【手続補正書】
【提出日】平成18年2月6日(2006.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
ａ．燃料を有する燃料プレナムと、
ｂ．酸化剤を有する酸化剤プレナムと、
ｃ．上部、底部、第１の側面、および第２の側面を有し、前記燃料プレナムおよび前記酸化剤プレナムと連通する多孔質基板と、
ｄ．前記多孔質基板を用いて形成されたチャネルであって、第１のチャネル壁と第２のチャネル壁を有するチャネルと、
ｅ．前記第１のチャネル壁の多孔質基板上に配置された第１の触媒層から形成されるアノードと、
ｆ．前記第２のチャネル壁の多孔質基板上に配置された第２の触媒層から形成されるカソードと、
ｇ．前記カソードへの燃料の移動と前記アノードへの酸化剤の移動を防ぐために、前記アノードおよび前記カソードに接触する前記チャネルの部分に少なくとも配置される電解質と、
ｈ．前記多孔質基板の少なくとも一部に燃料が入り込むのを防ぐために、前記多孔質基板の少なくとも一部分に配置される第１のコーティングと、
ｉ．前記多孔質基板の少なくとも一部に酸化剤が入り込むのを防ぐために、前記多孔質基板の少なくとも一部分に配置される第２のコーティングと、
ｊ．前記第１の側面に配置される第１のシーラント・バリアおよび前記第２の側面に配置される第２のシーラント・バリアと、
ｋ．前記第１の側面に配置される陽極接続と、
ｌ．前記第２の側面に配置される陰極接続と、を有し、
前記において結果として得られる燃料電池は外部負荷を駆動する電流を生み出すものである。
【請求項２】
請求項１の燃料電池において、前記第１の触媒層から形成される前記アノードは、前記第１のチャネル壁の多孔質基板に配置され、前記第２の触媒層から形成される前記カソードは、前記第２のチャネル壁の多孔質基板に配置されるものである。
【請求項３】
請求項２の燃料電池において、前記第１および第２の触媒層は、触媒活性をもたらすために必要な最低深度から最大深度を、前記第１のチャネル壁から前記第１の側面までの距離か、前記第２のチャネル壁から前記第２の側面までの距離かの中から選択し、前記多孔質基板に配置されるものである。
【請求項４】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記第１のシーラント・バリアは前記アノードの反対側の前記第１の側面に配置され、前記第２のシーラント・バリアは前記カソードの反対側の前記第２の側面に配置されるものである。
【請求項５】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記チャネルは前記多孔質基板の中に形成され、且つ前記チャンネルは、好ましくは、切断、除去（アブレーティング）、成形、エッチング、押し出し成形、型押し、ラミネーティング、包埋、溶融、および前記技法の組み合わせを含む一群から選択する技法を用いて形成されるものである。
【請求項６】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記チャネルは起伏しているものであり、および／または前記チャネルは少なくとも３つの平面にあるものである。
【請求項７】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記酸化剤は純粋な酸化剤、ガス含有酸化剤、空気、酸素富有空気、およびそれらの組み合わせを含む一群の１つを有するものである。
【請求項８】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記燃料は以下の一群の１つを有する：純粋な水素、ガス含有水素、ギ酸、および以下の一群の１つを有する水溶液：アンモニア、メタノール、エタノール、ホウ化水素ナトリウム、およびそれらの組み合わせである。
【請求項９】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記多孔質基板は、平面形か、一定の容積を包含する形状か、円筒形かを有するものである。
