(57)【要約】  配管スペース等を極力少なくすることで、更なる小型化を可能にした燃料電池及びその製造方法を提供する。一方の表面から燃料ガスが供給され、他方の表面から酸素が供給されることで発電を行なう複数の発電セルＣと、その複数の発電セルＣを一方の表面を内部に向けて保持することで、複数の発電セルＣと共に内部空間を形成するセル保持体６と、そのセル保持体６の内部空間に配置され、燃料ガスを発生させる燃料発生部Ｂと、を備える燃料電池。
2009122910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面から燃料ガスが供給され、他方の表面から酸素が供給されることで発電を行なう発電セルと、
その発電セルを前記一方の表面を内部に向けて保持することで、前記発電セルと共に内部空間を形成するセル保持体と、
そのセル保持体の前記内部空間に配置され、燃料ガスを発生させる燃料発生部と、
を備える燃料電池。
【請求項２】
一方の表面から燃料ガスが供給され、他方の表面から酸素が供給されることで発電を行なう複数の発電セルと、
その複数の発電セルを前記一方の表面を内部に向けて保持することで、前記複数の発電セルと共に内部空間を形成するセル保持体と、
そのセル保持体の前記内部空間に配置され、燃料ガスを発生させる燃料発生部と、
を備える燃料電池。
【請求項３】
前記燃料発生部は、反応液と反応して燃料ガスを発生するガス発生剤を収容してある請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記燃料発生部は、水を含む反応液と反応して水素ガスを発生する水素発生剤を収容してある請求項３に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記燃料発生部は、多孔筒状の側壁を有する容器内に、疎水性多孔質膜を介して前記水素発生剤を収容してある請求項４に記載の燃料電池。
【請求項６】
前記燃料発生部の容器は、前記セル保持体の内部空間に配置される際に、着脱自在に構成されている請求項５に記載の燃料電池。
【請求項７】
前記複数の発電セルは、相互に電気的に接続された状態でインサート成形により、前記セル保持体と共に一体に成形されている請求項２に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記発電セルは、その構成部材がインサート成形により、前記セル保持体と共に一体に成形されている請求項１に記載の燃料電池。
【請求項９】
前記発電セルの構成部材は、板状の固体高分子電解質と、その固体高分子電解質の一方側に配置されたアノード側電極板と、他方側に配置されたカソード側電極板と、アノード側電極板の外側に配置されたアノード側金属板と、カソード側電極板の外側に配置されたカソード側金属板とが、積層されたものである請求項８に記載の燃料電池。
【請求項１０】
前記セル保持体は、前記複数の発電セルと共に筒状の側壁を構成し、その筒状の側壁の周囲に前記複数の発電セルが配置されている請求項２に記載の燃料電池。
【請求項１１】
前記セル保持体は、前記発電セルと共に偏平な函体を構成し、その函体の対向面の片面又は両面に前記複数の発電セルが配置されている請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項１２】
カソード側の表面の開孔から空気が供給されアノード側に燃料が供給されることで発電を行なう発電セルと、その発電セルを保持しつつ、燃料ガスを発生させる燃料発生部が配置される内部空間を前記発電セルと共に形成するセル保持体とを備える燃料電池の製造方法であって、
前記発電セル又はその構成部材を、少なくとも前記表面の開孔が成形型の凸部により閉塞した状態で成形型内に配置する工程と、
その成形型内に樹脂を注入して前記セル保持体の成形を行う工程とを含む燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電セル、この発電セルを保持するセル保持体、燃料発生部等を備えた燃料電池及びその製造方法に関し、特にモバイル機器（携帯機器）等に使用する燃料電池として有用である。
【背景技術】
【０００２】
近年のＩＴの発展に伴い、携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラ等のモバイル機器のほとんどの電源は、リチウムイオン二次電池が用いられている。しかし、これらのモバイル機器の高機能化に伴い、消費電力がますます増加する傾向にあり、その電源用あるいは充電用としてクリーンで高効率な燃料電池に注目が集まっている。【０００３】
特に、ノートパソコンや携帯電話のような携帯機器に使用する場合に、携帯性あるいは小型化を維持できるような構造が望まれる。このため、燃料電池を構成するためには、発電セルや燃料ガス発生部などの各部を効率よく配置する必要がある。【０００４】
携帯性あるいは小型化した燃料電池は、本出願人による下記特許文献１により公知である。この燃料電池は、本体部の外観を形成し、少なくとも異方向に臨ませてなる壁面部から構成される本体部ケースと、壁面部に沿って配置される支持基板と、この支持基板に搭載される発電用の単位セル（発電セル）と、この発電セルに供給する水素ガス等の燃料ガスを発生する燃料ガス発生部とを備えている。【０００５】
この燃料電池では、単位セルが燃料ガスの流路を備え、複数の単位セルの燃料ガス流路どうしが、パイプで接続されている。また、本体部ケースの内部空間に、燃料ガス発生ユニットを配置する点が開示されている。【０００６】
しかし、上記の燃料電池のように、複数の単位セルをパイプで接続する構造では、配管のためのスペースが無駄となり、燃料電池を小型化するには限界があった。また、燃料ガス発生ユニットが独立した構造であるため、筐体や供給のための配管が必要となり、燃料ガス発生剤を収容するスペースが狭くなるという問題もあった。【０００７】
一方、下記の特許文献２には、単位セルをスタックした構造体を形成する際に、単位セルの集電体（電極）面に多孔板を介して燃料ガスを供給できるように構成した燃料電池が開示されている。この燃料電池では、その外部に燃料ガスの供給源が配置されており、パイプ等を介して、裏表に多孔板を有する偏平函状の燃料供給部と接続するようにしている。
【特許文献１】実用新案登録３１１４１４８号公報
【特許文献２】特開２００３−２８２１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２の燃料電池では、単位セルをスタックした構造体であるため、その内部に燃料ガス供給源を設けることができず、また、偏平函状の燃料供給部が複数必要になるため、それらに接続するための配管も複数必要になり、配管スペースの点からも、全体を小型化するには限界があった。【０００９】
そこで、本発明の目的は、配管スペース等を極力少なくすることで、更なる小型化を可能にした燃料電池及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、次の如き本発明により達成できる。    
即ち、本発明の燃料電池は、一方の表面から燃料ガスが供給され、他方の表面から酸素が供給されることで発電を行なう発電セルと、その発電セルを前記一方の表面を内部に向けて保持することで、前記発電セルと共に内部空間を形成するセル保持体と、そのセル保持体の前記内部空間に配置され、燃料ガスを発生させる燃料発生部と、を備えることを特徴とする。【００１１】
本発明の燃料電池によると、燃料発生部で発生した燃料ガスが、セル保持体の内部空間に放出されて、発電セルの一方の表面から供給され、他方の表面から空気中の酸素が供給されるため、発電セル内の配管や燃料発生部からの配管を使用せずに発電を行うことができる。また、内部空間に燃料発生部を配置できるため、省スペース化を図ることができる。その結果、配管スペース等を極力少なくすることで、更なる小型化を可能にした燃料電池を提供することができた。【００１２】
また、本発明の別の燃料電池は、一方の表面から燃料ガスが供給され、他方の表面から酸素が供給されることで発電を行なう複数の発電セルと、その複数の発電セルを前記一方の表面を内部に向けて保持することで、前記複数の発電セルと共に内部空間を形成するセル保持体と、そのセル保持体の前記内部空間に配置され、燃料ガスを発生させる燃料発生部と、を備えることを特徴とする。【００１３】
この燃料電池によると、燃料発生部で発生した燃料ガスが、セル保持体の内部空間に放出されて、発電セルの一方の表面から供給され、他方の表面から空気中の酸素が供給されるため、発電セル間の配管や燃料発生部からの配管を使用せずに発電を行うことができる。また、内部空間に燃料発生部を配置できるため、省スペース化を図ることができる。その結果、配管スペース等を極力少なくすることで、更なる小型化を可能にした燃料電池を提供することができた。【００１４】
上記において、前記燃料発生部は、反応液と反応して燃料ガスを発生するガス発生剤を収容してあることが好ましい。このようなガス発生剤を用いることで、燃料発生部をより小型化することができ、全体の小型化を図ることができる。特に、前記燃料発生部は、水を含む反応液と反応して水素ガスを発生する水素発生剤を収容してあることが好ましい。【００１５】
その際、前記燃料発生部は、多孔筒状の側壁を有する容器内に、疎水性多孔質膜を介して前記水素発生剤を収容してあることが好ましい。疎水性多孔質膜は水を透過させ難く、水素ガスを透過させる性質を有するため、疎水性多孔質膜を介して水素発生剤を収容することで、水が飛散して発電セルを劣化させるのを防止することができる。【００１６】
また、前記燃料発生部の容器は、前記セル保持体の内部空間に配置される際に、着脱自在に構成されていることが好ましい。この構成によって、燃料発生部の容器を取り替えることで、水素発生剤を交換して、新たな発電を順次行うことができる。【００１７】
前記複数の発電セルは、相互に電気的に接続された状態でインサート成形により、前記セル保持体と共に一体に成形されていることが好ましい。本発明では、発電セル間の配管が必要ないため、相互に電気的に接続された状態でインサート成形することができ、これにより発電セルをセル保持体と共に一体に成形することで、簡易な製法によってセル保持体の内部空間を形成することができる。【００１８】
