(57)【要約】【課題】高出力を維持するとともに、燃料電池の表面における温度が局部的に高温となるのを防止し、使用する際の安全性を向上させることができる燃料電池を提供することを目的とする。【解決手段】燃料電池１は、燃料電池セル１０と、燃料電池セル１０のアノード側およびカソード側に設けられたアノード導電層１８、カソード導電層１９と、アノード導電層１８に対向させて設けられた燃料分配層３０と、燃料分配層３０の燃料電池セル１０側とは異なる側に配置された燃料供給部４３と、カソード導電層１９に積層された保湿層５０と、保湿層５０に積層された、複数の空気導入口６１を有する表面カバー６０とを備える。燃料収容部４１と燃料供給部４３との間に設けられた流路４４の一部は、表面カバー６０の表面に設けられた流路支持部材７０によって、表面カバー６０の中央から縁辺部に向かって渦巻き状に固定される。【選択図】図１
2009087543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とに挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の前記燃料極側に配置され、前記燃料極に燃料を供給する燃料供給部と、
燃料を収容する燃料収容部と、
前記燃料収容部に収容された燃料を、前記空気極で発生した熱によって加熱して前記燃料供給部に導く燃料流路と
を具備することを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記燃料流路の一部であり、前記燃料を前記空気極で発生した熱によって加熱する前記燃料流路の加熱部が、前記空気極側に配設される構成部材から受熱可能に、前記構成部材の中央部から縁辺部に向かう方向に、前記構成部材の表面に配置されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記燃料流路が、前記加熱部と前記燃料供給部との間に、前記燃料流路内を流れる燃料の熱を外気に放散する放熱機構を備えることを特徴とする請求項２記載の燃料電池。
【請求項４】
前記加熱部の下流側において、前記燃料供給部までの燃料流路が流路を切り替え可能に２つに分岐し、一方の燃料流路が、該分岐部と前記燃料供給部との間に、前記一方の燃料流路内を流れる燃料の熱を外気に放散する放熱機構を備えることを特徴とする請求項２記載の燃料電池。
【請求項５】
燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とに挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の前記燃料極側に配置され、前記燃料極に燃料を供給する燃料供給部と、
前記空気極で発生した熱によって燃料を加熱しながら収容する燃料収容部と、
前記燃料収容部に収容された燃料を前記燃料供給部に導く燃料流路と
を具備することを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料を用いた燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコンや携帯電話等の各種携帯用電子機器を長時間充電なしで使用可能とするために、これら携帯用電子機器の電源に燃料電池を用いる試みがなされている。燃料電池は、燃料と空気を供給するだけで発電することができ、燃料を補給すれば連続して長時間発電することが可能であるという特徴を有している。このため、燃料電池を小型化できれば、携帯用電子機器の電源として極めて有利なシステムとなる。
【０００３】
直接メタノール型燃料電池（Direct Methanol Fuel Cell：ＤＭＦＣ）は、小型化が可能であり、さらに燃料の取り扱いも容易であるため、携帯用電子機器の電源として有望視されている。ＤＭＦＣにおける液体燃料の供給方式としては、気体供給型や液体供給型等のアクティブ方式や、燃料収容部内の液体燃料を電池内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型等のパッシブ方式が知られている。
【０００４】
これらのうち、内部気化型等のパッシブ方式はＤＭＦＣの小型化に対して特に有利である。パッシブ型ＤＭＦＣにおいては、例えばアノード（燃料極）、電解質膜およびカソード（空気極）を有する膜電極接合体（燃料電池セル）を、樹脂製の箱状容器からなる燃料収容部上に配置した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。燃料収容部から気化した燃料を直接燃料電池セルに供給する場合、燃料電池の出力の制御性を高めることが重要となるが、現状のパッシブ型ＤＭＦＣでは必ずしも十分な出力制御性は得られていない。
【０００５】
一方、ＤＭＦＣの燃料電池セルと燃料収容部とを流路を介して接続することが検討されている（例えば、特許文献２−４参照。）。燃料収容部から供給された液体燃料を燃料電池セルに流路を介して供給することによって、流路の形状や径等に基づいて液体燃料の供給量を調整することができる。特許文献３には、燃料収容部から流路にポンプで液体燃料を供給する燃料電池が記載され、特許文献４には、電気浸透流ポンプを用いて液体燃料等を供給する燃料電池が記載されている。
【０００６】
また、上記した膜電極接合体を平面的に配置してなる燃料電池において、膜電極接合体の縁辺部は、周囲の大気等への熱の放散が多いため温度が低くなり、この縁辺部におけるアノード触媒層およびカソード触媒層における化学反応が促進されないこがある。また、燃料電池の内部で燃料を気化させて気体燃料を生じる内部気化型の燃料電池では、燃料を気化させる熱源として、膜電極接合体で発生する熱を利用することが多いが、この場合に、縁辺部では膜電極接合体自体の温度が低いため、燃料を気化させるための熱量が十分に得られないことがある。燃料を気化させるための熱量が不十分な膜電極接合体の縁辺部では、供給される気体燃料の量が少なくなり、さらに出力が低下することがある。逆に、膜電極接合体の中央部では、周囲の大気等へ熱を放散し難いために温度が高くなり、供給される気体燃料の供給も多くなり、出力が高くなる傾向がある。
【０００７】
ここで、例えば、燃料電池複合発電プラントにおいて、燃料電池に供給する燃料を、燃料加熱用の熱交換器を通過させて予め加熱し、その後燃料電池に供給する技術が開示されている（例えば、特許文献５参照。）。
