CN1519967A - 直接型燃料电池发电装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种直接型燃料电池发电装置。由多个电偶部分构成的直接型甲醇燃料电池发电装置至少具有2个设置了含阳极催化剂层的阳极、含阴极催化剂层的阴极、及配置于上述阳极与上述阴极间的电解质膜的电偶部分单位；同时，还具有收容燃料的燃料容器和用于将燃料供给上述电偶部分单位的燃料流路；上述燃料流路(3)为从上述燃料容器经由第1电偶部分单位和第2电偶部分单位再次返回到第1电偶部分单位的流路，具有不在其间进行分支的流路。这样，可进行各电偶部分单位的输出的偏差少的稳定的燃料供给。

Description

直接型燃料电池发电装置

技术领域

本发明涉及一种使用甲醇或甲醇水溶液等的直接型燃料电池发电装置，特别是涉及通过改善燃料流过的流路板的流路的形状从而获得稳定的输出的直接型燃料电池发电装置。

背景技术

燃料电池为通过电化学反应将氢、碳氢化合物、或酒精等燃料具有的化学能转换成电能的装置，希望作为高效率而且低公害型的发电装置。

在该燃料电池中，将离子交换树脂膜用作电解质的固体高分子型燃料电池为作为电动汽车用的电源或住宅用的电源近年来加速开发的燃料电池。该固体高分子型燃料电池将包含氢的燃料气体供给阳极电极侧，将氧气或空气供给到阴极电极侧。在阳极电极·阴极电极中，分别发生(式I)和(式II)所示反应，产生电动势。

阳极电极：   ……(式1)

阴极电极：     ……(式II)

即，由阳极电极内部的催化剂从氢生成电子和质子，电子取出到外部电路。质子在质子导电性电解质膜内传导、达到阴极电极时，在阴极电极内部的催化剂上与电子和氧进行反应，生成水。由这样的电化学反应发电。

另一方面，近年来直接型甲醇燃料电池引人注目。图58示出直接型甲醇燃料电池中的电偶部分单位的构造。在直接型甲醇燃料电池的构成中，由阳极电极3和阴极电极6夹持质子导电性电解质膜7(例如全氟碳磺酸系离子交换膜，最好使用杜邦公司制造的Nafion等)。各电极由基板1、5和催化剂层2、4构成，催化剂层通过在全氟碳磺酸树脂分散能媒或承载了催化剂的碳黑等而构成。催化剂一般为贵金属催化剂或其合金，承载于碳黑等载体进行使用的场合较多。最好使用Pt-Ru合金作为阳极电极的催化剂，将Pt作为阴极电极的催化剂。在驱动该燃料电池时，将甲醇和水供给到阳极电极侧，将氧气或空气供给到阴极电极，从而分别在阳极电极·阴极电极发生式(III)、(式IV)的所示反应。

阳极电极：   ……(式III)

阴极电极：   ……(式IV)

即，由阳极电极催化剂中的催化剂，从甲醇和水生成电子、质子、二氧化碳，生成的二氧化碳排放到大气中。电子作为电流取出到外部。另外，质子沿质子导电性电解质膜移动，达到阴极电极，与电子和氧反应，生成水。根据该电化学反应进行发电。

在该直接型甲醇燃料电池发电装置中，开路电压通常为0.6V～0.8V，在伴随着负荷电流的实际的发电中下降到0.5V附近的电压。因此，为了获得电子回路和电气设备的动作受到补偿的电压，需要电连接多个电偶部分单位。因此，将多个电偶部位单位叠层，需要用于将燃料均匀地供给其的流路形状和配管，提出有各种各样的方案。如大体划分这些众多的流路或配管的构造，则可分成按电偶部分单位的个数使从收容燃料的燃料容器引导的配管和流路分支的并列型流路的构造和1个流路依次绕到多个电偶部分单位的直列型流路的构造这样2种构造。

然而，前者易于产生由流路的分支和配管引起的相对各电偶部分单位的燃料供给状态的偏差，需要用于减少该偏差的进一步的改善。另外，在后者，由于依次由多个电偶部分单位消耗燃料，所以，产生由位于流路前半的电偶部分单位和位于流路后半的电偶部分单位的燃料的浓度差形成的输出的差异，其中需要用于减少该差异的细致的流路形状的设计。

另外，作为叠层多个电偶部分单位和流路板的方法，广泛地采用电偶部分单位的阳极电极或阴极电极统一到一个方向地交替叠层的双极构造。在该双极构造中，由良导电体的部件形成隔开电偶部分单位的流路板，对单片的流路板的单面形成燃料用流路，供给燃料，对另一面形成氧化剂用流路，供给氧化剂，仅使电偶部分单位简单地交替叠层该流路板，可容易地获得电串联状态。即，由于可省略用于使来自多个电偶部分单位的电输出直列的电配线，所以，可简化叠层构造。

然而，实际上在很多场合，采取并列多个地配置机械强度或空间的制约得到补偿的叠层数的叠层单位获得对其进行电连接的手段。例如，提出有由绝缘性的部件使导电性的流路板相互绝缘地集中的那样的构造。

为了实施该双极型叠层的小型化，当消除依存于电偶部分单位的要素时，流路板自身的薄型化最有效果，根据构造和材料的观点进行分析。

为了在构造上使流路板的厚度薄型化，可考虑减小阳极和阴极流路的深度的方法和减小分隔阳极/阴极流路的层的厚度的方法。关于前者，由在流路的压力损失进行限制，只要忽视对泵的负担，则理论上可形成得非常薄，但实际上必须考虑包含泵消耗的电力的系统整体的发电效率和工作精度。对于后者，受到相对材质的燃料和氧化剂的透过性的限制，随着薄膜化，材料的强度成为限制。

另外，从材料的观点出发，还进行了流路板的薄型化的尝试。通常，作为流路板材质，多使用碳作为具有导电性的材料，但对于纯粹的碳，从强度、透过性、工作精度的观点出发，不可能形成为1～2mm以下的厚度。因此，使用通过使一些树脂浸透或混合从而提高上述特性的材料。然而，当提高碳以外的非导电性的成分的比例时，不仅电阻增大，而且难以具有与一般适于薄型的成形的那样的树脂或塑料的强度相当的那样的特性。

因此，为了解决上述碳制的流路板的强度和透过性的问题，还提出有将金属用作流路板的方案。然而，流路板由于为与燃料、氧化剂、电极部分连接、取出电流的部分，所以，用作流路板材料的金属必须具有足够的耐腐蚀性。从化学的观点出发，可利用的金属为金、铂、铑、铱、钌等贵金属，但使用这些金属材料的流路板从成本面考虑难以在工业上应用。因此，当通常形成金属流路板时，采用将具有一些耐蚀性的作为贱金属的钛或一部分的合金等作为基材、对其表面全面由上述贵金属系的金属进行涂覆的手法。然而，即使在这样制成的流路板中，如在紧固电极时产生针孔程度的损伤，则可认为腐蚀从该部分进行，如还考虑到上述成本面，则可以认为使用碳作为流路板材料比使用金属在现状下更有利。

如上述那样，从构造和材料的观点出发进行了使双极型叠层薄型化的各种尝试，但还未对现状进行大的改善。在这样的状况下，作为使叠层构造薄型化的一个方法，近年来还提出仅将氧化剂或燃料供给到1个流路板，在流路板双面仅配置阴极电极或阳极电极的单极型的叠层构造。

在单极构造中，与双极构造相比，电偶部分单位的两极的朝向在叠层方向上不统一，所以，存在仅由叠层不能简单地由多个电偶部分单位形成电串联状态的缺点。另一方面，由于在1片的流路板仅供给氧化剂和燃料中的任一方，所以，不需要使背面和表面的流路独立，因此，可取消分隔背面和表面的流路的厚度量，这一点对构造有利。另外，由相当可与双极构造相同深度的流路也可使浸润边缘长度变短，所以，可预想到流路的压力损失下降，可使流路深度进一步变浅。

因此，作为小型化要求特别强、面向携带信息终端的燃料电池发电装置的叠层构造，单极型叠层构造较有希望。另外，在考虑这样的应用的场合，使用不需要化油器和改性器等辅助设备的直接型甲醇燃料电池的可能性高，期待提出直接型甲醇燃料电池用途单极型叠层构造的方案。

在直接型甲醇燃料电池中，随着阳极电极消耗甲醇水溶液，在该阳极电极以气泡的形式产生作为反应生成物的二氧化碳。另外，产生的气体的二氧化碳的体积与供给的液体的甲醇水溶液相比为数倍的体积，在流路中的二氧化碳的体积膨胀成为妨碍流路内的甲醇水溶液的流动的重要原因。一旦妨碍流路内部的甲醇水溶液的流动，则在阳极电极产生燃料供给速度控制，不能获得高负荷电流密度。

即，这意味着直接型甲醇燃料电池的输出功率下降，在滞留于流路内部的二氧化碳被清除之前输出功率不会恢复。该气液二层流的问题在阴极电极侧的流路中也可能发生，但由于与气体比较液体的体积变化率小和壁间摩擦力大等原因，比在阴极电极侧的流路内部产生的问题严重得多。即，在供给液体燃料的直接型甲醇燃料电池中比在将气体的氢作为燃料供给阳极电极并且不会产生气体生成物的固体高分子型燃料电池(PEM、PEFC)中问题更严重，从该观点出发的流路设计在提出直接型甲醇燃料电池用途单极型流路板的方案中为重要的一点。

因此，首先，为了在直接型甲醇燃料电池中实现流路内部的甲醇水溶液的平稳的流动，一般减少流路断面。这是为了通过有效地增大在流路中流动的燃料的流速使得易于排出在流路内部产生的二氧化碳。另外，为了在减小流路断面的状态下使燃料到达电偶部分单位的整个面，常使用细小流路折叠几次的形状的蛇形流路。

