(57)【要約】【課題】  燃料電池の状態に応じて、それぞれ適正な量の燃料ガスや水を、アノード側電極にスムーズに供給することができる燃料電池を供給すること。【解決手段】  アノード側電極６とカソード側電極７とによって電解質膜５が挟まれて構成されるセル２と、このセル２を挟持するセパレータ４とを備える燃料電池１において、前記セパレータ４が、前記アノード側電極６に燃料を供給するための燃料供給溝１４，１５と、前記アノード側電極６に水を供給するための水供給溝１３とをそれぞれ別個に備えることを特徴とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード側電極とカソード側電極とによって電解質膜が挟まれて構成されるセルと、このセルを挟持するセパレータとを備える燃料電池において、
前記セパレータが、前記アノード側電極に燃料を供給するための燃料供給溝と、前記アノード側電極に水を供給するための水供給溝とをそれぞれ別個に備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記燃料が、炭化水素であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記燃料が、ジメチルエーテルであることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記燃料供給溝と前記水供給溝とが、前記アノード側電極の面方向に沿って蛇行して設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の燃料電池。
【請求項５】
前記燃料供給溝に供給された燃料と前記水供給溝に供給された水とが前記アノード側電極に浸透するときに、それらの浸透が互いに阻害されないように、前記水供給溝に供給される水の圧力と前記燃料供給溝に供給される燃料の圧力とを調整する圧力調整手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の燃料電池。
【請求項６】
前記セパレータが、前記カソード側電極に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給溝と、前記カソード側電極に水を供給するためのカソード水供給溝とをそれぞれ別個に備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいず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、燃料電池セルがセパレータによって挟持されて構成される燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題やエネルギー問題の高まりに伴って、種々の燃料電池が使用されてきている。これら燃料電池の中には、アノード側電極とカソード側電極とによって電解質膜が挟まれて構成されるセルと、このセルを挟持するセパレータとを備えたものが周知となっている（例えば、特許文献１参照。）。そして、アノード側電極に例えば水素を有する燃料ガスを供給し、カソード側電極に酸素を有する酸化剤ガスを供給することによって、電気化学的な反応により発電が行われるようになっている。
【０００３】
従来、水素を燃料とする燃料電池においては、電解質膜やアノード側電極が乾燥して発電性能が低下するのを防止するために、湿度１００％近くまで燃料を加湿してから、この燃料ガスをセパレータに設けられた供給路を介してアノード側電極に供給するものが知られている。この燃料ガス中に含まれる水分によって、電解質膜やアノード側電極を保湿することができる。
【特許文献１】特表２００２−５０５５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような構成によると、供給路の入り口付近の湿度が若干下がると結露が生じ供給路を塞いでしまうため、燃料ガスが充分に供給されなくなってしまうという問題がある。また、炭化水素を燃料とする直接型燃料電池においては、電解質膜やアノード側電極を保湿するために必要な水に加え、反応によって消費する水も供給しなければならないので、湿度１００％を超える水の供給が必要となる。燃料電池に燃料ガスを供給する配管の温度を燃料電池の温度以上に上げて、燃料ガスと必要量の水蒸気を燃料電池に供給することができるが、水蒸気が供給路の入り口付近で結露して供給路を塞いでしまうため、燃料ガスが充分に供給されなくなってしまうという問題がある。さらに、燃料電池の状態に応じて、燃料ガスと水との供給量を別々に調整してアノード側電極に供給することができないため、それら燃料ガスや水の利用効率が低下するという問題もある。また、燃料ガスと水とを混合するための混合装置が必要であるため、燃料電池のシステム全体が複雑化、大型化してしまう。