(57)【要約】【課題】金属イオンが燃料電池に流入されることに起因する発電効率の低下を抑制することが可能な燃料電池ユニットの実現を図る。【解決手段】燃料電池ユニット１０は、ＤＭＦＣスタック４２と、ＤＭＦＣスタック４２から排出される排出流体（未反応メタノール、水蒸気）を冷却する冷却部７１（または５３）と、高濃度メタノールと前記冷却された排出流体とを混合してＤＭＦＣスタック４２へ供給するための低濃度メタノール水溶液を生成する混合タンク４５と、冷却部７１（または５３）から混合タンク４５を介してＤＭＦＣスタック４２に至る流路内に配置された金属イオン除去フィルタ７３とを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、
前記燃料電池から排出される排出流体を冷却する冷却部と、
燃料と前記冷却された排出流体とを混合して前記燃料電池へ供給するための燃料水溶液を生成する混合タンクと、
前記冷却部から前記混合タンクを介して前記燃料電池に至る流路内に配置された金属イオン除去フィルタとを具備することを特徴とする燃料電池ユニット。
【請求項２】
前記金属イオン除去フィルタは、前記混合タンクと前記燃料電池との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項３】
前記燃料電池は断熱材によって覆われていることを特徴とする請求項２記載の燃料電池ユニット。
【請求項４】
前記生成された前記燃料水溶液を前記混合タンクから前記燃料電池に圧送する送液ポンプをさらに具備し、
前記金属イオン除去フィルタは、前記送液ポンプと前記燃料電池との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項５】
前記燃料電池は断熱材によって覆われていることを特徴とする請求項４記載の燃料電池ユニット。
【請求項６】
前記金属イオン除去フィルタは、前記冷却部と前記混合タンクとの間に配置された第１の金属イオン除去フィルタと、前記混合タンクと前記燃料電池との間に配置された第２の金属イオン除去フィルタとを含むことを特徴とする請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項７】
前記排出流体は、前記燃料電池のアノード側から排出される燃料水溶水であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項８】
前記排出流体は、前記燃料電池のカソード側から排出される水蒸気であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項９】
前記冷却部は、前記燃料電池のアノード側から前記排出流体として排出される燃料水溶水を冷却するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項１０】
前記冷却部は、前記燃料電池のカソード側から前記排出流体として排出される水蒸気を冷却して前記水蒸気を凝固するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項１１】
前記冷却部は、前記燃料電池のアノード側から前記排出流体として排出される燃料水溶水を冷却する第１冷却部と、前記燃料電池のカソード側から前記排出流体として排出される水蒸気を冷却して前記水蒸気を凝固する第２冷却部とを含み、
前記金属イオン除去フィルタは、前記第１冷却部から前記混合タンクに至る流路内に配置された第１金属イオン除去フィルタと、前記第２冷却部から前記混合タンクに至る流路内に配置された第２金属イオン除去フィルタとを含むことを特徴とする請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項１２】
前記混合タンクから延出する第１流路からそれぞれ分岐され、前記燃料電池のアノード側および前記燃料電池のカソード側にそれぞれ結合される第２流路および第３流路をさらに具備し、
前記冷却部は、前記第２流路内に配置され、前記燃料電池のアノード側から前記排出流体として排出される燃料水溶水を冷却する第１冷却部と、前記第３流路内に配置され、前記燃料電池のカソード側から前記排出流体として排出される水蒸気を冷却して前記水蒸気を凝固する第２冷却部とを含み、
