(57)【要約】【課題】燃料電池および燃料電池を搭載した電子機器の使用による出力特性の低下を抑制することが可能な燃料電池および電子機器を提供する。【解決手段】  本発明の燃料電池は、カソードと、アノードと、前記アノードと前記カソードとの間に挟持された電解質膜を具備する膜電極接合体を備える起電部を有する燃料電池であって、前記カソード側の少なくとも一部に光触媒を配置していることを特徴とすし、また本発明の電子機器は、カソードと、アノードと、前記アノードと前記カソードとの間に挟持された電解質膜を具備する膜電極接合体を備える起電部を有する燃料電池を筐体内部に搭載する電子機器であって、前記電子機器の筐体の少なくとも一部に光触媒を配置していることを特徴とする。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードと、アノードと、前記アノードと前記カソードとの間に挟持された電解質膜を
具備する膜電極接合体を備える起電部を有する燃料電池であって、
前記カソード側の少なくとも一部に光触媒を配置していることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記燃料電池は、前記起電部を覆うカバープレートを有することを特徴とする請求項１
に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記光触媒は、前記カバープレートの前記カソードとは反対側に配置されていることを
特徴とする請求項２記載の燃料電池。
【請求項４】
前記光触媒は、前記カバープレートの前記カソード側に配置されていることを特徴とす
る請求項２記載の燃料電池。
【請求項５】
前記光触媒は、前記カバープレートを構成する材料に含有されていることを特徴とする
請求項２記載の燃料電池。
【請求項６】
前記カバープレートと前記カソードの間に、光源を有することを特徴とする請求項４お
よび請求項５のいずれか１項記載の燃料電池。
【請求項７】
カソードと、アノードと、前記アノードと前記カソードとの間に挟持された電解質膜を
具備する膜電極接合体を備える起電部を有する燃料電池を筐体内部に搭載する電子機器で
あって、
前記電子機器の筐体の少なくとも一部に光触媒を配置していることを特徴とする燃料電
電子機器。
【請求項８】
前記光触媒は、前記筐体の外側に配置されていることを特徴とする請求項７記載の電子
機器。
【請求項９】
前記光触媒は、前記筐体の内側に配置されていることを特徴とする請求項７記載の電子
機器。
【請求項１０】
前記光触媒は、前記筐体を構成する材料に含有されていることを特徴とする請求項７記
載の電子機器。
【請求項１１】
前記筐体の内部には、光源を有することを特徴とする請求項９および請求項１０のいず
れか１項記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電子機器の動作に有効な燃料電池および燃料電池を搭載した電子機器に
関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の各種電子機器は、半導体技術の発達と共
に小型化され、燃料電池をこれらの小型機器用の電源に用いることが試みられている。燃
料電池は、燃料と酸化剤を供給するだけで発電することができ、燃料のみを補充・交換す
れば連続して発電できるという利点を有している。このため、小型化ができれば携帯電子
機器の作動に極めて有利なシステムといえる。特に直接メタノール燃料電池（ＤＭＦＣ；
Direct Methanol Fuel Cell）は、エネルギー密度の高いメタノールを燃料に用い、メタ
ノールから電極触媒上で直接電流を取り出せるため、小型化が可能であり、また燃料の取
り扱いも水素ガス燃料に比べて容易なことから小型機器用電源として有望であることから
、携帯電話、携帯オーディオ、携帯ゲーム機、ノートパソコンなどのコードレス携帯機器
に最適な電源としてその実用化が期待されている。
【０００３】
ＤＭＦＣの燃料の供給方法としては、液体燃料を気化してからブロア等で燃料電池内に
送り込む気体供給型ＤＭＦＣと、液体燃料をそのままポンプ等で燃料電池内に送り込む液
体供給型ＤＭＦＣ、液体燃料をセル内で気化させる内部気化型ＤＭＦＣ等が知られている
。このうち内部気化型ＤＭＦＣは、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。
内部気化型ＤＭＦＣでは、燃料浸透層中に保持された液体燃料のうち気化成分を燃料気化
層（アノードガス拡散層）において拡散させ、拡散された気化燃料がアノード触媒層に供
給され、カソード触媒層側からの酸化剤と電解質膜において発電反応する。