【特許文献１】国際公開第２００５／１１２１７２号パンフレット
【特許文献２】特表２００５−５１８６４６号公報
【特許文献３】特開２００６−０８５９５２号公報
【特許文献４】米国特許公開第２００６／００２９８５１号公報
【特許文献５】特開２０００−１３３２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように、従来の膜電極接合体を平面的に配置してなる燃料電池において、縁辺部では温度が低くなり、中央部では温度が高くなるため、中央部と縁辺部とで大きな温度差が生じる。例えば、燃料電池を携帯機器の電源として使用する場合、燃料電池の高温になる中央部に利用者が長時間触れていると、低温火傷等を生じる恐れがあるため、この高温となる中央部の温度を低く抑えなければならない。しかしながら、中央部近傍の温度を、利用者にとって十分に安全な温度まで下げると、縁辺部の温度はさらに低い温度となり、燃料電池全体として得られる出力が低下するという問題があった。
【０００９】
そこで、燃料電池の出力を高く維持しながら、利用者の安全を確保するためには、膜電極接合体と燃料電池の表面部材との間に断熱材等を設け、膜電極接合体の高温となる部分の熱が、直接表面部材に伝わらないように構成すること等の対応策が必要となる。しかしながら、断熱を充分に行おうとすると、断熱材の重量や体積が過大なものとなり、携帯機器の電源として用いるには不適当となるなどの問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高出力を維持するとともに、燃料電池の表面における温度が局部的に高温となるのを防止し、使用する際の安全性を向上させ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】
【００１１】
本発明の一態様によれば、燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とに挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体と、前記膜電極接合体の前記燃料極側に配置され、前記燃料極に燃料を供給する燃料供給部と、燃料を収容する燃料収容部と、前記燃料収容部に収容された燃料を、前記空気極で発生した熱によって加熱して前記燃料供給部に導く燃料流路とを具備することを特徴とする燃料電池が提供される。
【００１２】
また、本発明の一態様によれば、燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とに挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体と、前記膜電極接合体の前記燃料極側に配置され、前記燃料極に燃料を供給する燃料供給部と、前記空気極で発生した熱によって燃料を加熱しながら収容する燃料収容部と、前記燃料収容部に収容された燃料を前記燃料供給部に導く燃料流路とを具備することを特徴とする燃料電池が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る燃料電池によれば、高出力を維持するとともに、燃料電池の表面における温度が局部的に高温となるのを防止し、使用する際の安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池１の構成を示す断面図である。図２は、図１の燃料電池１の上方、すなわち燃料電池１の外部から表面カバー６０をみたときの表面カバー６０の構成を示す平面図である。図３は、流路４４の加熱部４４ａの他の配置例を示す平面図である。図４は、本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池１において、流路４４の他の構成を示す断面図である。図５は、本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池１において、流路４４のさらに他の構成を示す断面図である。図６は、本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池１においてポンプ８５を備えた場合の構成を示す断面図である。
【００１６】
図１に示すように、燃料電池１は、起電部を構成する燃料電池セル１０と、この燃料電池セル１０のアノード（燃料極）側およびカソード（空気極）側にそれぞれ設けられたアノード導電層１８、カソード導電層１９と、このアノード導電層１８に対向させて設けられた複数の開口部３１を有する燃料分配層３０と、この燃料分配層３０の燃料電池セル１０側とは異なる側に配置され、燃料分配層３０に液体燃料Ｆを供給する燃料供給機構４０と、カソード導電層１９に積層された保湿層５０と、この保湿層５０に積層された、複数の空気導入口６１を有する表面カバー６０とを備える。また、燃料供給機構４０の一部を構成し、燃料収容部４１と燃料供給部４３との間に設けられた流路４４は、その一部が、カソード（空気極）側に配設される構成部材である表面カバー６０に設けられた流路支持部材７０に支持され、固定されている。
【００１７】
燃料電池セル１０は、いわゆる膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly：ＭＥＡ）であり、アノード触媒層１１とアノードガス拡散層１２とを有するアノード（燃料極）１３と、カソード触媒層１４とカソードガス拡散層１５とを有するカソード（空気極）１６と、アノード触媒層１１とカソード触媒層１４とで挟持されたプロトン（水素イオン）伝導性を有する電解質膜１７とから構成される。
【００１８】
アノード触媒層１１やカソード触媒層１４に含有される触媒としては、例えばＰｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が挙げられる。アノード触媒層１１として、例えば、メタノールや一酸化炭素等に対して強い耐性を有するＰｔ−ＲｕやＰｔ−Ｍｏ等を用いることが好ましい。カソード触媒層１４として、例えば、Ｐｔ、Ｐｔ−Ｎｉ、Ｐｔ−Ｃｏ等を用いることが好ましい。ただし、触媒は、これら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１７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。ただし、プロトン伝導性の電解質膜１７は、これらに限られるものではない。
