(57)【要約】【課題】燃料電池本体の補助電源から電力を供給できない場合であっても、簡単かつ迅速に燃料電池システムを起動できるようにする。【解決手段】燃料カートリッジ１０は、燃料容器部１１と、燃料容器部１１に貯留されている液体燃料を燃料電池本体３０に供給するための燃料供給口１２と、燃料電池本体３０の発電を開始させる電力を供給する一次電池１３と、一次電池１３の電力を燃料電池本体３０に供給するための電極構成部１４とを有し、燃料電池本体３０は、燃料供給口１２に対応する燃料受入れ口３６と、電極構成部１４に対応する電気接点部３７と、発電装置３１と、燃料受入れ口３６から発電装置３１に液体燃料を供給するための燃料供給ポンプ３３と、一次電池１３の電力によって燃料供給ポンプ３３を駆動するように制御する制御装置３２とを有する。【選択図】図２
2009277560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池本体に対して着脱可能に形成され、前記燃料電池本体に供給する液体燃料を貯留した燃料容器部と、
前記燃料容器部に貯留されている液体燃料を前記燃料電池本体に供給するための燃料供給口と、
前記燃料電池本体の発電を開始させる電力を供給する電池と、
前記電池の電力を前記燃料電池本体に供給するための電極構成部と
を有する燃料カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料カートリッジにおいて、
前記電池の短絡を防止する短絡防止材を有する
燃料カートリッジ。
【請求項３】
液体燃料を用いて発電する燃料電池本体と、
前記燃料電池本体に対して着脱可能に形成され、前記燃料電池本体に液体燃料を供給する燃料カートリッジと
を備え、
前記燃料カートリッジは、
液体燃料を貯留した燃料容器部と、
前記燃料容器部に貯留されている液体燃料を前記燃料電池本体に供給するための燃料供給口と、
前記燃料電池本体の発電を開始させる電力を供給する電池と、
前記電池の電力を前記燃料電池本体に供給するための電極構成部と
を有し、
前記燃料電池本体は、
前記燃料供給口に対応する燃料受入れ口と、
前記電極構成部に対応する電気接点部と、
液体燃料の供給によって発電を開始する発電装置と、
前記燃料受入れ口から前記発電装置に液体燃料を供給するための燃料供給装置と、
前記電池の電力によって前記燃料供給装置を駆動するように制御する制御装置と
を有する燃料電池システム。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池本体は、
前記発電装置による発電の開始を検知する発電検知装置と、
前記発電装置によって発電された電力を蓄積可能な蓄電装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記発電検知装置が前記発電装置の発電を検知しないときは、前記電池の電力によって前記燃料供給装置を駆動するように制御し、
前記発電検知装置が前記発電装置の発電を検知したときは、前記蓄電装置の電力によって前記燃料供給装置を駆動するように制御する
燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池本体に液体燃料を供給する燃料カートリッジ及び燃料電池システムに係るものである。そして、詳しくは、燃料電池本体が発電するための液体燃料だけでなく、発電を開始させるための電力も燃料カートリッジから供給できるようにした技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、カムコーダ等の携帯型電子機器は、高機能化や多機能化にともなって消費電力が増加する傾向にある。そのため、これらの携帯型電子機器の電源として、エネルギ密度や出力密度の向上が見込める燃料電池が注目されている。
【０００３】
燃料電池では、アノード側に供給された燃料が酸化され、カソード側に空気又は酸素が供給されて酸素が還元される。そして、燃料が持っている化学エネルギが効率良く電気エネルギに変換され、その電気エネルギを取り出して利用する。そのため、燃料電池は、燃料を補給し続けることにより、充電しなくても電源として使い続けることができる。
【０００４】
