(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料容器を共有し、燃料容器を介して互いに対向して平面状に複数個配置された単電池間のうち、最も電位が高くなる単電池（ＭＥＡ）間の電気的短絡を低減することにより、燃料中に存在する金属イオン等の不純物の影響による発電出力の低下を防止できる燃料電池とそれを用いた電子機器を提供する。【解決手段】液体燃料を酸化するアノード３と酸素を還元するカソード２とが電解質膜１を介して平面状に形成された複数の単電池が前記燃料を介して対向して配置された燃料電池において、前記平面状で隣接する単電池間での電位勾配が直線距離に対する電位勾配より小さくする手段及び前記対向する前記単電池間の電位勾配が直線距離に対する電位勾配より小さくする手段の少なくとも一方を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を酸化するアノードと酸素を還元するカソードとが電解質膜を介して形成された複数の単電池が前記燃料を保持する燃料容器に一体に配置された燃料電池において、隣接する前記単電池間での電位勾配を直線距離に対する電位勾配より小さくする手段を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１において、前記単電池が前記燃料容器に平面状に配置及び対向して配置の少なくとも一方を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項２において、前記電位勾配より小さくする手段が前記平面状に配置された隣接する前記単電池間及び前記対向する前記単電池間の少なくとも一方に有することを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項２において、前記電位勾配より小さくする手段が前記隣接する前記単電池間に部分的又は全体に形成されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項２において、前記電位勾配より小さくする手段が前記平面状に配置された前記単電池間及び前記対向した配置された前記単電池間の少なくとも一方の前記燃料容器内の全面に形成された絶縁膜であることを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項５において、前記絶縁膜が燃料透過性又は非燃料透過性であることを特徴とする燃料電池。
【請求項７】
請求項２において、前記電位勾配より小さくする手段が前記平面状に配置された隣接する前記単電池間の全体に形成された２個の突起を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項８】
請求項７において、前記電位勾配より小さくする手段が前記平面状に配置された隣接する前記単電池間の全体に形成された２個の突起と、対向して配置された前記単電池間の前記突起間に形成され前記燃料の流路を有するように設けられた平板とを有することを特徴とする燃料電池。
【請求項９】
請求項２において、前記電位勾配より小さくする手段が前記平面状に配置された隣接する前記単電池間に少なくとも設けられた絶縁性多孔質層であることを特徴とする燃料電池。
【請求項１０】
請求項９において、前記絶縁性多孔質層は前記燃料容器内の全面に形成されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項１１】
請求項１において、前記単電池が前記燃料容器に平面状に配置及び対向して配置され、前記電位勾配より小さくする手段が前記燃料容器内の全面に形成された絶縁性多孔質層であることを特徴とする燃料電池。
【請求項１２】
請求項１において、前記電位勾配より小さくする手段が絶縁性有機材料であることを特徴とする燃料電池。
【請求項１３】
液体燃料を酸化するアノードと酸素を還元するカソードとが電解質膜を介して形成された複数の単電池が前記燃料を保持する燃料容器に一体に配置された燃料電池において、隣接する前記単電池間での電位勾配が直線距離に対する電位勾配より小さくするバリア層を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項１４】