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、燃料電池の状態に応じて、それぞれ適正な量の燃料ガスや水を、アノード側電極にスムーズに供給することができる燃料電池を提供することを目的とする。また、燃料ガスや水の無駄な消費を抑制し、さらにシステム全体を簡易にす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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、アノード側電極とカソード側電極とによって電解質膜が挟まれて構成されるセルと、このセルを挟持するセパレータとを備える燃料電池において、前記セパレータが、前記アノード側電極に燃料を供給するための燃料供給溝と、前記アノード側電極に水を供給するための水供給溝とをそれぞれ別個に備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明に係る燃料電池においては、アノード側電極に、燃料供給溝を介して燃料が供給され、水供給溝を介して水が供給される。そのため、燃料と水とがアノード側電極に別々に供給される。
これにより、必要な量の燃料と水とをアノード側電極にスムーズに供給することができる。また、燃料の供給と水の供給とを別々に調整することができるため、燃料と水のいずれか一方が不足しているときなどのように、燃料電池の状態に応じて、適切な量の燃料や水をそれぞれ供給することができる。さらに、燃料と水とを混合させる混合装置などを不要とすることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の燃料電池において、前記燃料が、炭化水素であることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る燃料電池においては、アノード側電極に炭化水素が供給される。
これにより、燃料の取り扱いを容易にすることができ、アノード側電極において燃料と水とを確実に反応させることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の燃料電池において、前記燃料が、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る燃料電池においては、アノード側電極にジメチルエーテルが供給される。
ここで、燃料電池に使用される燃料の一つであるメタノールは毒性を有するため取り扱いが困難であり、また、メタノールを使用すると、電解質膜を透過するクロスオーバー現象により燃料の利用効率が低下してしまう。
本発明においては、燃料としてジメチルエーテルを使用することにより、燃料の取り扱いをさらに容易にし、利用効率を向上させることができる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の燃料電池において、前記燃料供給溝と前記水供給溝とが、前記アノード側電極の面方向に沿って蛇行して設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る燃料電池においては、燃料供給溝および水供給溝を介して、燃料および水が蛇行しながらアノード側電極に供給される。ここで云う蛇行流とは、セルの片方の面から対向する面に向けて流れるように設けられた供給溝がセル面内で折り返して逆方向に向けて流れるような構造をいう。供給路構造には、並列流というタイプがあり、セルの片方の面から対向する面に向けて並列に供給路が設けられた構造となっているが、並列流では水供給路と燃料供給路が交差するため、２種類の供給路をセル面内に設けることは出来ない。
燃料として純水素を用いる場合は、燃料供給路に出口は不要であるが、燃料として改質ガスを用いる場合やメタノールなどの炭化水素燃料を用いる場合は、燃料供給路に炭酸ガスを排出するための出口が必要である。出口が不要な場合は、行き止まりの燃料供給路でよいので、並列流でも良い。
水供給路には、必ずしも出口を設ける必要はない。したがって、改質ガスや炭化水素燃料を用いた場合、燃料供給路は蛇行流で水供給路は並列流でも良い。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の燃料電池において、前記燃料供給溝に供給された燃料と前記水供給溝に供給された水とが前記アノード側電極に浸透するときに、それらの浸透が互いに阻害されないように、前記水供給溝に供給される水の圧力と前記燃料供給溝に供給される燃料の圧力とを調整する圧力調整手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る燃料電池においては、燃料および水がアノード側電極に供給されると、それらが互いに阻害し合わず適正に浸透していくように、圧力調整手段により、燃料および水の供給圧力が調整される。
