(57)【要約】【課題】液体燃料電池に対して液体燃料を供給する時に供給する場所を供給するごとに変えることができるようにする。【解決手段】液体燃料電池の燃料容器の一部を、弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を有する材料で形成するとともに表面に螺旋状溝を有する液体燃料供給部で構成し、上記燃料容器に、大径の歯車と、単方向回転制御パーツを備え上記大径の歯車に噛合する小径の歯車と、上記小径の歯車と一体化した案内口移動棒と、一端が燃料容器に設けられた固定軸と連結し他端が前記単方向回転制御パーツと連結する引導枠と、液体燃料供給機器の針状供給口の案内口を設けかつ上記引導枠に架設されたガイド板とで構成した液体燃料供給装置を付設し、上記ガイド板の径方向への移動に伴って上記針状供給口の案内口を液体燃料供給部の螺旋状溝にそって移動させ、上記針状供給口を上記螺旋状溝に突き刺して燃料容器に液体燃料を供給する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を還元する正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に電解質を有する液体燃料電池であって、該液体燃料電池に対して液体燃料を供給する時に供給する場所を供給するごとに変えることができるようにしたことを特徴とする液体燃料電池。
【請求項２】
酸素を還元する正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に電解質を有する液体燃料電池であって、
上記液体燃料電池の液体燃料容器の一部は、弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を有する材料で形成されるとともに表面に螺旋状溝を有する液体燃料供給部で構成され、上記液体燃料容器には液体燃料供給部に液体燃料を供給するための液体燃料供給装置が付設され、
上記液体燃料供給装置は、液体燃料容器に設けられた大径の歯車と、単方向回転制御パーツを備え上記大径の歯車に噛合する小径の歯車と、上記小径の歯車と一体化した案内口移動棒と、一端が液体燃料容器の径方向中心部に設けられた固定軸と連結し他端が前記単方向回転制御パーツと連結する引導枠と、液体供給機器の針状供給口の案内口を設けたガイド板とを有し、
上記ガイド板は、引導枠に架設され液体燃料容器の径方向に移動可能であって、液体燃料供給機器の針状供給口の案内口を液体燃料供給部の螺旋状溝にそってその内周側または外周側のいずれか一方向に移動させることができ、上記液体燃料供給機器の針状供給口を液体燃料供給部の螺旋状溝に突き刺して液体燃料容器に液体燃料を供給することにより、液体燃料電池に対して液体燃料を供給する時に供給する場所を供給するごとに変えることができるようにしたことを特徴とする液体燃料電池。
【請求項３】
液体燃料がＮａＢＨ4 などの金属水素化物をアルカリ電解液に溶解したアルカリ燃料である場合に、前記の弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を有する材料が、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、エピクロルヒドリンゴム、チオコール、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴムおよびフッ素ゴムよりなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項２記載の液体燃料電池。
【請求項４】
液体燃料がＮａＢＨ4 などの金属水素化物をアルカリ電解液に溶解したアルカリ燃料である場合に、前記の弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を有する材料が、弾性がある材料の表面に天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、エピクロルヒドリンゴム、チオコール、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴムおよびフッ素ゴムよりなる群から選ばれる少なくとも１種をコーティングしたものであることを特徴とする請求項２記載の液体燃料電池。
【請求項５】
液体燃料がメチルアルコールなどの有機溶剤である場合に、前記の弾性があり少なくとも表面に耐食性を有する材料が、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムおよびフッ素ゴムよりなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項２記載の液体燃料電池。
【請求項６】
液体燃料がメチルアルコールなどの有機溶剤である場合に、前記の弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を有する材料が、弾性がある材料の表面に天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムおよびフッ素ゴムよりなる群から選ばれる少なくとも１種をコーティングしたものであることを特徴とする請求項２記載の液体燃料電池。
【請求項７】
液体燃料容器の液体燃料供給部が、２層以上の弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体燃料電池。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の液体燃料電池に、液体燃料を供給する時に供給する場所を供給するごとに変えることを特徴とする液体燃料電池への液体燃料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体燃料を用いた液体燃料電池および該液体燃料電池への液体燃料の供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコン、携帯電話などのコードレス機器の普及に伴い、その電源である二次電池はますます小型化、高容量化が要望されている。現在、エネルギー密度が高く、小型軽量化が図られる二次電池としてリチウムイオン二次電池が実用化されており、ポータブル電源として需要が増大している。しかし、使用されるコードレス機器の種類によっては、上記リチウムイオン二次電池は未だ充分な連続使用時間を保証する程度までには至っていない。
