(57)【要約】【課題】部品の加工精度や組み立て精度に依存することなく安定した出力を得る。【解決手段】燃料の酸化反応を促進する触媒を担持したアノード６と、燃料と電解液とを混合したアノード液を収容し、アノード６を浸漬状態に配置するアノード室３と、空気中の酸素の還元反応を促進する触媒を担持したカソード７と、アノード室３とカソード７とを隔離するアニオン交換膜５と、該アニオン交換膜５とアノード６とを相互に密着する方向に付勢する付勢手段８と、アニオン交換膜５とカソード７との間に、アルカリ性電解液を充満させる電解液充満手段８とを備える液体燃料電池１を提供する。【選択図】図１
2014082159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の酸化反応を促進する触媒を担持したアノードと、
前記燃料と電解液とを混合したアノード液を収容し、前記アノードを浸漬状態に配置するアノード室と、
空気中の酸素の還元反応を促進する触媒を担持したカソードと、
前記アノード室と前記カソードとを隔離するアニオン交換膜と、
該アニオン交換膜と前記アノードとを相互に密着する方向に付勢する付勢手段と、
前記アニオン交換膜と前記カソードとの間に、アルカリ性電解液を充満させる電解液充満手段とを備える液体燃料電池。
【請求項２】
前記電解液充満手段が、前記アニオン交換膜に密着させられる親水性の多孔質部材である請求項１に記載の液体燃料電池。
【請求項３】
前記アニオン交換膜が可撓性を有し、
前記付勢手段が、前記多孔質部材を介して前記アニオン交換膜を前記アノードに付勢する請求項２に記載の液体燃料電池。
【請求項４】
前記多孔質部材が弾性を有し、
前記付勢手段が、前記多孔質部材の弾性復元力により、前記アニオン交換膜を前記アノードに付勢する請求項３に記載の液体燃料電池。
【請求項５】
前記多孔質部材が、ポリビニルアルコール製スポンジである請求項３に記載の液体燃料電池。
【請求項６】
前記多孔質部材が前記アニオン交換膜に接触する範囲は、前記アニオン交換膜を挟んで対向する前記アノードが前記アニオン交換膜に接触する範囲を包含する請求項３または請求項４に記載の液体燃料電池。
【請求項７】
前記アニオン交換膜が可撓性を有し、
前記電解液充満手段が、前記カソードと前記アニオン交換膜との間に、前記アルカリ性電解液を満たす密閉空間を備え、
前記付勢手段が、前記密閉空間内のアルカリ性電解液を加圧する請求項１に記載の液体燃料電池。
【請求項８】
前記付勢手段が、前記アノードを前記アニオン交換膜に付勢する請求項１に記載の液体燃料電池。
【請求項９】
前記アノード液がグルコースとリン酸緩衝液との混合液である請求項１から請求項８のいずれかに記載の液体燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アノードとカソードとの間にアニオン交換膜を配置し、アノード側の空間に中性または酸性の糖燃料液を収容した液体燃料電池が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この液体燃料電池においては、アノードおよびカソードがアニオン交換膜に接する位置に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２４１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、糖を燃料とした液体燃料電池の場合、アノードの糖酸化反応の活性化エネルギを引き下げるために必要とされるＯＨ−イオンが、アルカリ性電解液で構成したカソード液側からアニオン交換膜を介してアノード側に供給されるが、アニオン交換膜からアノードへのイオン移動の抵抗は、アノードとアニオン交換膜との接触状態によって左右され、アノードとアニオン交換膜との接触状態によっては電池の出力が低下するという問題がある。そして、アノードとアニオン交換膜とを単に接触状態に配置するだけでは、アノードとアニオン交換膜との接触状態は部品の加工精度および組立精度に依存し、液体燃料電池ごとに出力がばらつくことが考えられる。