(57)【要約】【課題】燃料溶液の液漏れが生じた場合に昆虫類が群がることを抑止し得る燃料電池の提供。【解決手段】植物精油及び／又はその成分による生物忌避作用を付与された燃料電池を提供する。植物精油による生物忌避作用は、植物精油を燃料中に含有させることにより、あるいは筐体の少なくとも一部に処理することにより付与することができる。この燃料電池では、特に生物的栄養源となり得る化合物を燃料とした際、燃料溶液の液漏れが生じた場合にも、植物精油による生物忌避作用によって漏れ出た燃料溶液に昆虫類が群がってくることを効果的に抑止できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物精油及び／又はその成分による生物忌避作用が付与された燃料電池。
【請求項２】
前記植物精油は、オレンジフラワー油、ゼラニウム油、タイムホワイト油、タイムレッド油、ナツメグ油、パチョウリ油、パルマローザ油、ビターオレンジ油、レモングラス油、キンモクセイ油、ゴマ油、シナモンリーフ油、シナモンバーグ、カシア、セロリー種子油、トルーバルサム、ペルーバルサム、オークモス、サンダルウッド油、スペアミント油、ローレル油、ガーリック油、ココナッツ油、ジル油（イノンド油）、バーチ油、ペニーロイヤル油、ニーム油、ベチバー油、エレミ油。バンレイシ科植物（Xylopia aethiopica）の種子抽出物、アオガンピ（Wiskstroemia retusa A. Gray）抽出物、ショウガ科植物（Aframomum melegueta）の種子抽出物から選択される一以上である請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記植物精油が、燃料中に含有されている請求項２記載の燃料電池。
【請求項４】
前記植物精油が、筐体の少なくとも一部に処理されている請求項２記載の燃料電池。
【請求項５】
生物的栄養源となり得る化合物を燃料とする請求項３又は４記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関する。より詳しくは、植物精油による生物忌避作用を付与されたバイオ燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アノード又はカソードの少なくとも一方の電極上に触媒として酸化還元酵素を固定したバイオ燃料電池（以下、単に「燃料電池」という）が開発されてきている。燃料電池では、グルコースやエタノールのような通常の工業触媒では反応が困難な燃料から効率良く電子を取り出すことで、高い容量を得ることができる。また、燃料電池では、これらの人体にとって栄養源ともされ得るような燃料を用いることで、高い安全性が実現できる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、燃料となる酸化還元酵素の基質に、生物的栄養源となり得る化合物を用いる燃料電池が開示されている（当該文献請求項５参照）。具体的な化合物としては、アルコール、糖及びアルデヒドが挙げられている（請求項６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５９８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示される燃料電池のように、アルコール、糖及びアルデヒド等を燃料とする燃料電池は、高い安全性を有する。
【０００６】
しかし、このような燃料電池では、燃料溶液が人体のみならず昆虫類やバクテリア、カビなどの生物にとっても栄養源となり得るため、燃料溶液の液漏れが生じると、漏れ出た燃料溶液に昆虫類が群がってくるおそれがある。この場合、電池の使用上の問題が生じるばかりか、電池の美観が大きく損なわれ、ゴキブリやハエなどの害虫類が群がると衛生上の問題も生じてくる。また、漏れ出た燃料溶液にバクテリアやカビが発生した場合にも、同様の問題が生じ得る。
【０００７】
そこで、本発明は、燃料溶液の液漏れが生じた場合に昆虫類が群がることを抑止し得る燃料電池を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題解決のため、本発明は、植物精油及び／又はその成分による生物忌避作用を付与された燃料電池を提供する。
植物精油による生物忌避作用は、植物精油を燃料中に含有させることにより、あるいは筐体の少なくとも一部に処理することにより付与することができる。