【請求項１０】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記多孔質基板は導電性材料であり、且つ前記多孔質機材は、好ましくは、金属発泡材、グラファイト、グラファイトコンポジット、少なくとも１つのシリコンウェファー、焼結ポリテトラフロロエチレン、結晶性ポリマー、結晶性ポリマーコンポジット、強化フェノール樹脂、カーボンクロス、炭素発泡材、カーボンエーロゲル、セラミック、セラミックコンポジット、炭素とポリマーのコンポジット、セラミックとガラスのコンポジット、再生有機材料などの材料、および前記材料の組み合わせを含む一群の１つを有するものである。
【請求項１１】
上記いずれかの請求項の燃料電池であって、さらに、第１のチャネル壁と第２のチャネル壁の間に配置される支材を有し、前記支材はシリコン、グラファイト、グラファイトコンポジット、ポリテトラフロロエチレン、ポリメタメタクリル樹脂、結晶性ポリマー、結晶性コポリマー、前記の架橋ポリマー、木材、および前記の組み合わせを含む一群の１つを有するものである。
【請求項１２】
上記いずれかの請求項の燃料電池であって、さらに、前記燃料プレナムに接続する燃料プレナム放出口を有し、および／または前記燃料プレナムに接続する燃料プレナム注入口を有し、および／または酸化剤プレナムと連通する酸化剤プレナム注入口を有し、および／または酸化剤プレナムと連通する酸化剤プレナム放出口を有するものである。
【請求項１３】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記燃料プレナムは透過性材料を有し、または前記燃料プレナムは透過性材料を有し、および／または前記燃料プレナムは流体場を持つ固体材料を有するものである。
【請求項１４】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記電解質はスルホン基を含む過フッ化ポリマー、ｐＨが最高４までの酸性水溶液、ｐＨが７を超えるアルカリ水溶液、および前記の組み合わせを有する一群の１つである。
【請求項１５】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記第１のコーティングおよび前記第２のコーティングは同じ材料または異なる材料であり、且つ前記コーティングのうち少なくとも１つは、好ましくは、ポリマーコーティング、エポキシ、ポリテトラフロロエチレン、ポリメチルメタクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、前記のコポリマー、前記の架橋ポリマー、導電性材料、および前記の組み合わせを含む一群の１つを有するものである。
【請求項１６】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記触媒層のうち少なくとも１つは、貴金属、貴金属を有する合金、プラチナ、プラチナ合金、ルテニウム、ルテニウム合金、少なくとも１つの貴金属を含む３元合金、プラチナ−ルテニウム合金、および前記の組み合わせを含む一群の１つを有し、且つ前記触媒層の少なくとも１つは、好ましくは、もう一方の触媒層と異なる触媒負荷量を有するものである。
【請求項１７】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記チャネルは高さ１ミクロン〜１０ｃｍ、幅１ナノメートル〜１ｍｍ、長さ１ナノメートル〜１００メートルの範囲のサイズである。
【請求項１８】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記燃料電池は約０．２５ボルト〜約４ボルトの電圧を生むものである。
【請求項１９】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記燃料プレナムは長方形の横断面を有するものである。
【請求項２０】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記燃料プレナムと連通する前記多孔質基板は水平軸をさらに有し、前記チャネルに配置された前記電解質は前記水平軸に対して垂直に配置されるものである。
