(57)【要約】【課題】透過膜加熱手段を備えた燃料電池に関し、燃料電池の起動時効率を改善することにより、陽子または電子を透過できる物質を適正量搭載することを可能にし、燃料電池の小型化を実現する。【解決手段】陽子または電子を透過できる物質からなる透過膜２の一方の側に水素成分を含んだ液体燃料５を配置するとともに、他方の側に酸素成分を含んだ酸化剤６を配置し、且つ、透過膜２の加熱手段を、液体燃料５の近傍に配置した負荷８内の高発熱部品９の少なくとも一部とする。【選択図】          図１
2004363002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽子または電子を透過できる物質からなる透過膜の一方の側に水素成分を含んだ液体燃料を配置するとともに、他方の側に酸素成分を含んだ酸化剤を配置し、且つ、前記透過膜を加熱手段を設けたことを特徴とする燃料電池において、前記透過膜の加熱手段が、前記液体燃料の近傍に配置した負荷内の高発熱部品の少なくとも一部からなることを特徴とする透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
【請求項２】
上記透過膜の温度或いは上記負荷内の高発熱部品の温度が設定温度以上に上昇した場合、上記酸化剤を供給する側から強制送風する強制送風機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
【請求項３】
上記液体燃料の供給路における透過膜の加熱手段の上流側に冷却機構を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
【請求項４】
陽子または電子を透過できる物質からなる透過膜の一方の側に水素成分を含んだ液体燃料を配置するとともに、他方の側に酸素成分を含んだ酸化剤を配置し、且つ、前記透過膜を加熱手段を設けたことを特徴とする燃料電池において、前記透過膜の加熱手段が、切替え可能なダミー負荷からなることを特徴とする透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
【請求項５】
陽子または電子を透過できる物質からなる透過膜の一方の側に水素成分を含んだ液体燃料を配置するとともに、他方の側に酸素成分を含んだ酸化剤を配置し、且つ、前記透過膜を加熱手段を設けたことを特徴とする燃料電池において、前記透過膜の加熱手段が、前記酸化剤の供給側に前記液体燃料を噴射する噴射機構からなることを特徴とする透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透過膜加熱手段を備えた燃料電池に関するものであり、例えば、パーソナルコンピュータや携帯端末装置で使用される直接酸化型燃料電池における効率を向上するための構成に特徴のある透過膜加熱手段を備えた燃料電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より燃料電池は大型機器を動かすための動力源として研究が重ねられていたが、近年、単独の発電装置としての効率の良さに注目してパーソナルコンピュータの電源として用いることが急速に研究開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この様なパーソナルコンピュータの電源としての燃料電池としては、可動機構部分がなく、小型化及び軽量化が容易な直接酸化型燃料電池（ＤＭＦＣ：Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）が採用されている（特許文献２或いは非特許文献１参照）。
【０００４】
このＤＭＦＣにおいては、燃料としてメタノール水溶液等の液体燃料を用いるものであり、メタノールと酸化剤となる空気中のＯ２  とを反応させてＨ２  ＯとＣＯ２  とを生成する反応を利用するものであるので、ここで、図９を参照して従来のＤＭＦＣを説明する。
【０００５】
図９参照
図９は、従来のＤＭＦＣを用いた燃料電池システムの概念的構成図であり、燃料電池６０は、陽子または電子を透過できる物質、例えば、パーフルオロスルホン酸Ｎａｆｉｏｎ（Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社製商品名）等のプロトン導電性固体高分子膜等の高分子電解質膜６２を燃料電極６３と酸化剤電極６４とにより挟持した電解質板６１と、その片側に設けられたメタノール水溶液等の水素成分を含んだ液体燃料６５、反対側には設けられた空気等の酸素成分を含んだ酸化剤６６を配置する構造を持つ。