【特許文献１】特許第３４１３１１１号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２００６／０５７２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１及び特許文献２の内部気化型ＤＭＦＣなどの従来の燃料電池におい
ては、小型で高い出力密度が得られるものの、燃料電池単体あるいは燃料電池を搭載した
電子機器として使用を続けた場合、出力特性が低下する恐れがあった。
【０００５】
したがって、本発明は、燃料電池および燃料電池を搭載した電子機器の使用による出力
特性の低下を抑制することが可能な燃料電池および電子機器を提供することを目的とする
。
【０００６】
本発明者らは、上記出力特性の低下の原因について検討を重ねた結果、燃料電池の外部
環境、すなわち空気等に存在している燃料電池の反応性および長期安定性を妨げる有機物
（タバコの煙に含まれている成分，アセトアルデヒド，ホルムアルデヒド，ギ酸メチル，
トルエン，アンモニア 等）が、空気と共に燃料電池に取り込まれることが原因であるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る燃料電池は、カソードと、アノードと、前記アノードと前記カソードとの
間に挟持された電解質膜を具備する膜電極接合体を備える起電部を有する燃料電池であっ
て、前記カソード側の少なくとも一部に光触媒を配置していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る電子機器は、カソードと、アノードと、前記アノードと前記カソー
ドとの間に挟持された電解質膜を具備する膜電極接合体を備える起電部を有する燃料電池
を筐体内部に搭載する電子機器であって、前記電子機器の筐体の少なくとも一部に光触媒
を配置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料電池および燃料電池搭載電子機器の使用による出力特性の低下を
抑制することが可能な燃料電池および電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
なお、本発明は下記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要
旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、下記実施形態に開示され
ている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実
施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実
施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００１２】
本発明が適用される燃料電池の種類は特に限定されるものではないが、燃料供給などに
ポンプ等の補器を用いないパッシブ型の燃料電池、補器を用いるアクティブ型の燃料電池
、さらには燃料供給など一部にポンプ等を用いたセミパッシブ型の燃料電池に適用するこ
とができる。
【００１３】
セミパッシブ型の燃料電池は、燃料収容部（ポンプ）から膜電極接合体に供給された燃
料は発電反応に使用され、その後に循環して燃料収容部に戻されることはない。セミパッ
シブ型の燃料電池は、燃料を循環しないことから、従来のアクティブ方式とは異なるもの
であり、装置の小型化等を損なうものではない。また、燃料電池は、燃料の供給にポンプ
を使用しており、従来の内部気化型のような純パッシブ方式とも異なる。このため、燃料
電池は上述したようにセミパッシブ方式と呼称される。
【００１４】
図１は、このようなセミパッシブ型の燃料電池１を示す模式図である。
【００１５】
燃料電池１は、起電部を構成する膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly：ＭＥ
Ａ）２と、この膜電極接合体１１に燃料を供給する燃料分配機構１２と、液体燃料を収容
する燃料収容部１３と、これら燃料分配機構１２と燃料収容部１３とを接続する流路１４
と、この流路１４中に設けられたポンプ１５とを有している。
【００１６】
膜電極接合体１１は、アノード触媒層１６とアノードガス拡散層１７とを有するアノー
ド（燃料極）１８と、カソード触媒層１９とカソードガス拡散層２０とを有するカソード
（空気極／酸化剤極）２１と、アノード触媒層１６とカソード触媒層１９とで挟持された
プロトン（水素イオン）伝導性の電解質膜２２とから構成される。
【００１７】
アノード触媒層１６やカソード触媒層１９に含有される触媒としては、例えばＰｔ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等の白金属元素の単体、白金属元素を含有する合金等が挙げ
