(57)【要約】【課題】   より高濃度の改質燃料をレスポンスよく改質できて、水素の発生量を増大させることができ、かつ燃料電池が搭載される装置等の小型化を促進できる改質水素発生器を提供すること。【解決手段】改質水素発生器１では、リボン１４に担持された触媒と液体燃料とが反応して水素が生じるが、同時に生成される水和物を、リボン１４の移動により液体燃料の反応部分から逃し、燃料供給部１０１からの液体燃料を、リボン１４の移動によって現れる部分、つまり水和物がない部分に供給する。このため、液体燃料の濃度を５０％と高くしても、親和物の影響が一切問題とならず、レスポンスよく反応させて水素の発生量を増大できる。しかも、液体燃料の濃度が高い分、液体燃料の量としては少なくてよいうえ、廃液も僅かであって廃液処理用の手段を不要にでき、この改質水素発生器１や燃料電池を搭載する装置の小型化を促進できる。【選択図】  図１    
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質用の触媒が担持されたリボンと、リボンの表面に液体燃料を供給する燃料供給部に対して前記リボンを移動させる移動手段とを備えていることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項２】
請求項１に記載の改質水素発生器において、前記リボンは、長手方向の一端側を巻き取ることで移動可能に設けられていることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の改質水素発生器において、前記触媒は、前記リボンを構成する親水性多孔質薄膜材料に担持されていることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の改質水素発生器において、前記リボンは、金属製であることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の改質水素発生器において、前記燃料供給部からの液体燃料は、燃料拡散部材を介して前記リボンに供給されることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の改質水素発生器において、前記燃料供給部は、前記リボンの幅方向にわたって複数の供給孔が設けられていることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の改質水素発生器において、前記リボンは、一方のリールから他方のリールに巻き取られるとともに、管状の前記燃料供給部が一対の前記リール間に配置されることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の改質水素発生器において、前記リボンは、無端状に連続していることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項９】
請求項８に記載の改質水素発生器において、前記リボンに付着した水和物を除去する除去手段が設けられていることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の改質水素発生器において、前記リボンは、耐熱性素材で形成され、このリボンにおける前記燃料供給部よりも下流側には、当該リボンを局所的に加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の改質水素発生器において、前記リボンは、長手方向に連続した抵抗性部材を含んで形成され、前記加熱手段は、前記抵抗性部材に対して上下流に配置されて接触する一対の電流印加用の電極を備えていることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の改質水素発生器において、少なくとも前記リボンが交換可能に設けられてカートリッジ化されていることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の改質水素発生器において、前記カートリッジには、液体燃料を貯留する貯留室と、この貯留室から液体燃料の供給を受ける管状の前記燃料供給部とが設けられていることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の改質水素発生器において、前記燃料供給部への液体燃料の供給は、前記燃料電池で発電された電気的エネルギで駆動される圧送手段、当該改質水素発生器で生じる水素の運動エネルギで駆動される圧送手段、および毛細管現象のうちのいずれかで行われることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項１５】