特别是该蛇形流路可作为双极型流路板容易形成，所以，在形成双极型流路板时多采用蛇形流路。另外，为了提高发电效率，相反地减小分隔相邻流路的栉状凸部的宽度，以增大电偶部分单位与甲醇水溶液接触的面积。

然而，为了提高发电效率，当极端减小栉状凸部的宽度时，电偶部分单位的电极的最外侧的集电部分为多孔质，所以，以该处膨胀的二氧化碳的气泡短路到相邻的流路，成为不在流路的行进方向以正确的秩序施加压力的状态。这样，产生在短路、二氧化碳的气泡不通过的流路部分滞留燃料这样的问题。相反，当燃料短路时，产生二氧化碳滞留的这样的问题。因此，一般栉状凸部构造的宽度基本上大体设计为1mm左右的场合较多。

即，为了在直接型甲醇燃料电池的双极型流路板进行适当的燃料供给，最好采用栉状凸部构造的宽度为1mm左右的蛇形流路，另外，需要由适当的压力将电偶部分单位的电极面推压到流路板。

然而，相对单极型流路板，不能使用同样的流路构造。这是因为，在贯通流路板的两面地制作的蛇形流路中，栉状凸部构造成为从流路板的周围仅在极小的1个部位的部分浮起的状态，即使对于在双极型流路板中基本没有问题的流路内的压力，也容易引起二氧化碳和燃料的短路。另外，解决该问题的方法现在还未提出，作为近年进行研究的单极型流路板的流路形状，仍停留于使用仅使直线的多个流路平行地排列的单纯的构造。因此，期待提出用于提高发电效率的流路形状和实现该形状的流路板构造、材料。

以上列举的单极构造的问题在容易形成的金属制流路板的场合也相同，另外，与流路板的切断面变得非常多相应，提高耐蚀性处理的均匀性变得更困难。另外，与双极构造同样，在并列地沿流路板平面方向排列电偶部分单位时，不得不采用隔开绝缘部件的复杂构造。

(专利文献1)

日本特开平11-67258号公报

当为上述直接型甲醇燃料电池时，存在以下那样的问题。即，在直接型甲醇燃料电池中，从作为液体燃料的甲醇的能量密度的高度考虑，可期待作为携带电子设备的电源，另外，从燃料为液体这一点考虑也没有必要对燃料加压，另外，与将氢作为燃料的固体高分子型燃料电池相比，从流路与电偶部分单位的间隙的燃料的漏出的可能性也少。因此，与固体高分子型燃料电池的燃料供给用流路不同，可考虑较复杂的流路构造和流路配置，但未提出有解决了并列型流路和直列型流路的各问题点的直接型甲醇燃料电池发电装置的流路构造。

另外，当采用以用于集电的碳为主体的流路板时，用于进行1片流路板的薄型化的碳材的改良和开发的必要性、使用用于在平面方向的并列化的绝缘性部件的一体成型化的技术的必要性、多种部件在制造工序中为必要的烦杂性等，使得成为携带设备用小型燃料电池发电装置的迅速的开发和生产的障碍。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种由多个电偶部分单位构成的直接型燃料电池发电装置，该直接型燃料电池发电装置的各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给。

为了解决上述问题以达到目的，本发明的直接型燃料电池发电装置如以下那样构成。

(1)具有电偶部分单位群、第1流路板、及第2流路板；该电偶部分单位群包括由含阳极催化剂层的阳极和含阴极催化剂层的阴极隔着电解质膜而形成的多个电偶部分单位；该第1流路板形成有以接触于这些电偶部分单位群的阳极的方式配置的、在其内部流过燃料的第1流路；该第2流路板形成有以接触于上述电偶部分单位群的阴极的方式配置、在其内部流过氧化剂的第2流路；上述第1流路从其入口到出口不分支地接触于上述电偶部分单位群的所有阳极而通过，并且与至少1个电偶部分单位的阳极接触多次地形成。

(2)具有电偶部分单位群、第1流路板、及第2流路板；该电偶部分单位群包括由含阳极催化剂层的阳极和含阴极催化剂层的阴极隔着电解质膜而形成的多个电偶部分单位；该第1流路板形成有以接触于这些电偶部分单位群的阴极的方式配置的、在其内部流过氧化剂的第1流路；该第2流路板形成有以接触于上述电偶部分单位群的阳极的方式配置的在其内部流过燃料的第2流路；上述第1流路从其入口到出口不分支地接触于上述电偶部分单位群的所有阴极而通过，并且与至少1个电偶部分单位的阴极接触多次地形成。

(3)上述(1)或(2)所述的直接型燃料电池发电装置的特征在于：当n为上述电偶部分单位群具有的电偶部分单位的数量，s为上述第1流路分别通过各电偶部分单位的次数，h为流路区域的数量，即n与s的积，br，m(1≤m≤n，1≤r≤s)为分配给上述流路区域的编号，为h以下的自然数，Zbr，m为各流路区域与流路供给口的距离，Lo为上述第1流路的有效长度时，满足下式。

(数2)

$0\≤|\frac{L_0(h+2)}{2h}-\frac{1}{s}\underset{i=1}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}{Z}_{b_{i,m}}|\≤\frac{1}{20}\frac{L_0(h+2)}{2h}--------\left(1\right)$

$b_{r,m}=m+n(r-1)-(2m-n+1)\frac{1-{(-1)}^{r-1}}{2}------\left(2\right)$

(4)具有第1和第2电偶部分单位层、第1流路板、第2流路板、第3流路板、及外部电极；该第1和第2电偶部分单位层通过由含阳极催化剂层的阳极和含阴极催化剂层的阴极隔着电解质膜而形成；该第1流路板形成有接触于第1电偶部分单位群的阳极的、燃料流过的第1流路；该第2流路板在一方的面侧形成有接触于上述第1电偶部分单位群的阴极的、氧化剂流过的第2流路，同时在另一方的面侧形成有接触于上述第2电偶部分单位群的阴极的、氧化剂流过的第3流路；该第3流路板形成有以接触于上述第2电偶部分单位群的阳极的方式配置的、燃料流过的第4流路；该外部电极用于与外部连接；上述第1～第3流路板由绝缘部件构成，在上述第1～第3流路板形成有用于使上述第1和第2电偶部分单位群的阳极和阴极相互间或与上述外部电极导通的导电部分。

(5)具有第1和第2电偶部分单位群、第1流路板、第2流路板、第3流路板、及外部电极；该第1和第2电偶部分单位群通过由含阳极催化剂层的阳极和含阴极催化剂层的阴极隔着电解质膜而形成；该第1流路板形成有接触于第1电偶部分单位群的阴极的、氧化剂流过的第1流路；该第2流路板在一方的面侧形成有接触于上述第1电偶部分单位群的阳极的、燃料流过的第2流路，同时在另一方的面侧形成有接触于上述第2电偶部分单位群的阳极的、燃料流过的第3流路；该第3流路板形成有以接触于上述第2电偶部分单位群的阴极的方式配置的、氧化剂流过的第4流路；该外部电极用于与外部连接；上述第1～第3流路板由绝缘部件构成，在上述第1～第3流路板形成有用于使上述第1和第2电偶部分单位群的阳极和阴极相互间或与上述外部电极导通的导电部分。

(6)上述(4)或(5)所述的直接型燃料电池发电装置的特征在于：上述第1流路板具有上述流路按在上述流路板的平面方向折曲或蛇行的形状形成的反应流路和按上述第1流路板的厚度方向贯通的贯通流路。

(7)上述(4)或(5)所述的直接型燃料电池发电装置的特征在于：上述第1～第3流路板在流路内形成有用于保持各流路的断面形状的加强部件。

(8)上述(7)所述的直接型燃料电池发电装置的特征在于：上述加强部件具有上述流路的断面面积的50％以下的断面积和0.2mm以上的厚度。

(9)上述(7)或(8)所述的直接型燃料电池发电装置的特征在于：上述加强部件形成上述导电部分的一部分。

(10)上述(4)或(5)所述的直接型燃料电池发电装置的特征在于：上述流路板在上述流路中的接触于上述阳极电极或上述阴极电极的部分相互间具有形成为隧道状的贯通部分，该贯通部分的出口或入口配置在从上述阳极电极或上述阴极电极的端部到上述阳极电极或阴极电极的内侧方向0.5mm以上1.0mm以内的范围。

(11)上述(4)或(5)所述的直接型燃料电池发电装置的特征在于：上述流路板在上述流路中的接触于上述阳极电极或上述阴极电极的部分与上述流路的供给口或排出口之间具有形成为隧道状的贯通部分，该贯通部分的出口或入口配置在从上述阳极电极或上述阴极电极的端部到上述阳极电极或阴极电极的内侧方向0.5mm以上1.0mm以内的范围。

(12)上述(4)或(5)所述的直接型燃料电池发电装置的特征在于：上述流路板通过粘合多个绝缘性树脂部件而形成。

(13)上述(4)或(5)所述的直接型燃料电池发电装置的特征在于：上述绝缘部件由聚醚酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、三聚氰胺酚树脂、硅酮树脂、聚碳酸酯树脂、耐热乙烯基酯树脂、双酚F型环氧树脂、酚线型酚醛清漆型环氧树脂、酚醛树脂、酞酸二烯丙酯树脂、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中的任一种或不同的多种树脂部件的组合形成。

(14)上述(4)或(5)所述的直接型燃料电池发电装置的特征在于：在上述流路板上一体地形成有暂时储存上述燃料或上述氧化剂的空间。

(15)至少具有2个设置了含阳极催化剂层的阳极、含阴极催化剂层的阴极、及配置于上述阳极与上述阴极间的电解质膜的电偶部分单位；同时，还具有收容燃料的燃料容器和形成有用于将氧化剂或燃料供给上述电偶部分单位的流路的流路板；上述流路为从上述燃料容器经由第1电偶部分单位和第2电偶部分单位再次返回到第1电偶部分单位的流路，具有不在其间进行分支的流路。