その際、前記発電セルは、その構成部材がインサート成形により、前記セル保持体と共に一体に成形されていることが好ましい。また、前記発電セルの構成部材は、板状の固体高分子電解質と、その固体高分子電解質の一方側に配置されたアノード側電極板と、他方側に配置されたカソード側電極板と、アノード側電極板の外側に配置されたアノード側金属板と、カソード側電極板の外側に配置されたカソード側金属板とが、積層されたものであることが好ましい。【００１９】
また、前記セル保持体は、前記複数の発電セルと共に筒状の側壁を構成し、その筒状の側壁の周囲に前記複数の発電セルが配置されていることが好ましい。これにより、周囲が発電セルで囲まれた柱状の燃料電池を形成することができる。【００２０】
あるいは、前記セル保持体は、前記複数の発電セルと共に偏平な函体を構成し、その函体の対向面の片面又は両面に前記複数の発電セルが配置されていることが好ましい。これにより、複数の発電セルを同一平面に配置した偏平な形状の燃料電池を形成することができる。このような燃料電池は、電力を供給する装置内に内蔵する際に特に有利となる。【００２１】
一方、本発明の燃料電池の製造方法は、カソード側の表面の開孔から空気が供給されアノード側に燃料が供給されることで発電を行なう発電セルと、その発電セルを保持しつつ、燃料ガスを発生させる燃料発生部が配置される内部空間を前記発電セルと共に形成するセル保持体とを備える燃料電池の製造方法であって、前記発電セル又はその構成部材を、少なくとも前記表面の開孔が成形型の凸部により閉塞した状態で成形型内に配置する工程と、その成形型内に樹脂を注入して前記セル保持体の成形を行う工程とを含むことを特徴とする。【００２２】
本発明の燃料電池の製造方法によると、相互に電気的に接続された発電セル又はその構成部材を成形型内に配置し、その成形型内に樹脂を注入してセル保持体の成形を行うので、簡易な工程により、発電セルをセル保持体と一体化することができる。また、カソード側の表面の開孔が成形型の凸部により閉塞した状態で成形型内に発電セルを配置するので、成形型内に樹脂を注入する際、発電に必要な空気が供給される開孔に樹脂が侵入することを防ぐとともに、発電に必要ない部分は樹脂により封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】燃料電池（第１実施形態）の構成を示す外観斜視図
【図２】発電セルの構成例を示すカソード側斜視図
【図３】発電セルの構成を示す分解斜視図
【図４】発電セルの内部構成を示す断面図
【図５】燃料電池（第１実施形態）の（ａ）縦断面図、及び（ｂ）燃料発生部の上面図
【図６】４つの発電セルの接続態様を示す図
【図７】燃料発生部を構成する要素を分解した状態で示す概略斜視図
【図８】水収容部の構成を示す分解斜視図
【図９】回路構成を示すブロック図
【図１０】燃料電池（第２実施形態）の（ａ）斜視図、及び（ｂ）縦断面図
【図１１】実験結果を示すグラフ
【図１２】実験結果を示すグラフ
【図１３】電源供給部の別実施形態を示す図
【図１４】燃料電池（第３実施形態）の一例を示す（ａ）上面図、及び（ｂ）正面視断面図
【図１５】燃料電池（第３実施形態）の製造方法を示す正面視断面図
【図１６】燃料電池（第４実施形態）の一例を示す（ａ）上面図、（ｂ）正面視断面図、及び（ｃ）底面図
【図１７】４つの発電セルの接続態様（第４実施形態）を示す図
【図１８】燃料電池（第４実施形態）の製造方法を示す正面視断面図
【符号の説明】
【００２４】
Ａ        発電セル保持部
Ｂ        燃料ガス発生部
Ｂ１      水収容部
Ｂ        燃料発生部
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４        発電セル
１        燃料電池
６        セル保持体
４６      水素発生剤
７１      容器
７２      疎水性多孔質膜
７３      シート状の水素発生剤
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る燃料電池の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の燃料電池の主要部分を示す分解斜視図である。【００２６】
［第１実施形態］
＜燃料電池の全体構成＞
本発明の燃料電池１は、図１に示すように、複数の発電セルＣと、セル保持体６と、燃料発生部Ｂとを備える。燃料電池１は、機能的に大きく分けて、発電セル保持部Ａと燃料発生部Ｂに分けることができる。【００２７】
発電セル保持部Ａには、燃料ガスである水素ガスの供給を受けて発電する発電セルＣ１〜Ｃ４（各発電セルを識別する必要のないときは発電セルＣと表記）が保持されている。本実施形態では４つの発電セルＣが、セル保持体６に保持されて、内部空間を形成している例を示す。セル保持体６の一方の端面部には、基板２が取り付けられており、この基板２に電源供給端子３が取り付けられる。電源供給端子３はＵＳＢ端子などを用いることができるが、これに限定されるものではない。【００２８】
燃料発生部Ｂは、発電セルＣに供給する燃料ガスとしての水素ガスを発生する機能を有する。燃料発生部Ｂには、水収容部（反応液である水を収容する反応液収容部に相当）を備えていてもよい。【００２９】
燃料発生部Ｂには、予め反応液が供給され、又は水収容部から反応液が供給され、水素発生剤等との化学反応により水素ガスが発生する。発生した水素ガスは、発電セル保持部Ａの各発電セルＣへと供給される。【００３０】
本実施形態では、図１に示すように、発電セル保持部Ａは、四角形筒状に形成されており、セル保持体６は、複数の発電セルＣ１〜Ｃ４と共に筒状の側壁を構成し、その筒状の側壁の周囲に複数の発電セルＣ１〜Ｃ４が配置されている。発電セル保持部Ａの内部空間には、燃料発生部Ｂが挿入されて配置される。このように、図１に示す燃料電池は、全体としてスティック状であり小型化を実現できている。【００３１】
燃料発生部Ｂ内の水素発生剤等は消耗品であるため、燃料発生部Ｂは、セル保持体６に対して着脱自在に構成することが好ましい。着脱自在にするための構造については、嵌合、係合、ネジ締結など、公知の構造を用いることができる。【００３２】
なお、燃料電池１の要部を図１に示しているが、外観部材が周囲を覆うように配置するのが好ましい。また、図１における上方・下方を便宜上、燃料電池１の上方・下方であるものとして説明するが、実際に燃料電池１が使用される場面における状態を示すものではない。【００３３】
＜発電セルの構成＞
本発明に係る発電セルＣについて図面を用いて説明する。図２は発電セルをカソード側から見た外観斜視図であるが、アノード側から見た外観斜視図も同様の形態となる。図３は、発電セルの内部構造を示す分解斜視図であり、図４は、発電セルの縦断面図である。【００３４】
本発明の発電セルＣは、一方の表面から燃料ガスが供給され、他方の表面から酸素が供給されることで発電を行なうものである。本実施形態では、図２〜図４に示すように、板状の固体高分子電解質８と、その固体高分子電解質８の一方側に配置されたアノード側電極板９と、他方側に配置されたカソード側電極板１０とを備え、これら一対の電極板９，１０により固体高分子電解質８が挟持される形となっている。更に、アノード側電極板９の外側にアノード側金属板１１が配置され、カソード側電極板１０の外側にカソード側金属板１２が配置される。【００３５】
各金属板１１，１２の周縁領域１１ａ，１２ａは、固体高分子電解質８及び電極板９，１０を収容した後に、カシメにより封止される。また、説明の便宜上、金属板１１，１２の周縁領域１１ａ，１２ａ以外の領域を中央領域１１ｂ，１２ｂと称することにする。カシメ加工を行なう前は、図３に示すように、カソード側金属板１２の周縁領域１２ａは垂直な立ち曲げ部となっており、これを内側へ倒し込むことによりアノード側金属板１１の周縁領域１１ａと重ね合わせて封止することができる。この垂直な立ち曲げ部は、絞り加工により形成することができる。【００３６】
固体高分子電解質８としては、従来の固体高分子膜型電池に用いられるものであれば何れでもよいが、化学的安定性及び導電性の点から、超強酸であるスルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体からなる陽イオン交換膜が好適に用いられる。このような陽イオン交換膜としては、ナフィオン（登録商標）が好適に用いられる。その他、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂からなる多孔質膜に上記ナフィオンや他のイオン伝導性物質を含浸させたものや、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂からなる多孔質膜や不織布に上記ナフィオンや他のイオン伝導性物質を担持させたものでもよい。【００３７】
固体高分子電解質８の厚みは、薄くするほど全体の薄型化に有効であるが、イオン伝導機能、強度、ハンドリング性などを考慮すると、１０〜３００μｍが使用可能であるが、２５〜５０μｍが好ましい。【００３８】
電極板９，１０は、ガス拡散層としての機能を発揮して、燃料ガスや、酸化ガス及び水蒸気の供給・排出を行なうと同時に、集電の機能を発揮するものが使用できる。電極板９，１０としては、同一又は異なるものが使用でき、その基材には電極触媒作用を有する触媒を担持させることが好ましい。触媒は、固体高分子電解質８と接する内面９ｂ，１０ｂに少なくとも担持させるのが好ましい。【００３９】
電極板９，１０の電極基材としては、例えば、カーボンペーパー、カーボン繊維不織布などの繊維質カーボン、導電性高分子繊維の集合体などの電導性多孔質材が使用できる。一般に、電極板９，１０は、このような電導性多孔質材にフッ素樹脂等の撥水性物質を添加して作製されるものであって、触媒を担持させる場合、白金微粒子などの触媒とフッ素樹脂等の撥水性物質とを混合し、これに溶媒を混合して、ペースト状或いはインク状とした後、これを固体高分子電解質膜と対向すべき電極基材の片面に塗布して形成される。【００４０】
