(57)【要約】【課題】電子部品を好適に収容できる内部空間を有する燃料電池ユニット、および、これを搭載した電子機器を提供する。【解決手段】アノード１１Ｂにメタノール水溶液が、カソード１１Ｃに酸素が供給されることで発電し、発電によりカソード１１Ｃで水蒸気が生成するＭＥＡ１１と、燃料カートリッジに接続され、アノード１１Ｂに対してメタノール水溶液を供給する燃料タンク１４と、を具えるＤＭＦＣ本体１０と、制御基板５１および蓄電器５２を収容するための内部空間２１ａを有し、ＤＭＦＣ本体１０を包み込むように収容すると共に、ＭＥＡ１１のカソード１１Ｃで外部へ開放する開口部２２ａが形成された筐体２１と、筐体２１における開口部２２ａを取り囲む縁部２２ｂとＤＭＦＣ本体１０との間をシールし、開口部２２ａと内部空間２１ａとを遮断するシール部材３１と、を備えたＤＭＦＣユニットＵ１である。【選択図】図４
2006332025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードに液体燃料が、カソードに酸素が供給されることで発電し、当該発電により前記カソードで水が生成する膜電極接合体と、燃料カートリッジに接続され、前記アノードに対して液体燃料を供給する燃料タンクと、を具える燃料電池本体と、
電子部品を収容するための内部空間を有し、前記燃料電池本体を包み込むように収容すると共に、前記膜電極接合体のカソードで外部へ開放する開口部が形成された筐体と、
前記筐体における前記開口部を取り囲む縁部と前記燃料電池本体との間をシールし、前記開口部と前記内部空間とを遮断するシール部材と、
を備えたことを特徴とする燃料電池ユニット。
【請求項２】
アノードに液体燃料が、カソードに酸素が供給されることで発電し、当該発電により前記アノードでガスが生成する膜電極接合体と、燃料カートリッジに接続され、前記アノードへの液体燃料が一時的に貯溜される燃料タンクと、前記アノードで生成し前記燃料タンク内の液体燃料に混入したガスを分離するガス分離膜と、を具える燃料電池本体と、
電子部品を収容するための内部空間を有し、前記燃料電池本体を包み込むように収容すると共に、前記ガス分離膜で外部へ開放する開口部が形成された筐体と、
前記筐体における前記開口部を取り囲む縁部と前記燃料電池本体との間をシールし、前記開口部と前記内部空間を遮断するシール部材と、
を備えたことを特徴とする燃料電池ユニット。
【請求項３】
前記筐体は、外部と前記開口部とを連通する溝を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池ユニット。
【請求項４】
前記溝は、その底面が前記膜電極接合体に接近した状態で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池ユニット。
【請求項５】
排気口を有する電子機器に搭載され、
前記溝は、前記排気口に通じる空気の流路上に位置するように設定されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の燃料電池ユニット。
【請求項６】
前記溝は、発電した際に発生する熱によって生じる空気の流れに沿うように、その位置が設定されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項７】
アノードに液体燃料が、カソードに酸素が供給されることで発電し、当該発電により前記カソードで水が生成する膜電極接合体を少なくとも２つと、前記カソードに供給される酸素および前記カソードで生成した水が流通するカソード流路を有するカソード流路部材と、を具える燃料電池本体と、
電子部品を収容するための内部空間を有し、前記燃料電池本体を包み込むように収容する筐体と、
を備え、
前記少なくとも２つの膜電極接合体は、そのカソード同士が対向すると共に、前記カソード流路部材を挟んでいる燃料電池ユニットにおいて、
前記対向する各カソードと前記カソード流路部材との間をシールし、前記カソード流路と前記内部空間とを遮断するシール部材を備えたことを特徴とする燃料電池ユニット。
【請求項８】
前記シール部材は弾性変形可能な材料から形成されており、弾性変形することでシールすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項９】
前記シール部材は、その表面に当接する部材と粘着する粘着層を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項１０】
アノードに液体燃料が、カソードに酸素が供給されることで発電し、当該発電により前記アノードでガスが生成する膜電極接合体と、前記アノードに対して液体燃料を供給する燃料タンクと、前記燃料タンク内に配置されると共に、前記アノードで生成し前記燃料タンク内の液体燃料に混入したガスを、その内部に分離して前記燃料タンク外に排出するガス分離膜チューブと、を具える燃料電池本体と、
電子部品を収容するための内部空間を有し、前記燃料電池本体を包み込むように収容する筐体と、
当該ガス分離膜チューブと前記筐体の外部とを接続するガス排出配管と、
を備え、
前記アノードで生成したガスが、前記ガス分離膜チューブ、ガス排出配管を通って、外部に排出されることを特徴とする燃料電池ユニット。
【請求項１１】
