(57)【要約】【課題】フッ化ビニリデン構造を含むグラフト共重合体を使用した電解質膜との密着性を向上させたパッキンを提供することを目的とする。【解決手段】イオン解離基を有する樹脂と、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂と、を主たる成分とする電解質膜と、該電解質膜の両側に電極を配してなるセルとが、セパレータに挟持されている燃料電池に用いられる燃料電池用パッキンであって、該燃料電池用パッキンは、前記電解質膜と前記セパレータとの間に配置され、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂を主成分とするものであることを特徴とする。ただし、下記化学構造式（III）中Ｒは、下記化学構造式（Ｉ）または（IV）で示される構造単位の少なくとも一方を有する側鎖である。（Ｉ）  −ＣＦ2ＣＨ2−（II）  −ＣＦ2ＣＦＣｌ−（III）  −ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯＯＲ）−（IV）  −ＣＨ2ＣＨ2−【選択図】図２
2008282651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン解離基を有する樹脂と、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂と、を主たる成分とする電解質膜と、
該電解質膜の両側に電極を配してなるセルとが、セパレータに挟持されている燃料電池に用いられる燃料電池用パッキンであって、
該燃料電池用パッキンは、前記電解質膜と前記セパレータとの間に配置され、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂を主成分とするものであることを特徴とする燃料電池用パッキン。
ただし、下記化学構造式（III）中Ｒは、下記化学構造式（Ｉ）または（IV）で示される構造単位の少なくとも一方を有する側鎖である。
−ＣＦ2ＣＨ2−                            （Ｉ）
−ＣＦ2ＣＦＣｌ−                        （II）
−ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯＯＲ）−          （III）
−ＣＨ2ＣＨ2−                            （IV）
【請求項２】
イオン解離基を有する樹脂と、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂と、を主たる成分とする電解質膜と、
該電解質膜の両側に電極を配してなるセルとが、セパレータに挟持されている燃料電池であって、
前記電解質膜と前記セパレータとの間には、燃料電池用パッキンが配置されていて、
該燃料電池用パッキンは、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂を主成分とすることを特徴とする燃料電池。
ただし、下記化学構造式（III）中Ｒは、下記化学構造式（Ｉ）または（IV）で示される構造単位の少なくとも一方を有する側鎖である。
−ＣＦ2ＣＨ2−                            （Ｉ）
−ＣＦ2ＣＦＣｌ−                        （II）
−ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯＯＲ）−          （III）
−ＣＨ2ＣＨ2−                            （IV）
【請求項３】
前記イオン解離基を有する樹脂が、下記化学構造式（Ｖ）〜（VIII）で示されるモノマーの少なくとも一つを重合することにより得られる第１の樹脂、及び／または下記化学構造式（Ｖ）〜（VIII）で示されるモノマーの少なくとも一つと、スルホン酸基を有するモノマーを共重合することにより得られる第２の樹脂、及び／または下記化学構造式（Ｖ）〜（VIII）で示されるモノマーの少なくとも一つと、スルホン酸基を有するモノマーと、炭素−炭素二重結合を二個以上有するモノマーを共重合することにより得られる第３の樹脂、で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＨ2ＯＰＯ（ＯＨ）2                        （Ｖ）
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2Ｃｌ）ＯＰＯ（ＯＨ）2            （VI）
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2ＯＰＯ（ＯＨ）2                  （VII）
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2Ｃｌ）ＯＰＯ（ＯＨ）2      （VIII）
【請求項４】
前記スルホン酸基を有するモノマーは、少なくとも下記化学構造式（IX）〜（XI）で示される化合物の中から選ばれる一以上であり、
前記炭素−炭素二重結合を二個以上有するモノマーは、下記化学構造式（XII）〜（XIV）で示される化合物の中から選ばれる一以上であることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池。
【化１】
2008282651.tif 000005
（式中、Ｘは、水素原子又はアルカリ金属である。）
ＣＨ2＝ＣＨＣＨ2ＳＯ3Ｙ                                            （Ｘ）
（式中、Ｙは、水素原子又はアルカリ金属である。）
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＮＨＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＳＯ3Ｈ                        （XI）
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ＝ＣＨ2、                        （XII）
（ＣＨ2＝ＣＨＣＯＮＨ）2ＣＨ2                                      （XIII）
（ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2）3ＣＣＨ2ＣＨ3                            （XIV）
【請求項５】
アルコールを含有する燃料を用いて発電することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項６】
前記アルコールは、エタノールであることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の燃料電池と、該燃料電池に接続されているＤＣＤＣコンバーターと、燃料を収容するカートリッジとを少なくとも有することを特徴とする電源。
【請求項８】
請求項７に記載の電源を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用パッキン、燃料電池、電源及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
温暖化ガスに代表される環境問題の観点から、クリーンエネルギー源としての燃料電池が急ピッチで開発されている。特に、固体電解質型燃料電池は、低温で作動することができることや小型で高い出力密度を有することができることから、研究開発が活発に進められている。
【０００３】