このような燃料電池において、携帯型電子機器の電源となる可能性が最も高いのは、プロトン伝導性高分子膜を電解質とする固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）である。その中でも、メタノールを改質することなく燃料に用いるダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）は、燃料のメタノールを低濃度又は高濃度の水溶液としてアノード側に供給するものである。そして、供給されたメタノールは、アノード側の触媒層で二酸化炭素に酸化される。また、この際に生じた水素イオンは、アノードとカソードとの間に挟持されたプロトン伝導性高分子電解質膜を通ってカソード側に移動し、カソード側の触媒層で酸素と反応して水を生成する。
【０００５】
このように、ダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）は、液体燃料であるメタノールをアノード側に供給して発電するが、そのために、燃料電池本体内に供給ポンプ等の補機類を備えている。また、メタノールは、例えば、燃料電池本体に対して着脱可能な燃料カートリッジから補給する。
【０００６】
ここで、供給ポンプ等の補機類は、燃料電池本体内に備えられた補助電源によって駆動される。すなわち、燃料電池システムの多くは、供給ポンプ等の補機類の駆動、燃料電池本体に接続された機器類の負荷変動への対応、高い効率での発電等のため、リチウムイオン電池、蓄電池、キャパシタ等の補助電源を組み合わせたものとなっている。そして、燃料電池システムの稼動中において、発電電力の一部を補助電源に供給することにより、その電力を蓄積するようにしている。したがって、燃料電池システムを起動する際には、補助電源に蓄積されている電力を用いて供給ポンプを駆動し、アノード側にメタノールを供給する。
【０００７】
しかしながら、燃料電池本体に接続された機器の高負荷使用によって補助電源に蓄積されている電力が過度に消費されることがある。また、燃料電池システムが長期間稼動されなかった場合の補助電源の自己放電等により、補助電源の電圧が低下することがある。そして、補助電源から電力を取り出すことができず、供給ポンプの駆動が困難になれば、燃料電池システムを再起動できなくなる。
【０００８】
そこで、起動時に燃料電池本体から端子部を取り出し、外部電池の電極に当接させ、外部電池の電力を使って起動するようにした技術が知られている。すなわち、補助電源に蓄積された電力が不足しているために、その電力で燃料電池システムを起動できない場合には、外部電池を接続することによって起動できるようにした技術である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−９５１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載の技術では、燃料電池システムの起動が困難な非常時に、外部電池を確保しなければならない。そのため、外部電池を用意していない場合、外部電池の大きさ等が燃料電池本体の端子部に合わない場合等は、燃料電池システムを起動できないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献１に記載の技術では、燃料電池システムの起動が困難であることが報知され、外部電池の装着が促される。すなわち、報知があってから外部電池を装着し、その後、燃料電池システムが起動されることとなる。そのため、起動までに手間と時間が必要になる。
【００１１】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、燃料電池本体の補助電源から電力を供給できない場合であっても、簡単かつ迅速に燃料電池システムを起動できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、以下の解決手段により、上述の課題を解決する。
