(57)【要約】  【課題】燃料供給部での液体燃料の逆流が起こりにくい燃料電池を提供する。  【解決手段】燃料電池は、４つの燃料電池セル１０と、互いに異なる液体燃料が入れられた２つの容器それぞれから供給された液体燃料を混合して各燃料電池セル１０へ供給する燃料供給部３０とを備えている。燃料供給部３０は、互いに異なる液体燃料が導入される２つの燃料用流路３ａ，３ｂと、混合液体燃料をそれぞれ２つずつの燃料電池セル１０へ供給する２つの混合燃料用流路３ｄ，３ｄとを有し、各混合燃料用流路３ｄ，３ｄそれぞれにおいて２つの燃料用流路３ａ，３ｂが繋がる部分が両燃料用流路３ａ，３ｂの合流部を構成する。燃料供給部３０は、各合流部において各燃料用流路３ａ，３ｂから流れ込む液体燃料の流線のベクトルが逆向きにならないように、各合流部の近傍において各液体燃料それぞれの流れの向きを変えて同一の向きにする堰部３０ｃが設けられている。【選択図】      図１
2005310556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルと、互いに異なる液体燃料が入れられた２つの容器から供給された２種類の液体燃料を混合して混合液体燃料を燃料電池セルへ供給する燃料供給部とを備え、燃料供給部は、互いに異なる容器から液体燃料が導入される２つの燃料用流路と、２つの燃料用流路が繋がる合流部とを有し、合流部において各燃料用流路から流れ込む液体燃料の流線のベクトルが逆向きにならないようにしてあることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記燃料供給部は、前記合流部の近傍において前記各液体燃料それぞれの流れの向きを変えて同一の向きにする堰部が設けられてなることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記燃料供給部は、前記各燃料用流路のうちの一方の流路断面積を他方の流路断面積に比べて大きく形成することで前記一方の前記燃料用流路を主流路とするとともに、前記他方の前記燃料用流路を支流路とし、主流路における前記合流部よりも下流側を前記混合液体燃料の流れる混合燃料用流路としてあることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項４】
前記燃料供給部は、前記支流路が前記合流部近傍において複数の流路に分割されてなることを特徴とする請求項３記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯機器などの電源として利用可能な小型の燃料電池として、燃料電池セルと、互いに異なる液体燃料が入れられた２つの容器から供給された２種類の液体燃料を混合して混合液体燃料を燃料電池セルへ供給する燃料供給部とを備えた燃料電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１における燃料供給部は、それぞれ異なる液体燃料（例えば、メタノールと水）が入れられた２つの容器から液体燃料が導入される２つの燃料用流路（個別燃料導入部）と、２つの燃料用流路が繋がる合流部（混合部）とを有しており、合流部にて２つの液体燃料が混合されるようになっている。また、上記特許文献１に開示された燃料電池は、各燃料用流路それぞれを通る液体燃料の供給量（例えば、数μｌ／ｍｉｎ程度の流量）を調節する２つのマイクロバルブと、燃料電池セルへ所定濃度の混合液体燃料が供給されるように各マイクロバルブを個別に制御する制御回路とを備えている。
【特許文献１】特開２００３−３１７７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に開示された燃料電池では、燃料電池セルへ供給される混合液体燃料の濃度（メタノール濃度）が高くなりすぎると所謂クロスオーバーが起こって燃料電池セルの発電効率が低下してしまうので、燃料電池セルへ供給する混合液体燃料は濃度を一定で且つ均一に保つ必要がある。しかしながら、上記特許文献１に開示された燃料電池における燃料供給部の合流部は２つの燃料用流路を突き合わせた形で繋がれているので、各マイクロバルブの排出側（出口側）の各燃料用流路を通る液体燃料の圧力差に起因して一方の燃料用流路内で液体燃料の逆流が起こる可能性があり、このような逆流が起こると、混合液体燃料の濃度を所定濃度に保つことができなくなるという不具合があった。