(57)【要約】【課題】  反応副生成物の二酸化炭素を系外に効率良く排出でき、発電出力を増大させることができる燃料電池を提供する。【解決手段】  本発明の燃料電池は、カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体を備える起電部と、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前記燃料を前記膜電極接合体の前記アノードに供給する燃料供給機構とを具備し、前記膜電極接合体は、少なくとも前記電解質膜を貫通するように設けられた前記アノード側に生じたガス成分を前記カソード側に逃がす複数のガス抜き孔を有し、前記膜電極接合体の中央部のガス抜き孔の開口面積が前記膜電極接合体の周辺部のガス抜き孔の開口面積より大きいこと、を特徴とする。【選択図】    図２
2009043720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体を備える起電部と、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前記燃料を前記膜電極接合体の前記アノードに供給する燃料供給機構と、を具備する燃料電池であって、
前記膜電極接合体は、少なくとも前記電解質膜を貫通するように設けられた前記アノード側に生じたガス成分を前記カソード側に逃がす複数のガス抜き孔を有し、前記膜電極接合体の中央部のガス抜き孔の開口面積が前記膜電極接合体の周辺部のガス抜き孔の開口面積より大きいことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記膜電極接合体は、前記電解質膜の一方の面に複数の矩形状のカソード極を並列配置し、前記電解質膜の他方の面の前記カソード極と対向する箇所に複数の矩形状のアノード極を並列配置したものであることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記ガス抜き孔は、前記電解質膜の一方の面に並列配置された複数の前記カソード極の相互間隙と、前記電解質膜の他方の面の前記カソード極と対向する箇所に並列配置された複数の前記アノード極の相互間隙とにそれぞれ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】
前記膜電極接合体の周辺部のガス抜き孔の開口面積に対する前記膜電極接合体の中央部のガス抜き孔の開口面積の比を、１：１超え、１：４以下の範囲とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の燃料電池。
【請求項５】
前記燃料供給機構は、前記膜電極接合体に燃料を供給するための燃料供給口を有することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の燃料電池。
【請求項６】
カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体を備える起電部と、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前記燃料を前記膜電極接合体の前記アノードに供給するための燃料供給口を有する燃料供給機構と、を具備する燃料電池であって、
前記膜電極接合体は、前記電解質膜の一方の面に複数の矩形状のカソード極を並列配置し、前記電解質膜の他方の面の前記カソード極と対向する箇所に複数の矩形状のアノード極を並列配置したものであり、
前記膜電極接合体は、少なくとも前記電解質膜を貫通するように設けられた前記アノード側に生じたガス成分を前記カソード側に逃がす複数のガス抜き孔を有し、前記膜電極接合体の前記燃料供給口に対向する位置に近接するガス抜き孔の開口面積が前記燃料供給口から離間した位置のガス抜き孔の開口面積より大きいことを特徴とする燃料電池。
【請求項７】
前記ガス抜き孔は、前記電解質膜の一方の面に並列配置された複数の前記カソード極の相互間隙と、前記電解質膜の他方の面の前記カソード極と対向する箇所に並列配置された複数の前記アノード極の相互間隙とにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項６記載の燃料電池。
【請求項８】
前記燃料供給口から離間した位置のガス抜き孔の開口面積に対する前記燃料供給口に近接する位置のガス抜き孔の開口面積の比を、１：１超え、１：４以下の範囲とすることを特徴とする請求項６または７のいずれか１項記載の燃料電池。
【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直接メタノール型燃料電池に関する。
【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、小型化が出来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型燃料電池（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や特許文献２などに提案されている。これらの文献に記載された内部気化型DMFCでは、反応副生成物として生じる二酸化炭素を排出するために、燃料タンクの周辺部およびカバープレートの周辺部にそれぞれ複数のガス抜き孔を設けている。
【特許文献１】特開２００４−２３５０８４号公報
【特許文献２】特開２００４−１０３２６２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、従来のDMFCのガス抜き孔は、反応が最も活発に行われる膜電極接合体（MEA；Membrane Electrode Assembly）の中心部から離れた周辺部に開口しているため、ＭＥＡ中心部で二酸化炭素の濃度が高くなりやすく、燃料電池全体としては二酸化炭素を効率よく系外に排出することができない。このため、発電に寄与する反応が促進されず、出力を増加させることが困難である。特に、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小型携帯機器の電源として用いる場合には、単位セルごとに複数の電極を同一平面上に並べて直列接続する多極構造を採用して、燃料電池の単位体積あたりの出力密度を大きくすることが要求されるため、反応副生成物である二酸化炭素を効率良く排出して発電反応を促進させる必要がある。