【０００６】
この燃料電池６０に対しては、燃料タンク７１及び燃料循環器７２等を備えた燃料供給系７０から液体燃料６５が供給されるとともに、燃料電極６３と酸化剤電極６４との間に発生した起電力は、補助出力調整回路８１を介してパーソナルコンピュータ等の電子機器８０の各構成要素を構成する負荷８２に供給される。
【０００７】
また、パーソナルコンピュータ等の電子機器８０にはバッテリ８３が備えられており、電子機器８０の起動時に電力を供給するとともに、燃料電池６０が通常運転されるようになった場合には、余剰の電力をバッテリ８３に充電するように構成されている。
【０００８】
この燃料電池６０において、陽子または電子を透過できる物質からなる電解質板６１は、液体燃料６５内の水素陽子を透過させて酸化剤６６の中の酸素と結合させ、この時、液体燃料６５内に残された電子を電気として取り出すことにより電池として機能するものである。
【０００９】
即ち、パーフルオロスルホン酸Ｎａｆｉｏｎ（Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社製商品名）等のプロトン導電性固体高分子膜等の電解質板６１の一方に設けた燃料電極６３において燃料電極６３の触媒作用により、下記の反応式（１）に示すように液体燃料６５中でメタノールと水との化学反応により水素イオンが生成される。
ＣＨ３  ＯＨ＋Ｈ２  Ｏ→６Ｈ＋  ＋ＣＯ２  ＋６ｅ−  ・・・（１）
【００１０】
発生した水素イオン（Ｈ＋  ）、即ち、プロトンは電解質板６１を通過して電解質板６１の他方に設けた酸化剤電極６４において酸化剤電極６４の触媒作用により、下記の反応式（２）に示すようにプロトンと空気中のＯ２  との化学反応により水が生成される。
６Ｈ＋  ＋３／２Ｏ２  ＋６ｅ−  →３Ｈ２  Ｏ・・・（２）
【００１１】
上記の反応式（１），（２）を纏めると、
ＣＨ３  ＯＨ＋３／２Ｏ２  →ＣＯ２  ＋２Ｈ２  Ｏ・・・（３）
となり、メタノールと空気中のＯ２  とが反応してＣＯ２  と水とが生成する過程において、燃料電極６３側に発生した電子（６ｅ−  ）が負荷８２となる電子回路を通って酸化剤電極６４側に流れることによって発電が行われるものである。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００３−０８６２０７号公報
【特許文献２】
特開２０００−１０６２０１号公報
【非特許文献１】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｏｓｈｉｂａ．ｃｏ．ｊｐ／ａｂｏｕｔ／ｐｒｅｓｓ／２００３＿０３／ｐｒ＿ｉ０５０１．ｈｔｍ
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
燃料電池は、発電開始前は常温であるため、起動時に効率が悪いという問題があり、起動時でも負荷の最大出力をまかなえるようにするためには大型の電解質板を搭載すれば良いが、そうすると、燃料電池の小型化を阻害する要因となる。
【００１４】
即ち、燃料電池に使用する高分子電解質膜は化学変化によりプロトンを透過させるため、低温環境よりも分子活動が活発になる高温環境の方がより効率が高いという特徴がある。
【００１５】
例えば、一般に高分子電解質膜として使われている上述のＮａｆｉｏｎ（ＤｕＰｏｎｔ社製商品名）の場合、６０℃程度で常温時の１．５倍程度の能力が得られ、したがって、常温である起動時においては効率が悪くなる。
【００１６】
したがって、本発明は、燃料電池の起動時効率を改善することにより、陽子または電子を透過できる物質を適正量搭載することを可能にし、燃料電池の小型化を実現することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理的構成の説明図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号３，４は、各々燃料電極及び酸化剤電極であり、この両電極間に起電力が発生する。
図１参照