【００２０】
アノード触媒層１１に積層されるアノードガス拡散層１２は、アノード触媒層１１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１１の集電体も兼ねている。カソード触媒層１４に積層されるカソードガス拡散層１５は、カソード触媒層１４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１４の集電体も兼ねている。また、アノードガス拡散層１２およびカソードガス拡散層１５は、カーボンペーパ、カーボンクロス、カーボンシルク等の多孔性炭素質材、チタン、チタン合金、ステンレス、金などの金属材料からなる多孔質体またはメッシュなどで構成される。
【００２１】
アノードガス拡散層１２の表面に積層されたアノード導電層１８、およびカソードガス拡散層１５の表面に積層されたカソード導電層１９は、例えば、Ａｕのような導電金属材料からなるメッシュ、多孔質膜等で構成される。これらの中でも、アノード導電層１８やカソード導電層１９は、燃料電池セル１０に対応して開口された複数の開口部を有する薄膜で構成されることが好ましく、この開口部を介して、燃料電池セル１０に対向して設けられている燃料分配層３０の開口部３１からの燃料を燃料電池セル１０に導く。なお、アノード導電層１８およびカソード導電層１９は、それらの周縁から燃料や酸化剤が漏れないように構成されている。また、電解質膜１７とアノード導電層１８およびカソード導電層１９との間には、それぞれゴム製のＯリング２０が介在されており、これらによって燃料電池セル１０からの燃料漏れや酸化剤漏れを防止している。なお、ここでは、アノード導電層１８およびカソード導電層１９を備えた燃料電池１を示しているが、アノード導電層１８およびカソード導電層１９を設けずに、上記したようにアノードガス拡散層１２およびカソードガス拡散層１５を拡散層として機能させるとともに、導電層として機能させてもよい。
【００２２】
保湿層５０は、カソード触媒層１４で生成された水の一部が含浸して、水の蒸散を抑制するとともに、カソード触媒層１４への空気の均一拡散を促進するものである。この保湿層５０は、例えば、ポリエチレン多孔質膜等からなる平板で構成される。
【００２３】
表面カバー６０は、空気の取入れ量を調整するものであり、その調整は、空気導入口６１の個数や大きさ等を変更することで行われる。表面カバー６０は、例えば、ＳＵＳ３０４またはＳＵＳ３０６Ｌのようなステンレス合金、チタンまたはチタン合金のような金属で構成されることが好ましい。
【００２４】
また、図２に示すように、表面カバー６０の表面には、空気導入口６１を閉塞しない位置に、流路４４の加熱部４４ａを支持するための流路支持部材７０が複数固着されている。この流路支持部材７０は、流路４４の加熱部４４ａを支持する機能とともに、表面カバー６０からの熱を流路４４に伝導する機能をも有している。したがって、流路支持部材７０と表面カバー６０との接触面積は広いことが好ましく、さらに、流路支持部材７０は、表面カバー６０に、例えば半田付け、溶接などによって取り付けられていることが好ましい。この流路支持部材７０は、流路４４を挿入可能に内部の貫通口の断面形状が流路４４の形状に対応して形成され、流路４４の周囲を覆う筒状の金属部材で形成される。また、流路４４を挿入した際、流路支持部材７０の内周が流路４４の外側面と密着するように、流路支持部材７０の貫通口の内径などが設定される。また、流路４４と流路支持部材７０との間に、熱伝導性グリス（通称サーマルグリース）や熱伝導性接着剤等を介在させ、流路４４と流路支持部材７０との間の熱伝導の向上を図ってもよい。
【００２５】
なお、ここでは、流路支持部材７０を筒状とした一例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、流路４４を嵌合可能に内部の断面形状がＵ字状に形成された金属部材で流路支持部材７０を構成してもよい。また、このＵ字状の溝部は、流路４４を嵌合させた際、流路支持部材７０の内壁面が流路４４の外側面と密着するように形成される。
【００２６】
燃料供給機構４０は、燃料収容部４１と、燃料供給部本体４２と、流路４４とを主に備える。
【００２７】
燃料収容部４１には、燃料電池セル１０に対応した液体燃料Ｆが収容されている。この燃料収容部４１は、液体燃料Ｆによって溶解や変質を生じることがない材料で構成される。燃料収容部４１を構成する材料として、具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などが使用される。なお、図示しないが、燃料収容部４１には液体燃料Ｆを供給するための燃料供給口が設けられている。
【００２８】
液体燃料Ｆ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Ｆ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Ｆ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４１には、燃料電池セル１０に応じた液体燃料が収容される。
【００２９】
燃料供給部本体４２は、供給された液体燃料Ｆを燃料分配層３０に対して均一に供給するために、液体燃料Ｆを平坦に分散させるための凹部からなる燃料供給部４３を備えている。この燃料供給部４３は、配管等で構成される液体燃料Ｆの流路４４を介して燃料収容部４１と接続されている。
【００３０】
また、図１および図２に示すように、流路４４の一部は、表面カバー６０の表面に設けられた流路支持部材７０によって、表面カバー６０の中央から外側（縁辺部）に向かって渦巻き状に固定されている。なお、流路４４は、表面カバー６０の空気導入口６１を閉塞しないように渦巻き状に配置されている。また、流路４４が交差する部分は、一方の流路を、例えば他方の通路を跨ぐように形状を変形させて配置されている。流路４４のうち、この流路支持部材７０によって固定され、表面カバー６０の表面に配置された部分は、加熱部として機能する。そして、カソード（空気極）１６で発生した熱が表面カバー６０から流路支持部材７０を介してこの加熱部４４ａに伝わり、加熱部４４ａを流れる液体燃料Ｆを加熱する。一方、液体燃料Ｆを加熱することでカソード（空気極）側は冷却される。すなわち、流路４４の加熱部４４ａは、熱交換器としての機能を有している。なお、液体燃料Ｆは、加熱部４４ａにおいて気化しない温度範囲の温度に加熱される。このように、加熱されて燃料供給部４３に供給された燃料は、燃料収容部４１に収容されていたときよりも温度が高く、気化しやすい状態となっている。そのため、燃料分配層３０を介して燃料電池セル１０に供給される燃料の量は増加する。
