(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体であって、該燃料貯留体には、液体燃料を収容する燃料収容容器と、燃料流出部と、該燃料流出部とで該液体燃料を挟み、該液体燃料を封止すると共に、液体燃料の消費に伴い移動する追従補助部材が挿入された追従体とを備え、かつ、上記追従補助部材は、流動性がなく、液体燃料に対して不溶性となると共に、上記燃料収容容器の径方向での断面積で５０％以上の断面積を有することを特徴とする燃料電池用燃料貯留体。
【請求項２】
追従体は、液体燃料に対して、不溶性若しくは難溶性の液体、その液体のゲル状物から選ばれる少なくとも１種からなり、かつ、液体燃料の比重に対して、追従体の比重が９０％〜２００％である請求項１記載の燃料電池用燃料貯留体。
【請求項３】
燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体であって、該燃料貯留体には、液体燃料を収容する燃料収容容器と、燃料流出部と、該燃料流出部とで該液体燃料を挟み、該液体燃料を封止すると共に、液体燃料の消費に伴い移動する追従体とを備え、かつ、上記追従体は、液体燃料に対して、不溶性若しくは難溶性の液体、又はその液体のゲル状物と、樹脂片及び／又は中空樹脂片からなる固形物との混練物からなり、かつ、液体燃料の比重に対して、追従体の比重が９０％〜２００％であることを特徴とする燃料電池用燃料貯留体。
【請求項４】
不溶性若しくは難溶性の液体が、不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤からなり、不溶性若しくは難溶性の液体のゲル状物が不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤と増粘剤とを含有するものからなる請求項２又は３に記載の燃料電池用燃料貯留体。
【請求項５】
不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤がポリブテン、鉱油、シリコーンオイル、流動パラフィンから選ばれる少なくとも１種である請求項４記載の燃料電池用燃料貯留体。
【請求項６】
増粘剤がスチレン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、リン酸エステルのカルシウム塩、微粒子シリカ、アセトアルコキシアルミニウムジアルキレートから選ばれる少なくとも１種である請求項４記載の燃料電池用燃料貯留体。
【請求項７】
追従補助部材は、固形物、中空構造体又は多孔質体の何れかである請求項１又は２記載の燃料電池用燃料貯留体。
【請求項８】
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、ショ糖水溶液及び水素化ホウ素ナトリウムから選ばれる少なくとも１種である請求項１〜７の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。
【請求項９】
燃料収容容器は、少なくとも液体燃料と接触する壁面が液体燃料の表面自由エネルギーよりも低く調整されている請求項１〜８の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。
【請求項１０】
燃料電池本体は、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と共に、上記単位セルには燃料貯留体に接続される燃料供給体が連結されて液体燃料が供給される構成となる請求項１〜９の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。
【請求項１１】
燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体であって、該燃料貯留体には、液体燃料を収容する燃料収容容器と、燃料流出部と、該燃料流出部とで該液体燃料を挟み、該液体燃料を封止すると共に、液体燃料の消費に伴い移動する追従補助部材が挿入された追従体とを備え、かつ、上記追従補助部材は、液体燃料に対して不溶性の中空構造体又は多孔質体を有することを特徴とする燃料電池用燃料貯留体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用燃料貯留体に関し、更に詳しくは携帯電話、ノート型パソコン及びＰＤＡ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用に好適な燃料貯留体に関する。
【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各液体燃料電池等が知られている（例えば、特許文献３〜７参照）。
これらの各特許文献に記載される液体燃料電池は、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液体燃料電池は、構成上は小型化に適するものの、燃料極に燃料が直接液体状態で供給されるため小型携帯機器に搭載し、電池部の前後左右や上下が絶えず変わる使用環境下では、長時間の使用期間中に燃料の追従が不完全となり、燃料供給遮断などの弊害が発生し、電解質層への燃料供給を一定にすることを阻害する原因となっている。【０００５】
また、これら欠点の解決策の一つとして、例えば、液体燃料を毛管力によりセル内に導入した後、液体燃料を燃料気化層にて気化して、使用する燃料電池システム（例えば、特許文献８参照）が知られているが、基本的な問題点である燃料の追従性不足は改善されていないという課題を有し、また、この構造の燃料電池は液体を気化させた後に燃料として用いるシステムのため、小型化が困難となるなどの課題がある。【０００６】
このように従来の燃料電池用燃料貯留体では、燃料極に直接液体燃料を供給する際に、燃料の供給が不安定で動作中の出力値に変動が生じたり、安定な特性を維持したまま携帯機器への搭載が可能な程度の小型化は困難であるのが現状である。
【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２００１−１０２０６９号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来の燃料電池用燃料貯留体における課題及び現状に鑑み、これを解消するためになされたものであり、燃料電池本体に直接液体燃料を安定的に供給すると共に、保管時に液体燃料の損失がなく、かつ、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池用燃料貯留体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、燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体において、該燃料貯留体を、液体燃料を収容する燃料収容容器と、燃料流出部と、液体燃料の後端部に、特定構造の追従補助部材が挿入された追従体とを備えることにより、上記目的の燃料電池用燃料貯留体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）〜（１１）に存する。
