(57)【要約】  電力を発生させるためのシステムは、内側及び外側を有する燃料貯蔵容器を含み、該燃料貯蔵容器は、外部熱源からの熱を該燃料貯蔵容器内に伝導可能にするように構成された熱伝導領域を有する壁を含む。本システムは更に、一方の側部が燃料貯蔵容器の外側に曝され、他方の側部が燃料貯蔵容器の内側に曝された２つの側部を有する燃料電池に関連付けられた燃料電池領域を含み、壁は、燃料貯蔵容器の内側を燃料貯蔵容器の外側にある環境から隔離するように構成されている。本システムは更に、燃料貯蔵容器において貯蔵用の燃料負荷を受け取るための開口部を含み、燃料電池が２つの側部を有し、電気接続部が燃料電池によって生成された電力へのアクセスを可能にする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側及び外側を有する燃料貯蔵容器を備えた電力を発生させるシステムであって、
前記燃料貯蔵容器が、
外部熱源からの熱を前記燃料貯蔵容器内に伝導可能にするように構成された熱伝導領域と、一方の側部が前記燃料貯蔵容器の外側に曝され且つ他方の側部が前記燃料貯蔵容器の内側に曝された２つの側部を有する燃料電池に関連付けられた燃料電池領域とを含む壁を含み、前記壁は、前記燃料貯蔵容器の内側を前記燃料貯蔵容器の外側にある環境から隔離するように構成されており、
前記燃料貯蔵容器が更に、前記燃料貯蔵容器において貯蔵用の燃料負荷を受け取るための開口部を含み、
前記システムが更に、
前記２つの側部を有する燃料電池と、
前記燃料電池によって生成された電力へのアクセスを可能にする電気接続部と、
を備える、システム。
【請求項２】
前記燃料電池が、固体酸化物形燃料電池、金属担持固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）、対称構造燃料電池、対称触媒組成燃料電池、又は薄膜電解質燃料電池のうちの１つ又はそれ以上を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムが、固体燃料、バイオマス、バイオマスに由来する燃料、動物又はヒトの固形排泄物、木炭、木材、又は石炭のうちの１つ又はそれ以上で動作するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記燃料電池が、シーラント、溶接、ろう付け、締結具、又は金具類のうちの１つ又はそれ以上を用いて前記燃料貯蔵容器に接続される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
燃料負荷を受け取るため前記開口部を覆うように構成された蓋を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
互いに直列に接続された、１つ又はそれ以上の燃料電池の第１のセットと１つ又はそれ以上の燃料電池の第２のセットとを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
電気的に並列に互いに接続された、１つ又はそれ以上の燃料電池の第１のセットと１つ又はそれ以上の燃料電池の第２のセットとを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記燃料電池が着脱可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記燃料電池が着脱可能な燃料電池カードの一部である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
蓋を更に備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記燃料電池が第１の燃料電池であり、前記システムが更に、
２つの側部を有する第２の燃料電池と、
前記第１の燃料電池及び前記第２の燃料電池を装着するための金属シートと、
を備え、
前記第１の燃料電池及び前記第２の燃料電池は、該第１の燃料電池及び第２の燃料電池の両側部が露出するように装着され、前記第１の燃料電池が前記第２の燃料電池に電気的に直列に接続される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の燃料電池が、前記金属シートの一方の側部に接続され、前記第２の燃料電池が前記金属シートの他方の側部に接続される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記燃料電池カードが、該燃料電池カードを燃料電池システム内に適切に挿入することに関連付けられた図形及び／又はテキストを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記燃料電池カードが、燃料電池システム内に適切に整列するように成形されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
燃料電池システムを組み立てる方法であって、
プロセッサを用いて、２つの側部を有する燃料電池を、該燃料電池によって生成された電力へのアクセスを可能にする電気接続部に接続するステップと、
プロセッサを用いて、内側及び外側を有する燃料貯蔵容器に前記燃料電池を接続するステップと、
を含み、
前記燃料貯蔵容器が、内側及び外側を有し且つ外部熱源からの熱を前記燃料貯蔵容器内に伝導可能にするように構成された熱伝導領域と、一方の側部が前記燃料貯蔵容器の外側に曝され且つ他方の側部が前記燃料貯蔵容器の内側に曝された２つの側部を有する燃料電池に関連付けられた燃料電池領域とを含む壁を含み、
前記壁は、前記燃料貯蔵容器の内側を前記燃料貯蔵容器の外側にある環境から隔離するよう構成されており、
前記燃料貯蔵容器が更に、前記燃料貯蔵容器において貯蔵用の燃料負荷を受け取るための開口部を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００９年１１月１０日に出願された「ＦＵＥＬ  ＣＥＬＬ（燃料電池）」という名称の米国特許仮出願第６１／２５９，６８５号（代理人整理番号第ＰＳＰＩＰ００１＋号）に対し優先権を主張するものであり、該特許仮出願は、引用により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は通常、電流を発生させるために少なくとも酸素と燃料を必要とする。燃料はガス（例えば、水素及びメタン）又は液体（例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ガソリン等）であることが多く、システムは、精製されたガス燃料又は液体燃料用に設計されている。精製処理によりコストが増大するので、精製燃料は、原燃料又は未処理燃料よりも高価である。燃料電池には、必ずしもすぐに利用可能であるとは限らない処理済み燃料を再供給する必要があるので、精製燃料はまた、燃料電池システムの使用を制限する。例えば、近づき難い地域又は遠隔地域において燃料電池システムを用いることは、これらの遠隔地に精製燃料を持ち出す必要があるので困難であろう。場合によっては、道路がない場合、道路事情が悪い場合、或いは処理済み燃料の輸送を制限する他の要因（例えば、国境通過、強盗等）がある場合もある。精製されたガス燃料又は液体燃料に限定されない新たな燃料電池システムを開発することが望ましいことになる。このような燃料電池システムは、より安価で動作させることができ、及び／又は他の燃料電池システムに比べてより多くの場所で用いることができる。