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、部品の加工精度や組み立て精度に依存することなく安定した出力を得ることができる液体燃料電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、燃料の酸化反応を促進する触媒を担持したアノードと、前記燃料と電解液とを混合したアノード液を収容し、前記アノードを浸漬状態に配置するアノード室と、空気中の酸素の還元反応を促進する触媒を担持したカソードと、前記アノード室と前記カソードとを隔離するアニオン交換膜と、該アニオン交換膜と前記アノードとを相互に密着する方向に付勢する付勢手段と、前記アニオン交換膜と前記カソードとの間に、アルカリ性電解液を充満させる電解液充満手段とを備える液体燃料電池を提供する。
【０００７】
本態様によれば、アノードとカソードとの間に負荷が接続されると、カソード側に設けられた電解液充満手段によりカソードとアニオン交換膜との間に充満させられたアルカリ性電解液内のＯＨ−がアニオン交換膜を透過してアノード室内に移動し、アニオン交換膜に接触させられているアノードにおいて燃料の酸化反応が促進され、燃料から電子が奪われて外部の負荷で仕事が行われカソード側に戻る。カソード側では、空気中の酸素が還元されてＯＨ−が生成される。この酸化、還元反応が繰り返されることにより、発電が行われる。
【０００８】
この場合において、付勢手段が，アニオン交換膜とアノードとを相互に密着する方向に付勢するので、アノードとアニオン交換膜とが安定した接触状態で接触させられ、アニオン交換膜からアノードへのイオン移動の抵抗が低減される。その結果、部品の加工精度および組立精度に関わらず、電池の出力を向上することができる。
【０００９】
上記態様においては、前記電解液充満手段が、前記アニオン交換膜に密着させられる親水性の多孔質部材であってもよい。
このようにすることで、多孔質部材にアルカリ性電解液が含浸された状態でアニオン交換膜に密着させられることにより、アルカリ性電解液をカソードとアニオン交換膜との間に簡易に充満させることができる。
【００１０】
また、上記態様においては、前記アニオン交換膜が可撓性を有し、前記付勢手段が、前記多孔質部材を介して前記アニオン交換膜を前記アノードに付勢してもよい。
このようにすることで、多孔質部材をアニオン交換膜に押しつけると、アニオン交換膜が撓んでアノード側に移動し、アノードに容易に密着させることができる。
【００１１】
また、上記態様においては、前記多孔質部材が弾性を有し、前記付勢手段が、前記多孔質部材の弾性復元力により、前記アニオン交換膜を前記アノードに付勢してもよい。
このようにすることで、多孔質部材にアルカリ性電解液を含浸させてカソードとアニオン交換膜との間に充満させつつ、多孔質部材の弾性を付勢手段として利用して、多孔質部材の弾性復元力によってアニオン交換膜をアノード側に撓ませ、アニオン交換膜とアノードとを容易に密着させることができる。
【００１２】
また、上記態様においては、前記多孔質部材が、ポリビニルアルコール製スポンジであってもよい。
このようにすることで、アルカリ性電解液を含浸してアニオン交換膜に供給する電解液充満手段と、アニオン交換膜をアノードに密着させる付勢手段とを、多孔質部材によって簡易に構成することができる。
【００１３】
また、上記態様においては、前記多孔質部材が前記アニオン交換膜に接触する範囲は、前記アニオン交換膜を挟んで対向する前記アノードが前記アニオン交換膜に接触する範囲を包含してもよい。
このようにすることで、アノード全域をイオン伝導の領域で包含することができ、アノードを少しも無駄にすることなく発電に効率的に利用することができる。
【００１４】
また、上記態様においては、前記アニオン交換膜が可撓性を有し、前記電解液充満手段が、前記カソードと前記アニオン交換膜との間に、前記アルカリ性電解液を満たす密閉空間を備え、前記付勢手段が、前記密閉空間内のアルカリ性電解液を加圧する加圧手段であってもよい。
