(57)【要約】      （修正有）【課題】ノートパソコン、携帯電話等の携帯機器に搭載する小型燃料電池に水素を供給する方法、その装置及び携帯機器搭載用燃料電池に於いて、常温で高純度の水素を発生する事のできる携帯機器搭載用燃料電池を提供する。【解決手段】金属粒子と酸、アルカリとの反応によって、水素ガスを発生させ簡単に高純度水素を得て上記の問題を解決した。更に、金属微粒子を用いること、２種以上の金属粒子を組み合せて局部電池を形成させること、水素吸蔵合金または２次電池との組み合せて水素発生速度と電力負荷変動とのギャップを緩衝すること、によって、小型、安価、負荷変動急速対応可な携帯機器搭載用燃料電池が得られるという特徴を実現した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素よりイオン化傾向が大きくかつ平均粒子径５ｍｍ以下の金属粒子と水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液とを反応させて水素を発生させることを特徴とする小型燃料電池への水素供給方法。
【請求項２】
前記金属が、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、ＮｉおよびＳｎからなる群より選ばれる１種または２種以上の金属であることを特徴とする請求項１に記載された水素供給方法。
【請求項３】
前記金属が、Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、ＰｔおよびＡｕからなる群より選ばれる１種または２種以上の金属とＭｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、ＮｉおよびＳｎからなる群より選ばれる１種または２種以上の金属を組み合わせた金属であることを特徴とする請求項１に記載された水素供給方法。
【請求項４】
２種以上の金属を使用する場合に、イオン化傾向の小さな方の金属は、金属塩水溶液として使用することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の水素供給方法。
【請求項５】
２種以上の金属を使用する場合に、合金化して使用することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の水素供給方法。
【請求項６】
前記酸性水溶液の酸成分が、塩酸、硫酸、蟻酸、酢酸、蓚酸、酒石酸または炭酸であることを特徴とする請求項１に記載された水素供給方法。
【請求項７】
前記アルカリ性水溶液のアルカリ成分が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムであることを特徴とする請求項１に記載された水素供給方法。
【請求項８】
水素よりイオン化傾向が大きくかつ平均粒子径３ｍｍ以下の金属粒子を封入した容器と、水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液の液体を封入した容器からなる水素供給装置であって、携帯機器搭載用燃料電池に装着した時に該金属粒子と該液体を接触させる接触手段を設けたことを特徴とする小型燃料電池用の水素供給装置。
【請求項９】
前記金属粒子がスラリー状であることを特徴とする請求項８に記載された水素供給装置。
【請求項１０】
水素よりイオン化傾向が大きくかつ平均粒子径３ｍｍ以下の金属粒子を封入した容器と、水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液の液体を封入した容器からなる水素供給装置であって、携帯機器搭載用燃料電池に装着した時に該金属粒子と該液体を接触させる接触手段を設けた水素供給装置と、該水素供給装置から供給された水素と酸素を反応させて電気を発生する燃料電池発電部からなることを特徴とする携帯機器搭載用燃料電池。
【請求項１１】
発生水素圧力を利用して、液体の供給量を制御することを特徴とする請求項１０に記載された携帯機器搭載用燃料電池。
【請求項１２】
さらに水素吸蔵合金を充填した容器を燃料電池発電部に接続したことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載した携帯機器搭載用燃料電池。
【請求項１３】