本発明の請求項１に記載の発明は、燃料電池本体に対して着脱可能に形成され、前記燃料電池本体に供給する液体燃料を貯留した燃料容器部と、前記燃料容器部に貯留されている液体燃料を前記燃料電池本体に供給するための燃料供給口と、前記燃料電池本体の発電を開始させる電力を供給する電池と、前記電池の電力を前記燃料電池本体に供給するための電極構成部とを有する燃料カートリッジである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、液体燃料を用いて発電する燃料電池本体と、前記燃料電池本体に対して着脱可能に形成され、前記燃料電池本体に液体燃料を供給する燃料カートリッジとを備え、前記燃料カートリッジは、液体燃料を貯留した燃料容器部と、前記燃料容器部に貯留されている液体燃料を前記燃料電池本体に供給するための燃料供給口と、前記燃料電池本体の発電を開始させる電力を供給する電池と、前記電池の電力を前記燃料電池本体に供給するための電極構成部とを有し、前記燃料電池本体は、前記燃料供給口に対応する燃料受入れ口と、前記電極構成部に対応する電気接点部と、液体燃料の供給によって発電を開始する発電装置と、前記燃料受入れ口から前記発電装置に液体燃料を供給するための燃料供給装置と、前記電池の電力によって前記燃料供給装置を駆動するように制御する制御装置とを有する燃料電池システムである。
【００１４】
（作用）
上記の請求項１及び請求項３に記載の発明は、燃料電池本体が発電するための液体燃料が燃料カートリッジに貯留されている。そして、燃料カートリッジは、燃料電池本体に対して着脱可能に形成されている。また、燃料カートリッジは、燃料電池本体の発電を開始させるための電池を有している。そのため、液体燃料が貯留されている燃料カートリッジを燃料電池本体に装着すれば、発電に必要な液体燃料及び電力が燃料カートリッジから供給される。
【発明の効果】
【００１５】
上記の発明によれば、燃料電池本体が発電するための液体燃料だけでなく、発電を開始させるための電力も燃料カートリッジから供給される。そのため、燃料電池本体が電力を供給できない場合であっても、液体燃料が貯留されている燃料カートリッジを燃料電池本体に装着するだけで、簡単かつ迅速に燃料電池システムを起動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の燃料カートリッジ１０を示す斜視図である。
図１（ａ）に示すように、第１実施形態の燃料カートリッジ１０は、燃料容器部１１と、燃料供給口１２と、一次電池１３（本発明における電池に相当するもの）と、電極構成部１４と、シール材１５（本発明における短絡防止材に相当するもの）とを有している。
【００１７】
燃料容器部１１は、液体燃料であるメタノールを貯留するための密閉性の高い空間である。そして、燃料容器部１１の外形は、後述する燃料電池本体３０（図示せず）に対して着脱可能な直方体に形成されている。また、燃料容器部１１の内部には、メタノールの残量を検出する残量センサが取り付けられている。そのため、残量センサによって燃料容器部１１内のメタノールが無くなったことが検出された場合には、燃料電池本体３０からその燃料カートリッジ１０を取り外し、新しい（メタノールが貯留された）燃料カートリッジ１０に交換することができる。
【００１８】
燃料供給口１２は、燃料容器部１１に貯留されているメタノールを供給するための出口であり、燃料容器部１１の一側面に形成されている。そして、燃料供給口１２からメタノールが勝手に流出しないように、内側に開閉弁が設けられている。そのため、燃料カートリッジ１０の輸送、保管、販売時等において、燃料容器部１１内のメタノールが外部に漏れ出すことはない。
【００１９】
一次電池１３は、発電を開始させる電力を供給するものである。そして、本実施形態では、一次電池１３としてボタン型のマンガン電池（起電力＝１．５Ｖ）を用いている。また、図１（ｂ）に示すように、電極構成部１４に一次電池１３を２個直列に配置して所定の電圧（約３．０Ｖ）が得られるようにしている。なお、一次電池１３としては、マンガン電池の他に、アルカリマンガン電池（起電力＝１．５Ｖ）、空気亜鉛電池（起電力＝１．３５Ｖ程度）、酸化銀電池（起電力＝１．５５Ｖ程度）、水銀電池（起電力＝１．３５Ｖ程度）等を使用することもできる。
【００２０】
電極構成部１４は、一次電池１３の電力を供給するための端子となる部分である。本実施形態では、一次電池１３を所定の方向に２個装着し、電極構成部１４の内側でそれぞれの電極（＋と−）が直列に接続されるようしている。また、２個の一次電池１３を所定の方向で電極構成部１４に装着すると外側に露出する各電極（＋と−）がそのまま電極構成部１４の端子となる。
【００２１】
