(57)【要約】【課題】  携帯電話、ノート型パソコン、デジタルカメラ、電子手帳及びＰＤＡなどの携帯用電子機器の電源として用いられるのに好適な小型の燃料電池を提供する。【解決手段】  燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽１０に接続される浸透構造を有する燃料供給体３０が連結されて液体燃料が供給される燃料電池Ａであって、前記燃料貯蔵槽１０から液体燃料Fを燃料供給体３０に供給する供給機構に、毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体より構成されるコレクター体１７を有することを特徴とする燃料電池。【効果】  更なる高温下、気圧の変化に対しても、燃料貯蔵槽から各単位セルの個々に直接液体燃料を安定的かつ継続的に燃料を供給することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給される燃料電池であって、前記燃料貯蔵槽から液体燃料を燃料供給体に供給する供給機構に、毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体より構成されるコレクター体を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記コレクター体の毛管力をＰ１とし、燃料貯蔵槽の空気置換孔の毛管力をＰ２とした場合に、前記コレクター体は、Ｐ１＜Ｐ２からなる多孔体及び／又は繊維束体より構成される請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記燃料貯蔵槽が交換可能なカートリッジ構造体からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記カートリッジ構造体から液体燃料を、毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体からなる中継芯を介して、燃料供給体に継続的に供給し、かつ、中継芯の毛管力をＰ３とした場合に、該中継芯の毛管力はＰ３＞Ｐ１となることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の燃料電池。
【請求項５】
前記燃料供給体の終端に使用済みの燃料貯蔵槽を接続し、使用済み燃料貯蔵槽として前記カートリッジ構造体が利用可能とする請求項１〜４の何れか一つに記載の燃料電池。
【請求項６】
液体燃料がメタノール液、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜５の何れか一つに記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関し、更に詳しくは、携帯電話、ノート型パソコン、デジタルカメラ、電子手帳及びＰＤＡなどの携帯用電子機器の電源として用いられる小型用に好適な燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料電池は、空気電極層、電解質層及び燃料電極層が積層された燃料電池セルと、燃料電極層に還元剤としての燃料を供給するための燃料供給部と、空気電極層に酸化剤としての空気を供給するための空気供給部とからなり、燃料と空気中の酸素とによって燃料電池セル内で電気化学反応を生じさせ、外部に電力を得るようにした電池であり種々の形式のものが開発されている。
【０００３】
近年、環境問題や省エネルギーに対する意識の高まりにより、クリーンなエネルギー源としての燃料電池を、各種用途に用いることが検討されており、特に、メタノールと水を含む液体燃料を直接供給するだけで発電できる直接メタノール型燃料電池が注目されてきている（例えば、特許文献１及び２参照）。
これらの中でも、液体燃料の供給に毛管力を利用した各液体燃料電池等が知られている（例えば、特許文献３〜７参照）。
これらの各特許文献に記載される液体燃料電池は、燃料タンクから液体燃料を毛管力で燃料極に供給するため、液体燃料を圧送するためのポンプを必要としないなど小型化に際してメリットがある。
【０００４】
しかしながら、このような単に燃料貯蔵槽に設けられた、多孔体及び／又は繊維束体の毛管力だけを利用した液体燃料電池は、構成上は小型化に適するものの、燃料極に燃料が直接液体状態で供給されるため小型携帯機器に搭載し、電池部の前後左右や上下が絶えず変わる使用環境下では、長時間の使用期間中に燃料の追従が不完全となり、燃料供給遮断などの弊害が発生し、電解質層への燃料供給を一定にすることを阻害する原因となっている。
【０００５】
また、これら欠点の解決策の一つとして、例えば、液体燃料を毛管力によりセル内に導入した後、液体燃料を燃料気化層にて気化して、使用する燃料電池システム（例えば、特許文献８参照）が知られているが、基本的な問題点である燃料の追従性不足は改善されていないという課題を有し、また、この構造の燃料電池は液体を気化させた後に燃料として用いるシステムのため、小型化が困難となるなどの課題がある。
このように従来の燃料電池では、燃料極に直接液体燃料を供給する際に、燃料の供給が不安定で動作中の出力値に変動が生じたり、安定な特性を維持したまま携帯機器への搭載が可能な程度の小型化は困難であるのが現状である。
