(57)【要約】【課題】簡易な機構で、燃料電池セルにダメージを与えることなく燃料電池の起動性を高めることができる燃料電池ユニット及びその発電方法を提供すること。【解決手段】燃料電池ユニット１は、燃料電池パック２と、燃料電池パック２を収容するケース３とを備える。燃料電池パック２は、ＭＥＡ４と、発電用液体燃料７を貯蔵する発電用燃料貯蔵部６とを備える。ＭＥＡ４のカソードは、燃料電池パック２から露出している。ケース３は、カソードの露出面に、カソードで酸化される発熱用液体燃料１０を供給する供給部８と、発熱用液体燃料１０を貯蔵する発熱用燃料貯蔵部９と、発熱用液体燃料１０を供給部８に送液する送液部１１とを備える。環境温度が低い場合、燃料電池パック２を取り出すときにカソード面に発熱用液体燃料１０を供給し、外部の空気により発熱用液体燃料１０を酸化させる。この発熱反応により、起動時のセルの温度を高める。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池パックと、前記燃料電池パックを収容するケースとを備える燃料電池ユニットであって、
前記燃料電池パックは、燃料として液体燃料を使用する少なくとも１つのセルと、前記少なくとも１つのセルで発電するための発電用液体燃料を貯蔵するための発電用燃料貯蔵部とを備え、
前記少なくとも１つのセルは、アノードと、カソードと、電解質とを備え、
前記カソードの少なくとも一部は前記燃料電池パックから露出しており、
前記ケースは、前記カソードの露出面の少なくとも一部に、前記カソードで酸化される発熱用液体燃料を供給する供給部を備えることを特徴とする燃料電池ユニット。
【請求項２】
前記供給部は、前記燃料電池パックを前記ケースから取り出すときに前記カソードの露出面全体に前記発熱用液体燃料を供給するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池ユニット。
【請求項３】
前記燃料電池パックが前記ケースに収容されているときに、前記供給部は、前記カソードの前記ケース取り出し口側の端部に接していることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池ユニット。
【請求項４】
前記ケースは、前記発熱用液体燃料を貯蔵すると共に前記供給部と連通する発熱用燃料貯蔵部と、前記発熱用液体燃料を前記発熱用燃料貯蔵部から前記供給部へ送液する送液部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項５】
前記燃料電池パックは、前記発熱用液体燃料を貯蔵すると共に前記供給部と連通する発熱用燃料貯蔵部と、前記発熱用液体燃料を前記発熱用燃料貯蔵部から前記供給部へ送液する送液部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項６】
前記燃料電池パックは、前記発熱用液体燃料を前記供給部へ導入するための燃料電池パック側流路をさらに備え、
前記ケースは、前記発熱用液体燃料を前記供給部へ導入するためのケース側流路をさらに備え、
前記燃料電池パック側流路及び前記ケース側流路に嵌入することにより、前記発熱用液体燃料の移動及び前記燃料電池パックの移動を防止するストッパをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池ユニット。
【請求項７】
前記発電用燃料貯蔵部と前記発熱用燃料貯蔵部とは連通しており、
前記発熱用液体燃料は、前記発電用液体燃料として前記発電用燃料貯蔵部へ供給することができ、
前記発電用燃料貯蔵部から前記発熱用燃料貯蔵部へ発電用液体燃料が移動することを防止する逆流防止部をさらに備えることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項８】
前記発電用燃料貯蔵部と前記供給部とは連通しており、
前記発電用液体燃料は、前記発熱用液体燃料として使用することができ、
前記発電用液体燃料を前記発電燃料貯蔵部から前記供給部へ送液する送液部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項９】
前記ケースに前記燃料電池パックが収容されているときに、前記ケース外部から前記カソードへの空気の流入が遮断されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項１０】
前記ケースは、前記燃料電池パックを前記ケースに出し入れするための開閉自在な空気孔をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の燃料電池ユニット。
【請求項１１】
液体燃料を燃料とするセルを少なくとも１つ有する燃料電池パックと、前記燃料電池パックを収容するケースとを備える燃料電池ユニットの発電方法であって、
前記燃料電池パックは、発電していないときはケースに収容し、
発電させるときには起動時の前記セルの温度を高めるために、前記燃料電池パックを前記ケースから取り出す前に又は取り出す際に、前記燃料電池パックから露出したカソード面の少なくとも一部に、前記カソードで酸化反応する発熱用液体燃料を前記ケースから供給し、
前記燃料電池パックを前記ケースから取り出した際に、前記ケース外部の空気によって前記カソード面に供給した前記発熱用液体燃料を酸化させることを特徴とする燃料電池ユニットの発電方法。
【請求項１２】
前記ケースから前記燃料電池パックを取り出す際の動きにより、前記カソード面全体に前記発熱用液体燃料を供給することを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池ユニットの発電方法。
【請求項１３】
前記ケースから前記燃料電池パックを取り出す前に、前記カソード面に前記発熱用液体燃料を供給するための前記ケースの供給部に、前記発熱用液体燃料を導入することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の燃料電池ユニットの発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池ユニット及びその発電方法に関し、特に液体燃料を直接使用する燃料電池ユニット及びその発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球資源の保護及び地球環境保護のため、化石燃料を使用せず、かつ温暖化ガスや大気汚染ガスの排出が少ない燃料電池が注目されている。その中で、液体燃料をアノード（燃料極）に直接供給する燃料電池の開発が進められている。この液体燃料を直接使用する燃料電池は、水素ガスを取り出すための改質器などが不要となるので、小型化及び軽量化を図ることができるとして、モバイル機器用の燃料電池として期待されている。また、エネルギー密度が高いメタノール水溶液などの液体燃料を直接使用することができるという利点も有する。このような燃料電池には、例えば、メタノール水溶液を液体燃料として直接利用するダイレクトメタノール型燃料電池が知られている。メタノールを燃料に用いた時のアノードにおける反応を化１に、カソード（空気極）における反応を化２に示す。化１に示すように、ダイレクトメタノール型燃料電池においては、メタノール水溶液から水素イオンを直接得ることができる。
