素吸引口６９が形成され、この酸素吸引口６９が酸素路６８に通じている。
【００２７】
図６、図７、図９に示すように、予め装着空間６６内に収容されている発電ユニット３０のインターフェース部４０に、燃料カートリッジ１の前面がインターフェース部４０に向いた状態で図９中矢印Ａ方向に燃料カートリッジ１を装着空間６６内に挿入してインターフェース部４０に当接することで、燃料カートリッジ１の燃料排出口７、酸素導入口９及び酸素排出口１０がインターフェース部４０に接続されて装着空間６６に収容される。ここで、図９は、インターフェース部４０に燃料カートリッジ１を接続しようとした場合の燃料カートリッジ１とインターフェース部４０の斜視図である。
【００２８】
インターフェース部４０について図９〜図１１を用いて説明する。図１０は、インターフェース部４０の斜視図である。図１１は、インターフェース部４０を一部破断して示した斜視図である。図９〜図１１に示すように、インターフェース部４０は、多層基板４１に結合プレート４２を接合したものであり、結合プレート４２の表面（接合面の反対面）が燃料カートリッジ１の前面に接する面となり、多層基板４１の裏面が酸素路６８に面している。
【００２９】
多層基板４１には流路が形成されているとともに、ポンプ、センサ等が内蔵されている。具体的には、貫通孔や溝が形成された多数枚の薄膜フィルムを積層することで多層基板４１が形成され、薄膜フィルムの貫通孔や溝が流路となり、その流路にポンプやセンサが埋め込まれている。多層基板４１の内部に形成される流路としては燃料用流路と酸素用流路がある。
【００３０】
酸素排出ポート４３が結合プレート４２の表面から反対側の多層基板４１の裏面まで貫通し、この酸素排出ポート４３が酸素路６８に通じている。また、酸素導入ポート４４が結合プレート４２を貫通し、多層基板４１の表面が露出するように穿孔され、多層基板４１の露出面には溝が形成されこの溝が酸素用流路７１となっている。この酸素用流路７１はエアポンプ３６に接続している。
【００３１】
また、燃料導入ポート４５が結合プレート４２の表面から接合面まで貫通している。燃料導入ポート４５の内側であって多層基板４１の接合面には硬質多孔質棒４６が立設され、この硬質多孔質棒４６が多層基板４１内部に形成された溝によってなす燃料用流路７２に通じている。この燃料用流路がマイクロリアクタ３２に接続し、この燃料用流路に送液ポンプ５０（図１４に図示）が設けられている。
【００３２】
結合プレート４２の表面であって酸素排出ポート４３の周りには、リング状のパッキン４７が設けられ、酸素導入ポート４４の周りには、リング状のパッキン４８が設けられ、燃料導入ポート４５の周りには、リング状のパッキン４９が設けられている。これらパッキン４７〜４９はゴム弾性体からなる。
【００３３】
図９及び図１２に示すように、酸素排出ポート４３は酸素導入口９に対応して配置され、酸素導入ポート４４が酸素排出口１０のニップル部１２に嵌合するように凹設された形状をなし、燃料導入ポート４５が燃料排出口７のニップル部１１に嵌合するように凹設された形状をなしている。ここで、図１２は、インターフェース部４０に燃料カートリッジ１を装着しようとした場合において、酸素排出ポート４３、酸素導入ポート４４及び酸素導入口９を通った縦断面を示した断面図である。
【００３４】
燃料カートリッジ１の前面が結合プレート４２の表面に接して、燃料カートリッジ１がインターフェース部４０に装着された状態では、酸素排出口１０の周囲の突起部が酸素導入ポート４４に挿入され、燃料排出口７の周囲の突起部が燃料導入ポート４５に挿入され、酸素導入口９に酸素排出ポート４３に通じている。パッキン４７〜４９が燃料カートリッジ１の前面によって圧縮され、漏れが防止されている。また、硬質多孔質棒４６が逆止弁１７に挿入され、逆止弁１７が開いた状態にされ、燃料カートリッジ１の容器本体２内の液体１８が硬質多孔質棒４６に吸収される。
【００３５】
発電ユニット３０のマイクロリアクタ３２及び燃料電池３５について図１４を用いて説明する。図１４は、電子機器６０及び燃料カートリッジ１のブロック図である。
【００３６】
図１４に示すように、マイクロリアクタ３２は気化器５１と、改質器５２と、一酸化炭素除去器５３と、燃焼器５４とを備える。気化器５１、改質器５２、一酸化炭素除去器５３及び燃焼器５４は断熱パッケージに収容されている。気化器５１が送液ポンプ５０に接続され、改質器５２が気化器５１に接続され、一酸化炭素除去器５３が改質器５２及びエアポンプ３６に接続されている。燃焼器５４はエアポンプ３６に接続されている。気化器５１、改質器５２、一酸化炭素除去器５３及び燃焼器５４には電熱ヒータ５８が設けられ、改質器５２には改質反応触媒、一酸化炭素除去器５３には選択酸化反応触媒、燃焼器５４には酸化反応触媒が担持されている。
【００３７】
燃料電池３５は、触媒を担持した燃料極５５と、触媒を担持した酸素極５６と、燃料極５５と酸素極５６の間に挟持された電解質膜５７とを備える。燃料極５５は一酸化炭素除去器５３及び燃焼器５４に接続され、酸素極５６はエアポンプ３６に接続されている。