上記目的を達成するため、本発明は、陽子または電子を透過できる物質からなる透過膜２の一方の側に水素成分を含んだ液体燃料５を配置するとともに、他方の側に酸素成分を含んだ酸化剤６を配置し、且つ、透過膜２を加熱手段を設けたことを特徴とする燃料電池１において、透過膜２の加熱手段が、液体燃料５の近傍に配置した負荷８内の高発熱部品９の少なくとも一部からなることを特徴とする。
【００１８】
このように、負荷８内の高発熱部品９の発熱を利用して液体燃料５を加熱することによって、間接的に透過膜２を加熱することができ、それによって、透過膜２の効率が向上するので、透過膜２の小型化が可能になる。
【００１９】
また、負荷８内の高発熱部品９は冷却されるので、動作特性が安定化して誤動作を防止することができる。
さらに、透過膜２の温度が上昇することによって、液体燃料５の漏れが少なくなるので、発電ロスとなる所謂クロスオーバー現象を抑制することができる。
【００２０】
この場合、透過膜２の温度或いは負荷８内の高発熱部品９の温度が設定温度以上に上昇した場合、酸化剤６を供給する側から強制送風する強制送風機構を設けることが望ましく、それによって、透過膜２の温度を高効率が得られる温度、或いは、高発熱部品９の温度を誤動作の起こらない温度に設定することができる。
また、酸化剤６の供給量が増大するので、効率がさらに向上する。
【００２１】
或いは、液体燃料５の供給路７における透過膜２の加熱手段の上流側に冷却機構を設けることが望ましく、それによって、透過膜２の温度を高効率が得られる温度範囲に保つことができ、また、液体燃料５の不所望な気化を防止することができる。
【００２２】
この場合、冷却機構としては、ペルチェ効果素子或いは液体燃料５の供給路７に設けたラジエータのいずれかが好適である。
【００２３】
また、透過膜２の加熱手段としては、負荷８内の高発熱部品９の代わりに、切替え可能なダミー負荷８を用いても良いものであり、それにより、起動時の暖気運転を所望の状態で行うことができる。
【００２４】
この場合のダミー負荷８は、液体燃料５の近傍、酸化剤６の供給側の近傍、或いは、透過膜２の内部のいずれかに配置すれば良く、また、ダミー負荷８としては、抵抗素子を用いれば良い。
【００２５】
また、透過膜２の加熱手段としては、酸化剤６の供給側に液体燃料５を噴射する噴射機構を用いても良く、酸化剤６側で液体燃料５が燃焼することによって透過膜２の温度を上昇することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
ここで、図２乃至図４を参照して、本発明の第１の実施の形態の燃料電池システムを説明する、まず、図２及び図３を参照して、燃料電池システムの基本構成を説明する。
図２参照
図２は、ＤＭＦＣをパーソナルコンピュータへ搭載した場合の概念的構成図であり、通常の構成のパーソナルコンピュータ１０の主電源として燃料電池３０と燃料電池制御部２１を設けたものであり、燃料電池３０からの電力は補助出力調整回路２２及び電源供給部２３を介してパーソナルコンピュータ１０の各構成要素に供給される。
【００２７】
この場合、燃料電池３０の負荷となるパーソナルコンピュータ１０の各構成要素の内、負荷１３を構成するＣＰＵ１５及びグラフィクス制御部（ＧＰＵ）１６が主な高発熱部品１４となり、その他では電源部及びＨＤＤが高発熱部品に準ずる。
なお、負荷１３を構成するコントローラ１７及びメモリ１８における発熱量はあまり問題にならない。
【００２８】
また、燃料電池制御部２１においては、電池寿命の判断或いは燃料残量検出（出力低下及び燃料タンクモニタ等）等の電池状態の監視を行う。
また、補助出力調整回路２２は、燃料電池３０からバッテリ２４への充電の制御、即ち、軽負荷時に充電し負荷増大時は充電を停止する等の制御を行うとともに、バッテリ寿命を判断する。
なお、図における符号１１，１２は夫々、表示パネル及びマウス／キーボードである。
【００２９】
図３参照
図３は、ＤＭＦＣをパーソナルコンピュータへ搭載した場合の燃料電池３０の概略的構成図であり、燃料電極３３と酸化剤電極３４とで挟持された高分子電解質膜３２からなる電解質板３１を、燃料電極３３同士及び酸化剤電極３４同士が間隙を介して対向するようにスタックさせ、燃料電極３３同士の間隙に液体燃料３５を供給するとともに、酸化剤電極３４同士の間隙に酸化剤としての空気３６を供給する。
【００３０】