請求項１２ないし請求項１４のいずれかに記載の改質水素発生器において、前記移動手段用の駆動装置は、前記燃料電池で発電された電気的エネルギ、当該改質水素発生器で生じる水素の運動エネルギ、および液体燃料の減少によって生じる機械的エネルギのうちのいずれかで駆動されることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の改質水素発生器において、前記液体燃料は、水素化ホウ素ナトリウム水溶液、メタノール水溶液、デカリンのいずれかであることを特徴とする改質水素発生器。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の改質水素発生器において、前記触媒は、カーボン微粉体またはカーボンナノチューブに担持された白金であることを特徴とする改質水素発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改質水素発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、外部から燃料と酸素とを連続的に供給し、電気化学的に反応させて電気エネルギを取り出すものであり、他の発電方式に比べて高効率で二酸化炭素の排出量が少ないため、環境問題が顕著になっている近年注目されている。
例えば高分子電解質型燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell, PEFC)は、低い温度で動作が可能で起動時間が短く、小型化も可能である。この高分子電解質型燃料電池は、高分子固体電解質膜を空気側電極と燃料側電極とで挟んだ構造のＭＥＡ(Membrane Electrode Assembly)を備え、空気側電極に空気（酸素）を供給し、燃料側電極にメタノール水溶液や改質した水素などの燃料を供給することにより、電気化学的反応が起こり電力が発生する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、燃料電池での液体燃料として、改質燃料を用いた場合には、一旦改質器に供給し、ここでの触媒反応により水素発生させ、この水素を燃料電池に供給する必要がある。
このような改質燃料としては、例えば、水素化ホウ素ナトリウム水溶液等のボロハイドライドが知られている。水素化ホウ素ナトリウム水溶液において、その濃度は一般的に低濃度であり、２０％が上限とされている。２０％を越えると、触媒反応で生じる酸化ホウ素の水和物が固体状に残ってしまい、改質レスポンスを低下させるのである（例えば、非特許文献１参照）。
また、改質燃料としてメタノール水溶液等のアルコール系燃料や、デカリン等の有機ハイドライドを用いた場合にも、濃度の差はあれ、高濃度で用いた場合に、同様な問題が生じる。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６２１３２号公報
【非特許文献１】携帯機器用燃料電池の実用化 技術情報協会 第８３頁〜第９０頁（2002年10月30日発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、低濃度の改質燃料を用いた場合、水素の発生量には限界がある。例えば、５０％濃度の改質燃料では、体積換算にして約１０００倍（１気圧）の水素が生じるが、従来の２０％濃度の改質燃料では、約３００〜５００倍（１気圧）の水素が生じるのみである。
【０００６】
また、濃度が低い分、改質燃料を貯留する部分の容量も大きくする必要があり、燃料電池を搭載した装置の小型化が阻害される。しかも、低濃度の改質燃料では、多量の廃液が生じるため、この廃液処理用の部分を設ける必要があり、この点でも装置の小型化が阻害される。
【０００７】
本発明の目的は、より高濃度（例えば、５０％程度）の改質燃料をレスポンスよく改質できて、水素の発生量を増大させることができ、かつ燃料電池が搭載される装置等の小型化を促進できる改質水素発生器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の改質水素発生器は、改質用の触媒が担持されたリボンと、リボンの表面に液体燃料を供給する燃料供給部に対して前記リボンを移動させる移動手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