【０００３】
【化１】
2008198373.tif 000003
【０００４】
【化２】
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【０００５】
一方で、燃料電池は、一般に、他の電源に比べて起動性が悪いという問題がある。特に、液体燃料を使用するダイレクトメタノール型燃料電池においては、環境温度の低下とともに出力が低下するため、環境温度が低い場合には所望の電圧又は電流を供給することができず、モバイル機器を起動できない可能性もある。
【０００６】
そこで、燃料電池の起動性を高める方法が、例えば特許文献１〜４に開示されている。特許文献１に記載の燃料電池システムにおいては、負荷に電力供給しないように出入力端子間を短絡させて、燃料電池の自己発熱により燃料電池の温度を上昇させている。特許文献２に記載の燃料電池システムにおいては、燃料電池に電気加熱器及び二次電池を接続し、燃料電池停止時及び起動時の電力を二次電池に吸収させて、燃料電池起動時にはこの電力を電気加熱器に供給し、燃料電池を昇温させている。特許文献３及び４に記載の燃料電池システムにおいては、起動時に最低作動温度に達するまでカソードに燃料を供給して、カソードの酸化剤と燃料との発熱反応により、起動時の燃料電池の温度を高めている。
【０００７】
【特許文献１】再表２００４−０２７９１３号公報
【特許文献２】特開平１−１８７７７６号公報
【特許文献３】特開２００４−３１１４３７号公報
【特許文献４】特表２００４−５３０２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
携帯電話機のようなモバイル機器に適用する燃料電池は、低温の屋外環境で使用されることも想定する必要がある。したがって、このような燃料電池は、環境温度が低い場合であっても、短時間で燃料電池の温度を上昇させることが可能な手段を有していることが望ましい。一方で、モバイル機器に適用するためには、燃料電池は、小型かつ軽量でなければならない。
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜２に記載された昇温手段は、複雑な機構であるため、サイズ、重量及びコストの観点でモバイル機器に適用する燃料電池には不適切である。特許文献１に記載の燃料電池システムにおいては、燃料電池の回路を通常使用回路と短絡回路間で切り換えるための制御回路及びその制御機構が必要となるので、システムが複雑にならざるを得ない。特許文献２に記載の燃料電池システムにおいては、電気加熱器及び二次電池を付加するので、システムを大型化せざるを得ない。
【００１０】
また、特許文献３から４に記載の燃料電池システムでは、カソードに燃料を供給する手段や発熱体などの手段が発電時においても燃料電池システムに具備されており、小型化かつ軽量化の実現を図ることができていない。また、燃料はカソード全体に均一に供給しないと燃料電池セルにダメージを与える場合がある。
【００１１】
本発明の目的は、簡易な機構で、燃料電池セルにダメージを与えることなく燃料電池の起動性を高めることができる燃料電池ユニット及びその発電方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１視点によれば、燃料電池パックと、燃料電池パックを収容するケースとを備える燃料電池ユニットであって、燃料電池パックは、燃料として液体燃料を使用する少なくとも１つのセルと、少なくとも１つのセルで発電するための発電用液体燃料を貯蔵するための発電用燃料貯蔵部とを備え、少なくとも１つのセルは、アノードと、カソードと、電解質とを備え、カソードの少なくとも一部は燃料電池パックから露出しており、ケースは、カソードの露出面の少なくとも一部に、カソードで酸化される発熱用液体燃料を供給する供給部を備える燃料電池ユニットを提供する。
【００１３】
上記第１視点の好ましい形態によれば、供給部は、燃料電池パックをケースから取り出すときにカソードの露出面全体に発熱用液体燃料を供給するように形成されている。
【００１４】
上記第１視点の好ましい形態によれば、燃料電池パックがケースに収容されているときに、供給部は、カソードのケース取り出し口側の端部に接している。
【００１５】
上記第１視点の好ましい形態によれば、ケースは、発熱用液体燃料を貯蔵すると共に供給部と連通する発熱用燃料貯蔵部と、発熱用液体燃料を発熱用燃料貯蔵部から供給部へ送液する送液部と、をさらに備える。
【００１６】
上記第１視点の好ましい形態によれば、燃料電池パックは、発熱用液体燃料を貯蔵すると共に供給部と連通する発熱用燃料貯蔵部と、発熱用液体燃料を発熱用燃料貯蔵部から供給部へ送液する送液部と、をさらに備える。さらに好ましい形態によれば、燃料電池パックは、発熱用液体燃料を供給部へ導入するための燃料電池パック側流路をさらに備え、ケースは、発熱用液体燃料を供給部へ導入するためのケース側流路をさらに備え、燃料電池ユニットは、燃料電池パック側流路及びケース側流路に嵌入することにより、発熱用液体燃料の移動及び燃料電池パックの移動を防止するストッパをさらに備える。
【００１７】
上記第１視点の好ましい形態によれば、発電用燃料貯蔵部と発熱用燃料貯蔵部とは連通しており、発熱用液体燃料は、発電用液体燃料として発電用燃料貯蔵部へ供給することができ、燃料電池ユニットは、発電用燃料貯蔵部から発熱用燃料貯蔵部へ発電用液体燃料が移動することを防止する逆流防止部をさらに備える。
【００１８】
上記第１視点の好ましい形態によれば、発電用燃料貯蔵部と供給部とは連通しており、発電用液体燃料は、発熱用液体燃料として使用することができ、燃料電池ユニットは、発電用液体燃料を発電燃料貯蔵部から供給部へ送液する送液部をさらに備える。
【００１９】
上記第１視点の好ましい形態によれば、燃料電池ユニットは、ケースに燃料電池パックが収容されているときに、ケース外部からカソードへの空気の流入が遮断されている。さらに好ましい形態によれば、ケースは、燃料電池パックをケースに出し入れするための開閉自在な空気孔をさらに備える。
【００２０】
本発明の第２視点によれば、液体燃料を燃料とするセルを少なくとも１つ有する燃料電池パックと、燃料電池パックを収容するケースと、を備える燃料電池ユニットの発電方法であって、燃料電池パックは、発電していないときはケースに収容し、発電させるときには起動時のセルの温度を高めるために、燃料電池パックをケースから取り出す前に又は取り出す際に、燃料電池パックから露出したカソード面の少なくとも一部に、カソードで酸化反応する発熱用液体燃料をケースから供給し、燃料電池パックをケースから取り出した際に、ケース外部の空気によってカソード面に供給した発熱用液体燃料を酸化させる燃料電池ユニットの発電方法を提供する。