【請求項２１】
上記いずれかの請求項の燃料電池において、前記酸化剤プレナムは透過性材料、または流体場を持つ固体材料を有し、且つ前記酸化剤プレナムは、好ましくは、周辺環境に開かれているものである。
【請求項２２】
外部負荷に接続するための上記いずれかの請求項の燃料電池を少なくとも２つ有する燃料電池層。
【請求項２３】
請求項２２の燃料電池において、前記第１の触媒層から形成される前記アノードは、前記第１のチャネル壁の前記多孔質基板に配置され、前記第２の触媒層から形成される前記カソードは前記第２のチャネル壁の前記多孔質基板に配置されるものである。
【請求項２４】
請求項２２の燃料電池層において、前記第１および第２の触媒層は、触媒活性を起こすために必要な少なくとも最低限の深さで前記多孔質基板に配置されるものである。
【請求項２５】
請求項２３または２４の燃料電池において、前記チャネルは前記多孔質基板の中に形成され、且つ前記チャネルは、好ましくは、切断、除去（アブレーティング）、成形、エッチング、押し出し成形、型押し、ラミネーティング、包埋、溶融、および前記の技法の組み合わせを含む一群から選択する技法を用いて形成されるものである。
【請求項２６】
燃料電池層を製造する方法であって、
ａ．上部と底部、第１の側面と第２の側面を有する多孔質基板を形成する工程と、
ｂ．前記上部の少なくとも一部に第１のコーティングを配置する工程と、
ｃ．前記底部の少なくとも一部に第２のコーティングを配置する工程と、
ｄ．前記多孔質基板を用い、各個別チャネルが第１のチャネル壁と第２のチャネル壁を有する複数の個別チャネルを形成する工程と、
ｅ．複数の第１の触媒層を前記第１のチャネル壁に置くことにより、複数のアノードを形成する工程と、
ｆ．複数の第２の触媒層を前記第２のチャネル壁に置くことにより、複数のカソードを形成する工程と、
ｇ．各個別チャネルの部分に少なくとも電解質を配置する工程と、
ｈ．前記第１の側面の少なくとも一部に第１のシーラント・バリアを配置する工程と、
ｉ．前記第２の側面の少なくとも一部に第２のシーラント・バリアを配置する工程と、
ｊ．個別チャネルそれぞれの間に複数の第３のシーラント・バリアを作り、互いに隣接する複数の独立した燃料電池を前記多孔質基板の中に作る工程と、
ｋ．前記多孔質基板の第１の側面に陽極接続を取り付ける工程と、
ｌ．前記多孔質基板の前記第２の側面に陰極接続を取り付ける工程と、
ｍ．燃料電池陽極接続を独立したそれぞれの燃料電池に取り付ける工程と、
ｎ．燃料電池陰極接続を、前記燃料電池層を形成する独立したそれぞれの燃料電池に取り付ける工程と、
ｏ．前記燃料電池層の少なくとも一部の周囲にシーラント・バリアを配置する工程と、
を有する方法である。
【請求項２７】
請求項２６の方法において、前記多孔質基板は鋳造して焼成するか、前もって作られた塊から薄層をスライスするか、成形法か、押し出し成形法かによって形成されるものである。
【請求項２８】
請求項２６または２７の方法において、前記多孔質基板は、それぞれの個別チャネルを形成する前に非平面形に形成されるか、または前記多孔質基板は、それぞれの個別チャネルを形成する前に一定の容積を包含する形状に形成されるものである。
【請求項２９】
請求項２６〜２８のいずれかの方法であって、導電性金属、エポキシ、ポリマーコーティング、ポリテトラフロロエチレン、ポリメチルメタクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、前記のコポリマー、前記の架橋ポリマー、および前記の組み合わせを含む一群から選択されるコーティングを用いる過程をさらに有するものである。
【請求項３０】
請求項２９の方法において、前記コーティングは金属コーティングであって、薄膜堆積法によって前記金属コーティングを前記上部に配置するものであり、且つ前記薄膜堆積法は、好ましくは、スパタリング、非電着性金属析出法、電気めっき法、はんだ法、物理的蒸気堆積法、化学蒸気堆積法を有する一群の１つを含むものである。
【請求項３１】
