(57)【要約】【課題】  高効率な発電が可能な燃料電池用容器および燃料電池を提供する。【解決手段】  第１および第２の基体６，７は、一方が空気極５と、他方が燃料極４と、それぞれ電気的に接続する第１および第２の配線導体１０，１１を各外面に導出するようにして形成されているとともに、容器の内側に面して、それぞれ、電解質膜３に空気または燃料を供給する第１および第２の流体流路８，９が形成されており、第１および第２の基体６，７のうち、少なくとも空気極側のものは、流体流路の内面から外面にかけて連通する気孔１３を有する多孔質領域１２を備えた燃料電池を構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気極および燃料極を有する電解質部材を、主面同士が対向して接合される第１および第２の基体の間に形成される中空状の容器内に収容する燃料電池用容器であって、前記第１および第２の基体は、一方が前記空気極と、他方が前記燃料極と、それぞれ電気的に接続する第１および第２の配線導体を各外面に導出するようにして形成されているとともに、前記容器の内側に面して、それぞれ、前記電解質膜に空気または燃料を供給する流体流路が形成されており、前記第１および第２の基体のうち、少なくとも前記空気極側のものは、前記流体流路の内面から前記外面にかけて連通する気孔を有する多孔質領域を備えていることを特徴とする燃料電池用容器。
【請求項２】
前記第１および第２の基体のうち、少なくとも前記空気極側のものはセラミックスで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用容器。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の燃料電池用容器と、前記空気極および燃料極が前記第１および第２の配線導体のそれぞれに電気的に接続されて前記燃料電池用容器に収容された電解質部材とを備えていることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
電源として請求項３記載の燃料電池を有していることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質部材を収容するセラミックスから成る小型で高信頼性の燃料電池用容器およびそれを用いた燃料電池ならびに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、これまでよりも低温で動作する小型燃料電池の開発が活発になされている。燃料電池には、これに用いる電解質の種類により、固体高分子電解質型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：以下、ＰＥＦＣと記す）やリン酸型燃料電池、あるいは固体電解質型燃料電池といったものが知られている。
【０００３】
中でもＰＥＦＣは、作動温度が８０〜１００℃程度という低温であり、
（１）出力密度が高く、小型化、軽量化が可能である、
（２）電解質が腐食性でなく、しかも作動温度が低いため、耐食性の面から電池構成材料の制約が少ないので、コスト低減が容易である、
（３）常温で起動できるため、起動時間が短い、
といった優れた特長を有している。このためＰＥＦＣは、以上のような特長を活かして、車両用の駆動電源や家庭用のコジェネレーションシステム等への適用ばかりでなく、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ノートパソコン、デジタルカメラやビデオカメラ等の出力が数Ｗ〜数十Ｗの携帯電子機器用の電源としての用途が考えられてきている。
【０００４】
ＰＥＦＣは、大別して、例えば、白金や白金−ルテニウム等の触媒微粒子が付着した炭素電極から成る空気極（カソード）と、白金等の触媒微粒子が付着した炭素電極から成る燃料極（アノード）と、燃料極と空気極との間に介装されたフィルム状の電解質部材（以下、電解質部材と記す）とを有して構成されている。ここで、燃料極には、改質部を介して抽出された水素ガス（Ｈ２）が供給され、一方、空気極には、大気中の酸素ガス（Ｏ２）が供給されることにより、電気化学反応により所定の電気エネルギーが生成（発電）され、負荷に対する駆動電源（電圧／電流）となる電気エネルギーが生成される。
【０００５】
具体的には、燃料極に水素ガス（Ｈ２）が供給されると、次の化学反応式（１）に示すように、上記触媒により電子（ｅ−）が分離した水素イオン（プロトン；Ｈ＋）が発生し、電解質部材を介して空気極側に通過するとともに、燃料極を構成する炭素電極により電子（ｅ−）が取り出されて負荷に供給される。
【０００６】
３Ｈ２ → ６Ｈ＋＋６ｅ− ・・・（１）