附图说明

图1为示出本发明第1实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的透视图。

图2为示出该直接型甲醇燃料电池发电装置的要部的图。

图3为示出其流路板的第1变形例的底视图。

图4为示出直接型甲醇燃料电池的电偶部分单位的电流电压特性与甲醇水溶液的初期浓度的关系的特性图。

图5为示意地示出燃料流路的分配方法的说明图。

图6为示出本发明第2实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的要部的图。

图7为示出流路板的变形例的平面图。

图8为示出流路板的变形例的平面图。

图9为示出流路板的变形例的平面图。

图10为示出流路板的变形例的图。

图11为示出直接型甲醇燃料电池发电装置的电流电压特性的结果的图。

图12为示出在实施例1的运行条件下测定电流电压特性的结果的图。

图13为示出使用直列型流路的直接型甲醇燃料电池发电装置的图。

图14为示出实施例1的运行条件下的、比较例1的电流电压特性的图。

图15为示出使用并列型流路的直接型甲醇燃料电池发电装置的图。

图16为示出实施例1的运行条件下的电流电压特性的图。

图17为示出比较例3的发电试验结果的图。

图18为示出本发明第3实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的侧面图。

图19为示出直接型甲醇燃料电池发电装置的图，(a)为透视图，(b)为横断面图。

图20为分解地示出该直接型甲醇燃料电池发电装置的图。

图21为示出该直接型甲醇燃料电池发电装置的电流电压特性的图。

图22为示出形成组装到具有4个电偶部分单位的直接型甲醇燃料电池发电装置的直列型流路的流路板的图。

图23为示出与比较例4的叠层相关的实验结果的图。

图24为作为比较例5示出形成组装到具有4个电偶部分单位的直接型甲醇燃料电池发电装置的并列型流路的流路板的图。

图25为作为比较例5示出形成组装到具有4个电偶部分单位的直接型甲醇燃料电池发电装置的并列型流路的流路板的图。

图26为示出在实施例3的运行条件下测定电流电压获得的结果的图。

图27为示出本发明第4实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的侧面图。

图28为示出该直接型甲醇燃料电池发电装置的流路板的平面图。

图29为示出在实施例3的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置时的电流电压特性的图。

图30为示出组装到第5实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的第1～第3流路板的图。

图31为示出在实施例3的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置时的电流电压特性的图。

图32为示出本发明第6实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的图，(a)为纵断面图，(b)为沿(a)的γ-γ线切断后朝箭头方向观看的断面图。

图33为示出组装到该直接型甲醇燃料电池发电装置的第1～第3流路板的图。

图34为示出在实施例3的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置时的电流电压特性的图。

图35为示出本发明第7实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的侧面图。

图36为示出直接型甲醇燃料电池发电装置的图，(a)为透视图，(b)为断面图。

图37为示出组装到该直接型甲醇燃料电池发电装置的第1～第3流路板的图。

图38为示出在实施例3的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置时的电流电压特性的图。

图39为示出本发明第8实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的平面图和要部断面图。

图40为示出在实施例3的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置时的电流电压特性的图。

图41为示出组装到本发明第9实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的流路板的平面图和要部断面图。

图42为比较该直接型甲醇燃料电池发电装置的电流电压特性的图。

图43为示出组装到本发明第10实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的流路板的平面图和要部断面图。

图44为示出组装到本发明第11实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的流路板的图。

图45为示出在实施例9的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置时的电流电压特性的图。

图46为示出在实施例9的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置时的电流电压特性的图。

图47为示出组装到本发明第12实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的流路板的图。

图48为示出组装到本发明第13实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的流路板的平面图和要部断面图。

图49为示出贯通部分形成前的流路板的图。

图50为示出贯通部分形成工序的断面图。

图51为示出在边界壁设置贯通部分的流路板的变形例的平面图。

图52为示出在边界壁设置贯通部分的流路板的变形例的平面图。

图53为示出组装到本发明第14实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的流路板的图。

图54为示出组装到本发明第15实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的形成贯通部分的流路板的图。

图55为示出该直接型甲醇燃料电池发电装置的电流电压特性的图。

图56为示出本发明第16实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的图，(a)为纵断面图，(b)为横断面图。

图57为图56的δ1-δ1～δ5-δ5的断面图。

图58为示意地示出一般的电偶部分单位的构成的说明图。

具体实施方式

(第1实施形式)

图1为示出本发明第1实施形式的具有电偶部分单位的直接型甲醇燃料电池发电装置100的透视图。图2(a)～(c)为示出该直接型甲醇燃料电池发电装置100的要部的图，(a)为位于图中上侧的绝缘性流路板101的上面图，(b)为位于图中上侧的绝缘性流路板101的底面图，(c)为按(a)、(b)中的α1-α1线的位置切断直接型甲醇燃料电池发电装置100朝箭头方向观看到的断面图，(d)为按(a)、(b)中的α2-α2线的位置切断直接型甲醇燃料电池发电装置100朝箭头方向观看到的断面图。

图2中的符号101为绝缘性流路板(燃料侧)，符号102为绝缘性流路板(氧化剂侧)，符号103为燃料流路，符号104为燃料流路供给口，符号105为燃料流路排出口，符号106为流路背面的流路盖体，符号107为树脂性密封材料，符号108a、108b为电偶部分单位，符号109为空气流路，符号110为流路不面向电偶部分单位108a、108b地朝流路盖体106侧折曲的流路部分，符号111示出电流引出用金属制薄膜。另外，电偶部分单位108a、108b采用上述图58所示构造。图2中的103a～103h示出燃料流路103中的各区域。

在该发电部分要部的燃料流路供给口104通过燃料泵(未图示)连接到燃料供给单元，进行燃料供给。另外，在空气流路109连接用于供给空气等氧化剂的空气泵(未图示)，另外，在电流引出用金属制薄膜111连接电极端子(图中未示出)，构成燃料电池发电装置。供给空气的空气流路109的形状与已有的并列型流路相同(参照图15)。

在这样构成的直接型甲醇燃料电池发电装置中，如以下那样进行发电。即，从燃料供给单元供给的甲醇水溶液等燃料从燃料流路供给口104供给。接着，燃料依次通过与电偶部分单位108a相向的燃料流路103的区域103a、103b、103c，然后，按区域103d、103e、103f、103g的顺序通过与电偶部分单位108b相向的燃料流路103，然后，经由与电偶部分单位108a相向的区域103h从燃料流路排出口105排出到系外。燃料这样通过区域103a、103b、103c、103h期间，将燃料供给到电偶部分单位108a的阳极电极基板，在通过区域103d、103e、103f、103g期间，将燃料供给电偶部分单位108b。

在这样的本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置中，在将燃料供给第1电偶部分单位108a和第2电偶部分单位108b的燃料流路103中，不形成燃料流路103的分支，从第1电偶部分单位108a通过第2电偶部分单位108b的燃料流路103再次将燃料供给第1电偶部分单位108a地循环。另外，在多个电偶部分单位108a、108b中使燃料供给量大体相等地调整燃料流路103与电偶部分单位108a、108b的发电元件的接触面积，从而可改善发电输出的稳定性。

图3(a)为上述流路板101的第1变形例的流路板131的底面图。图3(a)中的符号131为流路板，符号132为配置电偶部分单位108的电极部分的部分，符号133和134为燃料流路135的供给口或排出口，符号135为燃料流路。在这些流路形状中，相对第1电偶部分单位的电极部分进行燃料的供给后，对其它电偶部分单位的电极部分进行供给，此后，不进行燃料流路的分支地再次对第1或其它的电偶部分单位进行供给。在本变形例中，也可获得与上述直接型甲醇燃料电池发电装置100同样的效果。

图3(b)为流路板101的第2变形例的流路板141的底面图。图3(b)中的符号141为流路板，符号142为配置了电偶部分单位108的电极部分的部分，符号143和144为燃料流路145的供给口或排出口，符号145为燃料流路。在这些流路形状中，相对第1电偶部分单位的电极部分进行燃料的供给后，对其它电偶部分单位的电极部分进行供给，此后，不进行燃料流路的分支地再次对第1或其它的电偶部分单位进行供给。在本变形例中，也可获得与上述直接型甲醇燃料电池发电装置100同样的效果。

在上述第1实施形式中，由于对电偶部分单位的燃料供给量与在电偶部分单位的电流密度同等，所以，可根据重量保存法则如式(3)那样描述。

(数3)

$\frac{d}{\mathrm{dZ}}(\mathrm{\ρ}\·\mathrm{\μ})=-\frac{50\mathrm{JS}}{6{\mathrm{FS}}_0{L}_0}-------\left(3\right)$

其中，式(3)的Z为燃料流路中的与流路供给口的距离(cm)，S为电偶部分单位的面积(cm²)，Lo为有效的燃料流路的全长(cm)，So为流路的断面积(cm²)，J为电流密度(A/cm²)，ρ为位置Z的燃料密度(g/cm³)，ρo为初期的燃料密度(g/cm³)，u为燃料流路内的燃料的流速(cm/sec)，F为法拉第常数，设为96487C/mol，甲醇的分子量为32，水的分子量为18，每1反应获得的电子数为6。式(3)的解由式(4)提供。

(数4)

$\mathrm{\ρ}={\mathrm{\ρ}}_0-\frac{25\mathrm{JS}}{3{\mathrm{FS}}_0{L}_0}\·\frac{Z}{\mathrm{\μ}}----\left(4\right)$

式(4)中的燃料浓度由后述的式(5)与甲醇水溶液燃料的摩尔浓度C(mol/l)相关联，最终导出式(6)。其中，将未稀释的甲醇的密度设为0.8g/cm³。

(数5)