（１）  燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体であって、該燃料貯留体には、液体燃料を収容する燃料収容容器と、燃料流出部と、該燃料流出部とで該液体燃料を挟み、該液体燃料を封止すると共に、液体燃料の消費に伴い移動する追従補助部材が挿入された追従体とを備え、かつ、上記追従補助部材は、流動性がなく、液体燃料に対して不溶性となると共に、上記燃料収容容器の径方向での断面積で５０％以上の断面積を有することを特徴とする燃料電池用燃料貯留体。
（２）  追従体は、液体燃料に対して、不溶性若しくは難溶性の液体、その液体のゲル状物から選ばれる少なくとも１種からなり、かつ、液体燃料の比重に対して、追従体の比重が９０％〜２００％である上記（１）記載の燃料電池用燃料貯留体。
（３）  燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体であって、該燃料貯留体には、液体燃料を収容する燃料収容容器と、燃料流出部と、該燃料流出部とで該液体燃料を挟み、該液体燃料を封止すると共に、液体燃料の消費に伴い移動する追従体とを備え、かつ、上記追従体は、液体燃料に対して、不溶性若しくは難溶性の液体、又はその液体のゲル状物と、樹脂片及び／又は中空樹脂片からなる固形物との混練物からなり、かつ、液体燃料の比重に対して、追従体の比重が９０％〜２００％であることを特徴とする燃料電池用燃料貯留体。
（４）  不溶性若しくは難溶性の液体が、不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤からなり、不溶性若しくは難溶性の液体のゲル状物が不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤と増粘剤とを含有するものからなる上記（２）又は（３）に記載の燃料電池用燃料貯留体。
（５）  不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤がポリブテン、鉱油、シリコーンオイル、流動パラフィンから選ばれる少なくとも１種である上記（４）記載の燃料電池用燃料貯留体。
（６）  増粘剤がスチレン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、リン酸エステルのカルシウム塩、微粒子シリカ、アセトアルコキシアルミニウムジアルキレートから選ばれる少なくとも１種である上記（４）記載の燃料電池用燃料貯留体。
（７）  追従補助部材は、固形物、中空構造体又は多孔質体の何れかである上記（１）又は（２）記載の燃料電池用燃料貯留体。
（８）  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、ショ糖水溶液及び水素化ホウ素ナトリウムから選ばれる少なくとも１種である上記（１）〜（７）の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。
（９）  燃料収容容器は、少なくとも液体燃料と接触する壁面が液体燃料の表面自由エネルギーよりも低く調整されている上記（１）〜（８）の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。
（１０）  燃料電池本体は、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と共に、上記単位セルには燃料貯留体に接続される燃料供給体が連結されて液体燃料が供給される構成となる上記（１）〜（９）の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。
（１１）  燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体であって、該燃料貯留体には、液体燃料を収容する燃料収容容器と、燃料流出部と、該燃料流出部とで該液体燃料を挟み、該液体燃料を封止すると共に、液体燃料の消費に伴い移動する追従補助部材が挿入された追従体とを備え、かつ、上記追従補助部材は、液体燃料に対して不溶性の中空構造体又は多孔質体を有することを特徴とする燃料電池用燃料貯留体。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃料電池本体に直接液体燃料を安定的かつ効率的に供給すると共に、保管時に液体燃料の損失がなく、かつ、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池用燃料貯留体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料電池用燃料貯留体を縦断面態様で示す概略断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｈ）は本発明の第１実施形態の燃料流出部に備わる弁体構造を示すものであり、（ａ）は弁体の斜視図、（ｂ）は弁体の平面図、（ｃ）は弁体の縦断面図、（ｄ）はアダプターの平面図、（ｅ）はアダプターの縦断面図、（ｆ）はアダプターに弁体を装填した状態の平面図、（ｇ）はアダプターに弁体を装填した状態の縦断面図、（ｈ）は燃料貯留体の縦断面図である。
【図３】図１の燃料電池用燃料貯留体を燃料電池本体に接続して燃料電池として使用した状態の一例を示す概略断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は燃料電池セル２０を説明する斜視図、縦断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態の燃料電池用燃料貯留体の各変形例の要部を示す横断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の燃料電池用燃料貯留体を示す縦断面態様で示す概略断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態の燃料電池用燃料貯留体を示すものであり、（ａ）は縦断面態様で示す概略断面図、（ｂ）は弁体の縦断面図、（ｃ）は弁体の斜視図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態の燃料電池用燃料貯留体を示すものであり、（ａ）縦断面態様で示す概略断面図、（ｂ）はその要部を示す横断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態の燃料電池用燃料貯留体を示す縦断面態様で示す概略断面図である。
【図１０】本発明の燃料電池用燃料貯留体を燃料電池本体に取り付け前の状態を示す部分断面図である。
【図１１】本発明の燃料電池用燃料貯留体を燃料電池本体に取り付けた状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
Ａ    燃料電池用燃料貯留体
Ｆ    液体燃料
１０    燃料収容容器
１１    燃料流出部
１２    弁体
１７    追従体
１８    追従補助部材
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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〜図２は、本発明の基本的な実施形態を示す燃料電池用燃料貯留体Ａの基本形態（第１実施形態）を示すものである。