られる。アノード触媒層１６には、メタノールや一酸化炭素に対して強い耐性を有するＰ
ｔ−ＲｕやＰｔ−Ｍｏ等を用いることが好ましい。カソード触媒層１９には、ＰｔやＰｔ
−Ｎｉ等を用いることが好ましい。
【００１８】
但し、触媒はこれらのものに限定されるものではなく、触媒活性を有する各種の物質を
使用することができる。触媒は炭素材料のような導電性担持体を使用した担持触媒、ある
いは無担持触媒のいずれであってもよい。
【００１９】
電解質膜２２を構成するプロトン伝導性材料としては、例えばスルホン酸基を有するパ
ーフルオロスルホン酸重合体のようなフッ素系樹脂（ナフィオン（商品名、デュポン社製
）やフレミオン（商品名、旭硝子社製）等）、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂等の
有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸等の無機系材料が挙げられる
。但し、プロトン伝導性の電解質膜２２はこれらに限られるものではない。
【００２０】
アノード触媒層１６に積層されるアノードガス拡散層１７は、アノード触媒層１６に燃
料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層１６の集電体も兼ねている。
カソード触媒層１９に積層されるカソードガス拡散層２０は、カソード触媒層１９に酸化
剤を均一に供給する役割を果たすと同時に、カソード触媒層１９の集電体も兼ねている。
アノードガス拡散層１７およびカソードガス拡散層２０はカーボンペーパなどの多孔質基
材で構成されている。
【００２１】
アノードガス拡散層１７やカソードガス拡散層２０には、必要に応じて導電層が積層さ
れる。これら導電層としては、例えばＡｕのような導電性金属材料からなるメッシュ、多
孔質膜、薄膜等が用いられる、電解質膜２２と燃料分配機構１２およびカバープレート２
３との間には、それぞれゴム製のＯ（オー）リング２４が介在されており、これらによっ
て燃料電池セル２からの燃料漏れや酸化剤漏れが抑制されている。
【００２２】
カバープレート２３は酸化剤である空気を取り入れるための開口（図示せず）を有して
いる。カバープレート２３は、保湿板と対向する面に、膜電極接合体を含むスタックを加
圧してその密着性を高める役割も果たしているため、例えば、ＳＵＳ３０４、炭素鋼、ス
テンレス鋼、合金鋼、チタン合金、ニッケル合金のような金属から形成される。
【００２３】
カバープレート２３とカソード２１との間には、必要に応じて保湿層（図示せず）や表
面層（図示せず）が配置される。
【００２４】
保湿層はカソード触媒層１９で生成された水の一部が含浸されて、水の蒸散を抑制する
と共に、カソード触媒層１９への空気の均一拡散を促進するものである。表面層は空気の
取り入れ量を調整するものであり、空気の取り入れ量に応じて個数や大きさ等が調整され
た複数の空気導入口を有している。
【００２５】
保湿板は、メタノールに対して不活性で、耐溶解性、酸素透過性及び透湿性を有する絶
縁材料から形成されていることが望ましい。このような絶縁材料としては、例えば、ポリ
エチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンを挙げることができる。
【００２６】
燃料収容部１３には、燃料電池２に応じた液体燃料が収容されている。液体燃料として
は、各種濃度のメタノール水溶液や純メタノール等のメタノール燃料が挙げられる。液体
燃料は、必ずしもメタノール燃料に限られるものではない。液体燃料は、例えばエタノー
ル水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等の
プロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエー
テル、ギ酸、その他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料収容部１３には燃
料電池２に応じた液体燃料が収容される。
【００２７】
膜電極接合体１１のアノード１８側には、図２に斜視図で示す燃料分配機構１２が配置
されている。燃料分配機構１２は流路１４を介して燃料収容部１３と接続されている。燃
料分配機構１２には、燃料収容部１３から流路１４を介して燃料が導入される。
【００２８】
ここで、流路１４は燃料分配機構１２や燃料収容部１３と独立した配管に限られるもの
ではない。例えば、燃料分配機構１２と燃料収容部１３とを積層して一体化する場合、こ
れらを繋ぐ燃料の流路であってもよい。燃料分配機構１２は流路１４を介して燃料収容部
１３と接続されていればよい。この燃料電池２では、燃料収容部１３から燃料電池セル２
に供給された燃料は発電反応に使用され、その後に循環して燃料収容部に戻されることは