一般に、電極板９，１０や固体高分子電解質８は、燃料電池に供給される還元ガスと酸化ガスに応じた設計がなされる。本発明では、酸化ガスとして空気が用いられると共に、還元ガスとして水素ガスを用いるのが好ましい。【００４１】
例えば、水素ガスと空気を使用する場合、空気が自然供給される側のカソード側電極板１０では、酸素と水素イオンの反応が生じて水が生成するため、かかる電極反応に応じた設計をするのが好ましい。特に、低作動温度、高電流密度及び高ガス利用率の運転条件では、特に水が生成する空気極において水蒸気の凝縮による電極多孔体の閉塞（フラッディング）現象が起こりやすい。したがって、長期にわたって燃料電池の安定な特性を得るためには、フラッディング現象が起こらないように電極の撥水性を確保することが有効である。【００４２】
触媒としては、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、銀、ニッケル、鉄、銅、コバルト及びモリブデンから選ばれる少なくとも１種の金属か、又はその酸化物が使用でき、これらの触媒をカーボンブラック等に予め担持させたものも使用できる。【００４３】
電極板９，１０の厚みは、薄くするほど全体の薄型化に有効であるが、電極反応、強度、ハンドリング性などを考慮すると、５０〜５００μｍが好ましい。電極板９，１０と固体高分子電解質８とは、予め接着、融着等を行って積層一体化しておいてもよいが、単に積層配置されているだけでもよい。このような積層体は、膜／電極接合体Ｍ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）として入手することもでき、これを使用してもよい。【００４４】
アノード側電極板９の表面にはアノード側金属板１１が配置され、カソード側電極板１０の表面にはカソード側金属板１２が配置される。アノード側金属板１１には燃料ガスである水素ガスを供給するための開孔１１ｃが設けられている。開孔１１ｃは、アノード側電極板９が露出可能であれば、その個数、形状、大きさ、形成位置などは何れでもよい。アノード側金属板１１の開孔１１ｃは、例えば、規則的又はランダムに複数の円孔やスリット等を設けたり、または金属メッシュによって開孔１１ｃを設けたりしてもよい。開孔１１ｃ部分の面積が締める割合（開孔率）は、電極との接触面積とガスの供給面積のバランスなどの観点から、１０〜４０％が好ましい。【００４５】
カソード側金属板１２には、空気中の酸素を供給（自然吸気）するための多数の開孔１２ｃが設けられている。開孔１２ｃは、カソード側電極板１０が露出可能であれば、その個数、形状、大きさ、形成位置などは何れでもよい。カソード側金属板１２の開孔１２ｃは、例えば、規則的又はランダムに複数の円孔やスリット等を設けたり、または金属メッシュによって開孔１２ｃを設けたりしてもよい。開孔１２ｃ部分の面積が締める割合（開孔率）は、電極との接触面積とガスの供給面積のバランスなどの観点から、１０〜４０％が好ましい。【００４６】
なお、開孔１１ｃが設けられたアノード側金属板１１および開孔１２ｃが設けられカソード側金属板１２を用いずに、アノード側電極板９およびカソード側電極板１０が露出するように、発電セルをセル保持体６で保持させてもよい。その場合、セル保持体６に複数の開孔を設けて、その開孔からアノード側電極板９およびカソード側電極板１０が露出するようにしてもよい。【００４７】
金属板１１，１２としては、電極反応に悪影響がないものであれば何れの金属も使用でき、例えばステンレス板、ニッケル、銅、銅合金などが挙げられる。但し、伸び、重量、弾性率、強度、耐腐食性、プレス加工性、エッチング加工性などの観点から、ステンレス板、ニッケルなどが好ましい。【００４８】
なお、金属板１１，１２の厚みは、薄くするほど全体の薄型化に有効であるが、強度、伸び、重量、弾性率、ハンドリング性などを考慮すると、０．１〜１ｍｍが好ましい。【００４９】
金属板１１及び金属板１２への開孔１２ｃ、１１ｃの形成についても、プレス加工（プレス打ち抜き加工）を利用して行われる。さらに、金属板１１，１２には、同じくプレス加工（打ち出し加工）を利用して、中央領域１１ｂ，１２ｂに凹部が形成される。この凹部は、図４に示すように、膜／電極接合体Ｍを構成する電極板９，１０を収容するための凹部である。従って、凹部の面積は、収容される電極板９，１０の大きさに応じて加工される。【００５０】
本発明では、金属板１１，１２の周縁領域１１ａ，１２ａは、電気的に絶縁した状態でカシメにより封止されている。電気的な絶縁は、絶縁シートを用いて行うが、固体高分子電解質８の周縁領域８ａを介在させることで行うこともできる。【００５１】
カソード側金属板１２には、図３に示すようにリング状（額縁状）の絶縁シート１４が周縁領域１２ａに配置される。絶縁シート１４の外側の縁は金属板１２の縁とほぼ同じ大きさに設定され、内側の縁は、多数の開孔１２ｃが形成される領域よりも少し大きなサイズ（あるいは、電極板１０の大きさより少し大きなサイズ）に設定される。金属板１２の周縁領域１２ａに予め絶縁シート１４を貼り付けておき、その状態で周縁領域１２ａを垂直に立ち曲げる加工が行なわれる。【００５２】
アノード側金属板１１にも、図３に示すようにリング状（額縁状）の絶縁シート１５が周縁領域１１ａの表裏両面に配置される。この表裏両面の絶縁シート１５のサイズは同じである。絶縁シート１５の外側の縁は金属板１１の縁とほぼ同じ大きさに設定され、内側の縁は、電極板９よりも少し大きなサイズに設定される。この絶縁シート１５も予め金属板１１に貼り付けておくことができる。【００５３】
固体高分子電解質８は、電極板９，１０の大きさよりも少し大きくなっており、図４に示すように、電極板９，１０から露出した状態にある周縁領域８ａが、絶縁シート１４，１５により挟持されるように組み立てられる。【００５４】
すなわち、本発明では、カシメ封止を行う際、電極板９，１０よりも外側の領域にある固体高分子電解質８の周縁領域８ａを絶縁シート１４，１５を介して、周縁領域１１ａ，１２ａにより挟持した状態とする。このような構造によると、電極板９，１０の一方から他方へのガス等の流入を効果的に防止することができる。また、金属板１１の表面側にも絶縁シート１５が設けられており、カシメ封止した際に、絶縁性能を確実に確保した状態で封止することができる。【００５５】
絶縁シート１４，１５としては、シート状の樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマー、セラミックスなどが使用できるが、シール性を高める上で、樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマーなどが好ましい。絶縁シート１４，１５は、金属板１１，１２を所定の形状に加工する前に、直接あるいは粘着剤を介して貼着したり、塗布したりして、予め金属板１１，１２に一体化しておくことができる。【００５６】
カシメ構造としては、シール性や製造の容易性、厚み等の観点から図４に示すものが好ましい。つまり、一方のカソード側金属板１２の周縁領域１２ａを他方のアノード側金属板１１の周縁領域１１ａより大きくしておき、絶縁シート１４，１５を介在させつつ、カソード側金属板１２の周縁領域１２ａをアノード側金属板１１の周縁領域１１ａを挟圧するように折り返したカシメ構造が好ましい。このようなカシメ封止を行うための製造方法及び製造設備については、例えば、本発明者らによる特開２００６−８６０４１号公報に開示される技術を用いることができる。【００５７】
＜セル保持体の構造＞
次に、セル保持体６の構造について図１及び図５により説明する。図５（ａ）は、本発明の燃料電池の一例の縦断面図であり、図５（ｂ）は、その燃料発生部Ｂの上面図である。セル保持体６は、複数の発電セルＣ１〜Ｃ４を一方の表面（アノード側）を内部に向けて保持することで、複数の発電セルＣ１〜Ｃ４と共に内部空間を形成する。本実施形態では、セル保持体６は、複数の発電セルＣ１〜Ｃ４と共に筒状の側壁を構成し、その筒状の側壁の周囲に複数の発電セルＣ１〜Ｃ４が配置されている例を示す。【００５８】
セル保持体６は、例えばＡＢＳ等の樹脂により一体成形されるが、複数の部材で構成されていてもよい。また、セル保持体６は、発電セルＣ以外の他の部材と共に、内部空間を形成するものであってもよい。図示した例では、セル保持体６は、基板２と燃料発生部Ｂと共に、内部空間を形成している。【００５９】
発電セルＣは、セル保持体６の側壁に形成された開口部６ａの外周の段差部６ｂに密着する形で保持される。段差部６ｂには、発電セルＣを構成するアノード側金属板１１側が密着するような形で保持される。【００６０】
セル保持体６の開口部６ａは、アノード側金属板１１の開孔１１ｃが内部の空間に露出するように開口しており、カソード側金属板１２の開孔１２ｃも外側に露出した状態で、段差部６ｂにするように発電セルＣが保持されている。段差部６ｂの形状は、発電セルＣの外形形状（輪郭形状：長円形）に沿った形状を呈している。段差部６ｂの周囲は、セル位置決め部６ｃが形成されており、このようなセル位置決め部６ｃを設けることで、発電セルＣの概略の位置決めを行なうことができる。【００６１】
セル保持体６の中央の周囲には、発電セルＣ同士を接続するための接続部材２１が配置される第１溝部が設けられている。セル保持体６は、基板２と共に内部空間を構成するが、
発生する燃料ガスが過剰な場合にこれを排出するなどの目的で、通気孔２ａを設けている。【００６２】
セル保持体６に保持した発電セルＣは、発電中に高温になるため、外ケース（図示省略）を設けるのが好ましい。外ケースの発電セルＣに対向する位置には、スリット、円孔、楕円孔などを複数設けておくのが好ましい。また、外ケースに人が触った際に、発熱を感じにくいように、外ケースの外表面には、高さ０．２〜２ｍｍ程度の突起を多数設けておくのが好ましい。【００６３】
＜セルの接続態様＞