さらに燃料電池発電部から発生する電気を充電する２次電池を設けたことを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のいずれか１項に記載された携帯機器搭載用燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノートパソコン、携帯電話等の携帯機器に搭載する小型燃料電池に水素を供給する方法、その装置および携帯機器搭載用燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の２次電池では発電容量が小さく、連続使用時間が短く、また、充電時間が長いという欠点があった。
【０００３】
近年、ニッケル水素電池より性能の向上したリチウムイオン電池を搭載する機器が増えて来ているが、ノートパソコンの性能も向上しより多くの電力を必要とするようになり、フル充電でも連続使用可能時間は２時間程度である。充電には数時間を要するばかりでなく、外出、出張中の移動中には充電することは不可能である。
【０００４】
これを改善するために小型の燃料電池を搭載して、連続使用時間を5時間程度に長くして、しかも燃料が無くなった場合には、燃料が封入された容器ごと交換するだけで燃料を補充することができ、直ちに発電反応を再開して、実質的な充電時間を不要にする開発が続けられている。
【０００５】
燃料電池に用いる水素を効率的に発生させる技術が特許文献１に開示されている。
【０００６】
特許文献１には、少なくとも一部が水素よりイオン化傾向の大きな金属を酸性水溶液に浸漬し、液を循環させて金属表面に発生した水素気泡を強制的に剥ぎ取ることにより、水素の発生効率の低下を抑制させた水素発生装置が開示されているが、装置が大きくなる問題があり、携帯機器搭載可能な小型燃料電池には不適格であった。
【特許文献１】特開２００３−２０２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の燃料電池の水素発生方法としては、メタノールを直接発電反応させる（DMFC）方法と炭化水素やメタノール等を水蒸気改質して得られる水素含有ガスを燃料電池に供給して発電する方法がある。
【０００８】
DMFCではメタノールのクロスオーバーにより、起電力が低くなること、メタノール利用率が低くなる問題がある。更に、低温でメタノールを直接反応させるために電極触媒にPtを使用する量が多くなり、高価になるという問題がある。
【０００９】
炭化水素やメタノール等を改質して水素含有ガスを燃料電池に供給する場合は、反応開始温度が２００℃程度必要になることや、改質ガス中のCO被毒対策が必要になるという問題がある。すなわち、炭化水素、メタノール等の水蒸気改質反応により水素含有ガスを得る場合は、CO２、CO、CH４等が共存し、H２濃度は７５％程度にしかならない。COは燃料電池の発電反応を促進する電極触媒に対して悪影響を及ぼすのでCO低減処理が必要になる。
【００１０】
従って、携帯機器に用いることが出来る小型の燃料電池用の水素発生方法が求められてきた。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、常温で高純度の水素を発生することのできる携帯機器搭載可能な小型の燃料電池のための水素供給方法、その装置および携帯機器搭載用燃料電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、水素よりイオン化傾向が大きくかつ平均粒子径５ｍｍ以下の金属粒子と水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液とを反応させて水素を発生させることを特徴とする小型燃料電池への水素供給方法とした。
【００１３】
また、請求項２では、前記金属が、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、ＮｉおよびＳｎからなる群より選ばれる１種または２種以上の金属であることを特徴とする請求項１に記載された水素供給方法とした。
【００１４】
また、請求項３では、前記金属が、Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、ＰｔおよびＡｕからなる群より選ばれる１種または２種以上の金属とＭｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、ＮｉおよびＳｎからなる群より選ばれる１種または２種以上の金属を組み合わせた金属であることを特徴とする請求項１に記載された水素供給方法とした。