ない。このように燃料を循環しないことから、従来のアクティブ方式とは異なり、セミパ
ッシブ型と呼称され、装置の小型化等を損なうものではない。
【００２９】
燃料分配機構１２は、燃料が流路１４を介して流入する少なくとも１個の注入口２５と
、燃料やその気化成分を膜電極接合体１１に排出する複数個の排出口２６とを有する燃料
分配板２７を備えている。
【００３０】
燃料分配板２７の内部には、注入口２５から導かれた液体燃料の通路となる細管２８が
設けられている。細管２８は例えば内径が０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の貫通孔であるこ
とが好ましい。複数の排出口２６は燃料通路として機能する細管２８にそれぞれ直接接続
されている。
【００３１】
注入口２５から燃料分配機構１２に導入された液体燃料は細管２８に入り、この燃料通
路として機能する細管２８を介して複数の排出口２６にそれぞれ導かれる。複数の排出口
２６には、例えば燃料の気化成分のみを透過し、液体成分は透過させない気液分離膜（図
示せず）が配置されていても良い。これによって、膜電極接合体１１のアノード１８には
燃料の気化成分が供給される。なお、気液分離膜は燃料分配機構１２とアノード１８との
間に気液分離膜等として設置されていてもよい。液体燃料の気化成分は複数の排出口２６
からアノード１８の複数箇所に向けて排出される。
【００３２】
燃料分配機構１２から放出された燃料は、上述したように膜電極接合体１１のアノード
１８に供給される。膜電極接合体１１内において、燃料はアノードガス拡散層１７を拡散
してアノード触媒層１６に供給される。燃料としてメタノール燃料を用いた場合、アノー
ド触媒層１６で下記（１）式に示すメタノールの内部改質反応が生じる。なお、メタノー
ル燃料として純メタノールを使用した場合には、カソード触媒層１９で生成した水や電解
質膜２２中の水をメタノールと反応させて（１）式の内部改質反応を生起させる。あるい
は、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。
【００３３】
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ  →  ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−  ・・・（１）
【００３４】
この反応で生成した電子（ｅ−）は集電体を経由して外部に導かれ、いわゆる電気とし
て携帯用電子機器等を動作させた後、カソード２１に導かれる。また、（１）式の内部改
質反応で生成したプロトン（Ｈ＋）は電解質膜２２を経てカソード２１に導かれる。カソ
ード２１には酸化剤として空気が供給される。カソード２１に到達した電子（ｅ−）とプ
ロトン（Ｈ＋）はカソード触媒層１９で空気中の酸素と下記（２）式に従って反応し、こ
の反応に伴って水が生成する。
【００３５】
６ｅ−＋６Ｈ＋＋（３／２）Ｏ２  →  ３Ｈ２Ｏ  ・・・（２）
【００３６】
さらに、燃料分配機構１２とアノード１８との間には多孔体（図示せず）を挿入するこ
とが有効である。多孔体の構成材料としては各種樹脂が使用され、多孔質状体の樹脂フィ
ルム等が多孔体として用いられる。
【００３７】
このような多孔体を配置することによって、アノード１８に対する燃料供給量をより一
層平均化することができる。すなわち、燃料分配機構１２の排出口２６から噴出した燃料
は一旦多孔体に吸収され、多孔体の内部で面内方向に拡散する。この後、多孔体からアノ
ード１８に燃料が供給されるため、燃料供給量をより一層平均化することができる。
【００３８】
例えば、このセミパッシブ型の燃料電池では、燃料収容部１３から膜電極接合体への燃
料供給が行われる構成であればポンプ１５に代えて燃料遮断バルブを配置する構成とする
ことも可能である。この場合には、燃料遮断バルブは、流路１４による液体燃料の供給を
制御するために設けられるものである。
【００３９】
そして、カバープレート２３のカソード２１の反対側には光触媒を含有する光触媒層２
９を配置している。
【００４０】
ここで、カバープレート２３に光触媒層２９を配置する場合には、カバープレート２３
の開口（図示せず）を覆って配置することが好ましい。
【００４１】
このような開口に光触媒層２９を配置することで、開口から燃料電池１の内部に導入さ
れる空気に含まれる燃料電池１の反応性および長期安定性を妨げる有機物が取り込まれる
ことを防止することができる。
【００４２】
この光触媒層２９としては、光触媒を微粒子状にし、光触媒層２９を形成する多孔質，
メッシュ状，ペーパー状あるいはクロス状の通気性の基材表面に塗布または噴霧すること
で形成、あるいは多孔質，メッシュ状，ペーパー状あるいはクロス状の基材中に含浸させ