本第１実施形態の燃料電池用燃料貯留体Ａは、燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体であり、液体燃料Ｆを収容するチューブ型の燃料収容容器１０と、燃料流出部１１と、燃料収容容器１０に収容された状態の液体燃料Ｆの後端部に、該液体燃料を封止すると共に、液体燃料の消費に伴い移動する追従補助部材１８が挿入された追従体１７とを備え、かつ、上記追従補助部材１８は、流動性がなく、液体燃料Ｆに対して不溶性となると共に、上記燃料収容容器１０の径方向での断面積で５０％以上の断面積を有するものから構成されている。
【００１４】
上記チューブ型の燃料収容容器１０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）、更に、液体燃料の残量を視認できるように光線透過性があるものから構成されることが好ましい。
燃料収容容器１０としては、例えば、光線透過性を要求されない場合であれば、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残量の視認性、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チューブは、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。【００１５】
燃料流出部１１には、筒状の燃料収容容器１０の内部と外部との連通を封止する弁体１２を備えており、本実施形態では燃料流出部１１内に弁体１２が直接又は弁体アダプターを介して収納される構造となっている。この弁体１２は、筆記具などにおいて用いられる部材と同様の構成であり、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、気圧、温度変化等により燃料収容容器１０内に直接収容される液体燃料Ｆに、後述する燃料供給管周辺より浸入する空気などの異物を防ぐものである。
この弁体１２は、液体燃料供給部材を挿入することで燃料収容容器１０と内部とを連通させ、燃料収容容器１０内部の液体燃料Ｆを外部へ供給させる直線状のスリットからなる連通部１３が形成されると共に、前記弁体１２が燃料流出部１１又は弁体アダプターに収納された際に、弁体外縁部１４により弁体１２が径方向に圧縮されることで、前記連通部１３に圧縮力が作用するようにしたものであり、本実施形態では図２（ｂ）に示すように楕円状であって、短径方向に連通部となるスリット１３を設け、長径方向に外縁部１４を圧縮するようにとしたものであり、スリット１３が閉じる方向に圧縮力が作用する。【００１６】
なお、上記連通部１３を直線状のスリットで形成したが、液体燃料供給部材を挿入することで燃料収容容器１０と内部とを連通させ、燃料収容容器１０内部の液体燃料Ｆを外部へ供給できる構造となるものであれば、特に限定されず、十字状や放射状のスリット、スリットを複数形成し各スリットが同一箇所で交差するようにした構造、円孔状、矩形孔状であってもよい。好ましくは、上記直線状のスリットが望ましい。また、外縁部１４の形状は、特に限定されず、上記形態のように楕円状の他、円形状に形成することができる。【００１７】
この弁体１２の内面側には、液体燃料供給部材を挿入する際にスムーズに挿入できるように燃料収容容器１０の内部に向かって凸状のテーパー面（突起）１５を形成することが好ましい。
前記燃料流出部１１には、図２（ｄ），（ｅ）に示すようなアダプター１６が設けられ、アダプター１６は筒状に形成され、その内周面にストッパー部１６ａ，１６ａが形成された本体部１６ｂと、筒状に形成された固定部材１６ｃとからなり、ストッパー部１６ａと固定部材１６ｃとの間で上記構成の弁体１２を挟持してなるものである。
弁体１２とアダプター１６との組合せに関して、図２に示すように、楕円形状のスリット弁と円形状のアダプターの場合が挙げられ、また、逆に、円形状のスリット弁と楕円形状のアダプターとしてもよく、この場合、スリット弁のスリット方向をアダプターの長径とすることが必要である。
この構造の弁体１２により、使用休止（未使用）時にも空気などの異物の浸入を防止する構造となっている。これは、空気などの浸入により液体燃料収容容器１０内の圧力増加などによる燃料漏れ、噴出しなどの事故を防止するためである。【００１８】
この弁体１２、アダプター１６としては、液体燃料の漏洩をより効果的に防止する点から、上記構造等で、液体燃料Ｆに対して気体透過性の低い材料からなり、かつ、ＪＩＳ  Ｋ  ６２６２−１９９７で規定される圧縮永久歪み率が２０％以下の材料から構成されるものが好ましい。
これらの弁体１２、アダプター体１６の材料としては、収容される液体燃料Ｆに対して保存安定性、耐久性、ガス不透過性、燃料供給管に密着できる弾性を有し、上記特性を有するものであれば、特に限定されず、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合成樹脂、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、二トリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどのゴム、熱可塑性エラストマーが挙げられ、通常の射出成形や加硫成形などによって製造することができる。【００１９】
用いる液体燃料Ｆとしては、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、ショ糖水溶液、水素化ホウ素ナトリウム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。【００２０】
追従体１７は、燃料収容容器１０に収容された状態の液体燃料Ｆの後端面に接触し、該液体燃料Ｆを封止すると共に、燃料消費に伴い移動するものであり、燃料収容容器１０内の液体燃料が漏出、蒸発してしまうことを防止すると共に、液体燃料への空気の侵入を防止するものである。
この追従体１７としては、液体燃料Ｆに対し溶解、拡散しないことが要求される。液体燃料Ｆに対し溶解、拡散してしまうような場合、燃料貯蔵槽となる燃料収容容器１０内の液体燃料が漏出、蒸発してしまい燃料貯蔵槽としての役割を果たせないばかりか、液体燃料Ｆによって追従体１７を構成する物質が燃料電池本体の燃料極に浸入し、反応に悪影響が出ることが考えられる。これらの条件を勘案して、本発明に用いる追従体１７の好ましい特性等が選択される。
【００２１】
用いることができる追従体１７としては、液体燃料Ｆに対して、不溶性若しくは難溶性の液体からなるもの、または、これらの液体のゲル状物からなり、かつ、液体燃料Ｆの比重に対して、追従体の比重が９０％〜２００％であるものが好ましい。
不溶性若しくは難溶性の液体としては、ポリブテン、鉱油、ポリグリコール、ポリエステル、シリコーンオイル、流動パラフィンなどの不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
用いることができるポリブテンとしては、例えば、市販品のニッサンポリブテンＮ（日本油脂社製）、ＬＶ−７、ＬＶ−１０、ＬＶ−２５、ＬＸ−５０、ＬＶ−１００、ＨＶ−１５、ＨＶ−３５、ＨＶ−５０、ＨＶ−１００、ＨＶ−３００、ＨＶ−１９００、ＨＶ−３０００（以上、日本石油化学社製）、３５Ｒ（出光興産社製）などが挙げられ、鉱物油としては、例えば、市販品のダイアナプロセスオイルＭＣ−Ｗ９０、ＰＳ−４３０、ＰＳ−９０（以上、出光興産社製）などが挙げられる。