次に、４つの発電セルＣの接続態様について図６により説明する。図６は、発電セルＣをセル保持体６に取り付ける前の展開した状態を示す図である。４つの発電セルＣは、接続部材２１により電気的に直列に接続される。接続部材２１は、薄板の金属板を加工することにより形成される。図１で説明した第１溝部の位置に、この接続部材２１が配置されるようになっている。【００６４】
接続部材２１と発電セルＣの連結は、図６（ｂ）の側面図に示すように、隣接する発電セルＣ１，Ｃ２のカソード側金属板１２と、アノード側金属板１１とを電気的に連結する。接続部材２１と金属板１１，１２との連結は、２１ａで示す点を抵抗溶接することで行なわれる。【００６５】
また、各発電セルＣの周辺領域Ｄ（図６において斜線で示す）には、スクリーン印刷によりエポキシ系の熱硬化性樹脂皮膜を形成している。これにより、接続部材２１による不用意な短絡を防止する。例えば、図６（ｂ）において、発電セルＣ２のアノード側金属板１１に連結される接続部材２１が、カソード側金属板１２に接触することのないように絶縁皮膜を形成する。他の箇所も同様であり、確実な電気的接続を実現することができる。【００６６】
上流側の発電セルＣ１と最下流の発電セルＣ４には、夫々電極部材２２，２３が接続されている。これら電極部材２２，２３も抵抗溶接により、発電セルＣ１，Ｃ４に電気的に接続される。これら電極部材２２，２３は、基板２に電気的に接続される。【００６７】
上記のように、本発明では、発電セルＣ同士のガス流路を接続するために、パイプなどの別部品を用いる必要がない。これにより、部品点数を削減することができ、パイプを配置するための余分なスペースが必要でなくなり、燃料電池１の小型化に寄与することができる。【００６８】
＜燃料発生部の構成＞
次に、燃料発生部Ｂの構成について説明する。燃料発生部Ｂは、セル保持体６の内部空間に配置されて燃料ガスを発生させるものである。本実施形態では、図５に示すように、多孔筒状の側壁を有する容器７１内に、疎水性多孔質膜７２を介してシート状の水素発生剤７３を収容してある燃料発生部Ｂを用いる例を示す。【００６９】
側壁に設けられる孔７１ｂの開孔率は、特に限定されないが、例えば１〜５０％が挙げられ、側壁に設けられる孔７１ｂの直径は、燃料ガスを分散供給する観点から、０．１〜５ｍｍが好ましい。また、内部空間の圧力が上昇した際に、疎水性多孔質膜７２が破損するのを防止する観点から、側壁に設けられる孔７１ｂの直径は、０．１〜５ｍｍが好ましい。また、側壁には孔７１ｂ以外に、均一に水素を発電セル面内に供給するために、発電セル側に流路溝を形成することも好ましい（図１０参照）。この場合の流路溝の幅は、特に限定されないが、０．１ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。【００７０】
容器７１の上端には凸部７１ａを有し、この凸部７１ａがセル保持体６の上端に設けられた係止溝６ｄに係止することで、燃料発生部Ｂがセル保持体６に対して着脱自在に構成されている。容器７１の下端部には、台座部７１ｃを有し、これがセル保持体６の下端部に内嵌する構造となっている。【００７１】
疎水性多孔質膜７２は、ミストなどの水分が容器７１の孔７１ｂから飛散するのを防止するために設けられており、水素ガス等の燃料ガスを透過させることができる。従って、疎水性多孔質膜７２の孔径としては、０．１〜１０μｍが好ましい。０．５〜５μｍがより好ましい。疎水性多孔質膜７２は、少なくとも容器７１の孔７１ｂを覆うことが好ましく、容器７１外部への過剰な水分の漏洩を防止する観点から、容器７１の底面にも設けるのが好ましい。つまり、疎水性多孔質膜７２は、袋状になっているのが好ましい。【００７２】
疎水性多孔質膜７２の材質としては、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテルサルホン、ポリスルホンなどが挙げられる。なかでも、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂や、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が好ましい。【００７３】
シート状の水素発生剤７３は、粒状の水素発生剤および樹脂を含有する多孔質層７３ｂが、濾紙等の吸水性シート７３ａの上面に形成されたものであり、その詳細は後に説明する。吸水性シート７３ａの内側には、吸水体７４を配置している。吸水体７４としては、水を含浸可能なものであれば何れでもよいが、吸水性樹脂、脱脂綿、吸水性不織布、吸水紙などが好ましい。【００７４】
燃料発生部Ｂにより水素を発生させて発電セルＣに供給する場合、まず、燃料発生部Ｂをセル保持体６から取り外した状態で、吸水体７４に水を供給する。給水後、燃料発生部Ｂをセル保持体６にセットする。吸水体７４に供給された水は、吸水体７４中を拡がって、シート状の水素発生剤７３の吸水性シート７３ａに到達し、更に吸水性シート７３ａ中を浸透して、水素発生剤を含有する多孔質層７３ｂに達する。これにより、水素発生剤と水とが反応して、水素ガスを発生させる。【００７５】
水素ガスの発生速度の制御は、水が水素発生剤に到達する速度を制御すること等で行うことが可能である。例えば、２つツ折りにした形状の先端部には、吸水性シート７３ａ同士を密着又は接着させるなどして水が浸透しにくい構造にすることで、水が到達する速度を遅くすることができ、これによって水素ガスの発生速度をより一定に近い状態に制御することができる。また、吸水体７４自体が水の拡散速度が小さいものを用いる方法でも、水が水素発生剤に到達する速度を制御することができる。【００７６】
＜シート状の水素発生剤＞
シート状の水素発生剤７３としては、粒状の水素発生剤および樹脂を含有する多孔質層７３ｂが、濾紙等の吸水性シート７３ａの上面に形成したものが使用できる。水素発生剤は、水等の反応液と反応して水素ガスを発生するものである。【００７７】
このような高反応性の水素発生剤としては、水素化カルシウム、水素化リチウム、水素化カリウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化リチウムアルミニウム、水素化アルミニウムナトリウム、又は水素化マグネシウムなどの水素化金属化合物を含有するものが挙げられる。これらの化合物等は、いずれも水と急激に又は爆発的に反応して水素ガスを発生することが知られており、いずれも水素化マグネシウム以上の水との反応性を示す。【００７８】
また、上記化合物以外の水素発生剤として、アルミニウム、鉄、マグネシウム、カルシウム等の金属、上記以外の金属水素錯化合物などを含有してもよい。水素化金属化合物、金属、金属水素錯化合物は、何れかを複数組み合わせて使用することもでき、また、それぞれを組み合わせて使用することも可能である。化合物を併用する場合、気泡による多孔質化を促進し易い化合物を含むことが好ましい。このような化合物としては、水素化カルシウムが特に好ましい。【００７９】
粒状の水素発生剤の平均粒径は、多孔体中への分散性や反応性を制御する観点から、１〜１００μｍが好ましく、６〜３０μｍがより好ましく、８〜１０μｍが更に好ましい。【００８０】
水素発生剤の含有量は、適度な反応性とある程度の水素発生量を確保する観点から、多孔体中、１０〜６０重量％が好ましく、３０〜５０重量％が好ましい。【００８１】
用いられる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、耐熱性樹脂などが挙げられるが、熱硬化性樹脂が好ましい。なお、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリアミドなどが挙げられる。また、耐熱性樹脂としては、芳香族系のポリイミド、ポリアミド、ポリエステルなどが挙げられる。【００８２】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、または熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。なかでも、水素発生反応中に多孔質構造を適度に維持できる観点から、エポキシ樹脂が好ましい。【００８３】
樹脂の含有量は、適度な保形性とある程度の水素発生量を確保する観点から、多孔体中、３０〜９０重量％が好ましく、５０〜７０重量％が好ましい。【００８４】
多孔質層には、上記の成分以外の任意成分として、触媒、充填材、発泡剤などのその他の成分を含有してもよい。触媒としては、水素発生剤用の金属触媒の他、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ化合物も有効である。【００８５】
発泡剤としては、未硬化の熱硬化性樹脂に相分離・分散して、熱硬化性樹脂の反応温度で気化する液体が挙げられる。また、水素発生剤と反応して水素ガスを発生させる反応液を、未硬化の熱硬化性樹脂に微量添加しておくことも可能である。このような反応液としては、水、酸水溶液、アルカリ水溶液などが挙げられる。【００８６】
多孔質層は、気泡（発泡）、焼結、又は相分離などにより多孔質化された構造を有するが、好ましくは、気泡により多孔質化された構造を有するものである。多孔質化のための気泡は、発泡剤により生成するものでもよいが、水素発生剤から発生した水素ガスであることが好ましい。【００８７】
つまり、多孔質層は、粒状の水素発生剤と未硬化の熱硬化性樹脂とを混合した後、これを吸水性シートに塗布し、前記水素発生剤から水素ガスを発生させつつ熱硬化性樹脂を硬化させる工程を含む製法により製造されることが好ましい。【００８８】
多孔質層は、密度が０．１〜１．２ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、０．２〜０．９ｇ／ｃｍ３であることがより好ましく、０．３〜０．５ｇ／ｃｍ３であることが更に好ましい。この範囲の密度を有することで、反応液の浸透性が適度になり、取扱い性もより良好になる。このような密度は、例えば、水素ガスの発生量でコントロールすることが可能である。【００８９】