【００１５】
また、請求項４では、２種以上の金属を使用する場合に、イオン化傾向の小さな方の金属は、金属塩水溶液として使用することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の水素供給方法とした。
【００１６】
また、請求項５では、２種以上の金属を使用する場合に、合金化して使用することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の水素供給方法とした。
【００１７】
また、請求項６では、前記酸性水溶液の酸成分が、塩酸、硫酸、蟻酸、酢酸、蓚酸、酒石酸または炭酸であることを特徴とする請求項１に記載された水素供給方法とした。
【００１８】
また、請求項７では前記アルカリ性水溶液のアルカリ成分が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムであることを特徴とする請求項１に記載された水素供給方法とした。
【００１９】
また、請求項８では、水素よりイオン化傾向が大きくかつ平均粒子径３ｍｍ以下の金属粒子を封入した容器と、水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液の液体を封入した容器からなる水素供給装置であって、携帯機器搭載用燃料電池に装着した時に該金属粒子と該液体を接触させる接触手段を設けたことを特徴とする小型燃料電池用の水素供給装置とした。
【００２０】
また、請求項９では、前記金属粒子がスラリー状であることを特徴とする請求項８に記載された水素供給装置を示した。
【００２１】
また、請求項１１では、水素よりイオン化傾向が大きくかつ平均粒子径３ｍｍ以下の金属粒子を封入した容器と、水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液の液体を封入した容器からなる水素供給装置であって、携帯機器搭載用燃料電池に装着した時に該金属粒子と該液体を接触させる接触手段を設けた水素供給装置と、該水素供給装置から供給された水素と酸素を反応させて電気を発生する燃料電池発電部からなることを特徴とする携帯機器搭載用燃料電池を示した。
【００２２】
また、請求項１０では、発生水素圧力を利用して、液体の供給量を制御することを特徴とする請求項１１に記載された携帯機器搭載用燃料電池とした。
【００２３】
また、請求項１２では、さらに水素吸蔵合金を充填した容器を燃料電池に接続したことを特徴とする請求項１１に記載した携帯機器搭載用燃料電池を示した。
また、請求項１３では、さらに燃料電池から発生する電気を充電する２次電池を設けたことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載された携帯機器搭載用燃料電池を示した。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、燃料電池に水素を供給することで発電出来る。そのため、水素発生原料がなくなったら、原料を補充するだけで、直ちに発電出来るので、連続運転時間が長く且つ、充電時間が不要になるものである。
【００２５】
本発明の水素供給方法または水素供給装置は、金属と水、酸、アルカリとの反応で、ほぼ１００％の水素が発生し、共存物はその温度における水蒸気のみであるので、高純度水素を簡単な装置で発生することができるので、携帯機器搭載用燃料電池の水素供給方法または水素供給装置として最適である。
【００２６】
本発明の方法および装置によれば、酸化炭素（ＣＯ、ＣＯ２）を含まない高純度水素を常温で発生させることができ、しかも電力の負荷変動に対して柔軟に対応できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２８】
本発明の携帯機器とは、電気により作動する携帯電気機器であり、たとえばノートパソコン、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯可能な電子機器を挙げることができる。
【００２９】
本発明は、水素よりイオン化傾向が大きくかつ平均粒子径５ｍｍ以下の金属粒子と水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液とを反応させて水素を発生させることを特徴とする水素発生方法に関するものである。