特に上記特許文献１に開示された燃料電池を用いた燃料電池システムでは、各容器内それぞれで液体燃料を所定の圧力（例えば、３０ｋＰａ〜５０ｋＰａ程度）で加圧しており、ポンプなどの補機を用いることなしに各マイクロバルブの開閉により各液体燃料の供給量が制御されるので、２つの液体燃料の圧力差が僅かである場合（例えば、数十Ｐａ程度である場合）でも、圧力の低い液体燃料が逆流し、混合液体燃料の濃度を所定濃度に保つことができなくなる。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、燃料供給部での液体燃料の逆流が起こりにくい燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、燃料電池セルと、互いに異なる液体燃料が入れられた２つの容器から供給された２種類の液体燃料を混合して混合液体燃料を燃料電池セルへ供給する燃料供給部とを備え、燃料供給部は、互いに異なる容器から液体燃料が導入される２つの燃料用流路と、２つの燃料用流路が繋がる合流部とを有し、合流部において各燃料用流路から流れ込む液体燃料の流線のベクトルが逆向きにならないようにしてあることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、２つの燃料用流路が繋がる合流部において各燃料用流路から流れ込む液体燃料の流線のベクトルが逆向きにならないので、各燃料用流路から流れ込む液体燃料の圧力差に起因して液体燃料の逆流が起こるのを抑制することができて、２種類の液体燃料が合流部にて混合されやすくなり、所定濃度の混合液体燃料を燃料電池セルへ供給することが可能となる。したがって、燃料電池セルの発電効率の低下を抑制することが可能となる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記燃料供給部は、前記合流部の近傍において前記各液体燃料それぞれの流れの向きを変えて同一の向きにする堰部が設けられてなることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、前記合流部に流れ込む前記各液体燃料の流れの向きが揃うので、前記各燃料用流路から流れ込む前記両液体燃料の圧力差に起因した液体燃料の逆流が起こりにくくなる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記燃料供給部は、前記各燃料用流路のうちの一方の流路断面積を他方の流路断面積に比べて大きく形成することで前記一方の前記燃料用流路を主流路とするとともに、前記他方の前記燃料用流路を支流路とし、主流路における前記合流部よりも下流側を前記混合液体燃料の流れる混合燃料用流路としてあることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、前記合流部において前記各液体燃料の流線のベクトルが逆向きにならないうえに、前記主流路と前記支流路とで前記各液体燃料の流速が異なるので、前記各液体燃料の逆流がより起こりにくくなり、前記両液体燃料がより混ざりやすくなる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記燃料供給部は、前記支流路が前記合流部近傍において複数の流路に分割されてなることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、前記支流路から前記合流部へ流れ込む前記液体燃料が分散されて流れ込むので、前記両液体燃料がより混ざりやすくなる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明では、各燃料用流路から流れ込む液体燃料の圧力差に起因して液体燃料の逆流が起こるのを抑制することができて、２種類の液体燃料が合流部にて混合されやすくなり、所定濃度の混合液体燃料を燃料電池セルへ供給することが可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施形態１）