$\mathrm{\ρ}=I-\frac{C}{125}-----\left(5\right)$

$C=C_0-\frac{3125\mathrm{JS}}{3{\mathrm{FS}}_0{L}_0}\·\frac{Z}{\mathrm{\μ}}--------\left(6\right)$

图4为示出直接型甲醇燃料电池的电偶部分单位的电流电压特性与甲醇水溶液的初期浓度的关系的特性图。作为测定时的条件，为温度70℃，甲醇水溶液燃料的流速0.07cm/min，供给空气流速11cm/min，使用燃料流路的长度或燃料浓度的变化可忽略的面积的电偶部分单位。根据该图4所示电流电压特性的燃料浓度相关性，在燃料浓度的差异在10％以内的范围时，可知，为极限负荷电流密度的50±10％的负荷电流值下的电压值的不同可忽略，但由式(6)可知，与流路供给口的距离的变化与燃料浓度的变化量ΔC＝C_o-C为相同的值，即，可以认为，即使一定的燃料浓度电偶部分单位的流路长变化10％，极限负荷电流密度的50±10％的负荷电流值下的电压值的不同也可忽略。

另外，为了由尽可能少的燃料长时间驱动燃料电池发电装置，需要提高供给的燃料具有的电量中可取出到外部电路的发电量的比例即燃料利用效率。然而，由式(6)可以看出，燃料流路中的燃料浓度的减少与距流路供给口的距离成比例，从燃料供给口到排出口的燃料利用效率越高，则位于燃料流路后半的电偶部分单位的输出显著下降。即，这是由于燃料流路后半部分的燃料的浓度明显减少(10％以上)与极限负荷电流密度的减少相关。因此，需要努力减小供给所有电偶部分单位的燃料的浓度差，如使用后述的燃料流路分配到电极部分的方法，则可在电偶部分单位间接近供给到各电偶部分单位的燃料浓度的平均值。

图5(a)、(b)为示意地示出由式(2)定义的燃料流路的分配方法的说明图。图5(c)将在后面说明。在图5(a)、(b)中，符号151为电偶部分单位，符号152为分割的有效流路区域，符号153为无效的流路区域，符号154为分割的电偶部分单位的区域，符号155为燃料流路的燃料供给口，符号156为燃料流路的燃料排出口。图5(a)为示出br，m相对分割的有效流路区域的对应关系。

在图5(a)、(b)中，流路宽度在所有场所都相同，n为流路供给燃料的电偶部分单位的数量，m为其中任意的电偶部分单位。s为通过各电偶部分单位的次数，在所有电偶部分单位采用相等的值。即，燃料流路在各电偶部分单位分割成s个区域，整体上分割成ns(＝h)个区域。在将燃料供给燃料流路的场合，图中ns个电极部分的区域全部为阳极电极。在形成空气流路代替燃料流路的场合，供给空气(氧化剂)，在该场合，ns个的电极部分的区域全部为阴极电极。

数列br，m为1以上h以下的自然数，示出相对分割成h个的区域如图5(a)所示那样分配的编号。在图5(a)中，燃料流路经由第1区域b_1，1后，经由第2区域b_1，2，再经由第3区域b_1，3，将此反复进行到第n区域。此后，经由最后经由的第n电偶部分单位的另一区域b_2，n，将该处作为起点，按相反顺序经由各区域，返回到最初的电偶部分单位。在图5(a)中，使其反复s/2次，因此，此场合中s为偶数。

另外，数列br，m表示满足式(7)的递推公式。一般该式(7)的解可写成式(8)，所以，从将式(7)代入式(8)后获得的式(9)，可导出上述式(2)。

(数6)

b_r，m-b_r-1，m＝n+(-1)^r-1(2m-n-1)    ～(7)

$b_{r,m}=b_{1,m}+\underset{i=2}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}(b_{i,m}-b_{i-1,m})-----\left(8\right)$

$\left(b_{r,m}\right)=b_{1,m}+\underset{i=2}{\overset{r}{\mathrm{\Σ}}}[n+{(-1)}^{i-1}(2m-n+1)]-----\left(9\right)$

如式(6)示出的那样，燃料流路中的燃料浓度与到流路供给口的距离成比例地减少。因此，为了减小供给到各电偶部分单位的燃料浓度的差，减小通过各电偶部分单位的流路区域1～s的到流路供给口的平均距离的、对各电偶部分单位的差即可。因此，可根据式(10)定义由任意的电偶部分单位m(1≤m≤n)分割的流路区域r(1≤r≤s)的距燃料供给口的有效长度。

(数7)

$Z_{b_{r,m}}=\underset{i=1}{\overset{b_{r,m}}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{b_{r,m}}-----\left(10\right)$

其中，Lbr，m为由电偶部分单位m分割的流路区域r的长度。另外，从流路供给到电偶部分单位m的有效的燃料浓度需要在通过电偶部分单位m的s个流路区域平均。因此，供给到该电偶部分单位m的有效的燃料浓度可考虑由关于s个流路区域将由式(10)定义的Zbr，m平均后的长度决定。由式(11)定义该电偶部分单位m与流路供给口的有效的长度Zm。

(数8)

$Z_m=\frac{1}{2}\underset{i=1}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}{Z}_{b_{i,m}}-----\left(11\right)$

另外，最理想的是将所有Lbr，m设计成相同长度，进行流路的分配。如设该设定成相同长度的Lbr，m为Le，则将式(10)代入到式(11)后获得的式子可如下式(12)那样改写。

(数9)

$\⟨Z_m\⟩=L_e\frac{1}{s}\underset{i=1}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{i,m}----\left(12\right)$

其中，<Zm>表示所有Lbr，m为Le时的第m的电偶部分单位的Lbr，m的平均值。另外，当设将该<Zm>关于n个电偶部分单位平均后获得的长度为<Z>时，<Z>由式(13)定义，当实际实施计算时，示出由式(14)提供。

(数10)

$\&lang;Z\&rang;=\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\&lang;Z_m\&rang;-----\left(13\right)$

$\&lang;Z\&rang;=L_e\frac{\mathrm{sn}+1}{2}------\left(14\right)$

另外，将在Le乘所有流路区域的数量sn(＝h)后获得的长度设为有效的流路的全长、用Lo表示时，可如式(15)那样表达Le。另外，由式(15)定义的<Z>可写成式(16)。

(数11)

$L_e=\frac{L_0}{\mathrm{sn}}-----\left(15\right)$

$\&lang;Z\&rang;=\frac{L_0(h+2)}{2h}-----\left(16\right)$

其中，所有电极单位m的距流路供给口的有效的长度的平均值<Zm>如满足后述的式(17)的不等式，则如式(18)所示那样，将相对任意的m、m′的<Zm>、<Zm′>的差控制到<Z>的10％以内的差。因此，由上述讨论可以得知，各电偶部分单位的浓度差也控制到供给n个电偶部分单位的燃料浓度的平均值的10％以内。这意味着从所有电偶部分单位获得的输出大体相等，可提供稳定的高输出的燃料电池发电装置。

(数12)

$|\&lang;Z_m\&rang;-\&lang;Z\&rang;|\&le;\frac{1}{20}\&lang;Z\&rang;-----\left(17\right)$

$|\&lang;Z_m\&rang;-\&lang;Z_{m^{\text{'}}}\&rang;|\&le;|\&lang;Z_m\&rang;-\&lang;Z\&rang;|+|\&lang;Z_{m^{\text{'}}}\&rang;-\&lang;Z\&rang;|$

$\&le;\frac{1}{20}\&lang;Z\&rang;+\frac{1}{20}\&lang;Z\&rang;$

$=\frac{1}{10}\&lang;Z\&rang;-----\left(18\right)$

下面，说明直接型甲醇燃料电池发电装置的电偶部分单位的形成。按照公知的过程(R.Ramakumar et al.J.Power Sources 69(1997)75)形成阳极用催化剂(Pt∶Ru＝1∶1)承载碳黑和阴极用催化剂(Pt)承载碳黑。催化剂承载量相对碳100按重量比设阳极为30，阴极为15。

将全氟碳磺酸溶液(杜邦公司制造的Nafion溶液SE-20092)和离子交换水添加到在上述过程中形成的阳极用催化剂承载碳黑，使上述催化剂承载碳黑分散，调制成膏。在作为阳极集电体的进行过憎水处理的碳纸TGPH-120(E-TEK公司制)上涂覆550μm的膏，使其干燥，形成阳极催化剂层，从而获得阳极电极。

将全氟碳磺酸溶液(杜邦公司制造的Nafion溶液SE-20092)和离子交换水添加到在上述过程中形成的阴极用催化剂承载碳黑，使上述催化剂承载碳黑分散，调制成膏。在作为阴极集电体的进行过憎水处理的碳纸TGPH-090(E-TEK公司制)上涂覆225μm的膏，使其干燥，形成阴极催化剂层，从而获得阴极电极。

在阳极电极的阳极催化剂层与阴极电极的阴极催化剂层之间配置作为电解质膜的市场上出售的全氟碳磺酸膜(杜邦公司制造的Nafion117)，通过对其实施热压(125℃，5分钟，50kg/cm²)，从而接合电解质膜和阴极电极，获得电偶部分单位。电偶部分单位中的阳极催化剂层的断面积为10cm²。另外，当切断电偶部分、电子显微镜观察断面积时，阳极催化剂层的厚度L为105μm，阴极催化剂层的厚度为50μm。另外，由该电子显微镜观察可确认阳极电极与阴极电极的接合状态良好。

下面，说明形成的电偶部分单位的评价。将形成的电偶部分单位安装到评价用分离器，在维持70℃的状态下进行电流电压特性的评价。但是，运行条件在甲醇水溶液流速0.01cm/min、空气流速10cm/min、甲醇水溶液浓度0.5M、1.0M、1.25M、1.5M、1.75M、2.0M、2.5M的范围测定。由此获得与在图4中获得的电流电压特性大体相同的结果。由同样的评价方法形成100片确认了可获得大体相同的电流电压特性的断面积10cm²的电偶部分单位，用于本发明的实施形式的实验。