植物精油としては、オレンジフラワー油、ゼラニウム油、タイムホワイト油、タイムレッド油、ナツメグ油、パチョウリ油、パルマローザ油、ビターオレンジ油、レモングラス油、キンモクセイ油、ゴマ油、シナモンリーフ油、シナモンバーグ、カシア、セロリー種子油、トルーバルサム、ペルーバルサム、オークモス、サンダルウッド油、スペアミント油、ローレル油、ガーリック油、ココナッツ油、ジル油（イノンド油）、バーチ油、ペニーロイヤル油、ニーム油、ベチバー油、エレミ油。バンレイシ科植物（Xylopia aethiopica）の種子抽出物、アオガンピ（Wiskstroemia retusa A. Gray）抽出物、ショウガ科植物（Aframomum melegueta）の種子抽出物から選択される一以上を用いることができる。
この燃料電池では、特に生物的栄養源となり得る化合物を燃料とした際、燃料溶液の液漏れが生じた場合にも、植物精油による生物忌避作用によって漏れ出た燃料溶液に昆虫類が群がってくることを効果的に抑止できる。
【０００９】
本発明において、「植物精油」とは、植物から抽出される、揮発性の芳香物質（香気成分）を含む有機化合物であって、少なくとも昆虫類を含む、人以外の生物に対し、忌避作用を発揮し得るものをいう。「植物精油の成分」とは、植物精油に含有され、上記忌避作用を発揮する物質をいう。この成分は、天然植物精油に含有された状態の物質に加えて、精油から単離・精製された状態の物質、あるいは化学的に合成された物質（類似構造を有し、同様の作用を示す物質を含む）であってもよい。また、「生物忌避作用」とは、少なくとも昆虫類に対する忌避作用を意味し、細菌や真菌類に対する増殖抑制作用をも含み得るものとする。
【００１０】
「生物的栄養源となり得る化合物」とは、糖、アルコール、アルデヒド、脂質又はタンパク質等の化合物であって、生物にとって生存のための栄養源となり、かつ燃料電池に用いられる酸化還元酵素の基質ともなり得る物質をいうものとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、燃料溶液の液漏れが生じた場合に昆虫類が群がることを抑止し得る燃料電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＤＥＥＴを添加した燃料溶液でのアノードの酵素触媒電流値を測定した結果を示す図である。
【図２】植物精油（ナツメグ油）を添加した燃料溶液でのアノードの酵素触媒電流値を測定した結果を示す図である。
【図３】植物精油（レモングラス油・パルマローザ油）を添加した燃料溶液でのアノードの酵素触媒電流値を測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。
１．燃料電池の構成
（１）燃料
（２）電極
（ｉ）燃料極酵素
（ｉｉ）空気極酵素
（ｉｉｉ）電極材料
（３）プロトン伝導体
２．植物精油による生物忌避作用
（１）植物精油
（２）植物精油の燃料溶液への添加
（３）植物精油による筐体の処理
【００１４】
１．燃料電池の構成
本発明に係る燃料電池は、生物的栄養源となり得る化合物を燃料とし、これらを酸化還元し得る酵素を触媒として電極上に固定した電池であり、植物精油及び／又はその成分による生物忌避作用が付与されていることを特徴とする。
【００１５】
（１）燃料
本発明に係る燃料電池の燃料には、生物的栄養源となり得る化合物が用いられる。この化合物は、糖、アルコール、アルデヒド、脂質又はタンパク質等の化合物であって、生物にとって生存のための栄養源となり、かつ後述する酸化還元酵素の基質ともなり得る物質とされる。
【００１６】
燃料として用いることができる化合物は、具体的には、例えば、グルコース、フルクトース、ソルボース等の糖類、メタノール、エタノール、プロパノール、グリセリン、ポリビニルアルコール等のアルコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、酢酸、蟻酸、ピルビン酸等の有機酸などが挙げられる。この他にも、脂肪類やタンパク質、これらの糖代謝の中間生成物である有機酸などが挙げられる。
【００１７】
燃料には、これらの化合物を１つ又は２つ以上を組み合わせて用いることができる。燃料には、取り扱いが極めて容易であること、入手が容易であること、環境への負荷が小さいこと等の観点から、特にグルコースやアルコールが好適に用いられる。
【００１８】
（２）電極
（ｉ）燃料極酵素
本発明に係る燃料電池の燃料極（アノード）には、上記の化合物の酸化反応を触媒し、電子を取り出すための酵素が固定される。
【００１９】