【００３０】
本発明で用いる金属は、接触面積を広くし、効率的に水素を生成するために、平均粒子径が５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１ｍｍ以下の粒子状とする。平均粒子径が５ｍｍを超えると、金属粒子の表面積が小さくなり反応液との接触面積が減少して水素発生速度が低下してしまうので好ましくない。
【００３１】
金属粒子を製造する方法としては、特に限定されないが、ハンマーミルやボールミル等の粉砕機により粉砕する方法や、溶融した金属をスプレーノズルから噴霧する噴霧法が挙げられる。
【００３２】
金属粒子の表面が酸化されると、水等の液体と接触させても水素ガスの生成速度が低下するため、金属粒子の表面は酸化されていないことが重要である。
【００３３】
ところが、金属を空気中で粉砕すると、粒径が小さくなるほど、表面積が増大し、酸化されやすくなり、場合によっては発火し、極めて危険である。
【００３４】
本発明において、金属を粉砕して金属粒子を製造するためには、アルゴンやヘリウム等のイナートガス雰囲気下で酸素が存在しない状態で行えばよい。金属粒子が酸化されるのを防止するには、粉砕工程のみならず、金属粒子を容器へ充填する工程やその他の工程もイナートガス雰囲気下で行うことが好ましく、金属粒子を充填する容器にもイナートガスを封入することが好ましい。
【００３５】
なお、全行程をイナートガス雰囲気下で処理するのが困難な場合は、イナートガス雰囲気下で金属を粉砕した後金属粒子表面を安定化処理し、その後の工程において空気中で取り扱っても酸化の進行が抑えられるようにしてもよい。安定化処理法としては、例えば金属粒子の表面に薄い酸化皮膜を形成させる方法がある。金属粒子の表面に薄い酸化皮膜を形成するには、イナートガス雰囲気中で金属を粉砕して金属粒子を製造し、金属粒子の温度が８０℃を超えないように酸素濃度を押さえたガスを供給して、酸素の吸収がなくなったら酸素濃度を上げ、最終的に酸素濃度を２０％にしても温度上昇のないことを確認して安定化を終了すればよい。このような安定化処理により、金属粒子の表面に薄い酸化皮膜が形成され、後の工程を空気中で行っても、酸化が進行せず、発熱、発火を抑えて処理することができる。
【００３６】
酸化皮膜により表面を安定化処理した金属粒子は液体、特に単独の水との反応性が低くなってしまうので、水素を発生させるために、表面の酸化皮膜の全部または一部を除去する必要がある。酸化皮膜を除去する方法としては、安定化処理された金属粒子を容器に封入する前に、金属粒子を酸洗いして表面に形成された酸化皮膜を溶解して除去すればよく、乾燥後イナートガスとともに金属粒子を容器に封入すればよい。
【００３７】
または、容器内に金属粒子と酸またはアルカリを入れた封入した袋を封入し、隔壁を破る際に酸またはアルカリを排出させ、金属粒子の酸化皮膜を溶解して反応性を回復する方法もある。
【００３８】
金属粒子と反応液を接触させてH２が発生するが、この時、H２に反応液が同伴されてしまうと燃料電池部に悪影響を与える恐れがあるので、液体の同伴は阻止しH２と水蒸気のみを透過させる撥水性膜を介して水素を供給することが必要である。このような撥水性膜としては、連続多孔質構造のポリテトラフルオロエチレン（PTFE）膜を挙げることができる。このような撥水性膜で液体の透過を阻止し、水蒸気と水素ガスの透過を可能にすることにより、H２に反応液が同伴することを防ぐことができる。連続多孔質構造のPTFE膜以外にも、親水性の織布、不織布、紙等をシリコーンやPTFEで撥水処理をしたものでもよい。本発明で用いる金属は、Ｈよりイオン化傾向が大きいことが必要である。
【００３９】
このような金属としては、例えばＭｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、ＮｉおよびＳｎからなる群より選ばれる１種または２種以上の金属をあげることが出来る。
【００４０】
あるいは、Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、ＰｔおよびＡｕからなる群より選ばれる１種または２種以上の金属とＭｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、ＮｉおよびＳｎからなる群より選ばれる１種または２種以上の金属を組み合わせてもよい。
