"イオン選択性高分子電解質膜によって分離されたアノードおよびカソードと、燃料を電池のアノード領域に供給する手段と、酸化剤を電池のカソード領域に供給する手段と、電気回路をアノードおよびカソードの間に提供する手段と、カソードと連通する非揮発性カソード溶液流動流体とを含み、カソード溶液は、電池の作動時、カソードで少なくとも部分的に還元され、およびカソードでの還元の後、酸化剤との反応によって少なくとも部分的に再生されるポリオキソメタレートレドックス対を含み、およびカソード溶液は、少なくとも約0.075Mの前記ポリオキソメタレートを含むレドックス燃料電池であって、前記ポリオキソメタレートは、式:Xa[ZbMcOd]式中、Xは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたはアルキルアンモニウム、およびこれらの2種以上の組合わせから選択され、Zは、B、P、S、As、Si、Ge、Ni、Rh、Sn、Al、Cu、I、Br、F、Fe、Co、Cr、Zn、H2、Te、MnおよびSe、ならびにこれらの2種以上の組合わせから選択され、Mは、少なくとも1個のV原子を含み、およびMは、Mo、W、V、Nb、Ta、Mn、Fe、Co、Cr、Ni、Zn、Rh、Ru、Tl、Al、Ga、Inおよび第1、第2および第3遷移金属系列およびランタニド系列から選択される他の金属類、およびこれらの2種以上の組合わせから選択される金属であり、aは、[ZbMcOd]アニオンの荷電平衡に必要なXの数であり、bは、0~20であり、cは、1~40であり、およびdは、1~180であるで表され、前記カソード液は、さらに、バナジウムIV化合物を含むレドックス燃料電池。前記ポリオキソメタレートが、式:Χa[Ζ1Μ12O40]で表される請求項1に記載のレドックス燃料電池。bが0~2である請求項1または請求項2に記載のレドックス燃料電池。cが5~20である請求項1~3のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。dが30~70である請求項1~4のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。前記ポリオキソメタレートが、H3ePMo12-eVeO40、H3ePW12-eVeO40、HfXgPMo12-eVeO40、HfXgPW12-eVeO40、およびこれらの2種以上の組み合わせを含み、式中、eは2~5であり、fgは、3eであり、およびXは、Na、Liまたはこれらの組合わせである請求項1~5のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。前記バナジウムIV化合物は、VO2、V2O4、VOSO4、VOacac2、VOClO42、VOBF42、これらの水和物、およびこれらの2種以上の組合わせから選択される少なくとも1つを含む請求項1~6のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。H3ePMo12-eVeO40またはH3ePW12-eVeO40式中、eは2~5であると、添加されたV2O4および/またはVOSO4との組合わせを含む請求項1~7のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。HfXgPMo12-eVeO40またはHfXgPW12-eVeO40式中、eは2~5であり、fgは3eであり、Xは、Na、Liまたはこれらの組み合わせであると、添加されたV2O4および/またはVOSO4との組み合わせを含む請求項1~7のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。前記バナジウムIV化合物の濃度は、少なくとも約0.05M、少なくとも約0.1M、少なくとも約0.15M、少なくとも約0.2M、少なくとも約0.25M、または少なくとも約0.3Mである請求項1~9のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。前記ポリオキソメタレートと前記バナジウムIV化合物との間のモル比は、少なくとも約1:10、少なくとも約1.5:10、少なくとも約2:10、少なくとも約2.5:10、または少なくとも約3:10である請求項1~10のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。