(57)【要約】【課題】出力特性が向上された燃料電池を提供する。【解決手段】電解質膜６と、前記電解質膜６の一方の面に形成されたアノード５と、前記電解質膜６の反対側の面に形成されたカソード３とを含み、前記カソード３で生成した水を前記電解質膜６を拡散させて前記アノード５に供給する燃料電池であって、前記電解質膜６上に前記アノード５の周囲を囲むように配置され、吸水領域を有するアノードシール材７ｂを具備することを特徴とする燃料電池。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と、前記電解質膜の一方の面に形成されたアノードと、前記電解質膜の反対側の面に形成されたカソードとを含み、前記カソードで生成した水を前記電解質膜を拡散させて前記アノードに供給する燃料電池であって、
前記電解質膜上に前記アノードの周囲を囲むように配置され、吸水領域を有するアノードシール材を具備することを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記吸水領域は、前記電解質膜と接する面から反対側の面までを貫通していることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記電解質膜の厚さが１００μｍを超えており、前記アノードシール材の前記吸水領域に水を供給するための水供給手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池。
【請求項４】
前記電解質膜の厚さが１００μｍ以下で、前記アノードシール材の前記吸水領域に保持された水を回収するための水回収手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料か、もしくは液体燃料を気化させた気化燃料を使用する燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の各種電子機器は、半導体技術の発達と共に小型化され、燃料電池をこれらの小型機器用の電源に用いることが試みられている。燃料電池は、燃料と酸化剤を供給するだけで発電することができ、燃料のみを交換すれば連続して発電できるという利点を有しているため、小型化が出来れば携帯電子機器の作動に極めて有利なシステムといえる。特に、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ；direct methanol fuel cell）は、エネルギー密度の高いメタノールを燃料に用い、メタノールから電極触媒上で直接電流を取り出せるため、改質器も不要なことから小型化が可能であり、燃料の取り扱いも水素ガス燃料に比べて容易なことから小型機器用電源として有望である。
【０００３】
ＤＭＦＣの燃料の供給方法としては、液体燃料を気化してからブロワ等で燃料電池内に送り込む気体供給型ＤＭＦＣと、液体燃料をそのままポンプ等で燃料電池内に送り込む液体供給型ＤＭＦＣ、更に、特許文献１に開示されているように、セル内で液体燃料を気化させてアノードに供給する内部気化型ＤＭＦＣ等が知られている。
【０００４】
特許文献１に示す内部気化型ＤＭＦＣは、液体燃料を保持する燃料浸透層と、燃料浸透層中に保持された液体燃料のうち気化成分を拡散させるための燃料気化層とを備えるもので、気化した液体燃料が燃料気化層から燃料極に供給される。特許文献１では、液体燃料としてメタノールと水が１：１のモル比で混合されたメタノール水溶液が使用され、メタノールと水の双方を気化ガスの形で燃料極に供給している。
【０００５】
このような特許文献１に示す内部気化型ＤＭＦＣによると、高い出力特性を得られなかった。水はメタノールに比べて蒸気圧が高く、水の気化速度はメタノールの気化速度に比べて遅いため、メタノールも水も気化によって燃料極に供給しようとすると、メタノール供給量に対する水の相対的な供給量が不足する。その結果、メタノールを内部改質する反応の反応抵抗が高くなるため、十分な出力特性を得られなくなるのである。
【特許文献１】特許公報第３４１３１１１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、出力特性が向上された燃料電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る燃料電池は、電解質膜と、前記電解質膜の一方の面に形成されたアノードと、前記電解質膜の反対側の面に形成されたカソードとを含み、前記カソードで生成した水を前記電解質膜を拡散させて前記アノードに供給する燃料電池であって、