ることで形成することができる。このような通気性の基材を使用することで開口の通気性
を阻害することなく本発明の効果を得ることができる。これら通気性の基材の材料として
は、紙，繊維（布），発泡樹脂，繊維，金属およびこれら複数の材料の組み合わせたもの
等を挙げることができる。
【００４３】
また、燃料電池１の反応性および長期安定性を妨げる有機物の導入の許容量によっては
、カバープレート４の開口５以外の燃料電池の外側のみに直接光触媒層２９を形成しても
良い。
【００４４】
この場合においては、開口の内壁にも光触媒層２９を形成することで、光触媒層２９の
実効面積を増加することができ、その効果をより得ることができる。
本発明に使用される光触媒としては、任意の光触媒を使用することができ、例えば、元
素周期表の１〜１３族に属する金属から選択される金属の半導体酸化物からなるも、具体
的には酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化
モリブデン、酸化ルテニウム、酸化ゲルマニウム、酸化鉛、酸化カドミウム、酸化銅、酸
化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マンガン、酸化ロジウム、酸化ニッケル
、酸化レニウム、チタン酸ストロンチウム等を使用することができる。
【００４５】
また、別の実施態様に係る燃料電池としては、カバープレート２３のカソード２１側に
配置することもできる。各構成の詳細について、図１の構成と同様の場合にはその説明を
省略する。
【００４６】
燃料電池１のカバープレート２３のカソード２１側に光触媒層２９を配置する場合には
、光触媒層２９において有機物を分解させるために光触媒層２９に光を照射するための光
源（図示せず）をカバープレート２３とカソード２１の間に配置する。この場合には、図
1と異なり光触媒層２９に光源からの光が照射されるよう任意の空間が必要となる。
【００４７】
この光源は、光触媒層２９に含有される光触媒の種類に応じた波長の光源を任意に選択
することが可能であり、例えば、可視光を得るための蛍光灯，発光ダイオードさらには電
球等を使用することができる。また、カバープレート２３の任意の部分を光透過性の材料
で構成することで、太陽光あるいは燃料電池１の外部の光を内部に導くことで光触媒層２
９に照射することができる。
【００４８】
また、燃料電池１の反応性および長期安定性を妨げる有機物が導入されてからの光触媒
での分解を行う場合には、カバープレート２３の開口５以外の内面のみに直接光触媒層２
９を形成しても良い。
【００４９】
この場合においても、開口の内壁にも光触媒層２９を形成することで、光触媒層２９の
実効面積を増加することができ、その効果をより得ることができる。
【００５０】
また本発明の別の実施形態に係る燃料電池としては、カバープレート２３に光触媒を直
接含浸させたものである。収納容器１の断面が模式的に示されている。各構成の詳細につ
いて、図１の構成と同様の場合にはその説明を省略する。
【００５１】
この場合には、カバープレート２３は、多孔質，メッシュ状，ペーパー状あるいはクロ
ス状の基材中に光触媒を含有させることで形成することができる。
【００５２】
なお、この構成であれば太陽光あるいは燃料電池１の外部の光が直接光触媒層に照射さ
れるため、前述のような光源は必須ではないが、燃料電池１の内部側の光触媒も有効に活
用するために、前述と同様の光源を配置することが好ましい。
【００５３】
本実施形態の場合、カバープレート２３全体に光触媒を含有する構成でも良いが、一部
に光触媒を含有する構成であっても良い。
【００５４】
上記説明では、説明を簡略化するために燃料電池１として図１および図２に示す構成で
説明したが、実際に燃料電池として使用される場合には、この燃料電池２にＤＣ−ＤＣコ
ンバータ，二次電池および制御回路等の構成を含めて燃料電池筐体に収容することで燃料
電池１として使用される。
【００５５】
この場合には、光触媒層２９は、前述のカバープレート２３に配置されるだけではなく
、燃料電池筐体に同様に配置することで、本発明の効果を得ることができる。
【００５６】
なお、燃料電池１の具体的な構成や燃料の供給状態等も特に限定されるものではなく、
燃料電池セルに供給される燃料の全てが液体燃料の蒸気、すべてが液体燃料、または一部
が液体状態で供給される液体燃料の蒸気等、種々形態に本発明を適用することができる。
【００５７】
上記説明では燃料電池として説明したが、燃料電池を搭載した電子機器に対しても本発
明を適用することができる。なお、以下の説明においては、図１等の燃料電池において説
明した構成と同様の構成については、説明を省略する。
【００５８】
図３には、本発明の実施の形態に係る電子機器２の断面が模式的に示されている。
【００５９】
図２に示すように、電子機器２は、電子機器筐体５の内部に燃料電池１および電子機器