また、水素発生用多孔体の気泡径は、反応液の浸透性を適度に制御する観点から、直径０．１〜２ｍｍが好ましく、直径０．５〜１ｍｍがより好ましい。このような気泡径は、例えば、水素ガスの発生量でコントロールすることが可能である。また、気泡径や密度をコントロールするために、加圧条件下で熱硬化性樹脂の硬化を行ってもよい。【００９０】
水素発生剤から水素ガスを発生させるには、予め未硬化の熱硬化性樹脂に反応液を微量添加しておく方法や、未硬化の熱硬化性樹脂に含まれる反応液を利用する方法も可能であるが、硬化反応のための加熱により、水素発生剤（水素化金属化合物の場合）から水素ガスを脱離させる方法が好ましい。【００９１】
水素発生剤から水素ガスを脱離させる際の温度は、水素化金属化合物の種類によっても異なるが、５０〜２５０℃が好ましく、８０〜２００℃がより好ましい。つまり、未硬化の熱硬化性樹脂の硬化温度として、この範囲の温度を選択することが好ましい。なお、水素ガスの発生温度と硬化温度とを変えることも可能である。【００９２】
硬化して得られる多孔質層の厚みは、水等を十分かつ均一に浸透させて均一な反応を行う観点から、０．１〜１０ｍｍが好ましく、０．５〜２ｍｍがより好ましい。【００９３】
吸水性シートとしては、親水性の材料を用いて多孔質状にシート化したものが挙げられるが、吸水性不織布、吸水性織布、吸水紙、濾紙などが好ましい。更に、これらを併用したり、吸水性樹脂との併用も可能である。【００９４】
吸水性シートの厚みは、強度の維持や、面内での浸透性を高める観点から、０．１〜１０ｍｍが好ましく、０．２〜２ｍｍがより好ましい。吸水性シートの密度は、保水性及び面内で均一な浸透性を得る観点から、０．１〜１ｇ／ｃｍ３が好ましく、０．４〜０．６ｇ／ｃｍ３がより好ましい。【００９５】
吸水性シートは、多孔質層の片面のみに設けてもよいが、両面に設けることも可能である。吸水性シートを両面に設ける場合、何れか吸水性シートに多孔質層の原料を塗布した後、その上面に更に吸水性シートを積層することで製造することができる。また、多孔質層の原料を塗布した後、その上面に疎水性多孔質膜を積層することで、別途、容器内に疎水性多孔質膜を配置する必要がなくなる。【００９６】
シート状の水素発生剤を折り曲げる場合、平面状の吸水性シートに多孔質層の原料を塗布した後、硬化前に折り曲げることが、形状を保持させる点で好ましい。その場合、特に多孔質層の上面に吸水性シートや疎水性多孔質膜を積層することが好ましい。【００９７】
＜アンモニア除去剤について＞
本発明では、燃料発生部Ｂで発生した水素ガス等から、不純物であるアンモニアを除去するために、容器７１の側壁と発電セルＣとの間の空間に、アンモニア除去剤を設けてもよい。具体的には、シート状のアンモニア除去剤を容器７１の側壁の周囲に配置することができる。このようなアンモニア除去剤は、シート状に形成されたものが市販されているが、粒状の吸着剤等を通気性の袋に収容したものを使用することも可能である。【００９８】
上記のような水素発生剤によって、水素組成が略１００％（水分は除く）の水素ガスを発生させることができるが、この水素ガス中には、不純物である微量アンモニアが含まれる場合がある。このアンモニアは、マグネシウムを用いて水素発生剤を製造する際に、空気中の窒素と反応して窒素化合物（窒化マグネシウム等）が生成し、これが水との反応により生成すると考えられる。その際の次の反応が生じると考えられる。【００９９】
Ｍｇ３Ｎ２  ＋  ３Ｈ２Ｏ    →    ３Ｍｇ（ＯＨ）２  ＋    ２ＮＨ３
なお、他の水素化金属についても同様のメカニズムにより、発生する水素ガス中には微量アンモニアが含まれる場合がある。【０１００】
アンモニア除去剤としては、例えば、水素中のアンモニアを吸着除去する吸着剤（吸着・分解や反応吸着などの化学吸着を含む）、アンモニアを溶解除去する吸収剤、アンモニアを反応により除去する反応剤、アンモニアを分解（加熱分解・触媒反応分解等）により除去する分解手段、などが挙げられるが、アンモニアを物理吸着又は化学吸着により除去する吸着剤を備えることが好ましい。【０１０１】
中でも吸着剤が、物理吸着又は化学吸着によりアンモニアを除去するものであることがより好ましく、固体酸、活性炭（固体酸に相当するものを除く）、ゼオライト（固体酸に相当するものを除く）、及びモレキュラーシーブからなる群から選ばれる１種以上であることが更に好ましい。中でも、アンモニアの吸着除去能力やより高温で吸着可能な観点から、固体酸を用いることが好ましい。【０１０２】
固体酸としては、固体酸自体が粒状であるものや、粒状体に固体酸や液体酸を担持させたものなどがあるが、活性炭に金属塩を担持したものがコストや製造性などの観点からより好ましい。金属塩としては、硫酸塩、リン酸塩、塩化物塩、硝酸塩が挙げられ、塩を形成する金属としては、金属塩として酸性を示す金属が好適に使用できる。【０１０３】
活性炭（固体酸に相当するものも含む）としては、ＧＷ４８／１００、ＧＷ−Ｈ４８／１００、ＧＧ１０／２０、２ＧＧ、ＧＬＣ１０／３２、２ＧＳ、ＧＷ１０／３２、ＧＷ２０／４０、ＫＬＹ１０／３２、ＫＷ１０／３２、ＫＷ２０／４２（以上、クラレケミカル（株）製）、ＳＷＷＢ剤（アルカリ用）、ＷＢ剤、Ｓ剤（酸用）（以上、アニコジャパン（株）製）、４Ｔ−Ｂ、４Ｔ−Ｃ、４Ｇ−Ｈ、４ＳＡ、２ＧＳ、ＧＷ２０／４０４２（以上、クラレケミカル（株）製）などが挙げられ、好ましくは４Ｔ−Ｂ、ＳＷＷＢ剤（アルカリ用）、ＷＢ剤である。【０１０４】
ゼオライトとしては、ＢＸ、ＨＩＳＩＶ、Ｒ−３（以上、ユニオン昭和（株）製）などが挙げられ、好ましくはＢＸである。【０１０５】
モレキュラーシーブとしては、ゼオラムＡ−３、ゼオラムＡ−４（以上、東ソー（株）製）などが挙げられ、好ましくはゼオラムＡ−４である。【０１０６】
＜回路構成＞
次に、燃料電池１を制御する回路構成について説明する。各発電セルＣによる出力電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ（昇圧回路に相当）により所定の電圧にまで昇圧するのが好ましい。される。更に、コンバータの下流側に付加される回路部を介して、電源供給端子から外部機器、携帯電話などに電源供給がされる。回路部には、安定化回路などが備えられており、適切な出力電圧や出力電流を供給できるように制御がなされる。【０１０７】
コンバータ、回路部、などは、セル保持体６の枠型形状の内部に収容される。回路部を構成する基板・素子そのほかの部品の全部もしくは一部が上記内部に収容されることで、空間を有効利用することができ、燃料電池の小型化に寄与することができる。【０１０８】
［第１実施形態の別実施形態］
＜全体構成＞
前述の実施形態では、水等の反応液を一時に供給する例を示したが、本発明では、反応液の収容部を設けて、収容した反応液を徐々に燃料発生剤に供給するように構成してもよい。反応液の収容部は、セル保持体６の内部空間に設けてもよく、セル保持体６の外部に設けてもよい。本実施形態では、図７に示すように、内部空間に配置する燃料発生部Ｂとして、容器７１の上部に水収容部Ｂ１を設けている例を示す。図７は、燃料ガス発生部Ｂを構成する要素を分解した状態で示す概略斜視図である。以下、前述の第１実施形態と相違する部分について述べるが、他の部分は第１実施形態と同様である。【０１０９】
図７において、基板４にバルブ２４が搭載されている。バルブ２４は、水収容部Ｂ１内の水を容器７１内の水素発生剤７３へ送り出す機能を有する。バルブ２４は、供給パイプ２４ａと排出パイプ２４ｂを有する。バルブ２４は、基板４に搭載される不図示の制御回路によりオン／オフ駆動され、間歇的に水を燃料発生部Ｂ２へと送り出す。供給パイプ２４ａと排出パイプ２４ｂは、水素発生剤７３へ反応液である水を供給する反応液供給路に相当する。【０１１０】
バルブ２４は、図７に示すように、基板４の上面に搭載されており、セル保持体６の内部空間に収容される。このようにバルブ２４の全体（もしくは一部でもよい）がセル保持体６の内部空間に収容されることで、限られた空間を有効利用し、空間を効率よく使用することができる。【０１１１】
水収容部Ｂ１は、本体ケース３０と、蓋ケース３１を備え、蓋ケース３１の中央部にはゴム栓３２が取り付けられている。本体ケース３０の隅部３０ｂには、斜面状の切欠３０ｂが形成されており、排出パイプ２４ｂを配置するスペースを確保している。【０１１２】
流路プレート５は、内部に水流路５ａ（これも反応液供給路に相当する。）が形成されており、排出パイプ２４ｂに圧入等により連結される入口部５ｂと、供給パイプ５ｄと連結するための出口部５ｃを有する。これにより、水流路を中央へと移動させることができる。【０１１３】
上記説明した水収容部Ｂ１、流路プレート５、基板４は適宜の方法、例えば、ネジ止め、接着等により一体化したユニットとして構成される。次に、個々の構成について詳細に説明する。【０１１４】
＜水収容部の構成＞
図８に示す分解斜視図により、水収容部の構成を説明する。本体ケース３０は、全体的に直方体形状を有しており、内部に円筒形の空間部３０ｃを有する。空間部３０ｃの底部には、コイルスプリング３５（反応液付勢手段に相当）を位置決めするための位置決め凹部３０ｄが形成される。コイルスプリング３５は、スライド板３３と空間部３０ｃの底部との間に配置され、スライド板３３を上方に付勢する。スライド板３３は、ポリアセタールのような合成樹脂により成型され、本体ケース３０はＡＢＳなどにより成型される。これにより、スライド板３３の上下移動をスムーズに行なうことができる。【０１１５】
水収容ケース３４（反応液収容部材に相当）は、外面に蛇腹部３４ａが形成されて、バネ性が持たせられる。水収容ケース３４には、所定量の水が収容される。水収容ケース３４の一方の端部には位置決め突起３４ｂが形成され、スライド板３の位置決めスリット３３ａに挿入される。水収容ケース３４の他方の端部には、円筒形の突出部３４ｃが形成され、外部蓋ケース３１の中央部に形成された穴３１ａに挿入されると共に、ゴム栓３２が取り付けられる。【０１１６】
外部蓋体ケース３１には、ネジ止め用の穴３１ｂが形成されており、不図示のネジにより、本体ケース３０に形成された下穴３０ｅを利用して、外部蓋体ケース３１が本体ケース３０にネジ締結される。【０１１７】