前記電解質膜上に前記アノードの周囲を囲むように配置され、吸水領域を有するアノードシール材を具備することを特徴とするものである。
【０００８】
気化によらない水供給方法として、カソード（酸化剤極）で生成した水を電解質膜を拡散させてアノード（燃料極）に供給する機構を設けることが挙げられる。具体的には、カソードにおいて生成した水の蒸散を抑止する保湿板の使用、高濃度な液体燃料の使用等により、カソードの水保持量をアノードの水保持量よりも多くして浸透圧現象を利用し、カソード中の水を電解質膜を拡散させてアノードに供給することが可能である。
【０００９】
しかしながら、この燃料電池においては、電解質膜が厚いと水拡散が生じ難く、電解質膜が薄いとアノードに過剰な水が供給され、電解質膜の厚さによりアノードへの水供給量が変動するという課題がある。
【００１０】
本発明のように、電解質膜上にアノードの周囲を囲むように配置したアノードシール材に吸水領域を形成することによって、電解質膜の厚さに拘わらず、アノードに適量の水を安定して供給することができ、高出力を得ることができる。すなわち、電解質膜が厚いときには水拡散が起こり難いために電解質膜の水保持量が不足するが、アノードシール材の吸水領域に保持された水が毛細管現象により電解質膜に供給され、電解質膜で間接的にアノードを加水することができるため、高出力を得ることができる。一方、電解質膜が薄い時には水拡散が促進されるが、余剰の水がシール材の吸水領域に吸収されるため、燃料の希釈が抑えられ、高出力を得ることができる。電解質膜からの給排水を円滑に行うため、吸水領域は電解質膜と接する面から反対側の面までを貫通していることが望ましい。
【００１１】
なお、電解質膜の厚さが１００μｍを超えている際には、シール材から電解質膜への水供給を十分なものとするために、シール材の吸水領域に水を供給するための水供給手段を備えることが望ましい。
【００１２】
一方、電解質膜の厚さが１００μｍ以下の際には、電解質膜からシール材への水拡散を促進するために、シール材の吸水領域に保持された水を回収するための水回収手段を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、出力特性が向上された燃料電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る燃料電池は、カソード触媒層と、アノード触媒層と、カソード触媒層とアノード触媒層の間に配置されるプロトン伝導性膜とを具備するものである。カソード触媒層にはカソードガス拡散層を積層し、かつアノード触媒層にはアノードガス拡散層を積層することが望ましい。カソードガス拡散層は、カソード触媒層に酸化剤（酸化性ガス）を均一に拡散させるためのものであり、アノードガス拡散層は、アノード触媒層に燃料を均一に拡散させるためのものである。酸化剤としては、例えば、空気、酸素等の還元されやすいガス状物質を挙げることができる。酸化剤は、エアポンプ等を用いて強制的に供給しても良いが、開口部から外気を直接取り込む構成にすることも可能である。燃料には、例えば、メタノール等の酸化されやすい物質を用いることが可能であり、純メタノールやメタノール水溶液のような液体燃料や、前記液体燃料を気化させた気化燃料を使用することができる。メタノール水溶液の濃度は５０モル％を超える高濃度にすることが望ましい。また、純メタノールの純度は、９５重量％以上１００重量％以下にすることが望ましい。これにより、エネルギー密度が高く、かつ出力特性に優れた燃料電池を実現することができる。
【００１５】
本発明の燃料電池の実施形態を図１及び図２に示す。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る直接メタノール型燃料電池を示す模式的な断面図である。図２は図１のアノード及びアノードシール材を示す模式的な平面図である。図３は、図２のアノードシール材の辺部分の吸水領域を示す拡大斜視図である。図４は、図２のアノードシール材の厚さ方向に沿う断面図である。図５は、図１の水供給手段の構成例を示す模式的な斜視図である。図６は、図１の水供給手段の別な構成例を示す模式的な斜視図である。図７は、図１の直接メタノール型燃料電池の発電原理を説明するための模式図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、膜電極接合体（ＭＥＡ）１は、カソード触媒層２ａ及びカソードガス拡散層２ｂからなるカソード（酸化剤極）３と、アノード触媒層４ａ及びアノードガス拡散層４ｂからなるアノード（燃料極）５と、カソード触媒層２ａとアノード触媒層４ａの間に配置されるプロトン伝導性の電解質膜６とを備えるものである。