請求項１３おいて、前記単電池が前記燃料容器に平面状に配置及び対向して配置の少なくとも一方を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項１５】
請求項１４において、前記バリア層が前記平面状で隣接する前記単電池間及び前記対向する前記単電池間の少なくとも一方に部分的又は全体に形成されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項１６】
請求項１４において、前記バリア層が前記平面状で隣接する前記単電池間及び前記対向する前記単電池間の少なくとも一方の前記燃料容器の全面に形成された絶縁膜であることを特徴とする燃料電池。
【請求項１７】
請求項１４において、前記バリア層が前記平面状で隣接する単電池間の全体に形成された２個の突起と前記対向する前記単電池間の前記突起間に形成され前記燃料の流路を有するように設けられた平板とからなることを特徴とする燃料電池。
【請求項１８】
請求項１６において、前記絶縁膜が絶縁性多孔質層であることを特徴とする燃料電池。
【請求項１９】
燃料電池が組み込まれた電子機器において、前記燃料電池は請求項１に記載の燃料電池からなることを特徴とする電子機器。
【請求項２０】
燃料電池が組み込まれた電子機器において、前記燃料電池は請求項１３に記載の燃料電池からな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、新規な燃料電池及びそれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、燃料から電気化学的に直接電気エネルギーを取り出すためエネルギー効率が高い。また、排出物の主体が水であることから環境に調和し易い等の利点があり、自動車，分散電源や情報電子機器等への適用が試みられている。
【０００３】
このような中で、固体高分子膜を用いて陽極で水素等の燃料を酸化し、陰極で酸素を還元して発電する固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell 以下ＰＥＦＣと称す）は出力密度が高い電池として知られている。ＰＥＦＣ方式の一つとして、燃料にメタノールを用いる直接型メタノール燃料電池（Direct  Methanol  Fuel  Cell以下、ＤＭＦＣと称す）がある。ＤＭＦＣは、負荷の出力電圧が単位電池当たり0.3〜0.4Vであるため、携帯用電子機器などが必要とする電圧に対応するためには、燃料電池付設の燃料容器を複数用いて、各電池を直列に接続する必要がある。また、発電装置を小型化するには電池の直列数が増加し、単位電池当たりの燃料容器の容量を小さくする必要があり、燃料容器の数が直列数に応じて分散してしまうという課題が残されている。
【０００４】
ＤＭＦＣには、電解質膜／電極接合体（Membrane Electrode Assembly 、以下ＭＥＡと称す）の電気的接続構成により、積層型と平面型に大別できる。積層型ＤＭＦＣは、燃料を酸化するアノード（陽極）と酸素を還元するカソード（陰極）とが電解質膜を介して形成されるＭＥＡと燃料を供給するセパレータとを有する。ＭＥＡはセパレータで挟持されている。セパレータは発生した電気を取り出すために導電性を有し、集電の機能も兼ねている。通常、セパレータは、燃料を供給するための流路として、溝が形成されており、カソード側には空気が、アノード側には燃料としてメタノール等を気化させた気体やメタノール等の液体が流れる。燃料はポンプ等により強制的に送り込まれる。積層型ＤＭＦＣは、このようなＭＥＡとセパレータを組として、複数を積み重ねた構成を有している。
【０００５】