一方、空気極に空気が供給されると、次の化学反応式（２）に示すように、上記触媒により負荷を経由した電子（ｅ−）と電解質部材を通過した水素イオン（Ｈ＋）と空気中の酸素ガス（Ｏ２）とが反応して水（Ｈ２Ｏ）が生成される。
【０００７】
６Ｈ＋＋３／２Ｏ２＋６ｅ− → ３Ｈ２Ｏ ・・・（２）
このような一連の電気化学反応（式（１）および式（２））は、概ね８０〜１００℃の比較的低温の温度条件で進行し、電力以外の副生成物は基本的に水（Ｈ２Ｏ）のみとなる。
【０００８】
電解質部材を構成するイオン導電膜（交換膜）は、スルホン酸基を持つポリスチレン系の陽イオン交換膜、フルオロカーボンスルホン酸とポリビニリデンフルオライドとの混合膜、フルオロカーボンマトリックスにトリフルオロエチレンをグラフト化したもの等が知られており、最近ではパーフルオロカーボンスルフォン酸膜（例えば、商品名「ナフィオン」デュポン社製）等が用いられている。
【０００９】
図３に、従来の燃料電池（ＰＥＦＣ）の構成を断面図で示す。同図において、１４は燃料電池（ＰＥＦＣ）、１５は電解質部材、１６および１７は電解質部材を挟持するように電解質部材１５上に配置された一対の多孔質電極、すなわち燃料極および空気極であり、１８はガスセパレータ、１９は燃料流路、２２０は空気流路である。
【００１０】
ガスセパレータ１８は、ガスセパレータ１８の外形を形成する積層部およびガス流入出枠と、燃料流路１９と空気流路２０とを分離するセパレータ部と、このセパレータ部を貫通するように設けられた、電解質部材１５の燃料極１６および空気極１７に対応するように配置された電極とから構成されている。電解質部材１５の燃料極１６、空気極１７が電気的に直列および／または並列に接続されるようにガスセパレータ１８を介して多数積層して電池の最小単位である燃料電池スタックとし、この燃料電池スタックを箱体に収納したものが一般的な燃料電池（ＰＥＦＣ）本体である。
【００１１】
そして、ガスセパレータ１８に形成された燃料流路２２０を通して燃料極１６には改質部から水蒸気を含む燃料ガス（水素に富むガス）が供給され、また、空気極１７には空気流路２０を通して大気中から酸化ガスとして空気が供給され、電解質部材１５での化学反応により発電される。
【特許文献１】特開２００１−２６６９１０号公報
【特許文献２】特表２００１−５０７５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来の燃料電池では、上記の通り、空気極に空気が供給されると、化学反応式（２）に示したように、触媒により負荷を経由した電子（ｅ−）と電解質部材を通過した水素イオン（Ｈ＋）と空気中の酸素ガス（Ｏ２）とが反応してカソード側（空気極側）で水（Ｈ２Ｏ）が生成される。そして、空気流路の底面部付近で急激に生成した水（Ｈ２Ｏ）は水滴状となって短時間で空気流路を塞いでしまい、空気極に空気流路を通して大気中から酸化剤ガスとしての空気が供給され難くなり、電解質部材での電気化学反応が阻害されるため発電効率が劣化してしまうという問題があった。特に、携帯機器に使用される燃料電池は小型化、高効率化が要求されるため、反応生成した水（Ｈ２Ｏ）による発電効率の低下が極めて大きな問題になる。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、高効率で堅牢な小型の燃料電池用容器を提供することにあり、また、ガスの均等供給、高効率な電気的接続を成すことができる信頼性の高い燃料電池用容器およびそれを用いた燃料電池ならびに電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の燃料電池用容器は、空気極および燃料極を有する電解質部材を、主面同士が対向して接合される第１および第２の基体の間に形成される中空状の容器内に収容する燃料電池用容器であって、前記第１および第２の基体は、一方が前記空気極と、他方が前記燃料極と、それぞれ電気的に接続する第１および第２の配線導体を各外面に導出するようにして形成されているとともに、前記容器の内側に面して、それぞれ、前記電解質膜に空気または燃料を供給する流体流路が形成されており、前記第１および第２の基体のうち、少なくとも前記空気極側のものは、前記流体流路の内面から前記外面にかけて連通する気孔を有する多孔質領域を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の燃料電池用容器は、、前記第１および第２の基体のうち、少なくとも前記空気極側のものはセラミックスで形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の燃料電池は、上述の燃料電池用容器と、前記空気極および燃料極が前記第１および第２の配線導体のそれぞれに