【００３１】
ここで、流路４４の加熱部４４ａを、表面カバー６０の中央から外側に向かって渦巻き状に固定したのは、ここで示した燃料電池１では、表面カバー６０の中央部の温度が最も高くなるからである。すなわち、この表面カバー６０の中央部における温度と、液体燃料Ｆの温度との差が大きいために、多くの熱量が交換されるからである。一方、縁辺部では、表面カバー６０の温度と、液体燃料Ｆの温度との差が小さくなるために、交換される熱量は少なくなる。これによって、中央部の温度を低く抑えると同時に、中央部と縁辺部との温度差を小さくし、表面カバー６０の表面温度を均一化することが可能となる。
【００３２】
なお、上記した加熱部４４ａの配置構成は、表面カバー６０の中央部の温度が最も高くなることを前提とした配置構成であり、表面カバー６０の他の部分の温度が最も高くなるような燃料電池の場合には、その温度が最も高くなる部分から、温度が最も低くなる部分に向かって、流路４４の加熱部４４ａを渦巻き状に固定することが好ましい。また、流路４４の加熱部４４ａの配置構成は、表面カバー６０の中央から外側に向かって渦巻き状に配置する構成に限らず、表面カバー６０の中央から外側に向かって、すなわち、温度が最も高くなる部分から温度が最も低くなる部分に向かって配置されていればよい。例えば、表面カバー６０の中央から外側に向かって、２以上の方向に放射線状等に固定する構成などが挙げられる。なお、流路支持部材７０を設けずに、流路４４の加熱部４４ａを直接表面カバー６０の表面に固着してもよい。
【００３３】
また、流路４４は、液体燃料Ｆによって溶解や変質を生じることがなく、かつ熱伝導率の高い物質で構成されることが好ましい。具体的には、流路４４を構成する材料として、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属、アルミナセラミックス、陶磁器、ガラス等のセラミック類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、シリコーン樹脂等の樹脂、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム等のゴムなどが挙げられる。また、これらの樹脂に炭素や金属等の粉末を混合した熱伝導性樹脂を使用してもよい。
【００３４】
ここで、流路４４を、熱伝導率が高く、かつ肉厚が薄くても高い強度を有するように構成するには、流路４４を金属で構成することが好ましい。特に、銅（２０℃における熱伝導率が３７０Ｗ／（ｍＫ））、アルミニウム（２０℃における熱伝導率が２０４Ｗ／（ｍＫ））を使用することは、熱伝導率が高いので好ましい。ただし、流路４４を金属材料で構成する場合、液体燃料Ｆに微量に溶存する酸素やギ酸等の有機酸等によって、流路４４が酸化や腐食される可能性がある。これらの酸化や腐食を防止するため、ステンレス（２０℃における熱伝導率が１５Ｗ／（ｍＫ））等の腐食しにくい金属材料を用いることが好ましい。さらに、液体燃料Ｆと接する流路４４の内壁面に、金メッキや、樹脂もしくはゴムによるコーティングを施したり、液体燃料Ｆに溶解しない塗料を塗布することが好ましい。コーティングを施すための樹脂もしくはゴムとしては、上記した流路４４を構成する材料を使用することが好ましい。コーティング材料として樹脂やゴムを使用する場合、これらの材料は金属に比べて熱伝導率が低いため、コーティングする際、可能な限り薄くコーティング膜を形成することが好ましい。
【００３５】
一方、流路４４において、液体燃料Ｆによる酸化や腐食が生じないようにするには、流路４４を樹脂やゴムで構成することが好ましい。ただし、上記のように、樹脂やゴムの熱伝導率は、金属等に比べて低い（通常０．１〜０．５Ｗ／（ｍＫ））ため、流路４４を樹脂やゴムで構成する場合には、肉厚をできるだけ薄く形成することが好ましい。ここで、流路４４の肉厚を薄くすることによって生じる強度の低下を防止するためや、流路４４と表面カバー６０と間の熱伝導を向上させるために、流路４４の表面の一部または全部を金属等の材料で覆ってもよい。この場合、流路４４と流路４４の表面を覆う金属材料との間に、熱伝導性グリス（通称サーマルグリース）や熱伝導性接着剤等を介在させ、流路４４と金属材料との間の熱伝導の向上を図ってもよい。
【００３６】
なお、上記した燃料電池１では、流路４４の加熱部４４ａを、表面カバー６０の中央から外側に向かって渦巻き状に固定する一例を示したが、この構成に限られるものではない。例えば、燃料電池１の表面における局部的な高温部の形成を防止し、カソード（空気極）側を冷却するという観点から、図３に示すように、流路４４の加熱部４４ａを、表面カバー６０の縁辺部に沿って周状に固定してもよい。また、燃料供給部４３に供給される液体燃料Ｆの温度が過剰に高温となる場合には、流路４４の加熱部４４ａと燃料供給部４３との間の流路４４に、流路内を流れる液体燃料Ｆの熱を外気に放散する放熱機構として機能する熱交換器を備えてもよい。なお、この熱交換器の構成は、図４を参照して次に説明する熱交換器の構成と同じである。
【００３７】
また、図４に示すように、流路４４の加熱部４４ａの下流側において、流路４４を流路切換え弁４５によって切り替え可能に２つに分岐し、一方の流路４４ｂに、流路内を流れる液体燃料Ｆの熱を外気に放散する放熱機構として機能する熱交換器４６を備えてもよい。なお、他方の流路４４ｃは、図１に示す流路４４と同様の流路で構成されている。この熱交換器４６は、例えば、図４に示すように、流路４４ｂの側面の周囲に板状のフィンを複数設けることで構成される。この板状のフィンは、例えば熔接等により、その一端が流路４４ｂの側面の周囲に固着される。なお、熱交換器４６の構成は、この構成に限られるものではなく、表面積を増加して外気との熱交換を促進できる構成であればよい。
【００３８】