シール材１５は、一次電池１３の短絡を防止するものである。すなわち、未使用品の燃料カートリッジ１０の電極構成部１４に貼り付けられ、一次電池１３の電極が露出した状態で輸送、保管、販売等されないようにしている。そのため、新しい燃料カートリッジ１０であれば、燃料容器部１１に十分なメタノールが貯留されているだけでなく、一次電池１３も十分な電力を有している。なお、シール材１５は、燃料カートリッジ１０を使用する際に、つまみ部１５ａを使って引き剥がす。
【００２２】
図２は、本実施形態の燃料電池システム１００を示す概念図である。
本実施形態の燃料電池システム１００は、メタノールを燃料として用いるダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）である。そして、図２に示すように、燃料カートリッジ１０及び燃料電池本体３０を備えており、燃料カートリッジ１０から燃料電池本体３０にメタノールが供給されるようになっている。
【００２３】
また、燃料電池本体３０は、発電装置３１と、制御装置３２と、燃料供給ポンプ３３（本発明における燃料供給装置に相当するもの）と、補助電池３４（本発明における蓄電装置に相当するもの）と、電圧検知センサ３５（本発明における発電検知装置に相当するもの）とを有している。さらにまた、燃料電池本体３０は、燃料カートリッジ１０からの燃料受入れ口３６、燃料カートリッジ１０との電気接点部３７を有している。さらに、制御装置２３等が接続された制御回路には、ダイオード４２、スイッチング素子４１、及び開閉スイッチ４３が設けられている。
【００２４】
発電装置３１は、メタノールが有する化学エネルギによって電力を発生させるものである。すなわち、発電装置３１は、プロトン伝導性高分子電解質膜の両面にアノード側の燃料電極とカソード側の酸素電極とが接合された膜−電極接合体（ＭＥＡ）を備えている。そして、燃料電極は、導電性多孔質支持体の表面に酸化触媒層が形成されたものであり、酸素電極は、導電性多孔質支持体の表面に還元触媒層が形成されたものとなっている。なお、導電性多孔質支持体としては、例えば、カーボンシートやカーボンクロス等が用いられる。また、酸化触媒層及び還元触媒層は、例えば、触媒である白金等とプロトン伝導体との混合物によって形成される。
【００２５】
このような膜−電極接合体（ＭＥＡ）の燃料電極には、メタノールが供給され、酸素電極には、酸素又は空気が供給される。そして、アノード側の燃料電極に供給されたメタノールは、酸化触媒層で二酸化炭素に酸化される。また、この際に、電子（ｅ−）が分離した水素イオン（プロトン：Ｈ＋）が発生し、生じた水素イオンがプロトン伝導性高分子電解質膜を通ってカソード側に移動するとともに、燃料電極から電子（ｅ−）が取り出されて負荷へ供給される。さらにまた、負荷を経由した電子（ｅ−）及びプロトン伝導性高分子電解質膜を通過した水素イオン（プロトン：Ｈ＋）は、酸素電極の還元触媒層で酸素と反応して水を生成する。
【００２６】
このように、発電装置３１は、電気化学反応によって電力を発生し、電力以外の副産物は、基本的に水のみとなる。そして、負荷に供給される起電力は、発電装置３１の燃料電極に供給されるメタノールの量に依存する。そのため、制御装置３２によって燃料供給ポンプ３３を制御し、メタノールの供給量を調節することにより、電力を任意に発生させることができる。
【００２７】
ここで、メタノールは、燃料カートリッジ１０から供給される。すなわち、燃料容器部１１を含む燃料カートリッジ１０の全体は、燃料電池本体３０に対して着脱可能に形成されている。そして、燃料容器部１１にメタノールが貯留されており、燃料カートリッジ１０を燃料電池本体３０に装着すると、燃料供給口１２と燃料受入れ口３６とが対応し、燃料供給口１２の開閉弁が開く。そのため、燃料容器部１１内のメタノールが燃料受入れ口３６を通って燃料電池本体３０に供給される。
【００２８】
また、装着されている燃料カートリッジ１０の燃料容器部１１内からメタノールが無くなった場合には、その燃料カートリッジ１０を燃料電池本体３０から取り外し、新しい（メタノールが貯留された）燃料カートリッジ１０を装着すればよい。すると、燃料電池本体３０にメタノールが補給されるので、その後も発電装置３１による発電を続けることが可能となる。
【００２９】