なお、ここでは、高分子電解質膜３２として、例えば、パーフルオロスルホン酸Ｎａｆｉｏｎ（Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社製商品名）を用いる。
また、燃料電池としては、ＣＨ３  ＯＨ：Ｈ２  Ｏ＝１：１〜８：９２程度のメタノール水溶液を用いる。
【００３１】
また、燃料循環器３７には、燃料タンク３８から液体燃料３５が供給されるとともに、ポンプ３９によって熱交換器部４１を設けた供給路４０を介して燃料電池３０に供給され、燃料電池３０の燃料電極３３側において上述の化学反応によって発生したＣＯ２  は排気口４２より排出される。
【００３２】
この場合、供給路４０に設けた熱交換器部４１が、ＣＰＵ１４等の高発熱部品１４と接触するように配置する。
なお、燃料循環器２１においては、液体燃料３５から気化したメタノールガスやＣＯ２  を排気管４３を介して排気する。
【００３３】
また、燃料電池３０にファン４４によって供給されたＯ２  は、酸化剤電極３４側で陽子（Ｈ＋  ）と反応してＨ２  Ｏを生成するが、このＨ２  Ｏも反応熱によって気化されて反応熱とともに排気口４２から排気される。
【００３４】
なお、ポンプ３９及びファン４４は，  パーソナルコンピュータ１０の負荷が高い状態、即ち、燃料電池３０の発電量が多い状態において、高回転動作を行う。
また、負荷が軽い状態、即ち、バッテリ２４のみで駆動可能な状態で且つ充電完了状態ではポンプ３９を停止して液体燃料３５の供給を停止する。
さらに、高発熱部品１４の発熱量が少ない状態ではファン４４の停止と制御を行うものであり、燃料電池制御部２１はそれぞれの状況に応じてリニアに回転制御を行う。
【００３５】
図４参照
図４は、本発明の第１の実施の形態の燃料電池システムの概念的構成図であり、各構成要素は模式的に図示している。
この本発明の第１の実施の形態の燃料電池システムの基本構成は、上述の従来の燃料電池システムと同様であり、高分子電解質膜３２を燃料電極３３と酸化剤電極３４により挟持した電解質板３１を備えた燃料電池３０、供給路４０を介して接続される燃料供給系４５、燃料電池３０からの起電力を負荷１３に供給する補助出力調整回路２２、及び、パーソナルコンピュータの使用状況に応じて充放電を行うバッテリ２４から構成される。
【００３６】
この本発明の第１の実施の形態の燃料電池システムにおいては、供給路４０の一部に形成した熱交換器部４１に接するように高発熱部品１４を配置したものである。
【００３７】
このように、負荷１３内のＣＰＵ１５等の高発熱部品１４の近傍に液体燃料３５を通すことによりに、液体燃料３５は高発熱部品１４の発熱を吸収して昇温し、液体燃料３５と接する高分子電解質膜３２が高効率が得られる温度に上昇するので、燃料電池３０による起動後、すぐに高分子電解質膜３２の温度を上昇させることができる。
一方、高発熱部品１４は逆に液冷による高度な冷却がなされるので、ＣＰＵ１５等の誤動作を抑制することができる。
【００３８】
また、通常、機器の発熱量は消費電力に比例するため、多くの発電が必要になる高負荷時は液体燃料３５及び高分子電解質膜３２なども高温になり高効率になるので、燃料電池３０の効率が改善できるとともに、負荷１３を液冷できることにより熱移送が容易になるなど、装置構成の小型化が可能になる。
【００３９】
また、高分子電解質膜３２が高温になると、液体燃料３５の漏れが少なくなるので、所謂クロスオーバー現象を低減することができ、それによっても、発電効率を高めることができる。
【００４０】
図５参照
図５は、本発明の第２の実施の形態の燃料電池システムの概念的構成図であり、基本的構成は上記の第１の実施の形態と同様であるので、相違点のみ説明する。
この本発明の第２の実施の形態の燃料電池システムにおいては、酸化剤供給側に設けたファン４４の制御を積極的に行うもので、高分子電解質膜３２の温度が高効率が得られる６０℃を越えた場合、或いは、高発熱部品の温度が耐熱規定温度を越える場合、ファン４４を用いて酸化剤供給側から強制送風するものである。
【００４１】
この場合、強制送風時に燃料電池３０が必要とする以上の空気を送風できるように高分子電解質膜３２の近傍に排気口４６を設けている。
また、高分子電解質膜３２の近傍に温度センサ４７を配置し、温度監視回路４８によって高分子電解質膜３２の温度を監視し、ファン４４による送風量をコントロールすることにより過剰冷却にならないようする。
【００４２】