固体電解質型燃料電池は、１枚の電解質膜の両側に電極（アノード及びカソード）を配置して単位セルとし、さらにこの両面から溝状に形成された反応物の流路を有する２枚のセパレータで挟持されている。このような構成の単セルを多数積層することで燃料電池スタックを構成している。そして、このような燃料電池スタックにおいて、内部の反応物の漏れをシールするために、固体電解質膜とセパレータ間にパッキンが配置される。
【０００４】
このパッキンの材質としては、ブチル、シリコーン、フッ素等のゴム材質が用いられるが、上述したセパレータや固体電解質膜との良好な密着性を要求される。特に固体電解質膜はフレキシブルでしわになり易い傾向があり、パッキンとの密着性は漏れを防ぐ上で需要な項目である。また、セルの積層数が増加するにつれて非常に大きな締め付け圧力を必要とし、強度を確保するためにエンドプレートやボルトナットなどの他のハウジングが大掛かりなものとなっていた。
【０００５】
また、燃料電池の発電が進行するためには、アノードで発生したプロトンは、カソードに良好に伝搬されなければならず、良好なプロトンの伝搬性を備えた電解質膜の開発が盛んに行われている。例えば、Ｄｕｐｏｎｔ社のパーフルオロアルキルスルホン酸型高分子Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）が高いプロトン伝導性の膜として開発され、電解質膜として広く利用されている。しかしながら、Ｎａｆｉｏｎは、多段階合成を経て製造されるため高価であり、低コストの電解質膜の開発が進められており、特許文献１では、フッ化ビニリデン構造を含むグラフト共重合体を使用した電解質膜の開発がなされている。そこで、このフッ化ビニリデン構造を含むグラフト共重合体を使用した電解質膜に適したパッキンの開発が求められている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０７８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、前記フッ化ビニリデン構造を含むグラフト共重合体を使用した電解質膜との密着性を向上させたパッキンを提供すること、及び該パッキンによる燃料電池の漏れを防いた燃料電池を提供することを目的とする。
また、本発明は、該燃料電池を有する電源及び該電源を有する電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、少なくとも下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂を主成分とするパッキンであることを特徴とすることで上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
ただし、下記化学構造式（III）中Ｒは、下記化学構造式（Ｉ）または（IV）で示される構造単位の少なくとも一方を有する側鎖である。
−ＣＦ2ＣＨ2−                            （Ｉ）
−ＣＦ2ＣＦＣｌ−                        （II）
−ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯＯＲ）−          （III）
−ＣＨ2ＣＨ2−                            （IV）
【０００９】
即ち、上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池用パッキン、並びに該パッキンを用いた燃料電池、電源、及び電子機器は、具体的には下記（１）〜（８）に記載の技術的特徴を有する。
【００１０】
（１）：イオン解離基を有する樹脂と、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂と、を主たる成分とする電解質膜と、該電解質膜の両側に電極を配してなるセルとが、セパレータに挟持されている燃料電池に用いられる燃料電池用パッキンであって、該燃料電池用パッキンは、前記電解質膜と前記セパレータとの間に配置され、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂を主成分とするものであることを特徴とする燃料電池用パッキン。
ただし、下記化学構造式（III）中Ｒは、下記化学構造式（Ｉ）または（IV）で示される構造単位の少なくとも一方を有する側鎖である。
−ＣＦ2ＣＨ2−                            （Ｉ）
−ＣＦ2ＣＦＣｌ−                        （II）
−ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯＯＲ）−          （III）
−ＣＨ2ＣＨ2−                            （IV）
【００１１】
この構成により、固体電解質との密着性の高い燃料電池用パッキンを提供することができる。
【００１２】
（２）イオン解離基を有する樹脂と、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂と、を主たる成分とする電解質膜と、該電解質膜の両側に電極を配してなるセルとが、セパレータに挟持されている燃料電池であって、前記電解質膜と前記セパレータとの間には、燃料電池用パッキンが配置されていて、該燃料電池用パッキンは、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂を主成分とすることを特徴とする燃料電池である。
ただし、下記化学構造式（III）中Ｒは、下記化学構造式（Ｉ）または（IV）で示される構造単位の少なくとも一方を有する側鎖である。
−ＣＦ2ＣＨ2−                            （Ｉ）
−ＣＦ2ＣＦＣｌ−                        （II）
−ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯＯＲ）−          （III）
−ＣＨ2ＣＨ2−                            （IV）
【００１３】
この構成により、漏れのない燃料電池を提供することができる。
【００１４】
（３）：前記イオン解離基を有する樹脂が、下記化学構造式（Ｖ）〜（VIII）で示されるモノマーの少なくとも一つを重合することにより得られる第１の樹脂、及び／または下記化学構造式（Ｖ）〜（VIII）で示されるモノマーの少なくとも一つと、スルホン酸基を有するモノマーを共重合することにより得られる第２の樹脂、及び／または下記化学構造式（Ｖ）〜（VIII）で示されるモノマーの少なくとも一つと、スルホン酸基を有するモノマーと、炭素−炭素二重結合を二個以上有するモノマーを共重合することにより得られる第３の樹脂、で構成されていることを特徴とする上記（２）に記載の燃料電池である。
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＨ2ＯＰＯ（ＯＨ）2                        （Ｖ）
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2Ｃｌ）ＯＰＯ（ＯＨ）2            （VI）
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2ＯＰＯ（ＯＨ）2                  （VII）
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2Ｃｌ）ＯＰＯ（ＯＨ）2      （VIII）
【００１５】
この構成により、固体電解質とパッキンの密着性が高く、イオン伝導性を示す電解質膜を有する燃料電池を提供することができる。
【００１６】
（４）：前記スルホン酸基を有するモノマーは、少なくとも下記化学構造式（IX）〜（XI）で示される化合物の中から選ばれる一以上であり、前記炭素−炭素二重結合を二個以上有するモノマーは、下記化学構造式（XII）〜（XIV）で示される化合物の中から選ばれる一以上であることを特徴とする上記（３）に記載の燃料電池である。
