(57)【要約】【課題】  本発明は、発電部の燃料極からの不完全酸化物質の漏洩を抑制することで、不完全酸化物質を生成しやすいアルコール燃料、特にエタノールを用いた高効率かつ安全な、直接アルコール形燃料電池、直接アルコール形燃料電池システム及び電子機器を提供する。【解決手段】  本発明の直接アルコール形燃料電池は、燃料極と、酸化剤極と、燃料極及び酸化剤極に狭持された電解質膜とを有する発電部を含んでいる。そして、本発明の直接アルコール形燃料電池における燃料極がアルコール燃料の電極酸化で発生する不完全酸化物質を吸着する吸着材料を含むことに特徴がある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極及び前記酸化剤極に狭持された電解質膜とを有する発電部を含む直接アルコール形燃料電池において、
前記燃料極がアルコール燃料の電極酸化で発生する不完全酸化物質を吸着する吸着材料を含むことを特徴とする直接アルコール形燃料電池。
【請求項２】
前記吸着材料が、触媒の担持体であることを特徴とする請求項１記載の直接アルコール形燃料電池。
【請求項３】
前記吸着材料が、添加剤であることを特徴とする請求項１記載の直接アルコール形燃料電池。
【請求項４】
前記吸着材料が、多孔質カーボン材料である活性炭、多孔質無機材料であるゼオライト、セピオライト、ガンマーアルミナのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の直接アルコール形燃料電池。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の直接アルコール形燃料電池の単セル又は当該単セルを二つ以上積層されたセルスタックを有する燃料電池ユニットと、全体制御を行う制御部とを少なくとも有することを特徴とする直接アルコール形燃料電池システム。
【請求項６】
請求項５記載の直接アルコール形燃料電池システムを有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直接アルコール形燃料電池、直接アルコール形燃料電池システム及び電子機器に関し、詳細にはアルコールを主成分とする液体燃料を直接燃料極に供給する直接アルコール形燃料電池で発生する不完全酸化物質の漏洩を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素ガスを燃料とする固体高分子形燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell；ＰＥＦＣと略す）は、電気自動車など高速移動体の電源として、あるいは分散型電源として期待されている。一般にＰＥＦＣでは、燃料極（アノード）及び酸化剤極（カソード）の二つの電極と、これらに挟まれた高分子電解質膜からなる膜電極接合体が形成され、これをセルユニットとして複数積層し、スタックとした構成をとっている。セルユニットの燃料極には水素を、酸化剤極には酸素または空気を供給し、それぞれの電極で生じる酸化あるいは還元反応によって起電力を得ることができ、生成物は水だけであるためクリーンな電源である。しかし、小型携帯機器等の電子機器用電源には不向きであることが一般に認識されている。
【０００３】
一方で、燃料電池の小型化に適合する技術として、アルコールなどの液体燃料を改質器で水素に変換し燃料極に水素を供給して発電するタイプと、燃料極に直接アルコールを供給して発電するタイプに分類される。後者は改質器を必要としないため更なる小型化が可能である。アルコールは液体水素や高圧水素と比較しても高いエネルギー密度を持ち、燃料取扱いの安全性や全体の運転手段も簡素化できる。アルコールの中ではメタノールが有望視されているが、更にエネルギー密度の高いエタノールやエチレングリコールなどのアルコール燃料も注目されている。
【０００４】
しかし、これらの燃料は、燃料極で完全に電極酸化されていない不完全酸化物質（メタノールの場合：ホルムアルデヒドやギ酸など、エタノールの場合：アセトアルデヒドや酢酸など）を発生し、容易に発電部から排出されてしまう。アルコールを含め、これらの物質は気液分離膜を有する気液分離装置を通して燃料電池外に漏洩する問題点があった。米国産業衛生専門家会議（ＡＣＧＩＨ）によると、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、ギ酸、アセトアルデヒド、酢酸、それぞれの許容範囲は、２００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、０．３ｐｐｍ、５ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、１０ｐｐｍと不完全酸化物質は有害性が高い。