前記膜電極接合体からの電力供給により動作する電子部品を、さらに備え、
前記電子部品は、前記内部空間に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項１２】
前記膜電極接合体からの電力を充電可能な蓄電器を、さらに備え、
前記蓄電器は、前記内部空間に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項
１１のいずれか１項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項１３】
前記蓄電器は、電気二重層キャパシタおよび二次電池の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１２に記載の燃料電池ユニット。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の燃料電池ユニットを搭載したことを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
前記請求項１から１４のいずれか１項に記載の燃料電池ユニットであって、前記シール部材が熱伝導性を有し、前記燃料電池から前記筐体へ熱輸送が可能であることを特徴とする燃料電池ユニット。
【請求項１６】
前記請求項１から１４のいずれか１項に記載の燃料電池ユニットであって、少なくとも前記燃料電池の発電に必要な燃料を供給するために備えた前記燃料電池の燃料供給口と前記筐体との間に、少なくとも気体の移動を阻害することが可能なシール構造を有することを特徴とする燃料電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接メタノール型燃料電池（以下、ＤＭＦＣ(Direct Methanol Fuel Cell)という）等、液体燃料が供給されて発電する燃料電池ユニットおよびこれを搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子技術の進歩によって、携帯電話機，ノートパソコン，オーディオ・ビジュア
ル機器、あるいはモバイル端末機器等の携帯電子機器の普及が急速に進んでいる。このよ
うな携帯電子機器は、一般に、二次電池によって駆動するシステムであり、新型二次電池
の出現、小型軽量化および高エネルギー密度化によって、シール鉛バッテリーからＮｉ／
Ｃｄ電池，Ｎｉ水素電池、さらにはＬｉイオン電池へと発展してきた。いずれの二次電池
においても、そのエネルギー密度を高めるため、電池活物質の開発や高容量電池構造の開
発が行われ、より使用時間の長い電源を実現する努力が払われている。
【０００３】
しかしながら、携帯電子機器において、各個の機能はより一層の低消費電力化への努力
がなされているが、今後もユーザニーズの向上のために新しい機能を追加する必要があり
、携帯機器トータルの消費電力は増加する傾向が予想される。そのため、より高密度の電
源、すなわち、連続使用時間の長い電源を必要とする方向に向かうことになる。
【０００４】
そこで、連続使用時間の長い電源として、燃料電池が近年注目を集めている。燃料電池
は、アノード（燃料極）に燃料が、カソード（空気極）に酸素が供給されることで発電す
る。そして、この発電によって、燃料電池は、水（水蒸気），二酸化炭素等の生成物を生
成し、この生成物を排出する。
【０００５】
さらに具体的には、水素を燃料とする固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer 
Electrolyte Fuel Cell)等では、生成物として水が生成し、これが排出される。メタノール水溶液を燃料とする直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）等では、生成物として水と二酸化炭素を生成し、これらが排出される。
【０００６】
また、燃料電池への燃料（メタノール，水素）の供給、および、発電による生成物（水
，二酸化炭素）の排出に関しては、ポンプ，ファン，ブロア等の補機を使ったアクティブ
型（強制吸気型）の燃料電池や、メタノール水溶液や空気等の自然拡散を利用し、補機を
使わないパッシブ型（開放型）の燃料電池が提案されている。アクティブ型，パッシブ型
のいずれにおいても、水等の生成物は、最終的に空気中に排出される。
【０００７】
そして、このように排出される水等によって、基板等の電子部品が劣化等しないように
、アクティブ型の燃料電池について、電子部品が収容された部屋に、水（水蒸気を含む）
等を浸入させない技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−７１２５９号公報（段落番号００１０〜００２３、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、パッシブ型の燃料電池について、水等の浸入を防止す
る技術は何ら開示されていない。
【００１０】
そこで、本発明は、電子部品を好適に収容できる内部空間を有する燃料電池ユニット、
および、これを搭載した電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、アノードに液体燃料が、カソードに