【０００３】
本発明の種々の実施形態が以下の詳細な説明及び添付図面において開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国公開第２０１０／０１４３８２４号
【特許文献２】米国特許第６，７６７，６６２号
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】固体燃料で動作させて電力を発生させることができる燃料電池システムの一実施形態を示す概略図である。
【図２】固体燃料及び／又は未精製燃料を用いて動作させることができる燃料電池システムを構築するための工程の一実施形態を説明したフローチャートである。
【図３Ａ】恒久的な方法で燃料貯蔵容器に取り付けられた燃料電池の幾つかの実施形態を示す概略図である。
【図３Ｂ】着脱可能な方法で燃料貯蔵容器に取り付けられた燃料電池の幾つかの実施形態を示す概略図である。
【図４】燃料電池に電気接続部（例えばワイヤ）を取り付ける幾つかの実施形態を示す概略図である。
【図５】蓋の幾つかの実施形態を示す概略図である。
【図６Ａ】燃料電池システム内で互いに接続された２つの燃料電池の幾つかの実施形態を示す概略図である。
【図６Ｂ】燃料電池システム内で互いに接続された２つの燃料電池の幾つかの実施形態を示す概略図である。
【図７】脱着可能な燃料電池カードを備えた燃料電池システムの一実施形態を示す概略図である。
【図８】円筒状燃料貯蔵容器の一実施形態を示す概略図である。
【図９】同心円筒形状の燃料貯蔵容器の一実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明は、工程、装置、システム、及び／又は物質の組成として含む数多くの手法で実装することができる。本明細書では、これらの実施構成又は本発明がとり得る他のあらゆる形態を技法と呼ぶことができる。一般に、開示する工程のステップの順序は、本発明の範囲内で変えることができる。別途記載のない限り、仕事を実行するように構成されているものとして記載された構成要素は、所与の時間において仕事を実行するように一時的に構成された汎用構成要素、又は仕事を実行するよう製造された特定の構成要素として実装することができる。
【０００７】
以下において、本発明の原理を例証した添付図面と共に本発明の１つ又はそれ以上の実施形態の詳細な説明を行う。本発明はこのような実施形態に関連して説明されているが、本発明はどのような実施形態にも限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものであり、本発明は、多くの代替形態、修正形態、及び均等形態を包含する。本発明の完全な理解をもたらすために数多くの特定の詳細事項を以下の説明において記載する。これらの詳細事項は、例示の目的で提供するものであり、本発明は、これらの特定の詳細事項の一部又は全部なしでも特許請求の範囲に従って実施することができる。明確にする目的で、本発明に関連する技術分野において公知の技術的内容については詳細には説明されておらず、これにより本発明が不必要に不明瞭にならないようにしている。
【０００８】
図１は、固体燃料で作動し電力を発生させることができる燃料電池システムの一実施形態を示す概略図である。種々の実施形態において、燃料電池システムは、種々のサイズ又は寸法を有することができる。場合によっては、燃料電池システムは比較的小さい装置（例えば、１０ｃｍ×６ｃｍ×２．５ｃｍ）であり、該燃料電池システムは、比較的小さい負荷（例えば、ＬＥＤ照明又は携帯電話）に電力を供給するように設計されている。幾つかの実施形態では、燃料電池システムは、比較的大きい装置（例えば、数十センチメートルから数百センチメートル程度の）であり、該燃料電池システムは、比較的大きい負荷（例えば住宅）に電力を供給するように構成されている。図示の実施例では、燃料電池システム１００は、燃料貯蔵容器１０２を含む。燃料貯蔵容器は、内側及び外側を有する。燃料貯蔵容器は、容器の外側の熱源からの熱を容器内に伝導できるように構成されている。熱源は、バイオマス又は化石燃料を燃やす（直火、料理用コンロ、燃焼室、燃焼エンジン、又は他の手段で）ような燃焼工程によるものであってもよく、或いは、集光型太陽熱又は核反応に由来する廃熱を含む、他のあらゆる手段からのものとすることができる。燃料貯蔵容器内部の燃料１０４は、熱源によって加熱され、容器内で生じる反応用のエネルギーを提供する。この熱はまた、熱的に活性化される電気化学工程に必要な動作温度まで燃料電池を加熱する。
【０００９】
幾つかの実施形態では、燃料１０４は、燃料貯蔵容器１０２内に１回分ずつ（例えば、連続的ではなく）充填される。例えば、燃料１０４が固体燃料である場合、１回分の固体燃料を加えることができ、燃料１０４が少なくとも部分的に消費されたときに次の１回分が加えられる。幾つかの実施形態では、燃料１０４は固体燃料であり、木材、藁、もみ殻、草、炭、又は固形廃棄物（ヒト又は動物の）などのバイオマス（生きている有機体又は最近生きていた有機体に由来する生物材料、並びにこのような植物性材料及び動物排泄物）であるか、又は紙のようなバイオマスに由来するものである。石炭又は他の化石燃料も用いることができる。幾つかの実施形態では、液体が固体燃料に添加され、粉体又は他の比較的小さな固体（例えば、粉炭のような炭素微粒子）を液体（水など）と混合することによって担体としての役割を果たし、液体混合物は、燃料貯蔵容器１０２に導入される（例えば、シリンジ、漏斗等を用いて注ぐ）。種々の実施形態で、燃料は、依然として「高温域」にある間、又は熱を除去した後に燃料貯蔵容器１０２に挿入することができる。上述のように、燃料電池システム１００は、燃料１０４用の固体燃料を用いて動作させることができ、精製ガス又は液体のような燃料を用いる必要はない。
【００１０】
この特定の実施例では、燃料貯蔵容器１０２は立方体様であるが、（限定ではないが）多面体、直方体、球形、円筒形、又は円錐形を含むあらゆる形状を用いることができる。この実施例では示していないが、幾つかの実施形態の燃料貯蔵容器は、燃料を燃料貯蔵容器１０２内に充填するための１つ又はそれ以上の開口部を含む。幾つかの実施形態では、燃料貯蔵容器１０２は蓋を有し、他の幾つかの実施形態では、燃料貯蔵容器は蓋を有していない。幾つかの実施形態では、燃料貯蔵容器は、可撓性又は曲げ可能な材料で作製され、圧着又は巻き返しした（例えば、コーヒー袋のように）開口部を有する。
【００１１】