このようにすることで、密閉空間にアルカリ性電解液を満たすことにより、カソードとアニオン交換膜との間にアルカリ性電解液を充満させ、付勢手段によって密閉空間内のアルカリ性電解液を加圧することにより、アニオン交換膜をアノード側に変形させてアノードに圧力により簡易に密着させることができる。
【００１５】
また、上記態様においては、前記付勢手段が、前記アノードを前記アニオン交換膜に付勢してもよい。
このようにすることによっても、アノードとアニオン交換膜とを密着させて、出力を向上することができる。
【００１６】
また、上記態様においては、前記アノード液がグルコースとリン酸緩衝液との混合液であってもよい。
このようにすることで、カソード側にアルカリ性電解液を収容しながらも、アノード側に移動したＯＨ−をリン酸緩衝液の緩衝作用によって取り込むような中性のアノード液を構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、部品の加工精度や組み立て精度に依存することなく安定した出力を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体燃料電池を示す縦断面図である。
【図２】図１の第１の変形例に係る液体燃料電池を示す縦断面図である。
【図３】図１の第２の変形例に係る液体燃料電池を示す縦断面図である。
【図４】図１の第３の変形例に係る液体燃料電池を示す縦断面図である。
【図５】図１の第４の変形例に係る液体燃料電池を示す縦断面図である。
【図６】図１の第５の変形例に係る液体燃料電池を示す縦断面図である。
【図７】図１の第６の変形例に係る液体燃料電池を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る液体燃料電池１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る液体燃料電池１は、図１に示されるように、筐体２と、筐体２内をアノード室３とカソード室４とに区画するように配置された可撓性を有するアニオン交換膜５と、アノード室３に配置されたアノード６と、カソード室４に配置されたカソード７と、アニオン交換膜５とアノード６とを相互に密着する方向に付勢する付勢手段（電解液充満手段）８とを備えている。
【００２０】
カソード室４は、アルカリ性電解液からなるカソード液を収容可能な空間であり、カソード液を注入するための注入口４ａおよびカソード液を排出するための排出口４ｂを備えている。注入口４ａおよび排出口４ｂは、取り外し可能な栓体４ｃ，４ｄによって密封されている。
【００２１】
カソード室４には、その壁面に貫通形成された開口部９を閉塞するように通気防水シート１０が取り付けられており、カソード７は通気防水シート１０に接合されて、筐体２に固定されている。
カソード７は、酸化マンガンと炭素の粉体を、ＰＴＦＥを結着材として、ステンレスの金網に担持させることにより構成されている。
【００２２】
アノード室３は、糖とリン酸緩衝液との混合液からなるアノード液を収容可能な空間であり、アノード液を注入するための注入口３ａおよびアノード液を排出するための排出口３ｂを備えている。注入口３ａおよび排出口３ｂも取り外し可能な栓体３ｃ，３ｄによって密封されている。
【００２３】
アノード６は、アニオン交換膜５のアノード室側の表面に密着する位置に配置され、筐体２に固定されている。アノード６は、カーボンペーパーに金微粒子触媒を担持させて構成されている。
【００２４】
アニオン交換膜５は、膜内に陰イオン交換基を有し、陰イオンを移動・伝達させることができる高分子の膜である。陰イオン交換基を有する素材としては、アンモニウム基、ピリジニウム基、イミダゾリウム基、ホスホニウム基、スルホニウム基があり、これらのいずれかを基材として構成する高分子化合物で構成されている。このような構成を有することで、アニオン交換膜５は、カソード室４内で生成されたＯＨ−イオンをアノード室３側へ透過させるようになっている。
【００２５】