請求項２９の方法において、前記コーティングはエポキシコーティングであり、前記エポキシコーティングを前記上部に、スクリーン印刷、インクジェット印刷、へらを用いて広げる方法、吹き付け堆積法、真空バギング、および前記の組み合わせを含む一群から選択した方法によって配置するものである。
【請求項３２】
請求項２６〜３１のいずれかの方法であって、前記基板の上部と底部をコーティングする前に、前記多孔質基板をマスキングする工程をさらに有し、および／または前記第１のチャネル壁と前記第２のチャネル壁のそれぞれの間に支材を挿入する工程をさらに有し、および／または前記電解質を加える前に、上部と底部に配置されたコーティングの一部を選択的に除去する工程をさらに有し、および／または前記多孔質基板に１〜２５０以上の個別チャネルを形成する過程をさらに有するものである。
【請求項３３】
請求項２６〜３２のいずれかの方法において、前記個別チャネルを形成する前記工程は、型押し、除去（アブレーティング）、エッチング、押し出し成形、ラミネーティング、包埋、溶融、成形、切断、および前記の技法の組み合わせを含む一群から選択した方法によって行なわれ、且つ前記エッチングは、好ましくは、レーザーエッチング、深反応性イオンエッチング、アルカリエッチングを含む一群から選択した方法によって行なわれるものである。
【請求項３４】
請求項２６〜３３のいずれかの方法であって、シリコン、エポキシ、金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、前記のコポリマー、前記のコンポジット、および前記の組み合わせを有する一群から選択した前記シーラント・バリア材料を用いる過程をさらに有し、且つ好ましくは、シリコン、グラファイト、グラファイトコンポジット、ポリテトラフロロエチレン、ポリメチルメタクリル樹脂、結晶性ポリマー、結晶性コポリマー、前記の架橋ポリマー、木材、および前記の組み合わせを有する一群から選択した前記支材材料を用いる過程を有するものである。
【請求項３５】
請求項２６〜３４のいずれかの方法であって、スルホン基を含む過フッ化ポリマー、ｐＨが７を超える酸性水溶液、ｐＨが最高４までのアルカリ水溶液、および前記の組み合わせを有する一群から選択される電解質を用いる過程をさらに有し、且つ好ましくは、圧力射出、真空形成、ホットエンボシング、および前記の組み合わせを含む一群の１つを有する方法によって、前記個別チャネルに前記電解質を配置するものである。
【請求項３６】
請求項２６〜３５のいずれかの方法において、前記第１のおよび第２の触媒層を、触媒活性を起こすために必要最低限の厚さにするものである。
【請求項３７】
請求項２６〜３５のいずれかの方法において、前記チャネル壁に第１のおよび第２の触媒層を配置する前記工程に代わり、前記チャネル壁の中に前記第１および第２の触媒層を形成する工程を用いるものである。
【請求項３８】
請求項２６〜３７のいずれかの方法において、前記第１のおよび第２の触媒層からの前記アノードと前記カソードが貴金属、合金含有貴金属、プラチナ、プラチナ合金、ルテニウム、ルテニウム合金、および前記の組み合わせを含む一群の１つを用いる過程を有するものである。
【請求項３９】
請求項２６〜３８のいずれかの方法において、前記の各個別チャネルは、好ましくはシヌソイド（正弦）形の起伏チャネル、好ましくは直線に従う形のストレートチャネル、および好ましくは少なくとも３つの平面にある形の不規則チャネルを有する一群の１つであるものである。
【請求項４０】
請求項２６〜３９の方法において、前記多孔質基板を形成する前記工程は、金属発泡材、グラファイト、グラファイトコンポジット、少なくとも１つのシリコンウェファー、焼結ポリテトラフロロエチレン、結晶性ポリマー、結晶性ポリマーコンポジット、強化フェノール樹脂、カーボンクロス、炭素発泡材、カーボンエーロゲル、セラミック、セラミックコンポジット、炭素とポリマーのコンポジット、セラミックとガラスのコンポジット、再生有機材料などの材料、およびそれらの材料の組み合わせを含む一群から選択した材料を用いる過程を有するものである。
【請求項４１】
