(57)【要約】【課題】高い出力を安定して得ることが可能な燃料電池を提供することを目的とする。【解決手段】  電解質膜１７と、電解質膜１７の一方の面１７Ａに配置されたアノード触媒層１１と、電解質膜１７の他方の面１７Ｃに配置されたカソード触媒層１４と、カソード触媒層１４の上に積層された部材のうち、温度変化に関する時定数が最も大きい第１時定数を有する第１部材と、アノード触媒層１１の上に積層された部材のうち、温度変化に関する時定数が最も大きく且つ第１時定数より大きい第２時定数を有する第２部材と、を備えている。【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配置されたアノード触媒層と、
前記電解質膜の他方の面に配置されたカソード触媒層と、
前記カソード触媒層の上に積層された部材のうち、温度変化に関する時定数が最も大きい第１時定数を有する第１部材と、
前記アノード触媒層の上に積層された部材のうち、温度変化に関する時定数が最も大きく且つ第１時定数より大きい第２時定数を有する第２部材と、
を備えたことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
第１時定数は、第２時定数の１０％以下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】
前記第１部材は、前記アノードに燃料を供給する燃料供給機構との間に、前記電解質膜、前記アノード触媒層および前記カソード触媒層を保持するように配置されたカバープレート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】
前記第２部材は、前記アノードに燃料を供給する燃料供給機構の容器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５】
前記アノードに供給される燃料は、メタノール濃度が８０ｗｔ％以上のメタノール水溶液または純メタノールであることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池を用いた燃料電池の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型の燃料電池が注目を集めている。特に、メタノールを燃料として用いた直接メタノール型燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＤＭＦＣ）は、小型化が可能であり、さらに燃料の取り扱いも容易であるため、有望視されている。
【０００３】
ＤＭＦＣは、アノードとカソードとの間に電解質膜を挟持させた構造の膜電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）と、膜電極接合体にメタノールを供給する燃料供給機構と、を備えている。このようなＤＭＦＣのアノードでは、導入されたメタノールが酸化分解され、プロトン、電子および二酸化炭素が生成される。一方、カソードでは、空気中の酸素とアノード側から移動してきたプロトンとアノードから外部回路を通じて供給される電子とが反応して水が生成される。また、外部回路を通る電子によって電力が供給される。
【０００４】
燃料としてメタノールを用いた発電反応では、カソードで生成された水を効率よくアノード側に供給し、アノード側での触媒作用に利用することが望まれる。例えば、特許文献１によれば、空気極側の最外面から空気極までの熱抵抗を燃料極側の最外面から燃料極までの熱抵抗よりも小さくする技術が開示されている。
【０００５】
近年、ＤＭＦＣのさらなる小型化、薄型化に向け開発が進められているが、その小型化、薄型化に伴い、例えば、同様の構成を用いて薄型化し場合等において、ＤＭＦＣの出力が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１０５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、高い出力を安定して得ることが可能な燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の態様による燃料電池は、電解質膜と、前記電解質膜の一方の面に配置されたアノード触媒層と、前記電解質膜の他方の面に配置されたカソード触媒層と、前記カソード触媒層の上に積層された部材のうち、温度変化に関する時定数が最も大きい第１時定数を有する第１部材と、前記アノード触媒層の上に積層された部材のうち、温度変化に関する時定数が最も大きく且つ第１時定数より大きい第２時定数を有する第２部材と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、高い出力を安定して得ることが可能な燃料電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る燃料電池の構造を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した燃料電池における膜電極接合体の一部を概略的に示す斜視図である。