ゴム栓３２には、上下２箇所にフランジ３２ａが形成されており、水収容ケース３４に対して抜けないように結合させることができる。ゴム栓３２には、穴は形成されていないので、水収容ケース３４内の水は外部に排出されない状態であるが、図７に示すように結合すると、バルブ２４の供給パイプ２４ａをゴム栓３２に突き刺すことができ、バルブ２４を介して水の排出を行うことが可能になる。従って、ゴム栓３２への供給パイプ２４ａの挿入あるいは脱出を容易に行なうことができ、その結果、水収容部Ｂ１の着脱の容易性も確保することができる。【０１１８】
外部蓋体ケース３１の裏面側には突出部が形成され、円筒形の空間部３０ｃに嵌合させることができる。図７に示すように組立を行なうと、水収容ケース３４内の水には、コイルスプリング３２に付勢力が常時作用する状態にセッティングされる。【０１１９】
なお、後述する水素発生剤と反応させる反応液としては、上記の水の他、水との反応を促進させるために、酸性分を溶解した水溶液、アルカリ分を溶解した水溶液などが使用できる。本発明では、保存性、コストなどの観点から、好ましくは水が使用できる。【０１２０】
＜水素ガス発生剤＞
次に、水素発生剤４６について説明するが、前述したシート状水素発生剤に使用される水素発生剤と同様のものが使用できる。また、水素化マグネシウムの粒子を含有する水素発生剤に、必要に応じて、触媒成分、アルミニウム等の金属、アルカリ性無機化合物、凝集抑制粒子を更に含有したものを使用することができる。【０１２１】
水素化マグネシウムは、水との反応によって水素ガスを発生させるが、次のような反応が生じると考えられる。  
ＭｇＨ２＋２Ｈ２Ｏ  →  Ｍｇ（ＯＨ）２＋２Ｈ２
この反応は発熱反応であり、系の保温を行うことによって、昇温した状態で反応を進めることができる。【０１２２】
水素化マグネシウムは、その粒子に、圧縮力及び／又は剪断力を生じさせる方法などにより、反応性を向上させることができる。具体的には、ボールミル、ローラミル、高速回転ミル、媒体撹拌ミル、気流式粉砕機、圧密剪断ミル等の粉砕装置を用いる方法、各種のプレス装置を用いる方法などが挙げられる。なかでも、粉砕装置を用いる方法が好ましく、特にボールミルを用いる方法が好ましい。【０１２３】
ボールミルを用いる方法は、水素化マグネシウムの粒子のサイズに応じて、均一な圧縮力及び／又は剪断力を生じさせることができる点で好ましい。水素化マグネシウムの平均粒子径は、反応率を高める観点から、平均粒子径が０．１〜１００μｍが好ましく、１〜５０μｍがより好ましく、５〜２０μｍが更に好ましい。【０１２４】
水素化マグネシウムの粒子の含有量は、全水素発生剤中に、８０重量％以上であることが好ましく、９０重量％以上であることがより好ましく、９５重量％以上であることが更に好ましい。【０１２５】
必要に応じて含有される金属としては、アルミニウム粒子、鉄粒子、マグネシウム粒子など、水と反応して水素を発生させる金属が好ましい。なかでも、アルミニウム粒子が好ましい。また、ニッケル、バナジウム、マンガン、チタン、銅、銀、亜鉛、ジルコニウム、コバルト、クロム、カルシウム、これらの合金等の金属触媒を添加することも可能である。【０１２６】
アルミニウム等の金属を併用する場合、反応性を高める上で、微粒子状のものが好ましく、平均粒子径が１００μｍ以下のものが好ましく、平均粒子径１〜５０μｍがより好ましく、平均粒子径１〜１０μｍがより好ましい。平均粒子径が１μｍ未満であると、製造が困難となり、また２次凝集し、シンターリングによって、昇温時に表面積の低下が著しくみられ、水素発生が低下する傾向がある。【０１２７】
アルミニウム粒子としては、アトマイズ法で製造したものが好ましい。また、表面の酸化被膜を除去処理したものが好ましい。このようなアルミニウム粒子としては、各種市販のものが使用可能である。【０１２８】
金属の含有量は、全水素発生剤中に、１〜１０重量％であることが好ましい。金属の含有量が１０重量％を超えると、全体の反応速度が低下すると共に、原料重量当たりの水素発生量が少なくなる傾向がある。【０１２９】
アルカリ性無機化合物を含有する場合、アルカリ性無機化合物としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩などが挙げられる。アルカリ性無機化合物としては、酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、ほう砂、炭酸ナトリウム、及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる１種以上であることが好ましく、特に酸化カルシウムが好ましい。【０１３０】
アルカリ性無機化合物の含有量は、全水素発生剤中に、０．１〜１０重量％であり、好ましくは０．２〜５重量％であり、より好ましくは０．５〜３重量％である。【０１３１】
凝集抑制粒子を含有する場合、凝集抑制粒子としては、水素発生反応に不活性な微粒子などを用いることができるが、凝集抑制粒子が、カーボンブラック、シリカ、酸化セリウム、酸化アルミニウム、及び酸化チタンからなる群より選ばれる１種以上であることが好ましい。なかでも、凝集抑制効果を高める上で、特にカーボンブラックが好ましい。【０１３２】
凝集抑制粒子の含有量は、全水素発生剤中に、０．１〜３０重量％が好ましく、１〜２０重量％がより好ましい。凝集抑制粒子の含有量が、３０重量％を超えると、相対的に水素化マグネシウムなどの含有量が少なくなり、水素ガスの総発生量が不十分となる傾向がある。【０１３３】
カーボンブラックとしては、例えばチャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファネスブラックなど、何れのものも使用することもできる。カーボンブラックとしては、親水化処理したものなども存在するが、本発明では凝集抑制効果を高める上で、未処理の疎水性のカーボンブラックが好ましく用いられる。また、これらを用いて、酸化カルシウムを担持することも可能である。カーボンブラックの一次平均粒径は、０．０１〜０．５μｍが好ましい。【０１３４】
本発明における水素発生剤４６は、粉末状の混合物でもよいが、加圧プレスにより圧密化させて、ペレットやタブレットなどの圧密化物としてもよい。このような圧密化を行うことにより、単位体積当たりの水素発生量を増加させることができる。【０１３５】
＜回路構成＞
次に、燃料電池１を制御する回路構成について図９により簡単に説明する。各発電セルＣによる出力電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０（昇圧回路に相当）により所定の電圧にまで昇圧される。更に、コンバータ５０の下流側に付加される回路部５１を介して、電源供給端子３から外部機器、携帯電話などに電源供給がされる。【０１３６】
回路部５１には、安定化回路５１ａなどが備えられており、適切な出力電圧や出力電流を供給できるように制御がなされる。また、制御部５１ｂは、バルブ２４に対する駆動制御を行なう。バルブ２４を間歇的にオン／オフ駆動することで、定量の水を燃料ガス発生部Ｂへと供給する。バルブ２４の駆動電源としては、基本的には発電セルＣによる出力電圧により駆動することができるが、初期の立ち上げ時には発電セルＣにより駆動ができない。なお、バルブ２４及び回路部５１は、開閉制御機構に相当する。【０１３７】
そこで、外部電源としてのボタン電池５２を備えており、初期駆動を行なわせる。初期の駆動が終了した後は、バルブ２４の駆動はボタン電池５２から発電セルＣへと切換制御される。【０１３８】
図９に示すコンバータ５０、回路部５１、ボタン電池５２などは、セル保持体６の枠型形状の内部に収容される。回路部５１を構成する基板・素子そのほかの部品の全部もしくは一部が上記内部に収容されることで、空間を有効利用することができ、燃料電池の小型化に寄与することができる。また、ボタン電池５２についても、セル保持体６の内部に収容させることができる。【０１３９】
＜作用＞
次に、この実施形態にかかる燃料電池１の作用について説明する。燃料電池１を駆動するためには、燃料発生部Ｂへ水を供給する必要がある。水の供給はバルブ２４を駆動することで行なわれる。バルブ２４を駆動するための電源は発電セルＣから得られるものであるが、一番最初は発電セルＣが駆動していないので、外部電源であるボタン電池５２により行なう。初期動作時におけるバルブ２４の開時間は例えば３０ｍｓｅｃである。これにより、所定量の水が燃料ガス発生部Ｂへ供給され、水素ガスが発生する。水素ガスは、各発電セルＣへ供給され発電することで電気出力が得られる。以後は、この電気出力を利用してバルブ２４の駆動を行なうことができる。【０１４０】
次に、水の供給経路について説明する。バルブ２４をＯＮにして開状態にすると、水収容容器３４に収容されている水の所定量が、バルブ２４の排出パイプ２３ｂから排出される。水収容容器３４内の水には、コイルスプリング３５により常時押圧力が作用しており、この力により水収容容器３４内の水を押し出そうとしている。従って、バルブ２４を開くことで、所定量の水が排出パイプ２３ｂから排出される。【０１４１】
排出パイプ２３ｂの先端は、流路プレート５の入口部５ｂを介して水流路５ａに導かれ、出口部５ｃに連結した吸水パイプ５ｄから排出される。この流路プレート５により、水の排出口を中央部に移動させることができる。【０１４２】
水素発生剤４６に水が供給されると、水素発生剤４６との反応により水素ガスが発生する。発生した水素ガスは、第１実施形態と同様にして、疎水性多孔質７２、開孔７１ｂを介して、発電セルＣへと供給され、発電が行われる。なお、水素発生剤４６の上面には、綿等を設けてもよく、これにより水等が局所的に供給されるのを防ぐことが可能である。【０１４３】
［第２実施形態］
第１実施形態では、セル保持体が、複数の発電セルと共に筒状の側壁を構成し、その筒状の側壁の周囲に複数の発電セルが配置されている例を示したが、本発明では、図１０に示すように、セル保持体６が、複数の発電セルＣと共に偏平な函体を構成し、その函体の対向面Ｓ１、Ｓ２の片面（又は両面）に複数の発電セルＣが配置されていてもよい。なお、図１０（ａ）は、第２実施形態の燃料電池の一例の斜視図（但し、燃料発生部Ｂを途中まで挿入した状態）を示し、図１０（ｂ）は、その縦断面図（但し、燃料発生部Ｂを挿入した状態）を示している。以下、前述の第１実施形態と相違する部分について述べるが、他の部分は第１実施形態と同様である。【０１４４】