【００４１】
２種以上の金属を組み合わせることにより、局部電池を形成し、より効率的に水素発生反応を起こすという効果が得られる。
【００４２】
２種以上の金属を組み合わせる場合は、イオン化傾向の小さな方の金属は、金属塩水溶液として使用することにより、イオン化傾向の大きな金属がイオン化して、イオン化傾向の小さな金属イオンがイオン化傾向の大きな金属表面に金属として析出する事により、局部電池を形成するようにした。このことにより、より良く水素発生反応を起すという効果が得られる。
【００４３】
また、２種以上の金属を組み合わせる場合において、合金化してもよい。スポンジメタル触媒のように2種金属で合金を作り、（例えば、Al-Ni合金）これを酸／アルカリで表面の酸化皮膜を取り除くと、局部電池が形成されて、イオン化傾向の大きい金属の溶解が容易に進み、より良く水素発生反応を起し常温で純度の高い水素ガスを載燃料電池発電部に供給する方法とした。
【００４４】
本発明においておいて金属粒子と反応させるのは、水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液の液体である。水素よりイオン化傾向が大きな金属粒子と液体を接触させることにより、酸化炭素（CO2、CO）を含まない純度の高い水素を発生させることができ、発生した水素を燃料電池発電部へ供給して発電させるものである。
【００４５】
酸性水溶液の酸成分としては、例えば塩酸、硫酸、蟻酸、酢酸、蓚酸、酒石酸または炭酸を挙げることができる。
【００４６】
アルカリ性水溶液のアルカリ成分としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムを挙げることができる。
【００４７】
酸化されていない金属粒子であれば、水と接触させるだけで充分な水素が発生するが、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液を用いることにより、金属粒子表面に形成される酸化被膜を溶解して水と金属との接触効率を高めるという効果が得られる。金属種、粒径、酸種、アルカリ種によって反応速度が異なり、水素発生速度が異なる。好ましい水素発生速度は、電力を消費する機器と２次電池／キャパシター等の全体のシステムで決まるので、一義的に酸、アルカリの濃度範囲を決めることはできない。
【００４８】
本発明の水素供給装置は、水素よりイオン化傾向が大きくかつ平均粒子径３ｍｍ以下の金属粒子を封入した容器と、水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液の液体を封入した容器からなる水素供給装置であって、携帯機器搭載用燃料電池に装着した時に該金属粒子と該液体を接触させる接触手段を設けたことを特徴とするものである。
【００４９】
水素供給装置を携帯機器搭載用燃料電池に装着した時に金属粒子と液体を接触させる接触手段としては以下の手段が挙げられる。
【００５０】
例えば、液体を封入した容器と金属粒子を封入した容器の間に液体供給経路を設け、この液体供給経路にバルブ等の経路開閉手段を設け、使用前には経路を閉じ、携帯機器搭載燃料電池に装填して使用する場合は、自動的にもしくは手動で経路開閉手段により経路を開け、液体が液体供給経路を介して金属粒子と接触する様にし、水素を発生させる方法が挙げられる。
【００５１】
また、例えば、隔壁で仕切られた２室構造の容器の一室に金属粒子を封入し、他室に液体を封入し、携帯機器搭載用燃料電池に装填した時に隔壁が破れたり、隔壁に設けたシャッターが開いて、液体と金属粒子を接触させ、水素を発生させる方法が挙げられる。
【００５２】
なお、本発明の携帯機器搭載燃料電池用水素発生装置に用いる金属粒子は、反応液との混合を容易にするため、スラリー状態で用いることが好ましい。金属粒子側に反応液を供給して反応を起こす場合も、反応液側に金属粒子を供給して反応させる場合も金属粒子がスラリー状になっていると供給が容易になる。
【００５３】
本発明の携帯機器搭載用燃料電池は、上記の水素供給装置と、該水素供給装置から供給された水素と酸素を反応させて電気を発生する燃料電池発電部からなることを特徴とするものである。
【００５４】
燃料電池発電部の構造は特に限定されないが、図１に示したようなものを挙げることができる。
【００５５】