本実施形態で説明する燃料電池を用いた燃料電池システムは、図６（ａ）に示すように、それぞれ異なる液体燃料（例えば、メタノールのような液体有機燃料と、当該液体有機燃料を希釈するための水）が入れられた２つの容器６ａ，６ｂと、これら２つの容器６ａ，６ｂと燃料供給対象である燃料電池セル１０との間に設けられ各容器６ａ，６ｂそれぞれから供給された２種類の液体燃料を混合して混合液体燃料を燃料電池セル１０へ供給する燃料供給部３０と、燃料供給部３０において互いに異なる容器６ａ，６ｂから液体燃料が導入される２つの燃料用流路３ａ，３ｂ（図６（ｂ）参照）それぞれを通る液体燃料の供給量（例えば、数μｌ／ｍｉｎ程度の流量）を調節する２つの燃料制御用バルブであるマイクロバルブ５ａ，５ｂと、各マイクロバルブ５ａ，５ｂを制御する制御回路８とを備えている。なお、液体有機燃料はメタノールに限らず、例えば、ジメチルエーテル、エタノールなどの液体有機燃料などを採用することができ、ジメチルエーテル、エタノールなどを採用すればメタノールを採用する場合に比べて燃料の安全性を高めることができるとともに燃料の取り扱いが容易になる。
【００１６】
図６の燃料電池システムでは、各容器６ａ，６ｂに入れられた各液体燃料がそれぞれの容器６ａ，６ｂ内で加圧されており、ポンプなどの補機を用いることなく混合器７へ液体燃料を円滑に供給する（圧送する）ことができ、各マイクロバルブ５ａ，５ｂを制御することで燃料電池セル１０へ供給される混合液体燃料の濃度を所望の目標値に近づけることができる。なお、各容器６ａ，６ｂ内それぞれの液体燃料は、３０ｋＰａ〜５０ｋＰａ程度の圧力で加圧されているが、これらの数値は特に限定するものではない。また、各マイクロバルブ５ａ，５ｂの排出側の圧力は略大気圧であるが、各燃料用流路３ａ，３ｂ内の圧力は圧力損失に応じた圧力となる。
【００１７】
燃料供給部３０は、図６（ｂ）に示すように、上述の互いに異なる液体燃料が流れる２つの燃料用流路３ａ，３ｂと、上述の混合液体燃料が流れる混合燃料用流路３ｄとを有しており、混合燃料用流路３ｄにおいて２つの燃料用流路３ａ，３ｂが繋がる部分が両燃料用流路３ａ，３ｂの合流部を構成している。また、燃料供給部３０は、合流部において各燃料用流路３ａ，３ｂから流れ込む液体燃料の流線のベクトルが逆向きにならないようにしてある。さらに説明すれば、燃料供給部３０は、合流部の近傍において各液体燃料それぞれの流れの向きを変えて同一の向きにする堰部３０ｃが設けられている。なお、図６（ｂ）中の矢印Ａ，Ｂは、それぞれ燃料用流路３ａ，３ｂから合流部へ流れる液体燃料の流れを示している。
【００１８】
以下、本実施形態の燃料電池について図１〜図５を参照しながら説明する。
【００１９】
本実施形態の燃料電池は、例えば携帯機器の電源として利用可能な小型燃料電池であって、図１（ａ），（ｂ）に示すように、４つの燃料電池セル１０が２次元アレイ状に配列された燃料電池モジュール１を備えている。すなわち、燃料電池モジュール１は、図１（ａ）における上下方向および左右方向それぞれに燃料電池セル１０が２つずつ配列されている。ここに、各燃料電池セル１０は、メタノール水溶液を燃料とする直接メタノール形燃料電池セルであって、燃料供給部３０から混合液体燃料であるメタノール水溶液が供給されるようになっており、図６（ａ）における一方の容器６ａには液体燃料としてメタノールが入れられ、他方の容器６ｂに液体燃料として水が入っている。なお、燃料供給部３０については後述する。
【００２０】
燃料電池モジュール１は、図２に示すように、全体としての外形が正方形状に形成されており、それぞれ外形が正方形状に形成された４つの燃料電池セル１０と、４つの燃料電池セル１０を保持する格子枠状の保持体１６とを備えている。ここに、保持体１６は絶縁性および弾性を有する合成樹脂により形成されている。
【００２１】
各燃料電池セル１０は、水素イオンの伝導性の高い固体高分子膜からなるイオン伝導膜１１を厚み方向の両側に設けた一対の触媒電極１２，１３で挟んだ構成になっており、図１（ｂ），図２（ｂ）においてイオン伝導膜１１の上側に形成された触媒電極１２が燃料極を構成し、イオン伝導膜１１の下側に形成された触媒電極１３が空気極を構成している。なお、各触媒電極１２，１３の外形は正方形状に形成されている。