酸素が供給されることで発電し、当該発電により前記カソードで水が生成する膜電極接合
体と、燃料カートリッジに接続され、前記アノードに対して液体燃料を供給する燃料タン
クと、を具える燃料電池本体と、電子部品を収容するための内部空間を有し、前記燃料電
池本体を包み込むように収容すると共に、前記膜電極接合体のカソードで外部へ開放する
開口部が形成された筐体と、前記筐体における前記開口部を取り囲む縁部と前記燃料電池
本体との間をシールし、前記開口部と前記内部空間とを遮断するシール部材と、を備えた
ことを特徴とする燃料電池ユニットである。
【００１２】
このような燃料電池ユニットによれば、液体燃料が燃料カートリッジからアノードに、
酸素が外部に開放された開口部を介してカソードに供給されることで、膜電極接合体が発
電する。そして、この発電によって、カソードで水（水蒸気）が生成し、生成した水が開
放部を介して外部に排出される。ここで、シール部材によって、開放部と内部空間とは遮
断されているため、水（水蒸気を含む）が筐体の内部空間に浸入することは防止される。
よって、水の影響を考慮することなく、筐体の内部空間に電子部品を好適に収容すること
ができる。
【００１３】
また、燃料電池本体は、これを包み込むように収容した筐体によって、良好に保護され
る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電子部品を好適に収容できる内部空間を有する燃料電池ユニット、お
よび、これを搭載した電子機器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】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
≪第１実施形態≫
第１実施形態に係るＤＭＦＣユニット（燃料電池ユニット）およびＤＭＦＣユニットを
搭載したノートパソコン（電子機器）について、図１から図５を参照して説明する。参照
する図面において、図１は、第１実施形態に係るノートパソコンの全体斜視図である。図
２は、第１実施形態に係るノートパソコンの構成を模式的に示す図である。図３は、第１
実施形態に係るＤＭＦＣユニットの全体斜視図である。図４は、図３に示す第１実施形態
に係るＤＭＦＣユニットのＸ−Ｘ線断面図である。図５は、第１実施形態に係るＤＭＦＣ
ユニットの分解斜視図である。
≪ノートパソコン≫
図１に示すように、第１実施形態に係るノートパソコン１００（電子機器）は、本体部
１０１と、液晶パネル部１１０と、電源としてのＤＭＦＣユニットＵ１とを主に備えてい
る。ＤＭＦＣユニットＵ１は、本体部１０１のスロット１０１ａに収容されることで、ノ
ートパソコン１００に搭載されている。
【００１７】
図１に加えて図２に示すように、ノートパソコン１００は、ＣＰＵ１０２と、ＣＰＵ
１０２を冷却するヒートシンク１０３とを主に備えている。そして、ノートパソコン100
が起動すると、ヒートシンク１０３のファン１０３ａが回転し、本体部１０１の吸気口
１０１ｂから排気口１０１ｃに通じる空気の流路Ｆ１が形成されるようになっている。
【００１８】
ＤＭＦＣユニットＵ１は、この空気の流路Ｆ１上に配置されている。さらに説明すると
、後記する溝２２ｄおよび溝２３ｄ（図３，図４参照）は、流路Ｆ１上に位置するように
設定されており、ファン１０３ａが回転した際に、吸気口１０１ｂから排気口１０１ｃに
向かう空気の流れが、溝２２ｄおよび溝２２ｄを経由するようになっている。
【００１９】
≪ＤＭＦＣユニットの構成≫
次に、ＤＭＦＣユニットＵ１について、図３から図５を主に参照して説明する。
【００２０】
図３から図５に示すように、第１実施形態に係るＤＭＦＣユニットＵ１は、ＤＭＦＣ本
体１０（燃料電池本体）と、ＤＭＦＣ本体１０を包み込むように収容する筐体２１と、シ
ール部材３１と、燃料カートリッジ４１と、制御基板５１および蓄電器５２を主に備えて
いる。また、ＤＭＦＣユニットＵ１は、ポンプ，ファン，ブロア等の補機を使用せず、メ
タノール水溶液や空気等の自然拡散を利用したパッシブ型（開放型）の燃料電池である。
【００２１】
＜ＤＭＦＣ本体＞
ＤＭＦＣ本体１０は、ＭＥＡ１１（Membrane Electrode Assembly:膜電極接合体，膜電
極複合体）と、集電板１２，１３と、燃料タンク１４と、二酸化炭素分離膜１５と、挟持
板１６，１７（押さえ板，押圧板）とを主に備えている。そして、ＤＭＦＣ本体１０は、
挟持板１６，集電板１３，ＭＥＡ１１，集電板１２，燃料タンク１４，二酸化炭素分離膜
１５，挟持板１７の順番で重ねられている。
【００２２】
［ＭＥＡ］
ＭＥＡ１１は、パーフルオロスルホン酸系の一価の陽イオン交換膜等の電解質膜１１Ａ
と、電解質膜１１Ａを挟むアノード１１Ｂ（燃料極）およびカソード１１Ｃ（空気極）と
を主に備えている。アノード１１Ｂおよびカソード１１Ｃは、例えば、白金等の触媒が担
持されたカーボンペーパによって構成される。
【００２３】
［集電板］
集電板１２（アノード集電板）および集電板１３（カソード集電板）は、ＭＥＡ１１で
発生した電位差に基づいて、電力を効率的に取り出すための板であり、導電性および耐食
性を有する材料（例えばチタン等の金属）から形成されている。集電板１２はアノード
１１Ｂ側に、集電板１３はカソード１１Ｃ側に、それぞれ位置しており、集電板１２と集電板１３とは、ＭＥＡ１１を挟んでいる。