一方、平面型は、複数のＭＥＡを同一平面状に配置する構成を有する。カソード側は空気を強制的に送り込む強制給気型とカソード面を大気開放させる自然給気型とに分けられる。また、アノード側も、メタノール燃料を強制的に送り込む強制供給型と燃料容器に貯めたメタノール燃料を使う自然供給型とに分けられる。燃料容器の壁面に通気孔を備え、且つ、アノードおよびカソードを有する単電池を複数平面状に装着した構成として、例えば、特許文献１がある。複数の単電池を共通の燃料容器上に配置しているため、電源の小型化が図られている。
【０００６】
【特許文献１】特開2003−100315号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＰＥＦＣの一種であり、液体の燃料（メタノール，エタノール，ジエチルエーテル，エチレングリコール等）を直接酸化し電気を取り出す、いわゆる直接液体燃料型燃料電池において、燃料容器を共有するように複数の単電池を平面状に配置した場合、燃料が共有されることになる。単電池の構成部材としてニッケルや銅を主成分とする集電板や、単電池に面圧をかけるためのステンレス鋼やチタン等の端板等が用いられ、これらの構成材料から燃料中に金属イオンが溶出してくる。
【０００８】
金属イオンが燃料中に不純物として存在していると、電解質膜中に侵入し、水和状態が水素イオンと異なるため、電解質中の含水率が低下し、これにより電解質膜のイオン導電性が低下する恐れがある。また、金属イオンは触媒表面に付着したり、酸化物として触媒を覆うことで電池性能の低下をもたらす。燃料電池を情報機器に適用する場合、単電池を複数直列に電気的に接続して用いるため、各単電池にかかる電圧が異なり、このため、金属イオンの溶出は各単電池によって異なる。
【０００９】
燃料容器を共通に用いると、これら溶出した金属イオン等の不純物が近接する単電池間で電気的短絡の原因となると共に、正常な単電池上に付着することで、全体の電源性能の低下をもたらす。このように、携帯機器用の直接型燃料電池では、燃料容器を共通として小型化を図るとともに、燃料中に存在する金属イオン等の不純物の影響を低減できる構成が求められている。
【００１０】
本発明の目的は、燃料容器を共有し、燃料容器を介して互いに対向して平面状に複数個配置された単電池間のうち、最も電位が高くなる単電池間（ＭＥＡ）での電気的短絡を低減することにより、燃料中に存在する金属イオン等の不純物の影響による発電出力の低下を防止できる燃料電池及びそれを用いた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、液体燃料を酸化するアノードと酸素を還元するカソードとが電解質膜を介して形成された複数の単電池が前記燃料を保持する燃料容器に一体に配置された燃料電池において、隣接する前記単電池間での電位勾配を直線距離に対する電位勾配より小さくする手段を有することを特徴とする。
【００１２】
又、本発明は、液体燃料を酸化するアノードと酸素を還元するカソードとが電解質膜を介して形成された複数の単電池が前記燃料を保持する燃料容器に一体に配置された燃料電池において、隣接する前記単電池間での電位勾配が直線距離に対する電位勾配より小さくするバリア層を有することを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明は、前記単電池が前記燃料容器に平面状に配置、対向して配置及び両者の配置を有することが好ましい。
【００１４】
又、本発明は、前記電位勾配より小さくする手段又はバリア層が、前記平面状に配置された隣接する前記単電池間及び前記対向する前記単電池間の少なくとも一方に有すること、前記隣接する前記単電池間に部分的又は全体に形成されていること、又、前記平面状に配置された前記単電池間及び前記対向した配置された前記単電池間の少なくとも一方の前記燃料容器内の全面に形成された絶縁膜であり、前記絶縁膜が燃料透過性又は非燃料透過性であることが好ましい。
【００１５】
前記電位勾配より小さくする手段又はバリア層が、前記平面状に配置された隣接する前記単電池間の全体に形成された２個の突起を有すること、又、前記平面状に配置された隣接する前記単電池間の全体に形成された２個の突起と対向して配置された前記単電池間の前記突起間に形成され前記燃料の流路を有するように設けられた平板とを有することが好ましい。
【００１６】