このような本発明によれば、リボンに担持された触媒と液体燃料（改質燃料）とが反応して水素が生じるのであるが、同時に生成される水和物は、リボンが移動することで共に移動し、液体燃料の反応部分から逃れるため、燃料供給部からの液体燃料は、リボンの移動によって現れる新たな部分、つまり、水和物がない部分に供給されて触媒と反応するようになり、触媒反応が常にレスポンスよく行われる。従って、液体燃料の濃度を高くしても、水和物の影響が一切問題とならず、水素の発生量が大幅に増大する。しかも、液体燃料の濃度が高い分、液体燃料の量としては少なくてよいうえ、廃液も僅かであって廃液処理用の手段が簡素化されるから、この改質水素発生器や燃料電池を搭載する装置の小型化が促進される。
【００１０】
本発明の改質水素発生器では、前記リボンは、長手方向の一端側を巻き取ることで移動可能に設けられていることを特徴とする。
このような本発明によれば、リボンが巻取式であるから、長尺なリボンでもコンパクトに収まるようになり、配置効率が良好である。
【００１１】
本発明の改質水素発生器は、前記触媒は、前記リボンを構成する親水性多孔質薄膜材料に担持されていることを特徴とする。
このような本発明によれば、触媒が担持された親水性多孔質薄膜材料には、供給される液体燃料もが染み入るようになって含浸される。このため、液体燃料が親水性多孔質薄膜材料に良好に留まるようになり、触媒との反応効率が向上する。
ここで、リボン自体が親水性多孔質薄膜材料で形成されていてもよく、非多孔性の材料でリボンが形成されている場合には、リボンに対して同じ長さの親水性多孔質薄膜材料を貼り付けてもよい。
【００１２】
本発明の改質水素発生器では、前記リボンは、金属製であることを特徴とする。
このような本発明によれば、リボンの耐久性が向上する。
この際、触媒は、リボンに多数の孔を穿設して多孔質状に形成し、この孔に担持されていてもよく、非多孔質のリボンの表面に固着されていてもよい。
また、金属材料としては、Ｐｔ系、Ｎｉ−Ｍｇ、ラネーＮｉ等を適用できる。
【００１３】
本発明の改質水素発生器では、前記燃料供給部からの液体燃料は、燃料拡散部材を介して前記リボンに供給されることを特徴とする。
このような本発明によれば、供給された液体燃料が燃料拡散部材によって拡散するので、リボンの幅方向の全体にわたって略均一に液体燃料が接触するようになり、触媒との反応がさらに良好に行われるようになる。
【００１４】
本発明の改質水素発生器では、前記燃料供給部は、前記リボンの幅方向にわたって複数の供給孔が設けられていることを特徴とする。
このような本発明においても、燃料供給部に設けられた複数の供給孔から燃料が供給されることにより、リボンの幅方向の全体にわたって略均一に液体燃料が接触するようになるから、やはり触媒との反応が良好に行われるようになる。
【００１５】
本発明の改質水素発生器では、前記リボンは、一方のリールから他方のリールに巻き取られるとともに、管状の前記燃料供給部が一対の前記リール間に配置されることを特徴とする。
このような本発明によれば、管状の燃料供給部が一対のリール間に配置されることで、互いに平面的に重なって配置されるようになり、配置効率が向上する。
【００１６】
本発明の改質水素発生器では、前記リボンは、無端状に連続していることを特徴とする。
このような本発明によれば、リボンが無端状であるため、リボンを移動させることで繰り返し使用されるようになり、経済的である。
【００１７】
本発明の改質水素発生器では、前記リボンに付着した水和物を除去する除去手段が設けられていることを特徴とする。
このような本発明によれば、リボンに付着した水和物が除去手段で除去されるので、リボンを繰り返し使用しても、触媒反応が衰えにくいから、経済的で、かつ水素の発生が良好に維持される。
【００１８】
本発明の改質水素発生器では、前記リボンは、耐熱性素材で形成され、このリボンにおける前記燃料供給部よりも下流側（リボンの移動方向の先端側）には、当該リボンを局所的に加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする。
このような本発明によれば、供給された液体燃料とこれに接触した触媒とが加熱手段で加熱されるので、触媒反応が促進される。つまり、液体燃料として、メタノール水溶液等のアルコール系液体燃料や、デカリン等の有機ハイドライドが使用可能である。
【００１９】