本体３を収容している。
【００６０】
そして、電子機器筐体５の表面には、通気孔５が開口されている。
【００６１】
この通気孔５の形状は、例えば、円形，三角形，正方形，長方形，菱形，六角形，楕円
等各種形状を任意に選択することができる。さらには、電子機器筐体４の全体に通気孔を
有するのではなく、図３に示すように特定の辺あるいは方向にのみ通気孔５を開口しても
良い。燃料電池１への空気の導入が行われる構成であれば何らその構成を限定されるもの
ではない。
【００６２】
そして、図３においては、光触媒を含有する光触媒層２９を燃料電池１のカソード側、
例えば図１に示すカバープレートのカソードとは反対側、あるいは燃料電池筐体の外側に
配置している。
【００６３】
このように燃料電池１に光触媒層２９を配置することで、通気孔５から電子機器２の内
部に導入される空気に含まれる燃料電池１の反応性および長期安定性を妨げる有機物が燃
料電池１に取り込まれることを防止することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態の場合には、光触媒層２９において有機物を分解させるために光触
媒層２９に光を照射するための光源６を配置する。
【００６５】
この光源６は、燃料電池の場合に説明したように光触媒層２９に含有される光触媒の種
類に応じた波長の光源６を任意に選択することが可能であり、例えば、可視光を得るため
の蛍光灯，発光ダイオードさらには電球等を使用することができる。また、電子機器筐体
４の任意の部分を光透過性の材料で構成することで、太陽光あるいは電子機器２の外部の
光を内部に導くことで光触媒層２９に照射することができる。
【００６６】
次に、本発明の別の実施形態に係る電子機器２を図４乃至図６を用いて説明する。各構
成の詳細について、図１乃至図３の構成と同様の場合にはその説明を省略する。
【００６７】
図４には、本発明の別の実施形態に係る電子機器２の断面が模式的に示されている。
【００６８】
図４においては、光触媒を含有する光触媒層２９を電子機器筐体４の内部に配置してい
る。
【００６９】
ここで、電子機器筐体２９の内部に配置する場合には、通気孔５側に配置することが好
ましい。
【００７０】
このような通気孔５側に光触媒層２９を配置することで、通気孔５から電子機器筐体４
の内部に導入される空気に含まれる燃料電池１の反応性および長期安定性を妨げる有機物
が燃料電池１に取り込まれることを防止することができる。
【００７１】
なお、電子機器筐体４の内部に配置する場合には、図３と同様に光触媒層２９において
有機物を分解させるために光触媒層２９に光を照射するための光源６を配置する。
【００７２】
また、電子機器筐体４の内部への燃料電池１の反応性および長期安定性を妨げる有機物
の導入の許容量によっては、通気孔５以外の電子機器筐体４の内側のみに直接光触媒層２
９を形成しても良い。
【００７３】
この場合において、通気孔５の内壁にも光触媒層２９を形成することで、光触媒層２９
の実効面積を増加することができ、その効果をより得ることができる。
【００７４】
次に、図５には、本発明の別の実施形態に係る電子機器２の断面が模式的に示されてい
る。
【００７５】
図５においては、光触媒を含有する光触媒層２９を電子機器筐体４の外側の通気孔５上
に配置している。
【００７６】
このような通気孔５上に光触媒層２９を配置することで、通気孔５から電子機器筐体４
の内部に導入される空気に含まれる燃料電池１の反応性および長期安定性を妨げる有機物
が燃料電池１に取り込まれることを防止することができる。
【００７７】
また、電子機器筐体４の内部への燃料電池１の反応性および長期安定性を妨げる有機物
の導入の許容量によっては、通気孔５以外の電子機器筐体４の外側のみに直接光触媒層２
９を形成しても良い。
【００７８】
この場合において、通気孔５の内壁にも光触媒層２９を形成することで、光触媒層２９
の実効面積を増加することができ、その効果をより得ることができる。
【００７９】
なお、図５の構成であれば太陽光あるいは電子機器２の外部の光が直接光触媒層２９に
照射されるため、図４のような光源は不要である。
【００８０】
図６には、本発明の別の実施形態に係る電子機器２の断面が模式的に示されている。
【００８１】
図６においては、電子機器筐体４に光触媒を直接含浸させたものである。
【００８２】
この場合には、電子機器筐体４は、多孔質，メッシュ状，ペーパー状あるいはクロス状
の基材中に光触媒を含有させることで形成することができる。
【００８３】
なお、図６の構成であれば太陽光あるいは電子機器２の外部の光が直接光触媒層２９に
照射されるため、図３のような光源は必須ではないが、電子機器筐体４の内部側の光触媒
も有効に活用するために、光源６を配置することが好ましい。
【００８４】