前記電位勾配より小さくする手段又はバリア層が、前記平面状に配置された隣接する前記単電池間に少なくとも設けられた絶縁性多孔質層であること、前記絶縁性多孔質層は前記燃料容器内の全面に形成されていること、前記単電池が前記燃料容器に平面状に配置及び対向して配置され前記燃料容器内の全面に形成された絶縁性多孔質層であること、又、絶縁性有機材料であることが好ましい。
【００１７】
前記電位勾配より小さくする手段又はバリア層が絶縁性有機材料であることが好ましい。
【００１８】
本発明は、燃料電池が組み込まれた電子機器において、前記燃料電池は前述に記載の燃料電池からなることを特徴とする。
【００１９】
発電部を構成するアノード触媒としては炭素系粉末担体に白金とルテニウムあるいは白金-ルテニウム合金の微粒子を分散担持したもの、カソード触媒としては炭素系担体に白金微粒子を分散担持したものが好ましい。また、本発明の燃料電池のアノード及びカソードの触媒は、電極触媒の安定化や長寿命化のために更に鉄、錫、希土類元素等から選ばれた第3成分を添加した触媒を用いることが好ましい。
【００２０】
電解質膜には、水素イオン導電性を示す膜を用いることが好ましい。代表的な材料としてパーフロロカーボン系スルフォン酸樹脂、ポリパーフロロスチレン系スルフォン酸樹脂などに代表されるスルフォン酸化やアルキレンスルフォン酸化したフッ素系ポリマやポリスチレン類、ポリスルフォン類、ポリエーテルスルフォン類、ポリエーテルエーテルスルフォン類、ポリエーテルエーテルケトン類、その他の炭化水素系ポリマをスルフォン化した材料を用いることができる。
【００２１】
本発明に係る燃料電池の液体燃料を収容する燃料容器は、その断面形状として角型、円型等が装着効率も良く、加工性の上でも好ましいが、コンパクトに単電池を必要な数だけ装着できる形状であれば、特に制限はない。その材料は、電気化学的に不活性で、使用環境下で耐久性、耐食性を持った薄型で十分な強度を持つ材料であれば良く、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリアクリル系樹脂、その他のエンジニアリング樹脂やこれらを各種のフィラ等で補強した電気絶縁性の材料の他、電池作動雰囲気での耐食性に優れた炭素材料、ステンレス系鋼、炭素鋼、ニッケル、銅、アルミニウム、これらの合金を用い、その表面を耐食化及び電気絶縁化処理した材料を挙げることができる。
【００２２】
又、本発明は、プラツトホームとしてその外周面にアノード、電解質膜、カソードから構成される複数の単電池を導電性のインターコネクタで直列に接続することで高電圧化を図ることがでる。燃料には体積エネルギー密度の高いメタノール水溶液を液体燃料として用いることによって、長時間の発電を継続できる小型電源を実現することができる。この小型電源を、例えば、携帯電話機、ブックタイプパーソナルコンピュータ、携帯用ビデオカメラなどの電源として内蔵して駆動することができ、予め、用意された燃料を逐次補給することによって長時間の連続使用が可能となる。
【００２３】
更に、前述した場合よりも燃料補給の頻度を大幅に少なくする目的で、この小型電源を、例えば、二次電池搭載の携帯電話機、ブックタイプパーソナルコンピュータや携帯用ビデオカメラの充電器と結合し、それらの収納ケースの一部に装着することによって、バッテリーチャージャとして用いることは有効である。この場合、携帯用電子機器使用時には収納ケースより取出して二次電池で駆動し、使用しない時にはケースに収納することによって、ケースに内蔵された小型燃料電池が充電器を介して接続され二次電池を充電する。こうすることによって燃料容器の容積を大きくでき、燃料補給の頻度を大幅に少なくすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、燃料容器を共有し、燃料容器を介して互いに対向して平面状に複数個配置された単電池間のうち、最も電位が高くなる単電池間での電気的短絡を低減することにより、燃料中に存在する金属イオン等の不純物の影響による発電出力の低下を防止できる燃料電池及びそれを用い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】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例により詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