本発明の改質水素発生器では、前記リボンは、長手方向に連続した抵抗性部材を含んで形成され、前記加熱手段は、前記抵抗性部材に対して上下流に配置されて接触する一対の電流印加用の電極を備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、電極に電流を印可することで抵抗性部材が加熱されるから、液体燃料が供給された部分の加熱が確実に行われるようになる。
【００２０】
本発明の改質水素発生器では、少なくとも前記リボンが交換可能に設けられてカートリッジ化されていることを特徴とする。
このような本発明によれば、触媒機能が衰えた場合にはリボンを交換すればよく、使い勝手が格段に向上する。
【００２１】
本発明の改質水素発生器では、前記カートリッジには、液体燃料を貯留する貯留室と、この貯留室から液体燃料の供給を受ける管状の前記燃料供給部とが設けられていることを特徴とする。
このような本発明によれば、液体燃料およびリボンを使い切るタイミングを予め調整しておけば、燃料補給とリボン交換とが同時に行われるようになり、使い勝手がさらに向上する。
【００２２】
本発明の改質水素発生器では、前記燃料供給部への液体燃料の供給は、前記燃料電池で発電された電気的エネルギで駆動される圧送手段、当該改質水素発生器で生じる水素の運動エネルギで駆動される圧送手段、および毛細管現象のうちのいずれかで行われることを特徴とする。
このような本発明によれば、外部からのエネルギによって液体燃料を圧送する必要がないので、燃料電池が搭載される装置の小型化および簡素化がより促進される。
【００２３】
本発明の改質水素発生器では、前記移動手段用の駆動装置は、前記燃料電池で発電された電気的エネルギ、当該改質水素発生器で生じる水素の運動エネルギ、および液体燃料の減少によって生じる機械的エネルギのうちのいずれかで駆動されることを特徴とする。
このような本発明でも、外部からのエネルギによってリボンを移動させる必要がないので、前述と同様に、装置の小型化および簡素化がより促進される。
【００２４】
本発明の改質水素発生器では、前記液体燃料は、水素化ホウ素ナトリウム水溶液、メタノール水溶液、デカリンのいずれかであることを特徴とする。
このような本発明によれば、一般的に入手可能な液体燃料を用いるから、汎用性が高い。
【００２５】
本発明の改質水素発生器では、前記触媒は、カーボン微粉体またはカーボンナノチューブに担持された白金であることを特徴とする。
このような本発明によれば、そのような白金は優れた触媒反応を示すうえ、そのような担持物質を介してリボンの多孔部分へ担持されることにより、脱落等の心配がなくて、信頼性が高い。
【発明の効果】
【００２６】
このような発明によれば、より高濃度（例えば、５０％程度）の改質燃料をレスポンスよく改質できて、水素の発生量を増大させることができ、かつ燃料電池が搭載される装置等の小型化を促進できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第２実施形態以降において、次説する第１実施形態と同じ構成部材または同様な機能部材には同一符合を付し、第２実施形態以降でのそれらの説明を省略または簡略化する。
【００２８】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る改質水素発生器１を示す模式図、図２は、改質水素発生器１の要部を示す断面図である。
【００２９】
改質水素発生器１は、液体燃料（改質燃料）を触媒によって改質して水素を生じさせ、図示しない燃料電池に供給するものであり、当該燃料電池が搭載された装置、例えば、ＰＤＡなどの携帯端末、携帯電話などの小型通信機器、パーソナルコンピュータなどに着脱自在に設けられたカートリッジタイプである。本実施形態で用いられる液体燃料としては、高濃度（約５０％）の水素化ホウ素ナトリウム水溶液である。触媒としては、白金Ｐｔ、ルテニウムＲｕ、ロジウムＲｈなどの白金属、コバルトＣｏ、ニッケルＮｉ、フッ素化処理した水素吸蔵合金などを採用できるが、本実施形態では、カーボン微粉体またはカーボンナノチューブに担持された白金Ｐｔを使用している。
【００３０】
具体的に、改質水素発生器１は、合成樹脂製で箱状のケース１１を備えており、ケース１１内には、回転可能な一対のリール１２，１３（繰出リール１２、巻取リール１３）が設けられている。繰出リール１２には、前記触媒が担持された長尺（例えば、数メートル）のリボン１４が巻回されており、移動手段としての巻取リール１３には、リボン１４の長手方向の一端側が巻き取られるようになっている。この巻取リール１３の回転軸１３Ａには、前記装置側に設けられた電動モータ１００の回転軸が係合し、これによって巻取リール１３が回転駆動され、また、繰出リール１２もリボン１４を介して従動的に回転する。この電動モータ１００の電源としては、前記燃料電池で発電された電気的エネルギが利用されている。