前記金属イオン除去フィルタは、前記第１流路内に配置されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えばダイレクトメタノール方式の燃料電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯可能なノート型のパーソナルコンピュータ、モバイル機器等の電子機器の電源としては、主に、リチウムイオンバッテリなどの二次電池が用いられている。近年、これら電子機器の高機能化に伴う消費電力の増加や更なる長時間使用の要請から、高出力で充電の必要のない小型燃料電池が新たな電源として期待されている。燃料電池には種々の形態があるが、特に、燃料としてメタノール溶液を使用するダイレクトメタノール方式の燃料電池（以下、ＤＭＦＣと称する）は、水素を燃料とする燃料電池に比べて燃料の取扱いが容易で、システムが簡易であることから、電子機器の電源として注目されている。
【０００３】
非特許文献１には、ＤＭＦＣに関する技術が開示されている。
【０００４】
また、希釈循環システムを採用したＤＭＦＣも知られている。この希釈循環システムにおいては、ＤＭＦＣスタックに供給される燃料として、低濃度のメタノール水溶液が利用される。この希釈循環システムにおいては、高濃度のメタノールを水によって希釈する混合タンクと、ＤＭＦＣスタックからの排出流体（メタノール水溶液、水蒸気）を冷却する冷却部などが設けられている。冷却された排出流体は混合タンクに戻され、低濃度のメタノール水溶液の生成に再利用される。
【非特許文献１】池田宏之助著「燃料電池のすべて」株式会社日本実業出版社、2001年8月20日、p216-217
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、希釈循環システムにおいては、メタノール水溶液中に含まれる微量の金属イオンがＤＭＦＣスタック内の化学反応を阻害し、これによってＤＭＦＣスタックの発電効率が低下する場合がある。
【０００６】
メタノール水溶液中に含まれる金属イオンは、燃料であるメタノール内に元々含有されているものだけでなく、循環流路を形成するパイプ、ＤＭＦＣスタック、循環流路内の他の部品等から発生するものもある。このため、システムの運転中は、常に新たな金属イオンが次々と発生し、メタノール水溶液中に放出される。
【０００７】
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、金属イオンが燃料電池に流入されることに起因する発電効率の低下を抑制することが燃料電池ユニット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】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明の燃料電池ユニットは、燃料電池と、前記燃料電池から排出される排出流体を冷却する冷却部と、燃料と前記冷却された排出流体とを混合して前記燃料電池へ供給するための燃料水溶液を生成する混合タンクと、前記冷却部から前記混合タンクを介して前記燃料電池に至る流路内に配置された金属イオン除去フィルタとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、金属イオンが燃料電池に流入されることに起因する発電効率の低下を抑制することが可能となり、十分な発電効率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池ユニットを示す外観図である。この燃料電池ユニット１０は、メタノールを液体燃料としたＤＭＦＣとして構成され、また、電子機器、例えば、パーソナルコンピュータの電源として使用可能に構成されている。
【００１２】
燃料電池ユニット１０は、燃料電池ユニット本体１２と、この燃料電池ユニット本体１２から延出した載置部１１とを備えている。載置部１１は、平坦な矩形状に形成され、図２に示すように、パーソナルコンピュータのような情報処理装置１８の後部を載置可能に形成されている。燃料電池ユニット本体１２には、化学反応で発電を行うＤＭＦＣスタックと、ＤＭＦＣスタックに対して燃料となるメタノールを注入、および循環させるための補機（ポンプやバルブ等）とが内蔵されている。
【００１３】
また、燃料電池ユニット本体１２内部の例えば左端には、着脱可能な燃料カートリッジ（図示していない）が内蔵されている。この燃料カートリッジを交換できるように、カバー１２ｂは燃料電池ユニット本体１２に取り外し自在に設けられている。
【００１４】
載置部１１の上面には、情報処理装置１８と接続するための接続部としてドッキングコネクタ１４が設けられている。また、載置部１１上の三箇所には、位置決め突起１５とフック１６とが設けられている。情報処理装置１８の後部を図２に示すように載置部１１上に配置した状態においては、情報処理装置１８の底面後部に設けられた三箇所の穴に、位置決め突起１５とフック１６が挿入される。
【００１５】
なお、図１、図２に示した燃料電池ユニット１０の形状や大きさ、或いはドッキングコネクタ１４の形状や位置等は、種々の形態が考えられる。
【００１６】
次に、図３を参照して、燃料電池ユニット１０の内部構成を説明する。
【００１７】