ミクロ構造燃料電池装置であって、アノード側およびカソード側を有する燃料電池層と、陽極端および陰極端と、前記陽極端と前記陰極端の間に置かれる少なくとも１つの表面と、少なくとも１つの前記表面に取り付けられる少なくとも１つの電子装置とを有するものである。
【請求項４２】
請求項４１の装置において、セル方式電話、ＰＤＡ、衛星電話、ラップトップコンピュータ、ポータブルＤＶＤ、ポータブルＣＤプレーヤー、ポータブルパーソナルケア・エレクトロニクス、ポータブルブームボックス、ポータブルテレビ、レーダー、無線送信機、レーダー探知機、および前記の組み合わせを有する一群から前記電子装置を選択するものである。
【請求項４３】
請求項４１または４２の装置において、前記電子装置を取り付けた前記燃料電池層によって発電する電力を前記電子装置に供給し、または前記電子装置は燃料電池運転のための補助的機能を果たし、且つ前記補助機能は、好ましくは、燃料電池性能監視、燃料電池制御、燃料電池故障診断、燃料電池性能最適化、燃料電池性能記録、および前記の組み合わせを有する一群の１つである。
【請求項４４】
請求項４１〜４３のいずれかの装置において、複数の燃料電池層が前記装置を構成するものである。
【請求項４５】
請求項４１〜４４のいずれかの装置において、前記燃料電池層の片側に１つずつ電子装置を取り付けることにより、少なくとも２つの電子装置が取り付けられるものである。
【請求項４６】
多重燃料電池層構造であって、
ａ．１つのアノード面と１つのカソード面、陽極端と陰極端を有する燃料電池層において、第１の燃料電池層のアノード側と第２の燃料電池層のカソード側が接するように第１の燃料電池層を第２の燃料電池層の上に積み重ね、第３の燃料電池層のカソード側が前記第２の燃料電池層のカソード側に接するように前記第３の燃料電池層を前記第２の燃料電池層に積み重ねることにより、燃料電池層が隣接するスタックを形成し、さらに同様の方法によって追加的な燃料電池層を前記第１、第２、および第３の燃料電池層の上に載せることができる燃料電池層を複数と、
ｂ．少なくとも１つのプレナムを形成するように、隣接する前記燃料電池層の間にある少なくとも１つのシールと、
ｃ．外部負荷に前記スタックを接続するための陽極コネクタと、
ｄ．前記外部負荷に前記スタックを接続するための陰極コネクタと、を有し、
複数の燃料電池層のアノード側に燃料を供給し、複数の燃料電池層のカソード側に酸化剤を供給すると、前記外部負荷を駆動する電流が生まれるものである。
【請求項４７】
多重燃料電池層構造であって、
ａ．１つのアノード面と１つのカソード面すなわち陽極端と陰極端を有する燃料電池層において、第１燃料電池層のアノード側と第２の燃料電池層のカソード側が接するように第１燃料電池層を第２の燃料電池層の上に積み重ね、第３の燃料電池層のカソード側が前記第２の燃料電池層のカソード側に接するように前記第３の燃料電池層を前記第２の燃料電池層に積み重ねることにより、燃料電池層が隣接するスタックを形成し、さらに同様の方法によって追加的な燃料電池層を前記第１の、第２および第３の燃料電池層の上に載せることができる燃料電池層を複数と、
ｂ．少なくとも１つのプレナムを形成するように、隣接する前記燃料電池層の間にある少なくとも１つのシールと、
ｃ．前記スタックの少なくとも１つの燃料電池層に作られる少なくとも１つの流体場と、
ｄ．外部負荷に前記スタックを接続するための陽極コネクタと、
ｅ．前記外部負荷に前記スタックを接続するための陰極コネクタと、を有し、
複数の燃料電池層のアノード側に燃料を供給し、複数の燃料電池層のカソード側に酸化剤を供給すると、前記外部負荷を駆動する電流が生まれるものである。
【請求項４８】
請求項４６または４７の多重燃料電池層構造において、前記プレナムのうち少なくとも１つは、燃料プレナム、酸化剤プレナム、および前記の組み合わせを含む一群の１つであるか、または前記プレナムのうち少なくとも１つは透過性材料であるか、または前記プレナムのうち少なくとも１つは流体場を持つ固体材料であるか、および／または前記プレナムのうち少なくとも１つは周囲環境に開かれているものである。
【請求項４９】