電気的に接続されて前記燃料電池用容器に収容された電解質部材とを備えていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の電子機器は、電源として上述の燃料電池を有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の燃料電池用容器は、少なくとも空気極側の基体は、流体流路の内面から外面にかけて連通する気孔を有する多孔質領域を備えていることから、電解質部材において電気化学反応により生成した水（Ｈ２Ｏ）は、毛細管現象によって気孔を通り燃料電池用容器外面に排出されるとともに、多孔質領域は比表面積が大きいため生成した水（Ｈ２Ｏ）と外気との接触面積が増加することで生成した水（Ｈ２Ｏ）の外気への放散性が促進される。これにより、空気が供給される流体流路の閉塞を抑えて、空気極の電極表面が水（Ｈ２Ｏ）で覆われるのを有効に防止することができ、その結果、空気が供給される流体流路を通して大気中から酸化剤ガスとして空気を継続的に供給することができるので、電解質部材での化学反応が促進され、高効率な発電を行なうことが可能となる。
【００１９】
また本発明の燃料電池用容器は、上記構成において、少なくとも空気極側の基体を機械的強度と耐食性に優れたセラミックスにより形成した場合には、携帯機器に搭載した際の落下等による衝撃で破壊することのを防止することができ、さらに、各種のガスを始めとする流体に対する耐食性に優れた燃料電池用容器を得ることができる。この場合、空気極側の基体は多孔質領域を有し、機械的な強度が低くなる傾向があるため、上記のように機械的強度に優れたセラミックスで形成することは特に有効である。
【００２０】
また本発明の燃料電池は、燃料電池用容器が、少なくとも空気極側の基体は流体流路の内面から外面にかけて連通する気孔を有する多孔質領域を備えていることから、空気が供給される流体流路の閉塞、空気極の電極表面が水（Ｈ２Ｏ）で覆われることを有効に防止することができ、空気が供給される流体流路を通して大気中から酸化剤ガスとして空気を継続的に供給することにより高効率な発電が可能となる。
【００２１】
また本発明の電子機器は、電源として上述の燃料電池を用いるようにしたことから、継続した高効率な発電を備え、例えば動画表示機能や、電動機等の消費電力の大きな機構を有するものであったとしても、安定して作動させることのできる利便性に優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の燃料電池用容器および燃料電池を添付図面に基づき以下に詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の燃料電池用容器およびそれを用いた燃料電池について実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は燃料電池、２は燃料電池用容器、３は電解質部材、４は燃料極，５は空気極、６は第１の基体（燃料極側の基体）、７は第２の基体（空気極側の基体）、８は第１の流体流路（燃料極側の流体流路）、９は第２の流体流路（空気極側の流体流路）、１０は第１の配線導体、１１は第２の配線導体である。
【００２４】
また、図２は図１の本発明の燃料電池用容器およびそれを用いた燃料電池における要部拡大図である。図２において符号は図１と同様であり、１２は多孔質領域、１３は気孔である。
【００２５】
本発明における、燃料電池用容器は第１および第２の基体によって中空状の容器を形成するとともに、容器内に収納される電解質部材と基体外部を接続する第１および第２の配線導体から構成される。また、燃料電池は第１および第２の基体によって形成される容器に電解質部材を収納し電解質部材（実際には電解質部材の燃料極４および空気極５）を第１および第２の配線導体と電気的に接続することによって構成される。
【００２６】
電解質部材３は、例えばイオン導電膜（交換膜）の両主面上に、それぞれ対向するように、アノード側電極となる燃料極４と、カソード側電極となる空気極５とが一体的に形成されている。そして、電解質部材３で発電された後、電気は燃料極４、空気極５へ流し、第１および第２の配線導体１０，１１によって外部へ取り出すことができるものとなっている。
【００２７】
このような電解質部材３のイオン導電膜（交換膜）は、パーフルオロカーボンスルフォン酸樹脂、例えば商品名「ナフィオン」（デュポン社製）等のプロトン伝導性のイオン交換樹脂により構成されている。これらの燃料極４および空気極５は、白金、パラジウムあるいはこれらの合金等の触媒を担持した導電性微粒子、例えばカーボン微粒子をポリテトラフルオロエチレンのような疎水性樹脂結合剤により保持した多孔質体によって構成されている。なお、燃料極４は、白金や白金−ルテニウム等の触媒微粒子の付いた炭素電極を電解質部材３上にホットプレスする方法、または、白金や白金−ルテニウム等の触媒微粒子の付いた炭素電極材料と電解質材料を分散した溶液との混合物を電解質上に塗布または転写する方法等により形成される。
