(57)【要約】電極膜構造体１０は、高分子材からなる固体電解質膜１と、その両側に積層された燃料極２及び空気極３から構成される。燃料タンク１１は、箱状容器１２を電極膜構造体１０に固定することにより構成される。箱状容器１２には、電極膜構造体１０と向かい合う側の面に開口部が設けられ、この開口部の縁にフランジ部１３が形成されている。電極膜構造体１０の空気極３の背面にカバープレート１５を取り付け、カバープレート１５の周縁部１５ａを、電極膜構造体１０の外周、フランジ部１３の外周及び背面周縁部に沿って折り曲げて、電極膜構造体１０及びフランジ部１３の周縁部を挟み付けることによって、箱状容器１２が電極膜構造体１０に対して固定される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
固体電解質膜、固体電解質膜の一方の面に積層された燃料極、及び固体電解質膜の他方の面に積層された空気極、を有する電極膜構造体と、
燃料極の背面側に配置され、液体燃料を貯え、液体燃料を燃料極に供給する燃料タンクと、
空気極の背面側に配置されたカバープレートと、を備え、
前記燃料タンクは箱状容器で構成され、この箱状容器は、電極膜構造体に向かい合う側の面に開口部が設けられ、且つこの開口部の縁に電極膜構造体に対して平行に且つ外側に張り出すフランジ部を有し、
前記カバープレートの周縁部を、電極膜構造体の外周、前記フランジ部の外周及び背面周縁部に沿って折り曲げ、電極膜構造体及び前記フランジを前記カバープレートの周縁部で挟み付けることにより、前記箱状容器が電極膜構造体に対して固定されている、燃料電池。
【請求項２】
前記電極膜構造体の平面形状は矩形であり、前記箱状容器のフランジ部の外周の形状は前記電極膜構造体と同一寸法の矩形であり、前記カバープレートの周縁部は、この矩形の４辺を挟み付けるように折り曲げられている、請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記電極膜構造体の平面形状は矩形であり、前記箱状容器のフランジ部の外周の形状は前記電極膜構造体と同一寸法の矩形であり、前記カバープレートの周縁部は、この矩形の互いに対向する２辺を挟み付けるように折り曲げられている、請求項１に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記カバープレートは、その周縁部に複数の爪部が設けられ、これらの爪部を折り曲げることにより、前記箱状容器が電極膜構造体に対して固定されている、請求項１に記載の燃料電池。
【請求項５】
燃料電池であって、
固体電解質膜、固体電解質膜の一方の面に積層された燃料極、及び固体電解質膜の他方の面に積層された空気極、を有する電極膜構造体と、
燃料極の背面側に配置され、液体燃料を貯え、液体燃料を燃料極に供給する燃料タンクと、
空気極の背面側に配置されたカバープレートと、を備え、
前記燃料タンクは、電極膜構造体に向かい合う側の面に開口部が設けられた箱状容器で構成され、
前記カバープレートの周縁部を、電極膜構造体の外周、前記箱状容器の外周及び底面周縁部に沿って折り曲げ、電極膜構造体及び前記箱状容器を前記カバープレートの周縁部で挟み付けることにより、前記箱状容器が電極膜構造体に対して固定されている、燃料電池。
【請求項６】
前記電極膜構造体の平面形状は矩形であり、前記箱状容器の外周の形状は前記電極膜構造体と同一寸法の矩形であり、前記カバープレートの周縁部は、この矩形の４辺を挟み付けるように折り曲げられている、請求項５に記載の燃料電池。
【請求項７】
前記電極膜構造体の平面形状は矩形であり、前記箱状容器の外周の形状は前記電極膜構造体と同一寸法の矩形であり、前記カバープレートの周縁部は、この矩形の互いに対向する２辺を挟み付けるように折り曲げられている、請求項５に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記カバープレートは、その周縁部に複数の爪部が設けられ、これらの爪部を折り曲げることにより、前記箱状容器が電極膜構造体に対して固定されている、請求項５に記載の燃料電池。
【請求項９】
前記箱状容器の底面周縁部に複数の凹部が前記複数の爪部に対応して設けられ、各爪部の先端部分が各凹部の中に収容されることにより、先端部分が前記箱状容器の底面から突出しないように構成されている、請求項８に記載の燃料電池。
【請求項１０】
前記凹部の深さが前記爪部の先端部分の厚さに等しく、それによって、先端部分の表面が前記箱状容器の底面と一面に揃うように構成されている、請求項９に記載の燃料電池。
【請求項１１】
前記カバープレートは、その四隅を除いてその周縁部に張り出し部が設けられ、これらの張り出し部を折り曲げることにより、前記箱状容器が電極膜構造体に対して固定されている、請求項６に記載の燃料電池。
