CN104854748A - 燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本发明使具有非催化性的阳极电极、使用还原性燃料的燃料电池实现了优异的输出。本发明的燃料电池，具有阳极侧电极、阴极侧电极和配置在这些阳极侧电极和阴极侧电极之间的具有离子传导性的膜，存在于所述阳极侧电极的还原性燃料在5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物的存在下被氧化。

Description

燃料电池
技术领域
本发明涉及具有非催化性的阳极电极、且使用还原性燃料的燃料电池。
背景技术
具有阳极侧电极和阴极侧电极隔着具有离子传导性的膜相对的结构的燃料电池，已知有例如固体高分子型燃料电池等。燃料电池通常具有以下构造：在具有离子传导性的膜(例如、由离子交换树脂构成的电解质膜)的一面层叠配置阳极侧电极，在另一面层叠配置阴极侧电极。
阳极侧电极被供给燃料(例如、氢气)，在此处通过催化剂的作用变为质子(H+)，向阴极侧电极放出2个电子(e-)。在阳极侧电极生成的质子穿过具有离子传导性的膜而达到阴极侧电极，在此处通过催化剂的作用接收来自阳极侧电极的2个电子(e-)，并且与由外部供给的氧气生成的氧离子一起生成水。于是从外部电路通过的电子的移动以电流的形式被取出。
即、在阳极侧发生H2→2H++2e-的反应，在阴极侧发生2H++1/2O2+2e-→H2O的反应，作为整体的反应，发生H2+1/2O2→H2O的反应，由此进行发电。为了高效地进行化学反应，在电极中使用前述那样的催化剂，例如、固体高分子型燃料电池中很多都使用铂。
近年来，提出了使用酶作为催化剂、仅进行所期望的反应的燃料电池(生物燃料电池)。该生物燃料电池通过发挥催化剂功能的酶将燃料分解，分离成质子和电子，作为燃料已经开发使用了甲醇、乙醇之类的醇类或葡萄糖之类的单糖类或淀粉之类的多糖类。
非专利文献1和专利文献1中公开了固定在电子传达介体电极上的生物燃料电池。非专利文献1和专利文献1中公开的生物燃料电池中，作为将电子传达介体固定在电极材料上时使用的固体化剂使用了聚乙烯基咪唑。
此外，专利文献2中公开了具有正极和负极隔着含有缓冲物质的电解质相对的构造、正极和负极的至少一者使用固定化酶、作为缓冲物质使用含有咪唑环的化合物的燃料电池。专利文献2中公开的燃料电池中在正极上固定胆红素氧化酶，在使用含有咪唑缓冲液的电解质时，在阴极单极评价中能够实现高电流密度。
进而，专利文献3中公开了使用酶和电子受体测定血糖值的传感器。专利文献3中公开的传感器通过含有酶和电子受体、以及咪唑等杂环式化合物，从而改善了酶的保存稳定性(抑制保存前后的电流值变化)。
另一方面，作为燃料电池，已知有上述那样的阳极电极不具有催化剂的功能、通过燃料本身的直接氧化来发电的类型。具体地，已知在使用抗坏血酸水溶液等还原剂作为燃料、具有不具有催化功能的阳极电极的燃料电池中，通过还原剂的氧化能够在常温常压下发电(非专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-71584号公报
专利文献2:日本特开2008-60067号公报
专利文献3:WO2012/042903
非专利文献
非专利文献1:Electrochemistry 76,No.8,(2008)，第594-596页。
非专利文献2:Electrochemistry Communications,Volume 8,Issue 5,May2006,第720-724页。
发明内容
发明要解决的课题
但是，上述那样的使用还原剂作为燃料的燃料电池，存在阳极侧的反应性低、得不到充分的输出的问题。于是，本发明鉴于这样的情况，目的在于提供具有非催化性的阳极电极、使用还原剂作为燃料的燃料电池，其能够实现优异输出。
解决课题的手段
实现上述目的的本发明包括以下方案。
【1】.一种燃料电池，其特征在于，具有阳极侧电极、阴极侧电极和配置在这些阳极侧电极和阴极侧电极之间的具有离子传导性的膜，存在于所述阳极侧电极的还原性燃料在5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物的存在下被氧化。