この図６においては、電子機器筐体４全体に光触媒を含有する構成となっているが、一
部に光触媒を含有する構成であっても良い。
【００８５】
また、本発明においては、光触媒の効果を増大させる為に、光触媒層中に燃料電池の反
応性および長期安定性を妨げる有機物を吸着する吸着材をさらに含有させることが好まし
い。この吸着剤により、光触媒の分解速度が遅い場合において、まず吸着材に有機物を吸
着させた後、光触媒で分解させることでその効果を有効に増大させることができる。
【００８６】
この光触媒と共に使用される吸着材としては、ゼオライト、活性炭、多孔質セラミック
、アルミナ等を使用することができる。
【００８７】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
（実施例１）
【００８８】
図１に示すセミパッシブ型燃料電池を以下のようにして作製した。
【００８９】
白金担持グラファイト粒子をＤｕｐｏｎｔ社製のＤＥ２０２０とホモジナイザで混合し
てスラリを作製し、これをカソードガス拡散層２０であるカーボンペーパに塗布した。そ
して、これを常温で乾燥し、カソードガス拡散層２０にカソード触媒層１９を積層したカ
ソード２１を作製した。
【００９０】
白金ルテニウム合金微粒子を担持したカーボン粒子をＤｕｐｏｎｔ社製のＤＥ２０２０
とホモジナイザで混合してスラリを作製し、これをアノードガス拡散層１７であるカーボ
ンペーパに塗布した。そして、これを常温乾燥し、アノードガス拡散層１７にアノード触
媒層１６を積層したアノード１８を作製した。
【００９１】
電解質膜２２として、厚さが３０μｍで、含水率が１０〜２０重量％のパーフルオロカ
ーボンスルホン酸膜（ｎａｆｉｏｎ（登録商標）膜、デュポン社製）を用意した。この電
解質膜２２を、カソード２１およびアノード１８で挟持し、温度が１２０℃、圧力が１０
ｋｇｆ／ｃｍ２の条件でプレスし、膜電極接合体（ＭＥＡ）１１を作製した。
【００９２】
続いて、この膜電極接合体１１を、空気および気化したメタノールを取り入れるための
複数の開孔を有する金箔で挟み、カソード集電体（図示せず）およびカソード集電体（図
示せず）を形成した。
【００９３】
上記した膜電極接合体（ＭＥＡ）１１、アノード集電体、カソード集電体が積層された
積層体をステンレス製のカバープレート２３と燃料分配機構１２で挟み込んだ。なお、膜
電極接合体１１のカソード２１側とカバープレート２３との間、膜電極接合体１１のアノ
ード１８側と燃料分配機構１２との間には、それぞれゴム製のＯリング２４を介在させて
シールを施した。
【００９４】
また、アノード１８と燃料分配機構１２の間には、気液分離膜（図示せず）を配置して
いる。気液分離膜には0.1mm厚さのシリコーンシートを使用した。
【００９５】
また、カソード２１とカバープレート２３の間には、保湿板（図示せず）を配置してい
る。保湿板として厚さが５００μｍで、透気度が２秒／１００ｃｍ3（ＪＩＳ  Ｐ−８１
１７−1998）で、透湿度が４０００ｇ／ｍ2２４ｈ（ＪＩＳ  Ｌ−１０９９−1993  Ａ−
１法）のポリエチレン製多孔質フィルムを用意した。
【００９６】
上記で得られた膜電極接合体１１，燃料分配機構１２等を、液体燃料を収容する燃料収
容部１３と、これら燃料分配機構１２と燃料収容部１３とを接続する流路１４と、この流
路１４中に設けられたポンプ１５とを、さらにＤＣ−ＤＣコンバータ，二次電池および制
御回路等の構成を含めて筐体に収容することで燃料電池１を得た。
【００９７】
得られた燃料電池１を２０００時間駆動し、駆動後に液体収容部１３に１００％メタノ
ールが充填された状態で、温度２５℃、相対湿度５０％の環境で、電流密度（current de
nsity）を増加させた際の出力密度（power density）と電池電圧（cell voltage）を測定
した。その結果を出力密度変化および電池電圧変化として確認した。
（比較例１）
【００９８】
実施例１で説明した燃料電池１の光触媒層を有さない構成の燃料電池１を用い、実施例
１と同様の条件で電流密度を増加させた際の出力密度と電池電圧を測定した。
【００９９】
上記実施例１および比較例の測定結果から、出力密度変化より本発明の実施例１の最大
出力密度は、比較例の最大出力密度に比して優れていた。
【０１００】
また、電池電圧変化より、電流密度を増加させた際の電池電圧の低下幅は、本発明の実
施例１の電圧特性が、比較例の電圧特性に比して優れていた。
【０１０１】
したがって、本発明の燃料電池は、燃料電池の外部環境、すなわち空気等に存在してい
る燃料電池の反応性および長期安定性を妨げる有機物が、空気と共に燃料電池に取り込ま
れることが無く燃料電池の出力特性の低下を抑制することが可能である。
（実施例２）
【０１０２】
実施例１で説明したのと同様の構成の燃料電池１を用い、前述した図３に示す電子機器