これにより、燃料と水との利用効率を向上させることができ、それら燃料および水の無駄な消費を押さえることができる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の燃料電池において、前記セパレータが、前記カソード側電極に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給溝と、前記カソード側電極に水を供給するためのカソード水供給溝とをそれぞれ別個に備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る燃料電池においては、カソード側電極に、酸化剤ガス供給溝を介して酸化剤ガスが供給され、カソード水供給溝を介して水が供給される。そのため、酸化剤ガスと水とがカソード側電極に別々に供給される。
これにより、カソード反応によって発生する水が酸化剤ガス供給溝内の酸化剤ガスに加わってもその酸化剤ガス供給溝内において結露することが防がれ、そのために酸化剤ガスの流れが阻害されることを防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、燃料供給溝および水供給溝を通して、それぞれ適正な量の燃料や水をアノード側電極に円滑に供給することができるだけでなく、それら燃料や水の利用効率を向上させることができる。また、システム全体を簡易かつ安価に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例における燃料電池について、図面を参照して説明する。
この燃料電池１は、例えばジメチルエーテルを燃料とするものであり、発電を行うための単位セル（セル）２を備えている。そして、燃料電池１はこの単位セル２がセパレータ４により挟持されて構成されている。この燃料電池１は、単位セル２が１個から構成されるものであってもよいが、通常、充分な出力を得るために、単位セル２を重ねてそれらが一つのパッケージとして使用される。このパッケージが符号３に示すスタックと呼ばれるものである。
【００２０】
単位セル２は、イオン導電性を有する電解質膜５を備えており、この電解質膜５がアノード側電極部６とカソード側電極部７とに挟まれて構成されている。
電解質膜５としては、例えば、パーフルオロスルホン酸、スルホン化ポリイミド、スルホン化芳香族ポリエーテルケトン、スルホン化ポリアリーレン、酸性基含有ポリベンズイミダゾール、スルホン化ポリフェニール、リン酸ドープ高分子材などが用いられる。
アノード側電極部６は、図２に示すように、電気化学的反応を起こさせるための触媒層８と、多孔質カーボンペーパーなどから構成される拡散層９とを備えている。
【００２１】
触媒層８は、あらかじめテフロン（登録商標）で撥水処理したカーボンペーパーやカーボンクロスなどからなる電極基質の片方の面に、テフロン（登録商標）により電極触媒が付着されて構成されるものである。この触媒層８の厚さは、５〜２０μｍの範囲にあることが好ましい。
拡散層９は、その内部に浸透する燃料ガスを拡散させて触媒層８全体に燃料ガスを行き渡らせるようにするためのものである。
なお、カソード側電極部７は、上記アノード側電極部６と同様の内部構成であるので、ここでの説明は省略する。
【００２２】
また、前記セパレータ４は、緻密なカーボン板を加工した導電性を有する基板からなっており、供給された燃料ガスや反応後の気体が外部に流出するのを防止するようになっている。さらに、セパレータ４の一面４ａには、カソード側電極部７に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給溝１１が設けられており、不図示の酸化剤ボンベにより送られた酸化剤ガスが酸化剤ガス供給溝１１を通ってカソード側電極部７の拡散層９に供給されるようになっている。
【００２３】
また、本実施例における燃料電池１は、セパレータ４の一面４ａに対向して配された他面４ｂに、図３に示すように、水を供給するための水供給溝１３と、燃料を供給するための第１の燃料供給溝（燃料供給溝）１４および第２の燃料供給溝（燃料供給溝）１５とがそれぞれ別個に設けられて構成されている。
水供給溝１３、第１の燃料供給溝１４および第２の燃料供給溝１５は、互いに平行になるように揃えて配列されており、水供給溝１３は、第１の燃料供給溝１４と第２の燃料供給溝１５との間に配列されている。これにより、燃料ガスと水とがバランスよく供給されるようになっている。また、それら水供給溝１３、第１の燃料供給溝１４および第２の燃料供給溝１５は、他面４ｂの面方向に沿って蛇行して設けられている。
【００２４】
さらに、水供給溝１３の一端部１３ａは、図４に示すように、水供給管路２５を介して、水や燃料の供給圧力を調整するための圧力調整容器（圧力調整手段）２３に連通されている。また、第１の燃料供給溝１４の一端部１４ａは、燃料供給管路２６を介して、圧力調整容器２３に連通されている。さらに、第２の燃料供給溝１５の一端部１５ａに対向する他端部１５ｂは、燃料供給管路２６を介して圧力調整容器２３に連通されている。これにより、第１の燃料供給溝１４に流れる燃料ガスと、第２の燃料供給溝１５に流れる燃料ガスとは、対向流として、互いに反対向きに流れるようになっている。なお、このように対向流としたのは、拡散層９への燃料ガスの供給を均一にするためである。