燃料電池ユニット１０は、発電部４０と、燃料電池制御部４１とをから構成される。燃料電池制御部４１は、発電部４０の制御を行う他、情報処理装置１８との通信を行う通信制御部としての機能を有する。発電部４０は燃料電池ユニット本体１２内に設けられており、また燃料電池制御部４１は載置部１１内に設けられている。
【００１８】
発電部４０は、ＤＭＦＣスタック４２、および燃料カートリッジ４３を備えている。ＤＭＦＣスタック４２は、化学反応によって発電を行う起電部として機能する燃料電池である。発電動作によってＤＭＦＣスタック４２は発熱する。この熱がＤＭＦＣスタック４２周辺のコンポーネントに伝わるのを防止するために、ＤＭＦＣスタック４２の筐体の外周面または内周面は断熱材で覆われている。燃料カートリッジ４３には、高濃度のメタノール液が封入されている。
【００１９】
また、一般に、ダイレクトメタノール型燃料電池においては、発電効率をあげるためにクロスオーバー現象を低減する必要がある。そのためには、高濃度メタノールを希釈して低濃度化し、これをＤＭＦＣスタック４２のカソード（燃料極）４７に注入することが有効である。この実現のため、燃料電池ユニット１０では、希釈循環システムを採用している。希釈循環システム内に設けられる流路は、液体流路と気体流路とに大別される。
【００２０】
まず、液体流路内に配置されるコンポーネントの接続関係について説明する。燃料電池カートリッジ４３の出力部には配管を介して燃料供給ポンプ４４が結合されている。さらに、この燃料供給ポンプ４４の出力部は配管を介して混合タンク４５に結合されている。混合タンク４５の出力部は配管１０１を介してＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７の入力部に結合されている。配管１０１は、混合タンク４５からＤＭＦＣスタック４２にメタノール水溶液を送出するための流路として使用される。
【００２１】
配管１０１には送液ポンプ４６と金属イオン除去フィルタ（イオンフィルタ）７３とが配置されており、混合タンク４５の出力部は、送液ポンプ４６、金属イオン除去フィルタ（イオンフィルタ）７３を介してアノード（燃料極）４７に結合される。金属イオン除去フィルタ（イオンフィルタ）７３はイオン交換体を用いて実現されており、配管１０１を介して混合タンク４５からＤＭＦＣスタック４２に向けて送出されるメタノール水溶液中に含まれる金属イオンを吸着することにより、メタノール水溶液から金属イオンを除去する。
【００２２】
また、混合タンク４５の入力部から延出される配管１０６は、２つの配管１０２、１０４に分岐されている。配管１０２は、ＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７から排出される排出流体、つまり化学反応で用いられなかった未反応メタノール水溶液、を混合タンク４５に戻すための流路である。配管１０２はＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７の出力部に結合されている。配管１０２の周囲には多数の放熱フィン７１が取り付けられている。放熱フィン７１は、アノード（燃料極）４７から排出されるメタノール水溶液を冷却するアノード冷却部として機能する。放熱フィン７１の近傍には冷却ファン７２が取り付けられている。アノード（燃料極）４７から排出されるメタノール水溶液の温度は例えば６０℃以上である。このメタノール水溶液の温度は、放熱フィン７１を通過することにより、例えば４５℃〜５０℃程度にまで低下される。
【００２３】
さらに、配管１０２内においては、金属イオン除去フィルタ７４が配置されている。この金属イオン除去フィルタ７４もイオン交換体を用いて実現されており、ＤＭＦＣスタック４２から混合タンク４５に向けて送出されるメタノール水溶液中に含まれる金属イオンを吸着することにより、メタノール水溶液から金属イオンを除去する。
【００２４】
また、水回収タンク５５の出力部は上述の配管１０４に結合されている。水回収タンク５５には、ＤＭＦＣスタック４２のカソード（空気極）５２からの排出流体（水蒸気）から回収された水が貯蔵される。配管１０４において、水回収タンク５５の出力部から混合タンク４５の入力部に至る流路内には、水回収ポンプ５６と金属イオン除去フィルタ７５とが配置されている。金属イオン除去フィルタ７５もイオン交換体を用いて実現されており、水回収タンク５５から混合タンク４５に向けて送出される水（クロスオーバー現象によってカソード（空気極）５２に移動したメタノール成分も含まれる）中に含まれる金属イオンを吸着することにより、水から金属イオンを除去する。
【００２５】