【請求項１２】
前記箱状容器の底面周縁部に段差部が前記張り出し部に対応して設けられ、各張り出し部の先端部分が各段差部の中に収容されることにより、先端部分が前記箱状容器の底面から突出しないように構成されている、請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項１３】
前記段差部の深さが前記張り出し部の先端部分の厚さに等しく、それによって、先端部分の表面が前記箱状容器の底面と一面に揃うように構成されている、請求項１２に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、燃料極で触媒反応により液体燃料から分離された水素イオンを用いて発電を行う燃料電池に係り、特に、燃料極へ液体燃料を供給するためにポンプなどの能動的な移送手段を使用しない燃料電池に係る。
【背景技術】
【０００２】  近年、ノートパソコンや携帯電話などの各種の携帯用電子機器を長時間充電無しで使用可能にすることを目的として、これらの携帯用機器の電源に燃料電池を用いる試みが各所で進められている。燃料電池は、燃料と空気を供給するだけで発電が行われ、燃料のみを補給すれば、連続して長時間発電することができるという特徴を有しているので、小型化が実現されれば、携帯用機器の電源として極めて有利なシステムと言える。【０００３】  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、メタノールから触媒層及び固体電解質膜を用いて電流を直接取り出すので、改質器が不要で小型化が可能であり、且つ、燃料の取り扱いも水素ガスに比べて容易なことから、小型の携帯用機器用の電源として有望である。ＤＭＦＣの燃料の供給方式としては、液体燃料を気化させてブロア等で燃料電池内に送り込む気体供給型ＤＭＦＣ、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、更に、送り込まれた液体燃料を燃料電池の内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型ＤＭＦＣなどが知られている。【０００４】  特開２０００−１０６２０１号公報に記載されているように、内部気化型ＤＭＦＣは、液体燃料を保持する燃料浸透層と、燃料浸透層中に保持された液体燃料のうち気化成分を拡散させるための燃料気化層とを備え、気化した液体燃料を燃料気化層から燃料極に供給する。上記公報では、液体燃料としてメタノールと水が１：１のモル比で混合されたメタノール水溶液を使用して、メタノールと水の双方をガスの状態で燃料極に供給している。このようなメタノール水溶液を燃料として用いる燃料電池は、メタノールと水の気化速度の相違に起因して、十分な出力特性を得ることが難しいと言う問題がある。そこで、燃料電池の出力特性の向上及び一層の小型化を図るべく、純メタノールを燃料に用いる燃料電池の開発が進められている。【０００５】  また、主にモバイル機器で使用される小型の燃料電池として、燃料極へ液体燃料を供給するために燃料ポンプなどの能動的な移送手段を使用しないパッシブ型燃料電池が開発されている。【０００６】  パッシブ型燃料電池では、固体電解質膜の一方の面に燃料極を接合し、他方の面に空気極を接合することによって電極膜構造体が構成される。電極膜構造体の燃料極側の面には燃料タンクが設けられ、空気極側の面には空気室が設けられる。ここで、燃料極は、燃料極触媒層と燃料極集電体から構成される。燃料極集電体は、燃料極触媒層の背面側に積層され、燃料極触媒層を外部回路に電気的に接続する。同様に、空気極は、空気極触媒層と空気極集電体から構成される。空気極集電体は、空気極触媒層の背面側に積層され、空気極触媒層を外部回路に電気的に接続する。【０００７】  特に、モバイル機器向けのパッシブ型燃料電池では、小型化が重要な設計上のポイントとなるので、電極膜構造体に燃料タンクを接合する部分の構造を簡素化して、燃料電池の寸法を小さく抑えることが求められている。
【発明の開示】
【０００８】  本発明は、以上のような、燃料極へ液体燃料を供給するためにポンプなどの能動的な移送手段を使用しない燃料電池における問題点に鑑み成されたものである。本発明の目的は、燃料電池において、電極膜構造体と燃料タンクの間の接合部の構造を簡素化することにより、燃料電池の小型化を図ることにある。
【０００９】  本発明の燃料電池は、
固体電解質膜、固体電解質膜の一方の面に積層された燃料極、及び固体電解質膜の他方の面に積層された空気極、を有する電極膜構造体と、
燃料極の背面側に配置され、液体燃料を貯え、液体燃料を燃料極に供給する燃料タンクと、