【2】.如【1】所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极侧电极中不含贵金属催化剂和酶。
【3】.如【1】所述的燃料电池，其特征在于，所述还原性燃料是选自抗坏血酸、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸和氢气中的至少1种以上还原性燃料。
【4】.如【1】所述的燃料电池，其特征在于，所述化合物含在与阳极侧电极接触的燃料中。
【5】.如【1】所述的燃料电池，其特征在于，所述化合物存在于阳极侧电极的与燃料接触的表面。
【6】.如【1】所述的燃料电池，其特征在于，所述还原性燃料以0.2～5.0M的浓度含有所述化合物。
【7】.如【1】所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极侧电极含有碳材料。
【8】.如【1】所述的燃料电池，其特征在于，所述杂环式化合物是5元环的含有氮的杂环式化合物。
【9】.如【1】所述的燃料电池，其特征在于，所述杂环式化合物是具有咪唑环的化合物。
【10】.如【1】所述的燃料电池，其特征在于，所述杂环式化合物是选自吡唑、噻唑、1-乙烯基咪唑、聚乙烯基咪唑和组氨酸中的1种以上化合物。
本说明书中包含本申请的优先权基础即日本专利申请2012-278610号说明书和/或其附图中记载的内容。
发明效果
本发明能够使具有非催化性的阳极电极、且使用还原剂作为燃料的燃料电池的输出大幅提高。
附图说明
图1是示意性地示出采用本发明的一例燃料电池的模式图。
图2是实施例中制作的燃料电池的试件的截面图。
图3是示出实施例1和比较例1的燃料电池的电池特性的比较结果的特性图。
图4是示出实施例2和比较例1的燃料电池的电池特性的比较结果的特性图。
图5是显示实施例3～7的燃料电池(作为还原剂使用2M抗坏血酸钠)的电池特性测定结果的特性图。
图6是显示实施例3～7的燃料电池(作为还原剂使用NADH)的电池特性测定结果的特性图。
具体实施方式
下面参照附图来具体地说明本发明。
本发明中的燃料电池是阴极电极和阳极电极隔着电解质相对的燃料电池，是向阳极电极供给的还原性燃料在5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物的存在下被氧化的类型的燃料电池。本发明的燃料电池特别是，优选在阴极电极和阳极电极中的至少阳极电极不具有催化功能。
图1示意性地示出了采用本发明的一例燃料电池。图1所示的燃料电池1具有阳极侧电极11、阴极侧电极12、以及配置在阳极侧电极11和阴极侧电极12之间的、具有离子传导性的膜13(以下称作电解质膜13)。再者，燃料电池1中，阳极侧电极11配置在阳极室14的内部，阴极侧电极12配置在阴极室15的内部。再者，在阳极室14中填充或供给了还原性燃料。再者，特别是，本发明的燃料电池1，优选填充或供给到阳极室14中的还原性燃料含有作为燃料的还原剂、和5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物。
再者，本发明的燃料电池中，5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物，可以预先与要填充或供给到阳极室14的还原性燃料混合，也可以与该还原性燃料分开地供给到阳极室14中。此外，本发明的燃料电池中，5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物也可以存在于阳极侧电极11的与还原性燃料接触的表面。例如、通过将含有5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物的溶液涂布到阳极侧电极11的与燃料接触的表面，可以使该表面存在5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物。或者，也可以在制作构成阳极侧电极11的电极材料之际预先混合5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物。