【０００６】
そこで、これらの課題を解消したものとして、例えば、燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結される燃料電池であって、上記各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給されることを特徴とする直接メタノール型燃料電池が知られ、上記燃料貯蔵槽の下部に複数のコレクター部を有するコレクター体を有するものが知られている（例えば、本願出願人による特許文献９参照）。
【０００７】
しかしながら、この燃料電池は、今まだにない優れた機能を有するものであるが、高温使用下で発電が行われる燃料電池では、未だコレクター体の機能が充分でないという課題があり、更なる高温下、気圧の変化に対しても安定して液体燃料の供給が行われる燃料電池が切望されているのが現状である。
【特許文献１】特開平５−２５８７６０号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献２】特開平５−３０７９７０号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献３】特開昭５９−６６０６６号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献４】特開平６−１８８００８号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献５】特開２００３−２２９１５８号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献６】特開２００３−２９９９４６号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献７】特開２００３−３４０２７３号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献８】特開２００１−１０２０６９号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献９】特開２００４−６３２００号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来の燃料電池における課題及び現状に鑑み、これを解消するためになされたものであり、更なる高温下、気圧の変化に対しても燃料極に直接液体燃料を安定的に供給し、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池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】
【０００９】
本発明者は、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、この電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給される燃料電池であって、前記燃料貯蔵槽から液体燃料を燃料供給体に供給する供給機構に、特定構造のコレクター体を有することなどにより、上記目的の燃料電池が得られることに成功し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、次の（１）〜（６）に存する。
（１）  燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給される燃料電池であって、前記燃料貯蔵槽から液体燃料を燃料供給体に供給する供給機構に、毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体より構成されるコレクター体を有することを特徴とする燃料電池。
（２）  前記コレクター体の毛管力をＰ１とし、燃料貯蔵槽の空気置換孔の毛管力をＰ２とした場合に、前記コレクター体は、Ｐ１＜Ｐ２からなる多孔体及び／又は繊維束体より構成される上記（１）記載の燃料電池。
（３）  前記燃料貯蔵槽が交換可能なカートリッジ構造体からなることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の燃料電池。
（４）  前記カートリッジ構造体から液体燃料を、毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体からなる中継芯を介して、燃料供給体に継続的に供給し、かつ、中継芯の毛管力をＰ３とした場合に、該中継芯の毛管力はＰ３＞Ｐ１となることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の燃料電池。
（５）  前記燃料供給体の終端に使用済みの燃料貯蔵槽を接続し、使用済み燃料貯蔵槽として前記カートリッジ構造体が利用可能とする上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の燃料電池。
