(57)【要約】【課題】  毛管力を利用して液体燃料を燃料電池本体の電極に供給するパッシブ型の燃料電池において、新鮮な液体燃料の安定的な供給と、発電効率の向上を発揮することができる燃料電池を提供する。【解決手段】  液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽１０と、該燃料貯蔵槽１０の液体燃料を電極２０に供給せしめる燃料供給体３０と、上記電極２０で消費された廃燃料を回収する廃燃料回収槽４０とを具備してなる燃料電池Ａであって、燃料吸蔵体１０ａの毛管力（ＴA）は燃料吸蔵体１０ａの高さを支えることのできる毛管力であり、燃料供給体３０の毛管力（ＴD）は燃料吸蔵体１０ａから液体燃料を吸引できる以上の毛管力であり、廃燃料回収体４０ａの廃燃料を回収する毛管力（ＴF）は燃料吸蔵体１０ａの液体燃料を支える毛管力よりも大きく、かつ、電極２０で消費された廃燃料を強制的に回収する毛管力を有する構成とする。【選択図】図１
2007042380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を貯蔵する毛管力を有する燃料吸蔵体を備えた燃料貯蔵槽と、該燃料貯蔵槽の液体燃料を燃料電池本体の電極に供給せしめる燃料供給体と、上記燃料電池本体の電極で消費された廃燃料を回収する毛管力を有する廃燃料回収体を備えた燃廃燃料回収槽とを具備した燃料電池であって、上記燃料吸蔵体の毛管力（ＴA）は燃料吸蔵体の高さ（Ｈ１）の液体燃料を支えることのできる毛管力であり、上記燃料供給体の毛管力（ＴD）は燃料吸蔵体から液体燃料を吸引できる毛管力以上の毛管力であり、上記廃燃料回収体の毛管力（ＴF）は燃料吸蔵体の液体燃料を支える毛管力よりも大きく、かつ、燃料電池本体の電極で消費された廃燃料を強制的に回収する毛管力を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
燃料吸蔵体の毛管力（ＴA）は、燃料吸蔵体の高さ（Ｈ１）と、燃料電池本体の電極に液体燃料を供給する燃料供給体の高さ（Ｈ２）との合計の高さ〔Ｈ１＋Ｈ２〕の液体燃料を支えることのできる毛管力である請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
燃料吸蔵体は、多孔質体又は繊維束体からなる請求項１又は２記載の燃料電池。
【請求項４】
繊維束体からなる燃料吸蔵体は、１〜１５デニールの合成樹脂繊維の単独又は混合を収束させたものからなる請求項３記載の燃料電池。
【請求項５】
合繊樹脂繊維がポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール、アクリル樹脂からなる繊維の単独又は２種以上の組み合わせからなる請求項４記載の燃料電池。
【請求項６】
燃料供給体の毛管力（ＴD）は、燃料吸蔵体の毛管力（ＴA）、燃料吸蔵体の高さ（Ｈ１）及び燃料吸蔵体から燃料電池本体の電極に液体燃料を供給する燃料供給体までの距離の高さ（Ｈ２）の液体燃料を支えることのできる毛管力である請求項１〜５の何れか一つに記載の燃料電池。
【請求項７】
燃料供給体は、多孔質体又は繊維束体からなる請求項６記載の燃料電池。
【請求項８】
燃料供給体は円筒形状に収束させた繊維束体からなる請求項７又は８記載の燃料電池。
【請求項９】
繊維束体からなる燃料供給体は、１〜１５デニールの合成樹脂繊維の単独又は混合を収束させたものからなる請求項７又は８記載の燃料電池。
【請求項１０】
合繊樹脂繊維がポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール、アクリル樹脂からなる繊維の単独又は２種以上の組み合わせからなる請求項９記載の燃料電池。
【請求項１１】
燃料供給体の径は、燃料貯蔵体の径よりも小さい請求項１〜１０の何れか一つに記載の燃料電池。
【請求項１２】
廃燃料回収体の毛管力（ＴF）は、燃料吸蔵体の毛管力（ＴA）、燃料吸蔵体の高さ（Ｈ１）、燃料吸蔵体から燃料電池本体の電極に液体燃料を供給する燃料供給体までの高さ（Ｈ３）、廃燃料回収体の高さ（Ｈ４）の液体燃料を吸引できる毛管力を有している請求項１〜１１の何れか一つに記載の燃料電池。
【請求項１３】
燃料回収体は、多孔質体又は繊維束体からなる請求項１２記載の燃料電池。
【請求項１４】
繊維束体からなる燃料回収体は、１〜１５デニールの合成樹脂繊維の単独又は混合を収束させたものからなる請求項１３記載の燃料電池。
【請求項１５】
合繊樹脂繊維がポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール、アクリル樹脂からなる繊維の単独又は２種以上の組み合わせからなる請求項１４記載の燃料電池。
【請求項１６】
燃料貯蔵槽の液体燃料を供給する燃料供給体が燃料電池本体の電極に備えている請求項１〜１５の何れか一つに記載の燃料電池。
【請求項１７】
燃料貯蔵槽及び廃燃料回収槽が交換可能なカートリッジ構造体である請求項１〜１６の何れか一つに記載の燃料電池。
【請求項１８】
液体燃料がメタノール液、エタノール液、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液、ショ糖水溶液から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜１７の何れか一つに記載のである燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ノート型パソコン、ＰＤＡ、デジタルカメラ及び電子手帳などの携帯用電子機器の電源として用いられる小型の燃料電池に関し、更に詳しくは、毛管力を利用して液体燃料を燃料電池本体の電極に供給するパッシブ型の燃料電池において、新鮮な液体燃料の安定的な供給と、発電効率の向上を発揮することができる燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料電池は、空気電極層、電解質層及び燃料電極層が積層された燃料電池セルと、燃料電極層に還元剤としての燃料を供給するための燃料供給部と、空気電極層に酸化剤としての空気を供給するための空気供給部とからなり、燃料と空気中の酸素とによって燃料電池セル内で電気化学反応を生じさせ、外部に電力を得るようにした電池であり種々の形式のものが開発されている。
【０００３】
近年、環境問題や省エネルギーに対する意識の高まりにより、クリーンなエネルギー源としての燃料電池を、各種用途に用いることが検討されており、特に、メタノールと水を含む液体燃料を直接供給するだけで発電できる燃料電池が注目されてきている（例えば、特許文献１及び２参照）。
これらの中でも、液体燃料の供給に毛管力を利用したパッシブ方式の各液体燃料電池等が知られている（例えば、特許文献３〜８参照）。
これらの各特許文献に記載されるパッシブ方式の燃料電池は、燃料タンクから液体燃料を毛管力で燃料極に供給するため、液体燃料を圧送するためのポンプや電磁弁を必要としないなど小型化に際してメリットがある。
【０００４】