【０００３】
このような状況の中で、上記要望に応え得る電池の一例として、空気電池（アルカリ燃料電池）、燃料電池（有機溶剤燃料電池）などが考えられる。空気電池は、空気中の酸素を正極の活物質として利用する電池であり、電池内容積の大半を負極の充填に費やすことが可能であることから、エネルギー密度を増加させるためには好適な電池であると考えられる。しかしながら、この空気電池には、電解液として使用するアルカリ溶液が空気中の二酸化炭素と反応して劣化してしまうため、サイクル寿命が短いという問題があった。
【０００４】
一方、燃料電池については、用いる燃料に関していくつかの候補が上げられているが、それぞれ種々の問題を有している。例えば、純水素の場合、インフラの整備に時間と膨大な資金が要る。また、一般的には、水素は取り扱いが非常に危険であると考えられる。ガソリンの場合、ガソリンを改質して水素を取り出すには改質装置や効率面での問題がある。メタノールの場合には、改質メタノールを使用する時は、ガソリンと同じような問題が生じる。しかし、改質が必要としないダイレクトメタノール型燃料電池は、近い将来商品化できる有機溶剤燃料電池の最有力候補となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
燃料源としてＮａＢＨ4 、ＫＢＨ4 、ＫＨ、ＮａＨなどの金属水素化物を用い、その燃料源としての金属水素化物をアルカリ電解液に溶解したアルカリ燃料を用い、水素吸蔵合金を負極に用いたアルカリ燃料電池は、負極に燃料が供給されて反応し、正極では酸素が反応する。従って、燃料および酸素の供給さえ順調に行えれば連続的に使用することができる。しかしながら、上記アルカリ燃料電池は、アルカリ電解液を使用するので、液漏れがしやすくなり、燃料の供給時の安全性に問題があった。
【０００６】
そのため、アルカリ燃料電池に液体燃料を供給する時に供給する場所を供給するごとに変えるという供給方法でアルカリ燃料電池の安全化を図ることを試みたが、アルカリ電解液の漏れを充分に解消することができなかった。
【０００７】また、アルカリ燃料電池と同様に液体燃料電池に属する有機溶剤燃料電池についても、上記アルカリ燃料電池で解決した方法はそのまま適用することができると考えられる。
【０００８】
従って、本発明は、前記アルカリ燃料電池および有機溶剤燃料電池を含めた液体燃料電池における問題点を解決し、安全な液体燃料電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、酸素を還元する正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に電解質を有する液体燃料電池において、該液体燃料電池に液体燃料を供給する時に供給する位置を供給するごとに変えることができるようにすることによって、前記課題を解決したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の液体燃料電池を図１および図２を用いて具体的に説明すると、図１および図２に示すように、本発明の液体燃料電池の液体燃料容器１の一部は、弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を有する材料で形成されるとともに表面に螺旋状溝２ａを有する液体燃料供給部２で構成され、上記液体燃料容器１には液体燃料供給部２に液体燃料を供給するための液体燃料供給装置１０が付設され、上記液体燃料供給装置１０は、液体燃料容器１に設けられた大径の歯車１１と、逆回転を防止する単方向回転制御パーツ１３を備え上記大径の歯車に噛合する小径の歯車１２と、上記小径の歯車１２と一体化した案内口移動棒１４と、一端が液体燃料容器１の径方向中心部に設けられた固定軸３と連結し他端が前記単方向回転制御パーツ１３と連結する引導枠１５と、液体燃料供給機器の針状供給口の案内口１６ａを設けたガイド板１６とを有し、上記ガイド板１６は、引導枠１５に架設され液体燃料容器１の径方向に移動可能であって、液体燃料供給機器の針状供給口の案内口を液体燃料供給部２の螺旋状溝２ａにそってその内周側または外周側のいずれか一方向に移動させることができ、上記液体燃料供給機器の針状供給口を液体燃料供給部２の螺旋状溝２ａに突き刺して液体燃料容器１に液体燃料を供給することにより、液体燃料電池に対して液体燃料を供給する時に供給する場所を供給するごとに変えることができるようにしたものである。
【００１１】
すなわち、本発明の液体燃料電池では、液体燃料供給機器の針状供給口をガイド板１６に設けられた案内口１６ａに挿入し、案内口移動棒１４を円周方向に移動させると、それに伴って、引導枠１５の一方の端部と連結する小径の歯車１２と液体燃料容器１に設けられた大径の歯車１１との作用によって、液体燃料供給機器の針状供給口の案内口１６ａが液体燃料供給部２の螺旋状溝２ａにそって移動する。そして、その案内口１６ａの移動に伴って液体燃料供給機器の針状供給口も移動するので、図４に示すように、その針状供給口４を螺旋状溝２ａに突き刺して液体燃料を供給すれば、液体燃料を供給するごとに供給する場所を変えることができる。そして、液体燃料を供給後、図５に示すように、針状供給口４を液体燃料供給部２の螺旋状溝２ａから引き抜くと、液体燃料供給部２はその螺旋状溝２ａも含んで弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を持つ材料で形成されているため、その反発弾性による復元力によって針状供給口４の突き刺しにより生じた孔を密閉するので、液漏れが生じない。従って、液体燃料の供給が安全に行われ、アルカリ電解液も含め、液漏れが生じない。
【００１２】