燃料貯蔵容器１０２には、２つの側部を有する燃料電池１０６が取り付けられる。燃料電池の一方の側部は、燃料貯蔵容器の外側に曝され、燃料電池の他方の側部は、燃料貯蔵容器の内側に曝されている。燃料電池が燃料貯蔵容器に接続されている方法を示す幾つかの実施形態を以下で更に詳細に説明する。燃料電池１０６のアノードは、燃料貯蔵容器１０２の内部に面しており、燃料電池１０６のカソードは、燃料貯蔵容器１０２の内部から外方に面している。幾つかの実施形態では、燃料電池は、外側ではなく（この図に示されているように）、燃料貯蔵容器の内側に取り付けられている。燃料電池の「アノード」及び「カソード」は、作動中に酸化又は還元が生じる電気化学的活性領域、並びに機械的支持、集電、ガス拡散管理等に用いられる付加的な材料又は層を含む。幾つかの実施形態では、用いられる燃料電池は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）である。ＳＯＦＣは、動作温度にて電解質がイオンを伝導する固体である燃料電池である。典型的なＳＯＦＣ電解質は、ドープジルコニア又はドープセリアのような酸素イオン（他のイオン伝導電解質を用いてもよい）導電性セラミックスである。幾つかの実施形態では、用いられる燃料電池は、金属担持ＳＯＦＣである。金属担持ＳＯＦＣの幾つかの実施例は、引用により本明細書に組み込まれる米国公開第２０１０／０１４３８２４号及び米国特許第６，７６７，６６２号に記載されている。金属担持ＳＯＦＣは、金属担体上に機械的に支持された薄い電解質層を含む。電解質と金属担体との間に電気化学的に活性な電極層が介在する場合もある。金属担体は通常、電極へのガスのアクセスを可能にするために多孔質であるか、又は穿孔されている。電極で発生した電流は、金属担体を通過した後、外部の電気接続部を介して燃料電池から出る。幾つかの実施形態では、燃料電池は、対称構造の燃料電池である。この場合、アノード及びカソードの厚さ、多孔率、層状構造、粒子サイズ、寸法、及び／又は他の特徴は、同一であるか又は有意な差はない。例えば、アノード及びカソードは、両方とも、薄い多孔質のセラミックス層と、より厚い多孔質の金属層とを含むことができ、セラミックス層及び金属層の厚さ及び多孔率は、アノードとカソードの両方において同じである。幾つかの実施形態では、燃料電池は、対称触媒組成燃料電池である。この場合、アノード及びカソードの電解触媒の組成は同じであるか又は有意な差はない。一実施形態では、燃料電池は、対称構造と対称触媒組成の両方を有する。幾つかの実施形態では、燃料電池は、薄膜電解質燃料電池である。薄膜電解質燃料電池は、カソードとアノードとの間に薄い電解質層を有する。アノード、カソード、又は担体のうちの少なくとも１つは、電解質よりもはるかに厚く、電解質に対する機械的支持を与える。薄膜電解質は、１００マイクロメートルよりも薄く、典型的には５０マイクロメートルよりも薄い厚さを有する。薄膜電解質の厚さの特に有益な範囲は、５〜３０マイクロメートルである。薄膜燃料電池は通常、所与の動作温度においてより厚い電解質を備えた燃料電池よりもより多くの電力を提供し、又はより低い動作温度において同じ電力を提供する。幾つかの実施形態では、燃料電池のアノードの上に保護層があり、燃料電池のカソードの上に別の保護層がある。言い換えれば、幾つかの実施形態では、この図には示していないが、カソード及び／又はアノードを覆う付加的な外部層がある。幾つかの実施形態では、これらの付加的な層は、物理的又は熱的な衝撃から燃料電池を保護するのに役立つ。
【００１２】
電気接続部は、燃料電池によって発生された電力へのアクセスを可能にする。図１では、第１の電気接続部が燃料電池１０６のアノードに接続されており、第２の電気接続部が燃料電池１０６のカソードに接続されている。電気接続部は、ワイヤ、ストリップ、タブ、メッシュ、又は任意の他の構造とすることができる。幾つかの実施形態では、燃料電池１０６のアノード又はカソードのいずれかは、例えば溶接、ろう付け、機械的接続、又は導電性シーラントによって燃料貯蔵容器１０２に電気的に接続されている。この場合、負荷１０８に接続する電気接続部は、任意選択的に、燃料貯蔵容器１０２に、又は燃料電池１０６のアノード又はカソードのいずれかに直接接続してもよい。熱、燃料１０４、及び空気の組み合わせによって、燃料電池１０６が電圧及び電流を発生させ、これが次には電気接続部を通って負荷１０８に電力を供給するようにする。負荷１０８は、充電式バッテリ、携帯電話、照明、ラジオ、テレビ、冷蔵庫、センサ、送信機等を含む任意の負荷とすることができる。幾つかの実施形態では、所望の負荷を一時的に電気接続部に結合（例えば、プラグを差し込んで、次いでプラグを抜く）することができるように、プラグ、コネクタ、又はジャックがある。他の実施形態では、複数の燃料電池システムが電気接続部によって直列及び／又は並列に接続されている。
【００１３】
本明細書で記載する燃料電池システムは、種々の用途を有する。電気及び／又は精製燃料のインフラが整備されている先進国では、燃料電池システムは、人が「オフグリッド」（電力会社の送電網による電力の供給を受けていない）ときに用いることができる。例えば、行楽ユーザは、照明の供給、ラジオへの電力供給、バッテリの充電、及びキャンプ、狩猟、又は魚釣りなどの際に本システムを用いることができる。本システムはまた、送電網の故障時又は緊急対応状況時のバックアップ電力として用いることもできる。場合によっては、人々は、「オフグリッド」で生活し、自分達自身の電力を生成しなければならない。幾つかの実施形態では、燃料電池システムを用いて、「オフグリッド」の家庭内のテレビ、冷蔵庫、浄水器、照明、バッテリ、及び他の電気機器に電力を供給する。別の例示的な用途では、本明細書に記載する燃料電池システムは、停電時の非常用装置として用いられる。燃料電池システムは、荒天時又は他の停電時に、懐中電灯、携帯電話、ラジオ、又は他の電子機器を充電もしくは電力を供給するのに用いることができる。発展途上国では、インフラがないか、もしくは特定の状況で電力供給が不安定になり、及び／又は利用可能でない可能性があるので、本明細書に記載する燃料電池システムが有用である。発展途上国におけるユーザの一部の例としては、地方又は準年の居住者、救援／ＮＧＯ活動従事者、軍関係者等が含まれる。
【００１４】
上記の例示的な用途では、精製燃料を用いるのは不便であろう。例えば、キャンパーは、自分の生活必需品全てを運びながら徒歩で地域に入ることになる場合が多く、起伏の多い地形を越えてガス又は液体燃料（通常は重い金属製容器に入った）を運ばなければならない。発展途上国では、精製燃料の入手は極めて制限されることになる。本明細書に記載する燃料電池システムの１つの利点は、未精製燃料及び／又は個体燃料を用いることができることである。幾つかの実施形態では、用いられる燃料は、キャンパー又は発展途上地域で生活する人々が容易に入手可能である利点を有するバイオマス又はバイオマス由来のものである。幾つかの実施例には、ヒト及び／又は動物の固形排泄物（例えば牛糞）、炭、木材、草、干し草、ごみ又は副産物（例えば、米又はトウモロコシの皮、紙、古くなった食物等）、藻、有機物に由来するバイオガス等が含まれる。これは、燃料源が持続可能であり、他の発電技術（例えば、化石燃料又は石炭を燃やすこと）に比べて二酸化炭素排出量が少なく、容易に入手可能であり、及び／又は安価であるので、魅力的とすることができる。
【００１５】