付勢手段８は、弾性を有する親水性のＰＶＡスポンジ（以下、ＰＶＡスポンジ８ともいう。）により構成されている。ＰＶＡスポンジ８は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を、触媒に酸を用いてホルムアルデヒドと結合させるホルマール反応によって生成されるＰＶＦＭ（ポリビニルホルマール）によって形成されているスポンジ状の物質である。
ＰＶＡスポンジ８は、親水性の多孔質材料であるためカソード室４内のカソード液を含浸して、接触しているアニオン交換膜５に満遍なく供給することができるようになっている。したがって、ＰＶＡスポンジ８によって、電解液充満手段も構成されている。
【００２６】
ＰＶＡスポンジ８は、カソード７とアニオン交換膜５との間に圧縮された状態で配置されている。これにより、ＰＶＡスポンジ８は、弾性復元力によって拡張する方向に付勢されるので、カソード７およびアニオン交換膜５の両方に押しつけられる。カソード７は筐体２に固定された固体であり、アニオン交換膜５は可撓性を有する膜状部材であるので、ＰＶＡスポンジ８は、その弾性復元力によってアニオン交換膜５をアノード室３側に撓ませるように機能する。
【００２７】
また、本実施形態においては、ＰＶＡスポンジ８がアニオン交換膜５に接触する範囲は、アニオン交換膜５を挟んで対向するアノード６がアニオン交換膜５に接触する範囲を包含している。
【００２８】
アニオン交換膜５のアノード室３側には固体からなるアノード６が近接配置されているので、撓んだアニオン交換膜５はアノード６の表面に全面にわたって押しつけられる。これにより、アニオン交換膜５とアノード６との安定した接触状態が達成されるようになっている。
【００２９】
図中、符号１１は液体燃料電池１の負極端子を構成するアノード集電板である。アノード集電板１１は、例えば、アノード６と筐体２との間に挟持された薄い導電性の金属板を含み、例えば、銅箔に金メッキが施された部材である。アノード集電板１１は筐体２の一部を水密に貫通し筐体２外部に露出している。
【００３０】
また、図中、符号１２は液体燃料電池１の正極端子を構成するカソード集電板である。カソード集電板１２は、例えば、カソード７を構成しているステンレス金網の一部を延長して構成され、筐体２の一部を水密に貫通して筐体２外部に露出している。
【００３１】
このように構成された本実施形態に係る液体燃料電池１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る液体燃料電池１を用いて発電させるには、カソード室４の注入口４ａの栓体４ｃを取り外して水酸化カリウム水溶液を注入し、閉栓する。また、アノード室３の注入口３ａの栓体３ｃを取り外して、グルコースとリン酸緩衝液との混合液を注入し、閉栓する。
【００３２】
そして、正極端子を構成するカソード集電板１２と負極端子を構成するアノード集電板１１との間に負荷装置１３を電気的に接続することにより、発電を開始させる。
ここで、カソード領域およびアノード領域で行われる化学反応について以下に説明する。
【００３３】
一般的に、燃料であるグルコースから、どれだけの電子を奪える（＝酸化できる）かによって、液体燃料電池１の放電容量が大きく異なる。その反応式は、最小放電容量となる２個の電子を奪う反応から、最大放電容量となる２４個の電子を奪う反応にまで至り、これらの間の６個、１２個、１８個の電子を奪う反応も想定される。その中で、最小の２個の電子を奪う反応をケース１、最大の２４個の電子を奪う反応をケース２として以下にそれぞれ説明する。
【００３４】
ケース１は、グルコースから２電子酸化を行い、グルコノラクトンが生じる反応である。
ケース２は、グルコースから２４電子酸化を行い、二酸化炭素が生じる反応である。これは食物であるグルコースを酸素と共に体内で完全分解し、二酸化炭素を排出する動物の呼吸系と同じ反応である。
【００３５】
＜ケース１：２個の電子を奪う（酸化）場合＞
（１）液体燃料電池１全体としての反応
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋１／２Ｏ２→Ｃ６Ｈ１０Ｏ６＋Ｈ２Ｏ
（２）アノード６（−極）での反応