【００２２】
ところで、燃料電池モジュール１は、アルミニウムのような導電性の高い材料により形成したテープ状の２つのリード端子１４およびアルミニウムのような導電性の高い材料により形成した３つのセル間接続端子１５が保持体１６に一体に設けられており、３つのセル間接続端子１５を利用して４つの燃料電池セル１０を直列に接続し、一方のリード端子１４（図２（ａ）における右側のリード端子１４）の一端部が４つの燃料電池セル１０の直列回路の負極側に接続され、他方のリード端子１４（図２（ａ）における左側のリード端子１４）の一端部が４つの燃料電池セル１０の直列回路の正極側に接続されるようになっている。ここにおいて、２つのリード端子１４の各他端部は保持体１６の外部に引き出されている。また、セル間接続端子１５は、断面コ字状に形成され、保持体１６を厚み方向の両側から挟む形で配設されている。
【００２３】
上述の燃料電池モジュール１には、図１（ｂ）における上面側に、撥水性を有する多孔質膜からなる気液分離膜２を介してガラス基板からなる燃料極側基板３が配設されており、図１（ｂ）における下面側に、ガラス基板からなる空気極側基板４が配設されている。なお、本実施形態では、上記各基板３，４としてガラス基板を用いているが、ガラス基板に限らず、例えばシリコン基板を用いるようにしてもよい。また、気液分離膜２の機能については後述する。
【００２４】
気液分離膜２は、図１および図３に示すように、燃料電池モジュール１と対向する側の面において各燃料極１２に対応する部位それぞれに、導電性材料からなる集電電極２２が形成されている。すなわち、気液分離膜２における燃料電池モジュール１との対向面には、４つの集電電極２２が２次元アレイ状に配列されている。ここに、集電電極２２には、孔２２ａが厚み方向に貫設されている。各集電電極２２は気液分離膜２の厚み方向において対向する燃料極（触媒電極）１２と電気的に接続される。さらに、各集電電極２２は、上述のリード端子１４ないしセル間接続端子１５と電気的に接続される接続端子２２ｂが連続一体に延設されている。なお、集電電極２２および接続端子２２ｂは、めっき法により形成してもよいし、あるいは金属基板をエッチングして形成し気液分離膜２へ貼着するようにしてもよい。
【００２５】
これに対して、空気極側基板４は、図１および図５に示すように、燃料電池モジュール１と対向する側の面において各空気極１３に対応する部位それぞれに、導電性材料からなる集電電極４２が形成されている。すなわち、空気極側基板４における燃料電池モジュール１との対向面には、４つの集電電極４２が２次元アレイ状に配列されている。ここに、各集電電極４２は空気極側基板４の厚み方向において対向する空気極（触媒電極）１３と電気的に接続される。また、各集電電極４２は、上述のリード端子１４ないしセル間接続端子１５と電気的に接続される接続端子４２ｂが連続一体に延設されている。なお、集電電極４２および接続端子４２ｂはスパッタ法により形成している。
【００２６】
上述の各接続端子２２ｂ，４２ｂを設けることにより、本実施形態の燃料電池は、図１（ａ）における右上の燃料電池セル１０の燃料極１２が図１（ａ）における右側のリード端子１４と、燃料極１２−集電電極２２−接続端子２２ｂ−図１（ａ）における右側のリード端子１４の経路で接続され、右上の燃料電池セル１０の空気極１３が右下の燃料電池セル１０の燃料極１２と、空気極１３−集電電極４２−接続端子４２ｂ−図２（ａ）における右側のセル間接続端子１５−接続端子２２ｂ−集電電極２２−燃料極１２の経路で接続されている。同様に、右下の燃料電池セル１０の空気極１３が左下の燃料電池セル１０の燃料極１２と、空気極１３−集電電極４２−接続端子４２ｂ−図２（ａ）における中央下のセル間接続端子１５−接続端子２２ｂ−集電電極２２−燃料極１２の経路で接続されている。また、同様に、左下の燃料電池セル１０の空気極１３が左上の燃料電池セル１０の燃料極１２と、空気極１３−集電電極４２−接続端子４２ｂ−図２（ａ）における左側のセル間接続端子１５−接続端子２２ｂ−集電電極２２−燃料極１２の経路で接続されている。また、左上の燃料電池セル１０の空気極１３は図１（ａ）における左側のリード端子１４と、空気極１３−集電電極４２−接続端子４２ｂ−図１（ａ）における左側のリード端子１４の経路で接続されている。したがって、リード端子１４，１４間に接続する外部回路には、４つの燃料電池セル１０の直列回路の両端電圧が印加されることになるのである。