図１は本発明に係る燃料電池の断面図である。図２は比較例を示す燃料電池の断面図である。本実施例の燃料電池は、燃料を10wt％メタノール水溶液とした直接型メタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）である。本実施例の燃料電池は、電解質膜１、カソード２、アノード３、バリア層７、通気溝８、通液溝９、集電板１０、ガスケット１１、インターコネクタ１２、導電ペースト１３、燃料容器５、燃料６を有し、その単電池が燃料容器５を介して各々複数個形成される。本実施例は片側の半分を示したもので、８個の単電池が燃料容器５に形成されており、集電板１０によって直列に接続されている。電解質膜１は各単電池毎に設けているが、同一平面においては１つの電解質膜１で形成することができる。通気溝８は燃料容器５自身に設けられたものである。
【００２７】
カソード２は触媒層（図示せず）と拡散層（図示せず）とを有する。カソード２の触媒層は、触媒として白金微粒子を炭素系粉末担体に担持したものを用いる。アノード３は触媒層（図示せず）と拡散層（図示せず）とを有する。アノード３の触媒層は、触媒として白金とルテニウム或いは白金とルテニウムとの合金の微粒子を炭素系粉末担体に担持したものを用いる。拡散層は電極で生成された水の排水性と燃料の拡散性を確保したものである。本実施例ではカーボンペーパーを用いるが、導電性繊維でもよい。電解質膜１を介してカソード２とアノード３とを形成し、これをＭＥＡ４と呼ぶ。
【００２８】
アノード３として、炭素担体上に白金/ルテニウムの原子比が（1/1）である合金微粒子を50wt%分散担持した触媒粉末を、30wt%パーフロロカーボンスルフオン酸電解質をバインダとして水/アルコール混合溶媒〔水:イソプロパノール:ノルマルプロパノールが20:40:40(重量比)の混合溶媒〕に加えたスラリーを調製し、スクリーン印刷法で厚さ50μmの30wt%パーフロロカーボンスルフオン酸電解質膜の一方の面に厚さ約20μmの多孔質膜を形成し、所定の平面形状のアノード電極とした。
【００２９】
カソード２として、炭素担体上に30wt%の白金微粒子を担持した触媒粉末を、前述の電解質をバインダとして水/アルコール混合溶媒に加えたスラリーを調製してスクリーン印刷法で前述の電解質膜の他方の面に厚さ約25μmの多孔質膜を形成し、所定の平面形状のカソード電極とした。
【００３０】
図２の比較のものに示すように、このＭＥＡ４を燃料容器５に接して複数平面状に配置させた。図２は燃料容器５の上面及び下面にＭＥＡ４を平面状に配置している。燃料容器５中には、燃料６が入っている。燃料としては、10ｗｔ％メタノール水溶液を用いている。各ＭＥＡは直列に電気的に接続されている。ここでは、ＭＥＡ４a、ＭＥＡ４ｂ、ＭＥＡ４ｃ、ＭＥＡ４ｄの順に電気的に直列接続されている。このため、ＭＥＡ４ａとＭＥＡ４ｄが電位差が最も大きいにも係らず、電位差が小さい他のＭＥＡ間、例えば、ＭＥＡ４aとＭＥＡ４ｂ間の距離4abより、ＭＥＡ４ａとＭＥＡ４ｄ間の距離４adは、短くなっている。このため、燃料中の金属イオン等の不純物により電気的短絡を生じ電源として破損が生じる恐れがあった。
【００３１】
しかし、本実施例は、図１に示すように、電気的に絶縁するシート状のバリア層7を介することで、シートは不純物に対するバリア層となり、ＭＥＡ４ａに最も沿面距離が近い電位は隣接するＭＥＡ４ｂとなり、比較例と比べて電位勾配は小さくなった。本実施例では、燃料容器５の厚さが5mmであり、その中央に0.1mmのシート状のバリア層７を配置している。隣接ＭＥＡ間距離は8mmである。各ＭＥＡ4a,4b,4c,4dの電圧が0.3Vとすると、図２では、最も近いＭＥＡ間同士の電位勾配、即ち、ＭＥＡ４aとＭＥＡ4dの電位勾配は、5mmの距離で0.9V、即ち、0.18V/mmであるのに対して、本実施例では、ＭＥＡ４aとＭＥＡ4ｂの電位勾配は、8mmで0.6V、即ち、0.075V/mmとなり、電位勾配が小さくなった。これにより、燃料中の不純物による電気的短絡による破損の可能性は低減できた。本実施例に従い作製した電源において、破損は生じなかった。