さらに本発明の携帯機器搭載用燃料電池は、発生水素圧力を利用して、液体の供給量を制御することを特徴とするものである。すなわち、発生する水素量と消費する水素量がバランスしない場合、燃料電池の燃料室の圧力が変化するので、この圧力を利用してバルブの開閉を制御して液の供給量を調整し、水素発生量と水素消費量とをバランスさせる携帯機器搭載用燃料電池とすればよい。
【００５６】
本発明の携帯機器搭載用燃料電池は、さらに水素吸蔵合金を充填した容器を燃料電池発電部に接続したことを特徴とするものである。これは、携帯機器の電力の負荷変動に急速に対応するようにしたものであり、携帯機器の消費電力が小さくなった場合は、発生した水素を水素吸蔵合金に吸着させ、燃料電池発電部の発電量を抑制し、携帯機器の消費電力が大きくなった場合は、水素吸蔵合金に吸着された水素を放出して燃料電池に供給し発電量を増加させるものである。すなわち、電力バッファー用に水素吸蔵合金を用いるものである。
【００５７】
また、本発明の携帯機器搭載用燃料電池は、さらに燃料電池発電部から発生する電気を充電する２次電池を設けたことを特徴とするものである。これは、消費電力より過剰に発生する水素は燃料電池発電部の発電にそのまま用いて、発生する過剰電力は２次電池に充電し、水素供給量が消費電力に追いつかない場合に、２次電池から電力を補充供給することにより、負荷変動に急速に対応できるようにしたものである。すなわち、電力バッファー用に２次電池を用いるものである。
【００５８】
以下、本発明の携帯機器搭載用燃料電池の実施形態を図面をもって説明する。
【００５９】
図１は、本発明の携帯機器搭載用燃料電池の一実施形態を示すブロック図である。１は水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液の液体を封入した容器であり、２は水素よりイオン化傾向が大きくかつ平均粒子径３ｍｍ以下の金属粒子を封入した容器である。金属粒子を封入した容器２の内側には、親水性膜５を設けている。親水性膜５の内側に金属粒子が封入されている。
【００６０】
金属粒子に反応液を供給するところが数箇所（最低で１箇所）になるが、そこから供給される反応液を金属粒子全体に供給する為に親水性膜を設けている。
【００６１】
親水性膜に反応液が触れると、その膜に反応液がしみ込み、金属粒子全体に反応液が供給される。
【００６２】
容器１と容器２は、液体供給経路３で連結されている。容器１と容器２と液体供給経路３から本発明の水素供給装置が構成されている。液体供給経路３には、ダイヤフラムで流量が調整可能な経路開閉手段４が設けられており、保管時や運搬時等水素供給装置を使用しないときは液体供給経路は閉じられており、液体が金属粒子と接触することはない。水素供給装置を携帯機器搭載用燃料電池に装着して使用する場合は、自動的または手動で経路開閉手段４を操作して液体供給経路３を開けると、金属粒子を充填した容器２に液体が流入し、金属粒子と液体が接触し、水素ガスが生成する。生成した水素ガスは液体の同伴を防ぐために設けた通気性のある撥水性膜６を通って、水素供給経路７を介して燃料電池発電部９へ供給される。なお、水素貯蔵合金を充填した水素貯蔵容器８を水素供給経路７の途中に設けて、生成する水素を貯蔵しても良い。水素貯蔵容器８を設けることにより、携帯機器の消費電力が低下した場合は、生成した水素を水素吸蔵合金に吸着させ、携帯機器の消費電力が増加した場合は、水素吸蔵合金に吸着した水素を脱着して水素を放出し、燃料電池発電部９の燃料として使用するものである。かかる構成を採用することにより、負荷変動に急速に対応することができる。
【００６３】
また、液体供給経路３を開閉する経路開閉手段４として、気体の圧力で流量の調整が可能なダイヤフラム弁を用いることにより、発生水素圧力を利用して、液体の供給量を制御することができる。すなわち、発生する水素量と消費する水素量がバランスしない場合、燃料電池の燃料室の圧力が変化するので、この圧力を利用してバルブの開閉を制御して液の供給量を調整し、水素発生量と水素消費量とをバランスさせることが可能となる。
【００６４】
通常、燃料電池部９は複数のセルが積み重なった構造であるが、図１には模式的に単一のセルとして説明する。
【００６５】
供給された水素は燃料室１０に導入される。燃料室１０に導入された水素は通気性の燃料極１１を通過し、燃料極中の触媒の働きで、電子が切り離され水素イオンとなる。水素極１１と空気極１３に挟まれた電解質膜１２はイオンしか通さないため、切り離された電子は燃料電極１１を介して外部へ取り出される。電解質膜１５の中を移動した水素イオンは、空気室１４から空気極１３に送られた酸素と、外部の電気機器１７を通じて戻ってきた電子と反応し、水になる。電子が移動することにより電気が発生する。