这里的还原性燃料是指在氧化还原反应中使其他化学物质还原的化合物(还原剂)。即、还原性燃料在氧化还原反应中被氧化。因而，还原性燃料为电子供体。作为燃料电池1中能够使用的还原性燃料，可以列举出抗坏血酸、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(以下称作NADH)、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(以下称作NADPH)和氢气等。其中，作为还原性燃料，优选使用选自抗坏血酸、NADH和NADPH中的至少1种以上的还原性燃料，特别是，更优选使用抗坏血酸作为还原性燃料。
对还原性燃料的浓度(换而言之是还原剂的浓度)没有特殊限定，可以是例如0.2～2.0M。还原性燃料的浓度高于该范围时，有粘度上升而使得基质扩散不充分之虞。此外，如果还原性燃料的浓度低于该范围，则有得不到充分的输出之虞。
这里的5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物，是指在由碳构成的5元环或6元环化合物中的1个以上的碳、优选为2个碳被氮替换了的化合物。再者，该杂环式化合物可以是脂肪族化合物，也可以是芳香族化合物。作为5元环或6元环的具有氮的脂肪族杂环式化合物，没有特殊限定，可以列举出2-咪唑烷酮、哌啶、哌嗪、吗啉、和吡咯烷以及它们衍生物。作为5元环或6元环的具有氮的芳香族杂环式化合物，没有特殊限定，可以列举出吡咯、咪唑、吡唑、唑、异唑、噻唑、异噻唑、三唑、吡啶、嘧啶、哒嗪、吡嗪、1,2,3-三嗪和联吡啶以及它们的衍生物。其中，优选使用5元环的含有氮的杂环式化合物、特别是5元环的含有氮的芳香族杂环式化合物。通过使用5元环的含有氮的杂环式化合物、特别是5元环的含有氮的芳香族杂环式化合物，能够提高燃料电池的输出。再者，上面列举的杂环式化合物中、5元环的含有氮的杂环式化合物为吡咯烷、吡咯、咪唑、吡唑、唑、异唑、噻唑、异噻唑。
此外，作为5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物，优选具有咪唑环的化合物(咪唑衍生物、咪唑系化合物)。通过使用具有咪唑环的化合物，能够提高燃料电池的输出。
更具体地说，作为5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物，特别优选使用选自吡唑、噻唑、1-乙烯基咪唑、聚乙烯基咪唑和组氨酸中的化合物(1种或多种)。通过使用这些吡唑、噻唑、1-乙烯基咪唑、聚乙烯基咪唑和组氨酸，能够大幅提高燃料电池的输出。
这里作为具有咪唑环的化合物，没有特殊限定，除了咪唑以外，还可以列举出咪唑衍生物、即组氨酸、1-乙烯基咪唑、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、2-乙基咪唑、咪唑-2-甲酸乙酯、咪唑-2-甲醛、咪唑-4-甲酸、咪唑-4,5-二羧酸、咪唑-1-基-乙酸、2-乙酰苯并咪唑、1-乙酰咪唑、N-乙酰咪唑、2-氨基苯并咪唑、N-(3-氨基丙基)咪唑、5-氨基-2-(三氟甲基)苯并咪唑、4-氮杂苯并咪唑、4-氮杂-2-巯基苯并咪唑、苯并咪唑、1-苄基咪唑、1-丁基咪唑)等。特别是，作为咪唑系化合物，优选使用咪唑、组氨酸和/或1-乙烯基咪唑。通过使用咪唑、组氨酸和/或1-乙烯基咪唑，能够大幅提高固定化酶的酶活性。
此外，作为具有咪唑环的化合物，可以使用聚乙烯基咪唑和聚苯并咪唑以及它们的衍生物之类的聚合物。特别是，优选使用聚乙烯基咪唑。通过使用聚乙烯基咪唑，能够大幅提高固定化酶的酶活性。再者，此时聚合物的分子量优选为5000～1000000、更优选5000～200000、最优选100000～200000。
此外，还原性燃料中含有的咪唑系化合物的浓度，在将咪唑系化合物混合在溶液中使用的情况虽然没有特殊限定，但优选为0.2～5.0M、更优选0.5～2.0M(浓度的值是以咪唑基换算得到的)。通过使咪唑系化合物的浓度在该范围，能够使还原性燃料的氧化反应中反应效率优异、实现更优异的输出。在咪唑系的浓度低于该范围时，有还原性燃料的氧化反应的反应效率提高效果变低之虞。此外，在咪唑系化合物的浓度高于该范围时，有溶液的粘度变高、反应性降低之虞。