Mは、バナジウム、モリブデンおよびこれらの組合わせから選択される請求項1~11のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。Mは、V2、V3、V4またはV5を含む請求項1~12のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。Zはリンである請求項1~13のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。Xは、水素と、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属イオン、好ましくはリチウムおよびその組合わせとの組合わせを含む請求項1~14のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。前記ポリオキソメタレート中に、2~4個のバナジウム中心を含む請求項1~15のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。前記ポリオキソメタレートは、H3Na2PMo10V2O40を含む請求項1に記載のレドックス燃料電池。前記ポリオキソメタレートは、H3Na2PMo9V3O40を含む請求項1に記載のレドックス燃料電池。前記ポリオキソメタレートは、H3Na4PMo8V4O40を含む請求項1に記載のレドックス燃料電池。少なくとも1個のXは、水素である請求項1~19のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。Xは、少なくとも1個の水素と、少なくとも1種の、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムおよびこれらの2種以上の組合わせから選択される他の物質とを含む請求項20に記載のレドックス燃料電池。前記カソード溶液は、少なくとも1種の補助的なレドックス種を含む請求項1~21のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。前記補助的なレドックス種は、結合遷移金属錯体、さらなるポリオキソメタレート、およびこれらの組合わせから選択される請求項22に記載のレドックス燃料電池。前記遷移金属錯体中の遷移金属は、酸化状態がII~Vのマンガン、I~IVの鉄、I~IIIの銅、I~IIIのコバルト、I~IIIのニッケル、II~VIIのクロム、II~IVのチタン、IV~VIのタングステン、II~VのバナジウムおよびII~VIのモリブデンから選択される請求項23に記載のレドックス燃料電池。前記カソード溶液は、実質的にいかなる補助的なレドックス種も含まない請求項1~24のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。前記ポリオキソメタレートの前記カソード溶液における濃度は、少なくとも0.1M、好ましくは少なくとも0.15M、より好ましくは少なくとも0.20Mである請求項1~25のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池。請求項1~26のいずれか1項に記載のレドックス燃料電池の使用のためのカソード溶液であって、該溶液は、バナジウムIV化合物と組合わせられた、少なくとも約0.075Mのポリオキソメタレートを含むカソード溶液。従来の燃料電池には全て、以下の欠点の1個以上がある。それらは非効率である、それらは高価でありおよび/または組み立てるのに費用がかかる、それらは高価なおよび/または環境に悪影響を及ぼす材料を使用する、それらからは不適切なおよび/または不充分な維持可能電流密度および/または電池電位しか得られない、それらは建設するには大きすぎる、それらが作動する温度が高すぎる、それらは不必要な副生物および/または汚染物質および/または有毒物質を生成する、それらには自動車および携帯用電子機器のような携帯用途における実用的な商業的有用性が見いだせない。本発明の目的は、先に記載した欠点の1個以上を克服または改良することである。本発明のさらなる目的は、レドックス燃料電池における使用のための改良されたカソード溶液を提供することである。