【図３】図３は、カソード側に配置された第１時定数を有する第１部材と、アノード側に配置された第１時定数より大きい第２時定数を有する第２部材を有することによる効果の検証結果を示す図である。
【図４】図４は、カソード側に配置された第１時定数を有する第１部材と、アノード側に配置された第１時定数より大きい第２時定数を有する第２部材を有することによる効果の検証結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施の形態に係る燃料電池について図面を参照して説明する。図１に示すように、燃料電池１は、起電部を構成する膜電極接合体（ＭＥＡ）２と、膜電極接合体２に燃料を供給する燃料供給機構３と、から主として構成されている。
【００１２】
すなわち、燃料電池１において、膜電極接合体２は、アノード触媒層１１およびアノード触媒層１１の上に配置されたアノードガス拡散層１２を有するアノード（燃料極）１３と、カソード触媒層１４およびカソード触媒層１４に積層されたカソードガス拡散層１５を有するカソード（空気極／酸化剤極）１６と、アノード触媒層１１とカソード触媒層１４とで挟持されたプロトン（水素イオン）伝導性の電解質膜１７とを備えて構成されている。
【００１３】
アノード触媒層１１やカソード触媒層１４に含有される触媒としては、例えば白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が挙げられる。アノード触媒層１１には、メタノールや一酸化炭素等に対して強い耐性を有するＰｔ−ＲｕやＰｔ−Ｍｏ等を用いることが好ましい。カソード触媒層１４には、ＰｔやＰｔ−Ｎｉ等を用いることが好ましい。ただし、触媒は、これらに限定されるものではなく、触媒活性を有する各種の物質を使用することができる。また、触媒は、炭素材料のような導電性担持体を使用した担持触媒、あるいは無担持触媒のいずれであってもよい。
【００１４】
電解質膜１７を構成するプロトン伝導性材料としては、例えばスルホン酸基を有するパーフルオロスルホン酸重合体のようなフッ素系樹脂（ナフィオン（商品名、デュポン社製）やフレミオン（商品名、旭硝子社製）等）、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂等の有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸等の無機系材料が挙げられる。ただし、プロトン伝導性の電解質膜１７は、これらに限られるものではない。
【００１５】
アノード触媒層１１に積層されるアノードガス拡散層１２は、アノード触媒層１１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１１の集電機能を有するものである。カソード触媒層１４に積層されるカソードガス拡散層１５は、カソード触媒層１４に酸化剤（空気あるいは酸素）を均一に供給する役割を果たすと同時に、カソード触媒層１４の集電機能を有するものである。アノードガス拡散層１２およびカソードガス拡散層１５は、例えばカーボンペーパーなどの導電性を有する多孔質基材によって構成されている。
【００１６】
上述した膜電極接合体２は、集電体１８によって挟持されている。この集電体１８は、膜電極接合体２に備えられたアノード１３と同数のアノード集電体１８Ａ、および、膜電極接合体２に備えられたカソード１６と同数のカソード集電体１８Ｃを有している。アノード集電体は、アノード１３のアノードガス拡散層１２に積層されている。また、カソード集電体は、カソード１６のカソードガス拡散層１５に積層されている。
【００１７】
アノード集電体およびカソード集電体としては、例えば金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属材料からなる多孔膜（例えばメッシュ）または箔体、あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性金属材料に金などの良導電性金属を被覆した複合材などをそれぞれ使用することができる。