この様な強制送風によって、高分子電解質膜３２及び液体燃料３５を直接冷却することができ、それによって、液体燃料３５と熱交換器部４１で接触する高発熱部品４１も冷却されることになる。
なお、この場合、酸化剤供給側から強制送風することにより、酸素供給量の増加による燃料電池効率改善を合わせて実現することができる。
【００４３】
図６参照
図６は、本発明の第３の実施の形態の燃料電池システムの概念的構成図であり、基本的構成は上記の第１の実施の形態と同様であるので、相違点のみ説明する。
この本発明の第３の実施の形態の燃料電池システムにおいては、液体燃料３５を供給する供給路４０の熱交換器部４１の上流側にペルチェ効果素子からなる冷却機構４９を設けたものであり、高発熱部品１４の近傍に温度センサ４７を設け、温度監視回路４８によって冷却機構４９の動作を制御する。
【００４４】
この場合も、液体燃料３５を直接冷却することによって、液体燃料３５と熱交換器部４１で接触する高発熱部品１４及び高分子電解質膜３２を効果的に所定の温度に制御することができる。
【００４５】
また、メタノール水溶液などの液体燃料３５は高温となると気化してしまう可能性があるが、高発熱部品１４の上流側に冷却機構４９を設けているので、液体燃料３５の気化を効果的に抑制することができる。
【００４６】
図７参照
図７は、本発明の第４の実施の形態の燃料電池システムの概念的構成図であり、各構成要素は模式的に図示している。
この本発明の第４の実施の形態の燃料電池システムの基本構成は、上述の従来の燃料電池システムと同様であり、高分子電解質膜３２を燃料電極３３と酸化剤電極３４により挟持した電解質板３１を備えた燃料電池３０、供給路４０を介して接続される燃料供給系４５、燃料電池３０からの起電力を負荷１３に供給する補助出力調整回路２２、及び、パーソナルコンピュータの使用状況に応じて充放電を行うバッテリ２４から構成される。
【００４７】
この本発明の第４の実施の形態の燃料電池システムにおいては、燃料電池３０内の液体燃料３５中に抵抗素子からなるダミー負荷５０を浸漬し、このダミー負荷５０への通電を暖気制御回路５１によって制御するものである。
【００４８】
即ち、燃料電池３０の起動時において、一時的にダミー負荷５０へ燃料電池３０の出力を接続し、燃料電池３０を暖気運転し、所定の温度に達した場合に、暖気制御回路５１によってダミー負荷５０と燃料電池３０との接続を遮断するものであり、高効率の状態で燃料電池３０からの電力の負荷１３への供給を開始することができる。
【００４９】
図８参照
図８は、本発明の第５の実施の形態の燃料電池システムの概念的構成図であり、各構成要素は模式的に図示している。
この本発明の第５の実施の形態の燃料電池システムの基本構成は、上述の従来の燃料電池システムと同様であり、高分子電解質膜３２を燃料電極３３と酸化剤電極３４により挟持した電解質板３１を備えた燃料電池３０、供給路４０を介して接続される燃料供給系４５、燃料電池３０からの起電力を負荷１３に供給する補助出力調整回路２２、及び、パーソナルコンピュータの使用状況に応じて充放電を行うバッテリ２４から構成される。
【００５０】
この本発明の第５の実施の形態の燃料電池システムにおいては、供給路４０の一部に分岐配管５２を設け、噴霧量制御部５３による制御によって、酸化剤供給部側に噴霧ノズル５４から液体燃料３５を噴霧して、酸化剤電極３４近辺にて急激に化学反応を促進させ、急速に発熱させるものである。
【００５１】
この様に、起動時に液体燃料を瞬間的噴霧させて化学反応によって発熱させることにより、高分子電解質膜３２の温度を急激に所定の温度まで上昇させることができ、それによって、燃料電池３０を高効率の状態で運転することができる。
【００５２】
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は各実施の形態に記載した構成及び条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施の形態においては、液体燃料としてメタノール水溶液を用いているが、メタノール水溶液に限られるものではなく、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、シクロヘキサン等の炭化水素、或いは、水素化ホウ素ナトリウムやテトラヒドロホウ酸ナトリウム（ＮａＢＨ４  ）等のアルカリ溶液を用いても良いものである。
【００５３】