【００２４】
集電板１２には、複数の流通孔１２ａが形成されている。そして、流通孔１２ａ内を、
アノード１１Ｂに供給されるメタノール水溶液や、発電によりアノード１１Ｂで生成した
二酸化炭素（ガス）が流通するようになっている。集電板１３には、複数の流通孔１３ａ
が形成されている。そして、流通孔１３ａ内を、カソード１１Ｃに供給される酸素を含む
空気や、発電によりカソード１１Ｃで生成した水蒸気（水）が流通するようになっている
。
【００２５】
また、集電板１２および集電板１３は、図示しない配線を介して、ノートパソコン100に取り付けられるコネクタ４２と電気的に接続している（図３参照）。
【００２６】
［燃料タンク］
燃料タンク１４は、枠状を呈し、その内部にタンク室１４ａを有しており、燃料カート
リッジ４１（一次タンク）からのメタノール水溶液（液体燃料）をタンク室１４ａに一時
的に貯溜すると共に、アノード１１Ｂに対して、その全面にメタノール水溶液を供給する
ための二次タンクである。
【００２７】
さらに説明すると、燃料タンク１４は、燃料パイプ１４ｂ、チューブ（図示しない）を
介して筐体２１外の燃料カートリッジ４１に接続されている。そして、燃料カートリッジ
４１からタンク室１４ａにメタノール水溶液が供給されるようになっている。また、燃料
タンク１４は、集電板１２を挟んで、アノード１１Ｂに重ねられており、タンク室１４ａ
のメタノール水溶液が、流通孔１２ａを通って、アノード１１Ｂに供給されるようになっ
ている。
【００２８】
［二酸化炭素分離膜］
二酸化炭素分離膜１５は、発電によってアノード１１Ｂで生成した後、燃料タンク１４
内のメタノール水溶液に混入した二酸化炭素を分離するガス分離膜である。第１実施形態
に係る二酸化炭素分離膜１５は、いわゆる板膜であり、例えば、ポリテトラフルオロエチ
レンを基材とした多孔質膜を使用できる。そして、二酸化炭素分離膜１５は、枠状の燃料
タンク１４におけるＭＥＡ１１と反対側（図４の下側）の開口に蓋をするようにして、燃
料タンク１４に重ねられている。
【００２９】
これにより、発電によって、燃料タンク１４内のメタノール水溶液に混入した二酸化炭
素が、二酸化炭素分離膜１５を透過することで分離され、後記する筐体２１の開口部23ａを通って、外部に排出されるようになっている。よって、燃料タンク１４内には、二酸化炭素が長時間に亘って滞留せず、燃料カートリッジ４１からタンク室１４ａにメタノール水溶液が好適に供給されるようになっている。ゆえに、アノード１１Ｂに供給されるメタノール水溶液が不足（いわゆる燃料不足）となりにくく、その結果として、ＭＥＡ１１が連続して良好に発電するようになっている。
【００３０】
［挟持板］
挟持板１６および挟持板１７は、ＤＭＦＣ本体１０において、両外側（挟持板１６は集
電板１３の外側(図４の上側)、挟持板１７は二酸化炭素分離膜１５の外側(図４の下側))にそれぞれ位置している。そして、後記する筐体２１の縁部２２ｂ，縁部２３ｂで、挟持板１６，挟持板１７を挟むことによって、ＤＭＦＣ本体１０がその厚さ方向において挟持され、ＭＥＡ１１，集電板１２，集電板１３，燃料タンク１４，二酸化炭素分離膜１５等が重ねられた状態が保持されるようになっている。これにより、例えば、集電板１２とアノード１１Ｂとの密着性や、集電板１３とカソード１１Ｃとの密着性が高められ、ＭＥＡ１１で発生した電位差に基づいて、ロスを少なくして、電力が取り出せるようになっている。
【００３１】
挟持板１６には、集電板１３の複数の流通孔１３ａに対応して、複数の流通孔１６ａが
形成されている。そして、流通孔１３ａおよび流通孔１６ａを通って、酸素を含む空気が
外部からカソード１１Ｃに、発電によりカソード１１Ｃで生成した水蒸気（水）が外部に
、それぞれ流れるようになっている。
【００３２】
挟持板１７には、挟持板１６と同様に、複数の流通孔１７ａが形成されている。そして
、二酸化炭素分離膜１５によって分離された二酸化炭素や、二酸化炭素分離膜１５を浸透
・透過したメタノール水溶液（メタノール，水）が、流通孔１７ａを通って、外部に排出
されるようになっている。
【００３３】
＜筐体＞
筐体２１は、その外形が肉厚の板状体を呈し、上ハーフ２２と下ハーフ２３とが適宜な
手段（ボルト等）によって組み付けられることで構成されている。筐体２１は、ＤＭＦＣ
本体１０を包み込むように収容し、ＤＭＦＣ本体１０を保護するための容器である。筐体
２１は、その内部に、制御基板５１（電子部品）や蓄電器５２を収容するための内部空間
２１ａを有している。
【００３４】
［上ハーフ］
上ハーフ２２には、ＭＥＡ１１のカソード１１Ｃに対応する挟持板１６の部分を、外部
に開放する開口部２２ａが形成されており、この開口部２２ａを取り囲む縁部２２ｂを有
している。開口部２２ａは、外部からカソード１１Ｃへの空気や、カソード１１Ｃから外
部への水蒸気（水）が流通するようになっている。また、上ハーフ２２には、開口部22ａに蓋をするメッシュ蓋２２ｃが固定されており、ＤＭＦＣ本体１０が保護されている。
【００３５】
なお、上ハーフ２２の縁部２２ｂと、後記する下ハーフ２３の縁部２３ｂとで、DMFC本体１０をその厚み方向で挟んでいる。
【００３６】
また、上ハーフ２２は、筐体２１の両側面側（図３における右手前側と左奥側）の外部