すなわち、本発明は、イオン選択性高分子電解質膜によって分離されたアノードおよびカソードと、燃料を電池のアノード領域に供給する手段と、酸化剤を電池のカソード領域に供給する手段と、電気回路をアノードおよびカソードの間に提供する手段と、カソードと連通する非揮発性カソード溶液流動流体とを含み、カソード溶液は、電池の作動時、カソードで少なくとも部分的に還元され、およびカソードでの還元の後、酸化剤との反応によって少なくとも部分的に再生されるポリオキソメタレートレドックス対を含み、およびカソード溶液は、少なくとも約0.075Mの前記ポリオキソメタレートを含むレドックス燃料電池であって、前記ポリオキソメタレートは、式:Xa[ZbMcOd]式中、Xは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたはアルキルアンモニウム、およびこれらの2種以上の組合わせから選択され、Zは、B、P、S、As、Si、Ge、Ni、Rh、Sn、Al、Cu、I、Br、F、Fe、Co、Cr、Zn、H2、Te、MnおよびSe、ならびにこれらの2種以上の組合わせから選択され、Mは、少なくとも1個のV原子を含み、およびMは、Mo、W、V、Nb、Ta、Mn、Fe、Co、Cr、Ni、Zn、Rh、Ru、Tl、Al、Ga、Inおよび第1、第2および第3遷移金属系列およびランタニド系列から選択される他の金属類、およびこれらの2種以上の組合わせから選択される金属であり、aは、[ZbMcOd]アニオンの荷電平衡に必要なXの数であり、bは、0~20であり、cは、1~40であり、およびdは、1~180であるで表され、前記カソード液は、さらに、バナジウムIV化合物を含むレドックス燃料電池を提供する。現在の多くの燃料電池技術は、酸素が電極に流され、次いで酸素はここで触媒と反応して水を生成する、気体反応性カソードを使用する。多くの場合、使用される触媒は、白金、貴金属である。これは、燃料電池全体のコストを上げるばかりでなく、反応が非効率であるため、有効電力の損失が起こる。本発明の燃料電池設計では、2種類の可溶性活性種である、メディエータおよび触媒、または触媒種およびメディエータ種の両方として作用しうる1種類の可溶性活性種で構成されるカソード液を持つ水性カソード系を使用する。2種系では、酸素が触媒によって溶液中で還元され、これが次にメディエータを酸化し、次いで電極で還元されて最初の状態に戻る。このサイクルの完了により、再生レドックスカソードが作り出される。ポリオキソメタレートPOMは、そのような燃料電池系で使用するためのカソード液触媒/メディエータ成分として、我々の出願、PCT/GB2007/050151で開示されている材料のファミリである。特に、バナジウム含有ポリオキソメタレートは、適正なレドックス特性を有し、現在、好ましいカソード液であることが認識されている。しかし、バナジウム含有ポリオキソメタレートが還元される時、生成するバナジウムIVが、かご構造から外に出る傾向があることが我々によって発見された。バナジウムが該系内により多く存在するほど、この現象はより多く起こりやすくなるが、酸素による再酸化反応を促進するためには、より多くのバナジウムの存在が望まれる。POMかご構造からのバナジウムの損失は、カソード液の100再酸化が達成されないことを意味し、したがって、最高性能が限定されることを意味する。バナジウムIVがPOMかご構造から失われることを防ぐこと、またはバナジウムがその場所に留まることを助長する方法を導入することが有利であろう。ルシャトリエの原理は、もし条件を変えることによって動的平衡が乱されれば、平衡の位置は、変化を相殺するように動くと述べる。バナジウム含有POMの還元時の変化を、と表すとすれば、ルシャトリエの原理により、VO2イオンを計画的に添加することにより、平衡を式の左側の完全なPOMかご構造に向かってシフトすることが示唆される。したがって、バナジウムIV塩をバナジウム含有ポリオキソメタレート溶液へ添加することにより、バナジウムが還元時にかご構造に戻ることを促進し、および電極で追加の介在効果を提供することによって、燃料電池性能は改良されると仮定した。好ましくは、カソード液は、水性系の溶液である。好ましいポリオキソメタレート化合物は、一般式:Χa[Ζ1Μ12O40]のケギン構造を有する。Mに関して好ましい金属は、モリブデン、タングステン、バナジウムおよびこれらの2種以上の組合せであり、ただし、ポリオキソメタレートは、Mの少なくとも1つはバナジウムでなければならない。好ましくは2~5個のMがバナジウムであり、より好ましくは3個または4個、最も好ましくは4個である。残りのMは、モリブデン、タングステンのいずれか、またはこれらの組合せが好ましい。Zとして、亜リン酸は特に好ましい。Xは、好ましくは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたはアルキルアンモニウム、およびこれらの2種以上の組合わせから選択される。