アノードに固定される酵素は、例えば、グルコースデヒドロゲナーゼ、グルコネート５デヒドロゲナーゼ、グルコネート２デヒドロゲナーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、アルデヒドレダクターゼ、アルデヒドデヒドロゲナーゼ、ラクテートデヒドロゲナーゼ、ヒドロキシパルベートレダクターゼ、グリセレートデヒドロゲナーゼ、フォルメートデヒドロゲナーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、ガラクトースデヒドロゲナーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、グリセルアルデヒドー3リン酸デヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、スクロースデヒドロゲナーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、ソルボースデヒドロゲナーゼ、ピルベートデヒドロゲナーゼ、イソシレートデヒドロゲナーゼ、２−オキソグルタレートデヒドロゲナーゼ、スクシネートデヒドロゲナーゼ、マレートデヒドロゲナーゼ、アシルーCoAデヒドロゲナーゼ、L-3-ヒドロキシアシルーCoAデヒドロゲナーゼ、３−ヒドロキシプロピオネートデヒドロゲナーゼ、３−ヒドロキシブチレートデヒドロゲナーゼ等とできる。
【００２０】
また、アノードには、上記の酸化酵素に加え、酸化型補酵素および補酵素酸化酵素を固定してもよい。酸化型補酵素としては、例えば、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（nicotinamideadenine dinucleotide、以下「NAD＋」と表記する）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（nicotinamideadenine dinucleotide phosphate、以下「NADP＋」と表記する）フラビンアデニンジヌクレオチド（flavin adenine dinucleotide、以下「FAD＋」と表記する。）、ピロロキノリンキノン（pyrrollo-quinoline quinone、以下「PQQ2＋」と表記する）などが挙げられる。補酵素酸化酵素としては、例えば、ジアホラーゼが挙げられる。
【００２１】
さらに、アノードには、上記の酸化酵素及び酸化型補酵素に加え、電子伝達メディエーターを固定してもよい。発生した電子の電極への受け渡しをスムーズにするためである。電子伝達メディエーターとしては、様々な材料を用いることができるが、キノン骨格を有する化合物あるいはフェロセン骨格を有する化合物を使用することが好ましく、キノン骨格を有する化合物としては特に、ナフトキノン骨格あるいはアントラキノン骨格を有する化合物が好適である。さらに、必要に応じて、キノン骨格を有する化合物やフェロセン骨格を有する化合物と共に、電子伝達メディエーターとして作用する１種又は２種以上の他の化合物を併用して固定化してもよい。
【００２２】
具体例を挙げると、ナフトキノン骨格を有する化合物としては、例えば、２−アミノ−１，４−ナフトキノン（ＡＮＱ）、２−アミノ−３−メチル−１，４−ナフトキノン（ＡＭＮＱ）、２−アミノ−３−カルボキシ−１，４−ナフトキノン（ＡＣＮＱ）、２，３−ジアミノ−１，４−ナフトキノン、４−アミノ−１，２−ナフトキノン、２−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、２−メチル−３−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、ビタミンＫ１（2-methyl-3-phyty1,4-naphthoquinone）、ビタミンＫ２（2-farnesyl-3-methyl-1,4-naphtoquinone）、ビタミンＫ３（2-methy 1,4-naphthoquinone）、などを用いることができる。また、キノン骨格を有する化合物としては、例えば、anthraquinone-1-sulfonate、anthraquinone-2-sulfonateなどのようなアントラキノン骨格を有する化合物やその誘導体を用いることもできる。またフェロセン骨格を有する化合物としては、例えば、ビニルフェロセン、ジメチルアミノメチルフェロセン、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、ジメチルフェロセン、フェロセンモノカルボン酸などを用いることができる。さらに、その他の化合物としては、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）などの金属錯体、ベンジルビオローゲンなどのビオローゲン化合物、ニコチンアミド構造を有する化合物、リボフラビン構造を有する化合物、ヌクレオチド−リン酸構造を有する化合物などを用いることができる。