（６）  液体燃料がメタノール液、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液から選ばれる少なくとも１種である上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の燃料電池。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、更なる高温下、気圧の変化に対しても、燃料貯蔵槽から各単位セルの個々に直接液体燃料を安定的かつ継続的に燃料を供給することができると共に、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳しく説明する。
図１〜図３は、本発明の燃料電池Ａの基本的な実施形態（第１実施形態）を示す概略図面である。
この燃料電池Ａは、図１〜図３に示すように、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽１０と、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体２１の外表部に電解質層２３を構築し、該電解質層２３の外表部に空気電極層２４を構築することで形成される単位セル（燃料電池セル）２０、２０と上記燃料貯蔵槽１０に接続される浸透構造を有する燃料供給体３０と、該燃料供給体３０の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽４０とを備え、上記各単位セル２０、２０は直列に連結されて燃料供給体３０により燃料が順次供給される構造となるものであり、燃料貯蔵槽１０から液体燃料Ｆを燃料供給体３０に供給する供給機構に、毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体より構成されるコレクター体１７を有する構成となっている。
【００１３】
燃料貯蔵槽１０は、図１及び図２に示すように、上部に液体燃料Ｆを貯蔵する貯蔵室１１と、下部に毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体より構成されるコレクター体１５を収容する収容室１２とが隔壁部材１３を介して連結される構成となっている。
隔壁部１３には、燃料供給体３０の後端に設けられる燃料導入部材１４を保持する筒状支持部材１５が設けられ、貯蔵室１１内に突設されている。この筒状支持部材１５には、貯蔵室１１と燃料供給体３０を連通させ、貯蔵室１１とコレクター体１５とを連通させるスリット１６が設けられている。
上記燃料貯蔵槽１０の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性及び光線透過性を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂、ガラスなどが挙げられる。
【００１４】
上記燃料貯蔵槽１０に収容される液体燃料Ｆとしては、メタノールと水とからなるメタノール液が挙げられるが、後述する燃料電極体において燃料として供給された化合物から効率良く水素イオン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）が得られるものであれば、液体燃料は特に限定されず、燃料電極体の構造などにもよるが、例えば、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、エタノール液、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液などの液体燃料も用いることができる。
また、これらの液体燃料の濃度は、燃料電池の構造、特性等により種々の濃度の液体燃料を用いることができ、例えば、１〜１００％濃度の液体燃料を用いることができる。
【００１５】
コレクター体１７は、気圧、温度変化等により燃料貯蔵槽１０内に直接収容される液体燃料が燃料供給体３０に過剰に流出するのを防ぐものであり、膨張等により過剰となった液体燃料はコレクター体１７に保持され、気圧、温度変化が元に戻れば燃料貯蔵槽１０内に戻る構造となっている。
このコレクター体１７としては、毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体より構成されるものが挙げられる。
毛管力を有する多孔体としては、例えば、フェルト、スポンジ、または、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組合せからなる繊維を織ったものや、前記繊維の不織布から構成されるものが挙げられる。
【００１６】
また、用いる繊維束体としては、繊維を収束させることで毛管力を付与したものであり、液体燃料を吸蔵することができるものが挙げられ、例えば、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組合せからなる繊維が挙げられる。
【００１７】
本実施形態のコレクター体１７は、該コレクター体の毛管力をＰ１とし、燃料貯蔵槽１０の空気置換孔１８の毛管力をＰ２とした場合に、Ｐ１＜Ｐ２からなる上述の毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体より構成されると共に、上部側となる貯蔵室１１側の毛管力（Ｐ１上側）は大きくなる構成となっている。