【００１８】
カソード触媒層２ａは、カソード触媒粒子及びプロトン伝導性樹脂を含むことが望ましい。一方、アノード触媒層４ａは、アノード触媒粒子及びプロトン伝導性樹脂を含むことが好ましい。
【００１９】
カソード触媒及びアノード触媒としては、例えば、白金族元素の単体金属（Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等）、白金族元素を含有する合金などを挙げることができる。カソード触媒には、白金を用いることが望ましいが、これに限定されるものでは無い。アノード触媒には、メタノールや一酸化炭素に対する耐性の強いＰｔ−Ｒｕを用いることが望ましいが、これに限定されるものでは無い。また、炭素材料のような導電性担持体を使用する担持触媒を使用しても、あるいは無担持触媒を使用しても良い。
【００２０】
カソード触媒層２ａ、アノード触媒層４ａ及びプロトン伝導性の電解質膜６に含まれるプロトン伝導性樹脂としては、例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸のようなスルホン酸基を有するフッ素系樹脂、スルホン酸基を有するハイドロカーボン系樹脂、タングステン酸やリンタングステン酸などの無機物等を使用しても良い。中でも好ましいのは、パーフルオロカーボンスルホン酸である。
【００２１】
カソード触媒層２ａはカソードガス拡散層２ｂに積層され、かつアノード触媒層４ａはアノードガス拡散層４ｂに積層されている。カソードガス拡散層２ｂはカソード触媒層２ａに酸化剤を均一に供給する役割を担うものであるが、カソード触媒層２ａの集電体も兼ねている。一方、アノードガス拡散層４ｂはアノード触媒層４ａに燃料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層４ａの集電体も兼ねている。カソードガス拡散層２ｂ及びアノードガス拡散層４ｂには、例えば、多孔質カーボンペーパを使用することができる。なお、カソード及びアノードの導電性を向上させるために、カソードガス拡散層２ｂ及びアノードガス拡散層４ｂそれぞれにＡｕ多孔質板のような金電極を配置しても良い。
【００２２】
矩形枠状のカソードシール材７ａは、プロトン伝導性電解質膜６上にカソード３の周囲を囲むように形成されている。一方、矩形枠状のアノードシール材７ｂは、プロトン伝導性電解質膜６上にアノード５の周囲を囲むように形成されている。カソードシール材７ａ及びアノードシール材７ｂは、膜電極接合体１からの燃料漏れ及び酸化剤漏れを防止するためのオーリングとして機能する。
【００２３】
膜電極接合体１のアノード側（図１では膜電極接合体１の下方）には、液体燃料タンク８が配置されている。液体燃料タンク８は、燃料補給口９と、液体のメタノールあるいはメタノール水溶液が収容された液体燃料収容部１０とを具備する。液体燃料タンク８とアノード５との間には、液体燃料の気化成分のみを透過させて、液体燃料は透過できない、気液分離膜１１が配置されている。液体燃料収容部１０の液体燃料のうち気化成分のみが気液分離膜１１を透過し、アノード５に気化燃料を供給することが可能となる。ここで、液体燃料の気化成分とは、液体燃料として液体のメタノールを使用した場合、メタノール蒸気を意味し、液体燃料としてメタノール水溶液を使用した場合にはメタノール蒸気と水の蒸気からなる混合ガスを意味する。気液分離膜１１には、例えば、撥水性の多孔質膜を使用することができる。水供給手段としての水タンク１２は、液体燃料タンク８の液体燃料収容部１０に隣接して配置され、かつ気液分離膜１１と対向している。
【００２４】
一方、膜電極接合体１のカソード３側（図１において膜電極接合体１の上方）には、保湿板１３が積層されている。酸化剤である空気を取り入れるための空気導入口１４が複数個形成されたカバー１５は、保湿板１３の上に積層されている。カバー１５は、膜電極接合体１を含むスタックを加圧してその密着性を高める役割も果たしているため、例えば、ＳＵＳ３０４のような金属から形成される。保湿板１３は、カソード触媒層２ａにおいて生成した水の蒸散を抑止する役割をなすと共に、カソードガス拡散層２ｂに酸化剤を均一に導入することによりカソード触媒層２ａへの酸化剤の均一拡散を促す補助拡散層としての役割も果たしている。