【００２１】
上記第２視点の好ましい形態によれば、ケースから燃料電池パックを取り出す際の動きにより、カソード面全体に発熱用液体燃料を供給する。
【００２２】
上記第２視点の好ましい形態によれば、ケースから燃料電池パックを取り出す前に、カソード面に発熱用液体燃料を供給するためのケースの供給部に、発熱用液体燃料を導入する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、起動前ないし起動時にカソードで燃料を酸化させることにより燃料電池の温度を容易に高めることができる。これにより、使用環境の温度が低い場合であっても出力を起動から短時間で安定させることができる。
【００２４】
本発明においては、燃料電池パックを収容するケースを介して発熱用の燃料をカソードに供給している。これにより、携帯時には燃料電池パックを保護することができると共に、簡易な機構で燃料をカソードに供給することができ、燃料電池ユニットを小型かつ軽量にすることができる。また、発電時にはケースは取り外すので、使用時の燃料電池パックをより小型かつより軽量にすることができる。さらに、発熱用の燃料は発電用の燃料とすることもできる。したがって、本発明によれば、携帯性を有するモバイル機器に適した燃料電池ユニットを提供することができる。
【００２５】
本発明によれば、カソード面に対し燃料を均一に供給することができる。これにより、燃料電池セルの劣化を回避することができる。
【００２６】
本発明によれば、ケース収容時にカソードを密閉することにより、クロスオーバーした液体燃料がカソードに溜まり、ＯＣＶの低下を図ることができる。また、液体燃料（例えばメタノール）の還元作用により、触媒性能を回復させることができる。これにより、燃料電池の性能低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の第１実施形態に係る燃料電池ユニットについて説明する。図１に、本発明の第１実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図を示す。燃料電池ユニット１は、燃料電池パック２及びケース３を備える。図１は、ケース３に燃料電池パック２を収容している状態の図である。
【００２８】
燃料電池パック２は、電極と電解質膜とを一体的に接合した膜／電極接合体（ＭＥＡ;Membrane Electrode Assembly）４、制限透過膜５、発電用液体燃料７を貯蔵する発電用燃料貯蔵部６、及び外部負荷に電力を供給する電力供給部（例えば出入力端子）（不図示）を有する。
【００２９】
燃料電池パック２は、単セル、又は複数のセルが直列または並列に接続されたスタックを有する。ここで、ＭＥＡ４に含まれる単セル構造の一例について説明する。図２は、単セル構造の一例を示す概略図である。単セル構造３１は、アノード（燃料極）３２、カソード（空気極）３４及び電解質膜３３（例えば固体高分子電解質膜）を有する。
【００３０】
電解質膜３３は、アノード３２とカソード３４を隔てるとともに、両者の間で水素イオンを移動させる役割を有する。このため、電解質膜３３は、水素イオンの伝導性が高い膜であることが好ましい。また、化学的に安定であって機械的強度が高いことが好ましい。電解質膜３３を構成する材料としては、スルフォン基、リン酸基等の強酸基や、カルボキシル基等の弱酸基等の極性基を有する有機高分子が好ましく用いられる。こうした有機高分子として、スルフォン化ポリ（４−フェノキシベンゾイル−１，４−フェニレン）、アルキルスルフォン化ポリベンゾイミダゾール等の芳香族縮合系高分子；スルフォン基含有パーフルオロカーボン（ナフィオン（デュポン社製）（登録商標）、アシプレックス（旭化成社製）（登録商標））；カルボキシル基含有パーフルオロカーボン（フレミオンＳ膜（旭硝子社製）（登録商標））；等が例示される。
【００３１】
アノード３２は、触媒を担持した炭素粒子と固体高分子電解質とを含むアノード触媒層３２ｂをアノード基体３２ａ上に形成した構成とすることができ、カソード３４は、触媒を担持した炭素粒子と固体高分子電解質とを含むカソード触媒層３４ｂをカソード基体３４ａ上に形成した構成とすることができる。アノード基体３２ａ及びカソード基体３４ａの表面は撥水処理してもよい。
【００３２】
アノード触媒層３２ｂの触媒としては、白金、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、コバルト、ニッケル、レニウム、ランタン、ストロンチウム、イットリウム、またはこれらの合金等が例示される。カソード触媒層３４ｂの触媒としては、アノード触媒層３２ｂと同様のものを用いることができ、例えば上記例示物質を使用することができる。なお、アノード触媒層３２ｂおよびカソード触媒層３４ｂの触媒は同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。
【００３３】
触媒を担持する炭素粒子としては、アセチレンブラック（デンカブラック（電気化学社製）（登録商標）、ＸＣ７２（Ｖｕｌｃａｎ社製）等）、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等が例示される。
【００３４】
アノード触媒層３２ｂ及びカソード触媒層３４ｂにおける固体高分子電解質は、同一のものであっても異なるものであってもよい。ここで、固体高分子電解質は、電解質膜３３と同じ材料を用いることができるが、電解質膜３３とは異なる材料や、複数の材料を用いることもできる。
【００３５】
アノード３２、カソード３４ともに、アノード基体３２ａ及びカソード基体３４ａとしては、カーボンペーパー、カーボンの成形体、カーボンの焼結体、焼結金属、発泡金属等の多孔性基体を用いることができる。また、アノード基体３２ａ及びカソード基体３４ａの撥水処理にはポリテトラフルオロエチレン等の撥水剤を用いることができる。
【００３６】
次に、単セル構造３１の製造方法を説明する。例えば、電解質膜３３を有機高分子材料で構成する場合、電解質膜３３は、有機高分子材料を溶媒に溶解ないし分散させた液体を、ポリテトラフルオロエチレン等の剥離性シート等の上にキャストして乾燥させることにより得ることができる。
【００３７】
アノード３２およびカソード３４は、例えば以下の方法で得ることができる。まず、一般的に用いられている含浸法によって炭素粒子に触媒を担持させる。次に触媒を担持させた炭素粒子と固体高分子電解質の微粒子を溶媒に分散させ、ペースト状としたのち、撥水化処理を行ったアノード基体３２ａまたはカソード基体３４ａに塗布する。アノード基体３２ａまたはカソード基体３４ａへのペーストの塗布方法については特に制限がないが、例えば、刷毛塗り、スプレー塗布、およびスクリーン印刷法等の方法を用いることができる。ペーストを塗布した後、例えば、加熱温度１００℃〜２５０℃、加熱時間３０秒間〜３０分で乾燥させることによってアノード３２およびカソード３４が得られる。