【０００５】
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、反応副生成物の二酸化炭素を系外に効率良く排出でき、発電出力を増大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】
【０００６】
本発明に係る燃料電池は、カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体を備える起電部と、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前記燃料を前記膜電極接合体の前記アノードに供給する燃料供給機構とを具備し、前記膜電極接合体は、少なくとも前記電解質膜を貫通するように設けられた前記アノード側に生じたガス成分を前記カソード側に逃がす複数のガス抜き孔を有し、前記膜電極接合体の中央部のガス抜き孔の開口面積が前記膜電極接合体の周辺部のガス抜き孔の開口面積より大ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る他の燃料電池は、カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体を備える起電部と、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前記燃料を前記膜電極接合体の前記アノードに供給するための燃料供給口を有する燃料供給機構とを具備し、前記膜電極接合体は、前記電解質膜の一方の面に複数の矩形状のカソード極を並列配置し、前記電解質膜の他方の面の前記カソード極と対向する箇所に複数の矩形状のアノード極を並列配置したものであり、前記膜電極接合体は、少なくとも前記電解質膜を貫通するように設けられた前記アノード側に生じたガス成分を前記カソード側に逃がす複数のガス抜き孔を有し、前記膜電極接合体の前記燃料供給口に対向する位置に近接するガス抜き孔の開口面積が前記燃料供給口から離間した位置のガス抜き孔の開口面積より大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、反応副生成物の二酸化炭素などを効率良く系外に排出でき、発電出力を増大させることができるため、良好な電池性能が安定して得られるようになり、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などの電源としてバラツキの少ない出力特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る燃料電池は、電解質膜を貫通するように設けられた複数のガス抜き孔を有し、膜電極接合体の中央部のガス抜き孔の開口面積が膜電極接合体の周辺部のガス抜き孔の開口面積より大きいことを特徴としている。あるいは、電解質膜を貫通するように設けられた複数のガス抜き孔を有し、膜電極接合体の燃料供給口に対向する位置に近接するガス抜き孔の開口面積が燃料供給口から離間した位置のガス抜き孔の開口面積より大きいことを特徴としている。
【００１０】
本発明ではガス抜き孔を電解質膜の厚さ方向に貫通させているので、反応副生成物の二酸化炭素などを膜電極接合体からカソード側へ向けて直接排出することができ、排出効率が極めてよい。特に、ガス抜き孔の開口面積の関係を前記各構成としているので、反応副生成物を効率よく排出することができる。
【００１１】
本発明の燃料電池において、膜電極接合体は、電解質膜の一方の面に複数の矩形状のカソード極を並列配置し、電解質膜の他方の面のカソード極と対向する箇所に複数の矩形状のアノード極を並列配置した構成において、ガス抜き孔はカソード極の相互間隙およびアノード極の相互間隙にそれぞれ配置されていることが望ましい。これは、カソード極およびアノード極の各電極に孔をあけると、そこだけ局部的に電極の抵抗が増大するからである。よって、ガス抜き孔は、電極部位を避けてカソード極およびアノード極の相互間隙に設けることが望ましい。
【００１２】
本発明の燃料電池において、膜電極接合体の周辺部のガス抜き孔の開口面積に対する前記膜電極接合体の中央部のガス抜き孔の開口面積の比を、１：１超え、１：４以下の範囲とすることが好ましい。また、燃料供給口から離間した位置のガス抜き孔の開口面積に対する前記燃料供給口に近接する位置のガス抜き孔の開口面積の比を、１：１超え、１：４以下の範囲とすることが好ましい。これらの開口面積比が１：１以下では、膜電極接合体の中央部における二酸化炭素濃度を低減または抑制することができず、本発明の効果を奏することができない。開口面積比が１：４を超えると、第２のガス抜き孔を通って未反応の燃料がカソード側へ排出されるいわゆるクロスオーバーが増大するからである。さらに好ましくは開口面積の比を、１：１超え、１：２以下の範囲とする。とくに流路板の主面全体に燃料供給口を配置したタイプでは単位面積当たりの燃料供給量が増大するため、未反応燃料のクロスオーバー量を抑制するためである。
【００１３】
ここで、本発明において、膜電極接合体の中央部と周辺部、膜電極接合体の燃料供給口に対向する位置に近接する、および膜電極接合体の燃料供給口から離間する、などをそれぞれ以下のように定義する。
【００１４】
膜電極接合体の中央部とは、膜電極接合体の二次元平面視野において膜電極接合体の中心を中心とする仮想の最大円の半径の５０％の距離を半径とする円で囲まれる内側領域をいうものと定義する。また、膜電極接合体の周辺部とは、前記最大円の半径の５０％の距離を半径とする円の外側領域をいうものと定義する。例えば単位電極を複数個直列に接続した多直接続において、図８の（ａ）と（ｂ）に示すように電極列の幅Ｗが電極７１の長さＨより小さい（Ｗ＜Ｈ）場合は、幅Ｗと等しい直径Ｄの外接円７３（Ｄ＝Ｗ）が仮想の最大円となる。一方、図８の（ｃ）に示すように電極列の幅Ｗが電極７１の長さＨより大きい（Ｗ＞Ｈ）場合は、長さＨと等しい直径Ｄの外接円７３（Ｄ＝Ｈ）が仮想の最大円となる。前者の場合は幅Ｗの四分の一（Ｗ／４）を半径とする円の内側領域が膜電極接合体の中央部となり、後者の場合は長さＨの四分の一（Ｈ／４）を半径とする円の内側領域が膜電極接合体の中央部となる。
【００１５】