特に好ましい例として、水素、ナトリウム、リチウム、およびこれらの組合せが挙げられる。本発明のカソード液の具体的な限定ではない例示は、H3ePMo12-eVeO40およびH3ePW12-eVeO40式中、e=2~5;ΗfΧgΡΜo12-eVeO40、ΗfΧgΡW12-eVeO40式中、e=2~5、fg=3e、およびX=Na、Liまたはこれらの組合わせであるである。カソード溶液中のポリオキソメタレートの濃度は、好ましくは少なくとも約0.1Mであり、より好ましくは少なくとも約0.15Mであり、最も好ましくは少なくとも約0.20Mである。カソード液の一部として、バナジウムIV化合物が含まれる。バナジウムIV含有化合物のいかなるものも使用することができるが、具体的な例示として、VO2、V2O4、VOSO4、VOacac2、VOClO42、VOBF42、およびこれらの物質の水和物が挙げられる。特に好ましい例は、VO2、V2O4およびVOSO4xH2Oである。バナジウムIV化合物の好ましい濃度は、少なくとも約0.05M、少なくとも約0.1M、少なくとも約0.15M、少なくとも約0.2M、少なくとも約0.25M、または少なくとも約0.3Mである。ポリオキシメタレートとバナジウムIV化合物との間のモル比は、少なくとも約1:10、少なくとも約1.5:10、少なくとも約2:10、少なくとも約2.5:10、または少なくとも約3:10が好ましい。特に好ましいカソード液の組合せとして、H3ePMo12-eVeO40またはH3ePW12-eVeO40式中、e=2~5と添加V2O4、およびHfXgPMo12-eVeO40またはHfXgPW12-eVeO40式中、e=2~5、fg=3e、およびX=Na、Liまたはこれらの組合せと添加VOSO4が挙げられる。bの好ましい範囲は、0~15、より好ましくは0~10、さらに好ましくは、0~5、さらにより好ましくは0~3、最も好ましくは0~2である。cの好ましい範囲は5~20、より好ましくは10~18、最も好ましくは12である。dの好ましい範囲は30~70であり、より好ましくは34~62であり、最も好ましくは34~40である。Xに関して、水素と、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属との組合せが特に好ましい。そのような好ましい組み合わせの1つは、水素およびナトリウムの組合せである。本発明の好ましい実施形態では、ポリオキソメタレートはバナジウムを含み、より好ましくは、バナジウムおよびモリブデンを含む。ポリオキソメタレートは、2~4個のバナジウム中心を含むのが好ましい。したがって、特に好ましいポリオキソメタレートとして、H3Na2PMo10V2O40、H3Na3PMo9V3O40またはH3Na4PMo8V4O40、および中間体組成物の化合物が挙げられる。さらに、これらの混合物、または他のポリオキソメタレート触媒も想定される。好ましくは、少なくとも1つのXは水素であり、いくつかの実施形態では、全てのXが水素であろう。しかし、いくつかのケースでは、X全てが水素ではない、たとえば、少なくとも2個のXが水素ではない場合が好ましいこともある。そのような場合、たとえばXは、少なくとも1個の水素と、少なくとも1種の、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムおよびこれらの2種以上の組合せから選択される他の材料とを含むこともある。本発明の好ましい一実施形態では、イオン選択性PEMは、他のカチオンよりプロトンに対して選択的であるカチオン選択性膜である。カチオン選択性高分子電解質膜は、任意の適切な材料から形成してもよいが、好ましくは、カチオン交換能を有する高分子物質を含む。適切な例示として、フッ素樹脂型イオン交換樹脂および非フッ素樹脂型イオン交換樹脂が挙げられる。フッ素樹脂型イオン交換樹脂として、パーフルオロカルボン酸樹脂、パーフルオロスルホン酸樹脂などが挙げられる。パーフルオロカルボン酸樹脂として、たとえば、ナフィオンデュポン社、フレミオン旭硝子株式会社、アシプレックス旭化成株式会社などが好ましい。非フッ素樹脂型イオン交換樹脂として、ポリビニルアルコール類、ポリアルキレンオキシド類、スチレン-ジビニルベンゼンイオン交換樹脂など、およびこれらの金属塩が挙げられる。好ましい非フッ素樹脂型イオン交換樹脂として、ポリアルキレンオキシド-アルカリ金属塩複合体が挙げられる。これらは、たとえば、塩素酸リチウムまたは他のアルカリ金属塩の存在下に、エチレンオキシドオリゴマーを重合することにより得られる。