【００１８】
膜電極接合体２は、電解質膜１７のアノード１３側およびカソード１６側にそれぞれ配置されたゴム製のＯリング等のシール部材１９によってシールされており、これにより、膜電極接合体２からの燃料漏れや酸化剤漏れが防止されている。
【００１９】
膜電極接合体２のカソード１６側には、絶縁材料によって形成された板状体２０が配置されている。この板状体２０は、主に保湿層として機能する。すなわち、この板状体２０は、カソード触媒層１４で生成された水の一部が含浸されて水の蒸散を抑制するとともに、カソード触媒層１４への空気の取入れ量を調整し且つ空気の均一拡散を促進するものである。この板状体２０は、例えば多孔質構造の部材で構成され、具体的な構成材料としては、ポリエチレンやポリプロピレンの多孔質体などが挙げられる。
【００２０】
上述した膜電極接合体２は、燃料供給機構３とカバープレート２１との間に配置されている。カバープレート２１は、外観が略矩形状のものであり、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）によって形成されている。また、カバープレート２１は、酸化剤である空気を取入れるための複数の開口部（空気導入孔）２１Ａを有している。
【００２１】
燃料供給機構３は、膜電極接合体２のアノード１３に対して燃料を供給するように構成されているが、特に、特定の構成に限定されるものではない。以下に、燃料供給機構３の一例について説明する。
【００２２】
燃料供給機構３は、例えば、箱状に形成された容器３０を備えている。この燃料供給機構３は、液体燃料を収容する燃料収容部４と流路５を介して接続されている。容器３０の燃料導入口３０Ａには、流路５が接続されている。燃料供給機構３は、膜電極接合体２のアノード１３の面方向に燃料を分散並びに拡散させつつ供給する燃料供給部３１を備えている。ここでは、特に、燃料供給部３１が燃料分配板３１Ａを備えた構成について説明するが、燃料供給部３１は他の構成であっても良い。
【００２３】
すなわち、燃料分配板３１Ａは、１つの燃料注入口３２と、複数の燃料排出口３３とを有しており、細管３４のような燃料通路を介して燃料注入口３２と燃料排出口３３とを接続した構成である。
【００２４】
膜電極接合体２は、そのアノード１３が上述したような燃料分配板３１Ａの燃料排出口３３に対向するように配置されている。カバープレート２１は、燃料供給機構３との間に膜電極接合体２を保持した状態で容器３０に対してカシメあるいはネジ止めなどの手法により固定されている。これにより、燃料電池（ＤＭＦＣ）１の発電ユニットが構成されている。
【００２５】
燃料供給部３１は、燃料分配板３１Ａと膜電極接合体２との間に燃料拡散室３１Ｂとして機能する空間を形成するような構成であることが望ましい。この燃料拡散室３１Ｂは、燃料排出口３３から液体燃料が排出されたとしても気化を促進するとともに、面方向への拡散を促進する機能を有している。
【００２６】
膜電極接合体２と燃料供給部３１との間には、少なくとも１つの多孔体、例えば拡散板を配置しても良い。
【００２７】
また、膜電極接合体２と燃料供給部３１との間には、膜電極接合体２をアノード１３側から支持する支持部材を配置しても良い。さらに、支持部材は、燃料の気化を促進するための多孔質体であっても良い。
【００２８】
さらに、膜電極接合体２と燃料供給部３１との間には、アノード１３に対する燃料の供給量を制御する燃料絞りを配置しても良い。
【００２９】
燃料収容部４には、膜電極接合体２に応じた液体燃料が収容されている。液体燃料としては、各種濃度のメタノール水溶液や純メタノール等のメタノール燃料が挙げられる。なお、液体燃料は、必ずしもメタノール燃料に限られるものではない。液体燃料は、例えば、エタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、その他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料収容部４には、膜電極接合体２に応じた液体燃料が収容される。
【００３０】
さらに、流路５には、ポンプ６が介在していても良い。ポンプ６は、燃料を循環させる循環ポンプではなく、あくまでも燃料収容部４から燃料供給部３１に液体燃料を送液する燃料供給ポンプである。燃料供給部３１から膜電極接合体２に供給された燃料は、発電反応に使用され、その後に循環して燃料収容部４に戻されることはない。
【００３１】