【００２５】
圧力調整容器２３には、燃料を供給する燃料ボンベ１８と、水を供給する水ボンベ１９とが、管路３１を介して連通されている。燃料ボンベ１８と圧力調整容器２３との間には、比例制御式の燃料用バルブ２０が設置されており、開度調整によって、燃料ガスの供給量が調整されるようになっている。また、水ボンベ１９と圧力調整容器２３との間にも、同様にして比例制御式の水用バルブ２１が設置されており、開度調整によって、水の供給量が調整されるようになっている。さらに、圧力調整容器２３の中には仕切板２９が設置されており、この仕切板２９により、圧力調整容器２３の内部空間は、燃料ガスを溜めるガス室３８と、水を貯留する水貯留部３７とに２分された状態になっている。
【００２６】
仕切板２９の中央には、ガス室３８と水貯留部３７とを連通するための貫通孔３２が設けられている。この貫通孔３２の径は、水供給管路２５および燃料供給管路２６の径と略同一に設定されている。
また、ガス室３８には上部液面計２８ａが設けられるとともに、水貯留部３７には下部液面計２８ｂが設けられている。そして上部液面計２８ａおよび下部液面計２８ｂの検出信号が制御部３４に出力されるようになっている。制御部３４は、水用バルブ２１に電気的に接続されており、上部液面計２８ａおよび下部液面計２８ｂの検出結果に応じて、水用バルブ２１の開度を制御するようになっている。
【００２７】
次に、このように構成された本実施例における燃料電池１の作用について説明する。
アノード側電極部６の拡散層９に、後述するように、燃料ガスおよび水が供給されると、その拡散層９の内部に燃料ガス水とが浸透していく。これら浸透した燃料ガスおよび水は、拡散層９によって拡散されて、触媒層８に供給される。この触媒層８において、ジメチルエーテルが水と反応することにより、二酸化炭素とイオン化された水素（水素イオン）と電子とが生じる（ＣＨ3ＯＣＨ＋３Ｈ2Ｏ  →  ２ＣＯ2＋１２Ｈ+＋１２ｅ-）。なお、余った水は電解質膜５に浸透し、これにより拡散層９、触媒層８および電解質膜５が保湿される。
【００２８】
触媒層８において生じた電子は、外部回路を通ってカソード側電極部７の触媒層８に電流として流れる。また触媒層８において生じた水素イオンは、電解質膜５を通ってカソード側電極部７の触媒層８に移動する。なお、二酸化炭素は第１および第２の燃料供給路１４，１５を通って排出される。カソード側電極部７の触媒層８には、酸化剤ガス供給溝１１および拡散層９を介して、酸化剤ガスが供給されており、この酸化剤ガス中の酸素と水素イオンと電子とが反応して水が生成される（３Ｏ2＋１２Ｈ+＋１２ｅ-→６Ｈ2Ｏ）。そして、外部回路に流れた電子により生じた電流が直流電流として利用される。
【００２９】
ここで、従来のように燃料ガスと水とを混合してアノード側電極部６に供給すると、燃料ガスがスムーズに流れ難くなるというような上述した種々の問題が生じるが、本実施例における燃料電池１においては、以下のようにしてそれら問題が発生するのが防止される。
すなわち、燃料ボンベ１８および水ボンベ１９から圧力調整容器２３を介して燃料ガスおよび水が供給されると、燃料ガスは第１の燃料供給溝１４の一端部１４ａと第２の燃料供給溝１５の他端部１５ｂとに送り込まれる。また、水は水供給溝１３の一端部１３ａに送り込まれる。
【００３０】
上記送り込まれた燃料ガスは、第１の燃料供給溝１４の一端部１４ａと、第２の燃料供給溝１５の他端部１５ｂとから、互いに反対向きに流され、対向流となる。そして、燃料ガスは、両溝１４，１５内を通って、つまり拡散層９の表面に沿って蛇行して拡散層９全体に均一に浸透していく。また、上記送り込まれた水は、水供給溝１３を通って、燃料ガスと同様に蛇行して拡散層９に浸透していく。
これにより、燃料ガスと水とが別々に供給される。そのため水分の結露により第１および第２の燃料供給溝１４，１５が塞がれることなく燃料ガスのスムーズな供給が可能となる。
【００３１】
次いで、燃料ガスと水とが、それぞれ第１および第２の燃料供給溝１４，１５と水供給溝１３とを通って拡散層９に供給されるとき、それぞれの供給圧力の差異によって、つまり圧力の高い方が低い方の拡散層９への浸透を阻害するおそれがある。本実施例における燃料電池１においては、以下のようにして互いに阻害し合うのが防止される。
すなわち、燃料ボンベ１８から燃料用バルブ２０および圧力調整容器２３を介して燃料供給管路２６に燃料ガスが供給されるとともに、水ボンベ１９から水用バルブ２１および圧力調整容器２３を介して水が水供給管路２５に供給される。
【００３２】