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋２ＯＨ−→Ｃ６Ｈ１０Ｏ６＋２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−
（３）カソード７（＋極）での反応
１／２Ｏ２＋（Ｈ２Ｏ）＋２ｅ−→２ＯＨ−
【００３６】
＜ケース２：２４個の電子を奪う（酸化）場合＞
（１）液体燃料電池１全体としての反応
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋６Ｏ２→６ＣＯ２＋６Ｈ２Ｏ
（２）アノード６（−極）での反応
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋２４ＯＨ−→６ＣＯ２＋１８Ｈ２Ｏ＋２４ｅ−
（３）カソード７（＋極）での反応
６Ｏ２＋（１２Ｈ２Ｏ）＋２４ｅ−→２４ＯＨ−
【００３７】
アニオン移動型の液体燃料電池１において、ケース１およびケース２の反応を得るには、ケース１、ケース２ともカソード７の理論反応電位が、水素の標準電極電位（＝±０Ｖ）に対して約＋０．４Ｖとなる。同様に、ケース１のアノード６の反応電位が−０．７９Ｖ、ケース２のアノード６の反応電位が−０．８４Ｖとなる。このため、液体燃料電池１としての起電力は、両電極の電位差となるため、ケース１が１．１９Ｖ（＝０．４＋０．７９）、ケース２が１．２４Ｖ（＝０．４＋０．８４）となる。このように、いずれのケースも水の理論電気分解電位１．５Ｖより小さくなるため、水を溶液とした燃料を利用して電力を得ることが可能となる。
【００３８】
ここで、触媒に酵素を利用する場合は、それぞれの酵素は限定した反応しか行わない（いわゆる反応選択性が高い。）。例えば、グルコースオキシターゼでは、グルコースの酸化反応は行っても、他の糖類の酸化反応は全く行わない。反応する糖と酵素の型が決まっているためである。
【００３９】
これに対して、本実施形態において主に利用する金属粒子触媒を坦持した電極では、糖との型があるわけではないため、反応の選択性が低い。すなわち、グルコースを酸化できる電極は、他の糖類を酸化することも可能である。具体的には、還元性を有する糖類であれば、全て酸化反応を行うことができる。
【００４０】
ここで、単糖類は全て還元性があり、二糖類も還元性がある糖は活用できる。
具体的な単糖類としては、トリオース（三炭糖）、テトロース（四炭糖）、ペントース（五炭糖）、ヘキソース（六炭糖）、ヘプトース（七炭糖）に分類され、トリオースはグリセルアルデヒド、ジヒドロキシアセトンが、テトロースはエリトロース、トレオース、エリトルロースが、ペントースはリボース、リキソース、キシロース、アラビノース、アピオースが、ヘキソースはアロース、タロース、グロース、グルコース、アルトロース、マンノース、ガラクトース、イドース、プシコース、フルクトース、ソルボース、タガトースが、ヘプトースはセドヘプツロース、コリオースが挙げられる。
【００４１】
同様に、二糖類としては、マルトース，ラクトース，セロビオースが挙げられる。
また、デンプン、グリコーゲン、セルロースのような多糖類や多糖類よりは分子量が小さなオリゴ糖は、単糖類がグルコシド結合した糖であるため、加水分解することで還元性を有する単糖類を生じることができる。このため、多糖類やオリゴ糖は、加水分解することで、単糖類化して燃料として利用が可能となる。
同様に、二糖類のスクロース（ショ糖）も単糖類のグルコースとフルクトースの結合した糖であり、多糖類やオリゴ糖と同様に加水分解することで、燃料として利用することが可能である。
【００４２】
本実施形態に係る液体燃料電池１によれば、カソード室４側からアニオン交換膜５を透過してアノード室３側に移動したＯＨ−イオンは、アノード液のリン酸緩衝液による緩衝作用を受けるが、ＰＶＡスポンジ８によってアニオン交換膜５がアノード６の表面に密着させられているので、ＯＨ−イオンが緩衝作用を受ける前に、アノード６に到達して金触媒上にＯＨ−基として吸着される機会を増やすことができる。
【００４３】