(第2实施形式)

图6为示出本发明第2实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置200的图，(a)为位于图中上侧的绝缘性流路板201的底面图，(b)为按(a)中的β1-β1线的位置切断直接型甲醇燃料电池发电装置200朝箭头方向观看到的断面图，(c)为按(a)中的β2-β2线切断直接型甲醇燃料电池发电装置200朝箭头方向观看到的断面图。

图6中的符号201为绝缘性流路板(燃料侧)，符号202为绝缘性流路板(氧化剂侧)，符号203为燃料流路，符号204为燃料流路供给口，符号205为燃料流路排出口，符号206为流路背面的流路盖体，符号207为树脂性密封材料，符号208a、208b为电偶部分单位，符号209为空气流路，符号210为流路不面向电偶部分单位208a、208b地朝流路盖体206侧折曲的流路部分，符号211示出电流引出用金属制薄膜。另外，电偶部分单位208a、208b采用上述图58所示构造。燃料流路203为交替地通过2个电偶部分单位208a、208b地构成的例子(以下称这样的流路的构成为“交替型流路”)。

在直接型甲醇燃料电池发电装置200中，从燃料流路供给口204将燃料供给到系内，将燃料交替地供给电偶部分单位208a和208b地形成燃料流路，从燃料流路排出口205排出。另一方面，氧化剂在空气流路209中流通，在电偶部分单位表面进行发电。在该实施形式中，燃料流路203将燃料供给电偶部分单位208a后，将燃料供给到电偶部分单位208b，另外，返回到电偶部分单位208a，供给燃料。以下，一边交替地将燃料供给到电偶部分单位208a与208b一边从燃料流路排出口205排出。这样，通过构成燃料流路203，从而可将燃料大体均匀稳定地供给到电偶部分单位208a和208b，所以，其输出更稳定。

在该实施形式中，为了使得容易满足式(2)的条件，流路的折回次数s最好为偶数而且较大，在为奇数的场合，s越大则<Zm>和<Z>的差越小，所以，特别是最好为s≥5。

在上述2个实施形式中，示出电偶部分单位为2个的例子，但在具有3个以上的电偶部分单位的发电装置中也可由同样的手法改善发电输出的稳定性。

另外，图7～图10示出满足式(2)的那样的流路形状的一例。这些图中的符号271为流路板，符号272为配置电偶部分单位的电极部分的部分，符号273和274为流路的供给口或排出口，符号275为流路。在图10(a)～(c)中，在流路板两面各配置2个电偶部分单位，经由贯通流路的两面的流路的贯通口276相对两面的电偶部分单位交替地供给燃料或氧化剂。

在各断开的流路的距离相差较大的场合，也只要进行可满足式(1)和式(2)的条件的那样的流路的设计或分配即可，即使在流路宽度对各区域不同的场合，也可通过对各区域将长度与相对流路整体的流路宽度的平均值的比例相乘，从而进行换算、代用。例如，在将流路折回的部分配置到内侧而不是图5(a)那样的电极部分的范围的外侧的场合，也可如图5(c)所示那样划分、分配流路。

另外，在用于单极型的流路板的那样的、相对配置到流路板的两面的电偶部分单位供给燃料或氧化剂的流路板中，也可如后述的实施例7等那样发挥出记载于本实施形式的流路的构造的效果。

(实施例1)

在上述直接型甲醇燃料电池发电装置100中，进行了以下条件下的发电试验。即，设甲醇水溶液燃料的初期浓度3mol/l，流路板温度70℃，燃料流量为0.02cm/min，空气流量为20cm/min。该条件在以后被称为实施例1的运行条件。

图11为示出直接型甲醇燃料电池发电装置100的电流电压特性的结果的图。由该图11可知，流路供给口侧的电偶部分单位的极限负荷电流密度约为95mA/cm²，在流路排出口侧的电偶部分单位观测到为77mA/cm²。因此，在电串联两者的场合，实质上获得77mA/cm²的负荷电流，与后述的比较例1的已有的直列型流路的场合相比，确认了约10％的极限负荷电流密度的提高。这表明，流路板101与已有的直列型流路相比，燃料供给改善。

(实施例2)

图12示出在实施例1的运行条件下测定电流电压特性的结果。由该图12可知，流路供给口侧的电偶部分单位1的极限负荷电流密度的值约为90mA/cm²，在流路排出口侧的电偶部分单位2的值约为87mA/cm²。因此，在电串联两者的场合，实质上获得87mA/cm²的负荷电流，与后述的比较例1的已有的直列型流路的场合相比，确认了约24％的极限负荷电流密度的提高。另外，在本实施例和实施例1的流路板中，有效的分割的8个流路区域的长度全部相等，在本实施例中，为<Z₁>-<Z₂>＝0，满足式(1)的条件，而在实施例1中，为<Z>-<Zm>＝1/5<Z>，不满足条件。即，在实施例2使用的流路板满足式(1)地设计，所以，可认为与在实施例1形成的流路板相比大幅度提高了极限负荷电流密度。

(比较例1)

具有2个电偶部分单位，采用已有的直列型流路，如图13(a)～(c)所示那样构成直接型甲醇燃料电池发电装置。在图13中，与图6功能相同的部分采用相同符号，省略其详细说明。

在本比较例1中，作为用于供给氧化剂的流路280使用并列流路。在实施例1的运行条件下进行比较例1的叠层部分的发电试验，得到图14所示电流电压特性。如从图14可看到的那样，流路供给口侧的电偶部分单位208a的极限负荷电流密度的值约为100mA/cm²，在流路排出口侧的电偶部分单位208b，约为70mA/cm²。因此，在电串联两者的场合，不能获得70mA/cm²的负荷电流。

(比较例2)

具有2个电偶部分单位，采用已有的并列型流路，如图15(a)～(c)所示那样构成直接型甲醇燃料电池发电装置。在图15中，与图6功能相同的部分采用相同符号，省略其详细说明。

在实施例1的运行条件下使该燃料电池发电装置发电，得到图16所示电流电压特性。图16示出作为电串联2个电偶部分单位的电路采用75mA/cm²的负荷电流随时间的变化。

另外，图16还一并示出运行使用了实施例2的流路板的燃料电池发电装置的场合的负荷电流特性。图16的两曲线的规则的细小变动由温度控制器产生。从图16可以看出，当使用已有的并列型流路时可看到燃料供给量相对2个电偶部分单位的偏移导致的输出的不稳定性，但使用在由实施例2形成的流路板的场合，可与运行时间无关地获得稳定的输出。结果，在已有的并列型流路中，在配管的分支部分燃料未能均匀地流动，所以，未能获得稳定的输出，但如采用本发明的流路板，则由于没有配管的分支，所以，燃料供给或均匀地进行，所以，可获得稳定的输出。

(比较例3)

图17为示出比较例3的发电试验结果的图。比较例3为与在实施例2中形成的流路板同样的流路形状，但形成通过电偶部分单位2侧的有效的流路全长比通过电偶部分单位1侧的有效的流路的全长短20％的流路，构成具有2个电偶部分单位的直接型甲醇燃料电池发电装置。

与实施例2的图12比较可知，在两电偶部分单位间的极限负荷电流密度的差异增大。这是由于通过2个电偶部分单位的有效的流路长度不同产生的结果，这是因为，即使使用从燃料流路供给到各电偶部分单位的平均的甲醇浓度相等的那样的流路形状，供给到各电偶部分单位的甲醇的绝对量也相差20％。因此，如在导出式(1)时也假定的那样，为了使流路设计容易，由各电偶部分单位分割的流路区域的有效的长度应相等地构成。

如上述那样按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置300，各电偶部分单位的输出的偏差减少，而且可进行稳定的燃料供给，可获得稳定的输出。

(第3实施形式)

图18为示出本发明第3实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置300的侧面图，图19为示出直接型甲醇燃料电池发电装置300的图，(a)为透视图，(b)为横断面图，图20(a)～(e)为分解地示出该直接型甲醇燃料电池发电装置300的图，还适当地示出断面图。

直接型甲醇燃料电池发电装置300由不锈钢材料制造的厚板360、361夹住从图18上方叠层第1流路板310、第1电偶部分层320、第2流路板330、第2电偶部分层340、第3流路板350的叠层体、用螺栓362紧固而形成。符号370～373示出金属制端子，分别连接到后述的碳材311、351。另外，符号374示出铜线，使金属制端子371与金属制端子372导通。

第1流路板310由热硬性环氧树脂312将2个正方形的碳材311绝缘地一体成形。碳材311的面积和形状与配置的后述的电偶部分单位相同。另外，在下面形成凹槽状的燃料用的第1流路313。另外，形成燃料供给口314、燃料排出口315、氧化剂供给口316、氧化剂排出口317，分别连接管318a～318d。

第1电偶部分层320具有构成电偶部分单位的2组电解质膜321、夹住这些电解质膜321地设置的含阳极催化剂层的阳极322和含阴极催化剂层的阴极323、及进一步将其夹住的硅酮橡胶树脂制密封部件324。阳极322配置到图中上侧，阴极323配置到图中下侧。

硅酮橡胶树脂制密封部件324为了防止燃料或氧化剂从流路或电偶部分单位的侧面漏出，切开流路的供给口和排出口及电偶部分单位的电极部分而形成。硅酮橡胶树脂制密封部件324的厚度比阳极电极322和阴极电极323的厚度大0.1mm，由其夹入电解质膜321。