幾つかの実施形態では、燃料電池システム１００は、熱源の固体燃料源の上に載置されているか、或いは、その内部又は下方に収められている。例えば、燃料電池システムは、火中の高温の石炭の下に埋め込まれ、又は取り囲まれ、或いはその上に載置されてもよい。このようにして燃料電池システムを火又は他の熱源の内部に位置付けることにより、燃料電池１０６に比較的一定の温度を加えることができるようになり、その結果、より安定し及び／又はより大きな電流が得られる。比較的大きな温度の変動は、例えば、燃料電池システムによって電流が生成されない又は殆ど生成されない期間を生じさせる可能性がある。このような温度の変動は、燃料電池システムが熱源の火炎中又は高温空気領域内（すなわち火炎の上方）にある際に生じる可能性がある。幾つかの実施形態では、熱を提供するのに用いられる燃料は、燃料貯蔵容器１０２に入れられるものと同じ種類の燃料である。例えば、燃料電池システム１００は、木炭を燃やすことによって生じる火の中に収めることができ、燃料１０４と同じ種類の燃料（すなわち木炭）が燃料貯蔵容器１０２に入れられる。他の幾つかの実施形態では燃料は異なるものである。例えば、燃料１０４及び燃料電池システム１００が木炭を燃やすことによって生じた火の中に入れられる際に、牛糞を燃料貯蔵容器１０２に入れることができる。途上国では、料理用コンロは一般的な熱源であり、燃料電池システムは、料理用コンロに動作可能に取り付けられ、又は内部に置かれ、或いはこれに装着することができる。
【００１６】
幾つかの実施形態では、システム１００内の構成要素の一部又は全部は、例えば、セラミック、ガラス、又はガラスセラミックでコーティングされている。システム１００内の構成要素の一部又は全部をコーティングすることにより、構成要素の使用可能な寿命を増大させ、燃料と構成要素との間の望ましくない相互作用を防止し、本装置に対し魅力的な外観をもたらすことができる。コーティングはまた、隣接する金属構成要素間の短絡を防ぐことができる。
【００１７】
幾つかの実施形態では、外側金属スリーブが、燃料貯蔵容器１０２及び燃料電池１０６の周りに嵌合して本システムを保護するように設計されている。このような金属スリーブは、熱が通過して燃料電池システムに到達することを可能にするが、燃料貯蔵容器１０２及び燃料電池１０６に対する損傷を防止する。例えば、大規模な火では、大きな丸太を火の中に投げ入れる場合があり、又は誰かが金属製の火かき棒を用いて火をかき混ぜることがあり、これらのうちのいずれかによって燃料貯蔵容器及び／又は燃料電池に損傷を与える可能性がある。
【００１８】
図２は、固体及び／又は未精製の燃料を用いて動作させることができる燃料電池システムを構築する工程の一実施形態を示すフローチャートである。ステップ２００において、燃料電池領域にて燃料貯蔵容器を加工する必要があるか否かが決定される。本明細書で使用する場合に、燃料電池領域とは、燃料電池に接続されているか又は燃料電池の近くにある燃料貯蔵容器の部分である。幾つかの実施形態では、（燃料電池がどのように燃料貯蔵容器に接続されているかに応じて）燃料電池のカソードが空気に曝されるように、又はアノードが燃料貯蔵容器から流入する燃料に十分に曝されるように、燃料貯蔵容器は必要な形態に製造される（例えば、所望のベント、穴等を有するように鋳造、引き抜き加工、又はスタンピングされる）。他の幾つかの実施形態では、燃料貯蔵容器は、穴又はベントのない状態で製造され、燃料貯蔵容器は、所望の形状を生成するよう加工される必要がある。ステップ２００において加工が必要であると決定された場合、ステップ２０２において、燃料貯蔵容器が燃料電池領域で必要に応じて加工される。一部の実施例では、切削、鋸引き、穴開け等が含まれる。
【００１９】
ステップ２０３において、電気接続部が燃料電池に取り付けられる。例えば、第１の電気接続部はアノードに溶接することができ、第２の電気接続部はカソードに溶接することができる。電気接続部は、燃料電池システムを負荷に接続する（但し、電気接続部が取り付けられる時点では、接続される負荷はない場合もある）。種々の材料及び技術を用いて、電気接続部を燃料電池に取り付けることができ、幾つかの実施形態を以下で更に詳細に説明する。幾つかの実施形態では、燃料電池の一方の側部は、燃料貯蔵容器に電気的に接続される（すなわち、溶接、ろう付け、導電性シーラント等によって）。この場合、電気接続部は、燃料電池の当該側部に直接接触してもよく、任意選択的に燃料貯蔵容器に取り付けてもよい。
【００２０】
ステップ２０４において、電気接続部を備えた燃料電池が燃料貯蔵容器に取り付けられる。幾つかの実施形態では、燃料電池は、最初に別の材料又は表面（例えば、金属製のメッシュ又はシート）に取り付けられ、次いで、燃料電池を備えた材料が燃料電池容器に取り付けられる。幾つかの実施形態では、燃料電池は、着脱可能な方法で燃料貯蔵容器に取り付けられる。これは、燃料電池の性能が使用するにつれて低下し、着脱可能な方法で燃料電池を取り付けることによって古い燃料電池を新しい電池と交換することが可能となることに起因して（例えば、燃料電池のコストは燃料電池システムの他の部分に比べて比較的小さいので、もしくは燃料電池システムが大型であり、又は重量があり、或いは移動させるのが困難であるので）、一部の用途においては望ましい。幾つかの実施形態では、燃料電池は、恒久的な方法で燃料貯蔵容器に取り付けられる。このような実施形態では、燃料電池システムは、使い捨て可能とすることができ、燃料電池が使い果たされたときに廃棄される。種々の実施形態では、種々の技術（種々の材料及び／又は金具類を含む）を用いて、燃料電池を燃料貯蔵容器に取り付けることができる（必要に応じて恒久的に取り付けることを含む）。幾つかの実施形態を以下で更に詳細に説明する。
【００２１】
ステップ２０６において、蓋を取り付ける必要があるか否かが決定される。幾つかの実施形態では、燃料電池システムは蓋を有しておらず、蓋を取り付ける必要はない。例えば、幾つかの燃料電池システムは、火の中央に（例えば、火のついた木材又は木炭の内部に収めて）直立するように設計することができ、燃料が燃料貯蔵容器から落下するのを防止するための蓋は必要ではない。他の幾つかの実施形態では、燃料電池システムは蓋を有しているが、容器は、蓋が既に取り付けられた状態で製造されているか、又はそうでなければ、蓋が付属している。例えば、幾つかの実施形態では、ヒンジ連結された蓋を備えた箱（例えば、ミントの缶に類似した）が燃料貯蔵容器として用いられ、箱には蓋が既に取り付けられている。他の実施形態では、燃料電池は着脱可能な方法で取り付けられており、蓋もそうである。必要であれば、ステップ２０８において、容器に蓋が取り付けられる。蓋を取り付けるのに用いる具体的な技術は、使用される特定の蓋に応じて変えることができ、幾つかの例示的な蓋を以下で更に詳細に説明する。
【００２２】
図３Ａは、恒久的な方法で燃料貯蔵容器に取り付けられた燃料電池の幾つかの実施形態を示す概略図である。幾つかの実施形態では、図示の技術は、使い捨て燃料電池システムを製造するための図２のステップ２０４で用いられる。分かりやすくするために、燃料電池システムの他の幾つかの構成要素（例えば導線）は図示していない。
【００２３】