しかしながら、このような単に燃料貯蔵槽に設けられた、多孔体及び／又は繊維束体の毛管力だけを利用した燃料供給システムの燃料電池は、構成上は小型化に適するものの、使用済み廃燃料をどのような方法で排出するかが課題となっている。特に、液体燃料の供給を毛管力に頼るパッシブ方式の燃料供給方式では、燃料が完全に消費されたり、若しくは廃燃料が揮発などによって消失したりしないと、新たな燃料を供給（吸引）することができないという課題がある。
また、上記廃燃料には、燃料成分が薄くなった液体（例えば、発電により消費された希釈メタノール水溶液等）や、酸化された燃料成分〔ダイレクト・ボロハイドライド燃料電池（ＤＢＦＣ）における酸化ホウ素等〕や、発電に伴なう副生成物（二酸化炭素や水等）が含まれる。これらの廃燃料成分は、発電に寄与しないばかりでなく、発電反応を阻害したり、液体燃料の供給を阻害したりするので、電極近傍から速やかに排出されることが望ましいものである。
【０００５】
一方、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結される燃料電池であって、上記各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給されると共に、燃料供給体の終端には使用済み燃料貯蔵槽が接続されることを特徴とする直接メタノール型燃料電池が知られている（例えば、本願出願人による特許文献９参照）。
【０００６】
しかしながら、この燃料電池においても、廃燃料を速やかに排出することができない場合があり、その場合には電池の発電反応を阻害し、発電効率が低下したりする課題が未だあり、また、燃料貯蔵槽の液体燃料も予め設定した消費量よりも消費されずに、残存したりし液体燃料の供給効率も低下するなどの課題が生じたりする場合がある。
【特許文献１】特開平５−２５８７６０号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献２】特開平５−３０７９７０号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献３】特開昭５９−６６０６６号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献４】特開平６−１８８００８号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献５】特開２００３−２２９１５８号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献６】特開２００３−２９９９４６号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献７】特開２００３−３４０２７３号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献８】特開２００３−３６８６６号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献９】特開２００４−６３２００号公報（特許請求の範囲、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来のパッシブ方式の燃料電池における課題等に鑑み、これを解消するためになされたものであり、新鮮な液体燃料を燃料貯蔵槽から燃料電池本体の電極に安定的に供給すると共に、液体燃料の供給効率及び発電効率の更なる向上を発揮することができる燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、液体燃料を貯蔵する毛管力を有する燃料吸蔵体を備えた燃料貯蔵槽と、該燃料貯蔵槽の液体燃料を燃料電池本体の電極に供給せしめる燃料供給体と、上記燃料電池本体の電極で消費された廃燃料を回収する毛管力を有する廃燃料回収体を備えた燃廃燃料回収槽とを具備した燃料電池において、燃料吸蔵体の毛管力、燃料供給体の毛管力、廃燃料回収槽の廃燃料を回収する毛管力をそれぞれ特定の毛管力とすることにより、上記目的の燃料電池が得られることに成功し、本発明を完成するに至ったのである。
【０００９】
すなわち、本発明は、次の（１）〜（１８）に存する。
（１）  液体燃料を貯蔵する毛管力を有する吸蔵体を備えた燃料貯蔵槽と、該燃料貯蔵槽の液体燃料を燃料電池本体の電極に供給せしめる燃料供給体と、上記燃料電池本体の電極で消費された廃燃料を回収する毛管力を有する廃燃料回収体を備えた燃廃燃料回収槽とを具備した燃料電池であって、上記燃料吸蔵体の毛管力（ＴA）は燃料吸蔵体の高さ（Ｈ１）の液体燃料を支えることのできる毛管力であり、上記燃料供給体の毛管力（ＴD）は燃料吸蔵体から液体燃料を吸引できる毛管力以上の毛管力であり、上記廃燃料回収体の毛管力（ＴF）は燃料貯蔵体の液体燃料を支える毛管力よりも大きく、かつ、燃料電池本体の電極で消費された廃燃料を強制的に回収する毛管力を有することを特徴とする燃料電池。
（２）  燃料吸蔵体の毛管力（ＴA）は、燃料吸蔵体の高さ（Ｈ１）と、燃料電池本体の電極に液体燃料を供給する燃料供給体の高さ（Ｈ２）との合計の高さ〔Ｈ１＋Ｈ２〕の液体燃料を支えることのできる毛管力である上記（１）記載の燃料電池。
（３）  燃料吸蔵体は、多孔質体又は繊維束体からなる上記（１）又は（２）記載の燃料電池。
（４）  繊維束体からなる燃料吸蔵体は、１〜１５デニールの合成樹脂繊維の単独又は混合を収束させたものからなる上記（３）記載の燃料電池。
（５）    合繊樹脂繊維がポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール、アクリル樹脂からなる繊維の単独又は２種以上の組み合わせからなる上記（４）記載の燃料電池。
（６）  燃料供給体の毛管力（ＴD）は、燃料吸蔵体の毛管力（ＴA）、燃料吸蔵体の高さ（Ｈ１）及び燃料吸蔵体から燃料電池本体の電極に液体燃料を供給する燃料供給体までの距離の高さ（Ｈ２）の液体燃料を支えることのできる毛管力である上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の燃料電池。
（７）  燃料供給体は、多孔質体又は繊維束体からなる上記（６）記載の燃料電池。
（８）  燃料供給体は円筒形状に収束させた繊維束体からなる上記（６）又は（７）記載の燃料電池。
（９）  繊維束体からなる燃料供給体は、１〜１５デニールの合成樹脂繊維の単独又は混合を収束させたものからなる上記（７）又は（８）記載の燃料電池。
（１０）  合繊樹脂繊維がポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール、アクリル樹脂からなる繊維の単独又は２種以上の組み合わせからなる上記（９）記載の燃料電池。
（１１）  燃料供給体の径は、燃料貯蔵体の径よりも小さい上記（１）〜（１０）の何れか一つに記載の燃料電池。
（１２）  廃燃料回収体の毛管力（ＴF）は、燃料吸蔵体の毛管力（ＴA）、燃料吸蔵体の高さ（Ｈ１）、燃料吸蔵体から燃料電池本体の電極に液体燃料を供給する燃料供給体までの高さ（Ｈ３）、廃燃料回収体の高さ（Ｈ４）の液体燃料を吸引できる毛管力を有している上記（１）〜（１１）の何れか一つに記載の燃料電池。
（１３）  燃料回収体は、多孔質体又は繊維束体からなる上記（１２）記載の燃料電池。