【００３８】
次に、電解質膜３３を、アノード３２およびカソード３４で挟み、ホットプレスすることにより、単セル構造３１を得る。このとき、アノード触媒層３２ｂ及びカソード触媒層３４ｂが電解質膜３３と接するようにする。電解質膜３３やアノード触媒層３２ｂ及びカソード触媒層３４ｂ中の固体高分子電解質の微粒子を有機高分子で構成する場合、ホットプレスの条件は、これらの有機高分子の軟化温度やガラス転位温度を超える温度とすることができる。具体的には、例えば、温度１００〜２５０℃、圧力１〜１００ｋｇ／ｃｍ２、時間１０秒〜３００秒とする。
【００３９】
次に、燃料電池パック２のその他の構成について説明する。燃料電池パック２において、ＭＥＡ４は、カソード面が燃料電池パック２から露出するように配置されている。これにより、カソードは、燃料電池パック２をケースから取り出したときに空気（酸素）を得ることができる。
【００４０】
制限透過膜５は、ＭＥＡ４のアノード面に発電用液体燃料７が直接供給されないようにするものであり、ＭＥＡ４のアノード面と発電用燃料貯蔵部６の間に設けられている。制限透過膜５の材質としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜などの多孔質膜、及び上記の電解質膜３３と同様の材質を使用することができる。制限透過膜５は、例えば熱圧着などの方法により、発電用燃料貯蔵部６に取り付けることができる。
【００４１】
発電用液体燃料７は、発電のためにアノードで酸化される物質であり、例えば、メタノールなどのアルコール類、又はジメチルエーテルなどのエーテル類を使用することができ、あるいはこれらの水溶液を使用することができる。発電用液体燃料７の濃度は、ＭＥＡ４の性能（例えば高濃度の液体燃料に対応できるかなど）や燃料電池の構成に依存し、例えば１０体積％〜９９体積％のメタノールを使用することができる。一定のエネルギー容量を保ったまま燃料電池パック２のサイズを小さくするためには、できるだけ高濃度の発電用液体燃料７を用いたほうが発電用燃料貯蔵部６の容量を小さくできるので好ましい。
【００４２】
次に、ケース３について説明する。ケース３は、燃料電池パック２の露出したカソード面に発熱用液体燃料１０を供給する供給部８、発熱用液体燃料１０を貯蔵する発熱用燃料貯蔵部９、及び供給部８へ発熱用液体燃料１０を送液する送液部１１を有する。
【００４３】
供給部８は、ケース３に収容された燃料電池パック２の露出したカソード面全体と接触すると共に、発熱用燃料貯蔵部９と連通して形成されている。供給部８は、収容されている燃料電池パック２のカソード面と接触したときにカソード面に液体燃料を供給可能なものであればいずれの形態であってもよい。好ましくは、供給部８は、発熱用液体燃料１０に対し耐性を有すると共に、発熱用液体燃料１０を吸収かつ保持可能なものである。より好ましくは、供給部８は、弾性を有しているものである。供給部８としては、例えば、織布、不織布、繊維マット、繊維ウェブ、発泡プラスチックなど繊維体ないし発泡体を使用すると好ましく、特に、親水性ウレタン発泡材や親水性ガラス繊維などの親水性材料を使用するとより好ましい。
【００４４】
送液部１１は、発熱用液体燃料１０を供給部８に移動させることができるものであればいずれの形態であってもよい。例えば、図１に示すように、送液部１１は、ケース３外部に設けられ、発熱用燃料貯蔵部９と連通した凸面状（曲面状）のゴム製部品であり、押圧することにより発熱用液体燃料１０を供給部８へ流動させることができる。送液部８は、このように発熱用燃料貯蔵部９の発熱用液体燃料１０を直接的に流動させるものでもよいし、あるいはピストン、スポイト、又は手動もしくは電動のポンプのようなもので外部から液体燃料を送入して発熱用液体燃料１０を流動させるもの、又は空気を送入して空気を介して発熱用液体燃料１０を間接的に流動させるものでもよい。
【００４５】
送液部１１は、発熱用液体燃料１０を毎回所定量送液できるものが好ましい。
【００４６】
発熱用燃料貯蔵部９は、少なくともカソードの露出面全面に供給可能な量の発熱用液体燃料１０を貯蔵可能であると好ましい。例えば、１回の起動においてカソードの露出面の面積１ｃｍ２当たり少なくとも０．１ｃｍ３〜０．２ｃｍ３（液体燃料１００％換算量、例えば１００％メタノール換算量）の発熱用液体燃料１０を貯蔵可能であると好ましい。より好ましくは、発熱用燃料貯蔵部９は、燃料電池パック２を１０回以上起動できる量（すなわち発熱用液体燃料１０を１０回以上塗布可能な量）を貯蔵する。出力１Ｗクラスの燃料電池パックの場合には、発熱用燃料貯蔵部９の容積は１ｃｍ３以下（液体燃料１００％換算量）であってもよい。あるいは、ケース３に発熱用燃料貯蔵部９を設けずに、使用毎に外部から供給部８へ発熱用液体燃料を供給する形態であってもよい。
【００４７】
ケース３は、外部から発熱用燃料貯蔵部９に発熱用液体燃料１０を補充・充填するための補充部（不図示）をさらに有している。
【００４８】
燃料電池パック２の保管収容時に発熱用燃料貯蔵部９から供給部８への発熱用液体燃料１０の移動を防止するために、及び必要時のみ供給部８へ発熱用液体燃料１０を供給するために、ケース３は、発熱用燃料貯蔵部９と供給部８との間に発熱用液体燃料１０の流通可否を制御する開閉自在な遮断部（不図示）をさらに有していてもよい。
【００４９】
ケース３は、燃料電池パック２をケース３から出し入れするために、燃料電池パック２の収容空間と外部とを連通する（好ましくは開閉自在の）少なくとも１つの通気部（不図示）を備えると好ましい。また、ケース３の密閉性を高めるために該通気部を閉止する開閉自在の閉止部をさらに備えると好ましい。
【００５０】
ケース３は、燃料電池パック２を収容した時に、燃料電池パック２を、少なくともカソードの露出面を、密閉可能であると好ましい。すなわち、ケース３は、燃料電池パック２を収容した時に、燃料電池パック２とケース３との間、少なくともカソード面と燃料電池パック２との間、に外部から空気が流入しないような密閉性の高い構造であると好ましい。発電用燃料貯蔵部６に燃料が残存している状態で、カソードに空気が供給されるとＯＣＶ（Open Circuit Voltage）が高くなり、ＭＥＡ４の劣化を早めることになる。また、ケース３に収容されている時、燃料電池パック２のカソードには、クロスオーバーしてきた発電用液体燃料７ないし供給部８から供給された発熱用液体燃料１０が存在することがある。このとき、ケース３内に外部から空気が自由に流入可能であると、カソードにおいて発電用液体燃料７ないし発熱用液体燃料１０と酸素とが保管収容時において常に反応することになる。燃料と酸素との反応により発生した水は、カソードに溜まり、発電時のフラッディングの原因となる。また、発電用液体燃料７がカソードで酸素と反応すると、新たに発電用液体燃料７がクロスオーバーしてさらに反応が継続することになる。これにより、さらに水が溜まることになると共に、保管時に発電用液体燃料７を消費してしまうことになる。また、ケース３が密閉性を有していないと、発電用液体燃料７及び発熱用液体燃料１０は、ケース３から液漏れないし蒸発してしまうことになる。また、カソードに液体燃料７，１０が接していれば、ＯＣＶを低くすることができ、ＭＥＡ４の劣化を防止することができる。さらに、カソードに溜まった液体燃料がメタノールなどの還元作用を有する物質である場合、酸化劣化したカソード触媒を回復させることもできる。したがって、以上の理由から、ケース３は、収容時に燃料電池パック２のカソード面を外気に触れさせないような密閉性を有している（すなわち、燃料電池パック２がケース３に収容されているときに、ケース３外部からカソードへの空気の流入が遮断されている）と好ましい。また、ケース３は、密閉性をさらに高めるために、燃料電池パック２自体（少なくともカソード）を密閉するように２以上の部品からなり、例えば少なくとも燃料電池パック２のケース３からの露出部分ないし取り出し口や通気部を覆うような要素（例えば図３に示すようなカバー３ａないし蓋）をさらに有していてもよい。