例えば、アノード触媒層１１で反応できる量以上の燃料がアノード触媒層１１に供給された場合、反応しない燃料が電解質膜１７を透過してカソード触媒層１４に至り、カソード触媒層１４で燃料が空気と反応することがある。このような場合には、燃料供給部４３に供給される液体燃料Ｆの温度が過剰に高温となることがあり、流路切換え弁４５によって、液体燃料Ｆの流路を、通常液体燃料Ｆが流れる流路４４ｃから、熱交換器４６を備える流路４４ｂに切り替え、液体燃料Ｆが流路４４の加熱部４４ａにおいて吸収した熱の一部を周囲の大気等に放散することができる。これによって、過剰に高温な液体燃料Ｆが燃料供給部４３に供給されるのを防止することができる。なお、流路４４の加熱部４４ａと流路切換え弁４５との間に、流路４４を流れる液体燃料Ｆの温度を測定する、例えば熱電対のような温度検知装置を設け、制御手段（図示しない）が、その検知した温度に基づいて、流路切換え弁４５を制御してもよい。
【００３９】
また、図５に示すように、燃料電池１の中央に、流路４４を挿入可能な穴径の貫通口８０、すなわち、燃料供給部本体４２、燃料分配層３０、アノード導電層１８、燃料電池セル１０、カソード導電層１９、保湿層５０および表面カバー６０の中央に連通して、流路４４を挿入可能な穴径の貫通口８０を形成し、この貫通口８０に流路４４を挿入し、表面カバー６０側へ導出してもよい。ここで、貫通口８０の穴径は、流路４４の外径とほぼ等しいか、流路４４の外径よりも若干大きく設定される。なお、貫通口８０の、アノード（燃料極）１３とカソード（空気極）１６に面する部分には、Ｏリング２０を挿入するため、その部分の貫通口８０の穴径は、他の部分の穴径よりも若干大きく形成される。ここで、貫通口側となる、電解質膜１７とアノード導電層１８およびカソード導電層１９との間に、それぞれゴム製のＯリング２０を介在させ、燃料漏れや酸化剤漏れが防止される。また、燃料供給部本体４２と流路４４との間を、例えばエチレン・プロピレンゴム（えＰＤＭ）などの封止剤８１で封止することで、燃料供給部４３から外部への燃料の流出を防止している。なお、貫通口８０を介して表面カバー６０側へ導出された流路４４において、流路４４の加熱部４４ａは、前述した配置構成と同様の配置構成で、表面カバー６０の表面に固定される。
【００４０】
燃料収容部４１に収容された液体燃料Ｆは、重力を利用して流路４４を介して燃料供給部４３まで落下させて送液することができる。また、流路４４に多孔体等を充填して、毛細管現象により燃料収容部４１に収容された液体燃料Ｆを燃料供給部４３まで送液してもよい。さらに、図６に示すように、流路４４の一部にポンプ８５を介在させて、燃料収容部４１に収容された液体燃料Ｆを燃料供給部４３まで強制的に送液してもよい。
【００４１】
このポンプ８５は、燃料収容部４１から燃料供給部４３に液体燃料Ｆを単に送液する供給ポンプとして機能するものであり、燃料電池セル１０に供給された過剰な液体燃料Ｆを循環する循環ポンプとしての機能を備えるものではない。このポンプ８５を備えた燃料電池１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構成が異なり、従来の内部気化型のような純パッシブ方式とも構成が異なる、いわゆるセミパッシブ型と呼ばれる方式に該当する。なお、燃料供給手段として機能するポンプ８５の種類は、特に限定されるものではないが、少量の液体燃料Ｆを制御性よく送液することができ、さらに小型軽量化が可能という観点から、ロータリベーンポンプ、電気浸透流ポンプ、ダイアフラムポンプ、しごきポンプ等を使用することが好ましい。ロータリベーンポンプは、モータで羽を回転させて送液するものである。電気浸透流ポンプは、電気浸透流現象を起こすシリカ等の焼結多孔体を用いたものである。ダイアフラムポンプは、電磁石や圧電セラミックスによりダイアフラムを駆動して送液するものである。しごきポンプは、柔軟性を有する燃料流路の一部を圧迫し、燃料をしごき送るものである。これらのうち、駆動電力や大きさ等の観点から、電気浸透流ポンプや圧電セラミックスを有するダイアフラムポンプを使用することがより好ましい。上記したようにポンプ８５を設ける場合、ポンプ８５は、制御手段（図示しない）と電気的に接続され、この制御手段によって、燃料供給部４３に供給される液体燃料Ｆの供給量が制御される。
【００４２】
燃料分配層３０は、例えば、複数の開口部３１が形成された平板で構成され、アノードガス拡散層１２と燃料供給部４３との間に挟持される。この燃料分配層３０は、液体燃料Ｆの気化成分や液体燃料Ｆを透過させない材料で構成され、具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリイミド系樹脂等で構成される。また、燃料分配層３０は、例えば、液体燃料Ｆの気化成分と液体燃料Ｆとを分離し、その気化成分を燃料電池セル１０側へ透過させる気液分離膜で構成されてもよい。気液分離膜には、例えば、シリコーンゴム、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）薄膜、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）薄膜、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）薄膜、フッ素樹脂（たとえばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）など）微多孔膜などが用いられる。
【００４３】
次に、上記した燃料電池１における作用について説明する。
【００４４】
燃料収容部４１から流路４４を介して燃料供給部４３に向かって導出された液体燃料Ｆは、流路４４の加熱部４４ａを通過することで、カソード（空気極）１６で発生した熱により加熱される。そして、加熱された液体燃料Ｆは、燃料供給部４３に供給され、液体燃料Ｆのまま、もしくは液体燃料Ｆと液体燃料Ｆが気化した気化燃料が混在する状態で、燃料分配層３０およびアノード導電層１８を介して燃料電池セル１０のアノードガス拡散層１２に供給される。アノードガス拡散層１２に供給された燃料は、アノードガス拡散層１２で拡散してアノード触媒層１１に供給される。液体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１１で次の式（１）に示すメタノールの内部改質反応が生じる。
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ  →  ＣＯ２＋６Ｈ+＋６ｅ-  …式（１）
【００４５】
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、メタノールは、カソード触媒層１４で生成した水や電解質膜１７中の水と上記した式（１）の内部改質反応によって改質されるか、または水を必要としない他の反応機構により改質される。