また、ＰＶＡスポンジ８によってアニオン交換膜５をアノード６に押しつけているので、略等分布加重によってアニオン交換膜５をアノード６に押しつけるとともに、親水性に富むＰＶＡスポンジ８に含浸された潤沢なカソード液をアニオン交換膜５の表面に充満させて、アノード６に満遍なくＯＨ−イオンを到達させることができ、ばらつきのない安定した出力を得ることができる。
【００４４】
また、ＰＶＡスポンジ８がアニオン交換膜５に接触する範囲が、アニオン交換膜５を挟んで対向するアノード６がアニオン交換膜５に接触する範囲を包含しているので、アノード６全域にＯＨ−イオンを到達させることができ、最大限の出力を得ることができる。
【００４５】
また、圧縮したＰＶＡスポンジ８の弾性復元力によってアニオン交換膜５をアノード６に密着させるので、製造時におけるアニオン交換膜５とアノード６との位置決め精度をそれほど必要とせず、製造を簡易にすることができる。そして、特に、アノード液にリン酸緩衝液を用いる場合にその緩衝作用、あるいは、アノード液に酸性電解質を用いる場合にその中和作用が発生する場合においても、バラツキのない安定した出力を得ることができるという利点がある。
【００４６】
なお、本実施形態においては、電解液充満手段として、親水性を有するＰＶＡスポンジ８を例示し、付勢手段として、ＰＶＡスポンジ８の弾性復元力を例示したが、これに代えて、図２に示されるように、電解液充満手段を、アニオン交換膜５のカソード室４側の表面に接触させられる固体の多孔質部材１４により構成し、付勢手段をコイルバネのようなスプリング１５により構成してもよい。多孔質部材１４およびスプリング１５は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂により構成すればよい。
【００４７】
このような構成によっても、上記実施形態と同様に、スプリング１５によって多孔質部材１４がアニオン交換膜５側に付勢され、アニオン交換膜５が撓んでアノード６の表面に密着させられる。多孔質部材１４に含浸されたカソード液がアニオン交換膜５に潤沢に供給されるとともに、アニオン交換膜５とアノード６の表面との安定した接触状態を維持し、バラツキのない安定した出力を得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態においては、カソード室４側からアニオン交換膜５を押してアノード６の表面に密着させる場合について説明したが、これに代えて、図３に示されるように、アノード室３側からアノード６をアニオン交換膜５に押し付けることにしてもよい。
すなわち、図３の液体燃料電池１においては、アノード室３側に、アノード６に密着して配置された多数の透孔１６ａを有する押圧板１６と、該押圧板１６と筐体２との間に配置されたスプリング１７とからなる付勢手段１８を備えている。図中、符号１９は、弾性を有するＰＶＡスポンジ８の代わりにカソード７とアニオン交換膜５との間に配置された比較的硬質な和紙からなる電解質充満手段である。押圧板１６およびスプリング１７は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂により構成されている。
【００４９】
このように構成された液体燃料電池１によれば、スプリング１７の弾発力によって押圧板１６がアノード６をアニオン交換膜５に押し付けるので、バラツキのない安定した出力を得ることができる。また、スポンジに代えて和紙からなる電解質充満手段１９を用いることで、カソード室４の厚さを減らすことができ、省スペースを図ることができる。逆に、筐体２の全容量を一定にした場合には、筐体２の全容量に占めるアノード室３の容積を大きくすることができ、アノード液量を増大させて発電持続性を向上することができるという利点がある。
【００５０】
また、本実施形態においては、ＰＶＡスポンジ８によってアニオン交換膜５をアノード６側に押し付けることとしたが、これに代えて、図４に示されるように、付勢手段として、カソード室４内の圧力を増大させるシリンジ２０を採用し、カソード７とアニオン交換膜５との間の空間に充満させたカソード液の液圧を増大させることでアニオン交換膜５をアノード６側に付勢してもよい。シリンジ２０は筐体２に設けられた雌ねじに締結していくことにより、カソード室４の容積を縮小することでカソード液の圧力を増大させるようになっている。図中、符号２１はＯリングである。