【００５１】
また、ケース３は、燃料電池パック２を保護するための十分な強度を有していると好ましく、衝撃吸収材を備えていてもよい。
【００５２】
燃料電池パック２及びケース３のうち少なくとも一方は、カソードにおける発熱用液体燃料１０を促進するために、カソードの露出面に送風する送風部を有していてもよい。
【００５３】
燃料電池パック２とケース３は、燃料電池パック２をケース３に収容したときにカソード面が供給部８に向くように、収容方向を間違えないようにする構成（不図示）を有していると好ましい。例えば、燃料電池パック２とケース３に、収容するとき向きが正しい場合には嵌合し、向きが正しくない場合には嵌合しない凸部と凹部を形成してもよい。
【００５４】
発熱用液体燃料１０は、カソードで酸化反応するものであればいずれの物質でもよい。例えば、発熱用液体燃料１０として、メタノールなどのアルコール類、又はジメチルエーテルなどのエーテル類を使用することができ、あるいはこれらの水溶液を使用することができる。例えば、発熱用液体燃料１０として、２０体積％以上のメタノール水溶液を使用すると好ましい。メタノール濃度が低いと、発熱の効果が小さくなる。発熱用液体燃料１０の濃度は、発熱用燃料貯蔵部９の容量を縮小するために、及び発熱効果のために、できるだけ高濃度であると好ましい。また、発熱用液体燃料１０と発電用液体燃料７とは同一のものを使用することができ、その場合には貯蔵部を共有させることができる。発電用液体燃料７を高濃度にすることができない場合には、発熱用液体燃料１０のみを高濃度にすると好ましい。
【００５５】
次に、本発明の燃料電池ユニット１の運転方法について説明する。燃料電池パック２は、使用されないときは、ケース３に収容されて保管される。燃料電池パック２が安定に発電を開始できる環境温度が例えば１５℃以上であるとすると、燃料電池パック２を使用するとき環境温度が１５℃以上であれば、露出したカソード面に発熱用液体燃料１０を供給することなく燃料電池パック２をケース３から取り出して使用する。
【００５６】
環境温度が１５℃未満であれば、燃料電池パック２は安定に発電を開始することができない。そこで、燃料電池パック２をケース３から取り出す前に又は取り出す際に、送液部１１を操作して発熱用液体燃料１０を供給部８に送液して、カソード面に発熱用液体燃料１０を供給する。そして、燃料電池パック２をケース３から黒矢印の方向に取り出すと、カソード面が空気にさらされ、カソードに供給された発熱用液体燃料１０が酸化される。この発熱反応により、セルの温度が短時間で上昇し、出力を所定値まで短時間で高めることができる。出力が所定値まで達すると、その後はセルの自己発熱で温度が安定するので、所定の出力で燃料電池を安定に動作させることができる。
【００５７】
発熱用液体燃料１０は、１００体積％のメタノール水溶液の場合、カソード１ｃｍ２当たり０．１ｃｍ３〜０．２ｃｍ３供給すると好ましい。この量より少ない場合には発熱量が不十分となるおそれがあり、多い場合には発熱量が大きすぎたり、カソードの性能低下による出力の低下につながったりするおそれがある。発熱用液体燃料１０の濃度を低くした場合には、その分供給量を多くする必要がある。
【００５８】
上記で説明した燃料電池ユニット１の運転方法においては、燃料電池パック２をケース３から取り出した後に発熱させているが、燃料電池パック２をケース３から取り出す前に、ケース３に収容した状態で発熱させる形態であってもよい。ただし、この場合、ケース３は、外部の空気をカソードに供給する送気部（不図示）をさらに備える必要がある。
【００５９】
第１実施形態によれば、カソード面全体に発熱用液体燃料を供給することができる。また、発電用液体燃料がクロスオーバーしても供給部で吸収することができると共に、ＯＣＶの上昇を防止することができる。
【００６０】
次に、本発明の第２実施形態に係る燃料電池ユニットについて説明する。図４及び図５に、本発明の第２実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図を示す。図４は、燃料電池パック２をケース３に収容した状態を示し、図５は、燃料電池パック２をケース３から取り出している状態を示す。第１実施形態においては、供給部８は、燃料電池パック２のカソードの露出面全面に接触するように形成されていたが、第２実施形態においては、カソードの一部のみと接触するように形成されている。
【００６１】
供給部８は、燃料電池パック２をケース３に収容したときに、燃料電池パック２の出し入れ口側のカソード端部に接するように形成され、少なくともカソードの全幅を覆うことができる幅（図４及び図５の奥行き方向）を有する。このような形態によれば、燃料電池パック２をケース３から取り出す際の動きにより、カソード面全体に発熱用液体燃料１０を供給することができる。まず、燃料電池パック２をケース３から取り出す前又は取り出す時に送液部１１を白矢印方向に押圧して、発熱用液体燃料１０を供給部８に送液する。そして、燃料電池パック２をケース３に対して図４の黒矢印方向に移動させれば、供給部８がカソード面に沿って移動することになる。これにより、図５に示す発熱用液体燃料１２のように、発熱用液体燃料１０をカソード面全体に供給することができる。
【００６２】
供給部８は、第１実施形態で説明した形態の他に、発熱用液体燃料１０をカソード面に塗布するための要素を含んでいてもよい。例えば、供給部８は、可撓性を有する（例えばゴム製の）へら状のもの又は筆状のものを含んでいてもよい。
【００６３】
第２実施形態に係るその他の説明は、第１実施形態の該当部分の説明を援用する。
【００６４】
第２実施形態によれば、第１実施形態に比べてケースをより小型にすることができる。また、発熱用液体燃料を、通常の動作を利用する簡易な方法で、カソード面全体に均一に供給することができる。
【００６５】