【００１７】
【化１】
2008282651.tif 000003
【００１８】
（式中、Ｘは、水素原子又はアルカリ金属である。）
ＣＨ2＝ＣＨＣＨ2ＳＯ3Ｙ                                            （Ｘ）
（式中、Ｙは、水素原子又はアルカリ金属である。）
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＮＨＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＳＯ3Ｈ                        （XI）
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ＝ＣＨ2、                        （XII）
（ＣＨ2＝ＣＨＣＯＮＨ）2ＣＨ2                                      （XIII）
（ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2）3ＣＣＨ2ＣＨ3                            （XIV）
【００１９】
この構成により、固体電解質とパッキンの密着性が高く、イオン伝導性を示す電解質膜を有する燃料電池を提供することができる。
【００２０】
（５）：アルコールを含有する燃料を用いて発電することを特徴とする上記（２）乃至（４）のいずれか１項に記載の燃料電池である。
【００２１】
この構成により、体積エネルギー密度に優れる燃料電池を得ることができる。
【００２２】
（６）：前記アルコールは、エタノールであることを特徴とする上記（５）に記載の燃料電池である。
【００２３】
この構成により、環境保全性及び安全性が高い燃料電池を得ることができる。
【００２４】
（７）：上記（２）乃至（６）のいずれか１項に記載の燃料電池と、該燃料電池に接続されているＤＣＤＣコンバーターと、燃料を収容するカートリッジとを少なくとも有することを特徴とする電源である。
【００２５】
この構成により、固体電解質とパッキンの密着性が高く、漏れのない電源を提供することができる。
【００２６】
（８）：上記（７）に記載の電源を有することを特徴とする電子機器である。
【００２７】
この構成により、固体電解質とパッキンの密着性が高く、漏れのない電源を有する電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、前記フッ化ビニリデン構造を含むグラフト共重合体を使用した電解質膜との密着性を向上させた燃料電池用パッキンを提供することができる。
また本発明によれば、前記パッキンによる燃料電池の漏れを防いた燃料電池、該燃料電池を備えた電源、及び該電源を備え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】
【００２９】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。
図１に、一般的な燃料電池の発電概念を示す。基本的構成要素（発電素子）としては、中心に電解質膜２１が存在し、その両側に電極であるアノード２２及びカソード２３が配置されている。電解質膜２１は、基本的構成要素の電解質膜材料として適用されるものである。アノード２２及びカソード２３は、少なくとも触媒層を有し、加えて拡散層や集電部材を有する場合もある。また、図２では、アノード２２及びカソード２３には、燃料や酸化剤を供給するための流路を有するセパレータ２４がそれぞれ設けられている。２つのセパレータ２４は、電解質膜２１、アノード２２及びカソード２３を挟持している。
【００３０】
アノードには、水素、アルコール等の燃料が供給され、電極触媒により燃料が酸化され、プロトン及び電子が発生する。アノードに発生する電子は、負荷を有する外部回路に流れ出る。また、プロトンは、電解質膜中を伝搬し、カソードに到達する。カソードには、空気、酸素等の酸化剤が供給され、プロトンと、酸素と、外部回路を流れて来た電子が反応し、水を生成する。
【００３１】
燃料として、水素を用いた場合の反応式は、以下のようになる。
アノード反応：Ｈ2→２Ｈ＋＋２ｅ−
カソード反応：２Ｈ＋＋１／２Ｏ2＋２ｅ−→Ｈ2Ｏ
全反応：Ｈ2＋１／２Ｏ2→Ｈ2Ｏ
【００３２】
図２は本発明の燃料電池の構成を示す概略図である。
電解質膜９１は、アノード触媒層９２及びカソード触媒層９３で挟持されている。また、燃料電池は、カーボンペーパーからなる拡散層９４（厚さ２００μｍ、５３ｍｍ×５３ｍｍ）、樹脂含浸高密度人造黒鉛からなるセパレータ（液体燃料供給部９５及び酸化剤供給部９６：厚さ１０ｍｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍ、流路形状：サーペンタイン、流路外寸５０ｍｍ×５０ｍｍ）、銅に金メッキを施した集電板９７、絶縁板９８（厚さ５００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍ）、エンドプレート９９（ＳＵＳ３０４、厚さ１２ｍｍ、１２０ｍｍ×１２０ｍｍ）、パッキン１００（厚さ２００μｍ、外寸８０ｍｍ×８０ｍｍ、内径５１ｍｍ×５１ｍｍ）を有する。
【００３３】
なお、エンドプレート９９は、ナット１０１及び支持棒１０２を用いて、１辺に対して３個所（全体で１２箇所）固定してある。液体燃料供給口１０３、液体燃料排出口１０４、酸化剤供給口１０５及び酸化剤排出口１０６は、エンドプレート９９の側面に設けられている。絶縁板９８、液体燃料供給部９５及び酸化剤供給部９６は、液体燃料及び酸化剤を導くための穴を設けてあると共に、集電板９７面には、Ｏリング（図示せず）を設けて、漏れを防止してある。
【００３４】
図３は図２の燃料電池の分解図である。
液体燃料排出口１０４や酸化剤供給口１０５より供給される燃料および酸化剤は、セパレータの流路を介し拡散層に到達する。到達した燃料および酸化剤は拡散層の空間を通りぬけ触媒層に到達することとなる。このとき、セパレータとパッキン、固体電解質膜とパッキンの密着性が十分に保てないと、各々の界面より燃料や酸化剤が漏れることになる。固体電解質膜は一般的には２０μｍから２００μｍと薄くフレキシブルであり、しわが発生しやすい部材となっているため、固体電解質膜とパッキンの密着性は特に重要である。
このパッキンの材質としては、ブチル、シリコーン、フッ素等のゴム材質が用いられるが、これらの材質は本発明で使用している固体電解質膜との十分な密着性を有するにいたっていない。これは本発明で使用する固体電解質とパッキンの相互作用（なじみ）が弱いためと考えられる。本発明はこのパッキンとして以下の構造式（Ｉ）〜（III）を全て有するものを使用した。
【００３５】
ただし、下記化学構造式（III）中Ｒは、下記化学構造式（Ｉ）または（IV）で示される構造単位の少なくとも一方を有する側鎖である。
−ＣＦ2ＣＨ2−                            （Ｉ）
−ＣＦ2ＣＦＣｌ−                        （II）
−ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯＯＲ）−          （III）
−ＣＨ2ＣＨ2−                            （IV）
【００３６】
また本発明において、燃料電池用パッキンに用いられる上記化学構造式（Ｉ）は、樹脂中８５〜９５ｍｏｌ％含まれていることが好ましく、９３〜９５ｍｏｌ％含まれていることがより好ましい。
さらに本発明において、燃料電池用パッキンに用いられる上記化学構造式（II）は、樹脂中３〜８ｍｏｌ％含まれていることが好ましく、３〜４ｍｏｌ％含まれていることがより好ましい。
またさらに本発明において、燃料電池用パッキンに用いられる上記化学構造式（III）は、樹脂中２〜７ｍｏｌ％含まれていることが好ましく、２〜３ｍｏｌ％含まれていることがより好ましい。