【０００５】
そのため、アルコールを含め、これらの不完全酸化物質の漏洩対策として、特許文献１及び特許文献２のように、気液分離装置に浄化フィルタを用いるのが代表的である。また、特許文献３では、アルコールや不完全酸化物質の漏洩の問題点を解決するために、気液分離装置を必要としない直接アルコール形燃料電池を提案している。これによると、メタノールを燃料とした場合、体積膨張を伴う二酸化炭素の発生が起こるため困難であるが、二酸化炭素まで酸化され難い炭素数２以上のアルコールを燃料に用いており、発生した不完全酸化物質は還元剤によりアルコールに戻される。
【特許文献１】特開２０００−３２３１５８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３０１４号公報
【特許文献３】特許第３，７９５，９１２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２によれば、不完全酸化物質の発生量が少ないメタノール燃料ならまだしも、短期的にはほとんど不完全酸化物質を発生するエタノール燃料の場合、高濃度の不完全酸化物質を十分浄化できない、またはすぐに浄化特性が低下してしまい頻繁にフィルタ交換しなければならない。また、上記特許文献３のシステムでは還元剤を燃料とした燃料電池であり、燃料交換時などに危険な還元剤を取り扱う必要がある。更に、前述のように短期的にほとんど不完全酸化物質を発生するエタノール燃料では、不完全酸化物質の一つである酢酸の腐食性のため、燃料電池にダメージを与える恐れもある。
【０００７】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、発電部の燃料極からの不完全酸化物質の漏洩を抑制することで、不完全酸化物質を生成しやすいアルコール燃料、特にエタノールを用いた高効率かつ安全な、直接アルコール形燃料電池、直接アルコール形燃料電池システム及び電子機器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】
前記問題点を解決するために、本発明の直接アルコール形燃料電池は、燃料極と、酸化剤極と、燃料極及び酸化剤極に狭持された電解質膜とを有する発電部を含んでいる。そして、本発明の直接アルコール形燃料電池における燃料極がアルコール燃料の電極酸化で発生する不完全酸化物質を吸着する吸着材料を含むことに特徴がある。よって、発電部の燃料極からの不完全酸化物質の流出を抑制することができる。
【０００９】
また、吸着材料が触媒の担持体であることにより、初期の不完全酸化物質の発電部からの流出を抑制できると共に、長期的には発電とともに燃料極内特に吸着材料近傍で不完全酸化物質が濃縮され、拡散律速状態である不完全酸化物質の電極酸化反応の反応速度を向上できる。
【００１０】
更に、吸着材料が添加剤であることにより、導電性のない吸着材料の使用方法を提供可能となる。
【００１１】
また、吸着材料が多孔質カーボン材料である活性炭、多孔質無機材料であるゼオライト、セピオライト、ガンマーアルミナのいずれかであることにより、酸性有機化合物を高効率に吸着できる。
【００１２】
更に、別の発明としての直接アルコール形燃料電池システムは、上記の直接アルコール形燃料電池の単セル又は当該単セルを二つ以上積層されたセルスタックを有する燃料電池ユニットと、全体制御を行う制御部とを少なくとも有することに特徴がある。よって、不完全酸化物質を生成しやすいアルコール燃料、特にエタノールを用いた高効率かつ安全な直接アルコール形燃料電池システムを提供することができる。
【００１３】