【００２８】
第１の基体６および第２の基体７は凹部を有し、電解質部材３を凹部の内部に搭載する役割を持ち、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質焼結体、炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等のセラミックス、カーボン、金属などから成る材料で形成することができるが、燃料電池の低背化を可能とするためには、第１の基体６および第２の基体７の機械的強度である曲げ強度が２００ＭＰａ以上のセラミックスから成る材料であることが望ましく、例えば、相対密度が９５％以上の緻密質からなる酸化アルミニウム質焼結体で形成されていることが好ましい。なお、凹部は、主面同士が対向して接合される第１および第２の基体６、７の間に電解質部材を収容できるような容器が形成されるのであれば、第１の基体６または第２の基体７いずれか一方のみでもよい。また、異なる形状、寸法でもよい。
【００２９】
第１の基体６および第２の基体７に酸化アルミニウム焼結体を用いる場合は、まず酸化アルミニウム粉末に希土類酸化物粉末や焼結助剤を添加、混合して、酸化アルミニウム質焼結体の原料粉末を調整する。次いで、この酸化アルミニウム質焼結体の原料粉末に有機バインダおよび分散剤を添加、混合してペースト化し、このペーストからドクターブレード法によって、あるいは原料粉末に有機バインダを加え、プレス成形、圧延成形等によって、所定の厚みのグリーンシートを作製する。そして、このグリーンシートに対して、金型による打ち抜き法、マイクロドリルによる穴あけ法、レーザ光照射よる穴あけ法等により、第１流体流路８および第２流体流路９としての貫通穴、ならびに第１配線導体１０および第２配線導体１１を配設するための貫通孔を形成する。なお、第１流体流路８および第２流体流路９は、金型による打ち抜きやプレス成形等により表面や内部に形成された溝であってもよい。
【００３０】
その後、第１の配線導体１０や第２の配線導体１１等の導体となる導体ペーストを印刷し充填した所定枚数のシート状成形体を位置合わせして積層圧着した後、この積層体を、例えば非酸化性雰囲気中にて、焼成最高温度が１２００〜１５００℃の温度で焼成して、有機バインダおよび多孔質の有機シートを分解するとともにアルミナセラミックスを焼結させ、所望の気孔１３を有する基体を得る。
【００３１】
ここで、第１および第２の基体６，７のうち、少なくとも空気極側の基体（本実施形態では第２の基体７）は、流体流路の内面から外面にかけて連通する気孔１３を有する多孔質領域１２を備えていることが重要である。
【００３２】
空気極側の基体（本実施形態では第２の基体７）が、空気極側の流体流路（本実施形態では第２の流体流路９）の内面から外面にかけて連通する気孔１３を有する多孔質領域１２を備えていることによって、電解質部材３において電気化学反応により生成した水（Ｈ２Ｏ）が、毛細管現象によって燃料電池用容器２の外面に排出されるとともに、生成した水（Ｈ２Ｏ）と外気との接触面積が増加することで生成した水（Ｈ２Ｏ）の外気への放散性が促進されるため、空気極側の流体流路（本実施形態では第２の流体流路９）の閉塞を効果的に抑えることができ、大気中から酸化剤ガスとして空気を継続的に供給することができるため、電解質部材３での化学反応を促進することができ高効率な発電を行なうことが可能となる。
【００３３】
また、このような多孔質領域１２は３次元網目構造であり、機械的特性において等方的な特性を有することから、第１の基体６や第２の基体７の第１配線導体１０や第２配線導体１１が配設された部位における機械的特性における信頼性を高くすることもできる。
【００３４】
多孔質領域１２の形成は、その多孔質領域１２を設ける基体が上述したアルミナセラミックス等のセラミックスで形成されている場合であれば、所望の多孔質となる領域に、例えばアクリル樹脂、ワックス、ゴム等の加熱によって焼失または溶出するもの、または、熱または酸等によって溶出または分解するＳｎ、Ｐｂ等の金属などの気孔形成用材料を予め添加し混合したグリーンシートを用いればよい。また、第１および／または第２の基体６、７の全体を上記の気孔形成用材料を予め添加し混合したグリーンシートを用いて形成し、燃料電池用容器２全体を多孔質材料から成るものとしても良い。
【００３５】
気孔形成用材料は、粒径や体積、およびこれらの分布が均等であり、所望の気孔径や気孔率に調整が容易であるという観点からは、球状であることが好ましい。