より具体的な一例を挙げると、例えば、cis-[Ru(NH3)4Cl2]1+/0、trans-[Ru(NH3)4Cl2]1+/0、[Co(dien)2]3+/2+、[Mn(CN)6]3-4-、[Mn(CN)6]4-/5-、[Mo2O3S(edta)]2-/3-、[Mo2O2S2(edta)]2-/3-、[Mo2O4(edta)]2-/3-、[Cr(edta)(H2O)]1-/2-、 [Cr(CN)6]3-/4-、methylene blue、pycocyanine、indigo-tetrasulfonate、luciferin、gallocyanine、pyocyanine、methyl apri blue、resorufin、indigo-trisulfonate、6,8,9-trimethyl-isoalloxazine、chloraphine、indigo disulfonate、nile blue、indigocarmine、9-phenyl-isoalloxazine、thioglycolic acid、2-amino-N-methyl phenazinemethosulfate、azure A、indigo-monosulfonate、anthraquinone-1,5-disulfonate、alloxazine、brilliant alizarin blue、crystal violet、patent blue、9-methyl-isoalloxazine、cibachron blue、phenol red、anthraquinone-2,6-disulfonate、neutral blue、bromphenol blue、anthraquinone-2,7-disulfonate、quinoline yellow、riboflavin、Flavin mononucleotide（FMN）、flavin adenine dinucleotide（FAD）、phenosafranin、lipoamide、safranine T、lipoic acid、indulin scarlet、4-aminoacridine、acridine、nicotinamideadenine dinucleotide（NAD）、nicotinamide adenine dinucleotidephosphate（NADP）、neutral red、cysteine、benzyl viologen(2+/1+)、3-aminoacridine、1-aminoacridine、methyl viologen(2+/1+)、2-aminoacridine、2,8-diaminoacridine、5-aminoacridineなどを用いることができる。なお、化学式中、dienはdiethylenetriamineを、edtaはethylenediaminetetraacetate tetraanioneをそれぞれ示す。
【００２３】
（ｉｉ）空気極酵素
本発明に係る燃料電池の空気極（カソード）には、外部から供給される酸素の還元反応を触媒する酵素が固定される。
【００２４】
カソードに固定される酵素は、酸素を反応基質とするオキシダーゼ活性を有する酵素であれば特に限定されず、例えば、ラッカーゼやビリルビンオキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、CueO、CotA等とできる。
【００２５】
また、カソードには、上記の酵素に加え、電子伝達メディエーターを固定してもよい。アノードから送り込まれる電子の受け取りをスムーズにするためである。カソードに固定し得る電子伝達メディエーターは、アノードに用いる電子伝達メディエーターに比べて酸化還元電位が高ければよく、必要に応じて自由に選択することができる。
【００２６】
具体例を挙げると、ＡＢＴＳ(2,2'-azinobis(3-ethylbenzoline-6-sulfonate))、K3[Fe(CN)6]、RuO40/1-、[Os(trpy)3]3+/2+、[Rh(CN)6]3-/4-、[Os(trpy)(dpy)(py)]3+/2+、IrCl62-/3-、[Ru(CN)6]3-/4-、OsCl62-/3-、[Os(py)2(dpy)2]3+/2+、[Os(dpy)3]3+/2+、CuIII/II(H2A3)0/1-、[Os(dpy)(py)4]3+/2+、IrBr62-/3-、[Os(trpy)(py)3]3+/2+、[Mo(CN)8]3-/4-、[Fe(dpy)]3+/2+、[Mo(CN)8]3-/4-、CuIII/II(H2G3a)0/1-、[Os(4,4'-Me2-dpy)3]3+/2+、[Os(CN)6]3-/4-、RuO41-/2-、[Co(ox)3]3-/4-、[Os(trpy)(dpy)Cl]2+/1+、I3-/I-、[W(CN)8]3-/4-、[Os(2-Me-Im)2(dpy)2]3+/2+、ferrocene carboxylic