【００３８】
二次電池３３が電熱ヒータ５８に電圧を印加すると、電熱ヒータ５８が気化器５１、改質器５２、一酸化炭素除去器５３をそれぞれ所定の温度に加熱する。発電動作が開始されると、エアポンプ３６が作動して、外部の空気が酸素吸引口６９を通って酸素路６８に取り込まれる。酸素路６８に取り込まれた空気が酸素排出ポート４３を通って酸素導入口９に送られる。酸素導入口９に送られた空気（酸素）はエアフィルタ１５を通過し、空気内の塵埃がエアフィルタ１５に捕捉され、空気が洗浄される。エアフィルタ１５によって洗浄された空気は酸素流動路２０を流動し、酸素排出口１０及び酸素導入ポート４４を通ってエアポンプ３６に吸引され、吸引された空気が一酸化炭素除去器５３、燃焼器５４及び酸素極５６に送られる。
【００３９】
一方、容器本体２内の液体１８は送液ポンプ５０によって気化器５１に送られ、その液体１８が気化器５１によって蒸発される。気化器５１によって気化した燃料と水の混合気は改質器５２に送られる。改質器５２では、気化器５１から供給された混合気から水素及び二酸化炭素が改質反応触媒により生成される。なお、容器本体２内の液体１８がメタノールと水の混合液である場合には、化学反応式（１）、（２）のような触媒反応が改質器５２で起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2  …  （１）
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ  …  （２）
【００４０】
改質器５２で生成された混合気は一酸化炭素除去器５３に供給されてエアフィルタ１５で塵が除かれた空気と混合される。一酸化炭素除去器５３では、混合気中の一酸化炭素ガスが化学反応式（３）に示すように選択酸化反応触媒により優先的に酸化（燃焼）されて、一酸化炭素が除去される。したがって空気中の塵による一酸化炭素除去器５３内の触媒の劣化を抑えることができる。
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2  …  （３）
【００４１】
一酸化炭素が除去された状態の混合気には水素ガスが含まれ、その混合気が燃料電池３５の燃料極５５に供給される。酸素極５６にはエアポンプ３６からエアフィルタ１５で塵が除かれた空気が供給される。そして、燃料極５５に供給された混合気中の水素が、電解質膜５７を介して、酸素極５６に供給された空気中の酸素と電気化学反応することによって、燃料極５５と酸素極５６との間で電力が生じる。その電気は二次電池３３に蓄電されたり、電子機器６０に供給されたりする。
【００４２】
なお、電解質膜５７が水素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜）の場合には、燃料極５５では次式（４）のような反応が起き、燃料極５５で生成された水素イオンが電解質膜５７を透過し、酸素極５６では次式（５）のような反応が起こる。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-  …（４）
２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ  …（５）
【００４３】
このような空気の取り込みを行うことで空気中の塵による燃料電池３５内の触媒の劣化を抑えることができる。酸素極５６で未反応の空気は外部に放出される。燃料極５５に供給された混合気は燃焼器５４に送られ、この混合気には未反応の水素が含まれる。更に、燃焼器５４にはエアポンプ３６からエアフィルタ１５で塵が除かれた空気が供給される。そして、燃焼器５４内では水素が酸化することで燃焼熱が発し、その燃焼熱によって気化器５１、改質器５２及び一酸化炭素除去器５３が加熱される。そして、各種の生成物を含む混合気が燃焼器５４から外部に排出される。したがって空気中の塵による一酸化炭素除去器５３内の触媒の劣化を抑えることができる。燃焼器５４での燃焼熱量が気化器５１、改質器５２及び一酸化炭素除去器５３を加熱するのに十分になるほどの水素が燃料極５５側に未反応で残ってきたら、燃焼器５４が気化器５１、改質器５２及び一酸化炭素除去器５３に対する主熱源となり、電熱ヒータ５８は主熱源から副熱源に切り替わる。
【００４４】
上述した電気化学反応によって生じた電力は、電源装置３４のDC/DCコンバータを介して出力され、電子機器６０が燃料電池３５の発電により駆動する。以上のようにして液体１８を消費して発電が行われていると、エアフィルタ１５を通過した空気の総量が増え、エアフィルタ１５が塵埃によって目詰まりしていく。燃料カートリッジ１にエアフィルタ１５が取り付けられているから、燃料カートリッジ１の交換によってエアフィルタ１５も一緒に安全且つ容易に交換することができる。そのため、ユーザがエアフィルタの交換時期を判断したり、交換時期を覚える必要もないので、エアフィルタ１５の交換時期をユーザに意識させず、ユーザの負担を軽減することができる。