請求項４６または４８のいずれかの多重燃料電池層構造において、前記陽極端と陰極端は、前記陽極と陰極コネクタの間で直列に接続されているか、または前記陽極端と陰極端は、前記陽極と陰極コネクタの間で並列に接続されているか、または前記陽極端と陰極端は、前記陽極と陰極コネクタの間で直列と並列の組み合わせによって接続されているものである。
【請求項５０】
請求項４７の多重燃料電池層構造において、前記流体場は、切断、除去（アブレーティング）、成形、型押し、エッチング、ラミネーティング、包埋、溶融、および前記の技法の組み合わせを有する一群から選択される方法によって作られるものである。
【請求項５１】
二層燃料電池層構造であって、
ａ．各燃料電池層がアノード側とカソード側、陽極端と陰極端を有する第１の燃料電池層と第２の燃料電池層において、第１の燃料電池層のアノード側と第２の燃料電池層のアノード側と接して２層スタックを形成するように前記第１の燃料電池層が前記第２の燃料電池層の上に積み重ねられた第１の燃料電池層と第２の燃料電池層と、
ｂ．燃料プレナムを形成するように、前記第１および第２の燃料電池層の間に置かれたシールと、
ｃ．外部負荷に前記２層スタックを接続するための陽極コネクタと、
ｄ．前記外部負荷に前記２層スタックを接続するための陰極コネクタと、を有し、
前記燃料プレナムに燃料を供給し、前記カソード側を酸化剤にさらすと、前記外部負荷を駆動する電流が生まれる。
【請求項５２】
請求項５１の２層燃料電池層構造において、前記燃料プレナムは透過性材料であるか、または前記燃料プレナムは流体場を持つ固体材料であるか、または前記燃料プレナムは周囲環境に対して開いているものである。
【請求項５３】
請求項５１または５２の２層燃料電池層構造において、前記陽極端と陰極端は、前記陽極と陰極コネクタの間で直列に接続されているものであるか、または前記陽極端と陰極端は、前記陽極と陰極コネクタに並列に接続されているものである。
【請求項５４】
請求項５１〜５３のいずれかの２層燃料電池層構造において、前記燃料プレナムは水素貯蔵材料を有する一定の容積を有するものである。
【請求項５５】
請求項５１〜５４のいずれかの２層燃料電池層構造であって、少なくとも１つの燃料電池層に作られた少なくとも１つの流体場をさらに有し、前記流体場は好ましくは、切断、除去（アブレーティング）、成形、型押し、エッチング、ラミネーティング、包埋、溶融、および前記の組み合わせを有する一群の方法から選択した方法によって作られるものである。
【請求項５６】
二層燃料電池層構造であって、
ａ．各燃料電池層がアノード側とカソード側、陽極端と陰極端を有する第１の燃料電池層と第２の燃料電池層において、第１の燃料電池層のカソード側が第２の燃料電池層のカソード側と接して２層スタックを形成するように前記第１の燃料電池層が前記第２の燃料電池層の上に積み重ねられた第１の燃料電池層と第２の燃料電池層と、
ｂ．酸化剤プレナムを形成するように、前記第１および第２の燃料電池層の間に置かれたシールと、
ｃ．外部負荷に前記２層スタックを接続するための陽極コネクタと、
ｄ．前記外部負荷に前記２層スタックを接続するための陰極コネクタと、を有し、
前記酸化剤プレナムに酸化剤を供給し、前記アノード側を燃料にさらすと、前記外部負荷を駆動する電流が生まれるものである。
【請求項５７】
請求項５６の２層燃料電池層構造において、前記酸化剤プレナムは透過性材料であるか、または前記酸化剤プレナムは流体場を持つ固体材料であるか、および／または前記酸化剤プレナムは周辺環境に開かれているものである。
【請求項５８】
請求項５６または５７の２層燃料電池層構造において、前記陽極端と陰極端は、前記陽極と陰極コネクタの間で直列に接続されているものであるか、または前記陽極端と陰極端は、前記陽極と陰極コネクタの間で並列に接続されているものである。
【請求項５９】
請求項５６〜５８のいずれかの２層燃料電池層構造であって、少なくとも１つの燃料電池層に作られた少なくとも１つの流体場をさらに有し、前記流体場は、切断、除去（アブレーティング）、成形、型押し、エッチング、ラミネーティング、包埋、溶融、および前記の技法の組み合わせを有する一群から選択される方法によって作られるものである。