他の例示として、フェノールスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリトリフルオロスチレンスルホン酸、スルホン化トリフルオロスチレン、α,β,β-トリフルオロスチレン系スルホン化共重合体、放射線グラフト膜が挙げられる。非フッ素化膜として、スルホン化ポリフェニルキノキサリン、ポリ2,6-ジフェニル-4-フェニレンオキシド、ポリアリールエーテルスルホン、ポリ2,6-ジフェニレンオール;酸ドープポリベンズイミダゾール、スルホン化ポリイミド;スチレン/エチレン-ブタジエン/スチレントリブロック共重合体;部分的にスルホン化されたポリアリーレンエーテルスルホン;部分的にスルホン化されたポリエーテルエーテルケトンPEEK;およびポリベンジルスルホン酸シロキサンPBSSが挙げられる。いくつかのケースでは、イオン選択性高分子電解質膜は、2重膜を含むことが望ましい場合がある。もし存在する場合、該2重膜は、一般的に、第一のカチオン選択性膜と第二のアニオン選択性膜とを含むだろう。この場合、2重膜は、隣接するペアの逆電荷選択性膜を含んでもよい。たとえば、2重膜は、間に任意の隙間を開けて、並んで置かれた少なくとも2種のディスクリートメンブレンを含んでもよい。隙間がある場合、その隙間の寸法は、本発明のレドックス電池で最小値にとどめることが好ましい。2重膜の使用は、本発明のレドックス燃料電池において、アノードおよびカソード溶液の間のpH降下による電位を維持することによって、電池の電位を最高にするために使用してもよい。理論に限定されるのではないが、該膜系で維持されるべきこの電位のために、該系のある点で、プロトンは、有意な電荷移動媒体でなければならない。単一カチオン選択性膜は、膜内でカソード溶液から他のカチオンが自由に移動するために同じ程度まで達成しないかもしれない。この場合、カチオン選択性膜は2重膜のカソード側に、およびアニオン選択性膜は2重膜のアノード側に置いてもよい。この場合、カチオン選択性膜は、電池の作動時、プロトンが膜のアノード側からカソード側へ膜を通り抜けるように適合される。この場合、アニオン選択性膜は、膜のカソード側からアノード側にカチオン性物質が通り抜けるのを実質的に防ぐように適合されるが、アニオン性物質は、アニオン選択性膜のカソード側からアノード側に通り抜け、この時、反対方向に膜を通り抜けるプロトンと結合するかもしれない。好ましくは、アニオン選択性膜はヒドロキシルイオンに選択性があり、したがって、プロトンと結合して生成物として水を得る。本発明の第二の実施形態では、カチオン選択性膜は2重膜のアノード側に置かれ、アニオン選択性膜は2重膜のカソード側に置かれる。この場合、カチオン選択性膜は、電池の作動時、プロトンが膜のアノード側からカソード側に通り抜けるように適応される。この場合、アニオンは、2重膜のカソード側から隙間空間へ通ることができ、プロトンは、アノード側から通るだろう。この場合、そのようなプロトンおよびアニオン性物質を、2重膜の隙間空間から流す手段を備えることが望ましいこともある。そのような手段は、直接膜を通って流れ出るように、カチオン選択性膜に1個以上の穿孔が含まれてもよい。あるいは、カチオン選択性膜の周りの流れ出された物質を、膜の隙間空間からカソード側へ、溝で流す手段を備えてもよい。本発明の他の態様によれば、プロトン交換膜燃料電池を作動する方法が提供され、該方法は、aプロトン交換膜に隣接して位置するアノードでHイオンを形成するステップと、b酸化された状態でレドックス対を持つ本発明のカソード液を、プロトン交換膜に向かい側に隣接して位置するカソードに供給するステップと、cカソードと接触すると、触媒を還元され始めるようにし、同時にHイオンが膜を通過し、電荷のバランスをとるステップと、を含む方法である。好ましい実施形態では、カソード液は、カソード液貯蔵器から供給される。先に記載した態様の方法は、追加的に、カソード液をカソードから再酸化ゾーンに通すステップであって、該ゾーンで触媒は再酸化されるステップdを含んでもよい。とりわけ好ましい実施形態では、先の態様の方法は、eカソード液を再酸化ゾーンからカソード液貯蔵器に通すステップを含む。この実施形態では、電池は循環式で、カソード内の触媒は、取り換えなしで、繰り返して、酸化および還元されうる。本発明の燃料電池は、LPG、LNG、ガソリンまたは低分子量アルコールのような利用可能な燃料前駆体を、水蒸気改質反応によって、燃料ガスたとえば、水素に変換するように構成された改質器を含んでもよい。