（１４）  繊維束体からなる燃料回収体は、１〜１５デニールの合成樹脂繊維の単独又は混合を収束させたものからなる上記（１３）記載の燃料電池。
（１５）  合繊樹脂繊維がポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール、アクリル樹脂からなる繊維の単独又は２種以上の組み合わせからなる上記（１４）記載の燃料電池。
（１６）  燃料貯蔵槽の液体燃料を供給する燃料供給体が燃料電池本体の電極に備えている上記（１）〜（１５）の何れか一つに記載の燃料電池。
（１７）  燃料貯蔵槽及び廃燃料回収槽が交換可能なカートリッジ構造体である上記（１）〜（１６）の何れか一つに記載の燃料電池。
（１８）  液体燃料がメタノール液、エタノール液、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液、ショ糖水溶液から選ばれる少なくとも１種である上記（１）〜（１７）の何れか一つに記載の燃料電池。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、新鮮な液体燃料を燃料貯蔵槽から燃料電池本体の電極に安定的に供給すると共に、液体燃料の供給効率及び発電効率の向上を更に発揮することができる燃料電池が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態の一例（第１実施形態）を示す燃料電池を示すものである。
この燃料電池Ａは、図１に示すように、液体燃料を貯蔵する毛管力を有する吸蔵体１０ａを備えた燃料貯蔵槽１０と、該燃料貯蔵槽１０の液体燃料を燃料電池本体の電極（燃料電池セル）２０に供給せしめる燃料供給体３０と、上記燃料電池本体の電極２０で消費された廃燃料を回収する毛管力を有する廃燃料回収体４０ｂを備えた廃燃料回収槽４０とを具備してなるものであり、燃料貯蔵槽１０の液体燃料を毛管力で電極に吸引（供給）する所謂パッシブ型の燃料電池である。
【００１２】
本発明において、液体燃料は、燃料貯蔵槽１０内に収容される燃料吸蔵体１０ａに吸蔵されている。この燃料吸蔵体１０ａは、液体燃料を吸蔵できるものであればその材質などは特に限定されず、例えば、フェルト、スポンジ、または、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔質体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリエーテル樹脂、ポリフェニレン樹脂などの１種又は２種以上の組合せからなる繊維を収束させることにより毛管力を付与した繊維束体からなるものを用いることができる。
好ましくは、合繊樹脂繊維がポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール、アクリル樹脂からなる繊維の単独又は２種以上の組み合わせからなるものが望ましい。
【００１３】
好ましくは、用いる繊維束体からなる燃料吸蔵体は、１〜１５デニールの合成樹脂繊維の単独又は混合を収束させたものからなるものが望ましい。１５デニールを超える太い繊維を使用すると、繊維量を増やしても、液体燃料の保持力は増えず、結果として、燃料の搭載量が減ることとなり、一方、０．５デニール未満の繊維では、繊維自体の剛性が不足することとなり、毛管力を維持できないこととなる。
また、上記合成樹脂繊維は、巻縮率が５〜３０％であるものが好ましい。この巻縮率が５％未満であると、繊維収束体の反発力が弱すぎて、形状を保持できなくなり、一方、巻縮率が３０％を超えて大きいと、繊維収束体の反発力が強すぎ、収束させることが困難となる。なお、本発明の巻縮率は、３次元ランダムなクリンプの度合い（フィラメントとフィラメントの波形のピッチが重なり合うことがない繊維集合体としての嵩高性）をいい、クリンプフィラメントを０．１ｇｒ／ｄｅの荷重下で計測した長さＬ０、このフィラメントを０．００１ｇｒ／ｄｅの荷重下で計測した長さをＬとし、（１−Ｌ／Ｌ０）×１００％で求める値である。
【００１４】
用いる合成樹脂繊維は、フィラメント（長繊維）又はスライバー（短繊維）の各単独、若しくは混合からなるものが好ましい。合成樹脂繊維をフィラメント（長繊維）とすることで、燃料の保持力が安定し、スライバー（短繊維）とすることで、燃料の排出性を高めることができるものとなる。
【００１５】
これらの特性の合成樹脂繊維を繊維収束体とした燃料吸蔵体の好ましい態様としては、１）収束させた合成樹脂繊維の外周を溶融させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの熱可塑性樹脂で被覆して一体成形した繊維収束体、２）収束させた合成樹脂繊維の外周をＰＥＴなどの合成樹脂フィルムにて被覆した繊維収束体、３）収束させた合成樹脂繊維の外周をシート状の多孔質体によって被覆した繊維収束体が挙げられる。
上記１）の被覆する熱可塑性樹脂の厚みとしては、薄いと強度不足となり、厚すぎると体積が大きくなる点から、０．１〜２．０ｍｍとすることが望ましく、上記２）の被覆する樹脂フィルムの厚みとしては、薄いと強度不足となり、厚すぎると体積が大きくなる点から、０．０１〜０．５ｍｍとすることが望ましい。
【００１６】
また、上記３）のシート状の多孔質体で被覆することで、燃料吸蔵体の側面も燃料流出路となり、燃料排出の速度を高めることができる。シート状の多孔質体としては、例えば、例えば、フェルト、スポンジ、または、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔質体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリエーテル樹脂、ポリフェニレン樹脂などの１種又は２種以上の組合せからなる繊維を織ったもの、若しくは前記繊維の不織布からなるものが挙げられる。
シート状の多孔質体は、筒状の燃料吸蔵体の側面から燃料を排出できるものであればよく、合成樹脂フィルムや溶融樹脂による被覆であっても、側面に孔を開けることで、燃料吸蔵体側面に燃料排出路を設けたものであれば用いることができる。
【００１７】
上記多孔質体や、繊維束体などから構成される燃料吸蔵体１０ａは、気孔率が６０〜９５％となるものが好ましい。この気孔率が６０％未満であると、燃料吸蔵体の体積に対し搭載できる燃料の量が少なくなり、一方、気孔率が９５％を超えて大きいと、繊維収束体等自体の強度が低下し、形状を保持できなくなる。なお、燃料吸蔵体の気孔率は、用いる繊維や焼結体の種類、物性等、並びに、繊維収束法等の製造方法などを好適に組み合わせることにより調整できる。
【００１８】
用いることができる液体燃料としては、例えば、メタノールと水とからなるメタノール液が挙げられるが、後述する燃料電極体において燃料として供給された化合物から効率良く水素イオン（Ｈ+）と電子（ｅ-）が得られるものであれば、液体燃料は特に限定されず、燃料電極体の構造などにもよるが、例えば、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、エタノール液、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液、ショ糖水溶液などの液体燃料も用いることができる。