また、別の発明としての電子機器は、上記直接アルコール形燃料電池システムを有することに特徴がある。よって、汎用的に各種の電子機器の電源として用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明における直接アルコール形燃料電池の燃料極は、不完全酸化物質を吸着する吸着材料が含まれることに特徴がある。よって、発電部の燃料極からの不完全酸化物質の漏洩を抑制することで、不完全酸化物質を生成しやすいアルコール燃料、特にエタノールを用いた高効率かつ安全な直接アルコール形燃料電池を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る直接アルコール形燃料電池の単セルの構造を示す斜視図である。同図に示す本実施の形態の直接アルコール形燃料電池１０は、筐体１１ａ、１１ｂの間にイオン伝導性の電解質膜１２が設けられており、更には筺体１１ａ、１１ｂの間には、イオン伝導性の電解質膜１２を挟持するように、不完全酸化物質を吸着する吸着材料が含まれている燃料極１３と、酸化剤極１４とが設けられている。また、燃料極１３の外側には燃料流通部１５が、酸化剤極１４の外側には酸化剤流通部１６が、それぞれ設けられている。更に、燃料流通部１５側には、上方にアルコール燃料を導入するための燃料導入孔１７が設けられている一方、下方に未反応燃料や生成物を排出するための燃料排出孔１８が設けられている。また、燃料流通部１５はアルコール燃料を収納するためのアルコール燃料保持部であってもよいが、外部燃料収納部（図示せず）に連通したアルコール燃料の流通路であってもよい。アルコール燃料は、毛管現象及び／または強制供給されるが、必要に応じて強制供給手段（図示せず）を付設してもよい。また、アルコール燃料はアルコール単独ないしはアルコールと水の混合物が適当であるが、水との混合物として用いるとクロスオーバーが緩和されるので良好なセル起電圧と出力が得られる。酸化剤流通部１６側には、下方に酸化剤（多くの場合は空気）を導入するための酸化剤導入孔（図示せず）が設けられる一方、上方に未反応空気と生成物（多くの場合は水）を排出するための酸化剤排出孔１９が設けられている。この場合、強制供給及び／または強制排気手段を付設してもよい。また、筐体１１ｂに空気孔を設けてもよい。
【００１６】
ここで、燃料極１３に含まれている不完全酸化物質を吸着する吸着材料として、触媒、担持体、電解質成分であり、それらを拡散層上に形成する。触媒は、アルコールやアルコールの電極酸化で発生する不完全酸化物質に対して反応活性をもつもので、不完全酸化物質に対して高活性であるほうが好ましい。触媒は、従来公知のもの、白金、パラジウムのような単独で活性をもつものや、ルテニウム、ロジウム、モリブデン、タングステン、バナジウム、チタン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、スズなど白金やパラジウムとの合金で活性を持つもの、またこれらの化合物などいずれであっても良い。担持体としては導電性であるものが好ましく、従来公知のもの、例えば、キャボット社製バルカン、ライオン社製ケッチェンブラックなどのカーボン微粒子、導電性酸化物の微粒子、カーボンナノチューブなどのカーボンファイバといった炭素材料や、ステンレス、ニッケル等の金属薄膜やメッシュ状、ハニカム状、あるいはスポンジ状の金属膜が挙げられる。また、導電性でないものでも良いがその場合、導電性を確保するためにカーボン微粒子やカーボンファイバなどを添加する必要がある。電解質膜１２の成分としては、アニオンまたはカチオンのいずれのイオン伝導性でも使用できるが、プロトン伝導性であるパーフルオロアルキルスルホン酸が好適に使用される。また、電解質膜１２との密着性を高めるために電解質膜１２と同じ成分のものを燃料極１３にも使用する。触媒や電解質成分は水やアルコール中に分散させて、カーボンペーパーやカーボンクロスなどの拡散層に塗布する。場合によってはPTFEなどの撥水剤を添加してもよい。吸着材料は担持体の替わりとして使用するか、あるいは添加剤として使用する。使用する吸着材料は、吸着質との間に化学反応を伴わない物理吸着をする材料である。物理吸着は、化学反応を伴う化学吸着と比較して、吸着速度が速く、低温でも吸着量が多い。物理吸着する吸着材料は、セルロースなどのメンブレンフィルタ、ポリスチレン系やメタクリル系などに代表される樹脂、活性炭、活性炭繊維、分子ふるい炭素、ゼオライト、活性アルミナ、シリカゲル、セピオライト、その他粘土質の鉱物などが挙げられる。本発明に適した吸着材料はアセトアルデヒドや酢酸といった不完全酸化物質に対して高い吸着特性を有し、好ましくはアルコール燃料（アルコール・水）に対しては低い吸着特性をもつものである。このような吸着材料として、疎水性の高い多孔質材料、例えば活性炭やゼオライト、セピオライト、ガンマーアルミナを用いればよい。触媒の担持体として使用する場合は、図２の（ａ）のように、燃料極１３が担持触媒、電界質成分、吸着材料の混合体２１と拡散層２２で構成された形態に限られるが、添加剤として使用する場合、図２の（ａ）の形態、もしくは図２の（ｂ）のように、燃料極１３が担持触媒、電界質成分の混合体２１と拡散層２２、そして吸着材料２３で構成された形態のどちらの形態であってよい。