【００２７】
上述の燃料極側基板３と気液分離膜２との間には、図１に示すように、上述の２種類の液体燃料が互いに異なる容器６ａ，６ｂ（図６（ａ）参照）から導入される２つの燃料用流路３ａ，３ｂと、混合液体燃料をそれぞれ２つずつの燃料電池セル１０へ供給する２つのＴ字状の混合燃料用流路３ｄ，３ｄ（図４（ａ）参照）とを有しており、各混合燃料用流路３ｄ，３ｄそれぞれにおいて２つの燃料用流路３ａ，３ｂが繋がる部分が両燃料用流路３ａ，３ｂの合流部を構成している。要するに、本実施形態の燃料電池では、燃料極側基板３と気液分離膜２とで、燃料供給部３０を構成している。
【００２８】
ここに、燃料供給部３０は、合流部において各燃料用流路３ａ，３ｂから流れ込む液体燃料の流線のベクトルが逆向きにならないように、各合流部の近傍において各液体燃料それぞれの流れの向きを変えて同一の向きにする１つの堰部３０ｃが設けられている。図１（ｃ）中の矢印は、それぞれ燃料用流路３ａ，３ｂから各合流部へ流れる液体燃料の流れを示している。なお、燃料極側基板３は、図４に示すように、各燃料用流路３ａ，３ｂそれぞれの一部を構成する個別燃料導入孔３０ａ，３０ｂが燃料極側基板３の厚み方向に貫設されており、燃料極側基板３における気液分離膜２との対向面には、燃料極側基板３となるガラス基板あるいはシリコン基板を加工することにより、各燃料用流路３ａ，３ｂそれぞれの残りの部分を形成するための個別燃料用溝３０ａ’，３０ｂ’が設けられている。また、燃料極側基板３における気液分離膜２との対向面には、燃料極側基板３となるガラス基板あるいはシリコン基板を加工することにより、各混合燃料用流路３ｄ，３ｄそれぞれを形成するための混合燃料用溝３０ｄ，３０ｄおよび堰部３０ｃが設けられている。
【００２９】
これに対して、上述の集電電極４２が設けられた空気極側基板４には、各燃料電池セル１０の空気極１３へ空気を供給する多数の通気孔４ａが形成されている。また、上述の気液分離膜２には、混合燃料供給路３ｄ，３ｄを、気液分離膜２と燃料極１２との間の空間に連通させる４つの微小な連通孔２ａが形成されている。
【００３０】
したがって、各燃料電池セル１０は、燃料用流路３ａを通して供給される液体有機燃料であるメタノールと燃料用流路３ｂを通して供給される液体燃料である水との混合液（例えば、数ｗｔ％のメタノール水溶液）が混合液体燃料として燃料極１２へ供給されるとともに、酸化剤としての空気が通気孔４ａを通して空気極１３へ供給されて、発電することになり、燃料極１２では二酸化炭素が発生し、空気極１３では水が発生する（燃料極１２で例えば１ｍｏｌの水が消費されると空気極１３では３ｍｏｌの水が発生する）。
【００３１】
ところで、本実施形態の燃料電池では、燃料極１２で発生した二酸化炭素を排出するために上述の気液分離膜２を設け、さらに燃料極側基板３に、気液分離膜２を透過した二酸化炭素を排出する多数の排気孔３１を形成してある。なお、本実施形態では、気液分離膜２と排気孔３１とで、燃料電池セル１０の燃料極１２で発生した二酸化炭素を排出する排出部を構成しており、各燃料電池セル１０で発生した二酸化炭素を排出部を通して外部へ排出することができ、各燃料電池セル１０の出力低下を防ぐことができる。
【００３２】
ここに、本実施形態の燃料電池では、燃料極１２で発生した二酸化炭素を、メタノール水溶液を循環させるためのポンプなどを用いず、燃料用流路３ａを通してメタノールを供給する燃料タンクである容器６ａ（図６（ａ）参照）内の圧力と燃料用流路３ｂを通して水を供給する燃料タンクである容器６ｂ（図６（ａ）参照）内の圧力と二酸化炭素の拡散のみを利用して排出するために、燃料極１２と気液分離膜２とを近接配置してある。
【００３３】