另外，并列地排列的阳极电极322相互或阴极电极323相互的间隔与第1流路板310的2个碳材311间的距离相同。

第2流路板330为双极型的流路板，由热硬性环氧树脂332对2个正方形的碳材331进行绝缘地一体成形。碳材331的面积和形状与配置的后述的电偶部分单位相同。另外，在上面形成凹槽状的氧化剂用的第2流路333，在下面形成凹槽状的燃料用的第3流路334。

在第2电偶部分层340设置2个电偶部分单位。第2电偶部分层340具有构成电偶部分单位的2组电解质膜341、夹住这些电解质膜341地设置的含阳极催化剂层的阳极342和含阴极催化剂层的阴极343、及进一步将其夹住的硅酮橡胶树脂制密封部件344。阳极342配置到图中上侧，阴极343配置到图中下侧。

硅酮橡胶树脂制密封部件344为了防止燃料或氧化剂从流路或电偶部分单位的侧面漏出，切开流路的供给口和排出口及电偶部分单位的电极部分而形成。硅酮橡胶树脂制密封部件344的厚度比阳极电极342和阴极电极343的厚度大0.1mm，由其夹入电解质膜341。

另外，并列地排列的阳极电极342相互或阴极电极343相互的间隔与第1流路板310的2个碳材311间的距离相同。

第3流路板350由热硬性环氧树脂352将2个正方形的碳材351绝缘地一体成形。碳材351的面积和形状与配置的电偶部分单位相同。另外，在上面形成凹槽状的氧化剂用的第4流路353。

从燃料泵(未图示)输送的燃料通过管318a供给到燃料供给口314，通过第1流路313与第3流路353，从燃料排出口315通过管318b排出到电池外。即，燃料供给到阳极电极322、324。另外，从空气泵(未图示)输送的氧化剂通过管318c供给到氧化剂供给口316，通过第3流路334和第4流路353，从氧化剂排出口317通过管318d排出到电池外。即，氧化剂供给到阴极电极323、343。

(实施例3)

在上述那样的直接型甲醇燃料电池发电装置300中，当供给燃料和氧化剂时，由于4个电偶部分单位成为电串联，所以，可由电子负荷装置从金属制端子370、373获得电输出。使直径0.1mm的金线接触各电偶部分单位的阳极电极和阴极电极，引出到叠层的外侧，对各电偶部分单位测定电压。

直接型甲醇燃料电池发电装置300的运行与实施例1的运行条件大体相同。但电偶部分单位的个数成为实施例1的2倍，氧化剂和燃料的供给量相应地成为2倍。即，甲醇水溶液燃料的初期浓度3mol/l，流路板温度70℃，燃料流量为0.04cm/min，空气流量为40cm/min。该条件在以后被称为实施例3的运行条件。

图21为示出该直接型甲醇燃料电池发电装置300的电流电压特性的图。由图21可知，沿平面方向并列排列的电偶部分单位的输出差小，与后述的比较例4和比较例5的已有的直列型流路和并列型流路相比进行均匀的燃料供给。

然而，在位于上下的电偶部分单位的组间，极限负荷电流密度的值产生大的差异。这可以认为是由于将叠层的燃料供给口和氧化剂供给口分支成2个配管，从而对上下的电偶部分单位的组进行燃料或氧化剂的供给，所以，燃料和氧化剂对上下电偶部分单位的组的供给不均匀。

(比较例4)

图22(a)～(c)为示出形成组装到具有4个电偶部分单位的直接型甲醇燃料电池发电装置的直列型流路的流路板390～392。流路板391为双极型。在图22中，与图20功能相同的部分采用相同符号，省略其详细说明。

在比较例4中，与从燃料供给口侧的电偶部分单位获得的极限负荷电流密度的值相比，在排出口侧的电偶部分单位观测到的极限负荷电流密度的值约下降30％左右。另外可以得知，关于上下电偶部分单位的组，极限负荷电流值产生大的差。该结果可以认为由于流路形状采用了已有的直列型流路和在上下方向上使配管分支这2点而产生。

(比较例5)

图24和图25为作为比较例5示出形成组装到具有4个电偶部分单位的直接型甲醇燃料电池发电装置的并列型流路的流路板393～395的图。在这些图中，与图20功能相同的部分采用相同符号，省略其详细说明。流路板394为双极型。

由于流路形状使用并列型，所以，与使配管分支相应，流路板393～39的短边方向的宽度稍变宽，同时，电偶部分单位的电解质膜321、341和硅酮橡胶树脂制的硅酮橡胶树脂制密封部件324、344的宽度也同样变宽。

图26为关于这样构成的直接型甲醇燃料电池发电装置示出在实施例3的运行条件下测定电流电压获得的结果的图。由该图可以看出，不仅电压关于所有的电偶部分单位不稳定，而且关于上下电偶部分单位的组也在极限负荷电流产生大的差异。该结果可以认为由于在已有的并列型流路中关于配管的分支部分未能进行均匀的燃料供给而产生。

如上述那样，按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置300，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第4实施形式)

图27为示出本发明第4实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置400的侧面图，图28为示出直接型甲醇燃料电池发电装置400的流路板410、430、450的平面，还适当地示出断面图。

直接型甲醇燃料电池发电装置400由不锈钢材料制造的厚板460、461夹住从图27上方叠层第1流路板410、第1电偶部分层420、第2流路板430、第2电偶部分层440、第3流路板450的叠层体、用螺栓462紧固而形成。符号470～473示出金属制端子。另外，符号474示出铜线，使金属制端子470与金属制端子472导通。

第1流路板410由丙烯树脂形成，在其表面设置厚20μm、宽2mm的金带411和412。另外，在下面形成凹槽状的燃料用的第1流路413。另外，形成燃料供给口414、燃料排出口415、氧化剂供给口416、氧化剂排出口417，分别连接管418a～418d。

金带411和412为了从各电偶部分单位取出电流而位于各电偶部分单位的大体中央而且成为与流路413的通流方向垂直的位置关系地配置到第1流路板410的上面·一方的侧面·下面。上述金带411和金带412通过侧面绕入到第1流路板410的背面和表面，可形成电偶部分单位相互的电串联状态。

也可使用其它导电部件代替金带411和412。例如，最好为铂、钌、铑、铱等材料，在使用贱金属作基体材料的场合，由约10μm厚的上述贵金属覆盖到钛等上从而替代使用。

第1电偶部分层420与上述直接型甲醇燃料电池发电装置300的第1电偶部分层320同样地构成，所以，省略详细的说明。

第2流路板430为双极型的流路板，由丙稀树脂形成，在其表面设置厚20μm、宽2mm的金带431和432。另外，在上面形成凹槽状的氧化剂用的第2流路433，在下面形成凹槽状的燃料用的第3流路434。

金带431和432为了从各电偶部分单位取出电流而位于各电偶部分单位的大体中央而且成为与流路433、434的通流方向垂直的位置关系地配置到第2流路板430的上面·一方的侧面·下面。即，金带431和金带432通过侧面绕入到第2流路板430的背面和表面，可形成电偶部分单位相互的电串联状态。

第2电偶部分层440与上述直接型甲醇燃料电池发电装置300的第2电偶部分层340同样地构成，所以，省略详细的说明。

第3流路板450由丙稀树脂形成，在其表面设置厚20μm、宽2mm的金带451和452。另外，在上面形成凹槽状燃料用的第4流路453。上述金带451和452通过侧面绕入到第3流路板450的背面和表面，可形成电偶部分单位相互的电串联状态。

在这样构成的直接型甲醇燃料电池发电装置400中，与上述直接型甲醇燃料电池发电装置300同样供给和排出燃料和氧化剂。另外，由于4个电偶部分单位成为电串联，所以，由电子负荷装置从金属制端子470、473获得电输出。

(实施例4)

图29为示出在实施例3的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置400时的电流电压特性的图。如图29所示，在实施例4中，与后述的实施例5和实施例6的使用已有的直列型流路和并列型流路的场合相比，可获得稳定的输出。该结果表示可进行均匀的燃料供给。

已经验证，电流电压特性的结果与关于由碳材料形成相同流路构造的叠层部分进行测定的实施例3的实验结果(图21)同等，使导电部件接触于电偶部分的极小一部分，即可进行丝毫不比使用碳材差的发电运行。这证明，为了从电偶部分单位引出电输出而由导电部分接触电极的部分不一定非要为电极整个面尽可能宽的范围，即，由绝缘性的部件形成流路板本身，仅在一部分配置导电性的部件即可充分地取出电流，表示可足以适用到不需要大的电流下的输出的小型携带用电子设备用燃料等所用的电池发电装置。

另外，如过去的叠层构造那样，在与绝缘性树脂一体成形碳材、形成流路板的场合，可考虑在碳部件与绝缘性树脂一体化的状态下由部件间的偏移或硬度的不同导致流路的间隙产生。另外，在将可由面向大批量生产的那样的模具成形的那样的碳-树脂复合材料用作导电部分的场合，必须考虑热膨胀率和变形温度等与周围的绝缘性树脂部件的不同，即使在一体成形后由切削形成流路的场合，在一部分也包含碳材，因此，需要使用高硬度的工具。

然而，在仅由不包含碳材的树脂形成双极型的流路板的场合，由过去进行的注塑成形的仅1次的工序形成即可。另外，按照叠层方向的电串联构造进行的配线的简化这样的双极型的流路板的优势在薄型化变得重要的携带型电气设备用燃料电池的场合减小，而用于获得在同一平面方向上排列电偶部分单位所用的流路板相互的绝缘的手段的开发变得重要。在这一点，如使用本实施形式的流路板，则不需要形成将导电性部分和使其相互绝缘的绝缘部分一体成形的复杂的流路板，可进一步实现通过使用树脂得到的成形性的容易性即容易的薄型化。

如上述那样，按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置400，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第5实施形式)