シリコーンオイルとしては、ＫＦ−９６  ０．６５〜３０，０００（以上、信越シリコーン社製）などが挙げられる。
これらの不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤は、１種または２種以上を合わせて使用することができる。【００２２】
また、不溶性若しくは難溶性の液体のゲル状物は、上記不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤と増粘剤とを含有するものから構成される。
用いる増粘剤は、上記不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤に可溶若しくは膨潤するものであり、不溶性若しくは難溶性の液体をゲル状物にできるものであれば良く、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、リン酸エステルのカルシウム塩、微粒子シリカ、アセトアルコキシアルミニウムジアルキレート、脂肪酸金属塩、変性クレーから選ばれる少なくとも１種を用いることができる。【００２３】
スチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＢＣ）は、ポリスチレンブロックとゴム中間ブロックとを有しポリスチレン部分が物理架橋（ドメイン）を形成して橋かけ点となる熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）であり、ハードセグメントのポリスチレン（Ｓ）とソフトセグメントのポリブタジエン（Ｂ）、ポリイソプレン（Ｉ）、エチレン・ブチレン（ＥＢ）、エチレン・プロピレン（ＥＰ）、ビニル−ポリイソプレン（Ｖ−Ｉ）等との組み合わせにより、Ｓ−Ｂ−Ｓ、Ｓ−Ｉ−Ｓ、Ｓ−ＥＢ−Ｓ、（Ｓ−Ｂ）ｎＸ、Ｓ−ＥＰ−Ｓ、Ｖ−ＳＩ−Ｓなどのリニアタイプ、放射状タイプ、並びに、これらの水添したものを用いることができる。
用いることができる塩化ビニル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶＣ）は、ハードセグメントにＰＶＣ、ＮＢＲ等を使用し、ソフトセグメントにＰＶＣを使用したＴＰＥであり、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）は、ハードセグメントにポリプロピレンンやポリエチレンなどのポリオレフィンを用い、ソフトセグメントにＥＰＤＭなどを使用したＴＰＥである。【００２４】
また、用いることができるポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）は、ナイロンをハードセグメントとし、これにポリエステル又はポリオール（ＰＴＭＧ又はＰＰＧ）をソフトセグメントとしたブロックコポリマー等であり、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ）は、ハードセグメントに高融点で高結晶の芳香族ポリエステル、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を、ソフトセグメントにはガラス転移温度が低い（例えば、−７０℃以下の）非晶性ポリエーテル、例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）を使用したマルチブロックポリマーや、ソフトセグメントに脂肪族ポリエステルを使用したタイプ等のＴＰＥであり、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）は、分子内に部分架橋を有する不完全可塑タイプと、完全に線状の高分子体で完全熱可塑性タイプなどが挙げられ、ジイソシアネートと短鎖グリコールからなるポリマー鎖がハードセグメントとなり、ジイソシアネートとポリオールからなるポリマー鎖がソフトセグメントとなり、ジイソシアネート、長・短鎖ポリオールの種類、量によって多様なポリマーができ、カプロラクトン型、アジピン酸型、ポリテトラメチレングリコール型〔ＰＴＭＧ型（又はエーテル型）〕などを用いることができる。
微粒子シリカとしては、疎水性シリカ等（市販品としてはアエロジルＲ−９７４Ｄ、日本アエロジル社製）などを用いることができる。
これらの増粘剤は、１種または２種以上を合わせて使用することができる。【００２５】
これらの不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤と増粘剤とを含有するゲル状物からなる追従体は、追従体全量に対して、不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤を７０〜９９．８重量％（以下、単に「％」という）、好ましくは、８５〜９９．５％、更に好ましくは、８７〜９９．５％とし、増粘剤を、０．２〜３０％、好ましくは、０．５〜１５％、更に好ましくは、０．５〜１０％とすることが望ましい。【００２６】
用いることができる追従体１７は、上述の如く、不溶性若しくは難溶性の液体からなるもの、または、これらの液体のゲル状物からなるものであり、かつ、燃料消費に伴い効率良く追従させる点から、液体燃料Ｆの比重に対して、追従体の比重が９０％〜２００％であるものが好ましく、更に好ましくは、９５〜１５０％とすることが望ましい。
本発明では、用いる液体燃料の種類及びその濃度により、追従体の比重が変動するものとなる。すなわち、用いる各液体燃料及びその濃度の比重は、下記表１に示すとおりである。
【表１】
0004956184.tif 000002
【００２７】
本発明において、例えば、液体燃料Ｆとして７０％メタノール（比重０．８７２）を使用する場合は、不溶性若しくは難溶性の液体から追従体、または、これらの液体のゲル状物からなる追従体の比重は、０．７８５〜１．７４４とすることが好ましく、更に好ましくは、０．７８５〜１．３０８とすることが望ましく、また、液体燃料ＦとしてＤＭＥ（比重０．６６１）を使用する場合は、追従体の比重は、０．５９５〜１．３２２とすることが好ましく、更に好ましくは、０．５９１５〜０．９９１５とすることが望ましい。
本発明において、燃料電池に用いる液体燃料はその比重が（大部分が１以下と）小さいため、用いる上記好ましい比重範囲となる追従体を作製するには、上記不溶性若しくは難溶性の液体の種類及びその使用量、並びに、増粘剤及びその使用量、及びその製法等を好適に組み合わせて、調製することができる。【００２８】
また、上記構成の追従体１７の使用量は、良好な追従性、落下時の耐衝撃性の点から、用いる液体燃料の使用量（重量比１）に対して、０．０１〜０．５倍とすることが好ましく、更に好ましくは、０．１〜０．２倍とすることが望ましい。例えば、液体燃料として、７０％メタノール液２ｍｌを収容容器に充填する場合は、追従体の量は、０．２〜０．４ｍｌとすることが好ましい。【００２９】
上記構成となる追従体１７に挿入する追従補助部材１８は、燃料の消費速度の速いものや、多量の液体燃料を搭載するために、チューブ型等の燃料収容容器の径を大きいものを用いた場合においても、追従体１７の追従を追従切れを起こすことなく、良好に追従させるため追従体１７に挿入するものである。