次に、気体流路内に配置されるコンポーネントの接続関係について説明する。送気ポンプ５０は、送気バルブ５１が挿入された配管１０７を介して、ＤＭＦＣスタック４２のカソード（空気極）５２の入力部に結合される。カソード（空気極）５２の出力部は配管１０３を介して凝縮器５３に接続される。凝縮器５３は、カソード（空気極）５２の出力部から排出される排出流体（水蒸気、水）を冷却するカソード冷却部として機能する。凝縮器５３は、配管１０３の周囲に取り付けられた多数の放熱フィンを含んでいる。これら放熱フィンの近傍には冷却ファン５４が設けられている。この凝縮器５３による冷却により、水蒸気は凝固され、またカソード（空気極）５２の出力部から排出される水の温度も低下される。これにより、水回収タンク５５から配管１０４を介して流れる水の温度は４５℃〜５０℃程度となる。
【００２６】
また、混合タンク４５も、混合タンクバルブ４８、配管１０３を介して凝縮器５３に接続される。凝縮器５３は配管１０５、排気バルブ５７を介して排気口５８に接続される。
【００２７】
このように、本実施形態の燃料電池ユニット１０においては、ＤＭＦＣスタック４２からの排出流体（低濃度メタノール、水蒸気）を冷却する冷却部として、冷却フィン７１および凝縮器５３が設けられている。そして、これら冷却部から混合タンク４５を介してＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７に至る流路内には、金属イオン除去フィルタ７３，７４，７５が配置されている。
【００２８】
燃料電池ユニット１０内においては、例えば、ＤＭＦＣスタック４２内の化学反応によって、あるいは配管などから金属イオンが発生する場合がある。配管の内、冷却部５３，７１を通過する配管部分は、通常、放熱効率を高めるために金属から構成される。このため、冷却部５３を通過する配管部分、および冷却部７１を通過する配管部分から、金属イオンが発生する可能性が高い。また、燃料カートリッジ４３内の高濃度メタノールが元々金属イオンを含有している場合もある。金属イオンを含む低濃度メタノールがＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７に供給されると、ＤＭＦＣスタック４２の発電性能が低下する。
【００２９】
本実施形態においては、ＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７の直前に金属イオン除去フィルタ７３が設けられているので、運転中に金属イオンが発生しても、その金属イオンがＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７に供給されることを効率よく防止することができる。また、金属イオン除去フィルタ７４，７５の働きにより、排出流体に含まれる金属イオンが混合タンク４５に流れ込むことも防止することができる。
【００３０】
また、一般に、金属イオン除去フィルタは液中温度や周囲温度に影響を受け、液中温度や周囲温度が高くなるほどイオン除去性能が低下する。このため、金属イオン除去フィルタは常温環境下で使用することが好ましい。アノード側の冷却部７１およびカソード側の冷却器５３の働きにより、混合タンク４５に流れ込む排出流体の温度を例えば４５℃〜５０℃程度の比較的低い温度範囲に下げることができる。よって、混合タンク４５からＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７に向けて送出される低濃度メタノール水溶液の温度も例えば４５℃〜５０℃程度の比較的低い温度範囲となる。よって、混合タンク４５とＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７との間に配置された金属イオン除去フィルタ７３は、比較的低い温度環境下で動作することができる。また、ＤＭＦＣスタック４２は上述したように断熱材で被覆されているので、金属イオン除去フィルタ７３がＤＭＦＣスタック４２からの熱の影響を受けることもない。さらに、金属イオン除去フィルタ７３は送液ポンプ４６とＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７との間に配置されているので、金属イオン除去フィルタ７３は送液ポンプ４６の汚れを捕集する機能を果たす。これにより、送液ポンプ４６から圧送されるメタノール水溶液中に含まれる塵等がＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）に流れ込むことも防止することができ、これによってＤＭＦＣスタック４２の発電性能を高く維持することができる。
【００３１】