【００３１】
ただし、電動モータ１００の代わりに、巻取リール１３を回転駆動可能な小型の各種アクチュエータ（圧電アクチュエータ、静電ゲルアクチュエータ、形状記憶合金アクチュエータ等）を用いてもよい。また、これらの駆動装置は、装置側に設けられる場合に限らず、改質水素発生器１側に搭載されていてもよい。この場合には、改質水素発生器１の取付と同時に、電気的な接点を介して燃料電池から駆動装置へ電気的エネルギが供給される構造を採用できる。
【００３２】
リボン１４は、親水性多孔質薄膜材料から形成され、その多孔質部分に触媒が担持された構造である。リボン１４の他の材料としては、Ｐｔ系、Ｎｉ−Ｍｇ、ラネーＮｉ等の金属材料であってもよい。このような場合には、多数の孔を設けることで多孔質にし、その部分に触媒を担持させてもよいが、多孔質とせず、リボン１４表面に触媒を固着させてもよい。また、リボン１４を二層構造とし、一方を親水性多孔質薄膜材料で、他方を金属素材で形成し、親水性多孔質薄膜材料側に触媒を担持させてもよい。このようなリボン１４は、繰出リール１２から巻取リール１３まで一対のガイドローラ１５にガイドされながら移動し、図２にも示すように、ガイドローラ１５間の直線部分の途中で液体燃料の供給を受ける。
【００３３】
この際、液体燃料は、装置に設けられた貯留室から環状の燃料供給部１０１を介してリボン１４の表面に供給される。つまり、ケース１１には、開口部１１Ａが設けられ、この開口部１１Ａを通して燃料供給部１０１がリボン１４と対向する。この燃料供給部１０１の先端には、リボン１４との間に介装されるようにして燃料拡散部材１０２が設けられている。燃料拡散部材１０２は、スポンジ状の多孔質材料で形成され、リボン１４の幅方向の全体にわたって接触する大きさを有している。従って、この燃料拡散部材１０２を介して液体燃料が供給されることで、液体燃料がリボン１４の幅方向に満遍なく供給されるようになる。また、燃料供給部１０１への液体燃料の供給は、図示しないマイクロポンプ等の圧送手段により行われ、圧送手段を駆動するための電気的エネルギの供給は、燃料電池から行われる。
【００３４】
そして、供給された液体燃料は、リボン１４に染み入り、担持された触媒と反応し、改質されて多量の水素を発生させる。発生した水素は、開口部１１Ａから装置側の流通部１０３を通して燃料電池側に送り出される。
一方、液体燃料の改質により、酸化ホウ素の水和物も生じ、これが固形化してリボン１４の表面に付着する。このために、本実施形態では、改質が行われている間は、巻取リール１３を回転させ、リボン１４を巻き取って液体燃料の反応部分から水和物を逃がし、水和物の付着していない部分に液体燃料を供給するようにしている。
さらに、本実施形態では、廃液が殆ど生じないため、廃液処理用の手段が設けられていない。
【００３５】
従って、本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）すなわち、改質水素発生器１では、リボン１４に担持された触媒と液体燃料とが反応して水素が生じるのであるが、同時に生成される水和物は、リボン１４が移動することで共に移動し、液体燃料の反応部分から逃れるため、燃料供給部１０１からの液体燃料を、リボン１４の移動によって現れる新たな部分、つまり、水和物がない部分に供給して触媒と反応させることができ、触媒反応を常にレスポンスよく行える。従って、液体燃料の濃度を５０％と高くしても、水和物の影響が一切問題とならず、水素の発生量を大幅に増大できる。しかも、液体燃料の濃度が高い分、液体燃料の量としては少なくてよいうえ、廃液も僅かであって廃液処理用の手段を簡素化あるいは不要にでき、この改質水素発生器１や燃料電池を搭載する装置の小型化を促進できる。
【００３６】
（２）リボン１４は、繰出リール１２から解けて巻取リール１３に巻かれる巻取式であるから、長尺なリボン１４でもケース１１内にコンパクトに収めることができ、配置効率を良好にできる。
【００３７】
（３）リボン１４は親水性多孔質薄膜材料で形成され、その多孔質部分に触媒が担持されているので、この触媒が担持された親水性多孔質薄膜材料には、供給される液体燃料を染み込ませることができる。このため、液体燃料を親水性多孔質薄膜材料に良好に留まらせておくことができ、触媒との反応効率を向上させることができる。