【００３２】
本実施例では、４つのＭＥＡを直列にしたものを想定したものであるが、実際の情報機器、即ち、パーソナルコンピュータなどは、電圧が12V必要であるため、0.3〜0.4VのＭＥＡを40〜30個直列に接続する必要があり、さらに、ＭＥＡ間の電位差が増大する可能性がある。昇圧回路を用いたとしても、効率を考慮すると、10枚以上のＭＥＡを直列に接続する必要がある。このように、直列数が増大しても、本発明の電位勾配を小さくすることにより、電源の破損を防止することができる。
【００３３】
シート状のバリア層７は非燃料透過性のポリプロピレン樹脂を用いた。シート状のバリア層７は、メタノール燃料の通過を妨げる隔壁の役割を果たしている。シート状のバリア層７は、燃料容器を分割して挟み込んでも良いし、燃料容器と一体に形成されていても良い。シート状のバリア層７はポリプロピレン樹脂以外にもメタノールを透過し難いプラスチック材料やゴム材料を用いても良い。耐メタノール性を有している材料であることが好ましい。シート状のバリア層７の形状は、一部分に燃料は通過できる程度の穴等が開いていても構わない。また、シート状のバリア層７は、金属イオン等不純物を補足するフィルター機能を有していることが好ましい。
【００３４】
以上のように、本実施例によれば、燃料容器を共有し、燃料容器を介して互いに対向して平面状に複数個配置された単電池間のうち、最も電位が高くなる単電池間での電気的短絡を低減することができ、これにより、燃料中に存在する金属イオン等の不純物の影響による発電出力の低下を顕著に防止できる燃料電池を提供することができる。
【実施例２】
【００３５】
図３は本発明に係る他の構造を示す燃料電池の断面図である。基本的な構造は図１と同様であるが、燃料容器５を介して対向して配置されるＭＥＡ間の距離が実施例１より大きいものである。そのため、同一平面上に配置される隣接するＭＥＡ間の沿面距離を大きくなるようにバリア層７を図３に示すように設けたものである。平面状に配置した複数のＭＥＡを直列に接続する場合、実施例１のように対向するＭＥＡの電位差が大きくなる以外に、直列の接続順序によっては、隣接するＭＥＡ間でも大きな電位差が生じる場合がある。本実施例では、隣接するＭＥＡ間の沿面距離が直線距離より長くなるように、隣接するＭＥＡ間に２つの突起とその間に挟持された薄板部材による燃料の流路が形成されるようにバリア層7を形成している。このバリア層７においてはその内部の燃料が流通するように空間が設けられる。本実施例によれば、ＭＥＡ４aの部材から燃料中に溶出した金属イオン等不純物は、隣接するＭＥＡ４ｂに到達するまでの距離４ａｂが実質的に長くなっているため、電位勾配を小さくすることができる。バリア層７は実施例１と同様にポリプロピレン樹脂が用いられ、それ以外のメタノールを透過し難いプラスチック材料やゴム材料を用いることができる。
【００３６】
本実施例においては、単電池を燃料容器５に平面状に配置及び対向して配置されたものであるが、単電池を燃料容器５に平面状に配置したものでは対向間のバリア層７は不要であるが、配置しても良い。
【００３７】
本実施例においては、実施例１の対向するＭＥＡ間に形成するシート状のバリア層７と組み合わせてもよい。これにより、各ＭＥＡ間の電気的短絡が更に生じ難くなり、性能低下や破損がし難くなった。バリア層７は、燃料容器の壁面に設置する以外にも、燃料が接する部材に形成してもよい。バリア層７は、ミクロン単位の微細な凹凸から形成されていてもよい。バリア層７は、金属イオン等不純物を補足するフィルター機能を有していることが好ましい。
【００３８】
以上のように、本実施例においても、燃料容器５を共有し、燃料容器を介して互いに対向して平面状に複数個配置された単電池間のうち、最も電位が高くなる単電池間での電気的短絡を低減することができ、これにより、燃料中に存在する金属イオン等の不純物の影響による発電出力の低下を顕著に防止できるものである。