【００６６】
燃料電池発電部９から発生した電気を調整するために調整器１５を設ける。
【００６７】
調整器１５は、以下のような調整を行うものである。
【００６８】
電気機器のスイッチを入れると２次電池より電気が供給され2次電池の充電量が減少する。
【００６９】
充電残量が所定の値を切ったら、燃料電池を起動させ発生する電力を2次電池に供給し、充電を行う。
【００７０】
電気機器のスイッチが切られたり、2次電池の充電残量が所定量を超えたら、燃料電池の運転負荷を下げたり、反応液供給が停止されるが、水素発生は急に停止しないので、発生が停止するまでの水素を使用して発電する分は、2次電池に充電する。
【００７１】
調整の方法は、ここで説明した方法に限定されるものではない。
【００７２】
さらに、携帯機器の消費電力が変動する場合に、負荷変動に急速に対応するために２次電池１６を燃料電池発電部９と電気機器１７の間に接続してもよい。２次電池１６を燃料電池発電部９に接続したことにより、消費電力より過剰に発生する水素はそのまま発電反応に使用し、燃料電池発電部９から発生する過剰電力は２次電池に充電し、水素供給量が消費電力に追いつかない場合に、２次電池から電力を補充供給することにより、負荷変動に急速に対応することができる。
【００７３】
次に、実施例を示し、更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００７４】
不活性ガス雰囲気下、Ａｌを粉砕して、平均粒子径７０μｍのＡｌ粒子を５ｇ用意した。Ａｌ粒子を、蒸留水２０ｍｌ（溶液Ａ）、１規定塩酸２０ｍｌ（溶液Ｂ）、０．４規定水酸化カリウム水溶液２０ｍｌ（溶液Ｃ）、０．２規定塩酸２０ｍｌ（溶液Ｄ）、０．０４規定水酸化ナトリウム水溶液（溶液Ｅ）、及び０．５重量％酢酸水溶液（溶液Ｆ）に投入して、常温又は７０℃で水素発生状況を観察し、水素発生量を測定した。その結果を表１にまとめた。
【００７５】
【表１】
2005243617.tif 000002
【００７６】
溶液A：蒸留水 溶液B： 1規定塩酸    溶液C：0.4規定KOH水溶液
溶液D：0.2規定塩酸 溶液E：0.04規定NaOH水溶液 溶液F：0,5重量％酢酸水溶液
(1)：３時間までの水素発生量
【実施例２】
【００７７】
金属粒子としてAl／Ni合金Al／Co合金）、及びAl／Cu合金を使用し、実施例２と同様に実験をした。その結果を表２にまとめた。
【００７８】
【表２】
2005243617.tif 000003
【００７９】
溶液B： 1規定塩酸    溶液C：0.4規定KOH水溶液
溶液D：0.2規定塩酸 溶液E：0.04規定NaOH水溶液 溶液F：0,5重量％酢酸水溶液
(1)：３時間までの水素発生量
【００８０】
比較のため、以下の反応により発生する単位原料質量および体積当りの水素量を計算した結果を表３に示した。
Ｍｇ  ＋  ２  Ｈ２Ｏ    →  Ｍｇ(ＯＨ)２  ＋  Ｈ２
Ａｌ    ＋  ３  Ｈ２Ｏ    →  Ａｌ(ＯＨ)３  ＋  ３／２  Ｈ２
ＣＨ３ＯＨ  ＋  Ｈ２Ｏ    →  ＣＯ２  ＋  ３  Ｈ２
【００８１】
【表３】
2005243617.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の方法および装置によれば、酸化炭素（ＣＯ、ＣＯ２）を含まない高純度水素を常温で発生させることができ、しかも電力の負荷変動に対して柔軟に対応できるようになったので携帯機器搭載用燃料電池として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の携帯機器搭載用燃料電池の一実施形態を示したブロック図。
【符号の説明】
【００８４】
１  液体を封入した容器
２  金属粒子を封入した容器
３  液体供給経路
４  経路開閉手段
５  親水性膜
６  撥水性膜
７  水素供給経路
８  水素貯蔵容器
９  燃料電池発電部
１０  燃料室
１１  燃料極
１２  電解質膜
１３  空気極
１４  空気室
１５  調整器
１６  ２次電池
１７  電気機器
【図１】
2005243617.tif 000005