図３は液体燃料供給機器の針状供給口４を液体燃料供給部２の螺旋状溝２ａに突き刺す前の状態を示しているが、図５に示す状態、すなわち、液体燃料供給機器の針状供給口４を液体燃料供給部２の螺旋状溝２ａに突き刺して液体燃料を液体燃料容器１に供給した後、液体燃料供給機器の針状供給口４を液体燃料供給部２の螺旋状溝２ａから引き抜いた状態は、上記液体燃料供給機器の針状供給口４を液体燃料供給部２の螺旋状溝２ａに突き刺す前の状態を示す図３と実質的に変わらず、液体燃料供給機器の針状供給口４の突き刺しにより生じた孔が液体燃料供給部２の形成材料の反撥弾性による復元力により塞がれて密閉されることが示されている。また、液体燃料供給機器の針状供給口４の突き刺しは、１箇所に対して１回行うきりなので、液体燃料を供給する時に供給する場所を供給するごとに変えることができるとともに、液体燃料供給部２を形成している材料の反撥弾性による復元力が低下することもなく、高い密閉性が保たれ、液漏れが生じない。
【００１３】
上記液体燃料供給部を形成するための弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を持つ材料としては、液体燃料がＮａＢＨ4 などの金属水素化物をアルカリ電解液に溶解したアルカリ燃料である場合、例えば、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、エピクロルヒドリンゴム、チオコール、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴムおよびフッ素ゴムなどが、それぞれ単独でまたは２種以上の混合物として用いることができ、また、上記弾性があり少なくとも表面に耐食性を有する材料は、弾性がある材料の表面に天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、エピクロルヒドリンゴム、チオコール、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどをコーティングしたものであってもよい。
【００１４】
また、液体燃料がメチルアルコールなどの有機溶剤である場合、前記の弾性があり少なくとも表面に耐食性を有する材料としては、例えば、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが、それぞれ単独または２種以上の混合物として用いることができ、また、上記弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を有する材料は、弾性がある材料の表面に天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどをコーティングしたものであってもよい。
【００１５】
そして、図１〜２に示すものでは、上記液体燃料供給部２を液体燃料容器１の上面に設けているが、それに限られることなく、上記液体燃料供給部２を液体燃料容器１の側面などに設けてもよい。また、上記液体燃料供給部２を材質が異なる２種以上の弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を有する材料で２層以上に形成してもよい。そして、この液体燃料供給部２の厚さは通常１〜５ｍｍ程度が好ましく、螺旋状溝２ａの深さは、上記液体燃料供給部の厚さによって変わってくるが、通常０．５〜４ｍｍ程度が好ましい。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液体燃料電池では、液体燃料を供給する時に供給する場所を供給するごとに変えることができる。すなわち、本発明の液体燃料電池では、液体燃料容器の一部が、弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を持つ材料で形成されるとともに表面に螺旋状溝を有する液体燃料供給部で構成され、液体燃料を液体燃料容器に供給する時に液体燃料供給機器の針状供給口を液体燃料供給部の螺旋状溝にそって新たな液体燃料供給位置までに引導し、そこで、上記針状供給口が前記弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を持つ材料で形成された液体燃料供給部の螺旋状溝部分を突き刺して液体燃料の供給を行い、その後、液体燃料供給用の針状供給口を液体燃料供給部から引き抜くと、液体燃料供給部は前記弾性がありかつ少なくとも表面に耐食性を持つ材料で形成されているので、針状供給口の突き刺しにより生じた孔は前記材料の反撥弾性に基づく復元力により塞がれる。しかも、針状供給口を液体燃料供給部の同一箇所には一回のみ、突き刺すだけであるから、上記材料の反撥弾性に基づく復元力により針状供給口の突き刺し−引き抜きによって生じた孔が塞がれ、液体燃料容器の密閉性が保たれるので、液漏れが生じず、安全な液体燃料電池とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体燃料電池の要部を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の液体燃料電池の要部を模式的に示す正面図である。
【図３】液体燃料供給機器の針状供給口を液体燃料供給部の突き刺す前の状態を拡大して模式的に示す図である。
【図４】液体燃料供給機器の針状供給口を液体燃料供給部に突き刺した時の液体燃料供給機器の針状供給口と液体燃料供給部との接触状態を拡大して模式的に示す図である。
【図５】液体燃料供給部に突き刺していた液体燃料供給機器の針状供給口を液体燃料供給部から引き抜いた後の状態を拡大して模式的に示す図である。
【符号の説明】
１      液体燃料容器
２      液体燃料供給部
２ａ    螺旋状溝
３      固定軸
４      液体燃料供給機器の針状供給口
１０    液体燃料供給装置
１１    大径の歯車
１２    小径の歯車
１３    単方向回転制御パーツ
１４    案内口移動棒
１５    引導枠
１６    ガイド板
１６ａ  案内口
【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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