概略図３５０は、シーラント（３０４）を用いて燃料貯蔵容器に取り付けられた燃料電池（３００）を示す。種々の実施形態において、３Ｍにより製造されたＦｉｒｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｓｅａｌａｎｔ  ＦＢ  １３６；Ｓｃｈｏｔｔ、ＳＥＭ−ＣＯＭ、Ｋｅｒａｆｏｌその他により製造されたガラスシーリング材；Ａｒｅｍｃｏ（Ｃｅｒａｍａｂｏｎｄ  ５５２及び５０３のような）、Ｃｏｔｒｏｎｉｃｓその他が提供しているセラミック含有接着剤及び埋め込み用樹脂、並びにその他のような、種々のセラミック又はガラスシーリング材が用いられる。このような材料は、これらが堅牢であり、機能を失うことなく、度重なる熱的及び機械的衝撃に耐えることができることから、魅力的なものとすることができる。幾つかの実施形態では、シーラントは、燃料電池３００を燃料貯蔵容器３０２に付着させる物理的性質を有し、及び／又は燃料電池３００のアノード側を容器３０２から電気的に絶縁する電気的性質を有する。シーラント３０４が電気絶縁体であるこのような実施形態では、燃料貯蔵容器３０２は、アノードと電気的に接触しないことになる。シーラント３０４が導電体である実施形態では、燃料貯蔵容器３０２は、アノードと電気的に接触することになる。この場合、アノードへの電気的接続を形成する導線は、アノードに直接的ではなく、燃料貯蔵容器３０２に取り付けることができる。幾つかの実施形態では、電池３００は、溶接、ろう付け、又は他の方法で燃料貯蔵容器３０２に接合される。接合領域が多孔質であるか、又は気密状態ではない場合、接合領域にシーラントを加えてシールを改善することができる。
【００２４】
この実施例では、燃料貯蔵容器の壁は、燃料電池３００よりもわずかに小さい穴又は開口部を有する。穴は、容器が製造された後に形成してもよく（例えば、容器の切断、打ち抜き、スタンピング、ドリル加工等によって）、穴を備えて容器を製造してもよい（例えば、穴を有するように容器を鋳造、スタンピング、又は引き抜き加工することによって）。この実施例では、燃料電池３００は、カソードが外方に面し、アノードが内方に面した状態で容器の外側に取り付けられている。本明細書に記載する幾つかの実施例には、燃料貯蔵容器の内側（外側）に取り付けられた燃料電池を示す場合があるが、燃料電池は、必要に応じて燃料貯蔵容器の外側（内側）に取り付けてもよい。
【００２５】
概略図３５１は、燃料電池のカソードが外方に面し、アノードが内方に面した状態で燃料貯蔵容器の内側に取り付けられた燃料電池（３００）を示す。この実施例では、容器３０２の燃料電池領域は、エアベントを有する。エアベントは、穿刺又は切削によって製造後に作製してもよく、製造工程自体の間に作製してもよい。他の幾つかの構成では、ベントによって燃料が燃料電池のアノードを通過できるようになるので（空気が燃料電池のカソードを通過できるようになるのとは対照的に）、ベントは「燃料ベント」と呼ぶことができる。
【００２６】
概略図３５２は、メッシュ３０６を用いて燃料貯蔵容器３０２に取り付けられた燃料電池３００を示す。幾つかの実施形態では、メッシュは多孔質であり、燃料が燃料貯蔵容器３０２の内側から燃料電池３００のアノードに到達することを可能にしている。幾つかの実施形態では、メッシュは、ステンレス鋼メッシュ（例えば、ＡＩＳＩ３００シリーズ又はＡＩＳＩ４００シリーズのステンレス鋼）である。幾つかの用途では、鋼材は、高温に耐えることができ且つ粗雑な取り扱いに耐えることができるので、メッシュに用いるのに魅力的な材料である。
【００２７】
本明細書に示す実施例は単に例示的なものであり、必要に応じて組み合わせることができる。例えば、幾つかの実施形態では、シーラントを用いて、燃料電池３００がメッシュ３０６に取り付けられ、及び／又はメッシュ３０６が容器３０２に取り付けられている。
【００２８】
図３Ｂは、着脱可能な方法で燃料貯蔵容器に取り付けられた燃料電池の幾つかの実施形態を示す概略図である。幾つかの実施形態では、図示の技術は、交換可能な燃料電池を備えた燃料電池システムを製造するために、図２のステップ２０４で用いられる。これは、コスト及び／又は可搬性の理由から（例えば、燃料電池システムは、重量があり、嵩高で、及び／又は高価である理由から）、幾つかの用途では望ましい場合がある。分かりやすくするために、燃料電池システムの幾つかの構成要素（例えば電気接続部）は図示していない。
【００２９】
概略図３５３は、スライドインホルダ３０８を用いて燃料貯蔵容器３０２に取り付けられた燃料電池３００を示す。種々の実施形態において、スライドインホルダ３０８は、溶接、シーラント等のような種々の材料及び／又は技術を用いて容器３０２に取り付けられる。別の実施形態では、ホルダは、例えば、引き抜き加工、圧着、スタンピング等によって、燃料貯蔵容器と同じ物体から製造することができる。図示の実施例では、ホルダ３０８は、容器３０２の外側に取り付けられており、燃料電池３００は、カソードが外方に面しアノードが内方に面した状態でホルダに挿入されている。この実施例では、容器３０２の燃料電池領域は、燃料電池３００よりもわずかに小さい穴を有する。上述のように、図示の技術は、必要に応じて組み合わせることができる。例えば、スライドインホルダは、エアベント（３５３に示すような穴ではなく）と組み合わせることができ、及び／又はスライドインホルダは、容器３０２の内側（３５３に示すように外側ではなく）に取り付けることができる。
【００３０】
幾つかの実施形態では、スライドインホルダ３０８は、燃料電池３００とスライドインホルダ３０８との間に幾らかのギャップがあるように製造されている。これは、燃料電池の挿入を容易にすることができ、及び／又は燃料電池及び／もしくはホルダが擦過によって損傷するのを防ぐことができる。幾つかの実施形態では、ギャップは、燃料電池３００のアノードとカソードとの間の短絡を防止するために、セラミックスウール又は絶縁シーラントのような電気絶縁体で部分的又は完全に充填される。
【００３１】
概略図３５４は、ナット及びボルト３１０を用いて容器３０２に取り付けられた燃料電池３００を示す。この実施例では、ナットは、ナットを容易に締結又は緩めることができる蝶ナットである。蝶ナットを緩めて燃料電池３００を取り外し、蝶ナットを締結して燃料電池３００を固定する。幾つかの実施形態では、金具類が燃料電池を損傷しないように、可撓性及び／又は耐火性の材料を用いて燃料電池３００に対する衝撃を緩和する。例えば、非導電性の耐熱性材料を巻き付けることができ（例えば、ナット及びボルト３１０が燃料電池全体に接触するか又はその周りにある場合、燃料電池３００の両縁部の周りに）、次いで、ナット及びボルト３１０を用いてこの巻き付けた状態で燃料電池を容器３０２に取り付けることになる。他の幾つかの実施形態では、図示の金具類に加えて又は代替として、ネジ、ワッシャ、タイ、又はクリップのような他の金属製締結具を用いることができる。幾つかの実施形態では、燃料電池３００のアノードとカソードとの間の短絡を防止するために、セラミックウール又は絶縁シーラントのような電気絶縁体が金具類と燃料電池３００との間に挿入される。絶縁体は、燃料電池３００が燃料貯蔵容器から絶縁されるように、アノードとカソードの両方に接触してもよく、或いは、１つの電極が燃料貯蔵容器に電気的に接続されるように、アノードとカソードのうちの１つのみに接触してもよい。
【００３２】
スライドインホルダ３０８とナット及びボルト３１０は、金具類の一部の実施例である。金具類の他の幾つかの実施例には、釘、ネジ、クリップ、バネ、及びラッチが含まれる。