【００１７】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る直接アルコール形燃料電池の構成を示す模式図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示すように、本実施の形態の直接アルコール形燃料電池３０は、第１の実施の形態の直接アルコール形燃料電池１０のようなセルを複数具備している。図３において、直接アルコール形燃料電池３０は偏平な直方体の形状を有し、直接アルコール形燃料電池３０内には、内部を上下に仕切るように燃料流通部３１が形成されている。更に、直接アルコール形燃料電池３０は、燃料電池に着脱自在なアルコール燃料収納容器３２を有している。アルコール燃料収納容器３２にはその側面に孔３３が形成されており、アルコール燃料収納容器３２内に収納されたアルコール燃料は孔３３を通じて燃料流通部３１に供給される。孔３３は、アルコール燃料収納容器３２が筐体３４へ装着される前は所定の封止手段（図示せず）によって封止されており、アルコール燃料収納容器３２内にアルコール燃料を密封収容することが可能になっている。孔３３は、アルコール燃料収納容器３２が燃料電池内に装着された際に、孔３３が前述の燃料流通部３１と連通するような位置に形成されている。燃料流通部３１の上側に例えば３個のセルからなる第１のセル群が配置されており、一方燃料流通部３１の下側にも３個のセルからなる第２のセル群が配置されている。各セルは、何れも燃料極１３、酸化剤極１４及びこれらの間に介在配置されたイオン伝導性の電解質膜１２から構成されており、互いに独立して設けられている。各セル群におけるセルは、平面状に配置されており、かつ直列に結線されている。第１のセル群のセルと、第２のセル群のセルとは、それぞれの燃料極１３が燃料流通部３１を挟んで相対向するように配置されている。これと共に第１のセル群のセルと、第２のセル群のセルとは、それぞれの酸化剤極１４が外方を向くように配置されている。セルをこのように配置することで、燃料電池の小型化が容易となり、小型電源、特に携帯機器の電源として適したものとなる。また、アルコール燃料を収納したアルコール燃料収納容器３２が着脱可能になっているので、アルコール燃料の補充が容易であり、これによっても本実施の形態の直接アルコール形燃料電池は携帯機器の電源として適したものとなる。
【００１８】
なお、アルコール燃料の円滑な供給の点から燃料流通部３１及び孔３３は、例えばＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などを焼結して得られた多孔質体・高分子繊維・高分子多孔質膜等から構成され、毛管現象により各セルの燃料極１３に供給されていることが好ましい。高分子繊維や高分子多孔質膜を用いる場合には、これらが燃料に触れても変形しないことが必要である。
【００１９】
また、図３において、横方向に隣接するセル間には、未反応燃料が燃料流通部３１から酸化剤極１４に到達する（一種のクロスオーバー）のを防止するため、燃料遮断機能を有する部材を配置することが望ましい（図示せず）。例えばポリエチレン及びポリプロピレンに代表される高分子材料や、ガラス及び酸化アルミニウムをはじめとする無機酸化物薄膜を、隣接するセル間に充填することで、アルコール燃料の酸化剤極１４への到達を遮断できる。
【００２０】
更に、前述の通り、各セル群のセルにおける酸化剤極１４は外方を向いて設けられている。即ち、酸化剤極１４は筐体３４と対向している。そして、酸化剤極１４と筐体３４との間には空間が設けられている。また、筐体３４には該空間と外部とを連通させる通気孔（図示せず）が設けられている。従って、酸化剤極１４と筐体３４との間の空間には、空気が流通する。これによって、酸化剤極１４に酸素（酸化剤）が供給される。酸化剤極１４への空気の供給を制御したい場合には、筐体の所定部位にファン等の強制供給手段を付設してもよい。
【００２１】
また、図３に示す本実施の形態の直接アルコール形燃料電池３０で使用される各材料としては、第１の実施の形態の直接アルコール形燃料電池１０で説明したものがそのまま使用でき得る。
【００２２】