この実施の形態の燃料電池１は、燃料を循環しないことから、従来のアクティブ方式とは異なるものであり、装置の小型化等を損なうものではない。また、液体燃料の供給にポンプ６を使用しており、従来の内部気化型のような純パッシブ方式とも異なる。図１に示す燃料電池１は、例えばセミパッシブ型と呼称される方式を適用したものである。
【００３２】
この実施の形態の燃料電池１においては、ポンプ６を用いて燃料収容部４から燃料供給部３１に液体燃料が間欠的に送液される。ポンプ６で送液された液体燃料は、燃料供給部３１を経て膜電極接合体２のアノード１３の全面に対して均一に供給される。
【００３３】
すなわち、複数の単セルＣの各アノード１３の平面方向に対して均一に燃料が供給され、これにより発電反応が生起される。燃料供給用（送液用）のポンプ６の運転動作は、燃料電池１の出力、温度情報、電力供給先である電子機器の運転情報等に基づいて制御することが好ましい。
【００３４】
上述したように、燃料供給部３１から放出された燃料は、膜電極接合体２のアノード１３に供給される。膜電極接合体２内において、燃料は、アノードガス拡散層１２を拡散してアノード触媒層１１に供給される。液体燃料としてメタノール燃料を用いた場合、アノード触媒層１１で下記の（１）式に示すメタノールの内部改質反応が生じる。なお、メタノール燃料として純メタノールを使用した場合には、カソード触媒層１４で生成した水や電解質膜１７中の水をメタノールと反応させて（１）式の内部改質反応を生起させる。あるいは、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。
【００３５】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ  →  ＣＯ2＋６Ｈ+＋６ｅ-  …（１）
この反応で生成した電子（ｅ-）は、集電体１８を経由して外部に導かれ、いわゆる電気として携帯用電子機器等を動作させた後、集電体１８を経由してカソード１６に導かれる。（１）式の内部改質反応で生成したプロトン（Ｈ+）は、電解質膜１７を経てカソード１６に導かれる。カソード１６には、酸化剤として空気が供給される。カソード１６に到達した電子（ｅ-）とプロトン（Ｈ+）は、カソード触媒層１４で空気中の酸素と下記の（２）式にしたがって反応し、この反応に伴って水が生成する。
【００３６】
６ｅ-＋６Ｈ+＋（３／２）Ｏ2  →  ３Ｈ2Ｏ  …（２）
上述した燃料電池１の発電反応において、発電する電力を増大させるためには触媒反応を円滑に行わせるとともに、膜電極接合体２の電極全体に均一に燃料を供給し、電極全体をより有効に発電に寄与させることが重要となる。
【００３７】
この実施の形態においては、図２に示すように、膜電極接合体２は、単一の電解質膜１７の一方の面１７Ａにおいて間隔をおいて配置された複数のアノード触媒層１１及び各アノード触媒層１１の上に積層されたアノードガス拡散層１２を有するアノード１３と、電解質膜１７の他方の面１７Ｃにおいてアノード１３のそれぞれと対向するように間隔をおいて配置された複数のカソード触媒層１４及び各カソード触媒層１４の上に積層されたカソードガス拡散層１５を有するカソード１６と、を備えている。ここでは、アノード１３およびカソード１６がそれぞれ４個である場合を示している。
【００３８】
これらのアノード１３とカソード１６との各組み合わせは、それぞれ電解質膜１７を挟持し、単セルＣをなしている。ここでは、単セルＣのそれぞれは、同一平面上において、その長手方向と直交する方向に間隔をおいて並んで配置されている。なお、膜電極接合体２の構造は、この例に限らず他の構造であっても良い。
【００３９】
図２に示したような複数の単セルＣを有する膜電極接合体２においては、各単セルＣは、図示しない集電体によって電気的に直列に接続されている。
【００４０】
本実施の形態において、燃料電池１は、カソード触媒層１４の上に積層された部材、例えば、カソードガス拡散層１５、カソード集電体１８Ｃ、板状体２０、カバープレート２１などのうち、最も大きい第１時定数を有する第１部材を有する。燃料電池１は、アノード触媒層１１の上に積層された部材、例えば、アノードガス拡散層１２、アノード集電体１８Ａ、燃料分配板３１Ａ、容器３０などのうち、最も大きく且つ第１時定数より大きい第２時定数を有する第２部材を有する。
【００４１】