から、開口部２２ａに連通する複数本（図１では４本）の溝２２ｄを有している。これに
より、例えば、ＤＭＦＣユニットＵ１が、ノートパソコンのＤＭＦＣを収容するスロット
１０１ａ（収容部、図１参照）に収容された場合に、スロット１０１ａを取り囲む壁面と
、上ハーフ２２の上面とが接近しても、前記空気や水蒸気が、筐体２１の両側面側の外部
と開口部２２ａとの間において、溝２２ｄを通って、流れるようになっている。
【００３７】
さらに、溝２２ｄは、その底面２２ｅがＭＥＡ１１に接近した状態で形成されている。
すなわち、底面２２ｅと挟持板１６との距離ｄ１（図４参照）は、なるべく小さくなるよ
うに設定されている。これにより、カソード１１Ｃで生成した水蒸気が、開口部２２ａか
ら溝２２ｄに流れ込みやすくなっており、その結果として、水蒸気を外部に良好に排出可
能となっている。
【００３８】
さらにまた、溝２２ｄは、前記したように、ノートパソコン１００の排気口１０１ｃに
通じる流路Ｆ１（図１参照）上に位置するように設定されている。そして、この流路を流
れる空気が溝２２ｄを流通し、これに同伴して、カソード１１Ｃへの空気や、カソード
１１Ｃからの水蒸気が、良好に供給／排出されるようになっている。
【００３９】
また、平面視における溝２２ｄの配置は、流通孔１３ａ，流通孔１６ａの位置に対応し
ている。これにより、溝２２ｄと、流通孔１３ａおよび流通孔１６ａとの間で、空気，水
蒸気が良好に流通するようになっている。
【００４０】
［下ハーフ］
下ハーフ２３には、二酸化炭素分離膜１５を部分的に外部に開放する開口部２３ａが形
成されている。そして、この開口部２２ａを、二酸化炭素分離膜１５によって分離された
二酸化炭素や、二酸化炭素分離膜１５を浸透・透過したメタノール水溶液等が流通するよ
うになっている。また、下ハーフ２３には、開口部２３ａに蓋をするメッシュ蓋２３ｃが
固定されている。
【００４１】
なお、下ハーフ２３は、開口部２３ａを取り囲む縁部２３ｂを有している。
【００４２】
また、下ハーフ２３は、筐体２１の両側面側（図３における右手前側と左奥側）の外部
から、開口部２３ａに連通する複数本（４本）の溝２３ｄを有している（図３参照）。こ
れにより、例えば、スロット１０１ａを取り囲む壁面と、下ハーフ２３の下面とが接近し
ても、二酸化炭素等が、筐体２１の両側面側の外部と開口部２３ａとの間において、溝
２３ｄを通って、流れるようになっている。
【００４３】
さらに、溝２３ｄは、その底面２３ｅがＭＥＡ１１に接近した状態で形成されており、
前記二酸化炭素等が、開口部２３ａから溝２３ｄに流れ込みやすくなっている。
【００４４】
さらにまた、溝２３ｄは、ノートパソコン１００の排気口１０１ｃに通じる流路上に位
置するように設定されており、前記ファン１０３ａの回転による空気が溝２２ｄを流通し
、これに同伴して、前記二酸化炭素等が良好に排出されるようになっている。
【００４５】
＜シール部材＞
シール部材３１およびシール部材３２は、リング状を呈している。シール部材３１は、
上ハーフ２２の縁部２２ｂとＤＭＦＣ本体１０の挟持板１６との間に位置している。シー
ル部材３２は、下ハーフ２３における開口部２３ａを取り囲む縁部２２ｂと、挟持板１７
との間に位置している。
【００４６】
また、シール部材３１，３２は、弾性変形可能な材料（例えば、ポリテトラフルオロエ
チレン，ＳＢＲ）から形成されている。シール部材３１は、縁部２２ｂと挟持板１６とで
挟まれ弾性変形することによってシールしており、開口部２２ａと内部空間２１ａとを遮
断している。シール部材３２は、縁部２３ｂと挟持板１７とで挟まれて弾性変形すること
によってシールしており、開口部２３ａと内部空間２１ａとを遮断している。
【００４７】
さらに、シール部材３１，３２は、その表面に当接する部材（シール部材３１において
は上ハーフ２２と挟持板１６，シール部材３２においては下ハーフ２３と挟持板１７）と
粘着する粘着層を有しており、シール部材３１，３２は、前記部材と粘着しており、シー
ル性が高められている。
【００４８】
このように、シール部材３１により開口部２２ａと内部空間２１ａとが遮断されたこと
で、カソード１１Ｃで生成した水蒸気が内部空間２１ａに浸入することは防止されている
。また、シール部材３２により開口部２３ａと内部空間２１ａとが遮断されたことで、二
酸化炭素分離膜１５を浸透・透過したメタノール水溶液およびその蒸気等が、内部空間
２１ａに浸入することは防止されている。
【００４９】
すなわち、内部空間２１ａへの水蒸気等の浸入が防止されているため、内部空間２１ａ
に制御基板５１（電子部品）や蓄電器５２を、水蒸気等の影響を考慮せずに収容可能とな
っている。すなわち、内部空間２１ａに制御基板５１等を収容して、筐体２１により、
ＤＭＦＣ本体１０と制御基板５１等とをパッケージ化しても、制御基板５１等は水蒸気等により劣化しないため、ＤＭＦＣユニットＵ１の信頼性・耐久性は高くなっている。
【００５０】
＜燃料カートリッジ＞
燃料カートリッジ４１は、図３に示すように、筐体２１の右手前側に着脱自在に固定さ
れている。燃料カートリッジ４１には、メタノール（燃料成分）濃度が例えば１０質量％
のメタノール水溶液と、プロペラントガスが封入されている。そして、燃料カートリッジ
４１は、配管（図示しない）を介して、燃料タンク１４の燃料パイプ１４ｂに接続してお