ところで、メタノールは、燃料供給ポンプ３３によって発電装置３１に供給されるが、燃料供給ポンプ３３は、補助電池３４の電力によって駆動される。この補助電池３４は、例えば、リチウムポリマ電池等の二次電池であり、発電装置３１によって発生する電力の一部が供給され、蓄積されるようになっている。そのため、発電装置３１が発電を開始していれば、蓄積された補助電池３４の電力によって燃料供給ポンプ３３を駆動することができる。また、燃料供給ポンプ３３が駆動されれば、発電装置３１による発電が可能になるとともに、補助電池３４に電力が蓄積される。なお、発電装置３１による発電の有無は、電圧検知センサ３５によって検知される。
【００３０】
しかしながら、燃料電池本体３０に接続された機器の負荷が高いと、補助電池３４に供給される電力が制限されたり、補助電池３４に蓄積されている電力が過度に消費されることがある。また、発電装置３１の発電が長期間行われていないと、補助電池３４の自己放電等によって電圧が低下することがある。そのため、燃料電池システム１００を起動する際に、燃料供給ポンプ３３を駆動させる電力を補助電池３４から取り出すことができない場合がある。すると、発電装置３１による発電が不可能になってしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態の燃料電池システム１００は、補助電池３４の電力が消耗し、補助電池３４では燃料供給ポンプ３３を駆動できなくなった場合であっても、燃料電池システム１００を正常に再起動させ、発電装置３１が発電を開始できるようにしている。すなわち、燃料カートリッジ１０は、発電を開始させる電力を供給する一次電池１３を有している。そして、新しい（メタノールが貯留された）燃料カートリッジ１０では、一次電池１３も十分な電力を有している。そのため、新しい燃料カートリッジ１０を燃料電池本体３０に装着すれば、燃料容器部１１に貯留されたメタノールだけでなく、一次電池１３の電力も供給可能な状態となる。
【００３２】
この点に関して詳述すると、補助電池３４に電力が十分に蓄積され、正常に動作している場合には、スイッチング素子４１が導通状態（通常の状態）となっている。そのため、補助電池３４の電力が制御回路を通って制御装置３２に供給され、制御装置３２は、燃料供給ポンプ３３を制御して発電装置３１にメタノールを供給し、発電を開始する。ところが、補助電池３４の電力が消耗していれば、その電力の供給が不十分であったり、できなかったりする。
【００３３】
このような場合、燃料カートリッジ１０を燃料電池本体３０に装着すると、燃料供給口１２と燃料受入れ口３６とが対応するだけでなく、電極構成部１４と電気接点部３７とが対応する。そして、制御装置３２は、燃料カートリッジ１０が装着された（メタノールが有る）にもかかわらず、電圧検知センサ３５が発電装置３１の発電を検知しないときは、補助電池３４の電力が消耗しているとして、一次電池１３の電力によって燃料供給ポンプ３３を駆動するように制御する。
【００３４】
したがって、本実施形態の燃料電池システム１００は、補助電池３４が燃料供給ポンプ３３を駆動できなくても、燃料カートリッジ１０の一次電池１３によって燃料供給ポンプ３３が駆動される。すなわち、新しい（メタノールが貯留された）燃料カートリッジ１０を燃料電池本体３０に装着すれば、液体燃料であるメタノールだけでなく、そのメタノールを供給するための燃料供給ポンプ３３の電力も同時に確保できる。その結果、メタノールが発電装置３１に供給され、発電装置３１が発電を開始する。なお、一次電池１３の電力は、発電装置３１までの配管や燃料供給ポンプ３３をメタノールで満たすために必要なポンプ送り出し量と、燃料電池システム１００を定常動作させるまでに必要なメタノールの供給量とを満足できる駆動時間だけ燃料供給ポンプ３３を動作させるのに十分なものとなっている。
【００３５】
図３は、本実施形態の燃料電池システム１００による発電の開始を示すフローチャートである。
燃料電池システム１００の発電を開始するには、図３に示す最初のステップＳ１において、新しい燃料カートリッジ１０を燃料電池本体３０（図２参照）に装着する。すると、図２に示すように、燃料カートリッジ１０の一次電池１３が電極構成部１４及び電気接点部３７を介して燃料電池本体３０と接続される。そのため、一次電池１３の正極がダイオード４２を通り、燃料電池本体３０に電力が供給されるようになる。なお、ダイオード４２は、発電装置３１が発電した電力や補助電池３４の電力が一次電池１３に流れるのを防止するために挿入されている。