ここで、時定数とは、温度が時間変化するとき、初期値から定常値の約６３％になるまでに要する時間である。つまり、初期値から定常値までの変化量の内の特定のパーセントまで変化するのに要する時間である。この時定数[ｔ]は、部材の熱抵抗[℃／Ｗ]と、部材の熱容量[Ｊ／℃]との積で表される。つまり、温度が時間変化するとき、時定数が大きいことは、加熱の系では温度上昇しにくく、放熱の系では温度低下しにくいことに相当する。また、時定数が小さいことは、加熱の系では温度上昇しやすく、放熱の系では温度低下しやすいことに相当する。
【００４２】
この時定数の測定方法について説明する。時定数[ｔ]は、熱抵抗[℃／Ｗ]と、熱容量[Ｊ／℃]との積である。したがって、時定数[ｔ]は、それぞれの燃料電池１を各部材に分解し、各部材の熱抵抗[℃／Ｗ]および熱容量[Ｊ／℃]を測定することによって求めることができる。各部材において、燃料電池１の二次元平面視野で燃料電池１の外接円を描いたときに、外接円の中心を含む領域の熱抵抗および熱容量を測定する。熱抵抗Ｒ[℃／Ｗ]は、Ｒ＝ｌ／λＡと表すことができる。ここで、ｌは伝熱の長さ[ｍ]、λは熱伝導率[Ｗ／ｍ℃]、Ａは伝熱面積[ｍ２]である。熱伝導率は、レーザーフラッシュ法によって測定することができる。熱容量ｃ[Ｊ／℃]は、ｃ＝ｍＣＰと表すことができる。ここで、ｍ[ｋｇ]は質量、ＣＰ[Ｊ／ｋｇ℃]は比熱である。比熱は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）によって測定することができる。
【００４３】
本実施の形態において、膜電極接合体２のアノード１３側に配置された第２部材の第２時定数は、膜電極接合体２のカソード１６側に配置された第１部材の第１時定数より大きいため、第２部材は第１部材より温度変化しにくい。つまり、第２部材が配置されたアノード１３側は、第１部材が配置されたカソード１６側より温度変化が小さい。
【００４４】
ここでは、カソード１６側に配置された第１部材は、例えば、カバープレート２１である。また、アノード１３側に配置された第２部材は、例えば、燃料供給機構３の容器３０である。つまり、カソード１６側に配置されたカバープレート２１の第１時定数は、アノード１３側に配置された容器３０の第２時定数より小さく、カバープレート２１は、容器３０より温度変化しやすい。
【００４５】
本実施の形態によれば、燃料電池１の発電反応などにより温度が時間変化した場合においても、アノード１３側に配置された容器３０の第２時定数が大きいため、アノード１３側の温度変化が小さい。つまり、アノード１３側の温度を適温に保つことができ、燃料供給機構３から供給される液体燃料の気化を比較的安定させることが可能となる。
【００４６】
また、燃料電池１の発電反応などにより温度が時間変化した場合においても、カソード１６側に配置されたカバープレート２１の第１時定数が小さいため、カソード１６側の温度変化が大きい。つまり、カソード１６側の温度が上昇しても放熱が促進され、カソード１６側の温度を下げることができ、カソード１６側で生成した水の過剰な蒸発を抑制することが可能となり、適度な水を安定してアノード１３に供給することが可能となる。
【００４７】
したがって、本実施の形態によれば、燃料電池１を運転した際に、発電反応を効率よく生起させることが可能となり、高い出力を安定して得ることが可能となる。
【００４８】
なお、ここでは、カソード触媒層１４の上に積層された部材のうち最も高い第１時定数を有する第１部材がカバープレート２１であり、アノード触媒層１１の上に積層された部材のうち最も高い第２時定数を有する第２部材が容器３０である例を説明しているが、この例に限らず、カソード触媒層１４の上に積層された部材のうち最も高い第１時定数を有する第１部材およびアノード触媒層１１の上に積層された部材のうち最も高い第２時定数を有する第２部材が他の部材であってもよい。
【００４９】
次に、カソード触媒層１４の上に積層された部材のうち最も大きい第１時定数を有する第１部材と、アノード触媒層１１の上に積層された部材のうち最も大きく第１時定数より大きい第２時定数を有する第２部材と、を有する燃料電池１についての効果を検証した。
【００５０】
実施例１に係る燃料電池１では、アノード１３側に配置された第２部材の第２時定数は、カソード１６側に配置された第１部材の第１時定数より大きい。第１時定数は、第２時定数の１０％以下であり、ここでは実施例１に係る燃料電池１の第２時定数を１００とした相対値で表すと３である。
【００５１】