【００３３】
図４は、電気接続部（例えばワイヤ）を燃料電池に取り付ける幾つかの実施形態を示す概略図である。幾つかの実施形態では、図示の技術は、図２のステップ２０３で用いられている。簡素にするために、概略図４５０及び４５２は、燃料電池３００が容器３０２の穴の上に直接取り付けられた状態で示されている。ここで示した技術は、本明細書に記載する他の技術と組み合わせることができる（例えば、燃料電池を容器に取り付けるためのシーラント及び／又はメッシュを用いて、単一の穴ではなくエアベントを有する容器の内側に燃料電池を取り付ける等）。
【００３４】
概略図４５０では、電気接続部４０４は、溶接４０６によって燃料電池４００のカソード及びアノードに取り付けられている。幾つかの実施形態では、電気接続部は、燃料電池４００が容器４０２に取り付けられる前に燃料電池に接続される。種々の実施形態において、電気接続部４０４は、燃料電池４００に直接的に、又は燃料電池４００に電気的接続部を提供する１つ又はそれ以上の中間構成要素を介して溶接することができる。
【００３５】
溶接部４０６から離れて、電気接続部は各々、シャンクに巻き付けられることによって、ナット／ボルト対（４０８）にそれぞれ取り付けられている。幾つかの実施形態では、ボルトのうちの少なくとも１つは、電気接続部をボルトに巻き付ける前にセラミック、ガラス、又はシーラントのような電気絶縁体でコーティングされる（電気的短絡を防止するため）。このような実施形態では、他のボルトは、同様にコーティングしてもよく、コーティングしないままであってもよい。分かりやすくするために、この図におけるナット及びボルト４０８は上下に重ねて示されている。実際には、ナット及びボルト４０８は、必ずしもいずれかの特定の位置（例えば、互いに対して、もしくは容器又は燃料電池に対して）に限定されているわけではない。他の幾つかの実施形態では、ナット及びボルトの代わりに、ネジ、釘、スタッド、ピン、タブ、又はフックのような他の金具類を用いて電気接続部を固定することができる。電気接続部４０４のうちの１つはまた、溶接、ろう付け、又は他の方法で燃料貯蔵容器４０２に直接接合することができる。これは、溶接、ろう付け、導電性シーラント、機械的接続等によって燃料電池が燃料貯蔵容器４０２と電気的に接触している場合に特に有益である。
【００３６】
概略図４５２では、電気接続部４０４は、電気接続部及びカソード又はアノードの上にシーラント４１２を塗布することによって燃料電池４００に取り付けられている。概略図４５０と同様にして、電気接続部４０４はナット及びボルト４１０に巻き付けられているが、この実施例では、ナット及びボルトのペアのうちの１つは、容器の内側から外側に向けて挿入されている。電気接続部４０４をボルトのシャンクに巻き付けた後、シーラント（４１０）がボルトの頭部の上に塗布される。
【００３７】
電気接続部により燃料電池システムを持ち上げる人もいる可能性があるので、本明細書に示すように電気接続部を固定することが望ましいとすることができ、本装置が壊れないように電気接続部を安全な方法で取り付けることは望ましいとすることができる。
【００３８】
図５は、蓋の幾つかの実施形態を示す概略図である。幾つかの実施形態では、燃料電池システムは蓋を含み（例えば、燃料が燃料貯蔵容器から落下するのを防止するため）、幾つかの例示的な蓋が図示されている。図示の蓋は単に例示的なものであり、（例えば）任意の形状の容器に取り付けることができる。蓋は、１つ又はそれ以上の燃料電池領域を収容することができ、燃料電池カードを蓋の代わりに用いてもよい。
【００３９】
概略図５５０は、ピンで取り付けられた回転蓋を示す。蓋の平面と蓋が取り付けられる容器の面の平面とは平行（蓋の開放時と蓋の閉鎖時の両方において）である。幾つかの実施形態では、蓋が閉鎖位置にある際には、留め金、ロック、又は他の機構を用いて蓋が固定される。他の実施形態では、蓋は、圧入、ツイストロック、又は蓋をネジ山にネジ留めすることによって容器に取り付けられる。別の実施形態では、蓋は、容器上に単に置かれて、重力によって所定の位置に保持される。
【００４０】
概略図５５２は、スイングして開放する蓋を示している。蓋は、蓋及び容器を貫通するロッドを介して容器に取り付けられる。幾つかの実施形態では、蓋が閉鎖位置にある際に蓋が自由にスイングして開かないように、容器は、蓋が上に掛かる小さな突起部又は「リップ」を有する。他の幾つかの実施形態では、他の何らかの機構を用いて、蓋が閉鎖状態に保たれる。
【００４１】
概略図５５４は、ホルダの内外に摺動する蓋を示す。図示の実施例では、ホルダは、複数の部品を含むが、一部の実施形態では、ホルダは単一のホルダである（例えば、開口部の左側に沿って開口部の下方に延び、開口部の右側に巻き付けられる）。場合によっては、材料に比べて労働力が安価な場合があり、材料を節減した複数の要素（５５４に示すような）を用いる方法が望ましい場合がある。他の幾つかの場合には、労働力は材料に比べて高価な場合があり、ホルダに単一の要素が用いられる。前の実施例と同様に、蓋を閉鎖位置で固定することが望ましい場合には、ロック、留め金、ラッチ、又は他の機構を用いることができる。
【００４２】
幾つかの実施形態では、電気負荷は、単一の燃料電池によって生成可能な電圧を上回る最小電圧を必要とする。例えば、負荷は２Ｖを必要とする場合があるが、燃料電池は１Ｖしか供給できない場合がある。これに対処するために、幾つかの実施形態では、単一の燃料電池システムにおいて複数の燃料電池が直列に接続される。例えば、２つの１Ｖ燃料電池が互いに直列に接続された場合、本システムは要求される２Ｖを生成することができることになる。幾つかの実施形態では、複数の燃料電池システム（各システムが１つ又はそれ以上の直列の燃料電池を有する）が、互いに対して直列に接続される。幾つかの実施形態では、システムは、互いに並列に接続された燃料電池を含む。燃料電池を並列に接続することは、冗長性もしくは信頼性の理由から、及び／又は供給される電流量を増大させるために有用とすることができる。幾つかの実施形態では、燃料電池システムは、別の燃料電池システムに並列に接続される。後続の図は、燃料電池システムにおいて２つ又はそれ以上の燃料電池を互いに接続（並列又は直列で）することができる方法の幾つかの実施例を示す。
【００４３】
図６Ａ及び図６Ｂは、燃料電池システム内で互いに接続された２つの燃料電池の幾つかの実施形態を示す概略図である。分かりやすくするために、図示の接続部は全て直列接続であるが、必要に応じて図示の技術を用いて燃料電池を並列に接続することができる。幾つかの実施形態では、３つ又はそれ以上の燃料電池が直列（並列）に組み合わせられる。分かりやすくするために、燃料電池によって発生された電力にアクセスできるようにする電気接続部は図示していない。
【００４４】