用いる追従補助部材１８は、燃料の消費速度の速いものや、多量の液体燃料を搭載した場合に燃料収容容器の径を大型化した場合においても良好な追従性の発揮等の点から、燃料収容容器１０の径方向での断面積の５０％以上の断面積を有することが必要であり、好ましく、８０〜９５％とすることが望ましい。
なお、追従補助部材１８の断面積が、上記燃料収容容器の径方向での断面積で５０％未満の断面積を有するものでは、燃料の消費速度の速いものや、多量の液体燃料を搭載した場合に燃料収容容器の径を大型化した場合などにおいて、追従体の追従性が不良となることがあり、好ましくない。
この追従補助部材１８の形状としては、上記断面積を有するものであればよく、例えば、円柱状、四角柱状、三角柱状、球状若しくは燃料貯留体断面と相似形状などが挙げられ、その長さは、更に良好な追従性を発揮せしめる点から、追従体１７の全長に対して、３０〜７０％とすることが好ましい。
また、追従補助部材１８は、不溶性若しくは難溶性の液体又はその液体のゲル状物１７ａの中に挿入、または、その追従補助部材１８の一部が不溶性若しくは難溶性の液体又はその液体のゲル状物１７ａの下に出ている状態であってもよいものである。【００３０】
追従補助部材１８としては、上記断面積の５０％以上の断面積を有する特性を有するものであれば良く、更に好ましくは、用いる液体燃料Ｆよりも比重が低いものが挙げられ、例えば、ポリプロピレン、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、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、各種ゴムなどから構成することができ、好ましくは、これらの材質からなる固形物、または、その中空構造体、多孔質体などを用いることができる。【００３１】
本実施形態では、図１（ｂ）及び図２（ｈ）に示すように、追従補助部材１８と燃料収容容器１０との間（空隙）に不溶性若しくは難溶性の液体又はその液体のゲル状物１７ａがあり、その追従補助部材１８の一部が不溶性若しくは難溶性の液体又はその液体のゲル状物１７ａの下に出ている状態である。
本実施形態では、液体収容容器の内径が６．０ｍｍ、外形８．０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、液体燃料Ｆが７０％メタノール液（比重０．８７２）、１７ａが不溶性若しくは難溶性の液体のゲル状物（比重１．０）、追従補助部材１８が中空構造のポリプロピレン製で、比重０．５であり、その長さは、追従体の全長に対して、７０％、その断面積は、燃料収容容器１０の径方向での断面積の８０％となるものである。【００３２】
この燃料電池用燃料貯留体Ａは、図３及び図４に示すように、燃料電池本体Ｎに連結自在となり、使用に供されることとなる。
すなわち、燃料電池本体Ｎは、図３及び図４に示すように、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体２１の外表部に電解質層２３を構築し、該電解質層２３の外表部に空気電極層２４を構築することで形成される単位セル（燃料電池セル）２０，２０と、燃料貯留体Ａに接続される浸透構造を有する燃料供給体３０と、該燃料供給体３０の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽４０とを備え、上記各単位セル２０、２０は直列に連結されて燃料供給体３０により燃料が順次供給される構造となっており、前記燃料貯留体Ａは、交換可能なカートリッジ構造体となっており、燃料電池本体Ｎの支持体１９に挿入される構造となっている。
この実施形態では、図１〜図３に示すように液体燃料Ｆが直接貯蔵され、液体燃料Ｆを収容する燃料収容容器１０の下部に燃料流出部１１の弁体１２に挿入される燃料供給体３０により、燃料が供給されるものである。【００３３】
これらの燃料貯留体Ａの燃料収容容器１０、燃料流出部１１、燃料供給体３０は、嵌合などによりそれぞれ接合される。このとき、それぞれの部材が液体燃料Ｆの表面自由エネルギーよりも高い場合、接合部の隙間に入り込みやすく液体燃料Ｆが漏洩する可能性が高まってしまう。そのため、これらの部材の少なくとも液体燃料Ｆと接触する壁面には、液体燃料の表面自由エネルギーよりも低く調整されていることが望ましい。この調整方法としては、燃料収容容器１０などの液体燃料と接触する壁面に、シリコン系、ケイ素樹脂若しくはフッ素系の撥水剤を用いたコーティングによる、撥水膜形成処理を施すことにより行うことができる。【００３４】
単位セルとなる各燃料電池セル２０は、図４（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。【００３５】
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。【００３６】
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。【００３７】
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。【００３８】
前記燃料供給体３０は、燃料貯留体Ａの燃料流出部１１の弁体１２内に挿入され、該液体燃料Ｆを各単位セル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体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組合せからなる繊維束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル２０への供給量に応じて適宜設定されるものである。【００３９】
使用済み燃料貯蔵槽４０は、燃料供給体３０の終端に配置されるものである。この時、使用済み燃料貯蔵槽４０を燃料供給体３０の終端に直接接触させて使用済み燃料を直接吸蔵体等により吸蔵させても問題ないが、燃料供給体３０と接触する接続部に中綿や多孔体、または繊維束体などを中継芯として設け、使用済み燃料排出路としてもよい。
また、燃料供給体３０により供給される液体燃料は、燃料電池セル２０で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆どなく、従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰時に至った際には、反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽４０に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となっている。
なお、５０は、燃料貯留体Ａと使用済み燃料貯蔵槽４０を連結すると共に、燃料貯蔵槽１０から各単位セル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燃料貯留体Ａを用いた燃料電池は、燃料貯留体Ａから燃料供給部となる燃料流出部１１の弁体１２に挿入された燃料供給体３０又は浸透構造を持つ燃料電極体２１に供給され、いずれかの浸透構造により、液体燃料を燃料電池セル２０、２０内に導入するものである。