なお、これに対して、リボン１４が金属製である場合には、リボンの耐久性を向上させることができ、金属と親水性多孔質薄膜材料との二層構造である場合には、その両方の効果を得ることができる。
【００３８】
（４）燃料供給部１０１の先端には燃料拡散部材１０２が設けられ、この燃料拡散部材１０２を介して液体燃料がリボン１４に供給されるので、リボン１４の幅方向の全体にわたって略均一に液体燃料を接触させることができ、触媒との反応をさらに良好にできる。
【００３９】
（５）燃料供給部１０１への液体燃料の供給は、燃料電池で発電された電気的エネルギで駆動される圧送手段によって行われるので、一次電池等の外部からのエネルギによって液体燃料を圧送する必要がなく、燃料電池が搭載される装置の小型化および簡素化をより促進できる。
ただし、液体燃料の供給を、改質水素発生器１で生じる水素の運動エネルギ（燃料電池側への流れ）で駆動される圧送手段であってもよく、管状とされた燃料供給部１０１の毛細管現象によって行ってもよく、同様な効果を得ることができる。
【００４０】
（６）巻取リール１３を回転させる電動モータ１００は、燃料電池で発電された電気的エネルギで駆動されるため、前述と同様に、外部からのエネルギによってリボン１４を移動させる必要がなく、この点からも、装置の小型化および簡素化をさらに促進できる。
なお、巻取リール１３を、改質水素発生器１で生じる水素の運動エネルギや、貯留室内での液体燃料の減少によって生じる機械的エネルギで駆動してもよく、この場合も、同様な効果を得ることができる。また、巻取リール１３の駆動装置を改質水素発生器１内に設けた場合にも、同様な効果が得られる。
【００４１】
（７）改質水素発生器１はカートリッジ化されているため、装置から外すことでリボンを交換できる。従って、触媒機能が衰えた場合には、改質水素発生器１ごと交換し、リボン１４として新たなものを使用すればよく、使い勝手を格段に向上させることができる。
【００４２】
（８）液体燃料は水素化ホウ素ナトリウム水溶液であるから、一般的に容易に入手でき、汎用性が高い。
【００４３】
（９）触媒として白金を用いているので、水素化ホウ素ナトリウム水溶液に対して優れた触媒反応を示すことができ、水素を効率的に生成できる。また、白金は、カーボン微粉体またはカーボンナノチューブに担持されているため、そのような担持物質を介してリボン１４の多孔部分へ担持されることにより、リボン１４からの脱落等を効果的に防止でき、信頼性が高い。
【００４４】
〔第２実施形態〕
図３には、本発明の第２実施形態に係る改質水素発生器２が示されている。この改質水素発生器２では、管状の燃料供給部１０１が途中で折曲し、一対のリール１２，１３間に配置され、よって液体燃料がリボン１４の反対側の表面に供給されるようになっている。その他の構成は、第１実施形態と略同じである。
【００４５】
このような第２実施形態では、その特有の構成により、以下の効果がある。
（10）すなわち、管状の燃料供給部１０１が一対のリール１２，１３間に配置されているので、改質水素発生器２と燃料供給部１０１とを互いに平面的に重ねて配置でき、配置効率を一層向上させることができる。
【００４６】
〔第３実施形態〕
図４には、本発明の第３実施形態に係る改質水素発生器３が示されている。なお、図４では、燃料供給部等の図示を省略してある。改質水素発生器３では、リボン１４が無端状（エンドレス）とされ、ガイドローラ１５間に巻回されて移動する。この移動にあたっては、移動手段としての一対の駆動ローラ１６が電動モータ１００で駆動される。一方の駆動ローラ１６は、他方の駆動ローラ１６との間で糸巻き式により回転するが、一対の駆動ローラ１６を駆動する際の動力伝達方式は任意であり、歯車を組み合わせた輪列方式であってもよい。また、駆動ローラ１６の数も任意であり、３つ以上であってもよく、１つでもよい。
【００４７】
また、改質水素発生器３には、リボン１４に付着した水和物を除去する除去手段１７が設けられている。この除去手段１７は、スポンジ状の接触部材１８に水等の洗浄液を染み込ませた構成であり、本実施形態では３槽に分けて設けられている。つまり、リボン１４を順次接触部材１８に接触させることで、リボン１４の送り方向の上流側の槽では水和物の荒取りを行い、より下流側の槽で水和物を確実に除去するようになっている。勿論、除去手段１７での槽数も任意であり、この限りではない。
【００４８】
このような第３実施形態では、その特有の構成により、以下の効果がある。
（11）すなわち、改質水素発生器３では、リボン１４が無端状であるため、リボン１４を移動させることで繰り返し使用でき、経済的である。