【００２５】
アノードシール材７ｂは、図２〜図４に示すように、電解質膜６と対向する面から反対側の面までを貫通している吸水領域を備えている。吸水領域は、吸水部材１６と、第１の給排水通路１７と、第２の給排水通路１８とを有する。吸水部材１６は、矩形枠状で、その断面が円形である。吸水部材１６の一部が電解質膜６の端部（水タンク１２と対応する短辺側端部）まで延出して接し、第１の給排水通路１７を構成している。吸水部材１６のうちの第１の給排水通路１７の反対側は、気液分離膜１１を貫通して水タンク１２まで延びて第２の給排水通路１８として機能する。シールゴム層１９は、第１の給排水通路１７の端部が表出すると共に第２の給排水通路１８の端部が外部に突き出るようにして、吸水部材１６の最外周を被覆している。アノードシール材７ｂは、電解質膜６と水タンク１２との給排水経路として機能すると共に、給排水経路が形成されていない箇所ではシールゴム層１９が電解質膜６と接しているため、ガス漏れと液体漏れを防止するシール材として機能することができる。
【００２６】
吸水部材１６、第１の給排水通路１７及び第２の給排水通路１８は、吸水性材料から形成することができる。吸水性材料は、耐メタノール性を有し、かつ多孔質の材料であれば何ら特定されるものではないが、気孔率が５０％以上の樹脂材料が好ましい。
【００２７】
シールゴム層１９は、ガスシール性、耐湿性、耐熱性、耐酸性および弾性を有する材料から形成することができる。例えば、フッ素ゴムなどを挙げることができる。
【００２８】
吸水部材１６とシールゴム層１９との割合は、シール性を損なうことなく、電解質膜からの給排水を行うことができるものであれば特に限定されるものではないが、吸水部材１６の円形断面の直径ｒ1を１〜３ｍｍにし、かつシールゴム層１９の外周直径ｒ2を２〜５ｍｍにすることが望ましい。
【００２９】
水タンク１２には、筐体と、筐体内に充填された吸水材とを備えるものを使用することができ、吸水材に外部から水を供給する外部供給方式か、予め水分を含浸した吸水材を使用するカートリッジ方式を採用することができる。外部供給方式の例を図５に、カートリッジ方式の例を図６に示す。
【００３０】
図５に示す水タンク１２は、注入口２０を有する筐体２１と、筐体２１内に充填された吸水材（図示しない）とを具備する。水ボトル２２等で筐体２１の注入口２０から水を供給し、吸水材に吸収させることで水タンク１２とする。
【００３１】
図６に示す水タンク１２は、筐体２３と、筐体２３内に充填され、予め水分を含浸した吸水材２４とを備えるものである。
【００３２】
このような構成の燃料電池において、電流（電子の流れ）を生じるいわゆる発電反応が起きる様子を詳述すると、以下のようになる。
【００３３】
液体燃料タンク８の液体燃料収容部１０の液体燃料は、その気化成分が気液分離膜１１を通してアノード（燃料極ともいう）触媒層４ａに供給される。アノード触媒層４ａにおいては、燃料の酸化反応によってプロトン（Ｈ+；水素イオンともいう）と電子（ｅ-）を生成する。例えば、燃料としてメタノールを用いた場合に、アノード触媒層４ａで起こる反応は下記（１）式の通りである。
【００３４】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ  →  ＣＯ2＋６Ｈ+＋６ｅ-    （１）
アノード触媒層４ａで生成したプロトン（Ｈ+）は、プロトン伝導性膜６を通じてカソード（空気極ともいう）触媒層２ａへ拡散する。また同時に、アノード触媒層４ａで生成した電子は、燃料電池に接続された外部回路２５を流れ、外部回路２５の負荷（抵抗等）に対して仕事をし、カソード触媒層２ａに流入する。
【００３５】
カソード触媒層２ａには、カソードガス拡散層２ｂから、空気などの酸化性ガスが供給されており、上記の、プロトン伝導性膜６を通じて拡散してきたプロトン（Ｈ+）と、外部回路２５を流れてきた電子（ｅ-）と共に、還元反応を起こし、反応生成物を生成する。例えば、カソード触媒層２ａに酸化性ガスとして空気を供給した場合、空気に含まれる酸素がカソード触媒層２ａで生じる反応は下記（２）式の通りで、この場合は反応生成物は水（Ｈ2Ｏ）である。
【００３６】
１．５Ｏ2＋６Ｈ+＋６ｅ-  →  ３Ｈ2Ｏ      （２）
この（１）式と（２）式の反応とが同時に生じることにより、燃料電池としての発電反応が完結する。トータルの燃焼反応を下記（３）式に示す。