膜電極接合体の燃料供給口に対向する位置に近接するとは、膜電極接合体の二次元平面視野において燃料供給口の直上にてガス抜き孔の少なくとも一部が燃料供給口に接する（連続する）関係にあることをいうものと定義する。また、膜電極接合体の燃料供給口から離間するとは、膜電極接合体の二次元平面視野において燃料供給口の直上にてガス抜き孔が燃料供給口に接していない（連続していないで離れている）関係にあることをいうものと定義する。なお、この燃料供給口とガス抜き孔との関係は平面方向での位置関係を指しており、実際の物理的な接触関係をいうものではない。
【００１６】
これらガス抜き孔の開口面積は、ガス抜き孔を含む画像を測定し、一般的な画像処理を行なうことにより開口面積を測定する。
【００１７】
以下、添付の図面を参照して本発明を実施するための種々の形態を説明する。
【００１８】
先ず、燃料電池の全体概要について図１を参照して説明する。燃料電池１は、外側が外装ケース２１および流路板１３で覆われ、内部に発電部２０が収納されている。外装ケース２１と流路板１３との間に発電部２０を挟み込み、例えば図示しないネジとナットとで外装ケース２１と流路板１３とを厚さ方向に締め付け又は／及び外装ケース２１の端部（図示せず）を流路板１３の外面にかしめ加工することにより、外装ケース２１／発電部２０／流路板１３が一体化されている。また、発電部２０の内部の適所には一対のＯリング８ａ，８ｂが設けられ、外装ケース２１と発電部２０との間、および流路板１３と発電部２０との間がそれぞれシールされ、内部の燃料が外部に漏れ出さないようにしている。
【００１９】
外装ケース２１は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：ヴィクトレックス ピーエルシー社の商標）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルナフタレート（ＰＥＮ）などの液体燃料で膨潤等を生じいくい硬質のプラスチックでつくることが望ましいが、耐食性に優れたコーティングを施せばステンレス鋼やニッケル金属などの金属材料でつくることもできる。
【００２０】
発電部２０は、複数の単位セルおよび気化室１８を有している。複数の単位セルは、ほぼ同一平面上に並んで配置され、直列に電気接続されている。単位セルの各々は、アノード触媒層３およびアノードガス拡散層５からなるアノード極（燃料極）と、カソード触媒層２およびカソードガス拡散層４からなるカソード極（空気極／酸化剤極）と、アノード触媒層３とカソード触媒層２との間に配置されるプロトン伝導性の電解質膜６とを備えた膜電極接合体（ＭＥＡ；Membrane Electrode Assembly）１０と、アノード導電層７ｂとカソード導電層７ａを備えている。このＭＥＡ１０は、電解質膜６の一方の面に複数の矩形状のカソード極７１を並列配置し、電解質膜６の他方の面のカソード極と対向する箇所に複数の矩形状のアノード極７１を並列配置したものである。
【００２１】
カソード導電層７ａの側には保湿板１９が設けられ、カソード触媒層２において生成された水の一部を吸収して水の蒸散を抑制し、かつ、カソードガス拡散層４に空気を均一に導入することによりカソード触媒層２への空気の均一拡散を促す機能を有している。この保湿板１９としては、好ましくは気孔率が例えば２０〜６０％の多孔性フィルムなどが用いられる。なお、空気導入のために、外装ケース２１の主面に複数の通気孔２２が開口している。空気は、通気孔２２を通って内部に入り、保湿板１９を透過して、ＭＥＡ１０のカソード触媒層２に供給される。
【００２２】
発電部２０の内部には種々のフレーム２４や部材によって各種のスペースや間隙が形成されている。それらのスペースや間隙のうち、アノード側のスペースは気化室１８として用いられ、カソード側のスペースには保湿板１９が収納されている。気化室１８は、気液分離膜９、フレーム２４および発電部２０のアノード導電層７ｂによって規定されている。気液分離膜９は、流路板１３とフレーム２４との間に挟みこまれている。
【００２３】
複数種のガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓが電解質膜６を厚さ方向に貫通している。これらのガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓは、電解質膜６の一方の面に並列配置された複数のカソード極７１の相互間隙、および電解質膜６の他方の面のカソード極と対向する箇所に並列配置された複数のアノード極７１の相互間隙にそれぞれ配置されている。すなわち、ガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓは、電極間スペース７２の位置においてそれぞれ開口している（図２、図３、図４参照）。
【００２４】
ここで、ＭＥＡ１０の周辺部のガス抜き孔（第１のガス抜き孔）１６Ｓは、複数がＭＥＡ１０の周辺部（中心部を除く）において電極間スペース７２のところに開口している（図２、図３、図４参照）。ＭＥＡ１０の中央部のガス抜き孔（第２のガス抜き孔）１６Ｌは、ＭＥＡ１０の中心部において電極間スペース７２のところに開口するか（図２、図３参照）、または複数がＭＥＡ１０の短辺方向（Ｘ方向）の中心線に沿って並んで配置され、電極間スペース７２のところに開口している（図４参照）。ＭＥＡ１０の中央部のガス抜き孔１６Ｌは、ＭＥＡ１０の周辺部のガス抜き孔１６Ｓよりも開口面積が大きい。またはＭＥＡ１０の燃料供給口１４に対向する位置に近接するガス抜き孔の開口面積が燃料供給口から離間した位置のガス抜き孔の開口面積より大きい。これらの場合、開口面積が小さいガス抜き孔と開口面積が大きいガス抜き孔の開口面積の比は、１：１を超え、１：４以下の範囲とする。
【００２５】
ガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓの面積比は、反応副生成物である二酸化炭素の排出効果とメタノールクロスオーバー抑制効果との両方が得られるように適正値（例えば１：２）が選ばれる。
【００２６】
カソード触媒層２及びアノード触媒層３に含有される触媒としては、例えば、白金族元素の単体金属（Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等）、白金族元素を含有する合金などを挙げることができる。アノード触媒には、メタノールや一酸化炭素に対する耐性の強いＰｔ−Ｒｕ、カソード触媒には、白金を用いることが望ましいが、これに限定されるものでは無い。また、炭素材料のような導電性担持体を使用する担持触媒を使用しても、あるいは無担持触媒を使用してもよい。