【００３６】
図３に示すステップＳ１で燃料カートリッジ１０が装着されると、次のステップＳ２では、スイッチング素子４１が遮断される。すなわち、スイッチング素子４１は、図２に示すように、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなり、ゲート電極に電圧をかけ、チャネルの電界によって電子又は正孔の流れに関門（ゲート）を設ける原理でソース・ドレイン端子間の電流を制御する。そして、開閉スイッチ４３は、通常は閉じており、導通状態となっている。そのため、燃料カートリッジ１０の装着により、一次電池１３の電圧がダイオード４２のアノード側からスイッチング素子４１に作用し、スイッチング素子４１が遮断状態となる。
【００３７】
このようにしてスイッチング素子４１が遮断されると、補助電池３４の正極が制御装置３２から切り離される。そのため、図３に示す次のステップＳ３では、一次電池１３の正極から図２に示すダイオード４２を経由して、制御装置３２に電力が供給されるようになる。
【００３８】
また、一次電池１３からの電力の供給開始により、図３に示すステップＳ４で制御装置３２が動作する。そして、制御装置３２は、続くステップＳ５において、燃料供給ポンプ３３を駆動するように制御する。すなわち、燃料供給ポンプ３３が一次電池１３の電力（２個直列のマンガン電池の起電力＝３．０Ｖ）によって駆動されるようになる。すると、その次のステップＳ６において、燃料カートリッジ１０に貯留されているメタノールが発電装置３１に向けて供給されることとなる。その結果、ステップＳ７において、発電装置３１が発電を開始する。
【００３９】
発電装置３１による発電が開始されたか否かは、ステップＳ８において、制御装置３２に接続された電圧検知センサ３５が発電電圧を検知したか否かによって判断される。すなわち、発電装置３１が発電を開始すると、その電力は、制御装置３２に供給されるようになる。そして、電圧検知センサ３５によって制御装置３２の電圧が検知されているので、その電圧が所定の電圧以上（一次電池１３の電圧である３．０Ｖ以上）になれば、発電が開始されたと判断される。
【００４０】
ここで、ステップＳ８で発電電圧が検知されない場合（電圧検知センサ３５の検知電圧が所定の電圧未満の場合）には、ステップＳ５に戻り、燃料供給ポンプ３３の駆動をそのまま継続する。すなわち、制御装置３２は、電圧検知センサ３５が発電装置３１の発電を検知しないときは、一次電池１３の電力によって燃料供給ポンプ３３を駆動するように制御し、発電装置３１にメタノールを供給して発電を続ける。
【００４１】
一方、ステップＳ８で発電電圧が検知された場合（電圧検知センサ３５が所定の電圧以上になったことを検知した場合）には、次のステップＳ９に進み、制御装置３２は、開閉スイッチ４３を開いて遮断状態とする。すると、続くステップＳ１０において、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなるスイッチング素子４１が導通状態に戻る。そのため、発電装置３１によって発電された電力の一部が補助電池３４（図２参照）に蓄積されるようになる。そして、制御装置３２は、補助電池３４の電力によって燃料供給ポンプ３３を駆動するように制御し、ステップＳ１１の再起動完了となる。
【００４２】
図４は、第２実施形態の燃料カートリッジ２０を示す斜視図である。
図４（ａ）に示すように、第２実施形態の燃料カートリッジ２０は、図１（ａ）に示す第１実施形態の燃料カートリッジ１０と同様の燃料容器部１１及び燃料供給口１２を有している。すなわち、燃料容器部１１の外形は、燃料電池本体３０（図２参照）に対して着脱可能な直方体に形成されている。また、燃料容器部１１の内部には、液体燃料であるメタノールが貯留されている。そして、燃料容器部１１の一側面に燃料供給口１２が形成されている。なお、燃料供給口１２の内側には、メタノールの漏出を防止するための開閉弁が設けられている。
【００４３】