【００３７】
ＣＨ3ＯＨ＋１．５Ｏ2  →  ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ    （３）
なお、この発電反応の際に、アノード触媒層４ａのＨ2Ｏ及びＣＨ3ＯＨがプロトン伝導性膜６を通じてカソード触媒層２ａに拡散することがある。
【００３８】
カソード３とカバー１５との間には保湿板１３が配置されているため、カソード３からの水分の蒸発が抑制され、発電反応の進行に伴ってカソード触媒層２ａ中の水分保持量が増加する。このため、発電反応の進行に伴ってカソード触媒層２ａの水分保持量がアノード触媒層４ａの水分保持量よりも多い状態を作り出すことができる。その結果、浸透圧現象によって、カソード触媒層２ａに生成した水がプロトン伝導性膜６を通過してアノード触媒層４ａに移動する反応を促進することができる。
【００３９】
しかしながら、電解質膜６の厚さが１００μｍを超えている場合、カソードからアノードへの水拡散では不十分である。
【００４０】
アノードシール材７ｂの吸水部材１６及び第１の給排水通路１７には、水タンク１２から第２の給排水通路１８を通して毛細管現象により水が供給されている。この第１の給排水通路１７は、電解質膜６と接しているため、毛細管現象により電解質膜６に水を供給することができる。その結果、前述した（１）式に示すメタノールの酸化反応を促すことができるため、高出力特性を長期間に亘って維持することができる。但し、電解質膜６が厚すぎると、アノードシール材７ｂを用いても水不足を招く恐れがあることから、電解質膜６の厚さは１００μｍを超え、かつ１５０μｍ以下にすることが望ましい。
【００４１】
また、保湿板１３によりカソード３からアノード５への水拡散を促進することが可能なため、液体燃料として濃度が５０モル％を超えるメタノール水溶液や純メタノールを使用した際にも高い出力特性を得ることができる。さらに、これら高濃度な液体燃料の使用により液体燃料タンクの小型化を図ることも可能である。
【００４２】
なお、電解質膜６の厚さが１００μｍ以下（好ましくは５０μｍ以上、１００μｍ以下）の場合には、カソード３からアノード５への水拡散が過剰となる恐れがあることから、水タンク１２の代わりに水回収手段として空タンクを設置することが望ましい。空タンクには、前述した図６に示すカートリッジ式の水タンクをその吸水材を乾燥させた状態にして使用することができる。
【００４３】
カソード３から電解質膜６に拡散した過剰量の水は、アノードシール材７ｂの第１の給排水通路１７に吸収され、毛細管現象により吸水部材１６及び第２の給排水通路１８を通して空タンクの吸水材に保持される。これにより、アノード５に過剰量の水が供給されるのを回避することができるため、高出力を得ることができる。
【００４４】
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
（実施例１）
＜アノード触媒層の作製＞
アノード用触媒粒子（Ｐｔ：Ｒｕ＝１：１）を担持したカーボンブラックに、プロトン伝導性樹脂としてパーフルオロカーボンスルホン酸溶液（パーフルオロカーボンスルホン酸の濃度２０重量％）と、分散媒として水及びメトキシプロパノールを添加し、前記触媒担持カーボンブラックを分散させてペーストを調製した。得られたペーストをアノードガス拡散層としての多孔質カーボンペーパーに塗布することにより、厚さが１００μｍのアノード触媒層を得た。
【００４６】
＜カソード触媒層の作製＞
カソード用触媒粒子（Ｐｔ）を担持したカーボンブラックに、プロトン伝導性樹脂としてパーフルオロカーボンスルホン酸溶液（パーフルオロカーボンスルホン酸の濃度２０重量％）と、分散媒として水及びメトキシプロパノールを添加し、前記触媒担持カーボンブラックを分散させてペーストを調製した。得られたペーストをカソードガス拡散層としての多孔質カーボンペーパーに塗布することにより、厚さが１００μｍのカソード触媒層を得た。
【００４７】
＜膜電極接合体（ＭＥＡ）の作製＞
上記のようにして作製したアノード触媒層とカソード触媒層の間に、プロトン伝導性膜として厚さが５０μｍで、含水率が１０〜２０重量％のパーフルオロカーボンスルホン酸膜（商品名nafion膜、デュポン社製）を配置し、これらにホットプレスを施すことにより、３０ｍｍ×３０ｍｍの膜電極接合体（ＭＥＡ）を得た。
【００４８】