【００２７】
電解質膜６は、アノード触媒層３において発生したプロトンをカソード触媒層２に輸送するためのものであり、電子伝導性を持たず、プロトンを輸送することが可能な材料により構成されている。例えば、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂（例えば、パーフルオロスルホン酸重合体）、スルホン酸基を有するハイドロカーボン系樹脂、タングステン酸やリンタングステン酸などがあげられるが、具体的には、デュポン社製のナフィオン膜（登録商標）、旭硝子社製のフレミオン膜（登録商標）、あるいは旭化成工業社製のアシプレックス膜（登録商標）などにより構成されている。なお、ポリパーフルオロスルホン酸系の樹脂膜以外にも、トリフルオロスチレン誘導体の共重合膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜、あるいは脂肪族炭化水素系樹脂獏などプロトンを輸送可能な電解質膜６を構成するようにしてもよい。
【００２８】
カソード触媒層２は電解質膜６とカソードガス拡散層４の間に積層され、かつアノード触媒層３は電解質膜６とアノードガス拡散層５の間に積層されている。カソードガス拡散層４はカソード触媒層２に酸化剤を均一に供給する役割を担うものであるが、カソード触媒層２の集電体も兼ねている。一方、アノードガス拡散層５はアノード触媒層３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３の集電体も兼ねている。カソード導電層７ａの内側の面はカソードガス拡散層４に接し、アノード導電層７ｂの内側の面はアノードガス拡散層５に接している。これらのカソード導電層７ａ及びアノード導電層７ｂはガス通流孔１７ａ、１７ｂを有しており、例えば電気特性と化学安定性に優れた金、ニッケルなどの金属材料からなる多孔質層（例えばメッシュ）または箔体、あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性金属材料に金などの良導電性金属を被覆した複合材などをそれぞれ使用することができる。
【００２９】
矩形枠状のカソードシール部材８ａは、カソード導電層７ａと電解質膜６との間に配置すると共に、カソード触媒層２及びカソードガス拡散層４の周囲を囲んでいる。一方、矩形枠状のアノードシール部材８ｂは、アノード導電層７ｂとプロトン伝導性電解質膜６との間に位置すると共に、アノード触媒層３及びアノードガス拡散層５の周囲を囲んでいる。カソードシール部材８ａ及びアノードシール部材８ｂは、発電部２０からの燃料漏れ及び酸化剤漏れを防止するためのオーリングである。
【００３０】
発電部２０のアノード側には流路板１３が配置されている。流路板１３は、液体燃料を収容するための液溜め４０と、液溜め４０に液体燃料を導入するための燃料注入口１２と、気液分離膜９を介して燃料の気化成分を発電部２０のアノード側に供給するための複数の燃料供給口１４と、を備えている。流路板１３は、燃料を発電部２０に対して分配供給するほかに、発電部２０を燃料電池１内の所定の位置に位置決め支持するための支持部材としての機能も備えている。
【００３１】
燃料注入口１２は、流路板１３の側面の壁を貫通して液溜め４０に連通している。液溜め４０の上部には複数の燃料供給口１４が連通している。これらの燃料供給口１４は流路板１３の上面にそれぞれ開口している。
【００３２】
液溜め４０は、幅が数ミリメートルの空隙であり、必要に応じて液体燃料含浸層が収容される。液体燃料含浸層として、例えば多孔質ポリエステル繊維、多孔質オレフィン系樹脂等多硬質繊維や、連続気泡多孔質体樹脂が好ましい。液体燃料含浸層は、液溜め４０内の液体燃料が減少した場合や燃料電池本体が傾斜して載置され燃料供給が偏った場合においても、ＭＥＡ１０に均等に液体燃料が供給され、その結果、アノード触媒層３に均等に気化された液体燃料を供給することが可能となる。ポリエステル繊維以外にも、アクリル酸系の樹脂などの各種吸水性ポリマーにより構成してもよく、スポンジまたは繊維の集合体など液体の浸透性を利用して液体を保持することができる材料により構成する。本液体燃料含浸部は，本体の姿勢に関わらず適量の燃料を供給するのに有効である。
【００３３】
なお、液体燃料としては、例えばメタノール水溶液や純メタノール等のエタノール燃料、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、もしくはその他の液体燃料が用いられる。いずれにしても、燃料電池に応じた液体燃料が用いられる。中でもメタノール水溶液は、炭素数が１で反応の際に発生するのが炭酸ガスであると共に、低温での発電反応が可能であり、産業廃棄物から比較的容易に製造することができるので好ましい。また、燃料は濃度１００％から数％までの範囲で種々の濃度のものを用いることができる。
【００３４】
次に、図２〜図５を参照して本発明の種々の実施例および比較例をそれぞれ説明する。
【００３５】
（実施例１）  
図２を参照して実施例１の燃料電池における流路板と発電部との組合せについて説明する。
【００３６】
燃料注入口１２は、流路板１３の一方側短辺の側面にあたるＸＺ面のほぼ中央に設けられている。燃料供給口１４は、複数（図示の例では５×６＝３０開口）が流路板１３の主面（ＸＹ面）の全体にわたって分散して配置されている。これらの燃料供給口１４は、同一開口面積（同径）であり、格子状にほぼ等ピッチ間隔に配置されている。なお、燃料供給口１４の配置は、図示の格子状ピッチ配列のみに限定されるものではなく、正三角形状ピッチ配列、流路板中心軸まわりの同心円状配列、あるいは流路板中心軸まわりの放射状配列などのように他の配列としてもよい。
【００３７】
燃料の気化成分は、液溜め４０から複数の燃料供給口１４を通って気液分離膜９に分配され、気液分離膜９を透過して気化室１８に入り、気化室１８から発電部２０のアノード側に供給されるようになっている。気液分離膜９は、液体燃料（例えばメタノール溶液）の気化成分のみを透過させて、液体燃料そのものは透過させない性質を有している。気液分離膜９には例えばシリコンシートやＰＴＦＥ膜などの多孔膜を用いる。ここで、液体燃料の気化成分とは、液体燃料として液体のメタノールを使用した場合は気化したメタノールを意味し、液体燃料としてメタノール水溶液を使用した場合にはメタノールの気化成分と水の気化成分からなる混合ガスを意味する。