【００３６】
また、多孔質領域１２の気孔率が高いほど空気極側の流体流路（第２の流体流路９）が水（Ｈ２Ｏ）で覆われることを防止する効果は高くなるが、気孔率が高くなるとともに多孔質領域１２の強度が低下してしまい、本発明の燃料電池用容器２を用いた燃料電池１をノートＰＣや携帯電話等の携帯機器に使用した場合、機器の落下等によって燃料電池用容器２が破壊され燃料電池１が機能しなくなる可能性がある。したがって機器の落下等による燃料電池用容器２の破壊を防ぐために、例えばアルミナ焼結体を用いて燃料電池用容器２を形成する場合、多孔質領域１２に形成される気孔１３の気孔率は６０〜７０体積％が望ましい。
【００３７】
また、アルミナセラミックスから成る第１の基体６および第２の基体７は、その厚みを０．２ｍｍ以上とすることが好ましい。厚みが０．２ｍｍ未満では、第１の基体６に第２の基体７を取着したときに発生する応力により、第１の基体６や第２の基体７に割れ等が発生しやすくなる傾向がある。他方、厚みが５ｍｍを超えると、薄型化、低背化が困難となるため、小型携帯機器に搭載する燃料電池１としては不適切となり、また、熱容量が大きくなるため、電解質部材３の電気化学反応条件に相当する適切な温度にすばやく設定することが困難となる傾向がある。
【００３８】
なお、多孔質領域１２は、流体流路（第２の流体流路９）の内面のうち、少なくとも空気極に接する部位やその近傍に、容器外面まで連通する気孔の開口部（水の入り口）が位置していることが好ましい。これは、空気極の部分で水が生成するので、その水をできるだけ速やかに気孔を介して排出させるためである。流路の内面の全面にわたって気孔の開口部が位置していれば、さらに効率よく水を排出させることができる。
【００３９】
また、流体流路（第２の流体流路９）を、図１に示したように、隔壁で仕切られた複数の流路から成るものとして、その隔壁の内側面から燃料電池用容器２の外面（第２の基体７の下面等）にかけた領域を多孔質領域とすると、多孔質領域１２（の気孔）と流体流路（の排出すべき水）との接触面積がより大きく確保されるので、水の排出をより効果的に行なわせることができる。隔壁は、第１や第２の基体の凹部底面の一部を凸状に成形することにより形成される。
【００４０】
第１の配線導体１０および第２の配線導体１１は、酸化を防ぐために、タングステンおよび／またはモリブデンで形成されているのが好ましい。その場合であれば、例えば、無機成分としてタングステンおよび／またはモリブデン粉末１００質量部に対して、Ａｌ２Ｏ３を３〜２０質量部，Ｎｂ２Ｏ５を０．５〜５質量部の割合で添加してなる導体ペーストを調製する。この導体ペーストをグリーンシートの貫通孔内に充填して、貫通導体としてのビア導体を形成する。
【００４１】
これらの導体ペースト中には、第１および第２の基体６，７のセラミックスとの密着性を高めるために、酸化アルミニウム粉末や、第１および第２の基体６，７を形成するセラミックス成分と同一の組成物粉末を、例えば０．０５〜２体積％の割合で添加することも可能である。
【００４２】
なお、第１および第２の配線導体１０，１１配線導体の形成は、貫通孔へ導体ペーストを充填してビア導体を形成する前後あるいはそれと同時に、同様の導体ペーストをグリーンシートに対しスクリーン印刷、グラビア印刷等の方法で所定パターンに印刷塗布して形成する。タングステンおよび／またはモリブデンで形成された第１および第２の配線導体１０，１１、およびビア導体はアルミナセラミックスとともに焼結し一体化する。
【００４３】
また、第１の配線導体１０および第２の配線導体１１は、電解質部材３にて電気化学的に生成された電気を効率よく外部に取り出すという観点からは、比電気抵抗が０.１ミリΩｃｍ以下であることが好ましい。このような材料としては、銀，銀系の金属，銅，銅系の金属等が挙げられる。
【００４４】
第１の配線導体１０および第２の配線導体１１が銀，銀系の金属、銅，銅系の金属で形成される場合は、第１の基体６および第２の基体７をガラスセラミックス焼結体で形成することで、第１の基体６および第２の基体７と第１の配線導体１０および第２の配線導体１１とを同時焼成して低抵抗の配線導体を容易に形成することができる。
【００４５】
ガラスセラミックス焼結体はガラス成分とフィラー成分とから成るが、ガラス成分としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００４６】
また、フィラー成分としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。
【００４７】