【００４９】
（12）しかも、改質水素発生器３には水和物を除去する除去手段１７が設けられているので、リボン１４に付着した水和物を確実に除去でき、リボン１４を繰り返し使用しても、触媒反応が衰えにくい。従って、この点からも、経済的であるうえ、かつ水素の発生を良好に維持できる。
【００５０】
〔第４実施形態〕
図５には、本発明の第４実施形態に係る改質水素発生器４が示されている。改質水素発生器４では、ケース１１内に液体燃料の貯留室１９が一体に設けられており、管状の燃料供給部１０１も内蔵されている。貯留室１９は、圧力室となっており、ばね２０で押圧されたシールプレート２１が液体燃料の減少に伴って移動することで、液体燃料に常時圧力がかけられている。このために、ケース１１には、大気開放用の小孔１１Ｂが穿設され、シールプレート２１の移動が妨げられないようになっている。燃料供給部１０１は、リール１２，１３間に配置されて貯留室１９と連通しており、液体燃料の圧力および燃料供給部１０１自身の毛細管現象によって液体燃料を供給する。
【００５１】
また、改質水素発生器４には、巻取リール１３を駆動するための駆動装置２２が設けられている。駆動装置２２は、シールプレート２１に設けられて共に移動するラック２３と、貯留室１９の隔壁を貫通したラック２３に噛合するピニオンギア２４と、ピニオンギア２４に噛合する第１伝え車２５と、第１伝え車２５に噛合する第２伝え車２６とを備え、第２伝え車２６が巻取リール１３の回転軸１３Ａに設けられたかな１３Ｂと噛合している。ここで、ラック２３から巻取リール１３までは増速されており、液体燃料が使い切ると同時に、つまりシールプレート２１が最も移動した時点で、リボン１４が完全に巻き取られるように増速比が設定されている。
【００５２】
さらに、本実施形態では、燃料供給部１０１の基端側に切換弁１０４が設けられている。この切換弁１０４は、貫通孔を有したスプール１０５と、スプール１０５を押圧するばね１０６とで構成されている。このような切換弁１０４では、ケース１１内での水素発生量が少ない場合には、スプール１０５の一端側に作用するケース１１内の内圧Ｐが小さいため、ばね１０６がスプール１０５を図示状態に位置させ、液体燃料の供給を促す。燃料の供給に伴って改質が行われ、水素の発生量が増加して内圧Ｐが上昇すると、ばね１０６のばね力を越えた時点でスプール１０５がばね１０６に抗して押し戻され、燃料供給部１０１が遮断されて液体燃料の供給が止められるようになっている。なお、切換弁１０４の構造はこれに限定されるものではなく、ケース１１内の圧力Ｐと貯留室１９内の液体燃料の圧力との差圧によって開閉する構造であってもよく、また、外部からの開閉信号によって開閉する構造であってもよい。
【００５３】
このような第４実施形態では、その特有の構成により、以下の効果がある。
（13）すなわち、カートリッジとされた改質水素発生器４には、液体燃料を貯留する貯留室１９および燃料供給部１０１が一体に設けられているため、液体燃料およびリボンを使い切るタイミングを駆動装置２２の増速比によって予め調整しておけば、燃料補給とリボン１４の交換とを同時にでき、使い勝手をさらに向上させることができる。
【００５４】
（14）駆動装置２２は、液体燃料の減少によって生じるシールプレート２１の動き、つまりシールプレート２１から得られる機械的エネルギで駆動されるため、やはり、一次電池等の電源を不要にでき、改質水素発生器４等の小型化および省エネルギ化を促進できる。
【００５５】
（15）さらには、液体燃料は、ばね２０およびシールプレート２１で加圧されること、および燃料供給部１０１の毛細管現象によって送出されるから、電動ポンプ等が不要であり、この点でも、小型かおよび省エネルギ化を図ることができる。しかも、燃料供給部１０１の毛細管現象を利用することで、液体燃料が極僅かとなって圧力がかからなくなった場合でも、液体燃料を略最後まで送出でき、無駄が生じない。
また、燃料供給部１０１には切換弁１０４が設けられているので、十分に水素が発生し、ケース１１内の内圧Ｐが上昇した状態では、それ以上の液体燃料の供給を止めることができ、無駄な燃料の消費を防止できる。
【００５６】
〔第５実施形態〕
図６、図７には、本発明の第５実施形態に係る改質水素発生器５が示されている。この改質水素発生器５において、リボン１４は、耐熱性素材で形成されて触媒が担持された外側の触媒担持部材１４Ａと、電気的な抵抗性を有する素材で形成された内側の抵抗性部材１４Ｂとで構成され、互いが長尺で同幅とされて貼り合わされた構造である。このリボン１４における燃料供給部１０１よりも下流側（リボン１４の移動方向の下流側）には、リボン１４を局所的に加熱する加熱手段２７が設けられている。