このとき、圧力調整容器２３内の水貯留部３７に、仕切板２９の下面にちょうど水面が接する程度に水が溜まった状態においては、両管路２５，２６の径と貫通孔３２の径とが略同一に設定されていることから、燃料供給管路２６への燃料ガスの供給圧力と、水供給管路２５への水の供給圧力とがほぼ等しくなる。また、水貯留部３７の水位が下がると、水の供給圧力が相対的に下がっていくが、水位が下部液面計２８ｂまで下がると、下部液面計２８ｂがそれを検出し、検出信号を制御部３４に向けて出力する。制御部３４は、その検出信号に基づいて、所定の時間、水用バルブ２１の開度を大に設定する。すると、水貯留部３７に送り込まれる流量が増大し、水位が上がっていく。そして水面が仕切板２９の下面に接する程度に水が溜まるように、所定の時間経過後に制御部３４により水用バルブ２１の開度が元に戻される。
【００３３】
一方、水位が上がって行くと水の供給圧力が相対的に上がっていくが、その水位が上部液面計２８ａにまで達すると、上部液面計２８ａがそれを検出し、検出信号を制御部３４に向けて出力する。制御部３４は、その検出信号に基づいて、所定の時間、水用バルブ２１の開度を小に設定する。すると、水貯留部３７に送り込まれる流量が減少し、水位が下がっていく。そして水面が仕切板２９の下面に接する程度に水が溜まるように、所定の時間経過後に制御部３４により水用バルブ２１の開度が元に戻される。そのため、水貯留部３７の水位が上部液面計２８ａから下部液面計２８ｂまでの間に維持され、水の水供給管路２５への供給圧力は、燃料ガスの燃料供給管路２６への供給圧力に対して、比率にして８０％から１２０％の範囲内に維持される。これにより、圧力差によって燃料ガスと水とが互いに阻害し合うのが防止される。
【００３４】
以上より、燃料ガスと水とが第１および第２の燃料供給溝１４，１５と水供給溝１３とによって別々に供給されるので、第１および第２の燃料供給溝１４，１５が水分の結露によって塞がれることなく、それら燃料ガスと水とをスムーズに供給することができる。
また、第１および第２の燃料供給溝１４，１５と水供給溝１３とを通して拡散層９に燃料ガスと水とを別々に供給するため、燃料用バルブ２０および水用バルブ２１の開度を調整することにより、それら燃料ガスと水の供給量を別々に調整することができる。そのため、燃料電池の状態に応じて、それぞれ適正な量を供給することにより、燃料ガスと水の利用効率を向上させることができる。
【００３５】
さらに、燃料と水とを混合させる必要がないため、燃料と水の混合装置などが不要となり、システム全体を簡易化、小型化することが容易になる。
また、燃料ガスとしてジメチルエーテルを使用していることから、メタノールと比較して、取り扱いを容易にすることができ、さらに、燃料ガスの利用効率を向上させることができる。
また、第１および第２の燃料供給溝１４，１５と水供給溝１３とが蛇行して形成されているため、燃料ガスと水とを拡散層９の表面に沿って蛇行させることができ、そのため拡散層９の全体に行き渡らせるように効率よくそれら燃料ガスと水を供給することができる。
【００３６】
さらに、燃料ガスと水の供給圧力がほぼ同一になるように維持することができるため、第１および第２の燃料供給溝１４，１５を通って供給される燃料ガスと、水供給溝１３を通って供給される水とを、互いに阻害させることなく、拡散層９に円滑に浸透させることができる。そのため、燃料ガスおよび水の無駄な消費を押さえ、それらの利用効率を向上させることができる。
【００３７】
（実施例２）
図５は、本発明の第２の実施例を示したものである。
図５において、図１から図４に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第１の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において相違した構成とするものである。すなわち、本実施例におけるセパレータ４は、蛇行して設けられた燃料供給溝４１を一つ備えており、水供給溝１３がそれら燃料供給溝４１の間に並列に配列されたものである。なお、水供給溝１３から供給される水は、全てアノード側電極部６に吸収されるので、この水供給溝１３には出口が設けられていない構成となっている。
【００３８】
このような構成のもと、燃料供給溝４１の入口４１ａから上記と同様に燃料が供給され、水供給溝１３から水が供給される。そして、アノード反応により発生した二酸化炭素は燃料供給溝４１の出口４１ｂから排出される。
以上より、上記第１の実施例と同様の効果を奏することができるだけでなく、セパレータ４の構成を簡易にし、コストを抑制することができる。
【００３９】
（実施例３）
図６は、本発明の第３の実施例を示したものである。
図６において、図１から図４に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施例においては、セパレータ４の一面４ａに、カソード側電極７に水を供給するためのカソード水供給溝４４と、酸化剤を供給するための第１の酸化剤ガス供給溝（酸化剤ガス供給溝）４２および第２の酸化剤ガス供給溝（酸化剤ガス供給溝）４３とがそれぞれ別個に設けられて構成されている。