次に、本発明の第３実施形態に係る燃料電池ユニットについて説明する。図６及び図７に、本発明の第３実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図を示す。図６は、液体燃料送液操作前を示し、図７は送液操作後を示す。第３実施形態は、第２実施形態のように燃料電池パック２を取り出す際の動きによりカソード面全体に発熱用液体燃料１４を供給する形態であるが、発熱用燃料貯蔵部１３の位置が第１実施形態及び第２実施形態とは異なっている。第１実施形態及び第２実施形態においては発熱用燃料貯蔵部９はケース３に形成されていたが、第３実施形態においては発熱用燃料貯蔵部１３は燃料電池パック２に形成されている。
【００６６】
燃料電池パック２は、ＭＥＡ４、制限透過膜５及び発電用燃料貯蔵部６に加えて、発熱用液体燃料１４を貯蔵する発熱用燃料貯蔵部１３と、発熱用液体燃料１４をケース３の供給部８に送液する送液部１５とを備える。ケース３は、供給部８と、供給部８の前に発熱用液体燃料１４を集液する集液部１６とを備える。集液部１６は、供給部８への発熱用液体燃料１４の導入をより促進させるために設けられている。発熱用燃料貯蔵部１３と集液部１６とは、燃料電池パック側流路１８及びケース側流路１９を介して連通している。したがって、発熱用液体燃料１４は、送液部１５により、発熱用燃料貯蔵部１３から燃料電池パック側流路１８、ケース側流路１９及び集液部１６を通じて供給部８に送液される。
【００６７】
燃料電池パック２の保管収容時においては、図６に示すように、燃料電池パック側流路１８及びケース側流路１９にはストッパ１７がケース３外部から集液部１６を通って嵌入され、発熱用液体燃料１４が燃料電池パック２からケース３へ移動できないように構成されている。また、ストッパ１７は、意図しないときに燃料電池パック２がケース３から外れる（出る）ことを防止するロックの役割も果たす。
【００６８】
燃料電池パック２を使用するときには、図７に示すように、ストッパ１７を図面上上方に移動させ、発熱用液体燃料１４の流路を確保する。そして、送液部１５によって、発熱用液体燃料１４を集液部１６まで移動させ、供給部８に発熱用液体燃料１４を送液する。そして、第２実施形態と同様にして、燃料電池パック２をケース３から引き出すときに、供給部８がカソード面と接触して、発熱用液体燃料１４をカソード面に供給することができる。
【００６９】
供給部８に発熱用液体燃料１４を送液するとき、ストッパ１７をケース３から完全に取り外すことにより、発熱用液体燃料１４を移動させるための通気部を形成してもよい。あるいは、ケース３は、集液部１６ないし供給部８に通ずる開閉自在な通気部（不図示）をさらに有していてもよいし、又は、発熱用液体燃料１４が燃料電池パック側流路１８及びケース側流路１９を通って集液部１６まで移動したときに、集液部１６の空気ないし液体燃料が発熱用燃料貯蔵部１３へ戻る還流路（不図示）を有していてもよい。
【００７０】
燃料電池パック２は、ケース３から取り出した後、発熱用液体燃料１４の流出を防止するために、燃料電池パック側流路１８を閉止する閉止部（不図示）をその外部にさらに有する。同様に、ケース３も、ケース側流路１９や還流路（不図示）を閉止する閉止部（不図示）をさらに有してもよい。
【００７１】
第３実施形態に係るその他の説明は、第１実施形態及び第２実施形態の該当部分の説明を援用する。
【００７２】
第３実施形態によれば、第１実施形態及び第２実施形態に比べてケースをより薄型にすることができる。また、発熱用液体燃料の移動を制御する要素で、燃料電池パックのケースからの抜けも防止することができる。
【００７３】
次に、本発明の第４実施形態に係る燃料電池ユニットについて説明する。図８及び図９に、本発明の第４実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図を示す。図８は、液体燃料送液操作前を示し、図９は送液操作後を示す。第４実施形態は、図６及び図７に示す第３実施形態と同様に発熱用燃料貯蔵部１３が燃料電池パック２に形成されている形態であるが、発熱用液体燃料１４を発電用燃料貯蔵部６に供給可能な点において第３実施形態とは異なっている。
【００７４】
燃料電池パック２に形成された発熱用燃料貯蔵部１３は、発電用燃料貯蔵部６とも連通している。これにより、図９に示すように、送液部１５により発熱用燃料貯蔵部１３の発熱用液体燃料１４を供給部８に供給するときに同時に発熱用液体燃料１４を発電用燃料貯蔵部６に補充することができる。また、ケース３から取り出した後の発電時においても、必要に応じて発熱用液体燃料１４を発電用液体燃料７として発電用燃料貯蔵部６に補充することができる。
【００７５】
燃料電池パック２は、発熱用燃料貯蔵部１３と発電用燃料貯蔵部６との間に、発電用液体燃料７が発熱用燃料貯蔵部１３へ流入することを防止する逆流防止部２０（例えば逆止弁）をさらに備える。これにより、発電により発電用燃料貯蔵部６中の発電用液体燃料７の濃度が低下しても、発電用液体燃料７の発熱用燃料貯蔵部１３への移動を抑止して、発熱用液体燃料１４の燃料濃度を適切に維持することができる。
【００７６】
第４実施形態に係るその他の説明は、第１〜第３実施形態の該当部分の説明を援用する。
【００７７】
第４実施形態によれば、発熱用液体燃料を発電にも利用することができる。
【００７８】
次に、本発明の第５実施形態に係る燃料電池ユニットについて説明する。図１０及び図１１に、本発明の第５実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図を示す。図１０は、液体燃料送液操作前を示し、図１１は送液操作後を示す。第５実施形態は、図８及び図９に示す第４実施形態と同様の構成を有するが、ストッパ１７を使用していない点において第４実施形態とは異なっている。第４実施形態においては、ストッパ１７によって、燃料電池パック２の保管収容時における発熱用液体燃料１４の移動を制御していたが、第５実施形態においては、制御部２１によって燃料電池パック２の発熱用液体燃料１４のケース３への移動を抑止している。
【００７９】
図１０及び図１１に示す燃料電池パック２は、燃料電池パック側流路１８中に、燃料電池パック２からケース３への発熱用液体燃料１４の移動を制御する制御部２１（例えば制御弁）をさらに備える。制御部２１は、送液部１５が操作されていないとき、発熱用燃料貯蔵部１３からケース３の集液部１６及び供給部８へ発熱用液体燃料１４が移動することを防止する。発熱用液体燃料１４を供給部８へ供給するために送液部１５を操作すると、例えば発熱用液体燃料１４による所定の圧力により、図１１に示すように、制御部２１が開いて燃料電池パック側流路１８及びケース側流路１９を発熱用液体燃料１４が移動することができる。発熱用液体燃料１４の圧力が所定圧力未満になると、制御部２１は閉じて発熱用液体燃料１４の移動を抑止する。
【００８０】
制御部２１は、ケース３に形成されていてもよく、燃料電池パック２とケース３の両方に形成されていてもよい。
【００８１】
制御部２１を備えているとしても、燃料電池パック２及びケース３は、第３実施形態において説明したような、燃料電池パック２を取り出したときに燃料電池パック側流路１８ないしケース側流路１９を閉止する閉止部（不図示）をさらに備えると好ましい。