該電池は、改質燃料ガスをアノードチャンバに供給するように構成された、燃料ガス供給するデバイスを含んでもよい。電池のある適用においては、燃料、たとえば、水素を加湿するように構成された燃料加湿器が備えられるのが望ましいこともある。該電池は、加湿された燃料をアノードチャンバに供給するように構成された燃料供給デバイスを含んでもよい。また、電力を負荷するように構成された電気負荷デバイスは、本発明の燃料電池と併用して提供されてもよい。好ましい燃料として、水素、金属水素化物たとえば、燃料それ自身としてまたは水素の供給元として作用する水素化ホウ素、アンモニア、低分子量アルコール、アルデヒドおよびカルボン酸、糖類、バイオ燃料、LPG、LNGまたはガソリンが挙げられる。好ましい酸化剤として、空気、酸素および過酸化物が挙げられる。本発明のレドックス燃料電池におけるアノードは、たとえば、水素ガスアノードまたは直接メタノールアノード;他の低分子量アルコール、たとえば、エタノール、プロパノール、ジプロピレングリコール;エチレングリコール;また、これらおよびギ酸、エタン酸のような酸種から形成されるアルデヒドであってもよい。さらに、アノードは、細菌種が燃料を消費し、電極で酸化されるメディエータを生成するか、または細菌それ自身が電極で吸着され直接電子をアノードに供給する、バイオ燃料電池型系から形成されてもよい。本発明のレドックス燃料電池におけるカソードは、カソード材料として、炭素、金、白金、ニッケル、金属酸化物種を含んでもよい。しかし、高価なカソード材料は避けることが好ましく、したがって、好ましいカソード材料として、炭素、ニッケルおよび金属酸化物が挙げられる。カソード用の好ましい材料の1つは、網目ガラス状炭素または炭素繊維系電極、たとえば、炭素フェルトである。他のものは、ニッケルフォームである。カソード材料は、粒子状カソード材料の微分散体から構成されてもよく、該粒子状分散体は、適切な接着剤またはプロトン導電性高分子物質によって互いに接着されている。カソードは、カソード溶液のカソード表面への最大流を作り出すように設計される。したがって、カソードは形成された流量調節器または三次元電極で構成されてもよく、液体流は、電極に隣接する液体チャネルがある流通配置で、または三次元電極の場合、電極を貫流するように液体を強制する流通配置で管理されてもよい。電極の表面は電気触媒も意図されるが、電気触媒を析出粒子の形態で電極の表面に付着させるのが有利な場合もある。本発明において、電池の作動時、カソードチャンバにおける溶液内を流れるレドックス対は、以下の式に従って、カソードチャンバにおける酸素の還元のための触媒として使用される。O24Spred4H→2H2O4SpOX式中、Spは、レドックス対種である。本発明の燃料電池で利用されるポリオキソメタレートレドックス対および他の任意の補助的なレドックス対は、非揮発性であるべきであり、好ましくは水性溶剤に可溶性である。好ましいレドックス対は、燃料電池の電気回路で有用な電流を生成するのに効果的な速さで酸化剤と反応すべきであり、水が反応の最終生成物となるように酸化剤と反応すべきである。本発明の燃料電池は、カソード溶液中に少なくとも約0.075Mのポリオキソメタレート種の存在が必要である。しかし、ある状況では、ポリオキソメタレート種およびバナジウムIV化合物の他に、カソード溶液中に他のレドックス対が含まれることも可能である。そのような補助的なレドックス対の多くの適切な例があり、たとえば、結合遷移金属錯体および他のポリオキソメタレート種が挙げられる。そのような複合体を形成することができる適切な遷移金属イオンの具体的な例示として、酸化状態がII~Vのマンガン、I~IVの鉄、I~IIIの銅、I~IIIのコバルト、I~IIIのニッケル、II~VIIのクロム、II~IVのチタン、IV~VIのタングステン、II~VのバナジウムおよびII~VIのモリブデンが挙げられる。リガンドは、炭素、水素、酸素、窒素、イオウ、ハロゲン化物、リンを含むことができる。リガンドは、Fe/EDTAおよびMn/EDTA、NTA、2-ヒドロキシエチレンジアミン三酢酸を始めとするキレート複合体でもよく、またはシアン化物のような非キレートであってもよい。しかし、いくつかのケースでは、本発明のカソード溶液にいかなるメディエータの存在も回避し、ポリオキソメタレート材料複数も含むのレドックス挙動のみに依存するのが好ましい場合もある。本発明の燃料電池は、レドックス対で、燃料電池の作動時、カソードチャンバ内の酸化剤の還元を触媒することで、直接、作動してもよい。