【００３７】
燃料電池用パッキンに用いられる上記化学構造式（Ｉ）で示される構造単位は、−ＣＦ2ＣＨ2−等のモノマーで構成されていることが好ましい。
また、燃料電池用パッキンに用いられる上記化学構造式（II）で示される構造単位は、−ＣＦ2ＣＦＣｌ−等のモノマーで構成されていることが好ましい。
さらに、燃料電池用パッキンに用いられる上記化学構造式（III）で示される構造単位は、−ＣＨ2ＣＨ−ＣＨ2ＯＣＯＯＺ−  （Ｚは反応性活性基）等のモノマーで構成されていることが好ましい。
またさらに、燃料電池用パッキンに用いられる上記化学構造式（IV）で示される構造単位は、−ＣＨ2ＣＨ2−等のモノマーで構成されていることが好ましい。
【００３８】
この構造を有する樹脂は、本発明に使用する固体電解質膜を構成する樹脂材料の一部と同一の構造を有している。このため、固体電解質膜とパッキンの相互作用が強く（なじみがよく）、互いの強固な密着を達成できるものである。
【００３９】
次に本発明で使用する固体電解質膜について説明する。
本発明で使用する固体電解質膜はイオン解離基を有する樹脂と、下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂と、を主たる成分とする。
ただし、下記化学構造式（III）中Ｒは、下記化学構造式（Ｉ）または（IV）で示される構造単位の少なくとも一方を有する側鎖である。
−ＣＦ2ＣＨ2−                            （Ｉ）
−ＣＦ2ＣＦＣｌ−                        （II）
−ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯＯＲ）−          （III）
−ＣＨ2ＣＨ2−                            （IV）
【００４０】
本発明において、固体電解質膜に用いられる上記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位をすべて有する樹脂は、固体電解質膜中３５〜９０質量％含まれていることが好ましく３５〜６０質量％含まれていることがより好ましい。
【００４１】
また本発明において、固体電解質膜に用いられる上記化学構造式（Ｉ）は、樹脂中８５〜９５ｍｏｌ％含まれていることが好ましく、９３〜９５ｍｏｌ％含まれていることがより好ましい。
さらに本発明において、固体電解質膜に用いられる上記化学構造式（II）は、樹脂中３〜８ｍｏｌ％含まれていることが好ましく、３〜４ｍｏｌ％含まれていることがより好ましい。
またさらに本発明において、固体電解質膜に用いられる上記化学構造式（III）は、樹脂中２〜７ｍｏｌ％含まれていることが好ましく、２〜３ｍｏｌ％含まれていることがより好ましい。
【００４２】
固体電解質膜に用いられる上記化学構造式（Ｉ）で示される構造単位は、−ＣＦ2ＣＨ2−等のモノマーで構成されていることが好ましい。
また、固体電解質膜に用いられる上記化学構造式（II）で示される構造単位は、−ＣＦ2ＣＦＣｌ−等のモノマーで構成されていることが好ましい。
さらに、固体電解質膜に用いられる上記化学構造式（III）で示される構造単位は、−ＣＨ2ＣＨ−ＣＨ2ＯＣＯＯＺ−  （Ｚは反応性活性基）等のモノマーで構成されていることが好ましい。
またさらに、固体電解質膜に用いられる上記化学構造式（IV）で示される構造単位は、−ＣＨ2ＣＨ2−等のモノマーで構成されていることが好ましい。
【００４３】
イオン解離基を有する樹脂はイオン輸送を担う樹脂であり、一般的にはイオン解離基を有する重合可能な化合物の重合により作製できる。本発明記載のイオン解離基は、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、及びリン酸基のような、それ自体でイオン化することが可能な基、並びに、アルキレンオキシド基及びアルキレンイミン基などのような、電解質の塩などのように電離され得る物質を電離させることが可能な基を含む。イオン解離基を有する樹脂は、少なくとも一種類のイオン解離基を有するものである。
【００４４】
好ましくは、下記化学構造式（Ｖ）〜（VIII）で示されるモノマーの少なくとも一つを重合することにより得られる第１の樹脂、及び／または下記化学構造式（Ｖ）〜（VIII）で示されるモノマーの少なくとも一つと、スルホン酸基を有するモノマーを共重合することにより得られる第２の樹脂、及び／または下記化学構造式（Ｖ）〜（VIII）で示されるモノマーの少なくとも一つと、スルホン酸基を有するモノマーと、炭素−炭素二重結合を二個以上有するモノマーを共重合することにより得られる第３の樹脂、で構成されているイオン解離基を有する樹脂である。
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＨ2ＯＰＯ（ＯＨ）2                        （Ｖ）
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2Ｃｌ）ＯＰＯ（ＯＨ）2            （VI）
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2ＯＰＯ（ＯＨ）2                  （VII）
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2Ｃｌ）ＯＰＯ（ＯＨ）2      （VIII）
【００４５】
これらの樹脂材料は、本発明に使用する下記化学構造式（Ｉ）〜（III）で示される構成単位を全て有する樹脂材料との相溶性に優れるため、高いイオン伝導を期待できる。
ただし、下記化学構造式（III）中Ｒは、下記化学構造式（Ｉ）または（IV）で示される構造単位の少なくとも一方を有する側鎖である。
−ＣＦ2ＣＨ2−                            （Ｉ）
−ＣＦ2ＣＦＣｌ−                        （II）
−ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯＯＲ）−          （III）
−ＣＨ2ＣＨ2−                            （IV）
【００４６】
スルホン酸基は、リン酸基と比較すると、一般的に、酸解離定数が大きいことから、イオン伝導度の向上が期待できる官能基である。したがって、スルホン酸基を有するモノマーは、イオン伝導度を向上させるためには、本発明に使用するリン酸基を有するモノマーと共重合可能なものであるならば、いずれも使用可能である。
【００４７】
前記スルホン酸基を有するモノマーは、少なくとも下記化学構造式（IX）〜（XI）で示される化合物の中から選ばれる一以上であり、前記炭素−炭素二重結合を二個以上有するモノマーは、下記化学構造式（XII）〜（XIV）で示される化合物の中から選ばれる一以上であることが好ましい。
【００４８】
【化２】
2008282651.tif 000004
【００４９】
（式中、Ｘは、水素原子又はアルカリ金属である。）
ＣＨ2＝ＣＨＣＨ2ＳＯ3Ｙ                                            （Ｘ）
（式中、Ｙは、水素原子又はアルカリ金属である。）
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＮＨＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＳＯ3Ｈ                        （XI）
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ＝ＣＨ2、                        （XII）
（ＣＨ2＝ＣＨＣＯＮＨ）2ＣＨ2                                      （XIII）
（ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2）3ＣＣＨ2ＣＨ3                            （XIV）
【００５０】
スルホン酸基を有するモノマーは具体的には、（メタ）アリルスルホン酸、ｐ−スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸及びこれらのアルカリ金属塩等を使用することができる。中でも、アリルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ｐ−スチレンスルホン酸及びこれらのアルカリ金属塩が好ましく、ｐ−スチレンスルホン酸及びこれのアルカリ金属塩がさらに好ましい。なお、スルホン酸基を有するモノマーは、単独又は二種以上混合して用いることができる。
【００５１】
しかしながら、スルホン酸基は酸解離定数が大きいことから、イオン伝導性樹脂中のスルホン酸基の含有量が多くなると、水等の親水性溶剤に対する溶解性が高くなる。そのため、水を主体とする媒体中でイオン伝導性樹脂を使用する場合に、溶解又は膨潤すると、不具合が発生する。このような場合は、炭素−炭素二重結合を二個以上有するモノマーと共重合して、スルホン酸基及びリン酸基を有するイオン伝導性樹脂を架橋することにより、水への溶解や膨潤による膜強度の低下を抑制することができると共に、スルホン酸基のイオン伝導性樹脂中の含有量を増加させることが可能となるため、イオン伝導性も向上させることができる。炭素−炭素二重結合を二個以上有するモノマーとしては、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、メタクリル酸アリル、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ジビニルベンゼン、ビスフェノールジ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸ジ（メタ）アクリレート、テトラアリルオキシエタン、トリアリルアミン等を使用することができる。中でも、メタクリル酸アリル、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートが好ましい。なお、炭素−炭素二重結合を二個以上有するモノマーは、単独又は二種以上混合して用いることができる。
【００５２】
燃料電池の燃料として、水素を用いた場合の反応式は、以下のようになる。
アノード反応：Ｈ2→２Ｈ＋＋２ｅ−
カソード反応：２Ｈ＋＋１／２Ｏ2＋２ｅ−→Ｈ2Ｏ
全反応：Ｈ2＋１／２Ｏ2→Ｈ2Ｏ
【００５３】
本発明の燃料電池は、電極触媒の種類により適性があるが、燃料は、特に限定されない。しかしながら、燃料は、通常、容器等の有限な体積を有する空間に収められるため、体積エネルギー密度及び重量エネルギー密度に優れることが好ましく、体積エネルギー密度に優れることが特に好ましい。このため、液体燃料又は固体燃料を用いることが好ましい。
【００５４】
水素、メタノール及びエタノールを１分子酸化することにより発生する電子数は、それぞれ２個、６個及び１２個であることから、水素、メタノール及びエタノール１ｍｏｌから発生する電荷は、理論値として、それぞれ９６５００×２Ｃ、９６５００×６Ｃ及び９６５００×１２Ｃとなる。さらに、常温常圧における、水素、メタノール及びエタノール１ｃｍ3から発生する電荷量に換算すると、それぞれ約９Ｃ／ｃｍ3、約１４４００Ｃ／ｃｍ3及び約１５２００Ｃ／ｃｍ3となる。このことから、常温常圧における水素の体積エネルギー密度は、著しく低くなる。メタノール及びエタノールを１分子酸化する場合には、下記反応式に示すように、それぞれ１分子及び３分子の水を必要とするが、このことを加味しても液体燃料の体積エネルギー密度が優れることは明らかである。
【００５５】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→６Ｈ＋＋６ｅ−＋ＣＯ2
Ｃ2Ｈ5ＯＨ＋３Ｈ2Ｏ→１２Ｈ＋＋１２ｅ−＋２ＣＯ2
【００５６】
高圧状態の水素又は液体水素を使用することも可能であるが、容器を堅牢にする必要があり、容器込みのエネルギー密度を考慮すると、液体燃料や固体燃料の方が優れている。
本発明の燃料電池には、水素吸蔵合金に蓄えた水素、ガソリン、炭化水素、アルコール等の固体燃料又は液体燃料が使用できるが、燃料電池の小型化が可能な点、体積エネルギー密度に優れる点より、アルコールを使用することが好ましい。中でも、炭素数が４以下であるアルコールを使用することが好ましく、安全性が高く、生合成が可能である点（環境面）からエタノールを使用することがさらに好ましい。これにより、駆動時間を向上させた小型の燃料電池を得ることができる。このような燃料電池は、体積エネルギー密度及び重量エネルギー密度に優れることから、比較的小型の電子機器に使用する場合に、特に好ましい。
【００５７】
本発明の電源は、本発明の燃料電池、燃料電池に接続されているＤＣＤＣコンバーター及び燃料を収容するカートリッジを少なくとも有する。図４及び図５に、本発明の電源の一例を概略的に示す。なお、図５の矢印は、燃料等の流れを示す。
【００５８】
図４及び図５に示す電源は、温度センサー（図示せず）を有する燃料電池３１、液体燃料を収容する液体燃料カートリッジ３２、液体燃料カートリッジ３２に接続された混合器３３、液体燃料カートリッジ３２と混合器３３との間に設けられたバルブあるいはポンプ３４、液体燃料を燃料電池３１に供給するための液体燃料ポンプ３５、液体燃料の濃度を検知する濃度センサー３６（濃度センサー３６は、燃料循環ラインのどの位置に設置されてもよい。例えば、混合器３３内に設置されてもよいし、混合器３３と液体燃料ポンプ３５との間に設置されていてもよいし、気液分離器３７と熱交換器４０の間に設置させていてもよい。）、発電後の液体燃料を気体と液体とに分離する気液分離器３７（気液分離器３７の機能は、混合器３３内に持たせることもできる。）、温度センサー３８と冷却素子３９とを有する熱交換器４０（熱交換器４０は、省略してもよい。また、図示してないが、液体燃料循環ラインの任意の位置に燃料加熱器を設けてもよい。）、空気を燃料電池３１に供給するための空気ポンプ４１、温度センサー４２と冷却素子４３とを有する水分凝縮器４４（温度センサー４２と冷却素子４３は、省略してもよい。）、水分凝縮器４４からの水分を収容する水タンク４５、水タンク４５と混合器３３との間に設けられたバルブあるいはポンプ４６、これらの各部を制御するための制御回路４７、燃料電池３１の正負極が接続されたＤＣＤＣコンバーター４８等から構成されている。なお、液体燃料等が通過する各部は、チューブ等の流路により接続されている。
【００５９】
このような電源において、混合器３３を通過した液体燃料は、液体燃料ポンプ３５を経て、濃度センサー３６に導かれる。濃度センサー３６により検知された液体燃料の濃度が所定の濃度より低い場合には、制御回路４７は、液体燃料カートリッジ３２のバルブあるいはポンプ３４を駆動する。このようにして、液体燃料は、燃料電池３１に導かれる。発電後の液体燃料は、気液分離器３７により気体成分（炭酸ガス）と液体成分（液体燃料）に分けられ、液体成分は、熱交換器４０に導かれる。温度センサー３８により検知された液温が所定の温度より低い場合には、制御回路４７は、冷却素子３９により液体成分を冷却せず、液温が所定の温度より高い場合には、制御回路４７は、冷却素子３９により液体成分を冷却する。熱交換器４０を通過した液体成分は、再び混合器３３に戻される。このような流れが燃料ラインとして機能する。また、燃料電池に備えた温度センサー３８により検知される温度が所定の温度より低い場合は、燃料加熱器により燃料を加熱することも可能である。
【００６０】