【００４０】
カソード水供給溝４４、第１の酸化剤ガス供給溝４２および第２の酸化剤ガス供給溝４３は、互いに平行になるように揃えて配列されており、カソード水供給溝４４は、第１の酸化剤ガス供給溝４２と第２の酸化剤ガス供給溝４３との間に配列されている。これにより、酸化剤ガスと水とがバランスよく供給されるようになっている。また、それらカソード水供給溝４４、第１の酸化剤ガス供給溝４２および第２の酸化剤ガス供給溝４３は、一面４ａの面方向に沿って蛇行して設けられている。なお、カソード水供給溝４４には出口が設けられていない構成となっている。
【００４１】
第１の酸化剤ガス供給溝４２の一端４２ａと、カソード水供給溝４４の一端４４ａは、不図示の圧力調整容器に連通され、それぞれ略等しい圧力で酸化剤ガスおよび水が供給される。また、第２の酸化剤ガス供給溝４３の一端４３ａに対向する他端部４３ｂも圧力調整容器に連通され、上記と同様の圧力で酸化剤ガスが供給される。このように、第１の酸化剤ガス供給溝４２および第２の酸化剤ガス供給溝４３から供給される酸化剤ガスは対向流となる。このように対向流としたのは、酸化剤ガスの供給を均一にするためである。
なお、セパレータ４の他面４ｂには、上記第１の実施例または第２の実施例と同様の溝が形成されているのは言うまでもない。
【００４２】
以上より、上記実施例と同様の効果を奏することができるだけでなく、酸化剤ガスと水をそれぞれ適切な圧力、流量にて供給することができる。さらに、良好な燃料電池性能を維持するために必要なカソード側の加湿状態を保ちつつ、カソード反応によって発生する水が酸化剤ガスに加わって結露することにより酸化剤ガスの流れが阻害されるのを防止することができる。
【００４３】
なお、上記実施第１から第３の実施例例においては、燃料ガスをジメチルエーテルとしたが、これに限ることはなく、水素やメタノールなどであってもよい。但し、ジメチルエーテルとした方がメタノールに対してメリットがあるのは上述した通りである。
また、第１および第２の燃料供給溝１４，１５を合わせて２つ設け、水供給溝１３を一つ設けるとしたが、これに限ることはなく、それら溝の数や配列は適宜変更してよい。
また、第１および第２の燃料供給溝１４，１５と水供給溝１３を蛇行させるものとしたが、これに限ることはなく、直線状にしたりその形は適宜変更してもよい。但し、蛇行させた方が利用効率が良くなる点で好ましいのは上述した通りである。
さらに、燃料ガスを対向流としたが、これに限ることはなく、平行流としてもよい。
【００４４】
また、第１および第２の酸化剤供給溝４２，４３やカソード水供給溝４４についても、それら溝の数や配列などは適宜変更してもよい。そして酸化剤ガスを対向流としたが、これに限ることはなく、平行流としてもよい。
【００４５】
また、圧力調整手段としては、上述の圧力調整容器２３に限るものではなく、例えば、差圧調整弁などの圧力調整用の弁で燃料ガスや水の供給圧力を調整するようにしてもよい。特に携帯端末装置などに使用される場合には、長寿命化、小型化の要請から、種々の変更が可能である。なお、本実施例における燃料電池は、携帯用の機器であるか否かに関わらず適用可能であるのは言うまでもない。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る燃料電池の第１の実施例を示す分解斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視における燃料電池の要部を示す断面図である。
【図３】同実施例における溝の様子を示す説明図である。
【図４】同実施例における圧力調整容器を示す説明図である。
【図５】本発明に係る燃料電池の第２の実施例の要部を示す説明図である。
【図６】本発明に係る燃料電池の第３の実施例の要部を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    燃料電池
２    単位セル（セル）
４    セパレータ
５    電解質膜
６    アノード側電極部
７    カソード側電極部
１３  水供給溝
１４  第１の燃料供給溝（燃料供給溝）
１５  第２の燃料供給溝（燃料供給溝）
２３  圧力調整容器（圧力調整手段）
４２  第１の酸化剤ガス供給溝（酸化剤ガス供給溝）
４３  第２の酸化剤ガス供給溝（酸化剤ガス供給溝）
４４  カソード水供給溝
【図１】
2006032200.tif 000003
【図２】
2006032200.tif 000004
【図３】
2006032200.tif 000005
【図４】
2006032200.tif 000006
【図５】
2006032200.tif 000007
【図６】
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