また、これらの液体燃料の濃度は、燃料電池の構造、特性等により種々の濃度の液体燃料を用いることができ、例えば、１〜１００％濃度の液体燃料を用いることができる。
【００１９】
上記燃料貯蔵槽１０における燃料吸蔵体１０ａの毛管力は、燃料吸蔵体１０ａの高さの液体燃料を支えることのできる毛管力となることが必要である。ここで、ある高さの液体燃料を支える毛管力とは、図２（ａ）に示すように、高さ（ｈ）の多孔質体等の吸蔵体ａに液体燃料ｂを吸蔵させた後、載置部ｃ上に静置して、液体燃料が保持できなくなり零れることのない高さ（支える高さｈ１）の限度をいう。なお、図２（ａ）のｈ２は、液体燃料が保持できなくなり零れる高さ（液体燃料を支えられていない高さ）である。
従って、燃料吸蔵体１０ａの毛管力（ＴA）は、燃料吸蔵体１０ａの高さ（Ｈ１）の液体燃料を支えることのできる毛管力となるように、燃料吸蔵体１０の材質、繊維径、気孔率等が適宜設定される。
好ましい燃料吸蔵体１０ａの毛管力（ＴA）は、液体燃料を更に適正に保持すると共に、液体燃料を更に安定的に供給する点から、燃料吸蔵体の高さ（Ｈ１）と、燃料貯蔵槽１０から燃料電池本体の電極２０に液体燃料を供給する燃料供給体３０の高さ（Ｈ２）との合計の高さ〔Ｈ１＋Ｈ２〕の液体燃料を支えることのできる毛管力であることが望ましい。
【００２０】
また、上記燃料貯蔵槽１０の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性、ガス不透過性（酸素ガス、窒素ガス等に対するガス不透過性）であるものから構成されることが好ましい。
燃料貯蔵槽１０としては、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属、合成樹脂、ガラスなどが挙げられるが、前記した液体燃料のガス不透過性、製造や組立時のコスト低減及び製造の容易性などから、好ましくは、上記各特性を有するポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン、セロハン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルなどの単独もしくは２種以上の樹脂を含む単層構造、２層以上の多層構造からものが挙げられる。多層構造の場合は、少なくとも１層が、前記した性能（ガス透過度）を持つ樹脂で構成されていれば、残りの層は通常の樹脂でも実使用上問題はない。このような多層構造の燃料貯蔵槽は、押出し成形、射出成形、共押出し成形などにより製造することができる。
【００２１】
本発明において、燃料電池本体における電極（燃料電池セル）２０は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、微小柱状の炭素多孔体よりなる燃料電極体２１を有すると共に、その中央部に燃料供給体３０を貫通する貫通部２２を有し、上記燃料電極体２１の外表部に電解質層２３が構築され、該電解質層２３の外表部に空気電極層２４が構築される構造からなっている。なお、各燃料電池セル２０の一つ当たり、理論上約１．２Ｖの起電力を生じる。
【００２２】
この燃料電極体２１を構成する微小柱状の炭素多孔体としては、微小な連通孔を有する多孔質構造体であれば良く、例えば、三次元網目構造若しくは点焼結構造よりなり、アモルファス炭素と炭素粉末とで構成される炭素複合成形体、等方性高密度炭素成形体、炭素繊維抄紙成形体、活性炭素成形体などが挙げられ、好ましくは、燃料電池の燃料極における反応制御が容易かつ反応効率の更なる向上の点で、アモルファス炭素と炭素粉末とからなる微細な連通孔を有する炭素複合成形体が望ましい。
【００２３】
この多孔質構造からなる炭素複合体の作製に用いる炭素粉末としては、更なる反応効率の向上の点から、高配向性熱分解黒鉛（ＨＯＰＧ）、キッシュ黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンナノチューブ、フラーレンより選ばれる少なくとも１種（単独または２種以上の組合せ）が好ましい。
また、この燃料電極体２１の外表部には、白金−ルテニウム（Ｐｔ−Ｒｕ）触媒、イリジウム−ルテニウム（Ｉｒ−Ｒｕ）触媒、白金−スズ（Ｐｔ−Ｓｎ）触媒などが当該金属イオンや金属錯体などの金属微粒子前駆体を含んだ溶液を含浸や浸漬処理後還元処理する方法や金属微粒子の電析法などにより形成されている。
【００２４】
電解質層２３としては、プロトン伝導性又は水酸化物イオン伝導性を有するイオン交換膜、例えば、ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ、Ｄｕ  ｐｏｎｔ社製）を初めとするフッ素系イオン交換膜が挙げられる他、耐熱性、メタノールクロスオーバーの抑制が良好なもの、例えば、無機化合物をプロトン伝導材料とし、ポリマーを膜材料としたコンポジット（複合）膜、具体的には、無機化合物としてゼオライトを用い、ポリマーとしてスチレン−ブタジエン系ラバーからなる複合膜、炭化水素系グラフト膜などが挙げられる。
また、空気電極層２４としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等を上述の金属微粒子前駆体を含んだ溶液等を用いた方法で担持させた多孔質構造からなる炭素多孔体が挙げられる。
【００２５】
前記燃料供給体３０は、燃料貯蔵槽１０内に収容される液体燃料を吸蔵する燃料吸蔵体１０ａに中継芯１０ｂを介して接続されている。なお、本実施形態では、中継芯１０ｂの毛管力は燃料供給体３０と同じ又は燃料供給体３０より大きく、また、中継芯１０ｂを介することなく、燃料供給体３０を燃料吸蔵体１０ａに直接接続してもよいものである。この中継芯１０ｂを設けることにより、電極２０内への過剰な液体燃料の供給を防止することができ、中継芯１０ｂの毛管力を調整することにより液体燃料の供給量を適正に調節することができる。
この燃料供給体３０及び中継芯１０ｂは、液体燃料を各電極２０に供給できる浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、フェルト、スポンジ、または、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔質体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリエーテル樹脂、ポリフェニレン樹脂などの１種又は２種以上の組合せからなる繊維を収束させることにより毛管力を付与した繊維束体からなるものを用いることができる。
好ましくは、合繊樹脂繊維がポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール、アクリル樹脂からなる繊維の単独又は２種以上の組み合わせからなるものが望ましい。
【００２６】
好ましくは、用いる繊維束体からなる燃料供給体は、１〜１５デニールの合成樹脂繊維の単独又は混合を収束させたものからなるものが望ましい。１５デニールを超える太い繊維を使用すると、毛管力が不足することとなり、一方、０．５デニール未満の繊維では、繊維自体の剛性が不足することとなり、形状を維持できないこととなる。