进而，在将咪唑系化合物涂布在载体阳极侧电极11上使用的情况，咪唑系化合物优选为2.0～50nmol/cm2、更优选5.0～20nmol/cm2。通过使咪唑系化合物的浓度在该范围，还原性燃料的氧化反应中的反应效率优异，能够实现更优异的输出。在咪唑系的浓度低于该范围时，有还原性燃料的氧化反应的反应效率的提高效果降低之虞。此外，在咪唑系化合物的浓度高于该范围时，有溶液的粘度变高，反应性降低之虞。
这里的阳极侧电极11由具有导电性的电极材料构成。阳极侧电极11优选不具有催化还原性燃料的氧化反应的功能。这里的不具有催化功能，大致与不具有生物燃料电池中的酶(含有固定化酶)、固体高分子型燃料电池等中的铂等贵金属催化剂的含义相同。即、本发明的燃料电池不具有生物燃料电池中的酶、固体高分子型燃料电池等中的铂等贵金属催化剂。再者，作为电极材料，没有特殊限定，可以使用例如、炭黑、碳毡、碳纸和活性炭等碳材料。
接下来，对阴极侧电极12予以说明。阴极侧电极12由电极材料和还原反应关联剂构成。作为阴极侧电极12中的还原反应关联剂，可以使用例如、担载了铂等金属催化剂作为电极催化剂的碳粉末、或由氧还原酶和介体(mediator)构成的物质。
作为可以作为还原反应关联剂使用的氧还原酶，可以使用胆红素氧化酶(bilirubin oxidase)、漆酶(laccase)、过氧化物酶(peroxidase)等。此外，作为介体，可以使用与前面所述的同样的。另一方面，还原反应关联剂在是由担载有金属催化剂的碳粉末构成的情况，作为金属催化剂，可以使用例如、铂、铁、镍、钴、钌等。此外，作为碳粉末，可以使用例如、乙炔黑、炉黑、槽法炭黑、热裂解炭黑等炭黑等。
在阴极室15内的阴极侧电极12上，进行由氧气和质子生成水的反应。因此，需要对阴极侧电极12供给反应所需的氧气。为此，可以例如，通过向阴极室15内导入含氧气的气体(例如空气)来向该反应供给使用氧气。此外，也可以向阴极室15内供给添加铁氰化钾等牺牲试剂的缓冲液(含氧气)等。此外，构成阴极侧电极12的还原反应关联剂，只要是担载了铂等金属催化剂的碳粉末，还可以使用氧气。
在使用氧还原酶和介体作为还原反应关联剂的情况，可以以将氧还原酶和介体通过聚合物和交联剂固定在电极材料上的固定化酶的形式来制作阴极侧电极12。此外，例如、可以将氧还原酶和介体溶解在缓冲溶液中，使该溶解液浸渗电极材料，来制作作为阴极侧电极12的固定化酶。这里可以使用的聚合物、交联剂和缓冲溶液，可以与上述的阳极侧电极11使用同样的。另一方面，在使用担载有金属催化剂的碳粉末的情况，可以通过将担载有金属催化剂的碳粉末通过与后述的电解质膜13同样的电解质(例如、全氟烃磺酸系的电解质)固定在电极材料上而制作阴极侧电极12。
此外，电解质膜13，只要是不具有电子传导性但具有质子传导性就没有特殊限定。可以列举出例如、全氟烃磺酸系的树脂膜、三氟苯乙烯衍生物的共聚膜、含浸磷酸的聚苯并咪唑膜、芳香族聚醚酮磺酸膜等。具体地可以使用ナフィオン(注册商标)。
以上那样构成的本发明的燃料电池1，例如、在供给阳极侧电极11的燃料中作为还原性燃料使用抗坏血酸的情况，在阳极侧电极11和在阴极侧电极12的氧化还原反应分别以下式(1)和(2)表示。
阳极：抗坏血酸→脱氢抗坏血酸+2H++2e-   (1)
阴极：2H++1/2O2+2e-→H2O   (2)
即、在阳极侧电极11，进行抗坏血酸等还原性燃料被氧化、产生氢离子和电子的反应。电子通过介体被转移到电极材料，进而通过外部电路被转移到阴极侧电极12。氢离子介由电解质膜13向阴极侧电极12移动。另一方面，在阴极侧电极12，氢离子、电子、氧气发生反应，进行生成水的反应。通过这些反应而向外部电路释放能量。
本发明的燃料电池1，阳极侧电极11中还原性燃料的氧化反应(作为一例是上述(1)的反应)在5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物的存在下进行。因此，本发明的燃料电池1，与没有在5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物的存在下进行相同氧化反应的情况相比，能够实现高输出。