图30为示出形成组装到本发明第5实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置500(未图示)的第1～第3流路板510、530、550的图。各流路板的材料采用作为绝缘性树脂的丙稀树脂。使用具有与比较例4的场合相同形状的已有的直列型流路的双极型的流路板510、530、550构成。图中511、512、531、532、551、552示出与实施例4同样地配置的金带，符号513、533、534、553示出流路。

(实施例5)

图31为示出在实施例3的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置500时的电流电压特性的图。在实施例5中，获得了与比较例4同样的输出特性。即，已验证，由绝缘性的部件形成流路板510、530、550，仅在电偶部分单位的极小一部分接触导电部件，也可进行丝毫不比使用碳材差的发电运行。

但是，与燃料供给口侧的电偶部分单位的极限负荷电流密度的值相比，在排出口侧的电偶部分单位的极限负荷电流密度的值约下降30％左右。在与比较例4的叠层相关的实验结果(参照图23)中也观测到，可以认为不是流路板的材料的问题，反映了流路构造。

如上述那样，按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置500，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第6实施形式)

图32为示出本发明第6实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置600的图，(a)为纵断面图，(b)为由(a)的γ-γ线切断后沿箭头方向观看的断面图，图33(a)～(c)为示出组装到该直接型甲醇燃料电池发电装置600的第1～第3流路板610、630、650的图。

直接型甲醇燃料电池发电装置600通过从图32上方叠层第1流路板610、第1电偶部分层620、第2流路板630、第2电偶部分层640、第3流路板650的叠层体而形成。

作为流路板的部件采用作为绝缘性树脂的丙稀树脂，流路为与比较例5的场合相同形状的并列型，使用条状的流路板。导电部件的配置方法与实施例4同样地进行。

各流路板的材料采用作为绝缘性树脂的丙稀树脂，使用具有与比较例4的场合相同形状的已有的直列型流路的双极型的流路板610、630、650构成。图中611、612、631、632、651、652示出金带，符号613、633、634、653示出流路。金带611、612、631、632、651、652沿流路板610、630、650的长边配置。

第1电偶部分层620与上述直接型甲醇燃料电池发电装置300的第1电偶部分层320同样地构成，所以，省略详细的说明。第2电偶部分层640与上述直接型甲醇燃料电池发电装置300的第2电偶部分层340同样地构成，所以，省略详细的说明。

(实施例6)

图34为示出在实施例3的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置600时的电流电压特性的图。由图34可以看出，可获得与比较例5同样的输出特性。即，已验证，由绝缘性的树脂材料形成流路，仅在电偶部分的极小一部分接触导电部件，也可进行丝毫不比使用碳材差的发电运行。

但是，与在比较例2和比较例5所示的场合相同，可看到相对配置到同一平面上的2个电偶部分单位的燃料供给量的偏差导致的输出的不稳定性。该结果为反映了流路构造的结果，可以认为不是因为使用丙烯材料产生的结果。

如上述那样，按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置600，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第7实施形式)

图35为示出本发明第7实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置700的图，图36为示出直接型甲醇燃料电池发电装置700的图，(a)为透视图，(b)为断面图，图37(a)～(c)为示出组装到该直接型甲醇燃料电池发电装置700的第1～第3流路板710、730、750的图。

将作为绝缘性树脂的丙稀树脂作为材料，使用具有交替型的流路形状的单极型的流路板。直接型甲醇燃料电池发电装置700由不锈钢材料制造的厚板760、761夹住从图36上方叠层第1流路板710、第1电偶部分层720、第2流路板730、第2电偶部分层740、第3流路板750的叠层体、用螺栓762紧固而形成。符号770a～770h示出金属制端子。

第1流路板710具有金带711、712。在下面形成凹槽状的燃料用的第1流路713。另外，形成燃料供给口714、燃料排出口715、氧化剂供给口716、氧化剂排出口717，分别连接管718a～718d。

第1电偶部分层720与上述直接型甲醇燃料电池发电装置700的第1电偶部分层320同样地构成，所以，省略详细说明。

第2流路板730为单极型的流路板，由丙烯材料形成。在上面形成凹槽状的氧化剂用的第2流路733，在下面形成凹槽状的燃料用的第3流路734。

另外，第2电偶部分层740与上述直接型甲醇燃料电池发电装置700的第2电偶部分层740同样地构成，所以，省略详细说明。

第3流路板750具有金带751、752。在上面形成凹槽状的氧化剂用的第4流路753。

另外，符号771a～771e表示铜线，铜线771a使金属制端子770a、770b相互间导通，铜线771b使金属制端子770c、770e相互间导通，铜线771c使金属制端子770d、770f相互间导通，铜线771d使金属制端子770g、770i相互间导通，铜线771e使金属制端子770h、770j相互间导通。

从燃料泵(未图示)输送的燃料通过管718a供给到燃料供给口714，通过第1流路713与第3流路753，从燃料排出口715通过管718b排出到电池外。即，燃料供给到阳极电极722、724。另外，从空气泵(未图示)输送的氧化剂通过管718c供给到氧化剂供给口716，通过第3流路734和第4流路753，从氧化剂排出口717通过管718d排出到电池外。即，氧化剂供给到阴极电极723、743。

图中符号711、712、751、752为金带，符号713、733、734、753示出流路。另外，形成燃料供给口714、燃料排出口715、氧化剂供给口716、氧化剂排出口717，分别连接管718a～718d。

关于位于4个电偶部分间的单极型流路板，在背面和表面贯通流路板，从供给口将燃料供给流路。每1个电偶部分单位的流路的深度与实际例3的流路的深度相同地使单极型的板的厚度成为实施例3的流路的深度的2倍。

用于从各电偶部分单位引出电输出的多带711、712、751、752具有与实施例4同样的厚度和宽度，但仅关于单极型流路板，为了在背面和表面形成为绝缘状态而不转入到流路板的表面和背面。另外，为了进行单极型流路板的4个金带间的电配线，如图35所示那样，叠层形成时在流路板端部将直径0.1mm的金线771a～771e插入到金带711、712、751、752与硅酮橡胶树脂制密封材料之间。

电偶部分单位使阳极电极朝着第2流路板730地设置，将燃料供给阳极电极接触的流路地将燃料供给管718a，从管718c供给氧化剂。另外，利用电连接各电偶部分单位间的金线测定各电偶部分单位的电压。

(实施例7)

图38为示出在实施例3的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置600时的电流电压特性的图。与实施例2、3和实施例4同样，确认良好地反映出交替型流路的效果。另外，配置于单极型的流路板730的背面和表面的电偶部分单位间的输出差与实施例3和实施例4相比非常小。这可以认为是在实施例3和实施例4的场合由分支的2个流路将燃料供给2个电偶部分单位的组，而在实施例7中，由不分支的1个流路相对4个电偶部分单位进行燃料供给，从而加以改善。即，在第2流路板730中也证实了交替型的流路有效，确认了其适当性。

根据本实施例和后述的实施例8、实施例11可以确认，在单极型的流路板730中，通过采用在流路板的两面贯通的形状的流路733，可使对于配置到流路板两面的电偶部分单位的氧化剂或燃料的供给量大体均匀。该结果为示出本发明的权利要求4的正当性的结果。另外，可以得知，其流路形状通过采用本实施例和后述的实施例8所示的交替型的流路所代表的那样的弯曲蛇行那样的形状而不是并列型的形状，可更稳定地供给燃料和氧化剂。

即，通过使用本实施形式的流路板，可柔性地设计充分考虑了在流路中的压力损失的下降导致的辅机负荷的负担、发电时的生成物的滞留防止、燃料和氧化剂的供给和排出口位置等燃料电池发电装置全体的运行效率。另外，已经确认，通过采用具有交替型流路的流路板，在由本实施例所示那样的多个任何的电偶部分单位中都可获得均匀而稳定的输出。

如上述那样，按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置700，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第8实施形式)

图39为示出本发明第8实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置800(未图示)的平面图和要部断面图，(a)为第1流路板810，(b)为第2流路板830，(c)为第3流路板850。

与实施例7同样，流路板的部件采用作为绝缘性树脂的丙稀树脂，形成具有直列型流路的图35那样的单极型的流路板，构成直接型甲醇燃料电池发电装置。图中811、812、831、832、851、852为金带，符号813、833、853示出流路。

(实施例8)

图40为示出在实施例3的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置800时的电流电压特性的图。从图40可以看出，与比较例1、比较例4、及实施例5同样，与燃料供给口侧的电偶部分单位的极限负荷电流密度相比，排出口侧的电偶部分单位的极限负荷电流密度约下降30％左右，但已经确认，与实施例7同样，配置于单极型的流路板的背面和表面的电偶部分单位间的2组之间的输出差减小。

如上述那样，按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置800，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第9实施形式)

图41为示出组装到本发明第9实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置900(未图示)的流路板930的平面图和要部断面图。

使用作为绝缘性树脂的丙稀树脂形成单极型的流路板930。图中符号933示出交替型的流路。另外，在流路933内设置加强部件934。加强部件934具有流路深度的约75％的厚度。

(实施例9)

图42为比较分别在70℃下按75mA/cm²的负荷电流连续运行上述直接型甲醇燃料电池发电装置900和上述直接型甲醇燃料电池发电装置700 1小时的场合的电流电压特性的图。从图42可以确认，在直接型甲醇燃料电池发电装置700中，存在不规则的电压输出的变动。为了找到原因，使硅酮橡胶树脂的片作为位于单极的流路板上部的电偶部分单位的组的模型夹入到叠层，使单极型的流路板可视化。结果表明，叠层形成时来自流路板铅直方向的紧固压力和运行中的电偶部分单位的厚度方向的膨胀等使形成流路的栉状构造部分较大地倾斜或稍扭转，在供给燃料的单极型流路板的流路中产生的二氧化碳的气泡使流路短路。由此可知，在流路的一部分的区域不规则地滞留二氧化碳的气泡，从而在电偶部分单位的一部分的区域不规则地发生燃料的供给不足。