り、プロペラントガスによって、メタノール水溶液が押し出され、燃料タンク１４に供給
されるようになっている。
【００５１】
＜制御基板＞
制御基板５１は、筐体２１の内部空間２１ａに、ボス等を介して配置されている。また
、制御基板５１は、ＭＥＡ１１の出力端子に接続しており、ＭＥＡ１１からの電力供給に
より動作し、例えば、ＤＭＦＣ本体１０の出力電圧を昇降圧する電子部品である。このよ
うに、制御基板５１を備えたことにより、例えば、ノートパソコン（電子機器）の定格出
力に対応して、ＤＭＦＣユニットＵ１の出力を制御できる。
【００５２】
＜蓄電器＞
蓄電器５２は、筐体２１の内部空間２１ａに、ボス等を介して配置されている。また、
蓄電器５２は、ＭＥＡ１１の出力端子に接続しており、ＭＥＡ１１からの電力を充電可能
となっている。これにより、例えば、予め所定量の電力を蓄電器５２に充電しておき、発
電初期等におけるＭＥＡ１１の出力が不安定な場合に、蓄電器５２からノートパソコンに
優先的に電力供給したり、過剰な電力を充電することができる。このような蓄電器５２は
、電気二重層キャパシタおよび二次電池の少なくとも一方を含んで構成される。
【００５３】
≪ＤＭＦＣユニットの動作≫
次に、ＤＭＦＣユニットＵ１の動作について、図４を主に参照して説明する。
【００５４】
＜ＤＭＦＣユニット−アノード側＞
まず、ＤＭＦＣユニットＵ１のアノード１１Ｂ側について説明する。
【００５５】
メタノール水溶液（メタノール濃度は例えば１０質量％）が、燃料カートリッジ４１か
ら、タンク室１４ａに供給される。次いで、タンク室１４ａのメタノール水溶液は、集電
板１２の流通孔１２ａを通って、アノード１１Ｂの全面に供給される。
【００５６】
メタノール水溶液が供給されたアノード１１Ｂでは、ノートパソコン１００の電力要求に応じて、次の式（１）に示すように、担持された白金等の触媒存在下で、メタノールと水とが反応し、プロトン（Ｈ+），二酸化炭素（ＣＯ2）,電子（ｅ-）が発生する。次いで、プロトン（Ｈ+ ）は濃度勾配を駆動力として、電解質膜１１Ａ中をカソード１１Ｃに向かって移動する。
【００５７】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋６Ｈ+＋６ｅ-                                 …（１）
一方、式（１）に示すように、アノード１１Ｂで生成した二酸化炭素は、アノード11Ｂから流通孔１２ａを通って、タンク室１４ａのメタノール水溶液に混入する。この混入した二酸化炭素は、二酸化炭素分離膜１５を浸透・透過し、流通孔１７ａを通って、開口部２３ａに排出される。この他、タンク室１４ａのメタノール水溶液が、若干ながらも、二酸化炭素分離膜１５を浸透・透過する。ここで、シール部材３２によって、縁部２３ｂとＤＭＦＣ本体１０の挟持板１７との隙間がシールされているため、透過した二酸化炭素やメタノール水溶液が内部空間２１ａに浸入するはない。
【００５８】
＜ＤＭＦＣユニット−カソード側＞
次に、ＤＭＦＣユニットＵ１のカソード１１Ｃ側について説明する。
【００５９】
外部の酸素を含む空気が、開口部２２ａから、流通孔１６ａ，流通孔１３ａを通って、
カソード１１Ｃに供給される。カソード１１Ｃでは、酸素と、電解質膜１１Ａを移動して
きたプロトン（Ｈ+）と、ノートパソコン１００（外部負荷）を経由した電子（ｅ-）とが
反応し、次の式（２）に示すように、水蒸気が生成する。
【００６０】
Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ-→２Ｈ2Ｏ                                            …（２）
そして、生成した水蒸気は、流通孔１３ａ，流通孔１６ａを通って、開口部２２ａに排
出される。このとき、シール部材３１によって、縁部２２ｂと挟持板１６との隙間がシー
ルされているため、水蒸気が内部空間２１ａに浸入することはない。
【００６１】
このようにＤＭＦＣユニットＵ１によれば、カソード１１Ｃで生成した水蒸気や、二酸
化炭素分離膜１５を透過したメタノール水溶液が、内部空間２１ａに浸入しないため、制
御基板５１，蓄電器５２は保護される。これにより、ＤＭＦＣユニットＵ１の耐久性は高
くなっている。
【００６２】
また、ＤＭＦＣ本体１０は、発電により発熱し、この熱はシール部材３１およびシール
部材３２を介して、筐体２１に伝達し、溝２２ｄおよび溝２３ｄ内を流れる空気に放熱さ
れる。
【００６３】
≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係るＤＭＦＣユニットについて、図６を参照して説明する。図６
は、第２実施形態に係るＤＭＦＣユニットの断面図である。
【００６４】
≪ＤＭＦＣユニットの構成≫
図６に示すように、第２実施形態に係るＤＭＦＣユニットＵ２は、第１実施形態に係る
ＤＭＦＣ本体１０に代えて、ＤＭＦＣ本体１０Ａと、二酸化炭素排出チューブ６１（ガス
排出配管）を備えたことを主に特徴としている。
【００６５】
＜ＤＭＦＣ本体＞
ＤＭＦＣ本体１０Ａは、２つのＭＥＡ１１を備えている。ＭＥＡ１１，ＭＥＡ１１は、そのアノード１１Ｂ，１１Ｂ同士が対向しており、燃料タンク１４を挟んでいる。すなわ