【００４６】
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（空気極）１６に導かれる。また、式（１）の内部改質反応で生成したプロトン（Ｈ+）は、電解質膜１７を経てカソード（空気極）１６に導かれる。カソード（空気極）１６には酸化剤として空気が供給される。カソード（空気極）１６に到達した電子（ｅ-）とプロトン（Ｈ+）は、カソード触媒層１４で空気中の酸素と次の式（２）に示す反応を生じ、この発電反応に伴って水が生成する。
（３／２）Ｏ２＋６ｅ-＋６Ｈ+  →  ３Ｈ２Ｏ  …式（２）
【００４７】
上記した内部改質反応が円滑に行なわれ、高出力で安定した出力を燃料電池１において得ることができる。
【００４８】
上記した本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池１によれば、流路４４の加熱部４４ａを、表面カバー６０の表面の中央部から外側に向かって固定し、温度が最も高くなる表面カバー６０の中央部で、多くの熱量を液体燃料Ｆへ伝達することで、表面カバー６０の中央部の温度を低下させ、中央部と縁辺部との温度差を小さくし、表面カバー６０の表面温度を均一化することができる。これによって、燃料電池１を使用する際の安全性を向上させることができる。また、カソード（空気極）側を冷却する効果も得られる。
【００４９】
また、流路４４の加熱部４４ａにおいて加熱されて燃料供給部４３に供給される燃料は、燃料収容部４１に収容されていたときよりも温度が高く、気化しやすい状態となるため、燃料分配層３０を介して燃料電池セル１０に供給される燃料の量を増加することができる。これによって、燃料電池セル１０に供給される燃料の量が適正な範囲であれば、燃料電池全体としての出力を増加することができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明に係る第２の実施の形態の燃料電池１の構成を示す断面図である。図８は、図７の燃料電池１の上方から燃料電池１をみたときの構成を示す平面図である。なお、第１の実施の形態の燃料電池１の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
【００５１】
図７に示すように、燃料電池１は、起電部を構成する燃料電池セル１０と、この燃料電池セル１０のアノード（燃料極）側およびカソード（空気極）側にそれぞれ設けられたアノード導電層１８、カソード導電層１９と、このアノード導電層１８に対向させて設けられた複数の開口部３１を有する燃料分配層３０と、この燃料分配層３０の燃料電池セル１０側とは異なる側に配置され、燃料分配層３０に液体燃料Ｆを供給する燃料供給部４３と、カソード導電層１９に積層された保湿層５０と、この保湿層５０に積層された、複数の空気導入口６１を有する表面カバー６０と、この表面カバー６０上に燃料収容部９０と、燃料収容部９０と燃料供給部４３とを連通する流路９５とを備える。
【００５２】
図７に示すように、燃料収容部９０は、表面カバー６０の空気導入口６１に対応して設けられた開口部９１を有する筐体で構成され、内部の空洞部９２は、開口部９１を除いて連通している。また、表面カバー６０からの熱を燃料収容部９０に効率よく伝導させるために、燃料収容部９０は、表面カバー６０や燃料収容部９０を構成する材料に応じて、表面カバー６０の表面に、例えば半田付け、溶接、接着剤などによって固定されることが好ましい。また、流路９５は、燃料収容部９０と燃料供給部４３との間に設けられ、燃料収容部９０に収容された液体燃料Ｆを燃料供給部４３に導出する。なお、図示しないが、燃料収容部９０には液体燃料Ｆを供給するための燃料供給口が設けられている。
【００５３】
燃料収容部９０を構成する材料は、液体燃料Ｆによって溶解や変質を生じることがなく、かつ熱伝導率の高い物質で構成されることが好ましい。燃料収容部４１を構成する材料として、具体的には、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属、またはこれら金属の内面を金等でメッキした材料、樹脂、ゴム、塗料等でコーティングした材料、アルミナセラミックス、陶磁器、ガラス等のセラミック類などが使用される。
【００５４】
流路９５は、液体燃料Ｆによって溶解や変質を生じることがない材料で構成される。流路９５を構成する材料として、具体的には、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属、またはこれら金属の内面を金などでメッキした材料、樹脂、ゴム、塗料等でコーティングした材料、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、シリコーン樹脂等の樹脂、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム等のゴムなどが使用される。
【００５５】
ここで、燃料収容部９０に収容された液体燃料Ｆは、表面カバー６０から伝わるカソード（空気極）１６で発生した熱により加熱される。燃料収容部９０で加熱された液体燃料Ｆは、流路９５を介して燃料供給部４３に向かって導出される。それ以後の燃料電池１における作用は、前述した第１の実施の形態の燃料電池１における作用と同じである。なお、液体燃料Ｆは、燃料収容部９０において気化しない温度範囲の温度に加熱される。このように加熱されて燃料供給部４３に供給される燃料は、気化しやすい状態となっているため、燃料分配層３０を介して燃料電池セル１０に供給される燃料の量は増加する。
【００５６】
なお、燃料収容部９０に収容された液体燃料Ｆは、重力を利用して流路９５を介して燃料供給部４３まで落下させて送液することができる。また、流路９５に多孔体等を充填して、毛細管現象により燃料収容部９０に収容された液体燃料Ｆを燃料供給部４３まで送液してもよい。さらに、図６に示しめした燃料電池１と同様に、流路９５の一部にポンプを介在させて、燃料収容部９０に収容された液体燃料Ｆを燃料供給部４３まで強制的に送液してもよい。
【００５７】
上記した本発明に係る第２の実施の形態の燃料電池１によれば、燃料収容部９０を表面カバー６０の表面に設けることで、燃料収容部９０内の液体燃料Ｆが加熱され、気化しやすい状態で燃料供給部４３に導入されるため、燃料分配層３０を介して燃料電池セル１０に供給される燃料の量を増加することができる。これによって、燃料電池セル１０に供給される燃料の量が適正な範囲であれば、燃料電池全体としての出力を増加することができる。