【００３８】
気化室１８は、気液分離膜９を透過してきた気化燃料を一時的に収容しておく蒸気溜りとして機能する。この気化室１８及び気液分離膜９の透過メタノール量抑制効果により、一度に多量の気化燃料がアノード触媒層３に供給されるのを回避することができ、メタノールクロスオーバーの発生を抑えることができるようにしている。
【００３９】
本実施例では６直列の発電部２０の例について説明する。矩形状（短冊状）の６つの電極７１が膜電極接合体１０の上に形成されている。電極としてのカソード極は、電解質膜６の一方の面に複数の矩形状のカソード触媒層２、カソードガス拡散層４、カソード導電層７ａが積層され、並列配置された構成であり、アノード極は電解質膜６の他方の面のカソード極と対向する箇所に複数の矩形状のアノード触媒層３、アノードガス拡散層５、カソード導電層７ｂが積層され、並列配置された構成であり、所定の間隔をあけて平行に配置され、膜電極接合体１０の長手方向（Ｙ方向）に延び出している。隣り合う電極７１の間に電極間スペース７２が形成されている。これらの電極間スペース７２においてガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓがそれぞれ開口している。
【００４０】
ＭＥＡ１０の周辺部のガス抜き孔（第１のガス抜き孔）１６Ｓは、ＭＥＡ１０の周辺部に１４箇所で開口している。ＭＥＡ１０の中央部のガス抜き孔（第２のガス抜き孔）１６Ｌは、膜電極接合体１０の中心部に１つ開口している。これらの第１及び第２のガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓは格子状に等ピッチ間隔に配置した。また、第１のガス抜き孔１６Ｓと第２のガス抜き孔１６Ｌとの開口面積比は、Ｘ方向で１：１：２：１：１とし、Ｙ方向で１：２：１とした。
【００４１】
（実施例２）  
次に図３を参照して実施例２の燃料電池における流路板と発電部との組合せについて説明する。なお、本実施例が上記実施例と共通する部分の説明は省略する。
【００４２】
流路板１３は上記実施例１と同じものを用いた。
【００４３】
本実施例２ではガス抜き孔の配置を上記実施例１とは変えている。すなわち、ＭＥＡ１０の周辺部のガス抜き孔（第１のガス抜き孔）及びＭＥＡ１０の中央部のガス抜き孔（第２のガス抜き孔）１６Ｓ，１６Ｌは、ＭＥＡ１０の短辺方向（Ｘ方向）の中心軸に沿って一列に並んで配置されている。ＭＥＡ１０の周辺部のガス抜き孔（第１のガス抜き孔）１６Ｓは、ＭＥＡ１０の周辺部において４箇所で開口している。ＭＥＡ１０の中央部のガス抜き孔（第２のガス抜き孔）１６Ｌは、ＭＥＡ１０の中心部に１つ開口している。これらの第１及び第２のガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓは等ピッチ間隔に配置した。また、第１のガス抜き孔１６Ｓと第２のガス抜き孔１６Ｌとの開口面積比は、Ｘ方向で１：１：２：１：１とした。
【００４４】
（実施例３）  
次に図４を参照して実施例３の燃料電池における流路板と発電部との組合せについて説明する。なお、本実施例が上記実施例と共通する部分の説明は省略する。
【００４５】
６つの燃料供給口１４が流路板１３の短辺方向（Ｘ方向）の中心軸に沿って一列に並んで配置されている。これらの燃料供給口１４は、電極７１のアノード電極直下に配置されており、いずれも同径であり、等ピッチ間隔に配置されている。
【００４６】
本実施例３ではガス抜き孔の配置を上記実施例１，２とは変えている。すなわち、５つのＭＥＡ１０の燃料供給口１４に対向する位置に近接するガス抜き孔（第２のガス抜き孔）１６Ｌが、燃料供給口１４に対向する位置に沿って一列に並んで配置されている。また、ＭＥＡ１０の燃料供給口１４から離間した位置のガス抜き孔（第１のガス抜き孔）１６Ｓは、ＭＥＡ１０の周辺部において前記中心軸を挟む２本の平行線に沿って５つずつがそれぞれ開口している。これらの第１及び第２のガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓは等ピッチ間隔に配置した。また、第１のガス抜き孔１６Ｓと第２のガス抜き孔１６Ｌとの開口面積比は、Ｘ方向で１：１：２：１：１とし、Ｙ方向で１：４：１とした。
【００４７】
（比較例）  
次に図５を参照して比較例の燃料電池における流路板と発電部との組合せについて説明する。なお、この比較例が上記実施例と共通する部分の説明は省略する。
【００４８】
流路板１３は上記実施例３と同じものを用いた。
【００４９】
ガス抜き孔１６Ｓは、５×３＝１５開口が膜電極接合体１０の全体にわたって分散して配置した。これらのガス抜き孔１６Ｓは、同径であり、格子状に等ピッチ間隔に配置した。
【００５０】
［評価試験］  
実施例１〜３ともに下記に示す同じ条件で評価した。
【００５１】
セル数：６直列
セル面積：８．５ｍｍ×７０ｍｍ
燃料濃度：１００％メタノール
環境温度：２５℃
厚み方向に対して、ガス抜き孔からアノード方向へ０．１〜０．５ｍｍ程度離れた面内の二酸化炭素ガス濃度を測定した。測定結果は相対値で評価した。
【００５２】
サイズ分布したガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓを有するＭＥＡ１０を、複数列配置（均等配置）した燃料供給口１４を有する流路板１３と組み合わせた場合（図２、図３）、ＭＥＡ１０内の二酸化炭素ガス濃度を５％（相対値）低減させることができた。
【００５３】
また、サイズ分布したガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓを有するＭＥＡ１０を、一列配置（中心線配列）した燃料供給口１４を有する流路板１３と組み合わせた場合（図４）、ＭＥＡ１０内の二酸化炭素ガス濃度を１０％（相対値）低減させることができた。
【００５４】
その結果、いずれの実施例においても出力特性を向上することができた。
【００５５】
次に、本発明を適用可能な種々の燃料供給方式の燃料電池について図６及び図７を参照してそれぞれ説明する。