保湿板として、厚さが５００μｍで、透気度が２秒／１００ｃｍ3（ＪＩＳ  Ｐ−８１１７に規定の測定方法による）で、透湿度が４０００ｇ／ｍ2２４ｈ（ＪＩＳ  Ｌ−１０９９  Ａ−１に規定の測定方法による）のポリエチレン製多孔質フィルムを用意した。
【００４９】
カソードシール材には、矩形枠状のフッ素ゴムシートを使用した。一方、アノードシール材には、前述した図１〜図４に示す構造を有し、吸水部材１６、第１の給排水通路１７及び第２の給排水通路１８が気孔率５０％以上の多孔質ポリエステルから形成され、また、ゴムシート層１９がフッ素ゴムから形成されたものを用意した。
【００５０】
また、気液分離膜として、厚さが２００μｍのシリコーンゴムシートを用意した。
【００５１】
空タンクには、前述した図６に示すカートリッジ式タンクを使用し、吸水材には３０ｍｍ×１０ｍｍの気孔率５０％以上の多孔質ポリエステルを乾燥状態で用いた。
【００５２】
得られた膜電極接合体を、保湿板、気液分離膜、燃料タンク及び水タンクと組み合わせて、前述した図1に示す内部気化型の直接メタノール型燃料電池を組みたてた。
【００５３】
（実施例２）
プロトン伝導性膜の厚さを１８０μｍにし、吸水材に水を含浸させて水タンクを使用すること以外は、前述した実施例１で説明したのと同様にして直接メタノール型燃料電池を組みたてた。
【００５４】
（比較例１）
フッ素ゴムからなるアノードシール材を用いること以外は、前述した実施例１で説明したのと同様にして直接メタノール型燃料電池を組みたてた。
【００５５】
（比較例２）
フッ素ゴムからなるアノードシール材を用いること以外は、前述した実施例２で説明したのと同様にして直接メタノール型燃料電池を組みたてた。
【００５６】
実施例１〜２および比較例１，２の燃料電池について、燃料タンクに純度９９．９重量％の純メタノールを供給し、燃料としてのメタノール蒸気がアノード触媒層に供給されるようにした。カソード触媒層に空気を供給して、２５℃にて発電を行った際のセル電圧と電流との関係を図８，９に示す。図８，９の横軸が電流で、縦軸がセル電圧である。
【００５７】
図８から明らかなように、電解質膜の厚さが１００μｍ以下である場合、吸水領域を有するアノードシール材を備えた実施例１の燃料電池は、吸水領域を持たないアノードシール材を備えた比較例１の燃料電池に比して電圧降下を小さくすることができる。
【００５８】
また、図９から明らかなように、電解質膜の厚さが１００μｍを超え、１５０μｍ以下である場合、吸水領域を有するアノードシール材を備えた実施例２の燃料電池は、吸水領域を持たないアノードシール材を備えた比較例２の燃料電池に比して電圧降下を小さくすることができる。
【００５９】
実施例２において、カートリッジ式水タンクの代わりに、外部供給方式水タンクを使用したところ、カートリッジ式水タンクの場合と同等の電流電圧特性が得られた。
【００６０】
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】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る直接メタノール型燃料電池を示す模式的な断面図。
【図２】図１のアノード及びアノードシール材を示す模式的な平面図。
【図３】図２のアノードシール材の吸水領域の要部を示す拡大斜視図。
【図４】図２のアノードシール材の厚さ方向に沿う断面図。
【図５】図１の水タンクの構成例を示す模式的な斜視図。
【図６】図１の水タンクの別な構成例を示す模式的な斜視図である。
【図７】図１の直接メタノール型燃料電池の発電原理を説明するための模式図。
【図８】実施例１及び比較例１の直接メタノール型燃料電池の電流電圧特性を示す特性図。
【図９】実施例２及び比較例２の直接メタノール型燃料電池の電流電圧特性を示す特性図。
【符号の説明】
【００６２】
１…膜電極接合体（ＭＥＡ）、２ａ…カソード触媒層、２ｂ…カソードガス拡散層、３…カソード、４ａ…アノード触媒層、４ｂ…アノードガス拡散層、５…アノード、６…プロトン伝導性電解質膜、７ａ…カソードシール材、７ｂ…アノードシール材、８…液体燃料タンク、９…燃料補給口、１０…液体燃料収容部、１１…気液分離膜、１２…水タンク、１３…保湿板、１４…空気導入口、１５…カバー、１６…吸水部材、１７…第１の給排水通路、１８…第２の給排水通路、１９…シールゴム層。
【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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