概略図６５０では、燃料電池６００及び６０２は、メッシュ６０４を用いて互いに接続されている。幾つかの実施形態では、メッシュ６０４は、ステンレス鋼メッシュ（例えば、ＡＩＳＩ３００シリーズ又はＡＩＳＩ４００シリーズのステンレス鋼）である。燃料電池６００及び６０２は、溶接、ろう付け、ボンディング等のような種々の方法でメッシュ６０４に接続することができる。幾つかの実施形態では、電気接続部は、メッシュによって、燃料電池６００のカソードと燃料電池６０２のアノードとの間に作製される。他の実施形態では、燃料電池６００及び６０２はメッシュに接合されているが、メッシュから電気的に絶縁されており、燃料電池６００のカソードと燃料電池６０２のアノードとの間に電気接続部（図示せず）を作製する必要がある。例えば、幾つかの実施形態では、ワイヤの一方端が燃料電池６００のカソードに接続され、ワイヤの他方端が燃料電池６０２のアノードに接続されている。幾つかの実施形態では、燃料電池がメッシュに接続され、２つの燃料電池が電気的に直列に接続されると、例えば溶接、ろう付け、又はボンディングによって、燃料電池が取り付けられた状態のメッシュが容器に接続される。次いで、燃料電池６００及び６０２の縁部にシーラント６０６が塗布され、燃料電池６００及び６０２と接触してメッシュ６０４に浸透し、これにより本システム内の構成要素が更に堅固に取り付けられる。幾つかの実施形態では、シーラント６０６は、電気的短絡を防止するための電気絶縁体である。
【００４５】
幾つかの実施形態では、製造技術によって堅牢な製品が生産され、及び／又は組み立て技術が比較的簡素で及び／又は低コストである（例えば、組み立てを低コストの労働力プールによって手作業で行うことができる）ので、上記で説明した技術は魅力がある。
【００４６】
概略図６５２は、ジョグコネクタ（６０８）を用いて互いに接続された、同一平面にある２つの燃料電池を示す。この実施例におけるジョグコネクタ６０８は、立方形であり、燃料電池６００のカソードを燃料電池６０２のアノードに接続する内部電気接続部（黒で示す）を含む。幾つかの実施形態では、ジョグコネクタ６０８が燃料電池６０２のアノード及び燃料電池６００のカソードと整列するように、ジョグコネクタ６０８は、燃料電池６００及び６０２と同時に、又は燃料電池６００及び６０２と共に製造される。幾つかの実施形態では、ジョグコネクタ６０８は、燃料電池とは別個に製造され（例えば、アノード及びカソードの公称寸法又は予想寸法に基づいて）、ジョグコネクタ６０８は、組み立て時に燃料電池６００及び６０２に接続される。
【００４７】
概略図６５４は、電気接続部（６１０）で互いに接続された、同一平面にある燃料電池６００及び６０２を示す。電気接続部６１０は、燃料電池６００のカソードを燃料電池６０２のアノードに接続する。種々の実施形態において、電気接続部６１０は、溶接、シーラント等のような種々の手段によって燃料電池６００及び６０２に接続される。電気接続部６１０が両方の燃料電池に接続され、次いで、電気接続部６１０の上にシーラント６１２が塗布され、（少なくともこの実施例では）燃料電池６００及び燃料電池６０２の縁部に接触している。
【００４８】
概略図６５６は、燃料電池用の穴又は開口部を備えたシート６１４を用いて互いに接続された燃料電池６００及び６０２を示す。幾つかの実施形態では、シート６１４は、ステンレス鋼（例えば、ＡＩＳＩ３００シリーズ又はＡＩＳＩ４００シリーズのステンレス鋼）である。燃料電池６００及び６０２は、溶接、ろう付け、ボンディング等のような種々の方法でシート６１４に接続することができる。幾つかの実施形態では、電気接続部は、シートによって、燃料電池６００のカソードと燃料電池６０２のアノードとの間に作製される。他の実施形態では、燃料電池６００及び６０２は、シートに接合されているがシートから電気的に絶縁されており、燃料電池６００のカソードと燃料電池６０２のアノードとの間に電気接続部（図示せず）を作製する必要がある。例えば、幾つかの実施形態では、金属製のストリップ又はワイヤの一方端が燃料電池６００のカソードに接続され、金属製のストリップ又はワイヤの他方端が燃料電池６０２のアノードに接続されている。幾つかの実施形態では、燃料電池がシートに接続されて、２つの燃料電池が電気的に直列に接続されると、例えば溶接、ろう付け、又はボンディングによって、燃料電池と共にシートが容器に接続される。幾つかの実施形態では、燃料電池６００及び６０２の縁部に電気絶縁シーラントが塗布される（図示せず）。
【００４９】
概略図６７６は、平坦なシートではなく燃料電池用の穴又は開口部を備えた成形容器６２４を用いて、概略図６５６と同様に互いに電気的に接続された燃料電池６００及び６０２を示す。付加的な幾何形状及び電気接続部が実施可能であり、図示のものによって限定されることを意図するものではない。
【００５０】
別の実施形態では、１つのセルのアノードが隣接するセルのカソードに直接接触している。セル間の電気的及び機械的接触は、圧力の印加、溶接、ろう付け等によって強化することができる。
【００５１】
上述のように、概略図は例示的な構成を示しており、この図又は他の図に示す他の技術と組み合わせるか、又は修正することができる。例えば、概略図６５０はメッシュの異なる側に置かれた燃料電池６００及び６０２を示しているが、他の幾つかの実施形態では、燃料電池は、メッシュの同じ側に置かれている（恐らくは、図示の向きとは異なる向きにされるが）。
【００５２】
或いは、負荷が単一の燃料電池又は直列の燃料電池によって生成することができる電圧を上回る最小電圧を必要とする場合、電気接続部に電圧増倍回路を取り付けることができる。このようにして、単一の燃料電池又は直列に接続された２つの燃料電池は、携帯電話の充電、ＬＥＤ照明、又はバッテリの充電に用いることができる以外に、電圧増倍回路と接続し燃料電池システム内に配置することができる。
【００５３】
燃料電池は、図３Ｂに示すように着脱可能な方法で燃料貯蔵容器に取り付けることができ、又は、燃料電池（又は複数の燃料電池）は、燃料電池領域の除去及び挿入を容易にするために燃料電池用の穴又は開口部を備えた平坦なシートに取り付けてもよい。１つ又はそれ以上の燃料電池が取り付けられた１つ又はそれ以上の開口部を備える平坦シートを含む着脱可能な燃料電池領域が「燃料電池カード」である。シートに取り付けられた１つよりも多い燃料電池がある場合、燃料電池は直列又は並列に接続することができる。燃料電池カードは、蓋としての役割を果たすことができ、或いは、蓋がカードを含むことも可能である。
【００５４】
図７は、脱着可能な燃料電池カードを備えた燃料電池システムの一実施形態を示す概略図である。図示の実施例では、蓋７００は、８つのエアベント（７０２）を含む。エアベントは、燃料電池カード７０６が蓋７００の隣に挿入又は他の方法で置かれたときに、燃料電池カード７０６内の燃料電池７０８と整列するように位置決めされている。この実施例では、エアベント７０１は円形であるが、任意の形状又は種類のエアベントを用いることができる。この実施例における蓋７００はまた、燃料電池カード７０６から出ている電気接続部用の電気接続手段７０４を含む。種々の実施形態において、燃料電池カードが挿入されて蓋が閉鎖されているときに電気接続部が曲がらないように、電気接続手段７０４は、蓋内の切り欠き又は穴である。
【００５５】