本発明では、燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体Ａには、液体燃料Ｆを収容する燃料収容容器１０と、燃料流出部１１と、液体燃料Ｆの後端部に、該液体燃料を封止すると共に、液体燃料の消費に伴い移動する追従補助部材１８が挿入された追従体１７とを備え、かつ、上記追従補助部材１８は、流動性がなく、液体燃料Ｆに対して不溶性となると共に、上記燃料収容容器１０の径方向での断面積で５０％以上の断面積を有するものから構成されたものであるので、燃料電池の発電による燃料消費に伴ない、追従補助部材１８が挿入された追従体１７が移動することによって液体燃料の体積減少に対応することとなり、しかも、燃料電池の稼動による燃料貯留体（液体燃料）が加温されても上記追従体１７が移動することで、体積膨張にも対応することができることとなる。これにより、燃料電池本体Ｂに直接液体燃料Ｆを安定的に供給すると共に、保管時に液体燃料の損失がなく、かつ、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池用燃料貯留体が提供されるものとなる。
この追従体１７には、上記燃料収容容器１０の径方向での断面積で５０％以上の断面積を有するものから構成された追従補助部材１８が挿入されているので、燃料の消費速度の速いものや、多量の液体燃料を搭載するために、チューブ型等の燃料収容容器の径を大きいものを用いた場合においても、追従体の追従を追従切れを起こすことなく、良好に追従させることができるものとなる。【００４１】
上記実施形態では、燃料流出部１１には、燃料収容容器１０の内部と外部との連通を封止する弁体１２、すなわち、液体燃料供給部材３０を挿入することで燃料収容容器１０と内部とを連通させ、燃料収容容器１０内部の液体燃料Ｆを外部へ供給させる連通部１３が形成されると共に、弁体１２が燃料流出部１１に収納された際に、弁体の外縁部１４により弁体１２が径方向に圧縮されることで、連通部１３に圧縮力が作用するようにしたので、連通部１３からの液体燃料Ｆの漏洩をより効果的に防止することができる。また、燃料収容容器１０には、アダプター１６を設け、弁体１２をアダプター１６のストッパー部１６ａと固定部材１６ｃとの間で挟持してなる構造としたので、組み立てが容易であり、弁体１２を収容容器１０に固着される燃料流出部１１内に安定的に固定することができる。
また、燃料収容容器は、燃料排出に伴い、空気置換しないため、仮令ある程度燃料を排出した状態で燃料流出部を上向きにしても、常に燃料流出部に燃料が接触しているため、良好に燃料を排出できる。【００４２】
更に、上記形態では、少なくとも、燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する燃料供給体３０に毛管力が存在し、この毛管力により、燃料貯蔵槽１０から各単位セル２０、２０の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなる。より好ましくは、燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する燃料供給体３０の毛管力＜使用済み燃料貯蔵槽４０の毛管力と設定することにより、燃料貯蔵槽１０、各単位セル２０、２０から使用済み燃料貯蔵槽までの夫々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料の流れを作ることができるものとなる。
更にまた、この燃料電池では、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出来る構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。
従って、この形態の燃料電池では、燃料電池全体のカートリッジ化が可能となり、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯用電子機器の電源として用いられることができる小型の燃料電池が提供されることとなる。
なお、上記形態では、燃料電池セル２０を二つ使用した形態を示したが、燃料電池の使用用途により燃料電池セル２０の連結（直列又は並列）する数を増加させて所要の起電力等とすることができる。【００４３】
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の上記第１実施形態の燃料貯留体Ａの変形例を示すものである。
図５（ａ）は、追従補助部材１８ｂが上記各特性を有する中空体を有する構造からなるものである。なお、中空体の数や大きさは、燃料の消費速度の速いものや、チューブ型等の燃料収容容器の径が大きいものを用いた場合にも、燃料電池の発電による燃料消費に伴ない、この中空体の追従補助部材１８ｂが挿入された追従体１７が追従切れを起こすことなく良好に追従するものであれば、特に限定されるものではない。
図５（ｂ）は、追従補助部材１８が上記各特性を有する連続気泡又は独立気泡を有する多孔体からなるものであり、この多孔体１８ｃには、不溶性若しくは難溶性の液体、又はその液体のゲル状物が含浸されたものである。
これらの実施形態（変形例）も、上記第１実施形態と同様に、使用され、同様の機能を発揮するものである。【００４４】
図６及び図７は、本発明の他の実施形態（第２実施形態）の燃料貯留体Ｂを示すものである。前記第１実施形態の燃料電池用燃料貯留体と同様の構成及び効果を発揮するものについては、図１と同一符号を付してその説明を省略する。
この第２実施形態燃の料電池用燃料貯留体Ｂは、図６及び７（ａ）〜（ｃ）に示すように、上記第１実施形態の追従補助部材１８を挿入した追従体１７の代わりに、追従体を、上記と同様の液体燃料に対して、不溶性若しくは難溶性の液体、又はその液体のゲル状物と、樹脂片及び／又は中空樹脂片からなる固形物との混練物から構成し、かつ、液体燃料の比重に対して、追従体の比重が上記と同様に９０％〜２００％となるものから構成した点、また、上記第１実施形態のスリットを有する弁体を、スプリング部材やバネ部材などの弾性体によって閉じられ、液体燃料供給部材の挿入により開かれる構造の弁体とした点でのみ、上記第１実施形態と相違するものであり、上記第１実施形態と同様にして使用に供される。【００４５】
用いる樹脂片及び／又は中空樹脂片からなる固形物１７ａは、不溶性若しくは難溶性の液体からなる追従体単独、又はその液体のゲル状物からなる追従体単独の比重よりも更に低くするため、並びに、燃料の消費速度の速いものや、多量の液体燃料を搭載するために、チューブ型等の燃料収容容器の径を大きいものを用いた場合においても、追従体の追従を追従切れを起こすことなく、良好に追従させるために用いるものであり、例えば、用いる液体燃料Ｆよりも比重が低い樹脂片、中空樹脂片を用いることができる。
樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、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、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、各種ゴムなどが挙げられる。【００４６】
これらの樹脂片及び／又は中空樹脂片からなる固形物１７ａは、その形状は特に限定されず、例えば、球状、楕円状、立方体状、直方体状、三角柱状、円柱状等が挙げらる。