【実施例３】
【００３９】
図４に本発明に係る他の構造を示す燃料電池の断面図である。本実施例は、燃料容器５内において、ＭＥＡ４に接する面に燃料透過性の絶縁性多孔質体からなるバリア層7を配置したものであり、他は実施例１と同様の構造を有するものである。又、燃料容器５を介して対向して配置されるＭＥＡ間の距離が実施例１より大きいものである。そのため、同一平面上に配置される隣接するＭＥＡ間の沿面距離を大きくなるようにバリア層７を図４に示すように設けたものである。この多孔質体からなるバリア層7は、燃料を供給するためと二酸化炭素を排出するための空孔が形成されている。本実施例では、多孔質体として平均空孔径が200μmからなるプラスチックを用いた。空孔径は、毛管力による燃料輸送と燃料保持機能を有する孔径であれば良い。
【００４０】
多孔質体の材質としては、他に、セラミックや他の無機材料でもよい。多孔質体からなるバリア層7に形成されている空孔は、ＭＥＡ側から燃料容器側まで連続して空間が形成されているが、直線的には形成されておらず、多孔質体の骨格を成す部位によって、燃料輸送経路は屈曲され長くなっている。図4では模式的に燃料輸送路4abを示している。この燃料輸送経路の増大により実質的な電位勾配が小さくなっている。このように、多孔質体からなるバリア層7を用いることにより、各ＭＥＡ間の電気的短絡が生じ難くなり、これにより、燃料中に存在する金属イオン等の不純物の影響による発電出力の低下を顕著に防止できると共に破損がし難くなった。
【００４１】
本実施例においては、単電池が燃料容器５に平面状に配置及び対向して配置されたものであるが、どちらか一方に配置されたものでもバリア層７を形成することができる。
【実施例４】
【００４２】
図５は、実施例１〜４に記載された本発明に係る燃料電池をパソコンに組み込んだそのシステムを示す構成図である。図６は図５のシステムを有するパソコンの斜視図である。本実施例はノートパソコンの液晶表示部にパネル型の燃料電池の発電部が収納されている実施例である。発電部の表面にはスリットによる空気取り入れ口を有する。本パソコンには、ヒンジ部には所定の濃度のメタノール水溶液からなるメタノール燃料容器２１、ポンプ１８及び各種のセンサ１６が設けられ、ポンプ１８によって燃料吸い込み２０が行われ、燃料入１９を通って燃料電池１４に供給される。又、燃料電池１４内の各種のセンサ１６による情報１５に基づいた指令１７によって燃料の供給が行われる。
【００４３】
前述のように、本実施例によれば、燃料容器を共有し、燃料容器を介して互いに対向して平面状に複数個配置された単電池間のうち、最も電位が高くなる単電池間での電気的短絡を低減することができ、それにより燃料中に存在する金属イオン等の不純物の影響による発電出力の低下を防止できる燃料電池を備えたパソコンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る燃料電池の断面図。
【図２】比較の燃料電池の断面図。
【図３】本発明に係る他の構造を示す燃料電池の断面図。
【図４】本発明に係る他の構造を示す燃料電池の断面図。
【図５】本発明に係る燃料電池を組み込んだパソコンのシステムを示す構成図。
【図６】本発明に係るパソコンの斜視図。
【符号の説明】
【００４５】
１…電解質膜
２…カソード
３…アノード
４a、４b、４c、４d…ＭＥＡ
４ab…ＭＥＡ4aとＭＥＡ４bとの距離
４ad…ＭＥＡ4aとＭＥＡ４dとの距離
５、２１…燃料容器
６…燃料
７…バリア層
８…通気溝
９…通液溝
１０…集電板
１１…ガスケット
１２…インターコネクタ
１３…導電ペースト
１４…燃料電池
１５…情報
１６…センサ
１７…命令
１８…ポンプ
１９…燃料入
２０…燃料吸い込み
２３…燃料出
【図１】
2005197137.tif 000003
【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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