空気極の背面側に配置されたカバープレートと、を備え、
前記燃料タンクは箱状容器で構成され、この箱状容器は、電極膜構造体に向かい合う側の面に開口部が設けられ、且つこの開口部の縁に電極膜構造体に対して平行に且つ外側に張り出すフランジ部を有し、
前記カバープレートの周縁部を、電極膜構造体の外周、前記フランジ部の外周及び背面周縁部に沿って折り曲げ、電極膜構造体及び前記フランジを前記カバープレートの周縁部で挟み付けることにより、前記箱状容器が電極膜構造体に対して固定されていることを特徴とする。
【００１０】  本発明の燃料電池によれば、フレーム、ネジ、クリップなどの部材を使用せずに、燃料タンクを電極膜構造体に対して固定し且つ密着させることができる。これにより、電極膜構造体を外周から取り囲む部分の構造が簡素化されるので、燃料電池の寸法を小さく抑えることができる。
【００１１】  例えば、前記電極膜構造体の平面形状が矩形である場合、前記箱状容器のフランジ部の外周の形状も前記電極膜構造体と同一寸法の矩形にして、前記カバープレートの周縁部を、この矩形の４辺を挟み付けるように折り曲げる。その代わりに、前記カバープレートの周縁部を、この矩形の互いに対向する２辺を挟み付けるように折り曲げても良い。
【００１２】  好ましくは、前記カバープレートの周縁部に複数の爪部を設け、これらの爪部を折り曲げることにより前記箱状容器を電極膜構造体に対して固定する。
【００１３】  本発明の燃料電池の変形形態において、上記フランジを省略することができる。
【００１４】  その場合、本発明の燃料電池は、
固体電解質膜、固体電解質膜の一方の面に積層された燃料極、及び固体電解質膜の他方の面に積層された空気極、を有する電極膜構造体と、
燃料極の背面側に配置され、液体燃料を貯え、液体燃料を燃料極に供給する燃料タンクと、
空気極の背面側に配置されたカバープレートと、を備え、
前記燃料タンクは、電極膜構造体に向かい合う側の面に開口部が設けられた箱状容器で構成され、
前記カバープレートの周縁部を、電極膜構造体の外周、前記箱状容器の外周及び底面周縁部に沿って折り曲げ、電極膜構造体及び前記箱状容器を前記カバープレートの周縁部で挟み付けることにより、前記箱状容器が電極膜構造体に対して固定されていることを特徴とする。
【００１５】  例えば、前記電極膜構造体の平面形状が矩形である場合、前記箱状容器の外周の形状も前記電極膜構造体と同一寸法の矩形にして、前記カバープレートの周縁部を、この矩形の４辺を挟み付けるように折り曲げる。その代わりに、前記カバープレートの周縁部を、この矩形の互いに対向する２辺を挟み付けるように折り曲げても良い。
【００１６】  好ましくは、前記カバープレートの周縁部に複数の爪部を設け、これらの爪部を折り曲げることにより前記箱状容器を電極膜構造体に対して固定する。
【００１７】  その場合、好ましくは、前記箱状容器の底面周縁部に複数の凹部を前記複数の爪部に対応して設け、各爪部の先端部分を各凹部の中に収容する。これにより、先端部分が前記箱状容器の底面から突出することがない。
【００１８】  例えば、前記凹部の深さを前記爪部の先端部分の厚さと等しくした場合には、先端部分の表面が前記箱状容器の底面と一面に揃う。
【００１９】  また、その代わりに、前記カバープレートの周縁部に、四隅を除いて張り出し部を設け、これらの張り出し部を折り曲げることにより、前記箱状容器を電極膜構造体に対して固定することもできる。
【００２０】  その場合、好ましくは、前記箱状容器の底面周縁部に段差部を前記張り出し部に対応して設け、各張り出し部の先端部分を各段差部の中に収容する。これにより、先端部分が前記箱状容器の底面から突出することがない。
【００２１】  例えば、前記段差部の深さを前記張り出し部の先端部分の厚さと等しくした場合には、先端部分の表面が前記箱状容器の底面と一面に揃う。
【００２２】  本発明の燃料電池によれば、電極膜構造体を外周から取り囲む部分の構造が簡素化されることによって、燃料電池の寸法を小さく抑えることができる。