しかし、いくつかのケースでは、いくつかのレドックス対に関しては、触媒メディエータをカソードチャンバに導入することが必要および/または望ましい場合もある。本発明の実施形態を図示する以下の図面を参照して、本発明の種々の態様を、より詳しく記載する。図1は、本発明による燃料電池のカソード区画の概略図を図解する。図2は、本発明によるV4POMカソード液系におけるVIV濃度の増加による効果を実証するデータを示す。図3は、本発明による燃料電池で達成可能な分極および電力プロファイルを実証するさらなる比較データを示す。図4は、本発明による第一カソード液系におけるVIV濃度の増加による電池電位に対する効果を実証するデータを示す。図5は、本発明による第二カソード液系におけるVIV濃度の増加による効果を実証するデータを示す。図6は、本発明による第二カソード液系におけるVIV濃度の増加による効果を実証するデータを示す。図7は、VIV濃度の増加に対するさらなる性能データを示す。図8は、ある従来系の間の電気化学的性能の違いを示す。図9は、図8のカソード溶液に関するさらなる性能データを示す。図10は、図8のカソード溶液に関するさらなる性能データを示す。図1を参照して、アノード図示せずをカソード3から分離する高分子電解質膜2を含む、本発明による燃料電池1のカソード側を示す。この図では、カソード3は網状炭素を含み、したがって、多孔性である。しかし、白金のような他のカソード材料を使用してもよい。高分子電解質膜2は、電池の作動時、アノードチャンバ内で燃料この場合水素の場合によっては接触酸化によって生成したプロトンが通過する、カチオン選択性膜を含む。燃料ガスの酸化によってアノードで生成した電子は電気回路図示せず内を流れ、カソード3に戻る。燃料ガスこの場合、水素は、アノードチャンバ図示せずの燃料ガス通路に供給され、一方酸化剤この場合、空気は、カソードガス反応チャンバ5の酸化剤入口4に供給する。カソードガス反応チャンバ5触媒再酸化ゾーンには排気管6が備えられ、燃料電池反応の副生物たとえば、水および熱は、そこを通って排出することができる。電池の作動時、酸化型ポリオキソメタレートレドックス触媒を含むカソード溶液が、カソード液貯蔵器7からカソード入口チャネル8へ供給される。カソード液は、膜2に隣接して置かれた、網状炭素カソード3へ流れ入る。カソード液がカソード3を通り抜けると、ポリオキソメタレート触媒は還元され、次いでカソード出口チャネル9を通って、カソードガス反応チャンバ5に戻る。本発明のカソード液の有利な組成のため、触媒の再酸化が非常に迅速に起こり、燃料電池が従来のカソード液を持つ電池より高い持続可能な電流を生成することを可能にする。以下の実施例に記載するように、従来のカソード液より改良された、本発明のカソード液の性能を強調する比較試験を行った。実施例1実施例カソード液の合成一般式:HfXgPMo12-eVeO40式中、e=2~5、fg=3e、およびX=Na、Liその他のカソード液は、JHGrateら国際公開公報第9113681号に記載された方法に従って合成することができる。一般式:H3ePMo12-eVeO40のカソード液は、VFOdyakovらによってApplCatA:General,2008,342,126で報告される方法を応用した方法を使用して合成することができる。バナジウムIV化合物の導入は、適切な量のバナジウムIV材料を、通常固体形態で、目的の濃度に達するまで、ポリオキソメタレート水溶液に、撹拌しながら加えることにより行い、必要な場合は加熱して、完全な溶解を確実にする。実施例2V2O4のH6PMo9V3O40への添加V2O4のΗ6ΡΜo9V3O40水溶液への添加によるカソード液の電気化学的特性への効果を調べるための実験を行った。ガラス状炭素電極、参照カロメル電極SCEおよび白金対電極を持つ、標準3電極電池を使用した。サイクリックボルタモグラム図2を、0.3MのH6PMo9V3O40水溶液、および0.15MのV2O4が添加された0.3MのH6PMo9V3O40水溶液について、室温、0.05V/秒で記録した。記録されたサイクリックボルタモグラムは、0.3MのH6PMo9V3O40水溶液中、0.15Mの濃度のV2O4を添加した場合、標準の0.3MのH6PMo9V3O40水溶液系に対して、還元電流のより速い立上がりおよび大きさの増加により認められ、電極性能における改良が観察されることを示す。V2O4の添加によるH6PMo9V3O40水溶液カソード液の燃料電池性能への効果を測定するために、次の燃料電池テストを行った。