【００５７】
加熱手段２７は、先端がリボン１４の抵抗性部材１４Ｂと接触した電流印加用の電極２８，２９を備え、これらの間が絶縁部材３０となっている。電極２８，２９はそれぞれ、抵抗性部材１４Ｂに対して上流側と下流側とで対峙する用に配置されている。そして、電極２８，２９に電流を印可すると、抵抗性部材１４Ｂで発熱し（図７の網掛け部分参照）、リボン１４が局所的に加熱される。そして、このような電極２８，２９への電気エネルギの供給も、改質水素発生器５をセットした時の接点の接触により、燃料電池から得られるようになっている。
【００５８】
また、本実施形態での液体燃料としては、メタノール水溶液等のアルコール系液体燃料、およびデカリン等の有機ハイドライドを使用できるが、ここでは、メタノール水溶液と並んで入手が容易なデカリンが使用されている。
【００５９】
このような第５実施形態では、その特有の構成により、以下の効果がある。
（16）すなわち、改質水素発生器５でのリボン１４は、耐熱性素材の触媒担持部材１４Ａおよび抵抗性部材１４Ｂで構成され、このリボン１４が局所的に加熱手段２７で加熱されるので、ここに供給された液体燃料、および担持されてある触媒をも加熱でき、触媒反応を促進さできる。つまり、液体燃料として、アルコール系液体燃料や、有機ハイドライドを有効に使用できる。
【００６０】
（17）特に、加熱手段２７は、抵抗性部材１４Ｂに対して接触する一対の電流印加用の電極２８，２９を備えているため、電極２８，２９に電流を印可することで抵抗性部材１４Ｂを加熱でき、液体燃料が供給された部分を確実に加熱できる。
【００６１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記第各実施形態では、燃料供給部１０１の先端には燃料拡散部材１０２が設けられ、これによって液体燃料がリボン１４の幅方向にわたって満遍なく供給されるようになっていたが、これに限らず、図８に示すように、燃料供給部１０１の先端部分に、リボン１４の幅方向に渡って液体燃料を供給できる複数の供給孔１０１Ａを設けてもよく、この構成でも、前述した（４）の効果を同様に得ることができる。
ただし、このような供給孔１０１Ａを有した供給部１０１と前記燃料拡散部材１０２とを組み合わせて用いてもよい。
【００６２】
前記第５実施形態では、リボン１４が触媒担持部材１４Ａおよび抵抗性部材１４Ｂで構成されていたが、いずれか一方のみで構成されている場合でも本発明に含まれる。そして、触媒担持部材１４Ａのみを使用する場合であって、触媒担持部材１４Ａが導電性を有する場合には、加熱手段２７を用いることができないため、ヒータ等の加熱手段が採用される。反対に、抵抗性部材１４Ｂのみを使用する場合には、これに触媒を担持させる必要がある。
【００６３】
また、本発明の移動手段や液体燃料の圧送手段を駆動するためのエネルギとしては、燃料電池からの電気的エネルギの他、発生した水素の流れを利用して（運動エネルギの利用）インペラを回転させ、この回転力で駆動してもよい。
【００６４】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る改質水素発生器を示す模式図。
【図２】第１実施形態の要部を示す断面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る改質水素発生器を示す模式図。
【図４】本発明の第３実施形態に係る改質水素発生器を示す模式図。
【図５】本発明の第４実施形態に係る改質水素発生器を示す模式図。
【図６】本発明の第５実施形態に係る改質水素発生器を示す模式図。
【図７】第５実施形態の要部を示す断面図。
【図８】本発明の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１，２，３，４，５…改質水素発生器、１４…リボン、１０１…燃料供給部、１３…移動手段である巻取リール、１６…移動手段である駆動ローラ、１０２…燃料拡散部材、１０１Ａ…供給孔、１０３…繰出リール、１７…除去手段、２７…加熱手段、１４Ｂ…抵抗性部材、２８，２９…電極、２２…駆動装置。
【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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