また、本発明の燃料電池によれば、部品点数が少なくて済むので、燃料電池の組み立て工程を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明に基づく燃料電池の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明に基づく燃料電池の一例を示す斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２の燃料電池の組み立て方法を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２の燃料電池の組み立て方法を示す斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図２の燃料電池の組み立て方法を示す斜視図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図２の燃料電池の組み立て方法を示す斜視図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、図２の燃料電池の組み立て方法を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図４の燃料電池の組み立て方法を示す斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４の燃料電池の組み立て方法を示す斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図４の燃料電池の組み立て方法を示す斜視図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図４の燃料電池の組み立て方法を示す斜視図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、図４の燃料電池の組み立て方法を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図６の燃料電池の組み立て方法を示す斜視部分断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図６の燃料電池の組み立て方法を示す斜視部分断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図６の燃料電池の組み立て方法を示す斜視部分断面図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図６の燃料電池の組み立て方法を示す斜視部分断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す図であって、上面側から見た斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの燃料電池の斜視断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ａの燃料電池の底面側から見た斜視図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図８Ａの燃料電池の爪部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す図であって、上面側から見た斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの燃料電池の斜視断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ａの燃料電池の底面側から見た斜視図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ａの燃料電池の爪部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す図であって、上面側から見た斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの燃料電池の斜視断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ａの燃料電池の底面側から見た斜視図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、図１０Ａの燃料電池の爪部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す図であって、上面側から見た斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの燃料電池の斜視断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図１１Ａの燃料電池の底面側から見た斜視図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、図１１Ａの燃料電池の爪部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す図であって、上面側から見た斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの燃料電池の斜視断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、図１２Ａの燃料電池の底面側から見た斜視図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、図１２Ａの燃料電池の爪部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す図であって、上面側から見た斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａの燃料電池の斜視断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、図１３Ａの燃料電池の底面側から見た斜視図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、図１３Ａの燃料電池の爪部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す図であって、上面側から見た斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａの燃料電池の斜視断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１４Ａの燃料電池の底面側から見た斜視図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、図１４Ａの燃料電池の爪部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す図であって、上面側から見た斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの燃料電池の斜視断面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、図１５Ａの燃料電池の底面側から見た斜視図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、図１５Ａの燃料電池の周縁部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す図であって、上面側から見た斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの燃料電池の斜視断面図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図１６Ａの燃料電池の底面側から見た斜視図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、図１６Ａの燃料電池の周縁部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す図であって、爪部の詳細形状を示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７Ａの燃料電池の爪部を曲げる手順を示す斜視部分断面図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、図１７Ａの燃料電池の爪部を曲げる手順を示す斜視部分断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】  図１に、本発明に基づく燃料電池の概略構成（断面図）を示す。図中、１は固体電解質膜、２は燃料極、３は空気極、１０は電極膜構造体、１１は燃料タンク、１２は箱状容器、１３はフランジ部、１５はカバープレートを表す。【００２５】  発電部となる電極膜構造体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０は、高分子材からなる固体電解質膜１と、その両側に積層された燃料極２（アノード極）及び空気極３（カソード極）から構成される。燃料極２は、燃料極触媒層４及び燃料極集電体６から構成される。空気極３は、空気極触媒層５及び空気極集電体７から構成される。【００２６】  燃料極触媒層４及び空気極触媒層５には、白金・ルテニウム合金からなる触媒が塗布されたカーボンペーパーが使用され、カーボンペーパーの触媒の塗布された面が固体電解質膜１と接触する向きで熱圧着されている。燃料極触媒層４の背面（固体電解質膜１と反対側の面）には、電流を外部に取り出すために、燃料極集電体６が積層されている。同様に、空気極触媒層５の背面（固体電解質膜１と反対側の面）には、電流を外部に取り出すために、空気極集電体７が積層されている。燃料極集電体６と空気極集電体７は、外部回路１９を介して接続される。