なお、水の表面張力は０．０７３Ｎ／ｍ程度であるが、水にメタノールを数％の割合で混合すると、混合液の表面張力はメタノールの表面張力とほとんど等しい値（０．０２０Ｎ／ｍ程度）まで下がるので、気液分離膜２がメタノール水溶液を透過させないようにするためには（つまり、混合液体燃料が気液分離膜２を通して外部へ漏れないようにするためには）、非常に高い撥水性を必要とする。そこで、気液分離膜２としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの耐薬品性および撥水性に優れた合成樹脂材料を用い、表面にパーフロロ基を有するのポリマーをコーティングする撥水処理を行ったり、表面をフッ素プラズマに曝す撥水処理を行うことが好ましい。撥水処理を行ってもメタノール水溶液が透過するようであれば、ポア径をさらに小さくする必要がある。また、気液分離膜２の撥水処理は気液分離膜２を燃料極側基板３に接着してから行うが、気液分離膜２の材料によっては燃料極側基板３に接着剤で接着できないことがあり、このような材料を選択した場合には接着する前に接着させる部位をプラズマなどによって粗面化処理すればよい。
【００３４】
また、燃料極側基板３には、各燃料用流路３ａ，３ｂを通る各液体燃料の流量（つまり、各液体燃料の供給量であって数μｌ／ｍｉｎ程度の流量）をそれぞれ調節する２つのノーマリクローズ型のマイクロバルブ（燃料制御用バルブ）５ａ，５ｂが接合されている。ここに、各マイクロバルブ５ａ，５ｂは燃料極側基板３に直に接合されているので、所謂デッドボリュームを少なくすることができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、燃料電池モジュール１の保持体１６と気液分離膜２と燃料極側基板３と空気極側基板４とで基体を構成している。つまり、基体は、複数種類の材料により形成されているので、本実施形態の燃料電池の各構成要素それぞれの特性や製造時の加工性に適した材料を用いることで製造が容易になる。
【００３６】
以上説明した本実施形態の燃料電池では、複数（４つ）の燃料電池セル１０と、燃料供給部３０と、各マイクロバルブ５ａ，５ｂとが同一基体に集積化されているので、燃料電池システムの小型化および軽量化を図ることができる。また、本実施形態の燃料電池では、上述の混合液体燃料の濃度が目標値に近づくように各マイクロバルブ５ａ，５ｂを制御する制御回路８（図６（ａ）参照）を設けてあるので、燃料電池セル１０の出力を安定化することが可能になる。ここに、制御回路８は、混合液体燃料の濃度が目標値に近づくように、各マイクロバルブ５ａ，５ｂそれぞれの開閉時間を制御するようになっている。なお、制御回路８を上記基体に集積化すれば、制御回路８を上記基体とは別途に設ける場合に比べて燃料電池システムの小型化を図ることができる。
【００３７】
ところで、本実施形態における燃料供給部３０は、上述のように各合流部において各燃料用流路３ａ，３ｂから流れ込む液体燃料の流線のベクトルが逆向きにならない（２つの流線のベクトルのなす角が鈍角ないし１８０度にならない、言い換えれば、一方の流線のベクトルを基準としたときに他方の流線のベクトルが上記一方の流線のベクトルと逆向きになる成分を含まない）ようにしてあり、２つの燃料用流路３ａ，３ｂが繋がる各合流部において各燃料用流路３ａ，３ｂから流れ込む液体燃料の流線のベクトルが逆向きにならないので、各燃料用流路３ａ，３ｂから流れ込む液体燃料の圧力差に起因して液体燃料の逆流が起こるのを抑制することができて、２種類の液体燃料が各合流部それぞれにて混合されやすくなるとともに混合液体燃料の濃度のばらつきが小さくなり、所定濃度の混合液体燃料を各燃料電池セル１０へ供給することが可能となる。したがって、本実施形態の燃料電池では、燃料電池セルの発電効率の低下を抑制することが可能となる。なお、上述の燃料供給部３０では、各合流部の近傍において各液体燃料それぞれの流れの向きを変えて同一の向きにする堰部３０ｃが設けられているので、各合流部に流れ込む各液体燃料の流れの向きが揃うこととなり、各燃料用流路３ａ，３ｂから流れ込む両液体燃料の圧力差に起因した液体燃料の逆流が起こりにくくなる。
【００３８】
（実施形態２）