ち、２つのＭＥＡ１１，ＭＥＡ１１は、燃料タンク１４を中心として対称に配置されてい
る。
【００６６】
＜二酸化炭素分離膜チューブ＞
また、ＤＭＦＣ本体１０Ａは、二酸化炭素を選択的に透過して分離する二酸化炭素分離
膜チューブ１８（ガス分離膜チューブ）を備えている。二酸化炭素分離膜チューブ１８は
、燃料タンク１４のタンク室１４ａに蛇行状で配置されると共に、その一端側（図４の右
側）は、燃料タンク１４の外に引き出されている。そして、発電により対向する各アノー
ド１１Ｂで生成し、タンク室１４ａのメタノール水溶液に混入した二酸化炭素は、二酸化
炭素分離膜チューブ１８の周壁を透過することで、分離され、燃料タンク１４外に排出さ
れるようになっている。
【００６７】
なお、二酸化炭素分離膜チューブ１８を、第１実施形態に係る二酸化炭素分離膜１５と
同様に、メタノール水溶液（メタノール，水）が若干ながらも浸透・透過してしまい、透
過したメタノール水溶液は、燃料タンク１４の外部に排出される。
【００６８】
＜二酸化炭素排出チューブ＞
二酸化炭素排出チューブ６１は、二酸化炭素分離膜チューブ１８と筐体２１の外部とを
接続している。これにより、排出された二酸化炭素，メタノール水溶液が、二酸化炭素排
出チューブ６１を通って、筐体２１の外部に排出されるようになっている。したがって、
筐体２１の内部空間２１ａに、二酸化炭素，メタノール水溶液が進入せず、制御基板５１等が良好に保護される。
【００６９】
≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係るＤＭＦＣユニットについて、図７を参照して説明する。図７
は、第３実施形態に係るＤＭＦＣユニットの断面図である。
【００７０】
≪ＤＭＦＣユニットの構成≫
図７に示すように、第３実施形態に係るＤＭＦＣユニットＵ３は、ＤＭＦＣ本体１０Ｂ
を備えている。ＤＭＦＣ本体１０Ｂは、２つのＤＭＦＣパック７１，７１と、枠状のカソ
ード流路部材８１と、リング状のシール部材３３，３３とを主に備えている。そして、
ＤＭＦＣ本体１０Ｂは、ＤＭＦＣパック７１，シール部材３３，カソード流路部材８１，シール部材３３，ＤＭＦＣパック７１の順で重ねられて構成されており、このように構成されたＤＭＦＣ本体１０Ｂは、その両外側（図７に示す上側と下側）から、筐体２１を構成する上ハーフ２２と下ハーフ２３とで挟まれている。これにより、シール部材は３３，
３４はそれぞれ弾性変形し、図４における上側のシール部材３３は上側のＤＭＦＣパック７１とカソード流路部材８１との間を、下側のシール部材３３は下側のＤＭＦＣパック
７１とカソード流路部材８１との間を、それぞれシールしている。
【００７１】
各ＤＭＦＣパック７１の構成は、第２実施形態に係るＤＭＦＣ本体１０Ａ（図６参照）
の構成と同一である。したがって、ＤＭＦＣ本体１０Ｂにおいて、カソード流路部材８１
の両側で、上側のＤＭＦＣパック７１のカソード１１Ｃと、下側のＤＭＦＣパック７１の
カソード１１Ｃとは、集電板１３，挟持板１６，挟持板１７等（図６参照）を介するもの
の、対向して配置されている。
【００７２】
＜カソード流路部材＞
カソード流路部材８１は枠状を呈している。そして、カソード流路部材８１の中空部は
、前記対向したカソード１１Ｃ，１１Ｃに供給される空気の流路と、発電により対向した
カソード１１Ｃ，１１Ｃで生成した水蒸気（水）の流路として機能している。
【００７３】
そして、カソード流路部材８１には、カソード流路８１ａと筐体２１の外部とを連通さ
せる連通チューブ８１ｂ（ガス排出配管）が適宜に設けられている。これにより、連通チ
ューブ８１ｂを通って、発電に必要な酸素を含む空気が筐体２１の外部からカソード流路
８１ａに、発電により生成した水蒸気がカソード流路８１ａから筐体２１の外部に流れる
ようになっている。ゆえに、対向するカソード１１Ｃ，１１Ｃを含むＭＥＡ１１は、酸素
不足とはならず、良好に発電するようになっている。
【００７４】
ここで、前記したように、シール部材３３，３３によって、カソード流路部材８１と、
これを挟むＤＭＦＣパック７１，７１の間はシールされているため、対向するカソード
１１Ｃで生成した水蒸気が、カソード流路８１ａから内部空間２１ａに浸入することは防止される。これにより、内部空間２１ａに収容された制御基板５１は保護される。
【００７５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限定さ
れず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば以下のように変更することができる。
【００７６】
前記した第３実施形態では、制御基板５１は単に内部空間２１ａに収容されたとしたが
、例えば、図８に示すように、片面に板状のシール部材３４が設けられた制御基板５１を
、ＤＭＦＣ本体１０Ｂの左側面に配置して、シールするようにしてもよい。
【００７７】
前記した第１実施形態では、溝２２ｄおよび溝２３ｄが、ノートパソコン１００の排気
口１０１ｃに通じる空気の流路上に位置するように設定されているとしたが（図２参照）
、その他に例えば、図９に示すように、ＤＭＦＣユニットＵ１はノートパソコン１００の
液晶パネル部１１０の背面に搭載され、溝２２ｄおよび溝２３ｄが、ＤＭＦＣユニットＵ