また、金属イオン除去フィルタ７４に流れ込む低濃度メタノールおよび金属イオン除去フィルタ７５に流れ込む水も、それぞれ冷却部７１，５３によって冷却されているので、金属イオン除去フィルタ７４，７５も十分なフィルタ性能を発揮することができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、３つの金属イオン除去フィルタ７３，７４，７５を設けたが、金属イオン除去フィルタ７３のみでも実用上十分な効果を得ることができる。また、金属イオン除去フィルタ７３を設けずに、２つの金属イオン除去フィルタ７４，７５のみを使用する構成を採用してもよい。さらには、金属イオン除去フィルタ７３を設けずに、且つ２つの金属イオン除去フィルタ７４，７５のいずれか一方のみを使用する構成を採用してもよい。また、２つの金属イオン除去フィルタ７４，７５の代わりに、金属イオン除去フィルタ７６を配管１０６内に配置してもよい。これにより、１つの金属イオン除去フィルタ７６によって、金属イオン除去フィルタ７４の機能と金属イオン除去フィルタ７４の機能とを兼ねることができる。
【００３３】
つまり、基本的には、金属イオン除去フィルタは、未反応メタノール、水蒸気のような排出流体を冷却する冷却部から混合タンク４５を介してＤＭＦＣスタック４２に至る経路内に少なくとも１つ配置すればよい。
【００３４】
次に、燃料電池ユニット１０の発電動作について説明する。
【００３５】
まず、燃料カートリッジ４３内の高濃度メタノールは、燃料供給ポンプ４４によって、混合タンク４５に流入される。混合タンク４５の内部では、高濃度メタノールは、ＤＭＦＣスタック４２のカソード（空気極）５２側からの排出流体である水蒸気などから回収された水、およびＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７からの排出流体である低濃度メタノール（未反応メタノール）と混合されて希釈され、ＤＭＦＣスタック４２に供給すべき燃料水溶水としての低濃度メタノール水溶液が生成される。このように、ＤＭＦＣスタック４２からの排出流体（低濃度メタノール、水蒸気等）は混合タンク４５に戻されるので、混合タンク４５は、ＤＭＦＣスタック４２からの排出流体（低濃度メタノール、水蒸気等）を低濃度メタノール水溶液の生成に再使用することができる。
【００３６】
混合タンク４５によって生成される低濃度メタノールの濃度は発電効率の高い濃度（例えば３〜６％）を保てるように制御される。この濃度制御は、例えば、濃度センサ６０の検出結果を基に、燃料電池制御部４１が燃料供給ポンプ４４によって混合タンク４５に供給される高濃度メタノールの量を制御することによって実現される。または、混合タンク４５に環流する水の量を水回収ポンプ５６等で制御することによって実現できる。
【００３７】
また、混合タンク４５には、混合タンク４５内のメタノール水溶液の液量を検出する液量センサ６１、温度を検出する温度センサ６４が備えられており、これらの検出結果は燃料電池制御部４１に送られて発電部４０の制御などに使用される。
【００３８】
混合タンク４５で希釈されたメタノール水溶液は送液ポンプ４６によって、ＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７に向けて圧送される。送液ポンプ４６からのメタノール水溶液は金属イオンフィルタ７３によって金属イオンが除去された後に、ＤＭＦＣスタック４２のアノード（燃料極）４７に送られる。アノード（燃料極）４７では、メタノールの酸化反応が行われることで電子が発生する。酸化反応で生成される水素イオン（Ｈ+）はＤＭＦＣスタック４２内の固体高分子電解質膜４２２を透過してカソード（空気極）５２に達する。
【００３９】
一方、アノード（燃料極）４７で行われる酸化反応によって生成される二酸化炭素は、反応に供されなかったメタノール水溶液とともに再び混合タンク４５に環流する。この場合、アノード（燃料極）４７から排出されるメタノール水溶液は冷却部７１によって冷却され、そして金属イオン除去フィルタ７４を介して混合タンク４５に送られる。二酸化炭素は混合タンク４５内で気化し、混合タンクバルブ４８を介して、凝縮器５３へ向かい、最終的には排気バルブ５７を介して、排気口５８から外部へ排気される。
【００４０】
他方、空気（酸素）は、吸気口４９から取り込まれ、送気ポンプ５０で加圧されて、送気バルブ５１を介しカソード（空気極）５２に注入される。カソード５２では、酸素（Ｏ2）の還元反応が進行し、外部の負荷からの電子（ｅ-）と、燃料極４７からの水素イオン（Ｈ+）と、酸素（Ｏ2）とから水（Ｈ2Ｏ）が水蒸気として生成される。この水蒸気はカソード（空気極）５２から排出され、凝縮器５３に入る。凝縮器５３では、冷却ファン５４によって水蒸気が冷却されて水（液体）となり、水回収タンク５５内に一時的に蓄積される。この回収された水は水回収ポンプ５６によって混合タンク４５へと環流する。この場合、水は金属イオン除去フィルタ７５を介して金属イオンが除去された後に、混合タンク４５に流入される。