【００８２】
第５実施形態に係るその他の説明は、第１〜第４実施形態の該当部分の説明を援用する。
【００８３】
第５実施形態によれば、第４実施形態とは別の方法で発熱用液体燃料の移動を制御することができる。
【００８４】
次に、本発明の第６実施形態に係る燃料電池ユニットについて説明する。図１２及び図１３に、本発明の第６実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図を示す。図１２は、液体燃料送液操作前を示し、図１３は送液操作後を示す。第６実施形態は、燃料電池パック２が、集液部１６及び発電用燃料貯蔵部６と連通する発熱用燃料貯蔵部１３を有している点は第５実施形態と同様であるが、送液部２２が、燃料電池パック２ではなくケース３に形成されている点において異なっている。すなわち、第５実施形態は、発熱用液体燃料１４を燃料電池パック２側からケース３側へ押し出す形態であるが、第６実施形態は、ケース３側から燃料電池パック２の発熱用液体燃料１４を吸い上げるような形態である。
【００８５】
ケース３は、着脱可能に取り付けられると共に集液部１６と連通する送液部２２をさらに備える。また、燃料電池パック２は、発熱用液体燃料１４を供給部８に送液するために発熱用燃料貯蔵部１３と外部とを通気可能にする通気部２３と、通気部２３を閉止する開閉自在な閉止部２４をさらに備える。
【００８６】
発熱用液体燃料１４を発熱用燃料貯蔵部１３から供給部８へ送液するとき、通気部２３を開にし、送液部２２により、発熱用液体燃料１４を吸引する。集液部１６が所定の負圧になれば、図１３に示すように、制御部２１が開いて、発熱用液体燃料１４が集液部１６へ導入される。
【００８７】
送液部２２は、吸引可能なものであればいずれの形態でもよく、例えば、ピストン又は手動もしくは電動のポンプなどを使用することができる。
【００８８】
次に、第６実施形態において、発熱用燃料貯蔵部１３の発熱用液体燃料１４を発電用燃料貯蔵部６に送液する形態について説明する。図１４及び図１５は、第６実施形態において、ケースから取り出された状態の燃料電池パックの概略断面図である。図１４は、液体燃料送液操作前を示し、図１５は送液操作後を示す。
【００８９】
発熱用液体燃料１４を発電用燃料貯蔵部６へ送液するとき、閉止部２５を閉じて、送液部２２により、通気部２３から空気ないし液体燃料を発熱用燃料貯蔵部１３へ送入する。これにより、発熱用燃料貯蔵部１３中の発熱用液体燃料１４が押圧され、図１５に示すように、逆流防止部２０が開いて発電用燃料貯蔵部６へ送液される。
【００９０】
送液部２２は、空気ないし液体燃料を送入可能なものであればいずれの形態でもよく、例えば、ピストン又は手動もしくは電動のポンプなどを使用することができる。
【００９１】
第６実施形態に係るその他の説明は、第１〜第５実施形態の該当部分の説明を援用する。
【００９２】
第６実施形態によれば、燃料電池パックの発熱用液体燃料を、ケースの供給部及び燃料電池パックの発電用燃料貯蔵部へ選択的に送液することができる。また、燃料電池パックをケースから取り出した状態において発熱用液体燃料を発電用燃料貯蔵部へ送液することができる。さらに、発熱用液体燃料を供給部へ送液するための通気部を、発熱用液体燃料を発電用燃料貯蔵部へ送液するための開口として利用することができる。
【００９３】
次に、本発明の第７実施形態に係る燃料電池ユニットについて説明する。図１６及び図１７に、本発明の第７実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図を示す。図１６は、液体燃料送液操作前を示し、図１７は送液操作後を示す。第１実施形態〜第６実施形態においては、燃料電池ユニット１は、燃料電池パック２の発電用燃料貯蔵部６の他に発熱用燃料貯蔵部９，１３を有していたが、第６実施形態においては、燃料電池ユニット１は、発熱用燃料貯蔵部を備えていない。そのため、第７実施形態は、発電用燃料貯蔵部６の発電用液体燃料７を燃料電池パック２の発熱に使用する形態となっている。
【００９４】
燃料電池パック２の発電用燃料貯蔵部６は、燃料電池パック側流路１８及びケース側流路１９を介して集液部１６及び供給部８と連通している。燃料電池パック側流路１８及びケース側流路１９のうち少なくとも１つには制御部が形成されている。図１６及び図１７においては、燃料電池パック側流路１８に制御部２１が形成されている。
【００９５】
ケース３は、発電用燃料貯蔵部６の発電用液体燃料７を供給部８へ移動させるために、ケース３の外部に着脱可能に取り付けられると共に集液部１６に連通する送液部２２をさらに備える。送液部２２は、発電用液体燃料７を吸引により移動させることができるものであればいずれの形態でもよい。例えば、送液部２２としては図１６及び図１７に示すようなピストン又は手動もしくは電動のポンプなど種々のものを使用することができる。
【００９６】
送液部２２により吸引すると、集液部１６及び供給部８が負圧になり、制御部２１が開となる。そして、図１７に示すように、発電用燃料貯蔵部６の発電用液体燃料７は、集液部１６に吸い込まれる。これにより、供給部８に発電用液体燃料７を導入し、起動時の発熱に使用することができる。
【００９７】
第７実施形態に係るその他の説明は、第１〜第６実施形態の該当部分の説明を援用する。
【００９８】
第７実施形態によれば、発熱用燃料貯蔵部を形成しないので、燃料電池パック及びケースを小型にすることができる。
【００９９】
次に、本発明の第８実施形態に係る燃料電池ユニットについて説明する。図１８及び図１９に、本発明の第８実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図を示す。図１８は、液体燃料送液操作前を示し、図１９は送液操作後を示す。第８実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様にケース３が発熱用燃料貯蔵部９を有しているが、発熱用燃料貯蔵部９の発熱用液体燃料１０を、燃料電池パック２の発電用燃料貯蔵部６へ供給可能な点において第１実施形態及び第２実施形態とは異なっている。
【０１００】
ケース３は、発熱用燃料貯蔵部９を備えると共に、発熱用燃料貯蔵部９と発電用燃料貯蔵部６とを連通させる第１ケース側流路１９と、発熱用燃料貯蔵部９と集液部１６及び供給部８とを連通させる第２ケース側流路２８とを備える。第１ケース側流路１９は、燃料電池パック２の発電用燃料貯蔵部６と通じる燃料電池パック側流路１８と通じている。
【０１０１】
ケース３は、第２ケース側流路２８又は集液部１６に、供給部８への発熱用液体燃料１０の移動を制御する第２制御部２７をさらに備える。第２制御部２７は、第５実施形態で説明したような第１制御部２１と同様の形態である。
【０１０２】