acid、[Os(Im)2(dpy)2]3+/2+、[Os(4-Me-Im)2(dpy)2]3+/2+、OsBr62-/3-、[Fe(CN)6]3-/4-、ferrocene ethanol、[Os(Im)2(4,4'-Me2-dpy)2]3+/2+、[Co(edta)]1-/2-、[Co(pdta)]1-/2-、[Co(cydta)]1-/2-、[Co(phen)3]3+/2+、[OsCl(1-Me-Im)(dpy)2]3+/2+、[OsCl(Im)(dpy)2]3+/2+、[Co(5-Me-phen)3]3+/2+、[Co(trdta)]1-/2-、[Ru(NH3)5(py)]3+/2+、[Co(dpy)3]2+/3+、[Ru(NH3)5(4-thmpy)]3+/2+、Fe3+/2+, malonate、Fe3+/2+, salycylate、[Ru(NH3)5(4-Me-py)]3+/2+、[Co(trpy)2]3+/2+、[Co(4-Me-phen)3]3+/2+、[Co(5-NH2-phen)3]3+/2+、[Co(4,7-(bhm)2phen)3+/2+、[Co(5,6-Me4-phen)3]3+/2+、trans(N)-[Co(gly)3]0/1-、[OsCl(1-Me-Im)(4,4'-Me2-dpy)2]3+/2+、[OsCl(Im)(4,4'-Me2-dpy)2]3+/2+、[Fe(edta)]1-/2-、[Co(4,7-Me2-phen)3]3+/2+、[Co(4,7-Me2-phen)3]3+/2+、[Co(3,4,7,8-Me4-phen)3]3+/2+、[Co(NH3)6]3+/2+、[Ru(NH3)6]3+/2+、[Fe(ox)3]3-/4-、promazine (n=1) [ammonium form]、chloramine-T、TMPDA (N,N,N’,N’-tetramethylphenylenediamine)、porphyrexide、syringaldazine、o-tolidine、bacteriochlorophyll a、dopamine、2,5-dihydroxy-1,4-benzoquinone、p-amino-dimethylaniline、o-quinone/1,2-hydroxybenzene (catechol)、p-aminophenoltetrahydroxy-p-benzoquinone、2,5-dichloro-p-benzoquinone、1,4-benzoquinone、diaminodurene、2,5-dihydroxyphenylacetic acid、2,6,2’-trichloroindophenol、indophenol、o-toluidine blue、DCPIP (2,6-dichlorophenolindophenol)、2,6-dibromo-indophenol、phenol blue、3-amino-thiazine、1,2-napthoquinone-4-sulfonate、2,6-dimethyl-p-benzoquinone、2,6-dibromo-2’-methoxy-indophenol、2,3-dimethoxy-5-methyl-1,4-benzoquinone、2,5-dimethyl-p-benzoquinone、1,4-dihydoxy-naphthoic acid、2,6-dimethyl-indophenol、5-isopropyl-2-methyl-p-benzoquinone、1,2-naphthoquinone、1-naphthol-2-sulfonate indophenol、toluylene blue、TTQ (tryptophan tryptophylquinone) model (3-methyl-4-(3’-methylindol-2’-yl)indol-6,7-dione)、ubiquinone (coenzyme Q)、PMS (N-methylphenazinium methosulfate)、TPQ (topa quinone or 6-hydroxydopa quinone)、PQQ (pyrroloquinolinequinone)、thionine、thionine-tetrasulfonate、ascorbic acid、PES (phenazineethosulphate)、cresyl blue、1,4-naphthoquinone、toluidine blue、thiazine blue、gallocyanine、thioindigo disulfonate、methylene blue、vitamin K3  (2-methyl-1,4-naphthoquinone)、などを用いることができる。