本実施形態の燃料電池の基本構成は実施形態１と略同じであって、図７（ｂ）に示すように、燃料供給部３０における各燃料用流路３ａ，３ｂのうちの一方の燃料用流路３ｂの流路断面積を他方の燃料用流路３ａの流路断面積に比べて大きく形成することで上記一方の燃料用流路３ｂを主流路とするとともに、上記他方の燃料用流路３ａを支流路とし、主流路３ｂにおける合流部よりも下流側を混合液体燃料の流れる混合燃料用流路３ｄとしている点が相違し、他の構成は実施形態１と同じなので、実施形態１と同様の構成については図示および説明を省略する。ここに、合流部よりも上流側において主流路３ａと支流路３ｂとのなす角は鋭角となっている。なお、本実施形態では、実施形態１にて説明した個別燃料用溝３０ｂ’を図７（ａ）に示すようにＴ字状に分岐し、個別燃料用溝３０ａ’をＹ字状に分岐してある。
【００３９】
しかして、本実施形態の燃料電池における燃料供給部３０では、各合流部において各液体燃料の流線のベクトルが逆向きにならないうえに、主流路３ｂと支流路３ａとで各液体燃料の流速が異なるので、各液体燃料の逆流がより起こりにくくなり、主流路３ａを流れる液体燃料である水と支流路３ａを流れる液体燃料であるメタノールとがより混ざりやすくなる。したがって、各燃料電池セル１０へ所定濃度の混合液体燃料を安定して供給することが可能となって、燃料電池の出力が安定する。
【００４０】
（実施形態３）
本実施形態の燃料電池の基本構成は実施形態２と略同じであって、図８に示すように、燃料供給部３０における支流路（燃料用流路）３ａが合流部近傍において複数の流路に分割されている点が相違し、他の構成は実施形態２と同じなので、実施形態２と同様の構成については図示および説明を省略する。
【００４１】
本実施形態における支流路３ａは、合流部近傍に、複数の分散用壁３０ｆが並設されている。ここに、複数の分散用壁３０ｆは、燃料用基板３の厚み方向に直交する面内で支流路３ａ中の液体燃料の流れ方向に直交する方向に所定間隔で並設されている。
【００４２】
しかして、本実施形態の燃料電池では、支流路３ａから合流部へ流れ込む液体燃料が分散されて流れ込むので、主流路３ａを流れる液体燃料である水と支流路３ａを流れる液体燃料であるメタノールとがより混ざりやすくなる。したがって、各燃料電池セル１０へ所定濃度の混合液体燃料をより安定して供給することが可能となって、燃料電池の出力がより安定する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１における燃料電池を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は要部概略構成図である。
【図２】同上に用いる燃料電池モジュールを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】同上に用いる気液分離膜を示し、（ａ）は下面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】同上に用いる燃料極側基板を示し、（ａ）は下面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】同上に用いる空気極側基板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図６】同上における燃料電池システムの概略構成図である。
【図７】実施形態２を示し、（ａ）は燃料極側基板の要部下面図、（ｂ）は燃料用流路の要部概略構成図である。
【図８】実施形態３を示し、（ａ）は燃料極側基板の要部下面図、（ｂ）は燃料用流路の要部概略構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  燃料電池モジュール
２  気液分離膜
２ａ  連通孔
３  燃料極側基板
３ａ，３ｂ  燃料用流路
３ｃ  堰部
３ｄ  混合燃料用流路
４  空気極側基板
４ａ  通気孔
５ａ，５ｂ  マイクロバルブ
１０  燃料電池セル
１１  イオン伝導膜
１２  触媒電極（燃料極）
１３  触媒電極（空気極）
３０  燃料供給部
３１  排気孔
【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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