また、燃料電池用容器２に形成された第１配線導体１０、第２配線導体１１を含むすべての導体の体積は、燃料電池用容器２の体積の０．５％以上であるのがよい。これにより、燃料電池用容器２に形成された導体の抵抗が小さくなり、電解質部材３にて電気化学的に生成された電気を効率よく外部に取り出すことができる。
【００４８】
また、上記のように第１の基体６および第２の基体７をガラスセラミックス材料で形成した場合には、その内部に上述のメタライズ法等により金属層を種々の形状，電気特性で形成することができるので、第１および／または第２の基体６，７の内部に、抵抗やキャパシタンスやインダクタンス等として機能する電子回路素子を形成することができる。従って、例えば、燃料電池１に平行して、大容量のキャパシタを形成することで、燃料電池１から出力される電流が不足する状態となった場合、不足する電流分が補填されて目標出力電流に応じた電流供給を確保することができる。また、昇圧回路を形成することもできるため、電子機器に必要な電圧を確保することが容易になる。
【００４９】
なお、このように第１および／または第２の基体６、７の内部に、抵抗やキャパシタンスやインダクタンスを形成する場合には、第１および／または第２の基体６、７は上述のガラスセラミックスで、第１の配線導体１０および第２の配線導体１１は低抵抗金属からなることが好ましい。
【００５０】
上記本発明の燃料電池用容器２の内部に電解質部材３を収容し、電解質部材３の燃料極４および空気極５を、それぞれ第１の配線導体１０および第２の配線導体１１に電気的に接続することにより燃料電池１が形成される。
【００５１】
燃料電池１は、第１および第２の配線導体１０，１１の導出部分が電子機器を構成するマザーボード等の外部電気回路基板（図示せず）に電気的に接続されて、電子機器の電源として使用される。
【００５２】
この場合、第１の基体６および第２の基体７の少なくとも一方に、半田やロウ付け等により外部接続用端子（図示せず）が接合されてもよい。外部接続用端子は、電子機器の主となる電子回路を形成するためのマザーボード等と良好な電気接続が行なえる形状であることが望ましい。このような形状としては、例えば、電子機器の主となる電子回路に端子同士を接触や挿入することにより簡単に電気的，機械的に接続することができるような棒状、鉤状、円錐状等のものが用いられる。
【００５３】
なお、電子機器の主となる電子回路のうち、このような外部接続用端子が接続される部位には、この外部接続用端子に対応した勘合部（穴など）を設けておくことが好ましい。また、外部接続用端子を第１の基体６および第２の基体７の側面に配置することで、電子機器の低背化を行なうことができる。
【００５４】
そして、本発明の電子機器としては、具体的には携帯電話，ＰＤＡ（Personal Digital Assistants），デジタルカメラやビデオカメラ，ゲーム機などの玩具等の携帯型電子機器、また、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）をはじめとするポータブルなプリンター，ファクス，テレビ，通信機器，オーディオビデオ機器，扇風機等の各種家電製品，電動工具等の電子機器がある。
【００５５】
これらの電子機器は、近年、液晶表示装置等を用いた動画表示の機能を付加したものが使用されるようになってきている。このような動画表示は電源の消費が非常に大きいことから、従来の蓄電池を用いた電子機器では短時間で動作不能となるのに対し、本発明の電子機器は非常に長時間の電源を供給できる燃料電池を搭載しており、動画表示を行なっても長時間の動作が可能となる。
【００５６】
例えば携帯電話の場合、中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御部と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、リードオンメモリ（ＲＯＭ）と、使用者により操作されたデータをＣＰＵに入力する入力部と、アンテナと、アンテナで受信された信号を復調して制御部に供給すると共に、制御部から供給された信号を変調してアンテナより送信させる無線部と、制御部からの鳴動信号に基づき鳴音するスピーカと、制御部からの制御により点灯、消灯あるいは点滅する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、制御部から信号により情報の表示を行なう表示部と、制御部からの駆動信号により振動するバイブレータと、使用者の音声を音声信号に変換して制御部へ伝達し、制御部からの音声信号は音声に変換して出力する送受話部と、各部に電源を供給する電源部とから構成されており、その電源部に本発明の燃料電池１および燃料電池用容器２が組み込まれることによって、燃料電池１および燃料電池用容器２が、コンパクト性、簡便性および安全性に優れ、燃料の均等供給および高効率な電気接続による長時間の電源供給が可能となることから、携帯電話の小型、低背化および軽量化が可能となる。