また、上記の各実施の形態においては、酸化剤として空気或いは空気中のＯ２  を用いているが、酸化剤は空気に限られるものではなく、Ｈ２  Ｏ２  （過酸化水素水）を用いても良いものであり、過酸化の分解反応により生成されたＯ２  を利用すれば良い。
【００５４】
また、上記の各実施の形態においては、燃料電池をスタック構造の燃料電池として説明しているが、スタック構造に限られるものではなく、単板構造の燃料電池を用いても良いものである。
【００５５】
また、上記の第３の実施の形態においては、冷却機構をペルチェ効果素子を用いて構成しているが、ペルチェ効果素子に限られるものではなく、熱交換器部４１と同様の構造のラジエータを用いても良いものであり、その場合の温度制御はファンを用いて放熱量を制御すれば良い。
【００５６】
また、上記の第４の実施の形態においては、ダミー負荷を燃料電池内の液体燃料中に浸漬しているが、燃料電池内の酸化剤供給側近傍に配置しても良く、さらには、高分子電解質膜の内部に配置しても良いものである。
【００５７】
また、上記の第４の実施の形態においては、ダミー負荷についてのみ説明しているが、上記の第１乃至第３の実施の形態と同様に高発熱部品１４を供給路４０に設けた熱交換器部４１に接触するようにしても良く、また、上流側に冷却機構４９を設けても良いし、或いは、酸化剤供給側に強制送風用のファン４４を設けても良いものである。
【００５８】
また、上記の第５の実施の形態においては、液体燃料を噴霧しているが、必ずしも厳密な意味で噴霧する必要はなく、液体燃料を酸化剤電極に広い面積で接触するように吐出させても良いものである。
【００５９】
また、上記の第５の実施の形態においては、燃料噴射機構についてのみ説明しているが、この場合も、上記の第１乃至第３の実施の形態と同様に高発熱部品１４を供給路４０に設けた熱交換器部４１に接触するようにしても良く、また、上流側に冷却機構４９を設けても良いし、或いは、酸化剤供給側に強制送風用のファン４４を設けても良いものである。
【００６０】
また、上記の各実施の形態においては、電解質膜をプロトン（Ｈ＋  ）を透過することのできる膜として説明しているが、電子を透過することのできる膜で構成しても良いものである。
【００６１】
また、上記の各実施の形態においては、燃料電池を搭載する電子機器をパーソナルコンピュータとしているが、パーソナルコンピュータに限られるものではなく、携帯電話等の他の携帯情報処理機器でも良く、さらには、動物型ロボット或いは玩具等の電源として用いても良いものであり、いずれにしても、スタンバイ状態が多い電子機器の電源として好適である。
【００６２】
ここで、再び図１を参照して、改めて本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図１参照
（付記１）  陽子または電子を透過できる物質からなる透過膜２の一方の側に水素成分を含んだ液体燃料５を配置するとともに、他方の側に酸素成分を含んだ酸化剤６を配置し、且つ、前記透過膜２を加熱手段を設けたことを特徴とする燃料電池１において、前記透過膜２の加熱手段が、前記液体燃料５の近傍に配置した負荷８内の高発熱部品９の少なくとも一部からなることを特徴とする透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
（付記２）  上記透過膜２の温度或いは上記負荷８内の高発熱部品９の温度が設定温度以上に上昇した場合、上記酸化剤６を供給する側から強制送風する強制送風機構を設けたことを特徴とする付記１記載の透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
（付記３）  上記液体燃料５の供給路７における透過膜２の加熱手段の上流側に冷却機構を設けたことを特徴とする付記１または２に記載の透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
（付記４）  陽子または電子を透過できる物質からなる透過膜２の一方の側に水素成分を含んだ液体燃料５を配置するとともに、他方の側に酸素成分を含んだ酸化剤６を配置し、且つ、前記透過膜２を加熱手段を設けたことを特徴とする燃料電池１において、前記透過膜２の加熱手段が、切替え可能なダミー負荷８からなることを特徴とする透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