１が発電した際に生じる熱によって生じる空気の流れＦ２に沿うように、位置設定されて
もよい。
【００７８】
前記した第１実施形態では、ＤＭＦＣユニットＵ１が搭載される電子機器をノートパソ
コン１００としたが、電子機器の種類はこれに限定されず、携帯電話，ＰＤＡ等であって
もよい。
【００７９】
≪第４実施形態≫
本発明の第４の実施例について図１０から図１３を用いて説明する。
【００８０】
本実施例は前述の実施例と比較して、ＤＭＦＣユニット（燃料電池ユニット）Ｕ１の空気極が片面のみの１層構造であり、携帯電話に内蔵して使用する形態に使用した場合を示している。この場合の燃料電池装置は単独で全電力を供給可能なメインバッテリでもよいし、Ｌｉ電池や電気２重層キャパシタへ供給するサブバッテリとして使用してもよい。
【００８１】
本実施例は、カソード（空気極）側だけでなく、燃料が供給される燃料供給口２１３やアノード（燃料極）からの２酸化炭素排出口２１４を気密可能なシール性能を有したシール部材２０３を備えたことが特徴である。シール部材２０３に用いられる部材としては、前述の実施例に挙げた部材でも用いることが出来るが、図１２に示すように、ＤＭＦＣユニット（燃料電池ユニット）Ｕ１の発電に伴う熱が裏側にある携帯電話基板２１５へ影響が及ばないようにシール部２０３に熱伝導性の良いものを選定し、ＤＭＦＣユニット（燃料電池ユニット）Ｕ１の熱を筐体２０２で放熱する構造とすることが望ましい。現状の携帯電話は発熱の問題が大きく、このような構造とすることで燃料電池を携帯電話に搭載する際に問題となる液体のシール性と高放熱性を両方解決することができる。
【００８２】
シール部材２０３のシール部材の一例としてはＩＣなどに使われる熱伝導シートやグリスなどの熱抵抗の小さいものならば使用可能である。
【００８３】
また、ＤＭＦＣユニット（燃料電池ユニット）Ｕ１から筐体２０２への熱伝導性を上げるために図１１及び図１３に示すように、熱伝導シート等を使ったシール部材２０３の面積を可能な限り広げても良い。
【００８４】
なお、本実施例の図は、既存の携帯電話に搭載されたメイン液晶の裏に燃料電池モジュール１を搭載しているが、もちろん反対側である操作キーの裏にＤＭＦＣユニット（燃料電池ユニット）Ｕ１を搭載しても良い。
【００８５】
以上、複数の実施例を挙げたが、もちろん用途に応じて前記実施例のいくつかを組み合わせて使用しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１実施形態に係るノートパソコンの全体斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るノートパソコンの構成を模式的に示す図である。
【図３】第１実施形態に係るＤＭＦＣユニットの全体斜視図である。
【図４】図３に示す第１実施形態に係るＤＭＦＣユニットのＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】第１実施形態に係るＤＭＦＣユニットの分解斜視図である。
【図６】第２実施形態に係るＤＭＦＣユニットの断面図である。
【図７】第３実施形態に係るＤＭＦＣユニットの断面図である。
【図８】第３実施形態に係るＤＭＦＣユニットの変形例の断面図である。
【図９】第１実施形態に係るノートパソコンおよびＤＭＦＣユニットの変形例の全体斜視図である。
【図１０】第４実施形態に係る携帯電話の分解斜視図である。
【図１１】第４実施形態に係る携帯電話の分解斜視図である。
【図１２】第４実施形態に係る携帯電話の断面図である。
【図１３】第４実施形態に係る携帯電話の断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
Ｕ１…ＤＭＦＣユニット（燃料電池ユニット）、１０…ＤＭＦＣ本体（燃料電池本体）、１１…ＭＥＡ（膜電極接合体）、１４…燃料タンク、１５…二酸化炭素分離膜（ガス分離膜）、１８…二酸化炭素分離膜チューブ（ガス分離膜チューブ）、２１…筐体、２１ａ…内部空間、２２…上ハーフ、２２ａ，２３ａ…開口部、２２ｂ，２３ｂ…縁部、２２ｄ，２３ｄ…溝、２２ｅ，２３ｅ…底面、２３…下ハーフ、３１，３２，３３，３４…シール部材、４１…燃料カートリッジ、５１…制御基板（電子部品）、５２…蓄電器（電子部品）、６１…二酸化炭素排出チューブ（ガス排出チューブ）、８１…カソード流路部材、８１ａ…カソード流路、１００…ノートパソコン（電子機器）、１０１ｃ…排気口、202…筐体、２０３…シール部材、２１３…燃料供給口、２１４…２酸化炭素排出口。
【図１】
2006332025.tif 000003
【図２】
2006332025.tif 000004
【図３】
2006332025.tif 000005
【図４】
2006332025.tif 000006
【図５】
2006332025.tif 000007
【図６】
2006332025.tif 000008
【図７】
2006332025.tif 000009
【図８】
2006332025.tif 000010
【図９】
2006332025.tif 000011
【図１０】
2006332025.tif 000012
【図１１】
2006332025.tif 000013
【図１２】
2006332025.tif 000014
【図１３】
2006332025.tif 000015