また、上記合成樹脂繊維は、巻縮率が５〜３０％であるものが好ましい。この巻縮率が５％未満であると、繊維収束体の反発力が弱すぎて、形状を保持できなくなり、一方、巻縮率が３０％を超えて大きいと、繊維収束体の反発力が強すぎ、収束させることが困難となる。
【００２７】
用いる合成樹脂繊維は、フィラメント（長繊維）からなるものが好ましい。合成樹脂繊維をフィラメント（長繊維）とすることで、燃料の供給速度を高めることができる。
これらの特性の合成樹脂繊維に接着剤を含浸、乾燥固化させて筒状に成形することにより燃料供給体とすることができ、また、上述の燃料吸蔵体と同様の製法等により、繊維を収束させた合成樹脂繊維の外周を溶融させた熱可塑性樹脂で被覆して一体成形した燃料供給体、収束させた合成樹脂繊維の外周を合成樹脂フィルムにて被覆した燃料供給体、収束させた合成樹脂繊維の外周をシート状の多孔質体によって被覆した燃料供給体なども用いることができる。
【００２８】
上記多孔質体や、繊維束体などから構成される燃料供給体３０等は、気孔率が５０〜９５％となるものが好ましい。この気孔率が５０％未満であると、燃料供給体の太さに対し供給できる燃料の量が少なくなり、一方、気孔率が９５％を超えて大きいと、繊維収束体等自体の強度が低下し、形状を保持できなくなる。
また、燃料供給体３０の径（直径）は、燃料の供給を更に効率良く高める点から、燃料貯蔵体１０ａの径（直径）９よりも小さいことが好ましく、更に好ましくは、燃料供給体３０の径は、燃料貯蔵体１０ａの５〜３０％であることが好ましい。
【００２９】
上記燃料貯蔵槽１０から燃料電池本体の電極２０に液体燃料を供給する燃料供給体３０の毛管力は、燃料吸蔵体１０ａから液体燃料を吸引できる毛管力以上の毛管力となることが必要である。ここで、液体燃料を吸引する毛管力とは、図２（ｂ）に示すように、多孔質体等の空の吸蔵体ｄに、液体燃料ｂを吸蔵させた吸蔵体ｅを接触させたとき、自重にうち勝って空の吸蔵体ｄが液体燃料を吸引できる高さｆをいう。ここで、吸引した液体燃料の高さｆは、吸引後の吸蔵体ｄの重量変化と、液体燃料の比重及び吸蔵体ｄの気孔率から、吸引した液体燃料の高さを求めることができる。なお、本発明においては、液体燃料を吸引する毛管力と、ある高さの液体燃料を支える毛管力は、同一部材であっても異なっており、下記式（１）に従う。
（液体燃料を吸引する毛管力）≦（ある高さの液体燃料を支える毛管力）  ……（１）
従って、燃料供給体３０における毛管力（ＴD）は、燃料吸蔵体１０ａから液体燃料を吸引できる毛管力以上の毛管力となるように、燃料供給体３０の材質、繊維径、気孔率等が適宜設定される。
好ましい燃料供給体３０の毛管力（ＴD）は、液体燃料を更に安定的に供給する点から、燃料吸蔵体１０ａの毛管力（ＴA）、燃料吸蔵体１０ａの高さ（Ｈ１）及び燃料吸蔵体１０ａから燃料電池本体の電極２０に液体燃料を供給する燃料供給体３０までの距離の高さ（Ｈ２）の液体燃料を支えることのできる毛管力であることが望ましい。
【００３０】
廃燃料回収槽４０は、上記燃料電池本体の電極２０で消費された廃燃料、具体的には、燃料成分が薄くなった液体（例えば、発電により消費された希釈メタノール水溶液等）や、酸化された燃料成分〔例えば、ダイレクト・ボロハイドライド燃料電池（ＤＢＦＣ）の場合は酸化ホウ素等〕や、発電に伴なう副生成物（二酸化炭素や水等）などを回収する毛管力を有する廃燃料回収体４０ｂを備えたものであり、燃料供給体３０の終端に配置されるものである。このとき、廃燃料回収体４０ｂを燃料供給体３０の終端に直接接続させて廃燃料を回収させてもよいが、本実施形態では、燃料供給体３０の終端と接続する接続部に中綿や多孔質体、または繊維束体などからなる上記中継芯１０ａと同様の中継芯４０ａを介して、廃燃料の回収路として構成している。
【００３１】
また、本実施形態では、中継芯４０ａの毛管力は、燃料供給体３０と同じ又は燃料供給体３０より大きく、更に、廃燃料回収体４０ｂは、廃燃料を回収し吸蔵できるものであればその材質などは特に限定されず、上述の燃料吸蔵体１０ａと同様に、例えば、フェルト、スポンジ、または、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔質体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリエーテル樹脂、ポリフェニレン樹脂などの１種又は２種以上の組合せからなる繊維を収束させることにより毛管力を付与した繊維束体からなるものを用いることができる。
好ましくは、合繊樹脂繊維がポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール、アクリル樹脂からなる繊維の単独又は２種以上の組み合わせからなるものが望ましい。
【００３２】
好ましくは、用いる繊維束体からなる廃燃料回収体４０ｂは、１〜１５デニールの合成樹脂繊維の単独又は混合を収束させたものからなるものが望ましい。１５デニールを超える太い繊維を使用すると、繊維量を増やしても、毛管力は充分でなく、廃燃料の回収能力が低くなり、一方、０．５デニール未満の繊維では、繊維自体の剛性が不足することとなり、毛管力を維持できないこととなる。
また、上記合成樹脂繊維は、巻縮率が５〜３０％であるものが好ましい。この巻縮率が５％未満であると、繊維収束体の反発力が弱すぎて、形状を保持できなくなり、一方、巻縮率が３０％を超えて大きいと、繊維収束体の反発力が強すぎ、収束させることが困難となる。
【００３３】
用いる合成樹脂繊維は、フィラメント（長繊維）又はスライバー（短繊維）の各単独、若しくは混合からなるものが好ましい。合成樹脂繊維をフィラメント（長繊維）とすることで、廃燃料回収体の毛管力が安定し、スライバー（短繊維）とすることで、廃燃料の回収速度を高めることができるものとなる。
【００３４】
これらの特性の合成樹脂繊維を繊維収束体とした燃料吸蔵体の好ましい態様としては、上述の燃料吸蔵体１０ａと同様に、１）収束させた合成樹脂繊維の外周を溶融させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの熱可塑性樹脂で被覆して一体成形した繊維収束体、２）収束させた合成樹脂繊維の外周をＰＥＴなどの合成樹脂フィルムにて被覆した繊維収束体、３）収束させた合成樹脂繊維の外周をシート状の多孔質体によって被覆した繊維収束体が挙げられる。
上記１）の被覆する熱可塑性樹脂の厚みとしては、薄いと強度不足となり、厚すぎると体積が大きくなる点から、０．１〜２．０ｍｍとすることが望ましく、上記２）の被覆する樹脂フィルムの厚みとしては、薄いと強度不足となり、厚すぎると体積が大きくなる点から、０．０１〜０．５ｍｍとすることが望ましい。
【００３５】
また、上記３）のシート状の多孔質体で被覆することで、燃料吸蔵体の側面も燃料回収となり、燃料回収の速度を高めることができる。シート状の多孔質体としては、上記燃料吸蔵体１０ａで詳述した各多孔質体や、各繊維を織ったもの、若しくは前記繊維の不織布からなるものが挙げられる。
シート状の多孔質体は、筒状の廃燃料回収体の側面から燃料を回収できるものであればよく、合成樹脂フィルムや溶融樹脂による被覆であっても、側面に孔を開けることで、廃燃料回収体側面に燃料の回収路を設けたものであれば用いることができる。