一方、発電を開始させる電力を供給する一次電池２３は、板状の二酸化マンガンリチウム電池である。そして、この一次電池２３は、燃料容器部１１の天面に配置されている。なお、二酸化マンガンリチウム電池は、起電力が大きい（起電力＝３．０Ｖ程度）ので、ボタン型のマンガン電池（図１に示す一次電池１３）のように、２個直列に配置する必要がない。そのため、図４（ｂ）に示すように、電圧昇圧回路等の素子を追加することなく１個の一次電池２３だけで発電を開始させることができるので、電極構成部２４の回路構成が単純化され、コストを抑制できる。
【００４４】
また、電極構成部２４（＋と−）は、一次電池２３の電極に合わせて、燃料容器部１１の天面に配置されている。そして、一次電池２３の短絡を防止するシール材２５は、電極構成部２４（＋と−）を覆うようにして貼り付けられる。そのため、新しい燃料カートリッジ２０であれば、燃料容器部１１に十分なメタノールが貯留されているだけでなく、一次電池２３が燃料電池本体３０（図２参照）の発電を開始させる十分な電力を有している。なお、シール材２５は、燃料カートリッジ２０を使用する際に、つまみ部２５ａを使って引き剥がす。
【００４５】
このように、本実施形態の燃料電池システム１００（図２参照）は、補助電池３４（図２参照）が消耗し、自力で起動できなくなった場合であっても、第１実施形態の燃料カートリッジ１０（図１参照）又は第２実施形態の燃料カートリッジ２０（図４参照）を装着することにより、正常に再起動させることができる。すなわち、燃料電池システム１００の補助電池３４を切り離し、燃料カートリッジ１０の一次電池１３（図１参照）又は燃料カートリッジ２０の一次電池２３（図４参照）により、燃料供給ポンプ３３（図２参照）を駆動して発電を開始することができる。
【００４６】
また、一次電池１３の電極構成部１４（図１参照）及び一次電池２３の電極構成部２４（図４参照）は、シール材１５（図１参照）又はシール材２５（図４参照）によって保護されている。そのため、一次電池１３（一次電池２３）の短絡が防止され、十分な電力が保持されるだけでなく、燃料カートリッジ１０（燃料カートリッジ２０）を操作する際等の安全性が向上する。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、以下のような種々の変形等が可能である。すなわち、
（１）上記の実施形態では、燃料電池システム１００に用いる発電用燃料としてメタノールを用いたが、組成に水素を含有する液体燃料であれば、メタノールに限られない。すなわち、エタノール、ブタノール等のアルコール系の液体燃料や、常温・常圧下で気体のジメチルエーテルやイソブタン、天然ガス等の炭化水素を液化した燃料を用いることもできる。
【００４８】
（２）上記の実施形態では、燃料カートリッジ１０（燃料カートリッジ２０）が一次電池１３（一次電池２３）を有している。しかし、一次電池ではなく、二次電池を用いるようにしてもよい。そして、二次電池を用いた場合には、発電装置３１によって発電された電力の一部がこの二次電池に蓄積されるようにすることで、燃料電池本体３０から補助電池３４を省略することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１実施形態の燃料カートリッジを示す斜視図である。
【図２】本実施形態の燃料電池システムを示す概念図である。
【図３】本実施形態の燃料電池システムによる発電の開始を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態の燃料カートリッジを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  燃料カートリッジ
１１  燃料容器部
１２  燃料供給口
１３  一次電池（電池）
１４  電極構成部
１５  シール材（短絡防止材）
２０  燃料カートリッジ
２３  一次電池（電池）
２４  電極構成部
２５  シール材（短絡防止材）
３０  燃料電池本体
３１  発電装置
３２  制御装置
３３  燃料供給ポンプ（燃料供給装置）
３４  補助電池（蓄電装置）
３５  電圧検知センサ（発電検知装置）
３６  燃料受入れ口
３７  電気接点部
【図１】
2009277560.tif 000003
【図２】
2009277560.tif 000004
【図３】
2009277560.tif 000005
【図４】
2009277560.tif 000006