【００５６】
先ず図６に示す方式の燃料電池１Ａは、発電部２０と、発電部２０に燃料を供給する燃料分配機構１１と、これら燃料分配機構１１と燃料供給源５０とを接続する流路５１と、流路に接続された燃料供給源５０から燃料分配機構１１に液体燃料を供給するポンプ３１を備えている。
【００５７】
発電部２０は、複数の単位セルを有しており、複数の単位セルは、ほぼ同一平面状に並んで配置され、直列に電気接続されている。単位セルの各々は、アノード触媒層３およびアノードガス拡散層５からなるアノード極（燃料極）と、カソード触媒層２およびカソードガス拡散層４からなるカソード極（空気極／酸化剤極）と、アノード触媒層３とカソード触媒層２との間に配置されるプロトン伝導性の電解質膜６とを備えたＭＥＡ１０と、アノード導電層７ｂとカソード導電層７ａを備えている。このＭＥＡ１０は、電解質膜６の一方の面に複数の矩形状のカソード極７１を並列配置し、電解質膜６の他方の面のカソード極と対向する箇所に複数の矩形状のアノード極７１を並列配置したものである。
【００５８】
複数種のガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓが電解質膜６を厚さ方向に貫通している。これらガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓは、電解質膜６の一方の面に並列配置された複数のカソード極の相互間隙７２と、電解質膜６の他方の面のカソード極と対向する箇所に並列配置された複数のアノード極の相互間隙７２とにそれぞれ配置されている。すなわち、ガス抜き孔１６Ｌ，１６Ｓは、電極間スペース７２にそれぞれ開口している（既述の図２、図３、図４参照）。
【００５９】
ここで、ＭＥＡ１０の周辺部のガス抜き孔（第１のガス抜き孔）１６Ｓは、複数がＭＥＡ１０の周辺部（中心部を除く）において電極間スペース７２のところに開口している（図２、図３、図４参照）。
【００６０】
アノード触媒層３およびカソード触媒層２に含有される触媒として、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３にはメタノールや一酸化炭素等に対しする耐性の強いＰｔ−ＲｕやＰｔ−Ｍｏ等を用いることが好ましい。カソード触媒層２にはＰｔやＰｔ−Ｎｉ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。
【００６１】
電解質膜６は、アノード触媒層３において発生したプロトンをカソード触媒層２に輸送するためのものであり、電子伝導性を持たず、プロトンを輸送することが可能な材料により構成されている。例えばスルホン酸基を有するフッ素系樹脂（例えば、パーフルオロスルホン酸重合体）、スルホン酸基を有するハイドロカーボン系樹脂、タングステン酸やリンタングステン酸などがあげられるが、具体的には、デュポン社製のナフィオン（登録商標）や、あるいは旭化成工業社製のフレミオン（登録商標）などにより構成されている。なお、ポリパーフルオロスルホン酸系の樹脂膜以外にも、トリフルオロスチレン誘導体の共重合膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜、あるいは脂肪族炭化水素系樹脂獏などプロトンを輸送可能な電解質膜６を構成するようにしてもよい。ただし、プロトン伝導性の電解質膜６はこれらに限られるものではない。
【００６２】
アノードガス拡散層５は、ほぼ全面がアノード触媒層３に密着し、アノード触媒層３に燃料を均一に供給する機能を有するとともに、アノード触媒層３の集電体の機能も兼ね備えている。カソードガス拡散層４は、ほぼ全面がカソード触媒層３に密着し、カソード触媒層３に酸化剤を均一に供給する機能を有するとともに、カソード触媒層３の集電体の機能も兼ね備えている。これらのアノードガス拡散層５およびカソードガス拡散層４は、カーボンペーパーのような多孔質シートからなる。
【００６３】
カソード導電層７ａの内側の面はカソードガス拡散層４に接し、アノード導電層７ｂの内側の面はアノードガス拡散層５に接している。これらのカソード導電層７ａ及びアノード導電層７ｂはガス通流孔１７ａ、１７ｂを有しており、例えば電気特性と化学安定性に優れた金、ニッケルなどの金属材料からなる多孔質層（例えばメッシュ）または箔体、あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性金属材料に金などの良導電性金属を被覆した複合材などをそれぞれ使用することができる。
【００６４】
外装ケース２１と電解質膜６との間には矩形枠状のＯリング８ａが設けられている。同様に、燃料分配機構１１と電解質膜６との間にも矩形枠状のＯリング８ｂが設けられている。これらのＯリング８ａ，８ｂは、体積固有抵抗が１０11〜１０15Ω・ｃｍのゴム材料からなり、これらのシール部材によって発電部である発電部２０からの燃料漏れや酸化剤漏れが防止されている。
【００６５】
外装ケース２１は酸化剤としての空気を取入れるための複数の通気孔２２を有している。外装ケース２１とカソードとの間には保湿板（図示せず）や表面層（図示せず）が設けられる。保湿板は、カソード触媒層２で生成された水の一部を吸収して水の蒸散を抑制すると共に、カソード触媒層２への空気の均一拡散を促進するものである。
【００６６】
燃料供給源５０には、発電部２０に対応し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、燃料電池に応じた液体燃料が収容される。
【００６７】
発電部２０のアノード（燃料極）側には、燃料分配機構１１が配置されている。燃料分配機構１１はチューブ状の流路５１により燃料供給源５０に接続されている。燃料分配機構１１には燃料供給源５０から流路５１を介して液体燃料が導入される。流路５１は燃料分配機構１１や燃料供給源５０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１１と燃料供給源５０とを積層して一体化する場合、これらを繋ぐ液体燃料の流路であってもよい。燃料分配機構１１は流路５１を介して燃料供給源５０と接続されていればよい。
【００６８】