【００３６】
上記多孔質体や、繊維束体などから構成される廃燃料回収体４０ｂは、気孔率が６０〜９５％となるものが好ましい。この気孔率が６０％未満であると、廃燃料回収体の体積に対し回収できる廃燃料の量が少なくなり、一方、気孔率が９５％を超えて大きいと、繊維収束体等自体の強度が低下し、形状を保持できなくなる。なお、廃燃料回収体の気孔率は、用いる繊維や焼結体の種類、物性等、並びに、繊維収束法等の製造方法などを好適に組み合わせることにより調整できる。
【００３７】
上記廃燃料回収槽４０の廃燃料を回収する廃燃料回収体４０ｂの毛管力（ＴF）は、燃料吸蔵体１０ａの液体燃料を支える毛管力よりも大きく、かつ、燃料電池本体の電極２０で消費された廃燃料を強制的に回収する毛管力を有することが必要である。この毛管力を備えることにより、新鮮な液体燃料を燃料吸蔵体１０ａから燃料電池本体の電極２０に安定的に供給すると共に、液体燃料の供給及び発電効率に悪影響を及ぼす廃燃料を効率良く回収することができることとなるので、更なる液体燃料の供給効率及び発電効率の向上を達成することができるものとなる。
従って、上記廃燃料回収体４０ｂの廃燃料を回収する毛管力（ＴF）は、燃料吸蔵体１０ａの液体燃料を支える毛管力よりも大きく、かつ、燃料電池本体の電極で消費された廃燃料を強制的に回収する毛管力となるように、廃燃料回収体４０ｂの材質、繊維径、気孔率等が適宜設定される。
【００３８】
好ましくは、廃燃料回収体４０ｂの廃燃料を回収する毛管力（ＴF）は、廃燃料を更に適正に回収する点から、燃料吸蔵体１０ａの毛管力（ＴA）、燃料吸蔵体１０ａの高さ（Ｈ１）、燃料吸蔵体１０ａから燃料電池本体の電極２０に液体燃料を供給する燃料供給体までの高さ（Ｈ３）、及び廃燃料回収体４０ｂの高さ（Ｈ４）の液体燃料を吸引できる毛管力を有することが望ましい。なお、廃燃料回収体４０ｂの液体燃料を吸引する毛管力（ＴF）は、燃料吸蔵体１０ａの液体燃料を支える毛管力と、液体燃料の自重との合計よりも大きく設計されている。
また、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、廃燃料回収体４０ｂの空間容積は、燃料吸蔵体１０ａに吸蔵される液体燃料の量以上であることが望ましく、また、廃燃料回収体４０ｂの気孔率、繊維の径は、燃料貯蔵槽１０の燃料吸蔵体１０ａの気孔率よりも低く、並びに、繊維径は細く設計されていることが望ましい。
【００３９】
なお、５０は、燃料貯蔵槽１０と廃燃料回収槽４０を着脱自在に連結又は固着すると共に、燃料貯蔵槽１０から各単位セルとなる電極２０、２０の個々に燃料供給体３０を介して直接液体燃料を確実に供給するメッシュ構造などからなる部材である。
【００４０】
このように構成される本実施形態の燃料電池Ａでは、燃料吸蔵体１０ａの毛管力を燃料吸蔵体１０ａの高さ（Ｈ１）の液体燃料を支えることのできる毛管力とすると共に、燃料供給体３０の毛管力を燃料吸蔵体１０ａから液体燃料を吸引できる以上の毛管力とし、しかも、廃燃料回収体４０ｂの廃燃料を回収する毛管力を燃料吸蔵体１０ａの液体燃料を支える毛管力よりも大きく、かつ、燃料電池本体の電極２０で消費された廃燃料を強制的に回収する毛管力を有することにより、燃料電池がどのような位置等となっても、新鮮な液体燃料を燃料吸蔵体１０ａから燃料電池本体の電極２０に安定的に供給できると共に、廃燃料を廃燃料回収槽に確実に回収することができるので、廃燃料成分が発電反応を阻害することがなく、かつ、液体燃料の供給を阻害したりすることがなく、液体燃料の供給効率及び発電効率の向上を更に発揮することができる燃料電池が得られるものとなる。
また、本実施形態の燃料電池Ａでは、廃燃料を回収する廃燃料回収槽４０は、電極２０に液体燃料を供給する燃料供給体３０と、毛管力がとぎれないように連結されると共に、液体燃料が電極２０に液体燃料を供給する燃料供給体３０に流入する部分よりも遠い位置に液体燃料の回収槽が連結されているので、効率的に液体燃料を回収することができるものである。
更に、本実施形態の燃料電池Ａでは、ポンプやブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなく、液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することができる構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。
【００４１】
これに対して、上記本発明の構成を用いることなく、例えば、燃料貯蔵槽１０（吸蔵体１０ａ）、燃料供給体３０、廃燃料回収槽４０（中継芯４０ａ）の毛管力を、燃料貯蔵槽１０（＜燃料吸蔵体１０ａ）＜燃燃料供給体３０＜（中継芯４０ａ＜）廃燃料回収槽４０と単に設定されていても、燃料電池を逆（逆さま）にしたりして使用（発電）に供すると、液体燃料の供給、回収が滞り、廃燃料を速やかに排出することができない場合があり、この場合には電池の発電反応を阻害し、発電効率が低下したりする課題が未だあり、また、燃料貯蔵槽の液体燃料も予め設定した消費量よりも消費されずに、残存したりし液体燃料の供給効率も低下するなどの課題が生じたりするものとなる。
【００４２】
本実施形態の燃料電池Ａにおいて、上記燃料貯蔵槽１０と廃燃料回収槽４０とを交換可能なカートリッジ構造体とし、燃料電池本体の着脱部に着脱自在に構成すれば、燃料貯蔵槽１０と廃燃料回収槽４０とを同時又はその都度何れか少なくとも一つを交換することにより、液体燃料の供給と廃燃料の回収を持続的に行うことができる。また、電極２０として円柱状のものを用いたが、角柱状、板状の他の形状のものであってもよく、また、燃料供給体３０との接続は直列接続のほか、並列接続であってもよい。
【００４３】
図４は、本発明の第２実施形態の燃料電池Ｂを示すものである。なお、上記第１実施形態の燃料電池Ａと同様の構成は、同じ図示符号を付けて、その説明を省略する（以下の実施形態においても同様）。
この燃料電池Ｂは、図４に示すように、液体燃料を貯蔵する毛管力を有する燃料吸蔵体１０ａを備えた燃料貯蔵槽１０と、燃料電池本体の電極２０で消費された廃燃料を回収する毛管力を有する廃燃料回収体４０ｂを備えた廃燃料回収槽４０とを横に並べた点で、上記第１実施形態の直列状（一直線状）に配置した燃料電池Ａと異なり、上記燃料電池Ａと同様に使用に供されるものとなる。
本実施形態の燃料電池Ｂでは、上記第１実施形態の燃料電池Ａと同様の作用効果を発揮すると共に、燃料貯蔵槽１０、電極２０、燃料供給体３０、廃燃料回収槽４０の配置構成を横方向にコンパクトとしたので、更なる小型化を達成することができるものとなる。
【００４４】
図５は、本発明の第３実施形態の燃料電池Ｃを示すものである。
この燃料電池Ｃは、図５に示すように、液体燃料を貯蔵する毛管力を有する燃料吸蔵体１０ａを備えた燃料貯蔵槽１０と、燃料電池本体の電極２０で消費された廃燃料を回収する毛管力を有する廃燃料回収体４０ｂを備えた廃燃料回収槽４０とを備えると共に、燃料吸蔵体１０ａの液体燃料を供給する燃料供給体３０を燃料電池本体の電極（単位セル）２０，２０…自体に備えている点で、上記第１実施形態の燃料電池Ａと異なり、上記燃料電池Ａと同様に使用に供されるものである。