空気は、空気ポンプ４１から燃料電池３１に導かれる。発電後の空気は、水分を含有する気液混合ガスとなり、水分凝縮器４４に導かれる。温度センサー４２により検知されたガス温度が所定の温度より低い場合には、制御回路４７は、冷却素子４３により気液混合ガスを冷却せず、ガス温度が所定の温度より高い場合には、制御回路４７は、冷却素子４３により気液混合ガスを冷却する。なお、排ガスは、電源の外部に排出される。ここで、排ガスを排出するための排出口（図示せず）は、情報処理装置等の電子機器における電源の装着位置により異なるが、電子機器の外部に面した位置に設けることが好ましい。水分凝縮器４４により凝縮された水分は、水タンク４５を介して混合器３３に戻される。このような流れが酸化剤ライン（空気ライン）として機能する。４９は出力端子を表す。
【００６１】
このようにして、液体燃料及び空気が燃料電池３１に供給されることで、燃料電池３１は、発電し、所定の電力（起電力）をＤＣＤＣコンバーター４８に付与する。なお、ここでは、蓄電素子を用いていないが、蓄電素子を電源の内部、電源の外部等に設けてもよい。
【００６２】
本発明の電子機器は、本発明の電源を有する。電子機器としては、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、デジタルカメラ、デジタルカムコーダー、携帯電話、ＰＤＡ、プロジェクター、電子ペーパー（可搬型のビューワー）、ゲーム機、インクジェットプリンター、レーザープリンター、複写機等が挙げられる。
【００６３】
図６に、本発明の電子機器の一例として、情報処理装置（電源５１が内部に搭載されているパーソナルコンピュータ）を概略的に示す。
【００６４】
また、図７に、本発明の電子機器の一例として、情報処理装置を概略的に示す。情報処理装置は、各種演算を行って各部を集中的に制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）６１、ＢＩＯＳ等を記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）６２及びＣＰＵ６１の作業エリアとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６３がバス６４により接続されて構成されている。バス６４には、大容量記憶装置であるＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）６５、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置６６、キーボード、マウス等の入力装置６７、ＣＤ、ＤＶＤ等の記録媒体６８からデータを読み取る光ディスク装置等のデータ読取装置６９、電力を供給する電源５１等が各種のコントローラ（図示せず）等を介して接続されている。
【００６５】
記録媒体６８には、各種のプログラムが記憶されている。これらのプログラムは、データ読取装置６９で読み取られ、ＨＤＤ６５にインストールされる。なお、記録媒体６８としては、ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスク、光磁気ディスク、フレキシブルディスク等の各種方式のメディアを用いることができる。データ読取装置６９も記録媒体６８の方式に応じて、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、ＦＤＤ等が用いられる。また、各種のプログラムは、記録媒体６８から読み取るのではなく、ネットワーク（図示せず）からダウンロードしてＨＤＤ６５にインストールされるものであってもよい。
【実施例】
【００６６】
本発明について以下に実施例を挙げてさらに詳述するが、本発明はこれによりなんら限定されるものではない。尚、以下において特記しない限り％は重量％を表す。
【００６７】
フッ化ビニリデン由来の構成単位を９３〜９５ｍｏｌ％、クロロフルオロエチレン由来の構成単位を約３〜４ｍｏｌ％、アルキルプロピレンカーボネート（−ＣＨ2ＣＨ−ＣＨ2ＯＣＯＯＺ−  （Ｚは反応性活性基））由来の構成単位を約２〜３ｍｏｌ％有するグラフト共重合体であり、側鎖は、フッ化ビニリデン由来の構成単位からなる樹脂１を用意した。樹脂１の組成は、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析）により得られる各元素の存在比から算出した。なお、ＸＰＳは、ＡＸＩＳ  ＵＬＴＲＡ（島津製作所社製）を用いて測定し、Ｆ、Ｏ、Ｃ及びＣｌの組成比は、それぞれ４７．０８、１．７１、５０．４９及び０．７２であった。
【００６８】
また樹脂１−１として数平均分子量（Ｍｎ）７１００、重量平均分子量（Ｍｗ）４４００００の樹脂を準備。樹脂１−２としてＭｎ＝２６０００、Ｍｗ＝３４００００の樹脂を準備した。（分子量はゲル透過クロマトグラフ法による測定）
【００６９】
（実施例１）
樹脂１−１をジメチルホルムアミドに溶解したのち、離形性基板上に塗布した。これを１００℃のオーブン中で加熱し溶剤を除去することにより、樹脂１のシートをえた。さらにこの樹脂１のシートを１４０℃、０．５ｋＮ／ｃｍ2で加圧加熱することにより厚さ１８０μｍのシートを得た。このシートを外形８０ｍｍ×８０ｍｍ、中心内部くりぬき５１ｍｍ×５１ｍｍとなるように裁断し、燃料電池用パッキンとした。
【００７０】
（実施例２）
樹脂１−１に代えて樹脂１−２を使用する以外は実施例１と同様にパッキンを作製した。
【００７１】
（実施例３）
後述する電解質膜の作製例で得られた膜を電解質膜として用いた。
蒸留水１０ｇに、白金触媒を５０重量％担持したカーボン１ｇ及び５重量％のＮａｆｉｏｎ（登録商標）液７．４ｇを添加した後、分散処理を行い、カソード触媒層塗布液を得た。カソード触媒層塗布液を電解質膜の片面に、白金の塗布量が１ｍｇ／ｃｍ2となるようにスプレー塗布した。なお、塗布面積は、５０ｍｍ×５０ｍｍとした。
蒸留水１０ｇに、白金−ルテニウム触媒（元素比１：１）を４０重量％担持したカーボン１ｇ及び５重量％のＮａｆｉｏｎ（登録商標）液７．４ｇを添加した後、分散処理を行い、アノード触媒層塗布液を得た。電解質膜の白金触媒を塗布した面とは反対側の面に、アノード触媒層塗布液を白金の塗布量が１ｍｇ／ｃｍ2となるようにスプレー塗布した。なお、塗布面積は、５０ｍｍ×５０ｍｍとした。
得られた触媒付き電解質膜を１３０℃で加熱処理した後、厚み２００μｍ、５０ｍｍ×５０ｍｍのカーボンファイバー製拡散層ではさみ、図２および３に示す燃料電池を作製した。このときパッキンは固体電解質膜の作製例で使用した樹脂と同様のものを使用した。この燃料電池をアルゴン雰囲気下１４０℃で１時間加熱した。
燃料電池を室温にもどした後７０℃に加熱した１ｗｔ％のメタノール水溶液（液体燃料）を流量１０ｍｌ／分、７０℃相対湿度１００％に加湿加熱した空気（酸化剤）の流量を２０００ｍｌ／分として、燃料電池に供給したところ、開放電圧は、いずれの電解質膜を使用した燃料電池でも０．５Ｖ以上を示した。８時間メタノールおよび空気を供給した後、燃料電池を分解し、固体電解質膜とパッキンとの密着性を確認した。
いずれの電解質膜を使用した燃料電池においても、電解質膜とパッキンの間には水分のしみ込みとみられる跡はなかった。また、電解質膜とパッキンはほぼ一体化しており、はがすことはできなかった。これは電解質膜とパッキンが相互作用が強い（なじみがよい）ことをあらわしている。
【００７２】
（実施例４）
パッキンとして、実施例１のパッキン、電解質として電解質膜の作製例１をもちいて、実施例１と同様な試験を２０回実施した。
２０回いずれも電解質膜とパッキンの間には水分のしみ込みとみられる跡はなかった。また、電解質膜とパッキンはほぼ一体化しており、はがすことはできなかった。これは電解質膜とパッキンが相互作用が強い（なじみがよい）ことをあらわしている。
【００７３】
（比較例）
パッキンとして、実施例１と同寸法でテフロン（登録商標）製のものを使用した以外は、実施例４と同様にして試験した。
電解質膜とパッキンの間には水分のしみ込みとみられる跡が３回あった。また、電解質膜とパッキンは、はがすことが可能であった。これは電解質膜とパッキンが相互作用が弱い（なじみが悪い）ことをあらわしている。