【００５８】
また、表面カバー６０から受熱することで、特に、表面カバー６０の高温となる部分の温度を低下させ、表面カバー６０の中央部や縁辺部における温度差を小さくし、表面カバー６０の表面温度を均一化することができる。これによって、燃料電池１を使用する際の安全性を向上させることができる。また、カソード（空気極）側を冷却する効果も得られる。
【００５９】
次に、本発明に係る燃料電池が優れた出力特性を有することを実施例１〜実施例２、比較例１に基づいて説明する。
【００６０】
（実施例１）
実施例１で使用した燃料電池は、図６に示した燃料電池１と同一の構成を備えるものであるので、図６を参照して説明する。
【００６１】
まず、燃料電池セル１０の作製方法について説明する。
【００６２】
アノード用触媒粒子（Ｐｔ：Ｒｕ＝１：１）を担持したカーボンブラックに、プロトン伝導性樹脂としてパーフルオロカーボンスルホン酸溶液と、分散媒として水およびメトキシプロパノールを添加し、アノード用触媒粒子を担持したカーボンブラックを分散させてペーストを調製した。得られたペーストをアノードガス拡散層１２としての多孔質カーボンペーパ（４０ｍｍ×３０ｍｍの長方形）に塗布することにより、厚さが１００μｍのアノード触媒層１１を得た。
【００６３】
カソード用触媒粒子（Ｐｔ）を担持したカーボンブラックに、プロトン伝導性樹脂としてパーフルオロカーボンスルホン酸溶液と、分散媒として水およびメトキシプロパノールを添加し、カソード用触媒粒子を担持したカーボンブラックを分散させてペーストを調製した。得られたペーストをカソードガス拡散層１５としての多孔質カーボンペーパに塗布することにより、厚さが１００μｍのカソード触媒層１４を得た。なお、アノードガス拡散層１２と、カソードガス拡散層１５とは、同形同大であり、これらのガス拡散層に塗布されたアノード触媒層１１およびカソード触媒層１４も同形同大である。
【００６４】
上記したように作製したアノード触媒層１１とカソード触媒層１４との間に、電解質膜１７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（商品名：nafion膜、デュポン社製）を配置し、アノード触媒層１１とカソード触媒層１４とが対向するように位置を合わせた状態でホットプレスを施すことにより、燃料電池セル１０を得た。
【００６５】
続いて、この燃料電池セル１０を、複数の開孔を有する金箔で挟み、アノード導電層１８およびカソード導電層１９を形成した。なお、電解質膜１７とアノード導電層１８との間、電解質膜１７とカソード導電層１９との間には、それぞれゴム製のＯリング２０を挟持してシールを施した。
【００６６】
また、保湿層５０として、厚さが５００μｍで、透気度が２秒／１００ｃｍ３（ＪＩＳ  Ｐ−８１１７に規定の測定方法による）で、透湿度が４０００ｇ／（ｍ２・２４ｈ）（ＪＩＳ  Ｌ−１０９９  Ａ−１に規定の測定方法による）のポリエチレン製多孔質フィルムを用いた。
【００６７】
この保湿層５０の上に、空気取り入れのための空気導入口６１（２．５ｍｍ×２．５ｍｍの矩形、口数４８個）が形成された厚さが１ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４）を配置して表面カバー６０とした。この表面カバー６０の表面に、流路４４の配置パターンに対応して、流路支持部材７０である内径が３ｍｍのＳＵＳ薄肉管を溶接した。
【００６８】
流路４４として、内径が１ｍｍ、外径が３ｍｍのＰＦＡ製の円筒管を使用した。流路４４の加熱部４４ａは、表面カバー６０の表面に溶接されたＳＵＳ薄肉管を通して、表面カバー６０の中央から外側に向かって渦巻き状に固定した。
【００６９】
また、ポンプ８５としてしごきポンプを使用し、流路４４の一部を一定方向にしごいて、圧力を生じさせて、燃料収容部４１に収容された液体燃料Ｆを燃料供給部４３に送液した。ここで、しごきポンプの回転数を、燃料電池１に流れる電流によって制御する制御回路を構成し、燃料電池１で電気化学反応を生じるのに必要な燃料供給量（電流１Ａにつき、１分間当りのメタノールの供給量３．３ｍｇ）の１．４倍の燃料が常に供給されるように制御した。
【００７０】
そして、温度が２５℃、相対湿度が５０％の環境の下、上記した燃料電池１に、純度９９.９重量％の純メタノールを、上記の供給量となるように供給した。外部負荷としての定電圧電源を接続して、燃料電池１の出力電圧が０．３Ｖで一定になるように、燃料電池１に流れる電流を制御した。このときに燃料電池１に流れる電流（Ａ）と燃料電池１の出力電圧（Ｖ）との積が、燃料電池の出力（Ｗ）である。
【００７１】
上記した条件の下、１００時間発電を行い、この１００時間の間における燃料電池１の出力を計測した。そして、この１００時間の間における燃料電池１の出力の平均値を算出した。ここで、出力の平均値は、燃料電池１に流れる電流と出力電圧とをデジタル記録計に記録して、この記録された値から積算電力（単位Ｗｈ）を求め、その積算電力を発電時間（１００時間）で割って算出した。また、この１００時間の間における表面カバー６０の中央部および縁辺部の表面温度を熱電対を用いて計測し、その結果をデジタル記録計に記録した。そして、その記録されたデータから、表面カバー６０の中央部および縁辺部の表面温度の最大値を得た。
【００７２】
測定の結果、出力の平均値は１Ｗであった。また、表面カバー６０の中央部の表面温度の最大値は４５℃、縁辺部の表面温度の最大値は４１℃であった。
【００７３】
（実施例２）
実施例２で使用した燃料電池１の構成は、実施例１で使用した燃料電池１の中央に、流路４４を貫通させる貫通口を備えた以外は、実施例１で使用した燃料電池１の構成と同じとした。また、実施例２で使用した燃料電池１の構成は、図５に示した燃料電池１にポンプを備えた構成と同一の構成であるので、図５を参照して説明する。
【００７４】