【００４５】
本実施形態の燃料電池Ｃは、図３に示すように、電極（単位セル）２０，２０…の燃料電極体２１自体が上記第１実施形態の燃料供給体３０と同等の毛管力を有する多孔質体等にて構成されており、燃料吸蔵体１０ａの毛管力を燃料吸蔵体１０ａの高さの液体燃料を支えることのできる毛管力とし、電極２０の毛管力を燃料吸蔵体１０ａから液体燃料を吸引できる毛管力以上の毛管力とし、廃燃料回収体４０ｂの廃燃料を回収する毛管力を燃料吸蔵体１０ａの液体燃料を支える毛管力よりも大きく、かつ、燃料電池本体の電極２０で消費された廃燃料を強制的に回収する毛管力を有することにより、新鮮な液体燃料を燃料貯蔵槽１０から燃料電池本体の電極２０に安定的に供給すると共に、廃燃料を廃燃料回収槽４０に確実に回収することができるので、廃燃料成分が発電反応を阻害することがなく、かつ、液体燃料の供給を阻害したりすることがなく、液体燃料の供給効率及び発電効率の向上を更に発揮することができるものとなる。
【００４６】
本実施形態の燃料電池Ｃにおいて、更に本発明の効果を更に発揮せしめる点から、燃料吸蔵体１０ａの毛管力１０を、燃料吸蔵体１０ａの高さ（Ｈ１）と、燃料吸蔵体１０ａから燃料電池本体の電極２０の高さ（Ｈ２´）との合計の高さ〔Ｈ１＋Ｈ２´〕の液体燃料を支えることのできる毛管力とすることが好ましく、また、燃料電池本体の電極２０の毛管力を、燃料吸蔵体１０ａの毛管力、燃料吸蔵体１０ａの高さ及び燃料吸蔵体１０ａから燃料電池本体の電極２０までの距離の高さの液体燃料を支えることのできる毛管力とすることが好ましく、更に、廃燃料回収体４０ｂの液体燃料を回収する毛管力を、燃料吸蔵体１０ａの高さ、燃料吸蔵体１０ａから燃料電池本体の電極２０までの高さ、燃料吸蔵体１０ａから燃料電池本体の電極から廃燃料回収体４０ｂまでの高さ、及び廃燃料回収体４０ｂの高さの燃料を吸引できる毛管力とすることが望ましい。
【００４７】
図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４実施形態の燃料電池Ｄを示すものである。
この燃料電池Ｄは、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、平板状の燃料極、電解質膜、空気極より構成される平板状の燃料電池セル６０を内部に有すると共に、側面部にメッシュ構造の空気取り入れ口部６１を有する燃料電池本体６２と、該燃料電池本体６２の着脱部６３に取り付け自在となるカートリッジ型の燃料貯蔵槽６４と、該燃料貯蔵槽６４の液体燃料を燃料電池本体６２の電極（燃料電池セル）６０に供給せしめる燃料供給体６５と、上記燃料電池本体の電極６０で消費された廃燃料を回収供給部材６６、中継芯６７ａを介して回収する毛管力を有する廃燃料回収体６７ｂを備えたカートリッジ型の廃燃料回収槽６７とを具備してなるものである。
この方式の液体燃料の供給は、カートリッジ型の燃料貯蔵槽６４内の燃料吸蔵体６４ａの端面に、中継芯６４ｂを挿入し、中継芯６４ｂ及び燃料供給体６５を介して燃料電池本体６２内に備わる燃料電池セル６０の燃料極に液体燃料を供給するものである。
なお、燃料吸蔵体６４ａ、燃料供給体６５、回収供給部材６６、中継芯６４ｂ，６７ａ、廃燃料回収体６９ｂは、上記第１実施形態の燃料吸蔵体１０ａ、燃料供給体３０、中継芯１０ｂ、廃燃料回収体４０ｂ等と同様の構成となる。
【００４８】
この実施形態の燃料電池Ｄにおいて、上記燃料吸蔵体６４ａの毛管力は、燃料吸蔵体６４ａの高さ（Ｈ１）の液体燃料を支えることのできる毛管力であり、上記燃料供給体６５の毛管力は燃料吸蔵体６４ａから液体燃料を吸引できる毛管力以上の毛管力であり、上記廃燃料回収体６７ｂの廃燃料を回収する毛管力は燃料吸蔵体６４ａの液体燃料を支える毛管力よりも大きく、かつ、燃料電池本体６２の電極６０で消費された廃燃料を強制的に回収する毛管力を有する構成としたので、新鮮な液体燃料を燃料吸蔵体６４ａから燃料電池本体の電極６０に安定的に供給すると共に、廃燃料を廃燃料回収槽６９に確実に回収することができるので、廃燃料成分が発電反応を阻害することがなく、かつ、液体燃料の供給を阻害したりすることがなく、液体燃料の供給効率及び発電効率の向上を更に発揮することができるものとなる。
【００４９】
本実施形態の燃料電池Ｄにおいて、更に本発明の効果を更に発揮せしめる点から、燃料吸蔵体６４ａの毛管力を、燃料吸蔵体６４ａの高さ（Ｈ１）と、燃料電池本体の電極に液体燃料を供給する燃料供給体の長さ（Ｈ２）との合計の長さ〔Ｈ１＋Ｈ２〕の液体燃料を支えることのできる毛管力とし、燃料供給体６５の毛管力を、燃料吸蔵体６４ａの毛管力、燃料吸蔵体６４ａの高さ及び燃料吸蔵体６４ａから燃料電池本体の電極６０に液体燃料を供給する燃料供給体６５までの距離の高さの液体燃料を支えることのできる毛管力とし、更に、廃燃料回収体６７ｂの液体燃料を回収する毛管力は、燃料吸蔵体６４の高さ、燃料吸蔵体６４ａから燃料電池本体の電極６０に液体燃料を供給する燃料供給体６５までの高さ、燃料吸蔵体６４ａから燃料電池本体の電極６０に液体燃料を供給する燃料供給体６５までの高さ、燃料供給体６０から廃燃料回収体６７ｂまでの高さ、及び廃燃料回収体６７の高さの燃料を吸引できる毛管力とすることが望ましい。
【００５０】
図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５実施形態の燃料電池Ｅを示すものである。
この燃料電池Ｅは、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、平板状の燃料極、電解質膜、空気極より構成される平板状の燃料電池セル７０を内部に有すると共に、側面部にメッシュ構造の空気取り入れ口部７１を有する燃料電池本体７２と、該燃料電池本体７２の着脱部７３に取り付け自在となるカートリッジ型の燃料貯蔵槽７４と、該燃料貯蔵槽７４の液体燃料を燃料電池本体７２の電極（燃料電池セル）７０に供給せしめる燃料供給体７５と、上記燃料電池本体の電極７０で消費された廃燃料を回収する毛管力を有する廃燃料回収体７６ａを備えたカートリッジ型の廃燃料回収槽７６とを具備してなるものであり、該廃燃料回収槽７７は燃料電池本体７２の着脱部７７に取り付け自在となるものである。
【００５１】
このカートリッジ型の燃料貯蔵槽７４又は廃燃料回収槽７６は、側面部か開口した容器本体部７４ａ又は７６ａを有し、該本体部７４ａ又は７６ａ内に液体燃料を吸蔵する毛管力を付与した多孔質体又は繊維束体をシート状多孔体で被覆した吸蔵体７４ｂ又は廃燃料回収体７４ｂを備えたものである。なお、不使用時（未使用時）には、容器本体部７４ａの開口部を開口自在とする蓋部により密閉されるものである。
この方式の液体燃料の供給は、カートリッジ型の燃料貯蔵槽７４内の燃料吸蔵体６４ａの側面を燃料供給体７５に接触させることにより、燃料電池本体７２内に備わる燃料電池セル７０の燃料極に液体燃料を供給するものである。
なお、燃料吸蔵体７４ｂ、燃料供給体７５、廃燃料回収体７６ｂは、上記第１実施形態の燃料吸蔵体１０ａ、燃料供給体３０、廃燃料回収体４０ｂ等と同様の構成となる。
【００５２】