【００５７】
また、近時の携帯電話が小型化、低背化の面では十分であることを考慮すると、このように燃料電池１を小型、低背化することよって生じたスペースに、例えば、カメラやビデオ等の電話機能以外の機能を有する電子部品を新たに組み込むことが可能となり、更なる多機能化を行なうことができる。
【００５８】
また、新たに電子部品を組み込む替わりに、衝撃吸収材や衝撃防止部材等を主要な電子回路を保護するようにして設けてもよい。この場合、落下等により携帯電話本体に衝撃が加わった際の耐衝撃性や、雨中での使用等の際の防水性などを従来よりも強固にし得る構造とすることもできる。
【００５９】
また、携帯電話本体内部の電気回路部を小さくすることが可能となることによって、携帯電話本体の外形への制約が少なくなり、例えば、携帯電話を老人や子供にとって握りやすい形状とすること等の意匠性に優れた外形状とすることが可能となる。
【００６０】
また、電源部の構造を上述のように燃料電池１および燃料電池用容器２が着脱自在となる構造とした場合には、予備の燃料電池１および燃料電池用容器２を準備しておけば、電池切れ等が発生した場合に容易に予備の燃料電池１および燃料電池用容器２に交換、あるいは、燃料電池１を取り出して、燃料の補給や交換をすることができるので、継続して通話等を行うことができ、従来の蓄電池を電源として使用するもの等に比べて安定性、利便性に優れたものとなる。
【００６１】
また、交換された使用済みの燃料電池１は、燃料を補給することによりすぐに再利用できるので、充電に比べて使い勝手がよく、また資源を有効利用することも可能なものとなる。また、自然災害等による長期にわたる停電等の緊急時や屋外においても使用可能となる利点もある。
【００６２】
また、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）の場合、パーソナルコンピュータ本体と、パーソナルコンピュータ本体に所定のデータを入力するためのキーボードとを納めた第１の筐体と、キーボードにより入力されたデータあるいはパーソナルコンピュータ本体により処理されたデータを表示するためのディスプレイを納めた第２の筐体とを備え、第２の筐体が第１の筐体に開閉可能に取り付けられており、さらに各部に電源を供給する電源部を第１の筐体に設けるという基本構成から成り、その電源部に燃料電池１および燃料電池用容器２が組み込まれる。この場合、前述の携帯電話と同様に、本発明の電子機器に組み込まれる燃料電池１および燃料電池用容器２が、コンパクト性、簡便性および安全性に優れ、燃料の均等供給および高効率な電気接続による長時間の電源供給が可能となることから、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）本体の小型、低背化、軽量化および多機能化が可能となるとともに、ディスプレイの大型化や高解像度化に対応して、大きな電流を安定して、長期にわたって供給することも可能で、ディスプレイが見やすく、かつ携帯の際の重量や容積上の負担も少ない等の利便性の高いノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）とすることができる。
【００６３】
また、電源部の構造を燃料電池１および燃料電池用容器２が着脱自在となる構造とした場合には、予備の本発明の燃料電池１および燃料電池用容器２を準備しておけば、屋外や旅客機等の移動体内等の２次電池のみで使用するような状況において、従来に比べ飛躍的に長時間の電源供給が可能になるという利点がある。また、このように公共の場で使用する場合にも、安全性に優れることから、制約を受けることなく使用することが可能な、極めて利便性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の燃料電池用容器を用いた燃料電池の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の燃料電池の要部拡大断面図である。
【図３】従来の燃料電池の断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１：燃料電池
２：燃料電池用容器
３：電解質部材
４：燃料極
５：空気極
６：第１の基体
７：第２の基体
８：第１の流体流路
９：第２の流体流路
１０：第１の配線導体
１１：第２の配線導体
１２：多孔質領域
１３：気孔
【図１】
2006278163.tif 000003
【図２】
2006278163.tif 000004
【図３】
2006278163.tif 000005