図４は本発明の第３の実施の形態に係る直接アルコール形燃料電池の構成を示す模式図である。同図において、図１及び図３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。本実施の形態の直接アルコール形燃料電池４０は、図１及び図３と同様な燃料極１３と酸化剤極１４、及びイオン伝導性の電解質膜１２で構成された膜電極接合体（以下ＭＥＡと略す）４１を、バイポーラプレート４２で挟持し、更にこのような構成を積層（スタック）した構造を有する。バイポーラプレート４２は、膨張黒鉛等の炭素材料を成形したバイポーラプレート、膨張黒鉛等の炭素材料と耐熱性樹脂の混合物を成形したバイポーラプレート、ステンレス基材等の金属板に耐酸化性被膜ならびに導電性被膜を施したバイポーラプレート、など公知の方法で作製したいずれのバイポーラプレートでもよい。また、バイポーラプレート４２の表面にはそれぞれの面でアルコール燃料、及び酸化剤が流通するための溝が形成されている（図示せず）。このような本実施の形態の積層型の直接アルコール形燃料電池４０では多数のセルが直接接続され、その結果セルのスタック数に対応した所望の出力電圧を得ることができる。
【００２３】
図５は別の発明の直接アルコール形燃料電池システムのシステム構成を示す模式図である。同図に示す本発明の直接アルコール形燃料電池システム１００は、アルコール燃料及び酸化剤を強制的にセルスタックに供給する上で燃料や生成水の流通を工夫し、高濃度アルコール燃料を追加して生成水との混合により希釈循環するシステムとなっているが、システム例はこれに限定されるものではなく、セルスタックに対し燃料や酸化剤を強制的に供給しない、いわゆるパッシブ型も可能である。図５において、本発明の直接アルコール形燃料電池システム１００はアルコールを燃料とする直接アルコール形燃料電池スタック１０１を含み、直接アルコール形燃料電池スタック１０１に燃料流通部１０２及び酸化剤流通部１０３が協働する。燃料は高濃度アルコールを保管した燃料容器１０４からポンプなどの燃料送出機構１０５によって混合容器１０６に送られ、アルコールセンサ１０７による適正な濃度調整を行った後にイオンフィルタ１０８を介して強制的に燃料流通部１０２に送られる。一方、主に空気を用いる酸化剤は酸化剤フィルタ１０９を通してブロアなどの酸化剤送出機構１１０によって強制的に酸化剤流通部１０３に送られる。燃料流通側及び酸化剤流通側からの排出物は、第１の気液分離装置１１１及び熱交換器１１２、あるいは冷却ファン１１３が協働する凝縮器１１４を含む第２の気液分離装置１１５によって、燃料、排ガス、循環水として回収または排出される。スタックの直流出力は出力調整器１１６によって所望の出力電圧、出力仕様に制御される。また、このような直接アルコール形燃料電池システム１００では、直接アルコール形燃料電池スタック１０１の発電の起動並びに燃料電池発電を維持するための機構、いわゆるＢＯＰ（Ｂａｌａｎｃｅ  ｏｆ  Ｐｌａｎｔ）が必要で、燃料供給量やアルコール濃度制御、補給のタイミングや手順など発電維持のために使用する液送ポンプや空気ブロア、濃度センサなどの補機を用いて各種制御を行うための補機・出力制御器１１７を具備している。
【００２４】
ここで、本発明の直接アルコール形燃料電池システム１００を使い、周辺制御器等を付設して、図６に示す一般的なモバイル用小型パーソナルコンピュータ２００の電源を構築した。このモバイル用小型パーソナルコンピュータ２００では、従来モバイル用補助電源として内蔵していたリチウムイオン電池のスペース全部と光ディスクドライブ（ＤＶＤ駆動装置）の一部のスペースを利用することで本発明の直接アルコール形燃料電池システム１００を内蔵することができ、よって本発明の直接アルコール形燃料電池システム１００をモバイル用小型パーソナルコンピュータ２００の専用内蔵電源として用いることができる。なお、本実施の形態をモバイル用小型パーソナルコンピュータ２００内蔵の電源ユニットとしたが、これに限定されるものではなく、搭載対象機器の設計によっては、燃料電池システムを外付けとし専用直流電源あるいは商用電源を代替する汎用電源タイプにすることも容易である。また、本発明の直接アルコール形燃料電池システム１００の対象電子機器はモバイル用小型パーソナルコンピュータに限ったものではなく、デスクトップパーソナルコンピュータ、ワークステーション、ＰＤＡ、電子機器向け充電器用電源、ＰＨＳ及び携帯電話、ＧＰＳ端末、普通紙複写機、ファクシミリ装置、インクジェットプリンタ、レーザープリンタ、電子ブックディスプレイ、ＬＣＤモニター機器、液晶プロジェクター、投射型ディスプレイ、ＩＣカード読取／書込端末、非接触ＩＣカード読取／書込端末、電子黒板（ホワイトボード）、フォトプリンタ（昇華型等）、デジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラ、ＤＶＤドライブ等のパーソナルコンピュータ周辺機器、産業用分散電源、家庭用定置型分散電源、無停電電源、非常用屋外電源（投光器用など）、キャンプ用電源、無線送受信装置、移動型ロボット電源、災害救助用ロボット電源、エンターテインメントロボット電源、介護補助装置（介護ベッド等）、介護補助ロボット電源、電動車椅子電源、電動自転車電源、医療機器用補助、分散電源、電動義肢電源、無人搬送車用電源、調理用電気機器などに適用できる。