（付記５）  上記ダミー負荷８を、上記液体燃料５の近傍、上記酸化剤６の供給側の近傍、或いは、上記透過膜２の内部のいずれかに配置することを特徴とする付記４記載の透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
（付記６）  上記ダミー負荷８が、抵抗素子からなることを特徴とする付記４または５に記載の透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
（付記７）  陽子または電子を透過できる物質からなる透過膜２の一方の側に水素成分を含んだ液体燃料５を配置するとともに、他方の側に酸素成分を含んだ酸化剤６を配置し、且つ、前記透過膜２を加熱手段を設けたことを特徴とする燃料電池１において、前記透過膜２の加熱手段が、前記酸化剤６の供給側に前記液体燃料５を噴射する噴射機構からなることを特徴とする透過膜加熱手段を備えた燃料電池。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、燃料電池の起動時に電解質膜の効率が高くなる温度まで急速に上昇することができるので、燃料電池を大型化することなく充分な電力を供給することができ、ひいては、パーソナルコンピュータ等の装置の全体構成の小型化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】ＤＭＦＣをパーソナルコンピュータへ搭載した場合の概念的構成図である。
【図３】ＤＭＦＣをパーソナルコンピュータへ搭載した場合の燃料電池の概略的構成図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の燃料電池システムの概念的構成図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の燃料電池システムの概念的構成図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の燃料電池システムの概念的構成図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の燃料電池システムの概念的構成図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態の燃料電池システムの概念的構成図である。
【図９】従来のＤＭＦＣを用いた燃料電池システムの概念的構成図である。
【符号の説明】
１  燃料電池
２  透過膜
３  燃料電極
４  酸化剤電極
５  液体燃料
６  酸化剤
７  供給路
８  負荷
９  高発熱部品
１０  パーソナルコンピュータ
１１  表示パネル
１２  マウス／キーボード
１３  負荷
１４  高発熱部品
１５  ＣＰＵ
１６  グラフィクス制御部
１７  コントローラ
１８  メモリ
２１  燃料電池制御部
２２  補助出力調整回路
２３  電源供給部
２４  バッテリ
３０  燃料電池
３１  電解質板
３２  高分子電解質膜
３３  燃料電極
３４  酸化剤電極
３５  液体燃料
３６  空気
３７  燃料循環器
３８  燃料タンク
３９  ポンプ
４０  供給路
４１  熱交換器部
４２  排気口
４３  排気管
４４  ファン
４５  燃料供給系
４６  排気口
４７  温度センサ
４８  温度監視回路
４９  冷却機構
５０  ダミー負荷
５１  暖気制御回路
５２  分岐配管
５３  噴霧量制御部
５４  噴霧ノズル
６０  燃料電池
６１  電解質板
６２  高分子電解質膜
６３  燃料電極
６４  酸化剤電極
６５  液体燃料
６６  酸化剤
７０  燃料供給系
７１  燃料タンク
７２  燃料循環器
８０  電子機器
８１  補助出力調整回路
８２  負荷
８３  バッテリ
【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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【図８】
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【図９】
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