これらの固形物１７ａの使用量は、用いる液体燃料の比重、追従体に用いる液体の比重により変動するものであるが、追従体１７中の全体積中に対して固形物の体積が１０〜９０％となることが好ましく、更に好ましくは、３０〜７０％とすることが望ましい。
本第２実施形態の追従体は、上記固形物１７ａと、上記構成の不溶性若しくは難溶性の液体、又はその液体のゲル状物とを混練することにより得られる。
この第２実施形態における燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体Ｂでは、上記第１実施形態と同様に、燃料電池の発電による燃料消費に伴ない、追従体１２が移動することによって液体燃料の体積減少に対応することとなり、しかも、燃料電池の稼動による燃料貯留体（液体燃料）が加温されても追従体が移動することで、体積膨張にも対応することができることとなる。これにより、燃料電池本体Ｂに直接液体燃料Ｆを安定的に供給すると共に、保管時に液体燃料の損失がなく、かつ、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池用燃料貯留体が提供されるものとなる。【００４７】
また、この第２実施形態の弁体６０は、本体部６１にバルブ受け部６１ａを有し、スプリング部材やバネ部材などの弾性体６２により断面逆Ｔ字状のバルブ部材６３がバルブ受け部６１ａに常時付勢されて閉じられており、液体燃料供給部材３０の挿入により開かれて液体燃料が供給される構造となっている。
このように構成される燃料貯留体Ｂを用いた燃料電池は、上記第１実施形態と同様に、液体燃料を燃料貯留体Ｂから燃料流出部となる弁体６０に挿入された燃料供給部材３０に供給し、浸透構造により、燃料電池セル２０、２０内に導入するものである。
この燃料貯留体Ｂにおいては、追従体１７が液体燃料に対して、不溶性若しくは難溶性の液体、又はその液体のゲル状物と、樹脂片及び／又は中空樹脂片からなる固形物との混練物から構成し、かつ、液体燃料の比重に対して、追従体の比重が上記と同様に９０％〜２００％となるものから構成したものであるので、燃料の消費速度の速いものや、多量の液体燃料を搭載するために、チューブ型等の燃料収容容器の径を大きいものを用いた場合においても、追従体の追従を追従切れを起こすことなく、良好に追従させることができるものとなる。
また、この形態では、燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体Ｂには、液体燃料Ｆを収容するチューブ型の燃料収容容器１０と、燃料流出部１１とを備えると共に、燃料流出部１１には、燃料収容容器１０の内部と外部との連通を封止する弁体６０を有するので、保管時に液体燃料の損失がなく、かつ、燃料電池本体Ｎに直接液体燃料Ｆを安定的に供給すると共に、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池用燃料貯留体が提供される。【００４８】
図８は、本発明の第３実施形態の燃料貯留体Ｃを示すものである。この実施形態の追従体は、不溶性で膨潤性のない固形物１８ｄからなり、燃料収容容器１０の内壁に密接してなる点でのみ、上記第１実施形態と相違するものであり、上記第１実施形態と同様にして使用に供される。
この不溶性で膨潤性のない固形物１８ｄとしては、例えば、ポリプロピレン、エチレンビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリロニトリル、ナイロン、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、各種ゴム、エラストマーなどの少なくとも１種からなるもので構成することができる。
この実施形態では、追従体１８ｄの追従を更に良好とするために、燃料収容容器１１の内壁面及び／又は固形物１８ｄの外表面部に、シリコン系、ケイ素樹脂若しくはフッ素系の撥水剤を用いたコーティングによる、撥水膜形成処理を施すことが好ましい。
この第３実施形態における燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体Ｄでも、上記第１実施形態と同様に、燃料電池の発電による燃料消費に伴ない、追従体１７が追従切れを起こすことなく移動することによって液体燃料の体積減少に対応することとなり、しかも、燃料電池の稼動による燃料貯留体（液体燃料）が加温されても追従体が移動することで、体積膨張にも対応することができることとなる。これにより、燃料の消費速度の速いものや、チューブ型等の燃料収容容器の径が大きいものであっても、燃料電池本体Ｎに直接液体燃料Ｆを安定的に供給すると共に、保管時に液体燃料の損失がなく、かつ、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池用燃料貯留体が提供されるものとなる。【００４９】
図９は、本発明の第４実施形態の燃料貯留体Ｄを示すものである。この実施形態の追従体は、上記第２実施形態において樹脂片及び／又は中空樹脂片からなる固形物１７ａの代わりに、窒素ガス等の不活性ガスからなる気泡１７ｂが含有された追従体であり、気泡の大きさ、気泡の追従体中に占める体積は、上記第２実施形態の樹脂片等からなるものと同様の範囲とすることが好ましい。
本第４実施形態の追従体は、不溶性若しくは難溶性の液体、又はその液体ゲル状物に、気泡１４ａを混入することにより得られるものである。
この第４実施形態における燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体Ｄでも、上記第１実施形態と同様の機能を発揮するものとなる。【００５０】
図１０及び図１１は、燃料電池本体への接続の他の形態を示すものである。以下の形態において、前記第１実施形態の燃料電池本体と同様の構成及び効果を発揮するものについては、図１と同一符号を付してその説明を省略する。
この形態は、図１０及び図１１に示すように、燃料流出部１１の弁体に挿入される燃料供給管３１を介して燃料供給体３０に接続される点、追従体１７内にＰＰ製の樹脂体からなる追従補助部材１８が液体燃料Ｆに突き出ていない点などで、上記第１実施形態と相違するものである。
なお、図示しないが、燃料供給体３０の先端（図１０、図１１の矢印方向）には、上記第１実施形態（図３）と同様に燃料電池セル２０、２０…に直列又は並列に接続される構造となっている。【００５１】
このように形態の燃料電池では、燃料貯蔵槽が交換可能で視認性を有するカートリッジ構造体からなる貯留体Ｃ等が、液体燃料Ｆを収容する燃料収容容器１０と、弁体を有する燃料流出部１１と燃料消費に伴い移動すると共に、燃料収容容器１０の径方向での断面積で５０％以上の断面積を有する追従補助部材１８が挿入された追従体１７とを備えると共に、カートリッジ構造体内部の液体燃料が視認可能であるので、燃料の使用状況を容易に視認でき、追従体により保管時に液体燃料の損失がないものとなり、燃料供給体３０の毛管力により、燃料収容容器１０から各単位セルの個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなる。【００５２】
本発明の燃料電池用貯留体は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。