これを行うために、レドックス再生カソードおよび水素アノードを使用した。テスト電池は、作用面積が25cm2のナフィオン212膜電極組立品IonPowerと、網目ガラス状炭素カソードとで構成した。分極曲線を、80°Cの温度、150ml/分のカソード液流速および0.5バールのH2圧で集め、掃引速度は500mA/秒であった。得られた分極および電力曲線図3は、V2O4が加えられたカソード液は、V2O4が加えられていないカソード液より性能が優れていることを明らかに示す。さらに、定常状態実験は、400mA/cm2の一定電流を系図4から引き出す場合、V2O4が添加されたカソード液は、より高い電位を維持することができることを示す。実施例3VOSO4のH3Na4PMo8V4O40水溶液への添加VOSO4のH3Na4PMo8V4O40水溶液への添加によるカソード液の電気化学的特性への効果を調べるための実験を行った。ガラス状炭素電極、参照カロメル電極SCEおよび白金対電極を持つ、標準3電極電池を使用した。サイクリックボルタモグラム図5および6を、0.3MのH3Na4PMo8V4O40水溶液および0.3MのVOSO4が添加された0.3MのH3Na4PMo8V4O40水溶液について、0.05V/秒、室温および62°Cで記録した。両ケースで使用されたH3Na4PMo8V4O40水溶液のサンプルは、分析前に、電気化学的に還元させ、空気に接触させて再酸化させた。記録されたサイクリックボルタモグラムは、0.3MのH3Na4PMo8V4O40水溶液中、0.3Mの濃度のVOSO4を添加した場合、標準の0.3MのH3Na4PMo8V4O40水溶液系に対して、還元電流のより速い立上がりおよび大きさの増加により認められ、電極性能における改良が観察されることを示す。VOSO4の添加によるH3Na4PMo8V4O40水溶液カソード液の燃料電池性能への効果を測定するために、次の燃料電池テストを行った。これを行うために、レドックス再生カソードおよび水素アノードを使用した。テスト電池は、作用面積が25cm2のGOREPrimea膜電極組立品IonPowerと、網目ガラス状炭素カソードとで構成した。分極曲線を、80°Cの温度、150ml/分のカソード液流速および0.5バールのH2圧で集め、掃引速度は500mA/秒であった。得られた分極曲線図7は、VOSO4が加えられたカソード液は、VOSO4が加えられていないカソード液より性能が優れていることを示す。実施例4比較従来技術のカソード液の比較従来技術のカソード液の処方との比較を引出すための実験を行う。3種類にカソード水溶液を調製し、第一は、0.059MのH5PMo10V2O40および0.8MのVOSO4米国特許第4396687号明細書および米国特許第4407902号明細書を含み、第二は0.059MのH7PMo8V4O40および0.8MのVOSO4を含み、第三は0.3MのH3Na4PMo8V4O40だけを含んでいた。電気化学的実験は、ガラス状炭素電極、参照カロメル電極SCEおよび白金対電極を持つ、標準3電極電池を使用して行った。サイクリックボルタモグラム図8を、先に記載した3種のカソード液のそれぞれについて、1時間酸素をバブリングした後に、0.05V/秒、60°Cで記録した。サイクリックボルタモグラムは、0.3MのH3Na4PMo8V4O40カソード液が、他のカソード液に対して、改良された電極性能を実証することを示す。したがって、本発明のカソード液が、0.3MのH3Na4PMo8V4O40に対して改良されていることを示す先に示した実施例から、該カソード液は、これらの従来技術のカソード液の実施例より性能も優れているということになる。本発明のカソード液と従来技術のカソード液との比較を引き出すために、次の燃料電池テストを行った。これを行うために、レドックス再生カソードおよび水素アノードを使用した。テスト電池は、作用面積が25cm2のナフィオン212膜電極組立品IonPowerと、網目ガラス状炭素カソードとで構成した。分極曲線を、80°Cの温度、150ml/分のカソード液流速および0.5バールのH2圧で集め、掃引速度は500mA/秒であった。得られた分極曲線および定常状態の性能データ図9および10は、0.3MのH3Na4PMo8V4O40カソード液が、他の試験されたカソード液に対して、改良された電極性能を実証することを示す。したがって、本発明のカソード液が、0.3MのH3Na4PMo8V4O40に対して改良されていることを示す先に示した実施例から、該カソード液は、これらの従来技術のカソード液の実施例より性能も優れているということになる。"