本実施形態では、函体の対向面Ｓ１、Ｓ２の片面のみに、４つの発電セルＣがセル保持体６によって保持されて、内部空間を形成している例を示す。セル保持体６は、複数の発電セルＣ１〜Ｃ４を一方の表面（アノード側）を内部に向けて保持することで、複数の発電セルＣ１〜Ｃ４と共に内部空間を形成する。【０１４５】
セル保持体６は、例えばＡＢＳ等の樹脂により一体成形されるが、好ましくは、複数の発電セルＣが、相互に電気的に接続された状態でインサート成形により、セル保持体６と共に一体に成形されている。また、セル保持体６は、発電セルＣ以外の他の部材と共に、内部空間を形成するものであってもよい。図示した例では、セル保持体６は、燃料発生部Ｂと共に、内部空間を形成している。【０１４６】
発電セルＣは、セル保持体６の対向面Ｓ１に形成された開口部６ａに保持される。このとき、インサート成形により、発電セルＣの周囲がセル保持体６を構成する樹脂でシールされる構造にするのが好ましい。発電セルＣは予め相互に電気的に接続されており、発電セルＣ同士を接続するための接続部材２１は、セル保持体６を構成する樹脂に埋設されている。また、インサート成形の際には、電極２３等がセル保持体６の外部に露出するようにしている。【０１４７】
セル保持体６の内部空間は、偏平な燃料発生部Ｂが挿入可能な形状となっている。セル保持体６には、発生する燃料ガスが過剰な場合にこれを排出するなどの目的で、通気孔２ａを設けてもよい。燃料発生部Ｂは、セル保持体６に対して着脱自在に構成することが好ましい。【０１４８】
本実施形態では、多孔状の側壁を片面に有する偏平な容器７１内に、シート状の水素発生剤７３を収容してある燃料発生部Ｂを用いる例を示す。容器７１の側壁とシート状の水素発生剤７３との間には、ミストなどの水分が容器７１の孔７１ｂから飛散するのを防止するために、疎水性多孔質膜７２を介在させてもよい。【０１４９】
シート状の水素発生剤７３は、粒状の水素発生剤および樹脂を含有する多孔質層７３ｂが、濾紙等の吸水性シート７３ａに挟まれて形成されたものである。この実施形態では、吸水体７４を配置していないため、吸水性シート７３ａの吸水量をより多くすることが好ましい。この観点から、吸水性シート７３ａの厚みを０．５〜２．０ｍｍとすることが好ましい。【０１５０】
燃料発生部Ｂにより水素を発生させて発電セルＣに供給する場合、まず、燃料発生部Ｂをセル保持体６から取り外した状態で、吸水性シート７３ａに水を供給する。給水後、燃料発生部Ｂをセル保持体６にセットする。吸水性シート７３ａに供給された水は、吸水性シート７３ａ中を拡がりながら、吸水性シート７３ａ中を浸透して、水素発生剤を含有する多孔質層７３ｂに達する。これにより、水素発生剤と水とが反応して、水素ガスを発生させる。水素ガスは、吸水性シート７３ａを透過して、吸水性シート７３ａの外部に排出され、疎水性多孔質膜７２、容器７１の孔７１ｂを介して、発電セルＣに供給される。このとき、発電セルＣ側の表面に、流路溝を形成してあるため、水素を均一に発電セル面内に供給するのが容易になる。【０１５１】
図１１及び図１２には、図１０に示す燃料電池を用いて水素発生と発電を行った際の実験結果を示す。この結果から、吸水性シートを用いたシート状の水素発生剤からは、ほぼ一定速度で水素ガスが発生し、その瞬時発生量に相当する発電出力が得られていることが分かった。なお、実験条件は次の通りである。【０１５２】
エポキシ樹脂と水素発生剤（ＣａＨ２）をエポキシ樹脂：ＣａＨ２＝１：１の重量比で、撹拌装置にて混合（２０００ｒｐｍ×１分間＋２２００ｒｐｍ×１分間）した。濾紙を３０×５０×０．５ｍｍサンプル型の下部に敷き、ヘラを使用して得られた水素発生剤含有樹脂を塗り込んだ。更に水素発生剤含有樹脂の上部にも濾紙を載せ、サンドイッチ型にした。その後、１２０℃×２０分間の乾燥を行なって樹脂を硬化させた。仕上げとして、余分の濾紙（水素発生剤含有樹脂と接触していない部分の濾紙）を切り取り、シート状水素発生剤（仕上がりサイズは３０×５０×約１ｍｍ）を作成した。【０１５３】
このシート状水素発生剤を２枚用いて燃料発生部の容器内に入れ、水を１ｍＬ供給した後直ちにセル保持体の内部空間にセットし、電子負荷器を用いて発電による出力を測定した。また、その際の水素発生量をマスフローメータを用いて測定した。【０１５４】
＜別実施形態＞
本発明に係る燃料電池は、電子機器を駆動するための主電源としても使用することができるが、電子機器に内蔵される二次電池を充電するための充電装置としても使用することができる。例えば、携帯電話等の携帯機器に内蔵されるリチウム電池等の二次電池を充電するための充電装置として使用することができる。【０１５５】
セル保持体６の内部空間においては、水素ガスを発生させる化学反応を行なわせるので内部の圧力が高くなる。この場合、所定以上に圧力が高まると危険であるので圧力を逃がす機構を設けておくことが好ましい。例えば、安全弁を設けておくことが好ましい。安全弁としては、ゴムブッシュにスリットを形成した簡素な構成でもよい。この場合、正常であればスリットは閉鎖しているが、圧力が高まるとスリットから水素ガスが抜けることができる。また、スリットはゴムの弾性力により閉鎖する方向に付勢されている。【０１５６】
セル保持体６に保持させるべき発電セルＣの個数については、適宜変更することが可能である。例えば、長さを２倍にすれば８個の発電セルＣを保持させることができる。【０１５７】
電源供給部の構成は、本実施形態において図示する電源供給端子３に限定されるものではない。例えば、図１３に示すような変形例が考えられる。図１３（ａ）は、電源供給部としてメス型の電源供給端子３ａを設けた例である。セル保持体６の他端側に電源供給端子３ａを設ける場合、コードが接続される方向は、本実施形態のように長軸状に沿った方向でなくてもよく、図１３（ａ）に示すように側方からコードを接続するようにしてもよい。また、図１３（ｂ）はコード３ｃを燃料電池本体と一体に結合した例である。コード３ｃの先端部に電源供給端子３ｄが設けられている。コード３ｃを一体化する場合も、コード３ｃを出す方向については図１３（ａ）に示すような側方から出すこともできる。【０１５８】
［第３実施形態］
第１実施形態及び第２実施形態では、完成された発電セルＣを用いてセル保持体６と一体成形した例を示したが、発電セルＣの構成部材を使用して一体成形することで、発電セルＣを一方の表面を内部に向けて保持することで、発電セルＣと共に内部空間を形成するセル保持体６又はセル保持体６の一部を形成してもよい。つまり、本実施形態の燃料電池では、発電セルＣの構成部材がインサート成形により、セル保持体６と共に一体に成形された発電セルＣを備えている。【０１５９】
図１４は、セル保持体６に保持された発電セルＣの一例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。なお、説明の便宜上、図１４では、図１（ａ）に示す４つの発電セルＣ１〜Ｃ４のうち１つの発電セルＣのみ示している。【０１６０】
セル保持体６は、図１０に示すものと同様に、複数の発電セルＣ１〜Ｃ４を一方の表面（アノード側）を内部に向けて保持することで、複数の発電セルＣ１〜Ｃ４と共に内部空間を形成する。なお、セル保持体６は、単数の発電セルＣを保持するものでもよく、また、発電セルＣ以外の他の部材と共に、内部空間を形成するものであってもよい。また、図１に示すものと同様に、複数の発電セルＣ１〜Ｃ４を配置することも可能である。【０１６１】
セル保持体６の成形方法について図１５により説明する。即ち、本発明の燃料電池の製造方法は、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、発電セルＣ又はその構成部材を、少なくとも表面の開孔１１ｃ、１２ｃが成形型６０の凸部６１ａ，６２ａにより閉塞した状態で成形型６０内に配置する工程と、その成形型６０内に樹脂を注入してセル保持体６の成形を行う工程とを含む。本実施形態では、発電セルＣの構成部材を使用すると共に、成形型６０が第１型部材６１と第２型部材６２とに分割されており、発電セルＣを両側から挟み込むことができる例を示す。【０１６２】
まず、例えば、図１５（ａ）に示すように、底面に凸部６１ａを有する第１型部材６１を準備する。凸部６１ａは、発電セルＣのアノード側金属板１１の開孔１１ｃに対向する位置に設けられており、開孔１１ｃを閉塞し、セル保持体６に開孔露出部６ａを形成するためのものである。凸部６１ａは、円柱状をしており、その上面は開孔１１ｃよりやや大きくなっている。第１型部材６１は、底面の周囲に側壁を有しており、側壁の内面に沿って第２型部材６２が挿入できる。【０１６３】
第１型部材６１（又は第２型部材６２）には、樹脂の注入口６１ｂが設けられているが、注入口６１ｂは複数設けてもよい。また、成型時の樹脂の流れを良好にするために、樹脂の小排出口を１箇所以上に設けてもよい。【０１６４】
更に、電極部材２２，２３を、成形後に樹脂から露出させるために、第１型部材６１の側壁は分割構造になっている（図示省略）。発電セルＣ１〜Ｃ４を成形型６０内に配置する際に、分割された第１型部材６１の下側型部材の側壁に設けた矩形の切欠き部に、電極部材２２，２３が位置決めされ、その電極部材２２，２３を上側型部材が押さえる構造になっている。これにより、電極部材２２，２３を樹脂から露出させることができる。【０１６５】
次に、例えば、図１５（ｂ）に示すように、接続部材２１により電気的に接続された４つの発電セルＣを第１型部材６１の底面に配置する。その際、底面の凸部６１ａの上面が、アノード側金属板１１の開孔１１ｃを閉塞可能な位置に配置する。【０１６６】