比較例１に係る燃料電池１では、アノード１３側に配置された第２部材の第２時定数は、カソード１６側に配置された第１部材の第１時定数より小さい。この比較例に適用した第１部材の第１時定数は、実施例１に係る燃料電池１の第２時定数を１００とした相対値で表すと３６である。また、この比較例に適用した第２部材の第２時定数は、実施例１に係る燃料電池１の第２時定数を１００とした相対値で表すと３である。比較例１に係る燃料電池１は、第１実施例に係る燃料電池１の厚さと略同等である。ここで、燃料電池１の厚さとは、カバープレート２１の外面（あるいは上面）から容器３０の外面（あるいは下面）までの距離である。
【００５２】
実施例１および比較例１に係る燃料電池１について、同一条件で運転させたときの１時間後の出力を測定した。測定結果を図３に示す。
【００５３】
図３に示すように、比較例１に係る燃料電池１の出力は、実施例１に係る燃料電池１の出力を１００とした相対値で表すと９６．３であり、実施例１に係る燃料電池１によれば、比較例１に係る燃料電池１よりも高い出力を得られることが確認された。
【００５４】
実施例２および比較例２に係る燃料電池１は、実施例１に係る燃料電池１を構成する部材の材料、厚さ等が異なり、実施例１に係る燃料電池１の厚さの約半分の厚さである。なお、実施例２に係る燃料電池１の第１部材の第１時定数は、実施例１に係る燃料電池１の第１部材の第１時定数の約１／５である。
【００５５】
実施例２に係る燃料電池１では、アノード１３側に配置された第２部材の第２時定数は、カソード１６側に配置された第１部材の第１時定数より大きい。第１時定数は、第２時定数の１０％以下であり、ここでは実施例２に係る燃料電池１の第２時定数を１００とした相対値で表すと３．３３である。
【００５６】
比較例２に係る燃料電池１では、アノード１３側に配置された第２部材の第２時定数は、カソード１６側に配置された第１部材の第１時定数より小さい。この比較例に適用した第１部材の第１時定数は、実施例２に係る燃料電池１の第２時定数を１００とした相対値で表すと８８．８９である。また、この比較例に適用した第２部材の第２時定数は、実施例１に係る燃料電池１の第２時定数を１００とした相対値で表すと５．５６である。比較例２に係る燃料電池１は、第２実施例に係る燃料電池１の厚さと略同等である。
【００５７】
実施例２および比較例２に係る燃料電池１について、同一条件で運転させたときの出力を測定した。測定結果を図４に示す。
【００５８】
図４に示すように、比較例２に係る燃料電池１の出力は、実施例２に係る燃料電池１の出力を１００とした相対値で表すと９７．８であり、実施例２に係る燃料電池１によれば、比較例２に係る燃料電池１より高い出力を得られることが確認された。
【００５９】
上述した本実施形態の燃料電池１は、各種の液体燃料を使用した場合に効果を発揮し、液体燃料の種類や濃度は限定されるものではない。ただし、燃料を面方向に分散させつつ供給する燃料供給部３１は、特に燃料濃度が濃い場合に有効である。このため、各実施形態の燃料電池１は、濃度が８０ｗｔ％以上のメタノールを液体燃料として用いた場合に、その性能や効果を特に発揮することができる。したがって、各実施形態は、メタノール濃度が８０ｗｔ％以上のメタノール水溶液や純メタノールを液体燃料として用いた燃料電池１に好適である。
【００６０】
さらに、上述した各実施形態は、本発明をセミパッシブ型の燃料電池１に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、内部気化型の純パッシブ型の燃料電池に対しても適用可能である。
【００６１】
なお、本発明は液体燃料を使用した各種の燃料電池に適用することができる。また、燃料電池の具体的な構成や燃料の供給状態等も特に限定されるものではなく、ＭＥＡに供給される燃料の全てが液体燃料の蒸気、全てが液体燃料、または一部が液体状態で供給される液体燃料の蒸気等、種々形態に本発明を適用することができる。実施段階では本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。さらに、上記実施形態に示される複数の構成要素を適宜に組み合わせたり、また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たりする等、種々の変形が可能である。本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１１…アノード触媒層  １４…カソード触媒層  １７…電解質膜
【図１】
2011029080.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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