２を作製した。そして、電子機器２内の燃料電池１について実施例１と同様の条件で電流
密度を増加させた際の出力密度と電池電圧を測定した。
（実施例３）
【０１０３】
実施例１で説明した燃料電池１の光触媒層を有さない構成の燃料電池１を用い、前述し
た図４に示す電子機器２を作製した。そして、電子機器２内の燃料電池１について実施例
１と同様の条件で電流密度を増加させた際の出力密度と電池電圧を測定した。
（実施例４）
【０１０４】
実施例１で説明した燃料電池１の光触媒層を有さない構成の燃料電池１を用い、前述し
た図５に示す電子機器２を作製した。そして、電子機器２内の燃料電池１について実施例
１と同様の条件で電流密度を増加させた際の出力密度と電池電圧を測定した。
（実施例５）
【０１０５】
実施例１で説明した燃料電池１の光触媒層を有さない構成の燃料電池１を用い、前述し
た図６に示す電子機器２を作製した。そして、電子機器２内の燃料電池１について実施例
１と同様の条件で電流密度を増加させた際の出力密度と電池電圧を測定した。
（比較例２）
【０１０６】
実施例１で説明した燃料電池１の光触媒層を有さない構成の燃料電池１を用い、光触媒
層を有さない電子機器２を作成した。そして、電子機器２内の燃料電池１について実施例
１と同様の条件で電流密度を増加させた際の出力密度と電池電圧を測定した。
【０１０７】
上記実施例２乃至実施例５および比較例２の測定結果から、出力密度変化より本発明の
実施例２乃至実施例５の最大出力密度は、比較例２の最大出力密度に比して優れていた。
【０１０８】
また、電池電圧変化より、電流密度を増加させた際の電池電圧の低下幅は、本発明の実
施例２乃至実施例５の電圧特性が、比較例２の電圧特性に比して優れていた。
【０１０９】
したがって、本発明の電子機器は、燃料電池の外部環境、すなわち空気等に存在してい
る燃料電池の反応性および長期安定性を妨げる有機物が、空気と共に燃料電池に取り込ま
れることが無く燃料電池の出力特性の低下を抑制することが可能である。
【０１１０】
さらに本発明の燃料電池および電子機器においては、燃料電池の外部環境、すなわち空
気等に存在している燃料電池の反応性および長期安定性を妨げる有機物だけでなく、燃料
電池内部において生成された副生成物がもし燃料電池外に排出された場合においても、電
子機器の外部まで排出されることも防止することができる。
【０１１１】
なお、実施段階では本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化
することができる。さらに、上記実施形態に示される複数の構成要素を適宜に組み合わせ
たり、また実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除する等、種々の変
形が可能である。本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更す
ることができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである
。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の燃料電池燃料電池を模式的に示す断面図。
【図２】図１に示す燃料電池の燃料分配機構の斜視図。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子機器の断面を示す模式図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る電子機器の断面を示す模式図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電子機器の断面を示す模式図。
【図６】本発明の他の実施形態に係る電子機器の断面を示す模式図。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・燃料電池、２・・・電子機器、３・・・電子機器本体、
４・・・電子機器筐体、５・・・通気孔、６・・・光源、
１１・・・膜電極接合体、１２・・・燃料分配機構、１３・・・燃料収容部、
１４・・・流路、１５・・・ポンプ、１６・・・アノード触媒層、
１７・・・アノードガス拡散層、１８・・・アノード、１９・・・カソード触媒層、
２０・・・カソードガス拡散層、２１・・・カソード、２２・・・電解質膜、
２３・・・カバープレート、２４・・・Ｏ（オー）リング、２５・・・注入口、
２６・・・排出口、２７・・・燃料分配板、２８・・・細管、
２９・・・光触媒層
【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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