例えば、燃料電池セル２０は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。
また、上記実施形態では、直接メタノール型の燃料電池として説明したが、燃料電池本体に連結自在となる燃料貯留体であって、該燃料貯留体には、液体燃料を収容する燃料収容容器と、燃料流出部と、液体燃料の後端部に、該液体燃料を封止すると共に、液体燃料の消費に伴い移動する追従補助部材が挿入された追従体とを備え、かつ、上記追従補助部材は、流動性がなく、液体燃料に対して不溶性となると共に、上記燃料収容容器の径方向での断面積で５０％以上の断面積を有するものであれば、本発明は上記直接メタノール型の燃料電池に限定されるものではなく、改質型を含む高分子改質膜型の燃料電池にも好適に適用することができるものであり、更に、大容量（例えば、１００ｍｌ以上）の液体燃料を搭載する場合にチューブ型等の燃料収容容器の径を大きくした場合には、それに伴なって追従体の量を増加させたりしても、追従体の追従を追従切れを起こすことなく、良好に追従させることができる。【００５３】
更に、燃料電池本体として、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燃料電池本体を構成したが、燃料電池本体の構造は特に限定されず、例えば、電気導電性を有する炭素質多孔体を基材とし、該基材の表面に電極／電解質／電極の各層を形成した単位セル又は該単位セルを２以上連結した連結体を備え、上記基材に燃料供給体を介して液体燃料を浸透させる構成とすると共に、基材の外表面に形成される電極面を空気に曝す構造からなる燃料電池本体としてもよいものである。
更にまた、燃料流出部１１に設けた弁体として図２のスリット弁体、図７のバルブ部材を挙げたが、燃料収容容器１０の内部と外部との連通を封止自在とする構造であれば、特に弁体の構造は限定されるものでない。
【実施例】
【００５４】
次に、本発明を実施例及び比較例により、更に詳述するが、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１〜５及び比較例１〜３〕
下記に示すチューブの構成及び追従体Ａ〜Ｃの組成、樹脂片、追従補助部材１〜５、追従補助部材なし、となる燃料貯留体（全体構成：図２に準拠）を下記表２に示す組み合わせで作製し、液体燃料（７０ｗｔ％メタノール液、比重０．８７）２ｇを充填し、燃料排出孔から０．５ｍｌ／分の速度で液体燃料を排出し、その排出性を下記評価方法により排出性を評価した。
これらの結果を下記表２に示す。【００５６】
〔燃料収容容器の構成：チューブ１〕
長さ１００ｍｍ、外径５．４ｍｍ、内径４．０ｍｍ、ポリプロピレン製押出チューブ、チューブ内断面積：１２．５６ｍｍ２
〔燃料排出部の構成（弁体等、図２に準拠）〕
長さ５ｍｍ、外径４ｍｍ、内径１ｍｍ、シリコーンゴム製
〔液体燃料の物性〕
７０ｗｔ％メタノール液（比重０．８７）【００５７】
〔追従体Ａの組成〕
以下の配合組成となるゲル状追従体（比重０．９０）を用いた。
鉱油：ダイアナプロセスオイル  ＭＣ−Ｗ９０（出光興産社製）  ９３重量部
疎水性シリカ：アエロジル  Ｒ−９７４Ｄ                        ６重量部
（日本アエロジル社製、ＢＥＴ表面積２００ｍ２／ｇ）
シリコーン系界面活性剤：ＳＩＬＷＥＴ  ＦＺ−２１７１          １重量部
（日本ユニカー社製）【００５８】
〔追従体Ｂの組成〕
以下の配合組成となるゲル状追従体（比重１．０）を用いた。
シリコーンオイル：ＫＦ−９６  ３０，０００（信越シリコーン社製）
９３重量部
疎水性シリカ：アエロジル  Ｒ−９７４Ｄ                      ６重量部
（日本アエロジル社製、ＢＥＴ表面積２００ｍ２／ｇ）
シリコーン系界面活性剤：ＳＩＬＷＥＴ  ＦＺ−２１７１        １重量部
（日本ユニカー社製）【００５９】
（追従体Ｃの組成）
以下の配合組成となるゲル状追従体（比重１．０）を用いた。
ポリブテン：ニッサンポリブテン０１５Ｎ（日本油脂社製、ＭＷ＝５８０）
９４重量部
疎水性シリカ：アエロジル  Ｒ−９７４Ｄ                      ５重量部
（日本アエロジル社製、ＢＥＴ表面積２００ｍ２／ｇ）
シリコーン系界面活性剤：ＳＩＬＷＥＴ  ＦＺ−２１１０        １重量部
（日本ユニカー社製）【００６０】
〔樹脂片〕
材質：ポリプロピレン製、形状：球状、最大長さで１ｍｍ、比重：０．９、追従体中の占める体積：４０％【００６１】
〔追従補助部材１〕
材質：ポリプロピレン製、形状：円柱状、構造：中空、全長：８ｍｍ（追従体の全長に対して６０％）、比重：０．５、直径：３．５８ｍｍ、断面積は、燃料収容容器１０の径方向での断面積の８０％（１０．０５ｍｍ２／１２．５６ｍｍ２）
〔追従補助部材２〕
材質：ポリプロピレン製、形状：円柱状、構造：中空、全長：８ｍｍ（追従体の全長に対して６０％）、比重：０．５、直径：３．１０ｍｍ、断面積は、燃料収容容器１０の径方向での断面積の６０％（７．５４ｍｍ２／１２．５６ｍｍ２）【００６２】
〔追従補助部材３〕
材質：ポリプロピレン製、形状：円柱状、構造：中空、全長：８ｍｍ（追従体の全長に対して６０％）、比重：０．５、直径：２．８３ｍｍ、断面積は、燃料収容容器１０の径方向での断面積の５０％（６．２８ｍｍ２／１２．５６ｍｍ２）
〔追従補助部材４〕
材質：ポリプロピレン製、形状：円柱状、構造：中空、全長：８ｍｍ（追従体の全長に対して６０％）、比重：０．５、直径：２．５３ｍｍ、断面積は、燃料収容容器１０の径方向での断面積の４０％（５．０２ｍｍ２／１２．５６ｍｍ２）
〔追従補助部材５〕
材質：ポリプロピレン製、形状：円柱状、構造：中空、全長：８ｍｍ（追従体の全長に対して６０％）、比重：０．５、直径：２．２０ｍｍ、断面積は、燃料収容容器１０の径方向での断面積の３０％（３．７７ｍｍ２／１２．５６ｍｍ２）【００６３】
（排出性の評価方法）
下記評価基準により評価した。
評価基準：
○：充填した燃料すべてが排出できた。
△：燃料が８０％以上排出できた。
×：燃料の排出量が５０％以上８０％未満であった。
××：燃料の排出量が５０％未満であった。【００６４】
【表２】
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【００６５】
上記表２の結果から明らかなように、本発明の範囲となる実施例１〜５の樹脂片が混入された追従体（実施例１）、追従補助部材が挿入された追従体（実施例２〜５）を備えた燃料貯留体は、燃料消費に伴ない、追従切れを起こすことなく、追従体が良好に移動し、燃料を完全に消費できることが判った。
これに対して、追従補助部材の断面積が充分でない比較例１及び２、追従補助部材が挿入されない比較例３においては、燃料を完全に消費することができず、供給効率の点で好ましくないことが判った。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の液体燃料貯留体は、携帯電話、ノート型パソコン及びＰＤＡなどの携帯用電子機器の電源として用いられるのに好適な小型の燃料電池の燃料貯留用に用いることができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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