なお、化学式中、dpyは、2,2’-dipyridineを、phenは1,10-phenanthrolineを、Trisは、tris(hydroxymethyl)aminomethaneを、trpyは2,2’:6’,2’’-terpyridineを、Imは、imidazoleを、pyはpyridineを、thmpyは4-(tris(hydroxymethyl)methyl)pyridineを、bhmはbis(bis(hydroxymethyl)methylを、G3aはtriglycineamideを、A3はtrialanineを、oxはoxalate dianioneを、edtaはethylenediaminetetraacetate tetraanioneを、glyはglycinate anionを、pdtaはpropylenediaminetetraacetate tetraanioneを、trdtaはtrimethylenediaminetetraacetate tetraanioneを、cydtaは、1,2-cyclohexanediaminetetraacetate tetraanioneをそれぞれ示す。
【００２７】
（ｉｉｉ）電極材料
本発明に係る燃料電池において、電極材料やプロトン伝導体の組成等の構成は、従来公知の燃料電池と同様であってよい。
【００２８】
アノード及びカソードの材料は、外部と電気的に接続可能な素材であれば特に限定されず、例えば、Pt、Ag、Au、Ru、Rh、Os、Nb、Mo、In、Ir、Zn、Mn、Fe、Co、Ti、V、Cr、Pd、Re、Ta、W、Zr、Ge、Hfなどの金属、アルメル、真ちゅう、ジュラルミン、青銅、ニッケリン、白金ロジウム、ハイパーコ、パーマロイ、パーメンダー、洋銀、リン青銅などの合金類、ポリアセチレン類などの導電性高分子、グラファイト、カーボンブラックなどの炭素材、HfB2、NbB、CrB2、B4Cなどのホウ化物、TiN、ZrNなどの窒化物、VSi2、NbSi2、MoSi2、TaSi2などのケイ化物、及びこれらの合材等を用いることができる。
【００２９】
アノード及びカソードには、電極と同様の材料で形成され、アノードで放出された電子を外部回路を介してカソードに送り込むためのアノード集電体及びカソード集電体が接続される。
【００３０】
上記酵素、補酵素、電子伝達メディエーターの電極への固定化は、従来公知の手法により行うことができ、例えば、架橋剤にグルタルアルデヒドとポリ−Ｌ−リシンとを用いた固定化担体を使用する方法、アクリルアミドなどのようなプロトン伝導性のあるポリマーを使用する方法、などを採用できる。
【００３１】
（３）プロトン伝導体
アノード及びカソードは、プロトン伝導体を介して配設される。プロトン伝導体に用いる材料は、電子伝導性がなく、且つ、Ｈ＋の輸送が可能な電解質であれば特に限定されず、公知のあらゆる材料を選択して用いることができる。
【００３２】
例えば、緩衝物質を含む電解質を用いることができる。緩衝物質としては、リン酸二水素ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ４）やリン酸二水素カリウム（ＫＨ２ＰＯ４）などが生成するリン酸二水素イオン（Ｈ２ＰＯ４−）、２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール（略称トリス）、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸（ＭＥＳ）、カコジル酸、炭酸（Ｈ２ＣＯ３）、クエン酸水素イオン、Ｎ−（２−アセトアミド）イミノ二酢酸（ＡＤＡ）、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス（２−エタンスルホン酸）（ＰＩＰＥＳ）、Ｎ−（２−アセトアミド）−２−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸（ＨＥＰＥＳ）、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−３−プロパンスルホン酸（ＨＥＰＰＳ）、Ｎ−［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］グリシン（略称トリシン）、グリシルグリシン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシン（略称ビシン）、イミダゾール、トリアゾール、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、イミダゾール誘導体（ヒスチジン、１−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、イミダゾール−２−カルボン酸エチル、イミダゾール−２−カルボキシアルデヒド、イミダゾール−４−カルボン酸、イミダゾール−４，５−ジカルボン酸、イミダゾール−１−イル−酢酸、２−アセチルベンズイミダゾール、１−アセチルイミダゾール、Ｎ−アセチルイミダゾール、２−アミノベンズイミダゾール、Ｎ−（３−アミノプロピル) イミダゾール、５−アミノ−２−（トリフルオロメチル) ベンズイミダゾール、４−アザベンズイミダゾール、４−アザ−２−メルカプトベンズイミダゾール、ベンズイミダゾール、１−ベンジルイミダゾール、１−ブチルイミダゾール）などのイミダゾール環を含む化合物などを挙げることができる。また、固体電解質であるナフィオン類等も用いることができる。