燃料極触媒層４への燃料の供給及び空気極触媒層５への空気の供給のために、燃料極集電体６及び空気極集電体７には多数の貫通孔（図示せず）が形成されている。以上のようにして、固体電解質膜１、燃料極２及び空気極３が一体化されて、電極膜構造体１０が構成されている。【００２７】  電極膜構造体１０の燃料極２の背面（固体電解質膜１と反対側の面）に、燃料タンク１１が設けられ、その中に液体燃料が貯えられる。この液体燃料は、燃料タンク１１から、例えば燃料タンク１１と燃料極２との間に設けられた気液分離膜（図示せず）を介して、燃料極２へ気化成分として供給される。本発明の燃料電池では、以下のように、燃料タンク１１は、電極膜構造体１０に箱状容器１２を固定することにより構成される。この箱状容器１２は、電極膜構造体１０に向かい合う側の面に開口部が設けられ、この開口部の縁に、電極膜構造体１０に対して平行に且つ外側に張り出すフランジ部１３が形成されている。【００２８】  この箱状容器１２を電極膜構造体１０に固定するため、電極膜構造体１０の空気極３の背面（固体電解質膜１と反対側の面）に、カバープレート１５が取り付けられている、このカバープレート１５は、その周縁部１５ａが電極膜構造体１０の外周、フランジ部１３の外周及び背面周縁部に沿って折り曲げられている。このようにして、電極膜構造体１０及びフランジ部１３の周縁部をカバープレート１５の周縁部１５ａで挟み付けることによって、箱状容器１２が電極膜構造体１０に対して固定されている。カバープレート１５には、空気極３に空気を供給するように、多数の小孔が設けられている。【００２９】  なお、カバープレート１５と空気極３との間には、空気極で生成した水の蒸発を抑制するために保湿板等を設けても良い。【００３０】  図２に、本発明に基づく燃料電池の一例の斜視図を示す。この例では、電極膜構造体１０の平面形状は矩形であり、箱状容器１２のフランジ部１３の外周の形状も電極膜構造体１０と同一寸法の矩形である。カバープレート１５の周縁部には、複数の爪部１６が設けられている。これらの爪部１６は、上記矩形の４辺に対応するカバープレート１５の４辺のそれぞれに設けられている。これらの爪部１６を折り曲げて、電極膜構造体１０及び箱状容器１２のフランジ部１３を挟み付けることによって、箱状容器１２が電極膜構造体１０に対して固定される。【００３１】  図３Ａ〜３Ｅに、この燃料電池の組み立ての工程を示す。先ず、箱状容器１２のフランジ部１３の上に、電極膜構造体１０を積み重ねる（図３Ａ，３Ｂ）。電極膜構造体１０の上から、カバープレート１５を被せる（図３Ｃ，３Ｄ）。次いで、カバープレート１５の周縁部に設けられている爪部１６を折り曲げて、フランジ部１３の背面周縁部に密着させる（図３Ｅ）。【００３２】  なお、電極膜構造体１０は比較的軟質の樹脂で作られているので、爪部１６を折り曲げてかしめることによって、フランジ部１３の前面（図では上面）を電極膜構造体１０に対して密着させることができる。【００３３】  図４に、本発明に基づく燃料電池の他の例の斜視図を示す。先の例と同様に、電極膜構造体１０の平面形状は矩形であり、箱状容器１２のフランジ部１３の外周の形状も電極膜構造体１０と同一寸法の矩形である。この例では、上記矩形の互いに対向する２辺において、カバープレート１５の周縁部１５ｂが電極膜構造体１０及び箱状容器１２のフランジ部１３を挟み付けるように折り曲げられ、それによって、箱状容器１２が電極膜構造体１０に対して固定される。この場合にも、カバープレート１５の周縁部１５ｂを折り曲げてかしめることによって、フランジ部１３の前面を電極膜構造体１０に対して密着させることができる。【００３４】  図５Ａ〜５Ｅに、この燃料電池の組み立ての工程を示す。先ず、箱状容器１２のフランジ部１３の上に、電極膜構造体１０を積み重ねる（図５Ａ，Ｂ）。電極膜構造体１０の上から、カバープレート１５を被せる（図５Ｃ，Ｄ）。次いで、カバープレートの周縁部１５ｂを折り曲げて、フランジ部１３の背面に密着させる（図５Ｅ）。【００３５】  なお、カバープレート１５の周縁部を折り曲げるステップについては、上記の例の様に、カバープレート１５を電極膜構造体１０及び箱状容器１２に対して位置合わせした後に周縁部を折り曲げることも、あるいは、カバープレート１５の周縁部を予め折り曲げておいて、その部分に電極膜構造体１０及び箱状容器１２のフランジ部１３を挿入することも可能である。前者の場合には、周縁部を折り曲げるステップと周縁部をかしめるステップを連続して行うことができる。後者の場合には、電極膜構造体１０及び箱状容器１２のフランジ部１３を挿入した後、周縁部をかしめることにより、フランジ部１３の前面を電極膜構造体１０に対して密着させる必要がある。