【００７４】
（電解質膜の作製１）
ジメチルホルムアミドに、２．７８ｇのフッ素樹脂１−１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレート４．７３ｇを加え、均一な溶液を得た後、アゾビスイソブチロニトリルを、アシッドホスホオキシエチルメタクリレートに対して２重量％加えた。溶液を攪拌しながら、７５℃で２４時間及び８５℃で１時間保持した後、徐冷し、樹脂材料を含有する液体を得た。なお、得られた液体は、乳白色であり、均一であった。樹脂材料を含有する液体を離形性プラスチック上に塗布し、真空下で加熱することにより、溶剤を除去した。得られた樹脂材料を、加熱したメタノール中で充分に洗浄した後、沸騰水中で加熱し、イオン交換水中に保存した。なお、得られた樹脂材料は均質であった。
樹脂材料を直径３ｍｍの金型で打ち抜き、インピーダンスアナライザーを用いて、樹脂材料のインピーダンスを２５℃で測定した。得られたインピーダンスの実部及び虚部の測定値について、コールコールプロットを行い、低周波部から高周波部の直線の外挿と実数軸との交点を抵抗値とした。イオン伝導度は、２．０×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００７５】
（電解質膜の作製２−１）
フッ素樹脂１−１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレートの添加量をそれぞれ３．７５ｇ及び３．７５ｇとした以外は、実施例１と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、１．０×１０-2Ｓ／ｃｍ（２５℃）であった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００７６】
（電解質膜の作製２−２）
フッ素樹脂１−２を用いた以外は、電解質膜の作製２−１と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、１．７×１０-2Ｓ／ｃｍ（２５℃）であった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００７７】
（電解質膜の作製３）
フッ素樹脂１−１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレートの添加量をそれぞれ４．７３ｇ及び２．７８ｇとした以外は、電解質膜の作製１と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、２．９×１０-3Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００７８】
（電解質膜の作製４）
フッ素樹脂１−１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレートの添加量をそれぞれ５．６３ｇ及び１．８８ｇとした以外は、電解質膜の作製１と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、２．１×１０-3Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００７９】
（電解質膜の作製５）
フッ素樹脂１−１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレートの添加量をそれぞれ６．４５ｇ及び１．０５ｇとした以外は、実施例１と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、６．２×１０-4Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００８０】
（電解質膜の作製６）
ジメチルホルムアミドに、３．７７ｇのフッ素樹脂１−１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレート３．３７ｇ、アリルスルホン酸ナトリウム０．３６３ｇを加え、均一な溶液を得た後、アゾビスイソブチロニトリルを、モノマーの２重量％加えた。溶液を攪拌しながら、７５℃で２４時間及び８５℃で１時間保持した後、徐冷し、樹脂材料を含有する液体を得た。なお、得られた液体は、乳白色であり、均一であった。樹脂材料を含有する液体を離形性プラスチック上に塗布し、真空下で加熱することにより、溶剤を除去した。得られた樹脂材料を、加熱したメタノール中で充分に洗浄した後、沸騰水中で加熱した。ついで１Ｎ−Ｈ2ＳＯ4水溶液中に加え、１時間加熱しイオン交換水で洗浄したのち、沸騰水中で加熱洗浄を２回行い、イオン交換水中に保存した。なお、得られた樹脂材料は均質であった。
樹脂材料を直径３ｍｍの金型で打ち抜き、インピーダンスアナライザーを用いて、樹脂材料のインピーダンスを測定した。測定温度は２５℃とした。得られたインピーダンスの実部及び虚部の測定値について、コールコールプロットを行い、低周波部から高周波部の直線の外挿と実数軸との交点を抵抗値とした。イオン伝導度は、１．５×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、160℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００８１】
（電解質膜の作製７）
アリルスルホン酸ナトリウムのかわりにｐ−スチレンスルホン酸ナトリウムとした以外は、電解質膜の作製６と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、２．３×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００８２】
（電解質膜の作製８）
フッ素樹脂１−１、アシッドホスホオキシエチルメタクリレートおよびｐ−スチレンスルホン酸ナトリウムの添加量をそれぞれ３．７５ｇ、２．６２５ｇおよび１．１２５ｇとした以外は、電解質膜の作製７と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、２．８×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００８３】
（電解質膜の作製９）
フッ素樹脂としてフッ素樹脂１−２を使用した。そして、フッ素樹脂１−２、アシッドホスホオキシエチルメタクリレートおよびｐ−スチレンスルホン酸ナトリウムの添加量をそれぞれ３．７５ｇ、２．２５ｇおよび１．５ｇとした以外は、電解質膜の作製７と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、２．７２×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００８４】
（電解質膜の作製１０）
ジメチルホルムアミドに、３．７５ｇのフッ素樹脂１―２及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレート１．２ｇ、アリルスルホン酸ナトリウム１．８ｇ、さらにアリルメタクリレート０．７５ｇを加え、均一な溶液を得た後、アゾビスイソブチロニトリルを、モノマーの２重量％加えた。溶液を攪拌しながら、７５℃で２４時間及び８５℃で１時間保持した後、徐冷し、樹脂材料を含有する液体を得た。なお、得られた液体は、乳白色であり、均一であった。樹脂材料を含有する液体を離形性プラスチック上に塗布し、真空下で加熱することにより、溶剤を除去した。得られた樹脂材料を、加熱したメタノール中で充分に洗浄した後、沸騰水中で加熱した。ついで１Ｎ−Ｈ2ＳＯ4水溶液中に加え、1時間加熱しイオン交換水で洗浄したのち、沸騰水中で加熱洗浄を２回行い、イオン交換水中に保存した。なお、得られた樹脂材料は均質であった。