次に、例えば、図１５（ｃ）に示すように、第１型部材６１の側壁の内面に沿って第２型部材６２を挿入するが、第２型部材６２の下面には凸部６２ａが設けてある。凸部６２ａは、発電セルＣのカソード側金属板１２の開孔１２ｃに対向する位置に設けられており、開孔１２ｃを閉塞し、セル保持体６に開孔露出部６ａを形成するためのものである。凸部６２ａは、円柱状をしており、その上面は開孔１２ｃよりやや大きくなっている。そして、第１型部材６１の凸部６１ａと第２型部材６２の凸部６２ａとで、金属板１１，１２を加圧した状態で、発電セルＣを成形型６０内に配置する。【０１６７】
その状態で、成形型６０内に樹脂を注入するが、開孔１１ｃ，１２ｃが凸部６１ａと凸部６２ａによって閉塞されているため、図１５（ｄ）に示すように、得られた成形体ではアノード側電極板９及びカソード側電極板１０が開孔露出部６ａから露出する。また、樹脂の注入により、発電セルＣの全周を封止することができる。【０１６８】
［第４実施形態］
本発明では、図１７に示すように、アノード側金属板１１とカソード側金属板１２とが連続する１枚の金属板（接続部材２１）を用いて、発電セルＣ１〜Ｃ４を接続することも可能である。なお、説明の便宜上、図１６では、４つの発電セルＣ１〜Ｃ４のうち１つの発電セルＣのみ示している。【０１６９】
第４実施形態に係る燃料電池は、図１６に示すように、固体高分子電解質８と、この固体高分子電解質８の両側に設けられたアノード側電極板９及びカソード側電極板１０と、これら電極板９，１０の更に外側に各々配置され、アノード側電極板９及びカソード側電極板１０を部分的に露出させる開孔１１ｃ、１２ｃを有するアノード側金属板１１及びカソード側金属板１２とを備えている。【０１７０】
固体高分子電解質８としては、上記の第１実施形態とほぼ同様のものを使用することができる。また、アノード側電極板９及びカソード側電極板１０も、上記の第１実施形態とほぼ同様のものを使用することができる。【０１７１】
ただし、本実施形態では、樹脂によりアノード側電極板９及びカソード側電極板１０の外周と、固体高分子電解質８の外周とを封止しているので、電極板９，１０の外周からの燃料ガス等の流出・流入がなく、上記の第１実施形態のように、電極板９，１０の外形より固体高分子電解質８の外形を大きくしたり、別途絶縁体を用いたりする必要はない。【０１７２】
本実施形態では、アノード側電極板９及びカソード側電極板１０の外周より、アノード側金属板１１及びカソード側金属板１２の外周が内側に形成されている。電極板９，１０の外周より金属板１１，１２の外周が内側に形成されていることで、電極板９，１０の外周及び固体高分子電解質８の外周をより確実に封止することができる。【０１７３】
また、樹脂によりアノード側金属板１１及びカソード側金属板１２の外周を封止しているので、アノード側金属板１１とカソード側金属板１２の短絡も防止することができる。【０１７４】
４つの発電セルＣは、図１７（ａ）に示すように、電気的に直列に接続される。ただし、本実施形態の接続部材２１は、図１７（ｂ）のような形状をしており、薄板の金属板をプレス加工することにより、隣接する発電セルＣの一方のアノード側金属板１１と、他方のカソード側金属板１２と一体として成形される。これにより、図１７（ａ）のように、発電セルＣ１のカソード側金属板１２と、発電セルＣ２アノード側金属板１１とを電気的に連結することができる。同様に、隣接する発電セルＣ２とＣ３，Ｃ３とＣ４も連結される。【０１７５】
金属板１１，１２は、少なくとも一部が樹脂から露出することにより、その部分を電極部材２２，２３として電気を外部に取り出すことができる。このため、封止樹脂に対して、金属板１１及び金属板１２を一部露出させた端子部を設けてもよいが、本実施形態では、発電セルＣ１のアノード側金属板１１、及び発電セルＣ４のカソード側金属板１２が電極部材２２，２３となる突出部を備え、これが封止樹脂から外部に突出する例を示す。【０１７６】
本発明では、金属板１１，１２の開孔１１ｃ，１２ｃの大きさが、樹脂の開孔露出部６ａの大きさより、大きくてもよく、同じ大きさでもよく、小さくてもよい。但し、アノード側金属板１１及びカソード側金属板１２を両側から加圧した状態で、樹脂により封止して一体化する上で、金属板１１，１２の開孔１１ｃ，１２ｃの大きさが、樹脂の開孔露出部６ａの大きさより小さいことが好ましい。これにより金属板１１，１２の開孔１１ｃ，１２ｃの周囲に対して、樹脂の開孔露出部６ａに相当する部分を利用して、成型時に加圧することができる（図１８（ｃ）参照）。つまり、本発明では、アノード側金属板１１及びカソード側金属板１２を両側から加圧した状態で、樹脂により封止して一体化してあることが好ましい。このように加圧した状態で樹脂封止することにより、両側の金属板１１，１２が電極板９，１０に接触する際の圧力が大きくなり、電池抵抗が小さくなって電池の出力が向上する。【０１７７】
また、開孔１１ｃ，１２ｃの大きさより、樹脂の開孔露出部６ａの大きさを小さくする場合、開孔１１ｃ，１２ｃから露出する電極板９，１０の一部（例えば周囲）が樹脂により封止されるため、樹脂によって電極板９，１０と金属板１１，１２との密着性を高めることができる。その場合、金属板１１，１２の開孔１１ｃ，１２ｃの周囲に対して、樹脂の開孔露出部６ａに相当する部分を利用して、成型時に加圧できないが、金属板１１，１２の開孔１１ｃ，１２ｃ以外の部分を、例えば別のピンを用いて成型時に加圧することで、アノード側金属板１１及びカソード側金属板１２を両側から加圧した状態で、樹脂により封止することができる。【０１７８】
樹脂の材質としては、上記の第１実施形態とほぼ同様のものを用いることができる。ただし、樹脂の全体の厚みとしては、樹脂封止による一体化の強度や、金属板１１，１２を加圧する圧力、薄型化などの観点から、０．３〜４ｍｍが好ましく０．５〜２ｍｍがより好ましい。特に、金属板１１，１２を覆う部分の樹脂の厚みとしては、金属板１１，１２を加圧する圧力の観点から、０．２〜１．５ｍｍが好ましく、０．３〜１．０ｍｍがより好ましい。【０１７９】
第４実施形態に係る燃料電池は、第３実施形態とほぼ同様の製造方法により製造することができる。即ち、第４実施形態に係る燃料電池の製造方法は、図１８（ａ）〜（ｄ）に示すように、固体高分子電解質８と、その両側に配される電極板９，１０と、それらの外側に配される金属板１１，１２との積層物Ｌを成形型６０内に配置する工程を含む。また、第４実施形態に係る燃料電池の製造方法は、その成形型６０内に樹脂を注入して、アノード側電極板９及びカソード側電極板１０が開孔露出部６ａから露出するように、少なくとも電極板９，１０の外周及び固体高分子電解質８の外周を封止して、アノード側金属板１１及びカソード側金属板１２と共に一体化する工程とを含む。以下、前述の第３実施形態と相違する部分について述べるが、他の部分は第１実施形態と同様である。【０１８０】
図１８（ｂ）に示すように、積層物Ｌを第１型部材６１の底面に配置するが、その際、底面の凸部６１ａの上面が、アノード側金属板１１の開孔１１ｃを閉塞可能な位置に配置する。積層物Ｌを配置する際には、各層の一部又は全部が一体化されていてもよく、一体化されていなくてもよい。また、一部が一体化されていない場合、各層を別々に配置しても、同時に配置してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年8月24日(2009.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面から燃料ガスが供給され、他方の表面から酸素が供給されることで発電を行なう発電セルと、
その発電セルを前記一方の表面を内部に向けて保持することで、前記発電セルと共に内部空間を形成するセル保持体と、
そのセル保持体の前記内部空間に配置され、水を含む反応液と反応して水素ガスを発生する水素発生剤を収容してある燃料発生部と、
前記内部空間に配置され、水素ガスからアンモニアを除去するアンモニア除去剤と、
を備える燃料電池。
【請求項２】
一方の表面から燃料ガスが供給され、他方の表面から酸素が供給されることで発電を行なう複数の発電セルと、
その複数の発電セルを前記一方の表面を内部に向けて保持することで、前記複数の発電セルと共に内部空間を形成するセル保持体と、
そのセル保持体の前記内部空間に配置され、水を含む反応液と反応して水素ガスを発生する水素発生剤を収容してある燃料発生部と、
前記内部空間に配置され、水素ガスからアンモニアを除去するアンモニア除去剤と、
を備える燃料電池。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記燃料発生部は、多孔筒状の側壁を有する容器内に、疎水性多孔質膜を介して前記水素発生剤を収容してある請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項６】
前記燃料発生部の容器は、前記セル保持体の内部空間に配置される際に、着脱自在に構成されている請求項５に記載の燃料電池。
【請求項７】
前記複数の発電セルは、相互に電気的に接続された状態でインサート成形により、前記セル保持体と共に一体に成形されている請求項２に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記発電セルは、その構成部材がインサート成形により、前記セル保持体と共に一体に成形されている請求項１に記載の燃料電池。
【請求項９】
前記発電セルの構成部材は、板状の固体高分子電解質と、その固体高分子電解質の一方側に配置されたアノード側電極板と、他方側に配置されたカソード側電極板と、アノード側電極板の外側に配置されたアノード側金属板と、カソード側電極板の外側に配置されたカソード側金属板とが、積層されたものである請求項８に記載の燃料電池。
【請求項１０】
前記セル保持体は、前記複数の発電セルと共に筒状の側壁を構成し、その筒状の側壁の周囲に前記複数の発電セルが配置されている請求項２に記載の燃料電池。
【請求項１１】
前記セル保持体は、前記発電セルと共に偏平な函体を構成し、その函体の対向面の片面又は両面に前記複数の発電セルが配置されている請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項１２】
（削除）
【国際調査報告】
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