燃料供給源５０と燃料分配機構１１との流路５１の間には、ポンプ３１を挿入している。すなわち、ポンプ３１は燃料を循環される循環ポンプではなく、あくまでも燃料供給源５０から燃料分配機構１１に液体燃料を送液する燃料供給ポンプである。このようなポンプ３１で必要時に液体燃料を送液することによって、燃料供給量の制御性を高めることができる。
【００６９】
図６に示す燃料電池１Ａにおいて、燃料分配機構１１から発電部２０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供給源５０に戻されることはない。図６に示す燃料電池１Ａ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、液体燃料の供給にポンプ３１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ため、図６に示す燃料電池１Ａは例えばセミパッシブ型と呼称される方式を適用したものである。
【００７０】
ポンプ３１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、ロータリーポンプ（ロータリーベーンポンプ）、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。ロータリー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。
【００７１】
図６に示す燃料電池１Ａにおいては、必要時にポンプ３１を動作させて燃料供給源５０から燃料分配機構１１Ａに液体燃料を供給する。燃料分配機構１１に導入された液体燃料は、複数の燃料供給口１４にそれぞれ導かれる。そして、複数の燃料供給口１４から発電部２０の全面に対して燃料が供給されて発電反応が生起される。このように、ポンプ３１で燃料供給源５０から燃料分配機構１１まで液体燃料を送液する場合においても、燃料分配機構１１は有効に機能するため、発電部２０に対する燃料供給量を均一化することが可能となる。
【００７２】
燃料分配機構１１は、図６に示すように、液体燃料が流路５１を介して流入する少なくとも１個の燃料注入口１２と、液体燃料やその気化成分を排出する複数個の燃料供給口１４とを有する燃料分配板１３Ａを備えている。燃料分散板１３Ａには、図６及び図７に示すように、燃料注入口１２と複数の燃料供給口１４とを液溜め４１で連通させた燃料分配機構１１を用いることが好ましい。
【００７３】
燃料分配機構１１Ａ、液体燃料が流入する少なくとも１つの燃料注入口１２と、液体燃料またはその気化成分を発電部２０に供給する複数の燃料供給口１４とを有する燃料分配板１３Ａを備えている。燃料分配板１３Ａの内部には、液体燃料の通路として機能する液溜め４１が形成されている。液溜め４１の一端（始端部）には燃料注入口１２が設けられている。液溜め４１は途中で複数に分岐しており、これら分岐した液溜め４１の各終端部に燃料供給口１４がそれぞれ設けられている。液溜め４１は例えば内径が０．０５〜５ｍｍの貫通孔であることが好ましい。
【００７４】
燃料注入口１２から燃料分配機構１１に導入された液体燃料は、複数に分岐した液溜め４１を介して複数の燃料供給口１４にそれぞれ導かれる。このような構造の燃料分配機構１１Ａを使用することによって、燃料注入口１２から燃料分配機構１１内に注入された液体燃料を方向や位置に拘わりなく、複数の燃料供給口１４に均等に分配することができる。従って、発電部２０の面内における発電反応の均一性をより一層高めることが可能となる。
【００７５】
さらに、液溜め４１で燃料注入口１２と複数の燃料供給口１４とを接続することによって、燃料電池の特定箇所により多くの燃料を供給するような設計が可能となる。例えば、装置装着上の都合から燃料電池１Ａの半分の部位の放熱がよくなってしまうような場合、従来では温度分布が生じてしまい、平均出力の低下が避けられない。これに対して、液溜め４１の形成パターンを調整し、予め放熱のよい部分に燃料供給口１４を密に配置することによって、その部分での発電に伴う発熱を多くすることができる。これによって、面内の発電度合いを均一化することができ、出力低下を抑制することが可能となる。
【００７６】
符号２６は多孔体である。多孔体２６の構成材料としては各種樹脂が使用され、多孔質状態の樹脂フィルム等が多孔体２６として用いられる。このような多孔体２６を配置することによって、アノード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１１Ａの燃料供給口１４から噴出した液体燃料は一旦多孔体２６に吸収され、多孔体２６の内部で面内方向に拡散する。この後、多孔体２６からアノード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可能となる。
【００７７】
複数の燃料供給口１４には、例えば液体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）が配置されており、これにより発電部２０のアノード（燃料極）には液体燃料の気化成分が供給される。従って、液体燃料の気化成分は複数の燃料供給口１４からアノードの複数個所に向けて排出される。
【００７８】
燃料供給口１４は発電部２０の全体に燃料を供給することが可能なように、燃料分配板１３のアノードと接する面に複数設けられている。具体的には、図２と図３に示すように燃料分散板１３の全面にわたり燃料供給口１４をＸ，Ｙ両方向に等ピッチ間隔に開口させてもよいし、図４と図５に示すように燃料供給口１４をＸ方向のみに等ピッチ間隔に開口させるようにしてもよい。燃料供給口１４の個数は２個以上であればよいが、発電部２０の面内における燃料供給量を均一化する上で、０．１〜１０個／ｃｍ2の燃料供給口１４が存在するように形成することが好ましい。燃料供給口１４の個数が０．１個／ｃｍ2未満であると、発電部２０に対する燃料供給量を十分に均一化することができない。燃料供給口１４の個数を１０個／ｃｍ2を超えて形成しても、それ以上の効果が得られない。
【００７９】
燃料分配機構１１から放出された燃料は、上述したように発電部２０のアノード（燃料極）に供給される。発電部２０内において、燃料はアノードガス拡散層５にて拡散してアノード触媒層３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３で下式（１）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２で生成した水や電解質膜６中の水をメタノールと反応させて下式（１）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。