具体的には、多孔体の孔径を上部側では小さくしたり、繊維束の繊維本数を増やしたりすることで上部側の毛管力（Ｐ１上側）を下側（Ｐ１下側）より大きくすることができる。毛管力をより大きく設定した上部側の毛管力（Ｐ１上側）も燃料貯層槽１０の空気置換孔１８の毛管力（Ｐ２）より小さく設定される。
これにより、貯蔵室１１内が気圧、温度変化等により過剰となった液体燃料はコレクター体１７に保持され、気圧、温度変化が元に戻れば燃料貯蔵槽１０内に戻る構造となっており、貯蔵室１１内に直接貯蔵される液体燃料Ｆが燃料供給体３０に過剰に流出するのを防ぐ構造となっている。
【００１８】
上記単位セルとなる各燃料電池セル２０は、図１及び図３に示すように微小柱状の炭素多孔体よりなる燃料電極体２１を有すると共に、その中央部に燃料供給体３０を貫通する貫通部２２を有し、上記燃料電極体２１の外表部に電解質層２３が構築され、該電解質層２３の外表部に空気電極層２４が構築される構造からなっている。なお、各燃料電池セル２０の一つ当たり、理論上約１．２Ｖの起電力を生じる。
この燃料電極体２１を構成する微小柱状の炭素多孔体としては、微小な連通孔を有する多孔質構造体であれば良く、例えば、三次元網目構造若しくは点焼結構造よりなり、アモルファス炭素と炭素粉末とで構成される炭素複合成形体、等方性高密度炭素成形体、炭素繊維抄紙成形体、活性炭素成形体などが挙げられ、好ましくは、燃料電池の燃料極における反応制御が容易かつ反応効率の更なる向上の点で、アモルファス炭素と炭素粉末とからなる微細な連通孔を有する炭素複合成形体が望ましい。
【００１９】
この多孔質構造からなる炭素複合体の作製に用いる炭素粉末としては、更なる反応効率の向上の点から、高配向性熱分解黒鉛（ＨＯＰＧ）、キッシュ黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンナノチューブ、フラーレンより選ばれる少なくとも１種（単独または２種以上の組合せ）が好ましい。
また、この燃料電極体２１の外表部には、白金−ルテニウム（Ｐｔ−Ｒｕ）触媒、イリジウム−ルテニウム（Ｉｒ−Ｒｕ）触媒、白金−スズ（Ｐｔ−Ｓｎ）触媒などが当該金属イオンや金属錯体などの金属微粒子前駆体を含んだ溶液を含浸や浸漬処理後還元処理する方法や金属微粒子の電析法などにより形成されている。
【００２０】
電解質層２３としては、プロトン伝導性又は水酸化物イオン伝導性を有するイオン交換膜、例えば、ナフィオン（Nafion、Du pont社製）を初めとするフッ素系イオン交換膜が挙げられる他、耐熱性、メタノールクロスオーバーの抑制が良好なもの、例えば、無機化合物をプロトン伝導材料とし、ポリマーを膜材料としたコンポジット（複合）膜、具体的には、無機化合物としてゼオライトを用い、ポリマーとしてスチレン−ブタジエン系ラバーからなる複合膜、炭化水素系グラフト膜などが挙げられる。
また、空気電極層２４としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等を上述の金属微粒子前駆体を含んだ溶液等を用いた方法で担持させた多孔質構造からなる炭素多孔体が挙げられる。
【００２１】
前記燃料供給体３０は、コレクター１７内を貫通し液体燃料Ｆが収容される燃料貯蔵槽１０内に挿入される構造となっている。この燃料供給体３０及び燃料導入部材１４は、液体燃料を各単位セル２０に供給できる浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、フェルト、スポンジ、または、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組合せからなる繊維束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル２０への供給量に応じて適宜設定されるものである。
【００２２】
使用済み燃料貯蔵槽４０は、燃料供給体３０の終端に配置されるものである。この貯蔵槽４０内に使用済み燃料を吸蔵する多孔体や繊維束体などの吸蔵体が収容され、燃料供給体３０の終端と接続されている。
【００２３】
燃料供給体３０により供給される液体燃料は、燃料電池セル２０で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆どなく、従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰時に至った際には、反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽４０に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となっている。
なお、５０は、燃料貯蔵槽１０と使用済み燃料貯蔵槽４０を連結すると共に、燃料貯蔵槽１０から各単位セル２０、２０の個々に燃料供給体３０を介して直接液体燃料を確実に供給するメッシュ構造などからなる部材である。
【００２４】
このように構成される本実施形態の燃料電池Ａは、燃料供給体３０の浸透構造により燃料貯蔵槽１０内の液体燃料を毛管力により燃料電池セル２０、２０内に導入するものである。