【実施例】
【００２５】
（吸着材料の吸着特性評価）
〔実施例１〕
吸着材料として１．０ｇの活性炭（比表面積：２０００〜２３００ｍ２／ｇ  粒径：８〜１２μｍ）を用いて、これに１０ｍＭのエタノール水溶液１００ｍＬを添加した（投入量：１ｍｍｏｌ）。室温にて１時間攪拌した後、遠心分離して得た上澄み液５０ｍＬに、１０ｍＭの１−プロパノール水溶液５０ｍＬを添加した。この混合水溶液のエタノール濃度をガスクロマトグラフィー（ヒューレットパッカード社製  ＨＰ３３６５ＧＣ５８９０）で測定して、吸着処理前後の濃度変化からエタノール吸着量（ｍｍｏｌ／ｇ）を求めた。エタノール電極酸化で発生する不完全酸化物質は主にアセトアルデヒドと酢酸であるが、アセトアルデヒドはエタノールと同様に、ガスクロマトグラフィーでアセトアルデヒド濃度を測定して、アセトアルデヒド吸着量を求めた。酢酸については、遠心分離して得た上澄み液５０ｍＬを、０．２Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を用いて中和滴定することで酢酸濃度を測定して、酢酸吸着量を求めた。
【００２６】
〔実施例２〕
吸着材料としてゼオライト（ワコーケミカル社製  合成ゼオライトＨＳ−３２０ヒドロゲンＹ  比表面積：５５０ｍ２／ｇ  粒径：６μｍ）を用いた以外は上記実施例１と同様にして、エタノール、アセトアルデヒド、酢酸の吸着前後の濃度変化を測定した。
【００２７】
〔実施例３〕
吸着材料としてセピオライト（和光純薬工業社製  比表面積：２３０〜３００ｍ２／ｇ  粒径：１０〜５０μｍ）を用いた以外は上記実施例１と同様である。
【００２８】
〔実施例４〕
吸着材料としてガンマーアルミナ（住友化学社製  比表面積：１００〜２００ｍ２／ｇ  粒径：１０〜５０μｍ）を用いた以外は上記実施例１と同様である。
【００２９】
〔比較例１〕
活性炭との比較として、非多孔性カーボン材料であるカーボンブラック（キャボット社製  ＶｕｌｃａｎＸＣ−７２Ｒ  比表面積：２５４ｍ２／ｇ  粒径：０．０３４μｍ）を吸着材料として用いた以外は上記実施例１と同様である。
【００３０】
〔比較例２〕
ゼオライト、セピオライト、ガンマーアルミナとの比較として、非多孔性無機材料である酸化チタン（ワコーケミカル社製  粒径：０．０８μｍ）を吸着材料として用いた以外は上記実施例１と同様である。
【００３１】
〔実施例５〕
エタノール、アセトアルデヒド、酢酸、それぞれの仕込み濃度を１００ｍＭ（投入量：１０ｍｍｏｌ）とした以外は上記実施例１と同様である。
【００３２】
〔実施例６〕
エタノール、アセトアルデヒド、酢酸、それぞれの仕込み濃度を１００ｍＭ（投入量：１０ｍｍｏｌ）とした以外は上記実施例２と同様である。
【００３３】
〔実施例７〕
エタノール、アセトアルデヒド、酢酸、それぞれの仕込み濃度を１０００ｍＭ（投入量：１００ｍｍｏｌ）とした以外は上記実施例１と同様である。
【００３４】
〔実施例８〕
エタノール、アセトアルデヒド、酢酸、それぞれの仕込み濃度を１０００ｍＭ（投入量：１００ｍｍｏｌ）とした以外は上記実施例２と同様である。
【００３５】
上記実施例１〜８、上記比較例１，２の結果を併せて以下の表１に示す。これによると、各実施例で用いた多孔性材料で吸着しやすくゼオライトやセピオライトは酢酸を選択的に吸着することが分かる。また、高濃度になると投入量に対する吸着量の割合が低下するが、活性炭と比較してゼオライトやセピオライトは特に低下した。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
（吸着材料の吸着力評価）
〔実施例９〕