【００８０】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ  →  ＣＯ2＋６Ｈ+＋６ｅ-  …(1)
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）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６を経てカソードに導かれる。カソードには酸化剤として空気が供給される。カソードに到達した電子（ｅ-）とプロトン（Ｈ+）は、カソード触媒層２で空気中の酸素と下式（２）にしたがって反応し、この反応に伴って水が生成する。
【００８１】
６ｅ-＋６Ｈ+＋（３／２）Ｏ2  →  ３Ｈ2Ｏ  …(2)
上述した燃料電池の発電反応において、発電する電力を増大させるためには触媒反応を円滑に行わせると共に、発電部２０の電極全体をより有効に発電に寄与させることが重要となる。このような点に対して、発電部２０に対して燃料を供給する燃料供給口１４が１箇所の場合には、燃料排出口近傍の燃料濃度は発電に十分な濃度となるものの、燃料供給口１４から離れるにつれて燃料濃度が急速に低下する。このため、燃料電池全体で見た場合の平均出力は、燃料の供給が少ない部分の影響を受けて低い値に留まってしまう。
【００８２】
燃料供給用（送液用）のポンプ３１の制御は、燃料電池１Ａの出力を参照して行うことが好ましい。燃料電池１Ａの出力は制御回路（図示せず）で検出され、この検出結果に基づいてポンプ３１に制御信号が送られる。ポンプ３１は制御回路から送られる制御信号に基づいてオン／オフが制御される。ポンプ３１の動作は燃料電池１Ａの出力に加えて、温度情報や電力供給先である電子機器の運転状態情報等に基づいて制御することで、より安定した運転が達成できる。
【００８３】
さらに、燃料電池としての安定性や信頼性を高めるために、ポンプ３１と直列に燃料遮断バルブ（図示せず）を配置してもよい。このように、燃料供給源５０と燃料分配機構１１との間に燃料遮断バルブを挿入することによって、燃料電池１Ａの未使用時にも不可避的に発生する微量な燃料の消費や上述したポンプ再運転時の吸い込み不良等を回避することができる。これらは燃料電池１の実用上の利便性の向上に大きく貢献するものである。
【００８４】
さらに、燃料供給源５０や流路５１に燃料供給源５０内の圧力を外気とバランスさせるバランスバルブ（図示せず）を装着してもよい。このようにバランスバルブを燃料供給源５０等に設置することによって、液体燃料の供給に伴って発生する燃料供給源５０の内圧低下に起因する送液量の変動を抑制することができる。
【００８５】
上述した各実施形態の液体燃料４９は、各種の液体燃料を使用した場合に効果を発揮し、液体燃料の種類や濃度は限定されるものではない。ただし、複数の燃料供給口１４を有する燃料分配機構１１の特徴がより顕在化するのは燃料濃度が濃い場合である。このため、各実施形態の燃料電池４９は、濃度が８０モル％以上のメタノールを液体燃料として用いた場合に、その性能や効果を特に発揮することができる、従って、各実施形態は濃度が８０モル％以上のメタノールを液体燃料として用いた燃料電池に適用することが好ましい。また、ＭＥＡ１０へ供給される液体燃料の蒸気においても、全て液体燃料の蒸気を供給してもよいが、一部が液体状態で供給される場合であっても本発明を適用することができる。
【００８６】
なお、本発明は上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、上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よい。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よい。
【００８７】
例えば、上記した説明では、燃料供給源５０からＭＥＡ１０への燃料供給が行われる構成であればポンプ３１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。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池を示す内部透視断面図。
【図２】実施例１のガス抜き孔を有する燃料電池のＭＥＡと流路板を示す斜視図。
【図３】実施例２のガス抜き孔を有する燃料電池のＭＥＡと流路板を示す斜視図。
【図４】実施例３のガス抜き孔を有する燃料電池のＭＥＡと流路板を示す斜視図。
【図５】比較例のガス抜き孔を有する燃料電池のＭＥＡと流路板を示す斜視図。
【図６】燃料電池システムを示すブロック断面図。
【図７】他の燃料分配機構の概要を示す平面図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はＭＥＡの中央部と周辺部を定義するための仮想の最大円を記入したＭＥＡをそれぞれ示す平面図。
【符号の説明】
【００８９】
１，１Ａ…燃料電池、
２…カソード触媒層、３…アノード触媒層、
４…カソードガス拡散層、５…アノードガス拡散層、
６…電解質膜（プロトン伝導膜）、
７ａ…カソード導電層（正極集電体）、７ｂ…アノード導電層（負極集電体）、
７１…カソード極またはアノード極（触媒層＋ガス拡散層；電極）、
７２…相互間隙（電極間スペース）、７３…仮想の最大円（外接円）、
８ａ，８ｂ…シール部材（Ｏリング）、
９…気液分離膜、
１０…膜電極接合体（MEA）、
１１，１１Ａ…燃料分配機構、１２…燃料注入口、
１３，１３Ａ…流路板（燃料分配板）、
１４…燃料供給口、
１６Ｓ…第１のガス抜き孔、１６Ｌ…第２のガス抜き孔、
１７ａ、１７ｂ…ガス通流孔、
１８…気化室、
１９…保湿板（空気供給部）、
２０…発電部（セル構造体）、
２１…カバープレート（外装ケース）、
２２…通気孔、
２４…フレーム、
２６…多孔体、
３１…ポンプ、
４０…液溜め（燃料収容室）、４９…液体燃料、
５０…燃料供給源。
【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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