实施例
下面使用实施例来对本发明进行更具体说明，但本发明的技术范围不受以下实施例限定。
〔实施例1～2〕
本实施例中制作具有还原性燃料、含有咪唑系化合物作为5元环或6元环的含氮和碳的杂环式化合物的燃料、以及非催化性阳极电极的燃料电池，并评价该电池特性。
具体地在本实施例中，制作出图2中示意性示出的试验电池，并评价输出特性。图2所示的试验电池具有阳极侧电极11和阴极侧电极12隔着电解质膜13对向的结构。此外，图2所示的试验电池具有与阳极侧电极11接触而设置的阳极侧集电体20、和与阴极侧电极12接触而设置的阴极侧集电体21。进而，图2所示的试验电池结构如下：用硅树脂22夹着由这些阳极侧集电体20、阳极侧电极11、电解质膜13、阴极侧电极12和阴极侧集电体21组成的叠层结构，进而将硅树脂22夹在一对丙烯酸类基板23中。更具体地，如下那样制作试验电池。
(1-1)阳极侧电极11的制作
将由炭黑、10％聚乙烯基吡啶、N-甲基吡咯烷酮混和而成的分散溶液涂布到切成1cm2的碳毡(东丽社制、商品名：トレカマット)上，使其干燥，作为阳极侧电极11。
(1-2)阴极侧电极12的制作
将炭黑、10％聚乙烯基吡啶、N-甲基吡咯烷酮混和而成的分散溶液涂布到切成1cm2的碳毡(东丽社制、商品名：トレカマット)上，使其干燥后作为阴极侧电极12。
(1-3)实施例1的燃料电池的制作
使用如上那样制作的阳极侧电极11、阴极侧电极12，制作由阳极侧集电体20、阳极侧电极11、电解质膜13、阴极侧电极12和阴极侧集电体21组成的层叠结构。然后向阳极侧电极11供给2M抗坏血酸钠、1M咪唑-HCl(pH7.0)溶液，向阴极供给1M铁氰化钾溶液，而制作燃料电池(实施例1)。
(2-3)实施例2的燃料电池的制作
作为实施例2的燃料电池，将向阳极供给的燃料中含有的还原剂从2M的抗坏血酸钠换成1M的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，除此以外，与实施例1同样地制作燃料电池。
(3-3)比较例1的燃料电池的制作
作为比较例1的燃料电池，将向阳极供给的燃料变为2M抗坏血酸钠溶液(不含1M咪唑-HCl的溶液)，除此以外，与实施例1同样地制作燃料电池。
＜特性评价＞
针对如上那样制作的实施例1、实施例2和比较例1的燃料电池，如下那样评价电池特性。即、作为在电池两极间串联连接的外部负荷装置使用ELECTRONIC Load PLZ164WA(KIKUSUI社制)和WAVY FORPLZ-4W软件(KIKUSUI社制)来测定电池输出。测定在室温条件下(约25℃)下实施。
针对实施例1的燃料电池和比较例1的燃料电池，比较它们的电池输出，结果如图3所示。如图3所示，比较例1的燃料电池的输出为5.4mW/cm2，与此相对，实施例1的燃料电池的输出为6.6mW/cm2。
此外，比较实施例2的燃料电池和比较例1的燃料电池的电池输出，结果如图4所示。如图4所示，比较例1的燃料电池的输出为4.28mW/cm2，与此相对，实施例1的燃料电池的输出为6.51mW/cm2。
如以上的结果所示，在向非催化性的阳极侧电极11供给含有抗坏血酸、NADH等还原剂的燃料、通过还原剂的自氧化而产生电力的燃料电池中，如果在咪唑系化合物的存在下进行还原剂的氧化反应，则可以显示出优异的电池特性。
〔实施例3～7〕
本实施例中作为5或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物使用了各种杂环式化合物，与实施例1同样地制作燃料电池，评价其电池特性。即、实施例3～7中除了使用表1所示的杂环式化合物代替1M咪唑-HCl以外，与实施例1和2同样地制作燃料电池(作为还原剂使用2M抗坏血酸钠的燃料电池、和作为还原剂使用NADH的燃料电池)。再者，实施例6中使用的聚乙烯基咪唑的分子量为111500。
表1
化合物
实施例3 1M吡唑
实施例4 1M噻唑
实施例5 1M 1-乙烯基咪唑
实施例6 1M聚乙烯基咪唑
实施例7 0.2M组氨酸