一度飽和状態まで吸着させたときの吸着量と、乾燥して再利用したとき吸着量との差から吸着材料の保持量を求め、これを吸着力の指標とした。乾燥条件は、ホットプレート上で１５０℃１時間予備乾燥、１５０℃２時間減圧乾燥の順で実施した。１０ｍＭ酢酸水溶液１００ｍＬ（投入量：１ｍｍｏｌ）の初期吸着量は、活性炭、ゼオライト、それぞれ実施例１、及び２のように、０．４８ｍｍｏｌ／ｇ、０．７０ｍｍｏｌ／ｇであるが、乾燥して再利用したときの吸着量は、それぞれ０．４６ｍｍｏｌ／ｇ、０．４４ｍｍｏｌ／ｇとなった。活性炭はほとんど吸着量が変化せず、ゼオライトは吸着量が初期に比べ低下した。そのため、活性炭と比較してゼオライトの吸着力は強いことが分かる。
（吸着材料を添加した電極の作製、及びエタノール電極酸化特性の評価）
【００３８】
〔実施例１０〕
市販Ｐｔ／Ｃ触媒（Ｎ．Ｅ．ケムキャット社製  ＳＡ５０ＢＫ）０．２ｇ、活性炭０．１ｇ、５％ナフィオン溶液１．４７ｇ、蒸留水２ｇを混ぜ超音波処理をすることで、触媒分散液を作製した。これをあらかじめ表面研磨したグラッシーカーボンに塗布して電極を作製した。これを作用極として、窒素で脱気した１Ｍエタノール／１Ｎ硫酸水溶液中で、０．４Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／ＡｇＣｌ）定電位でのクロノアンペロメトリーを実施した。
【００３９】
〔比較例３〕
触媒分散液に活性炭を加えなかったこと以外は、上記実施例１０と同様である。
【００４０】
ここで、実施例１０、及び比較例３の結果を併せて図７に示す。これによると、活性炭の吸着効果により反応の持続性が無添加と比較して向上した。
【００４１】
（電極から発生する生成物の分析）
〔実施例１１〕
上記実施例１０のように作製した触媒分散液を金メッシュ（φ０．０７ｍｍ、１００メッシュ）に塗布、金線をスポット溶接して電極を作製した。図８の（ｂ）に示すように、この金メッシュ電極にポアサイズ０．５μｍのＰＴＦＥ膜を固定したプローブを作製し、これを作用極とした。１Ｍエタノール／１Ｎ水溶液中で作用極に電位を印加してエタノールの電極酸化を行うとともに、プローブから電極酸化で発生する不完全酸化物質を捕捉して図８の（ａ）のような質量分析システムで不完全酸化物質を分析した。
【００４２】
〔比較例４〕
上記比較例３のように作製した触媒分散液から実施例１１の方法で電極を作製し、この電極から発生する不完全酸化物質を分析した。
【００４３】
アセトアルデヒドや酢酸といった不完全酸化物質に帰属されるピーク（ｍ／ｚ＝２９、６０）は、比較例４に比べ実施例１１で低下し、燃料極から排出される不完全酸化物質は吸着材料の効果で低減された。
【００４４】
以上説明したように、本発明によれば、燃料極に含まれる吸着剤の効果により有害性の高い不完全酸化物質の漏洩を低減できる。これによって、モバイル電子機器等の小型電源用燃料電池の燃料にメタノール以外のアルコールを使用することができるようになる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直接アルコール形燃料電池の単セルの構造を示す斜視図である。
【図２】燃料極の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る直接アルコール形燃料電池の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る直接アルコール形燃料電池の構成を示す模式図である。
【図５】別の発明の直接アルコール形燃料電池システムのシステム構成を示す模式図である。
【図６】本発明の直接アルコール形燃料電池システムを搭載した電子機器の一例を示す模式図である。
【図７】実施例１０及び比較例３の評価結果の時間と電流値を示す特性図である。
【図８】実施例１１及び比較例４で用いた質量分析システムの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０，３０，４０；直接アルコール形燃料電池、
１１ａ，１１ｂ，３４；筐体、１２；電解質膜、１３；燃料極、
１４；酸化剤極、１５，３１；燃料流通部、１６；酸化剤流通部、
１７；燃料導入孔、１８；燃料排出孔、１９；酸化剤排出孔、
２１；混合体、２２；拡散層、２３；吸着材料、
３２；アルコール燃料収納容器、３３；孔、
４１；膜電極接合体、４２；バイポーラプレート、
１００；直接アルコール形燃料電池システム、
２００；モバイル用小型パーソナルコンピュータ。
【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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