【００３３】
２．植物精油による生物忌避作用
（１）植物精油
本発明に係る燃料電池は、燃料溶液の液漏れが生じた場合に昆虫類が群がることを抑止するため、植物精油による生物忌避作用を付与している。
【００３４】
植物精油には、植物から抽出される、揮発性の芳香物質（香気成分）を含む有機化合物であって、少なくとも昆虫類を含む、人以外の生物に対し、忌避作用を示すものが用いられる。植物精油には、例えば、以下の公報に開示されるような従来公知の精油を用いることができる。特開平１０−１３０１１４号、特開平６−０１６６０９、特開平７−０４８３７８号、特開平９−１９４３１８、特開２００１−１０６６０９号。
【００３５】
植物精油の具体例としては、例えば、以下を挙げることができる。オレンジフラワー油、ゼラニウム油、タイムホワイト油、タイムレッド油、ナツメグ油、パチョウリ油、パルマローザ油、ビターオレンジ油、レモングラス油、キンモクセイ油、ゴマ油、シナモンリーフ油、シナモンバーグ、カシア、セロリー種子油、トルーバルサム、ペルーバルサム、オークモス、サンダルウッド油、スペアミント油、ローレル油、ガーリック油、ココナッツ油、ジル油（イノンド油）、バーチ油、ペニーロイヤル油、ニーム油、ベチバー油、エレミ油。バンレイシ科植物（Xylopia aethiopica）の種子抽出物、アオガンピ（Wiskstroemia retusa A. Gray）抽出物、ショウガ科植物（Aframomum melegueta）の種子抽出物。
【００３６】
これらの植物精油に含まれ、生物忌避作用を示す成分としては、テルペン類、特にエレモール、β−オイデスモール、ベチセリネノール等のセスキテルペン類が知られている。また、上記のバンレイシ科植物（Xylopia aethiopica）の種子抽出物から単離されたケイ皮酸アミド誘導体及びその合成類縁体や、アオガンピ（Wiskstroemia retusa A. Gray）抽出物から単離されたフラトキシン及びフラトキシン誘導体、ショウガ科植物（Aframomum melegueta）の種子抽出物から単離されたケトン類及びその合成類縁体が知られている。
【００３７】
植物精油には、これらの精油は１つ又は２つ以上を組み合わせて用いることができる。また、精油そのものを用いても、精油中の成分のみを用いてもよい。
【００３８】
（２）植物精油の燃料溶液への添加
燃料電池に生物忌避作用を付与するためには、植物精油を燃料溶液に添加することが好適である。
【００３９】
植物精油は、その揮発性によって昆虫類に対する空間的な忌避効果を発揮する。従って、植物精油を燃料溶液に含有させておくことで、燃料溶液の液漏れが生じた場合にも、漏れ出た燃料溶液に昆虫類が群がることを防止できる。なお、従来除虫剤として汎用されているピレスロイド類は、不揮発性である。
【００４０】
また、植物精油は人体に対する安全性が高い。従って、植物精油を燃料溶液に含有させておくことで、人体に対する安全性を確保しつつ、昆虫類に対する防除効果を得ることができる。なお、上記のピレスロイド類については、化学物質過敏症の原因物質との指摘がなされている。
【００４１】
さらに、植物精油の多くは、バクテリアやカビに対して増殖抑制作用を発揮する。従って、植物精油を燃料溶液に含有させておくことで、漏れ出た燃料溶液にバクテリアやカビが発生することを防止できる。加えて、植物精油は芳香性を有するため、植物精油を燃料溶液に含有させておくことで、燃料溶液の液漏れが生じた場合に、芳香によって使用者に液漏れを知らせることもできる。
【００４２】
ここで、燃料溶液に何らかの物質を添加する場合、添加される物質は、電極に固定された酵素や補酵素、電子伝達メディエーター等の活性を阻害せず、電極における酸化還元反応に影響を及ぼさないものである必要がある。この点、植物精油は、燃料溶液への溶解性が低く、燃料溶液に添加しても酵素活性及び電池性能への影響は皆無であるか極めて軽微である（実施例参照）。
【００４３】
なお、植物精油の酵素活性及び電池性能への影響は、電極に固定された酵素等との関係で添加する植物精油を適宜選択することにより、最小限に留めることも可能である。