この実施例では、燃料電池カード７０６は、直列に接続された８つの燃料電池を有する。従って、（一例として）各燃料電池が１Ｖを発生させる場合、ここに示す燃料電池システムは、８Ｖの出力を発生させることになる。燃料電池カード内の燃料電池は、所望の任意の方法で接続することができる。別の実施例では、互いに直列に接続された４つの燃料電池から成る２つのグループ（例えば、左右の列の４つの燃料電池がそれぞれ直列に接続された）があり、４つの燃料電池から成る該２つのグループが互いに並列に接続されて、４Ｖの出力を生成する（この場合も、一例として１燃料電池当たり１Ｖを用いて）。幾つかの用途では、並列に接続された燃料電池を有することは、これによって冗長性がもたらされ、従って燃料電池のうちの１つ又はそれ以上が故障した場合でも本システムが依然として動作できるので望ましい。
【００５６】
燃料電池システム７１０は、蓋７００が閉鎖され且つ燃料電池カード７０６が所定の位置にある状態のシステムを示している。この実施例では単一の燃料電池カードがあるが、他の実施形態では、２つ又はそれ以上の燃料電池カードを用いることができる。幾つかの実施形態では、燃料貯蔵容器の底部及び／又は他の表面もしくは壁のいずれかに燃料電池カードが存在する。
【００５７】
幾つかの実施形態では、燃料電池カード７０６は、燃料電池のカソードが外方に面しており、燃料電池のアノードが内方に面するように、ユーザが燃料電池カード７０６を蓋７００に適切に挿入するか又は蓋７００と整列させるのを助けるメッセージ、指示、又は警報を有する。幾つかの実施形態では、カソード側が内方に面した状態（正しくない）でユーザがカードを挿入した場合に、ユーザが警報を認識してカードを逆にするように、燃料電池カードのカソード側が「向きが逆です」と言う。他の実施形態では、他の警報、メッセージ、又は指示が用いられる。一例では、第１のアイコン（例えば円）を蓋に印刷又は圧入することができ、第２のアイコン（例えば正方形）は、燃料貯蔵容器の底部上に置かれる。アイコンが一致した（例えば、円形対円形及び正方形対正方形）ときに燃料電池カードが適切な向きになるように、燃料電池カードの一方の側が第１のアイコンを有し、他方の側が第２のアイコンを有することになる。幾つかの実施形態では、ユーザが燃料電池カードを適切な向きにするのを助けるために、物理的又は視覚的なキューが用いられる。幾つかの実施形態では、蓋と燃料電池カードの両方が凸状であり、燃料電池カードを挿入する論理的方法は１つしかない。幾つかの実施形態では、蓋を燃料電池カードに接続している幾つかのクリップ又はラッチがあり、接続は、１つの方法でしか燃料電池カードを接続できないように設計されている。
【００５８】
他の実施形態では、燃料電池カード７０６は、これを燃料貯蔵容器に挿入するための適切な向きを示すように成形される。例えば、カードは、燃料貯蔵容器内の位置合わせピン又はタブの周囲に嵌合する穴、穿孔等を有することができる。或いは、燃料電池カード７０６と燃料貯蔵容器の両方を燃料電池カードが正しい向きでのみ燃料貯蔵容器内に嵌合することになるように成形してもよい。非対称形状が特に有益である。例えば、燃料電池カードと燃料貯蔵容器の両方が１つの丸い角と３つの直角のコーナーを備えた矩形とすることができる。
【００５９】
幾つかの実施形態では、燃料電池は、対称触媒燃料電池であり、従って、燃料電池カードを挿入する際にカソード側とアノード側を識別する必要はない。
【００６０】
図８は、円筒状燃料貯蔵容器の一実施形態を示す概略図である。分かりやすくするために、燃料電池システムの他の構成要素（燃料電池、電気接続部等のような）は、この実施例には図示していない。図示の実施例では、燃料電池容器８００は円筒形状であり、燃料８０２は、該円筒の本体内に収容されている。種々の実施形態において、燃料電池は、（平坦な）上部表面又は底部表面のような円筒の種々の表面に、もしくは円筒の湾曲した表面に沿って接続されている。種々の実施形態において、円筒状壁の一部又は全部が管状燃料電池を含む。例えば、円筒状壁の上方部分を管状燃料電池とすることができ、下方部分を熱伝導領域とすることができる。円筒状壁はまた、セル間に熱伝導領域を備えた、又は熱伝導領域を備えていない複数の直列に接続された管状燃料電池を含むことができる。これらの構成では、管状燃料電池のアノードは円筒状壁の内側にあり、燃料に面している。
【００６１】
図９は、同心円筒形状の燃料貯蔵容器の一実施形態を示す概略図である。前の図と同様に、燃料電池システムの幾つかの構成要素（燃料電池、電気接続部等のような）は、ここでは図示していない。燃料貯蔵容器９００は、円筒形状の内側表面と、同様に円筒形状の外側表面とを含む。燃料９０２は、燃料貯蔵容器の内側表面と外側表面との間に貯蔵されており、内側表面内部の円筒状空間は、空気流の開口部である。種々の実施形態において、燃料電池は、内側表面、外側表面、もしくは（平坦な）上部表面又は底部表面のような種々の表面に接続されている。種々の実施形態において、円筒状の内側表面もしくは外側表面の一部又は全部が管状燃料電池を含む。一実施形態では、内側円筒状表面の一部又は全部が管状燃料電池を含む。例えば、内側円筒状表面の下方部分を管状燃料電池とすることができ、上方部分を熱伝導領域とすることができる。内側円筒状表面はまた、セル間に熱伝導領域を備えた又は熱伝導領域を備えていない複数の直列に接続された管状燃料電池を含むことができる。これらの構成では、管状燃料電池のアノードは内側円筒状表面の外側にあり、燃料に面している。
【００６２】
燃料貯蔵容器及び蓋は、限定ではないが、セラミック、粘土、ガラス、耐火材料、及び金属を含む任意の耐熱材料を含むことができる。電気接続部及びメッシュは、金属を含む。高温域外では、金属は銅又はその合金であってもよい。燃料貯蔵容器、蓋、電気接続部、メッシュ、及び燃料電池カードを含む、熱に曝される金属製のシステム構成要素は、耐熱材料から製造される。使用可能な金属には、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、又はＦｅを含む合金が含まれる。実施例には、Ｆｅ−Ｃｒベースの合金、Ｎｉ−Ｃｒベースの合金、ステンレス鋼、及びニッケル超合金が挙げられる。ＡＩＳＩ３００シリーズ又はＡＩＳＩ４００シリーズのようなステンレス鋼は、これらの低コスト性及び高温での優れた機械的性質及び酸化特性に起因して、特に有益である。
【００６３】
上記の実施形態を、理解を容易にする目的で幾らか詳細に説明してきたが、本発明は、提供した詳細事項に限定されるものではない。本発明を実施する多くの代替方法がある。開示した実施形態は、例示的なものであって、限定ではない。
【符号の説明】
【００６４】
１００  燃料電池システム
１０２  燃料貯蔵容器
１０４  燃料
１０６  燃料電池
１０８  負荷
【図１】
2013510415.tif 000003
【図２】
2013510415.tif 000004
【図３Ａ】
2013510415.tif 000005
【図３Ｂ】
2013510415.tif 000006
【図４】
2013510415.tif 000007
【図５】
2013510415.tif 000008
【図６Ａ】
2013510415.tif 000009
【図６Ｂ】
2013510415.tif 000010
【図７】
2013510415.tif 000011
【図８】
2013510415.tif 000012
【図９】
2013510415.tif 000013
【国際調査報告】
2013510415.tif 000014