発熱用液体燃料１０を供給部８へ送液するとき、送液部２９により、発熱用燃料貯蔵部９へ空気ないし液体燃料を送入する。これにより、図１９に示すように、第２制御部２７が押圧され開となり、集液部１６へ発熱用液体燃料１０が導入される。同様に、第１制御部２１も開となり、燃料電池パック側流路１８を介して発電用燃料貯蔵部６へ発熱用液体燃料１０が送液される。
【０１０３】
送液部２９は、空気ないし液体燃料を送入可能なものであればいずれの形態でもよく、例えば、ピストン又は手動もしくは電動のポンプなどを使用することができる。
【０１０４】
第８実施形態に係るその他の説明は、第１〜第７実施形態の該当部分の説明を援用する。
【０１０５】
第８実施形態によれば、燃料電池パックの大型化を回避することができる。また、供給部へ発熱用液体燃料を送液すると同時に、発電用液体燃料を補給することができる。
【実施例１】
【０１０６】
本発明の燃料電池ユニットについて、起動時の発電実験を行った。実施例１として図４に示す第２実施形態に係る燃料電池ユニットを用い、実施例２として図８に示す第４実施形態に係る燃料電池ユニットを用い、そして実施例３として図１０に示す第５実施形態に係る燃料電池ユニットを用いて、気温１０℃の環境下で発電させ、発電開始１分時のカソードの表面温度及び出力を測定した。使用した発熱用液体燃料及び発電用液体燃料は共に３０体積％のメタノールであり、発熱用液体燃料の供給量は全部で約０．５ｃｍ３である。セルの材質としてはピーク板を使用した。結果を表１に示す。比較例１は、気温１０℃の環境下で、カソードに燃料を供給せずに発電させた結果である。
【０１０７】
表１によれば、実施例１〜３と比較例１とでは、発電開始１分で約２５℃のカソード温度差が生じた。また、実施例１〜３では十分な出力値が短時間で得られたが、比較例１では同じ時間で十分な出力値が得られなかった。これにより、本発明によれば、カソードの発熱により短時間で所望の出力を得られることが分かる。
【０１０８】
【表１】
2008198373.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の燃料電池ユニットは、例えばダイレクトメタノール型燃料電池に適用することができる。
【０１１０】
本発明の燃料電池ユニット及びその製造方法は、機器を限定することなく種々の機器に利用することができるが、特にモバイル機器に適している。本発明の燃料電池ユニット及びその製造方法の利用に適したモバイル機器としては、例えば、携帯電話機、ノートパソコン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、カメラ、ナビゲーションシステム、ポータブル音楽再生プレーヤなどが挙げられる。
【０１１１】
本発明の燃料電池ユニット及びその製造方法について、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の燃料電池ユニット及びその製造方法は上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変更、変形ないし改良を含むことができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図２】燃料電池パックの単セル構造の一例を示す概略図。
【図３】本発明の第１実施形態に係るケースの概略斜視図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図９】本発明の第４実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る燃料電池パックの概略断面図。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る燃料電池パックの概略断面図。
【図１６】本発明の第７実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図１７】本発明の第７実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図１８】本発明の第８実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【図１９】本発明の第８実施形態に係る燃料電池ユニットの概略断面図。
【符号の説明】
【０１１３】
１          燃料電池ユニット
２          燃料電池パック
３          ケース
３ａ        カバー
４          ＭＥＡ
５          制限透過膜
６          発電用燃料貯蔵部
７          発電用液体燃料
８          供給部
９          発熱用燃料貯蔵部
１０          発熱用液体燃料
１１          送液部
１２          供給された発熱用液体燃料
１３          発熱用燃料貯蔵部
１４          発熱用液体燃料
１５          送液部
１６          集液部
１７          ストッパ
１８          燃料電池パック側流路
１９          （第１）ケース側流路
２０          逆流防止部
２１          （第１）制御部
２２          送液部
２３          通気部
２４          閉止部
２５          閉止部
２７          第２制御部
２８          第２ケース側流路
２９          送液部
３１          単セル構造
３２          アノード
３２ａ        アノード基体
３２ｂ        アノード触媒層
３３          電解質膜
３４          カソード
３４ａ        カソード基体
３４ｂ        カソード触媒層
【図１】
2008198373.tif 000006
【図２】
2008198373.tif 000007
【図３】
2008198373.tif 000008
【図４】
2008198373.tif 000009
【図５】
2008198373.tif 000010
【図６】
2008198373.tif 000011
【図７】
2008198373.tif 000012
【図８】
2008198373.tif 000013
【図９】
2008198373.tif 000014
【図１０】
2008198373.tif 000015
【図１１】
2008198373.tif 000016
【図１２】
2008198373.tif 000017
【図１３】
2008198373.tif 000018
【図１４】
2008198373.tif 000019
【図１５】
2008198373.tif 000020
【図１６】
2008198373.tif 000021
【図１７】
2008198373.tif 000022
【図１８】
2008198373.tif 000023
【図１９】
2008198373.tif 000024