【００３６】  図６に、本発明に基づく燃料電池の他の例の斜視図を示す。この例では、フランジ部１３の背面（図では下面）と、折り曲げられたカバープレートの周縁部１５ｃとの間に隙間が設けられている。この隙間に楔１７ａを挿入することによって、フランジ部１３の前面を電極膜構造体１０に対して密着させることができる。【００３７】  図７Ａ〜Ｄに、この燃料電池の組み立ての工程を示す。先ず、カバープレートの周縁部１５ｃを予め折り曲げておく（図７Ａ）。箱状容器１２のフランジ部１３の上に電極膜構造体１０を積み重ねた後、カバープレート１５を箱状容器１２の端面側から横方向にスライドさせて、フランジ部１３及び電極膜構造体１０の上に装着する（図７Ａ，Ｂ）。次いで、フランジ部１３の背面とカバープレートの周縁部１５ｃとの間の隙間に、箱状容器１２の一方の端面から、楔１７ｂを挿入する（図７Ｃ）。更に、上記の隙間に、箱状容器１２のもう一方の端面から、楔１７ａを挿入する（図７Ｄ）。【００３８】  図８Ａ〜８Ｄに、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す。図８Ａは上面側（カバープレート側）から見た斜視図、図８Ｂは斜視断面図、図８Ｃは底面側（燃料タンク側）から見た斜視図、図８Ｄは爪部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。【００３９】  この例では、先の例とは異なり、燃料タンク１１は、フランジの無い箱状容器２２で構成されている。電極膜構造体１０の平面形状は矩形であり、箱状容器２２の外周の形状も電極膜構造体１０と同一寸法の矩形である。カバープレート２５の周縁部には、複数の爪部２６が設けられている。これらの爪部２６は、上記矩形の４辺に対応するカバープレート２５の４辺のそれぞれに設けられている。これらの爪部２６を折り曲げて、電極膜構造体１０及び箱状容器２２を挟み付けることによって、箱状容器２２が電極膜構造体１０に対して固定される。【００４０】  図９Ａ〜９Ｄに、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す。この例は、図８Ａ〜８Ｄに示した形態を一部変形したものである。この例では、箱状容器２２の底面に外周に沿って溝２７が形成されている。この溝２７は、爪部２６をかしめる際の作業性を向上させるために設けられている。【００４１】  図１０Ａ〜１０Ｄに、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す。この例も、図８Ａ〜８Ｄに示した形態を一部変形したものである。この例では、箱状容器２２の底面の周縁部に複数の凹部２８ａが形成されている。各凹部２８ａは、前述の矩形の４辺に対応するカバープレート２５の４辺に、各爪部２６にそれぞれ対応して設けられている。凹部２８ａの幅及び深さは、爪部２６の幅及び厚さにほぼ等しい。これにより、爪部２６を折り曲げた時、爪部２６の先端部分が、箱状容器２２の底面と同一平面上に揃い、箱状容器２２の底面から突出することがない。【００４２】  図１１Ａ〜１１Ｄに、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す。この例は、図１０Ａ〜１０Ｄに示した形態を更に変形したものである。この例では、箱状容器２２の底面の周縁部に複数の凹部２８ｂが形成されている。各凹部２８ｂは、前述の矩形の４辺に対応するカバープレート２５の４辺に、各爪部２６にそれぞれ対応して設けられている。凹部２８ｂの幅は爪部２６の幅にほぼ等しく、凹部２８ｂの深さは爪部２６の厚さよりも大きい。これにより、爪部２６を折り曲げた時、爪部２６の先端部分が、凹部２８ｂの中に隠れ、箱状容器２２の底面から突出することがない。【００４３】  図１２Ａ〜１２Ｄに、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す。この例は、図８Ａ〜８Ｄに示した形態を一部変形したも���である。この例では、箱状容器２２の底面の周縁部に、四隅を除いて段差部２８ｃが形成されている。各段差部２８ｃの深さは、爪部２６の厚さよりも大きい。これにより、爪部２６を折り曲げた時、爪部２６の先端部分が、段差部２８ｃの中に隠れ、箱状容器２２の底面から突出することがない。【００４４】  図１３Ａ〜１３Ｄに、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す。この例は、図１０Ａ〜１０Ｄに示した形態を一部変形したものである。箱状容器２２の底面の周縁部に複数の凹部が形成されている。各凹部の底は２段になっていて、手前側（外周に近い側）の凹部２８ｄの深さは爪部２６の厚さにほぼ等しく、奥側の凹部２８ｅの深さは手前側の凹部２８ｄの深さよりも深い。