【００５１】
このようにすることで、アニオン交換膜５にＰＶＡスポンジ８が密着していないので、イオン移動の抵抗となり得るものが存在せず、出力を向上することができるという利点がある。
【００５２】
また、図５に示されるように、２枚のアニオン交換膜５によって筐体２内の空間を３つに区画し、中央に配置したアノード室３の両側にそれぞれアニオン交換膜５を挟んで配置される２つのカソード室４を有する構造を採用してもよい。
このようにすることで、アノード６は、アニオン交換膜５と筐体２との間に挟まれるのではなく、それぞれＰＶＡスポンジ８によって押される２枚のアニオン交換膜５の間に挟まれる。２つのＰＶＡスポンジ８の圧縮量と弾性復元力を同等に設定しておくことにより、２枚のアニオン交換膜５をそれぞれアノード６の表面に密着させることができる。
そして、これにより、カソードの有効面積、アニオン交換膜とアノードとの密着面積を倍増させることができ、出力の向上を図ることができるという利点がある。
【００５３】
また、付勢手段としてＰＶＡスポンジ８を例示して説明したが、これに代えて、図６に示されるように、アノード６をカーボンフェルトに金微粒子を担持させた弾性体により構成し、その弾性復元力によってアノード６をアニオン交換膜５に押し付けることにしてもよい。これにより、部品点数を減らして、構成を簡素化することができる。
【００５４】
さらに、図７に示されるように、アニオン交換膜５として、例えば、株式会社トクヤマ製の陰イオン交換膜「ネオセプタ（商標）ＡＨＡ」（厚さ０．２２ｍｍ）のように、厚さ方向に弾性を有するものを採用してもよい。アノード６とカソード７によってアニオン交換膜５を挟み、厚さ方向に圧縮するように組み立てることにより、アニオン交換膜５自体の弾性復元力によって、アニオン交換膜５をアノード６に密着させることができる。これによっても、部品点数を減らして構成を簡素化することができる。
【００５５】
また、本実施形態においては、アノード液としてグルコースとリン酸緩衝液との混合液としたが、グルコースと混合する電解液はリン酸緩衝液に限定されるものではなく、例えば、塩酸のように、酸性の電解液でもよい。酸性の電解液を使用する場合、カソード室４側からアニオン交換膜５を透過してくるＯＨ−イオンは中和作用を受けるが、本発明の実施形態に係る液体燃料電池１によれば、中和作用を受ける前にアノード６に到達する機会が増えており、安定した出力を得ることができる。電解液としてアルカリ性の電解液を用いてもよいことは言うまでもない。
【００５６】
また、糖を溶解したアノード液に代えて、酸化反応を得ることができる液体燃料を用いてもよい。例えば、液体燃料電池として実績のある物質として、メタノール、エタノール、ヒドラジン、あるいはアンモニア等を採用してもよい。
【００５７】
また、アノード６の触媒としては、金微粒子に代えて、白金等の他の金属微粒子を採用してもよい。また、貴金属微粒子触媒に限定することなく、特開２０１１−２５８３９３号公報に開示されているように、アノード６やカソード７の表面に酸化還元酵素を担持して、グルコースやエタノールを燃料とする燃料電池に、適用してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  液体燃料電池
３  アノード室
５  アニオン交換膜
６  アノード
７  カソード
８  ＰＶＡスポンジ（付勢手段、電解液充満手段、多孔質部材）
１４  押圧板（多孔質部材）
１８  付勢手段
２０  シリンジ（付勢手段）
【図１】
2014082159.tif 000003
【図２】
2014082159.tif 000004
【図３】
2014082159.tif 000005
【図４】
2014082159.tif 000006
【図５】
2014082159.tif 000007
【図６】
2014082159.tif 000008
【図７】
2014082159.tif 000009