【００４１】
図５には、燃料電池ユニット１０内における各コンポーネントの具体的な配置例が示されている。
【００４２】
図５は、燃料電池ユニット本体１２の内部構造を上から見た図である。燃料電池ユニット本体１２内の一側部には燃料カートリッジ４３が配置されており、また燃料電池ユニット本体１２内の他側部には混合タンク４５が配置されている。燃料電池ユニット本体１２内の中央部には、ＤＭＦＣスタック４２が配置されている。ＤＭＦＣスタック４２と燃料カートリッジ４３との間には、図示のように、燃料供給ポンプ４４、送気ポンプ５０、および送気バルブ５１などが配置されている。
【００４３】
また、混合タンク４５とＤＭＦＣスタック４２との間には、混合タンク４５とＤＭＦＣスタック４２との間でメタノール水溶液を循環させるための循環流路として、上述の２つの配管１０１，１０２が配置されている。配管１０１内には、送液ポンプ４６、金属イオン除去フィルタ７３が挿入されている。また、配管１０２の周囲には、配管１０２の延在方向に対して垂直に延びた多数の冷却フィン７１が取り付けられている。
【００４４】
さらに、混合タンク４５とＤＭＦＣスタック４２との間には、配管１０４も配置されている。この配管１０４には、凝縮器５３が接続されている。なお、図３で説明したように、混合タンク４５の帰還入力部を一つにし、その入力部から延出する配管から２つの配管１０２，１０４が分岐して延出するように構成してもよい。
【００４５】
また、配管１０４の上層側には、配管１０４と並行して配管１０５が延在されている。配管１０４と配管１０２との間には、上述の２つの冷却ファン５４，７２を兼ねる１つの冷却ファンが設けられている。この冷却ファンが駆動されたとき、通気孔２０１，２０３をそれぞれ介して外気が燃料電池ユニット本体１２内に導入される。通気孔２０１から導入された外気は冷却フィン７１の周囲を通りこれを冷却した後、排気口５８から外部に排出される。また通気孔２０３から導入された外気は凝縮器５３の周囲を通り凝縮器５３内の多数のフィンを冷却した後、排気口５８から外部に排出される。
【００４６】
図５は金属イオン除去フィルタの特性図であり、金属イオン除去フィルタに投入される液温に対する金属イオン除去性能の低下の度合いを示している。
【００４７】
図５から分かるように、液温が４０℃または５０℃である場合には、金属イオン除去フィルタを６ヶ月間使用しても、金属イオン除去性能は１０パーセント程度しか低下しない。一方、液温が６５℃の場合には、金属イオン除去フィルタを１ヶ月間使用しただけで、金属イオン除去性能は２０パーセント程度も低下してしまう。さらに、液温が９５℃の場合には、金属イオン除去フィルタを１ヶ月間使用しただけで、金属イオン除去性能は３５パーセント程度も低下してしまう。
【００４８】
この図５からも、温度がより低温のときの方がフィルタ性能の低下が抑制されていることがわかる。このことから金属イオン除去フィルタは低温での使用が必要条件である。
【００４９】
本実施形態においては、金属イオン除去フィルタを低温度部位に設置したことから、その性能を長期間にわたり発揮させることができる。また、金属イオン除去フィルタを送液ポンプの後（スタックの直前）に置いたため、ポンプの汚れを捕集する役割も果たせる。よって、金属イオンによる発電効率の低下を抑制することが可能となり、十分な発電効率を得ることができる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池ユニットを示す外観図。
【図２】図１に示した燃料電池ユニットに情報処理装置を接続した状態を示す外観図。
【図３】図１に示した燃料電池ユニットの構成を示すブロック図。
【図４】図１に示した燃料電池ユニット内のコンポーネントの配置位置の例を示す図。
【図５】図１に示した燃料電池ユニットに適用される金属イオン除去フィルタの特性を示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１０…燃料電池ユニット、１１…載置部、１２…燃料電池ユニット本体、１４…ドッキングコネクタ、４０…発電部、４１…燃料電池制御部、４２…ＤＭＦＣスタック、４３…燃料カートリッジ、４４…燃料供給ポンプ、４５…混合タンク、４６…送液ポンプ、４７…アノード（燃料極）、５２…カソード（空気極）、５３…凝縮器、５４…冷却ファン、５５…水回収タンク、５６…水回収ポンプ、７１…冷却フィン、７３，７４，７５…金属イオン除去フィルタ。
【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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