図５に示すように、燃料電池１の中央、すなわち、燃料供給部本体４２、燃料分配層３０、アノード導電層１８、燃料電池セル１０、カソード導電層１９、保湿層５０および表面カバー６０の中央に連通して、流路４４（内径が１ｍｍ、外径が３ｍｍのＰＦＡ製の円筒管）を挿入可能な穴径が３ｍｍよりも若干大きな貫通口８０を形成した。そして、この貫通口８０に流路４４を挿入し、表面カバー６０側へ導出した。また、アノード（燃料極）１３とカソード（空気極）１６の部分は、Ｏリング２０を挿入するため、貫通口８０の穴径を５ｍｍとした。また、貫通口側となる、電解質膜１７とアノード導電層１８およびカソード導電層１９との間には、それぞれゴム製のＯリング２０（内径が３ｍｍ、外径が５ｍｍ）を介在させ、燃料漏れや酸化剤漏れを防止した。また、燃料供給部本体４２と流路４４との間を、ＥＰＤＭ製の封止剤８１で封止し、燃料供給部４３から外部への燃料の流出を防止した。なお、貫通口８０を介して表面カバー６０側へ導出された流路４４において、流路４４の加熱部４４ａの配置構成は、実施例１における流路４４の加熱部４４ａの配置構成と同じとした。
【００７５】
ポンプは、実施例１で使用したポンプと同じしごきポンプを使用し、流路４４の一部を一定方向にしごいて、圧力を生じさせて、燃料収容部４１に収容された液体燃料Ｆを燃料供給部４３に送液した。ここで、しごきポンプの回転数を、燃料電池１に流れる電流によって制御する制御回路を構成し、燃料電池１で電気化学反応を生じるのに必要な燃料供給量（電流１Ａにつき、１分間当りのメタノールの供給量３．３ｍｇ）の１．４倍の燃料が常に供給されるように制御した。
【００７６】
上記した以外の構成や設定値については、実施例１で使用された燃料電池１と同様である。また、１００時間の間における燃料電池１の出力の平均値および表面カバー６０の中央部および縁辺部の表面温度の最大値の計測方法、計測条件および算出方法等は、実施例１におけるものと同じである。
【００７７】
測定の結果、出力の平均値は０．９９Ｗであった。また、表面カバー６０の中央部の表面温度の最大値は４４℃、縁辺部の表面温度の最大値は４１℃であった。
【００７８】
（比較例１）
比較例１で使用した燃料電池の構成は、実施例１で使用した燃料電池１において、流路４４の加熱部４４ａを設けずに、燃料収容部４１から導出された液体燃料Ｆが直接燃料供給部４３に供給されるように流路４４を配置した。それ以外の構成は、実施例１で使用した燃料電池１の構成と同じとした。すなわち、比較例１で使用した燃料電池は、燃料収容部４１に供給される前に液体燃料Ｆを加熱する構成や、表面カバー６０の温度を低下させる構成を有していない。
【００７９】
上記した以外の構成や設定値については、実施例１で使用された燃料電池１と同様である。また、１００時間の間における燃料電池１の出力の平均値および表面カバー６０の中央部および縁辺部の表面温度の最大値の計測方法、計測条件および算出方法等は、実施例１におけるものと同じである。
【００８０】
測定の結果、出力の平均値は０．９３Ｗであった。また、表面カバー６０の中央部の表面温度の最大値は４８℃、縁辺部の表面温度の最大値は３８℃であった。
【００８１】
（実施例１〜実施例２、比較例１のまとめ）
表１に、実施例１〜実施例２、比較例１における、出力の平均値、表面カバー６０の中央部および縁辺部の表面温度の最大値を示す。
【００８２】
【表１】
2009087543.tif 000003
【００８３】
表１に示すように、実施例１および実施例２における燃料電池では、比較例１における燃料電池に比べて、表面カバー６０の中央部における温度の最大値が低く、また、表面カバー６０の中央部および縁辺部における温度の最大値の差が小さいことがわかった。さらに、実施例１および実施例２における燃料電池では、比較例１における燃料電池に比べて、燃料電池における出力の平均値が高いことがわかった。なお、実施例２における出力の平均値が実施例１のそれよりも僅かに低いのは、燃料電池セル１０に開けられた貫通口の面積の分だけ発電面積が減少したことによるものと考えられる。
【００８４】
なお、本発明は液体燃料を使用した各種の燃料電池に適用することができる。また、燃料電池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、例えば、液体燃料をアノード導電層の下に直接流通させる方式、燃料電池の外部で液体燃料を蒸発させ、気化した気体燃料をアノード導電層の下に流通させる外部気化型、燃料収容部に液体燃料を収容し、液体燃料を電池内部で気化させてアノード触媒層に供給する内部気化型等、種々形態に本発明を適用することができる。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】
【００８５】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池の構成を示す断面図。
【図２】図１の燃料電池１の上方、すなわち燃料電池の外部から表面カバーをみたときの表面カバーの構成を示す平面図。
【図３】流路の加熱部の他の配置例を示す平面図。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池において、流路の他の構成を示す断面図。
【図５】本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池において、流路のさらに他の構成を示す断面図。
【図６】本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池においてポンプを備えた場合の構成を示す断面図。
【図７】本発明に係る第２の実施の形態の燃料電池の構成を示す断面図。
【図８】図７の燃料電池１の上方から燃料電池をみたときの構成を示す平面図。
【符号の説明】
【００８６】
１…燃料電池、１０…燃料電池セル、１１…アノード触媒層、１２…アノードガス拡散層、１３…アノード（燃料極）、１４…カソード触媒層、１５…カソードガス拡散層、１６…カソード（空気極）、１７…電解質膜、１８…アノード導電層、１９…カソード導電層、２０…Ｏリング、３０…燃料分配層、３１…開口部、４０…燃料供給機構、４１…燃料収容部、４２…燃料供給部本体、４３…燃料供給部、４４…流路、４４ａ…加熱部、５０…保湿層、６０…表面カバー、６１…空気導入口、７０…流路支持部材、Ｆ…液体燃料。
【図１】
2009087543.tif 000004
【図２】
2009087543.tif 000005
【図３】
2009087543.tif 000006
【図４】
2009087543.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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