【００４５】
また、エアフィルタ１５は、上記式（３）や式（５）のように、一酸化炭素除去器５３や燃料電池３５で利用される酸素量は、燃料カートリッジ1内の液体燃料等の量に対して化学量論的であり、システムの設計によって概ね算出できる。また空気中に含まれる酸素の存在比も一定なので、１つの液体燃料カートリッジ１に充填されている液体燃料の量からエアフィルタ１５を通過する空気量（酸素量）が推定でき、エアフィルタ１５は、この空気量に応じて集塵能力があればよく、過剰な集塵能力を必要としない。そのため、エアフィルタ１５を小型化することができる。このように液体燃料カートリッジ１に備え付けられたエアフィルタ１５は液体燃料カートリッジ１内の液体１８が消費され尽くすまでに使用される酸素に対して集塵すればよいため長期間にわたって高い集塵能力が要求されないので、エアフィルタ１５の目を粗くすることができ、エアポンプに過大な負荷を掛けることなく効率的に酸素を送ることができる。
【００４６】
酸素導入口９及び酸素排出口１０が容器本体２の同じ前面に形成されていても、インターフェース部４０は、酸素排出ポート４３及び酸素導入ポート４４が同じ面に形成されているので、図９中、矢印Ａ方向に燃料カートリッジ１を装着空間６６に挿入するだけで、一括して燃料カートリッジ１の酸素導入口９及び酸素排出口１０と連結することができる。燃料カートリッジ１を装着した場合に酸素導入口９が塞がれずに酸素排出ポート４３に通じ、酸素排出口１０が塞がれずに酸素導入ポート４４に通じる。そのため、酸素導入口６９から酸素路６８、酸素排出ポート４３、酸素導入口９、酸素流動路２０、酸素排出口１０、酸素導入ポート４４を順に経由してエアポンプ３６までの経路を確立することができる。外部から酸素を取り込むための酸素導入口６９が電子機器６０に形成されているうえ、酸素導入口９及び酸素排出口１０が容器本体２の同じ前面に形成されているので、酸素導入口９と酸素排出口１０を互いに近い位置に形成することができる。仮に、燃料カートリッジ１において、容器本体２の前面にあたる蓋材４に酸素排出口１０を配置し、蓋材４に対向する容器本体２の後面８にエアフィルタ１５を配置した場合、蓋材４と後面８との間に容積の大きい酸素流動空間が形成されることになり、液体１８の収容量が小さくなってしまうが、本実施形態の液体燃料カートリッジ１では、酸素導入口９及び酸素排出口１０が容器本体２の同じ前面に形成されているので、酸素導入口９と酸素排出口１０を互いに近い位置に形成することができ、間仕切１６の大きさを小さくすることができ、更に酸素流動空間２０の容量を最小限に抑えることができ、容器本体２に対して液体燃料収容空間２１の占める割合を大きくすることができる。そのため、液体１８の収容量を大きくとることができる。このような効果は、エアフィルタ１５が酸素排出口１０から最も遠い位置、つまり後面８以外の位置、例えば、パッケージ３の側面のような位置に配置されれば得ることができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、発電ユニット３０が装着空間６６から取り外せるようになっているが、この発電ユニット３０が装着空間６６内において固定され、燃料カートリッジ１が装着空間６６から取り外せるようになっていても良い。
【００４８】
また、上記実施形態では、エアポンプ３６が酸素導入ポート４４から酸素極５６（一酸化炭素除去器５３、燃焼器５４）までの間の経路に設けられているが、エアポンプ３６が酸素路６８内において酸素導入口６９から酸素排出ポート４３までの間に設けられても良い。
また上記実施形態では、燃料カートリッジ１に液体１８として改質して水素が生成される炭化水素を含む液体燃料を備えていたが、このような液体燃料と独立して、水を蓄積して、水専用の排出口を設けてもよい。このような燃料カートリッジでは、発電動作の開始直前に、蓄積されている水を電解質膜５７内を移動するイオンのキャリアとなるように送液ポンプによって燃料電池３５の電解質膜５７に送られる。そして、酸素極５６で水が生成されると、この水によって電解質膜５７を加湿するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  燃料カートリッジ
７  燃料排出口
９  酸素導入口
１０  酸素排出口
１５  エアフィルタ
１８  液体
２０  酸素流動路
３０  発電ユニット
３５  燃料電池
４３  酸素排出ポート
４４  酸素導入ポート
４５  燃料導入ポート
６０  電子機器
６８  酸素路
６６  装着空間
６９  酸素導入口
【図１】
0005413617.tif 000002
【図２】
0005413617.tif 000003
【図３】
0005413617.tif 000004
【図４】
0005413617.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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