【００４４】
植物精油は少量で昆虫類に対する十分な忌避効果を発揮するため、燃料溶液への植物精油の添加量はごく少量であってよく、例えば、１％以下、好ましくは０．１％以下、さらに好ましくは０．０１％以下とされる。なお、燃料溶液への植物精油の添加量の上限値は、酵素活性及び電池性能への影響が生じないような範囲とされる。
【００４５】
（３）植物精油による筐体の処理
燃料電池に生物忌避作用を付与するためには、電池筐体の少なくとも一部に植物精油を処理することも有効である。
【００４６】
植物精油は、上述のように昆虫類に対する空間的な忌避効果を発揮するため、電池筐体に植物精油を処理しておくことで昆虫類が電池に近づくことを予め抑止できる。そのため、燃料溶液の液漏れが生じた場合にも、漏れ出た燃料溶液に昆虫類が群がることがない。
【００４７】
筐体への植物精油の処理は、植物精油の空間的忌避効果が発揮され得る限りにおいてどのような方法で行ってもよいが、例えば、筐体表面に植物精油を塗布する方法を採用できる。植物精油は人体に対する安全性が高いため、筐体表面に塗布した植物精油が人体に接触したとしても無害である。
【００４８】
また、筐体への植物精油の処理は、例えば、植物精油を揮発可能に含有させた部材を筐体表面に配設する方法を採用することもできる。植物精油は少量で効果を発揮するため、ごく少量の植物精油を含有させた部材を筐体表面に配設すれば、昆虫類に対する十分な忌避作用を付与できる。
【００４９】
植物精油の処理は、筐体のいずれの箇所に行ってもよいが、例えば、燃料供給口などの燃料溶液の液漏れが生じ易い箇所に施すことが好適である。
【実施例】
【００５０】
＜試験例１＞
燃料溶液に添加した植物精油の電池性能への影響を検討した。試験は以下の条件により行った。
【００５１】
（１）植物精油
植物精油には、ナツメグ油、レモングラス油、パルマローザ油を用いた。各植物精油は、濃度１％で燃料溶液に添加した。
（２）対照物質
対照物質には、N,N-ジエチル-m-トルアミド（ＤＥＥＴ）を用いた。ＤＥＥＴは、現在ほとんどの虫よけスプレーなどで主成分として用いられている忌避剤である。ＤＥＥＴは、濃度１％で燃料溶液に添加した。なお、日本における製剤中のＤＥＥＴ濃度は１２％以下とされている。
（３）燃料溶液
燃料溶液には、ｐＨ緩衝液（2.0M Imidazole/H2SO4, 0.4M Glucose, 1%Ethanol, pH 7.0）を用いた。１％エタノールを含むこの溶液に、１％ＤＥＥＴは完全に溶解した。植物精油は、この溶液に添加後電流値の測定直前に、混和により懸濁させた。
（４）電極（アノード）
電極材料には、カーボン繊維（厚さ１ｍｍ）を用いた。固定化剤（1.0% PLL / 0.0625% グルタルアルデヒド混合液）７５．２μｌと、グルコースデヒドロゲナーゼ溶液（150mg/ml）１２．４μｌ、ジアホラーゼ溶液（150mg/ml）１．６μｌ、ＮＡＤＨ溶液（40.96mg/ml）４μｌ、AQ2S溶液（60mM）３７．４μｌを混合し、電極に塗布、固定化した。酵素は、天野エンザイム株式会社製を用いた。
【００５２】
植物精油又はＤＥＥＴを添加した燃料溶液でのアノードの酵素触媒電流値を測定した結果を、図１〜３に示す。
【００５３】
図１に示すように、１％ＤＥＥＴを添加した燃料溶液では、添加しない燃料溶液に比べて電流値が低下した。電流値の低下は、測定初期で特に顕著であった。この結果から、燃料溶液にＤＥＥＴを添加すると、電池性能が低下することが分かった。
【００５４】
一方、図２に示すように、１％ナツメグ油を添加した燃料溶液では、添加しない燃料溶液に比べて同等の電流値を示した。図３に、レモングラス油又はパルマローザ油を１％添加した燃料溶液での電流値の測定結果を示す。レモングラス油及びパルマローザ油においても、燃料溶液への添加により酵素触媒電流値の低下は認められなかった。これらの結果から、植物精油は、燃料溶液に添加しても電池性能に影響を与えず、燃料電池に適用される忌避剤として好適であることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る燃料電池は、燃料溶液の液漏れが生じた場合に、漏れ出た燃料溶液に昆虫類が群がったり、バクテリアやカビが発生したりすることを効果的に抑止し得る。また、この燃料電池は、人体に対しては高い安全性を有する。そのため、本発明に係る燃料電池は、身近に使用される電子機器の電源として好適に採用され、その中でも害虫類やバクテリア、カビなどの衛生上の問題が懸念される機器の電源として特に好適に用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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