本実施形態では、少なくとも燃料貯蔵槽１０（貯蔵室１１）、燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する燃料供給体３０、使用済み燃料貯蔵槽４０の毛管力を、少なくとも燃料貯蔵槽１０（貯蔵室１１）＜燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する燃料供給体３０と設定することにより、燃料電池Ａがどのような状態（角度）、逆さ等に放置されても、燃料貯蔵槽１０から各単位セル２０、２０の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなる。より好ましくは、燃料貯蔵槽１０＜燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する燃料供給体３０＜使用済み燃料貯蔵槽４０と設定することにより、燃料貯蔵槽１０、各単位セル２０、２０から使用済み燃料貯蔵槽までの夫々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料の流れを作ることができるものとなる。
【００２５】
また、この実施形態の燃料電池Ａでは、毛管力を有するコレクター体の毛管力Ｐ１が、燃料貯蔵槽の空気置換孔の毛管力Ｐ２より小さく（Ｐ１＜Ｐ２）設定されているので、貯蔵室１１内が気圧、温度変化等により過剰となった液体燃料はコレクター体１７に保持され、気圧、温度変化が元に戻れば燃料貯蔵槽１０内に戻る構造となっており、貯蔵室１１内に直接貯蔵される液体燃料Ｆが燃料供給体３０に過剰に流出するのを防ぐことができるものとなっている。
更に、本実施形態の燃料電池Ａでは、ポンプやブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなく、液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することが出来る構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。
【００２６】
各単位セル２０、２０への燃料供給には、燃料貯蔵槽１０の端部より直接接続される浸透構造を有する燃料供給体３０が連結されることにより、複数セルからなる燃料電池の小型化が達成することができるものとなる。
更に、本実施形態では、燃料電池セル２０を二つ使用した形態を示したが、燃料電池の使用用途により燃料電池セル２０の連結（直列又は並列）する数を増加させて所要の起電力等とすることができる。
従って、本実施形態の燃料電池Ａではカートリッジ化が可能となり、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯用電子機器の電源として用いられることができる小型の直接メタノール型燃料電池が提供されることとなる。
【００２７】
図４及び図５は、本発明の第２実施形態の燃料電池Ｂを示すものである。以下の実施形態において、前記第１実施形態の燃料電池Ａと同様の構成及び効果を発揮するものについては、図１〜図３と同一符号を付してその説明を省略する。
この燃料電池Ｂは、図４及び図５に示すように、燃料貯蔵槽１０の下部に中継芯１０ａを設け、この中継芯１０ａを取り囲む格好で配された毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体より構成されるコレクター体１７を備え、中継芯１０ａ及び該中継芯１０ａに接続される燃料供給体３０を通して燃料を供給する点、燃料供給体３０の終端に上記中継芯１０ａと同質の中継芯４０ａを介して貯蔵槽４０内に収容される使用済み燃料を吸蔵する多孔体や繊維束体などの吸蔵体に接続する点、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽１０が交換可能なカートリッジ構造体となっている点でのみ、上記第１実施形態と相違するものである。
【００２８】
中継芯１０ａ及び４０ａは、中綿や多孔体、または繊維束体などからなり、浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、フェルト、スポンジ、または、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組合せからなる繊維束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル２０及び燃料貯蔵槽４０への供給量に応じて適宜設定されるものである。
好ましくは、上記中継芯１０ａの毛管力をＰ３とした場合に、該中継芯１０ａの毛管力はＰ３＞Ｐ１と設定することが望ましい。
【００２９】
このように構成される本実施形態の燃料電池Ｂは、燃料供給体３０の浸透構造により燃料貯蔵槽１０内の液体燃料を毛管力により燃料電池セル２０、２０内に導入するものである。