カバープレート２５を電極膜構造体１０及び箱状容器２２に取り付ける際、爪部２６を、先ず手前側の凹部２８ｄに沿って折り曲げ、次いで更に、奥側の凹部２８ｅの中に向けて、Ｊ字型に折り曲げる。これにより、爪部２６を折り曲げた時、爪部２６が箱状容器２２の底面から突出することがない。それに加えて、爪部２６の先端が奥側の凹部２８ｅに係合するので、爪部２６が凹部２８ｄ、２８ｅに強固に固定される。【００４５】  図１４Ａ〜１４Ｄに、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す。この例は、図９Ａ〜９Ｄに示した形態を一部変形したものである。箱状容器２２の底面に外周に沿って、四隅を除いて段差部２８ｆが形成され、更に段差部２８ｆの奥に溝部２８ｇが形成されている。各段差部２８ｆの深さは、爪部２６の厚さにほぼ等しい。カバープレート２５を電極膜構造体１０及び箱状容器２２に取り付ける際、爪部２６を、先ず手前側の段差部２８ｆに沿って折り曲げ、次いで更に、奥側の溝部２８ｇの中に向けて、Ｊ字型に折り曲げる。これにより、爪部２６を折り曲げた時、爪部２６の先端部分が、箱状容器２２の底面から突出することがない。それに加えて、爪部２６の先端が溝部２８ｇに係合するので、爪部２６が、段差部２８ｆ及び溝部２８ｇに強固に固定される。【００４６】  図１５Ａ〜１５Ｄに、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す。図１５Ａは上面側（カバープレート側）から見た斜視図、図１５Ｂは斜視断面図、図１５Ｃは底面側（燃料タンク側）から見た斜視図、図１５Ｄはカバープレートの周縁部の詳細形状を示す斜視部分断面図である。【００４７】  この例でも、燃料タンク１１は、フランジの無い箱状容器２２で構成されている。電極膜構造体１０の平面形状は矩形であり、箱状容器２２の外周の形状も電極膜構造体１０と同一寸法の矩形である。カバープレート２５は、四隅を除いて、その周縁部２５ａ、２５ｂが外側に張り出している。上記矩形の４辺において、カバープレート２５の周縁部２５ａ、２５ｂが電極膜構造体１０及び箱状容器２２を挟み付けるように折り曲げられ、それによって、箱状容器２２が電極膜構造体１０に対して固定される。この場合にも、カバープレート２５の周縁部２５ａ、２５ｂを折り曲げてかしめることによって、箱状容器２２の開口端を電極膜構造体１０に対して密着させることができる。【００４８】  また、この例では、箱状容器２２の底面の周縁部に、四隅を除いて段差部２９ａが形成されている。各段差部２９ａの深さは、カバープレート２５の周縁部２５ａ、２５ｂの厚さにほぼ等しい。これにより、周縁部２５ａ、２５ｂを折り曲げた時、周縁部２５ａ、２５ｂの先端部分が、箱状容器２２の底面と同一平面上に揃い、箱状容器２２の底面から突出することがない。【００４９】  図１６Ａ〜１６Ｄに、本発明に基づく燃料電池の他の例を示す。この例は、図１５Ａ〜１５Ｄに示した形態を更に変形したものである。この例でも、箱状容器２２の底面の周縁部に、四隅を除いて段差部２９ｂが形成されている。各段差部２９ｂの深さは、カバープレート２５の周縁部２５ａ、２５ｂの厚さよりも大きい。これにより、周縁部２５ａ、２５ｂを折り曲げた時、周縁部２５ａ、２５ｂの先端部分が、段差部２９ｂの中に隠れ、箱状容器２２の底面から突出することがない。【００５０】  図１７Ａ〜１７Ｃに、本発明に基づく燃料電池におけるカバープレートの形状の他の例を示す。この例は、図１４Ａ〜１４Ｄに示した形態を一部変形したものである。箱状容器２２の底面に外周に沿って、四隅を除いて段差部２９ｃが形成され、更に段差部２９ｃの奥に溝部２９ｄが形成されている。各段差部２９ｃの深さは、爪部２６ａの厚さにほぼ等しい。この例では、爪部２６ａの先端近傍で、爪部２６ａの両脇に切欠部２６ｂが設けられている。爪部２６ａを段差部２９ｃに沿って折り曲げる際、これらの切欠部２６ｂにより折り目の位置が規定される。これにより、折り曲げの際の作業性が改善される。【００５１】  なお、液体燃料タンクに収容す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く、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、もしくは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。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【国際調査報告】
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