然后，针对制作出的燃料电池，与实施例1和2同样地评价电池特性。即、通过使用ELECTRONIC Load PLZ164WA(KIKUSUI社制)和WAVYFOR PLZ-4W软件(KIKUSUI社制)作为在电池两极间串联连接的外部负荷装置来计测电池输出。测定在室温条件下(约25℃)实施。
对使用2M抗坏血酸钠的实施例3～7的燃料电池测定电池输出，结果如表2和图5所示。再者，表2和图5中示出了使用不含上述杂环式化合物的2M抗坏血酸钠溶液的燃料电池(比较例)测定电池输出的结果。
表2
化合物 输出密度(mW/cm2)
比较例 2M抗坏血酸钠 5.13
实施例3 1M吡唑 6.07
实施例4 1M噻唑 5.69
实施例5 1M 1-乙烯基咪唑 7.73
实施例6 1M聚乙烯基咪唑 6.31
实施例7 0.2M组氨酸 5.83
此外，对使用NADH的实施例3～7的燃料电池测定电池输出，结果如表3和图6所示。再者，表2和图5示出了对使用含有上述杂环式化合物的NADH溶液的燃料电池(比较例)测定电池输出的结果。
表3
化合物 输出密度(mW/cm2)
比较例 0.5M NADH 4.22
实施例3 1M吡唑 4.83
实施例4 1M噻唑 4.65
实施例5 1M 1-乙烯基咪唑 5.84
实施例6 1M聚乙烯基咪唑 5.71
实施例7 0.2M组氨酸 5.31
从表2和3以及图5和6可知，在向非催化性的阳极侧电极11供给含有抗坏血酸、NADH等还原剂的燃料、通过还原剂的自氧化而产生电力的燃料电池中，如果在表1所示的各种杂环式化合物的存在下进行还原剂的氧化反应，则能够实现优异电池特性。
特别是还显示出了，在利用抗坏血酸、NADH等还原剂的燃料电池中，如果在1-乙烯基咪唑或聚乙烯基咪唑的存在下进行还原剂的氧化反应，则能够实现显著优异的电池特性。
附图标号说明
1…燃料电池、11…阳极侧电极、12…阴极侧电极、13…电解质膜
本说明书中将引用的所有期刊、专利和专利申请直接作为参考， 引入本说明书中。

Claims (10)

1.一种燃料电池，其特征在于，具有阳极侧电极、阴极侧电极和配置在这些阳极侧电极和阴极侧电极之间的具有离子传导性的膜，存在于所述阳极侧电极的还原性燃料在5元环或6元环的含有氮和碳的杂环式化合物的存在下被氧化。
2.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极侧电极中不含贵金属催化剂和酶。
3.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述还原性燃料是选自抗坏血酸、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸和氢气中的至少1种以上还原性燃料。
4.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述化合物含在与阳极侧电极接触的燃料中。
5.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述化合物存在于阳极侧电极的与燃料接触的表面。
6.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述还原性燃料以0.2～5.0M的浓度含有所述化合物。
7.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极侧电极含有碳材料。
8.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述杂环式化合物是5元环的含有氮的杂环式化合物。
9.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述杂环式化合物是具有咪唑环的化合物。
10.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述杂环式化合物是选自吡唑、噻唑、1-乙烯基咪唑、聚乙烯基咪唑和组氨酸中的1种以上化合物。
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