樹脂材料を直径３ｍｍの金型で打ち抜き、インピーダンスアナライザーを用いて、樹脂材料のインピーダンスを測定した。測定温度は２５℃とした。得られたインピーダンスの実部及び虚部の測定値について、コールコールプロットを行い、低周波部から高周波部の直線の外挿と実数軸との交点を抵抗値とした。イオン伝導度は、３．２×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００８５】
（電解質膜の作製１１）
フッ素樹脂１−２、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、ｐ−スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルメタクリレートの添加量をそれぞれ３．７５ｇ、０．９ｇ、２．１ｇおよび０．７５ｇとした以外は、電解質膜の作製１０と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、３．４×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００８６】
（電解質膜の作製１２）
アリルメタクリレートのかわりにＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドを使用する以外は電解質膜の作製１０と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、３．９×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００８７】
（電解質膜の作製１３）
アリルメタクリレートのかわりにトリメチロールプロパントリアクリレートを使用する以外は電解質膜の作製１０と同様に樹脂材料を製造した。樹脂材料を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料も均質であり、イオン伝導度は、６．５６×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、５０ｍｍ×５０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００８８】
（電解質膜の作製１４）
ジメチルホルムアミドに、３．７５ｇのフッ素樹脂１−２及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレート１．５ｇ、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸１．５ｇ、さらにＮ，Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．７５ｇを加え、均一な溶液を得た後、アゾビスイソブチロニトリルを、モノマーの２重量％加えた。溶液を攪拌しながら、７５℃で２４時間及び８５℃で１時間保持した後、徐冷し、樹脂材料を含有する液体を得た。なお、得られた液体は、乳白色であり、均一であった。樹脂材料を含有する液体を離形性プラスチック上に塗布し、真空下で加熱することにより、溶剤を除去した。得られた樹脂材料を、加熱したメタノール中で充分に洗浄した後、沸騰水中で加熱した。ついで１Ｎ−Ｈ2ＳＯ4水溶液中に加え、１時間加熱しイオン交換水で洗浄したのち、沸騰水中で加熱洗浄を２回行い、イオン交換水中に保存した。なお、得られた樹脂材料は均質であった。
樹脂材料を直径３ｍｍの金型で打ち抜き、インピーダンスアナライザーを用いて、樹脂材料のインピーダンスを測定した。測定温度は２５℃とした。得られたインピーダンスの実部及び虚部の測定値について、コールコールプロットを行い、低周波部から高周波部の直線の外挿と実数軸との交点を抵抗値とした。イオン伝導度は、２．６４×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【００８９】
（電解質膜の作製１５）
ドクターブレードを用いて、電解質膜の作製２−１で得られた樹脂材料を含有する液体を離型性のプラスチックシートに塗布、乾燥した後、メタノールで洗浄して膜厚が約１８０μｍの固体電解質膜（８０ｍｍ×８０ｍｍ）を得た。
【００９０】
（電解質膜の作製１６）
ジメチルホルムアミドに、３．７５ｇのフッ素樹脂１−２、アシッドホスホオキシクロロプロピルメタクリレート０．９６ｇ、ｐ−スチレンスルホン酸ナトリウム２．２３ｇ及びトリメチリロールプロパントリアクリレート０．５６３ｇを加え、均一な溶液を得た後、アゾビスイソブチロニトリルを、モノマーに対して、２重量％加えた。溶液を攪拌しながら、７５℃で２４時間及び８５℃で１時間保持した後、徐冷し、樹脂材料を含有する液体を得た。なお、得られた液体は、乳白色であり、均一であった。樹脂材料を含有する液体を離形性プラスチック上に塗布し、加熱することにより、溶剤を除去した。得られた樹脂材料を、加熱したメタノール中で充分に洗浄した後、沸騰水中で加熱した。次に、１Ｎ硫酸水溶液中に加え、１時間加熱した後、イオン交換水で洗浄した。さらに、沸騰水中で加熱洗浄を２回行い、イオン交換水中に保存した。なお、得られた樹脂材料は均質であった。
樹脂材料を直径３ｍｍの金型で打ち抜き、インピーダンスアナライザーを用いて、樹脂
材料のインピーダンスを２５℃で測定した。得られたインピーダンスの実部及び虚部の測
定値について、コールコールプロットを行い、低周波部から高周波部の直線の外挿と実数
軸との交点を抵抗値とした。イオン伝導度は、５．８×１０-2Ｓ／ｃｍであった。厚み１００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍのガラスファイバーシートを準備した。このシートを上記樹脂材料を含有する液体に含浸し、ガラスファイバーの空間部に樹脂を含ませた。これを乾燥したのち、０．８ｋＮ/ｃｍ2、１６０℃で加圧加熱処理し、ガラスファイバーと樹脂を一体化して固体電解質膜とした。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】燃料電池の発電概念を示す図である。
【図２】本発明の燃料電池の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の燃料電池の分解図である。
【図４】本発明の電源の一例を概略的に示す図である。
【図５】本発明の電源の一例を概略的に示すブロック図である。
【図６】本発明の電子機器の一例を概略的に示す図である。
【図７】本発明の電子機器の一例を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９２】
２１    電解質膜
２２    アノード
２３    カソード
２４    セパレータ
３１    燃料電池
３２    液体燃料カートリッジ
３３    混合器
３４    バルブ／ポンプ
３５    液体燃料ポンプ
３６    濃度センサー
３７    気液分離器
３８    温度センサー
３９    冷却素子
４０    熱交換器
４１    空気ポンプ
４２    温度センサー
４３    冷却素子
４４    水分凝縮器
４５    水タンク
４６    ポンプ
４７    制御回路
４８    ＤＣＤＣコンバーター
６１    ＣＰＵ
６２    ＲＯＭ
６３    ＲＡＭ
６４    バス
６５    ＨＤＤ
６６    表示装置
６７    入力装置
６８    記録媒体
６９    データ読取装置
９１    電解質膜
９２    アノード触媒層
９３    カソード触媒層
９４    拡散層
９５    液体燃料供給部
９６    酸化剤供給部
９７    集電板
９８    絶縁板
９９    エンドプレート
１００  パッキン
１０１  ナット
１０２  支持棒
１０３  液体燃料供給口
１０４  液体燃料排出口
１０５  酸化剤供給口
１０６  酸化剤排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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