本実施形態では、少なくとも燃料貯蔵槽１０（貯蔵室１１）、中継芯１０ａ、燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する燃料供給体３０、使用済み燃料貯蔵槽４０の毛管力を、少なくとも燃料貯蔵槽１０（貯蔵室１１）の空気置換孔＜中継芯１０ａ＜燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する燃料供給体３０と設定することにより、燃料電池Ｂがどのような状態（角度）、逆さ等に放置されても、燃料貯蔵槽１０から各単位セル２０、２０の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなる。より好ましくは、燃料貯蔵槽１０＜中継芯１０ａ＜燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する燃料供給体３０＜中継芯４０ａ＜使用済み燃料貯蔵槽４０と設定することにより、燃料貯蔵槽１０、各単位セル２０、２０から使用済み燃料貯蔵槽までの夫々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料の流れを作ることができるものとなる。
【００３０】
また、この実施形態の燃料電池Ｂでは、毛管力を有するコレクター体１７が中継芯１０ａと接触するように配置され、かつコレクター体１７の毛管力Ｐ１が、燃料貯蔵槽１０の空気置換孔１８の毛管力Ｐ２より小さく（Ｐ１＜Ｐ２）、また、中継芯の毛管力Ｐ３がＰ３＞Ｐ１、Ｐ３＜Ｐ２に設定されているので、貯蔵室１１内が気圧、温度変化等により過剰となった液体燃料はコレクター体１７に保持され、気圧、温度変化が元に戻れば燃料貯蔵槽１０内に戻る構造となっており、貯蔵室１１内に直接貯蔵される液体燃料Ｆが燃料供給体３０に過剰に流出するのを防ぐことができる。
【００３１】
本発明の燃料電池は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。
例えば、燃料電池セル２０は円柱状のものを用いたが、角柱状、板状の他の形状のものであってもよく、また、燃料供給体３０との接続は直列接続のほか、並列接続であってもよい。
【実施例】
【００３２】
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３３】
（実施例１）
図４及び図５に準拠する燃料カートリッジＡ及び燃料電池３０を使用した。
使用した液体燃料Ｆ、コレクター体、中継芯、貯蔵貯蔵槽、燃料極、電解質膜、空気極は、下記の構成のものを用いた。
液体燃料：
１０ｗｔ％濃度メタノール液、充填量５ｍｌ
コレクター体：
１５デニールのポリエチレンテレフタレート繊維の繊維束からなり、糸本数８６２４本、大きさφ１３×５０ｍｍ、毛管力（１０ｗｔ％メタノール水で）６０ｍｍ、気孔率９０％
中継芯：
３デニールのポリエチレンテレフタレート繊維の繊維束からなり、糸本数１６３３０本、大きさφ４×８０ｍｍ、毛管力（１０ｗｔ％メタノール水で）１００ｍｍ、気孔率６０％
貯蔵容器：
酸素ガス透過度（酸素ガス不透過性）が１００ｃｃ・２５μｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ（２５℃、６５％ＲＨ）以下であり、かつ、光線透過率が８０％以上となるポリエチレンテレフタレート樹脂から構成、大きさφ２０×１００ｍｍ
毛管力：（１０ｗｔ％メタノール水で）１５０ｍｍ
燃料貯蔵槽１０＜中継芯１０ａ＜燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する燃料供給体３０＜中継芯４０ａ＜使用済み燃料貯蔵槽４０に設定。
【００３４】
上記構成の燃料電池Ｂを実際に使用したところ、燃料電池Ｂがどのような状態（角度）、逆さ等に放置されても、燃料貯蔵槽１０から各単位セル２０、２０の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料を供給することができることが確認され、このときの起電力は、約０．５Ｖであった。
また、この燃料電池は、温度５０℃若しくは、気圧０．８ａｔｍに対しても、燃料貯蔵槽から各単位セルの個々に直接液体燃料を安定的かつ継続的に燃料を供給することができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態となる燃料電池を断面態様で示す概略図面である。
【図２】本発明の第２実施形態となる燃料電池の要部を示す部分縦断面図である。
【図３】（ａ）は燃料電池の分解斜視図であり、（ｂ）は、燃料電池セルの部分横断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態となる燃料電池を断面態様で示す概略図面である。
【図５】本発明の第２実施形態となる燃料電池の要部を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ    燃料電池
１０    燃料貯蔵槽
１７    コレクター体
２０    単位セル
４０    使用済み燃料貯蔵槽
【図１】
2006185826.tif 000003
【図２】
2006185826.tif 000004
【図３】
2006185826.tif 000005
【図４】
2006185826.tif 000006
【図５】
2006185826.tif 000007