この実施形態の燃料電池Ｅにおいて、上記燃料吸蔵体７４ｂの毛管力は、燃料吸蔵体７４ｂの高さＨ１の液体燃料を支えることのできる毛管力であり、上記燃料供給体７５の毛管力は燃料吸蔵体７４ｂから液体燃料を吸引できる毛管力以上の毛管力であり、上記廃燃料回収体７６ｂの廃燃料を回収する毛管力は燃料吸蔵体７４ｂの液体燃料を支える毛管力よりも大きく、かつ、燃料電池本体７２の電極７０で消費された廃燃料を強制的に回収する毛管力を有する構成としたので、新鮮な液体燃料を燃料貯蔵槽７４から燃料電池本体の電極７０に安定的に供給すると共に、廃燃料を廃燃料回収槽７６に確実に回収することができるので、廃燃料成分が発電反応を阻害することがなく、かつ、液体燃料の供給を阻害したりすることがなく、液体燃料の供給効率及び発電効率の向上を更に発揮することができるものとなる。
【００５３】
本実施形態の燃料電池Eにおいて、更に本発明の効果を更に発揮せしめる点から、燃料吸蔵体７４ｂの毛管力を、燃料吸蔵体７４ｂの高さ（Ｈ１）と、燃料電池本体７２の電極７０に液体燃料を供給する燃料供給体の長さ（Ｈ２）との合計の長さ〔Ｈ１＋Ｈ２〕の液体燃料を支えることのできる毛管力とし、燃料供給体７５の毛管力を、燃料吸蔵体７４ｂの毛管力、燃料吸蔵体７４ｂの高さ（太さ）及び燃料吸蔵体７４ｂから燃料電池本体７２の電極７０に液体燃料を供給する燃料供給体７５までの距離の高さの液体燃料を支えることのできる毛管力とし、更に、廃燃料回収体７６ｂの液体燃料を回収する毛管力は、燃料吸蔵体７４ｂの高さ、燃料吸蔵体７４ｂから燃料電池本体７２の電極７０に液体燃料を供給する燃料供給体７５までの高さ、燃料吸蔵体７４ｂから燃料電池本体７２の電極７０に液体燃料を供給する燃料供給体７５までの高さ、燃料供給体７５から廃燃料回収体７６ｂまでの高さ（太さ）、及び廃燃料回収体７６ｂの高さの燃料を吸引できる毛管力とすることが望ましい。
【実施例】
【００５４】
次に、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００５５】
〔実施例１及び比較例１〜２〕
図１及び図３に準拠し、下記表１に示す繊維束体からなる燃料吸蔵体、燃料供給体、廃燃料回収体の構成及びこれらの保持毛管力、吸引保持力等を有する燃料電池を作製し、下記方法により廃燃料の回収について評価した。これらの結果を下記表１に示す。
【００５６】
〔実施例２及び比較例３〜４〕
実施例２及び比較例４は図６（ａ）及び（ｂ）に準拠し、比較例３は図８（ａ）及び（ｂ）に準拠し、下記表２に示す繊維束体からなる燃料吸蔵体、不織布からなる燃料供給体、繊維束体からなる廃燃料回収体の構成及びこれらの保持毛管力、吸引保持力等を有する燃料電池を作製し、下記方法により廃燃料の回収について評価した。これらの結果を下記表２に示す。なお、比較例３は図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、燃料回収体がない構成である点で図６（ａ）及び（ｂ）に示す実施例２と異なるものである（同一構成は同一符号で示す）。
【００５７】
〔実施例３及び比較例５〜６〕
実施例３及び比較例６は図７（ａ）及び（ｂ）に準拠し、比較例５は図９（ａ）及び（ｂ）に準拠し、下記表３に示す繊維束体からなる燃料貯蔵体、不織布からなる燃料供給体、外皮が不織布（厚さ０．１ｍｍ）の繊維束体からなる廃燃料回収体の構成及びこれらの保持毛管力、吸引保持力等を有する燃料電池を作製し、下記方法により廃燃料の回収について評価した。これらの結果を下記表３に示す。なお、比較例５は図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、燃料回収体がない構成である点で図７（ａ）及び（ｂ）に示す実施例２と異なるものである（同一構成は同一符号で示す）。
【００５８】
〔廃燃料回収の評価方法〕
燃料貯蔵槽の燃料吸蔵体に充填した液体燃料（５ｗｔ％メタノール水溶液、０．５ｃｃ充填）が、燃料供給体に供給され、その後廃燃料回収槽の回収体に移動するか否かを燃料貯蔵槽を下向き配置又は上向き配置（逆さま配置）で試験し、燃料吸蔵体の重量変化から液体燃料の移動量を求め、下記評価基準で評価した。
評価基準：
○：燃料吸蔵体の液体燃料が９０％以上消費された
△：燃料吸蔵体の液体燃料が５０％以上消費された
×：燃料吸蔵体の液体燃料の消費量は２０％以下であった
【００５９】
【表１】
2007042380.tif 000003
【００６０】
【表２】
2007042380.tif 000004
【００６１】
【表３】
2007042380.tif 000005
【００６２】
上記表１〜表３の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜３は、燃料供給体に供給された液体燃料が、廃燃料回収槽に移動し、常に新しい液体燃料を燃料供給体に供給できることが判明し、しかも、確実に廃燃料を回収できることが判明した。
これに対して、比較例１、３、５では、燃料回収槽を設けないと、液体燃料が流れないため、燃料供給体に液体燃料が留まることが判り、また、比較例２、４、６では、燃料吸蔵体と廃燃料回収体の毛管力は、廃燃料回収体の方が大きくなっているが、充分でないため、廃燃料回収体を上向きにしたときに液体燃料の移動ができなくなることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の燃料電池における毛管力を説明するための説明図である。
【図３】図１の燃料電池における電極（燃料単位セル）を説明するための図面であって、（ａ）は電極の斜視図、（ｂ）は電極の縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態を示す燃料電池を示すものであって、（ａ）は斜視縦断面態様で示す概略断面図、（ｂ）は燃料電池の内部構造を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の第５実施形態を示す燃料電池を示すものであって、（ａ）は斜視縦断面態様で示す概略断面図、（ｂ）は燃料電池の内部構造を示す概略斜視図である。
【図８】比較例３を示す燃料電池を示すものであって、（ａ）は斜視縦断面態様で示す概略断面図、（ｂ）は燃料電池の内部構造を示す概略斜視図である。
【図９】比較例５を示す燃料電池を示すものであって、（ａ）は斜視縦断面態様で示す概略断面図、（ｂ）は燃料電池の内部構造を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ    燃料電池
１０    燃料貯蔵槽
１０ａ  燃料吸蔵体
２０    電極（単位セル）
３０    燃料供給体
４０    廃燃料回収槽
４０ｂ  廃燃料回収体
【図１】
2007042380.tif 000006
【図２】
2007042380.tif 000007
【図３】
2007042380.tif 000008
【図４】
2007042380.tif 000009
【図５】
2007042380.tif 000010
【図６】
2007042380.tif 000011
【図７】
2007042380.tif 000012
【図８】
2007042380.tif 000013
【図９】
2007042380.tif 000014