在直接型甲醇燃料电池发电装置900中，如上述那样，形成加强部件934，所以，可使图42中看到的那样的不规则的电压输出的变动振幅减少到采取对策前的50％左右。

(第10实施形式)

图43为示出组装到本发明第10实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1000(未图示)的流路板1030的平面图和断面图。

使用作为绝缘性树脂的丙稀树脂形成单极型的流路板1030。图中符号1033示出直列型的流路。另外，在流路1033内设置加强部件1034。加强部件1034具有流路深度约75％的厚度。

(实施例10)

在形成由实施例8采用的直列型流路的单极型的流路板也进行与实施例9同样的发电运行试验，另外，如图43那样由加强部件1030的形成进行与采取了栉状构造部分的对策的流路板的比较。结果表明，与实施例9同样，采取对策前出现的电压的变动减少到采取对策前的约40％。

如上述那样，按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1000，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第11实施形式)

图44为示出形成组装到本发明第11实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1100(未图示)的流路板的图，示出第1～第3流路板1110、1130、1150。各流路板的材料采用作为绝缘性树脂的丙稀树脂。使用具有并列型流路的单极型的流路板1130。图中1111、1112、1131、1132、1151、1152示出金带，符号1113、1133、1153示出流路。另外，符号1134示出加强部件。

用于直接型甲醇燃料电池发电装置600的那样的并列型的流路由于不从流路板周围支承栉状构造部分，所以，不能如直接型甲醇燃料电池发电装置700和直接型甲醇燃料电池发电装置800那样在贯通流路板的背面和表面的形状下形成。在直接型甲醇燃料电池发电装置1100中，通过设置加强部件1134，可由贯通流路板背在和表面的形状形成流路。

(实施例11A)

图45为示出在实施例9(或实施例10)的运行条件下运行该直接型甲醇燃料电池发电装置1100时的电流电压特性的图。由图45可知，与实施例6同样，虽然可看到相对配置到同一平面上的2个电偶部分单位的燃料供给量的偏差导致的输出的不稳定性，但与实施例7和实施例8同样，可确认处于上下电偶部分单位的组间的输出差减少。

另外，可以得知，与实施例9和实施例10同样，可由形成于流路中的加强部件抑制紧固时和发电时的流路的偏移，防止流路间的短路和堵塞，另外，可以得知，在形成不具有外部集管的条型流路的场合，对防止分隔流路的流路内的岛状的部分完全从流路板的周边脱落非常有用。

(实施例11B)

图46为示出在实施例9或实施例10的运行条件下运行上述直接型甲醇燃料电池发电装置1100时的电流电压特性的图。在实施例9中，当在70℃下按75mA/cm²的负荷电流连续进行1小时运行时，如图42那样，虽然减少了约50％的电压输出变动，但仍观测到一些电压输出的变动。对此在可视化的状态下进行相同条件的连续运行时发现，在流路中发生的二氧化碳的气泡在加强部件中挂住滞留是电压输出的规则的变动的原因。

因此，按数级相对流路深度将在实施例9中采用的流路板的加强部件的厚度分段减薄，考察与电压输出的变动的相关性。

结果表明，通过相对流路的深度使加强部件的厚度在约50～40％以下，使电压的变动急剧减小，另外，在流路的可视化运行中，也确认到当在相同程度的厚度以下时不发生由加强部件导致的1秒以上的二氧化碳的滞留。

另外还可以得知，该加强部件导致的二氧化碳的气泡的滞留在加强部件的断面相对流路断面垂直时在某种程度上易于产生，为了使二氧化碳的气泡的滞留减少，最好将与燃料或氧化剂进行的方向面相向的加强部件的断面形状形成为锐角。

如上述那样，按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1100，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第12实施形式)

图47为示出组装到本发明第12实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1200(未图示)的流路板1230的图。

流路板1230使金带1231、1232紧密接触加强部件1234，并由氰基丙烯酸酯系粘结剂紧密粘结。紧密粘结时，不由粘结剂覆盖与电偶部分单位相接的金带1231、1232的部位地将粘结剂仅涂覆到加强部件的部分。符号1233示出流路。

(实施例12)

在使用上述实施例11B的单极型流路板的直接型甲醇燃料电池发电装置1100中，当在70℃按75mA/cm²的电流密度连续进行1小时运行时，金带1131、1132朝流路中央方向挠曲，确认到由该挠曲引起二氧化碳的气泡的滞留。另外，还确认到，在反复进行上述运行数次后，由电偶部分单位的膨胀·收缩引起金带1131、1132的断裂。

(实施例13)

在直接型甲醇燃料电池发电装置1200中，即使在数十次反复进行70℃、75mA/cm²的负荷电流下连续1小时的运行的场合，也不发生金带的变形和偏移，成功地防止了由导电部件的问题导致的电压输出的变动和输出下降。

在由导电部件进行从电偶部分的集电的场合，必须在流路板平面方向使导电部件绕过，但从与电偶部分相接的状况考虑，需要将贵金属或在贵金属涂覆后的贱金属部件或电阻易于变高的碳作为导电部件。然而，导电部件的绕过越长，则在为贵金属的场合成本越高，在为碳材的场合电阻变得不能忽视。即，导电部件需要按尽可能短的距离配置，如本实施例那样，发生不得不横断流路的状况。在这样的场合，已经确认，不仅可防止发电时的导电部件相互的短路等误动作，而且还可避免不必要地由导电部件覆盖电偶部分单位的表面。

如上述那样，按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1200，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第13实施形式)

图48(a)、(b)为示出组装到本发明第13实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1300(未图示)的流路板1330的平面图和断面图。图49为贯通部分形成前的流路板，图50(a)～(c)为示出贯通部分形成工序的断面图。

流路板1330具有交替型的流路1333，在流路内部设置加强部件1334。如图48(a)所示，在形成于同一电偶部分单位层的电偶部分单位相互间的不由阳极电极和阴极电极覆盖的部分Q具有数mm左右。在该部分Q由于不进行反应，所以，不需要使流路1333露出到流路板1330的表面。因此，在将边界壁1335保留于流路板1330后，在边界壁1335形成隧道状的贯通部分1336。此时，从阳极电极或阴极电极的端部朝阳极或阴极电极的电极的内侧方向使贯通部分1336的出口或入口位于1.0mm的位置地形成。

贯通部分1336的形成方法如图49和图50(a)所示那样，保持成为电偶部分单位相互间的边界的边界壁1335地形成流路1333。同时，形成供给口1333a、排出口1333b。然后，如图49(b)那样从边界壁1335侧面由钻头切削贯通孔，形成贯通部分1336。

(实施例13)

按照这样构成的直接型甲醇燃料电池发电装置1300，可防止发生流路的闭塞和流路间的短路或燃料和氧化剂的漏出。即，在电偶部分单位中，在运行过程中电解质膜膨润，有时密封部件产生变形。为此，存在位于在同一电偶部分单位层内相邻的电偶部分单位相互间的流路的闭塞和相反电偶部分单位的端部横过流路的线上的燃料或氧化剂的短路发生的危险。为此，可知产生输出的下降。

另一方面，在使隧道状构造的入口和出口与阳极电极或阴极电极的端面对齐形成流路板时，通过形成于电极的断面与硅酮橡胶树脂密封部件的断面的接触部形成的间隙，产生在相邻的流路间氧化剂和燃料短路的现象。

因此，最好隧道构造的入口和出口位于阳极电极和阴极电极的内侧，但形成的位置在阳极电极或阴极电极的内部方向越深则流路的与阴极电极相向的面积越小，发电效率变差。

因此，根据实验，在入口和出口形成于内侧0.5mm的场合，在长时间的运行试验后，由于电解质膜和硅酮橡胶树脂密封材料的伸缩，很少看到燃料和氧化剂的短路现象。另外，在形成于1mm内部的场合，完全观测不到问题。

由此可以得知，贯通部分的入口和出口最好在阳极电极和阴极电极的内部方向位于约1.0mm，在采用不能忽视周围1mm宽度的面积的燃料供给损失的那样的小面积的阳极电极或阴极电极的场合，为了防止短路和泄漏，最好位于内侧约0.5mm。

关于交替流路的形状，可以得出这样的结论，即，为了更有效地发挥其特征，最好在并列地排列于同一平面上的多个电偶部分单位或电极间往复或跨过多次。然而，由结果可知，流路与使用硅系或聚四氟乙烯系的部件的密封材料相向的可能性增大，特别是形成在本实施例中所示那样的流路的隧道状的构造对进一步发挥交替型流路的形状的特征非常重要。

另外，可以得知，这样的隧道状构造对位于流路板的供给口或排出口与电极之间的流路部分也有效。另外，这样的隧道状构造适用于碳那样的脆性部件从牢固性的观点考虑并不现实，在使用上述的绝缘性树脂的部件的场合，有效性显著。

图51、52为示出在在流路板设置边界壁、在边界壁设置贯通部分的变形例的平面图。这些图中符号1360为流路，符号1361、1362为供给口或排出口，符号1363为加强部件，符号1364为边界壁，在内部设置贯通部分(未图示)，结合多个流路1360。另外，符号1370示出与阳极电极或阴极电极的流路板接触的范围。

如上述那样按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1300，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第14实施形式)

图53为示出组装到本发明第14实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1400的流路板的图。

图53(a)、(b)为示出具有贯通部分的流路板1400的图。流路板1400示出通过粘合2个树脂材料制的板状部件1410、1420而形成时的一例，图53(b)为通过粘合图53(a)的2个板状部件1410、1420而形成的流路板1400的完成图。板状部件1410具有部件本体1411，在该部件本体1411形成在组装后成为流路板1400的各部分的部位。符号1412为用于形成排出口和供给口的孔部分形成部分，符号1413为边界壁形成部分，符号1414为加强部分形成部分，符号1415为流路形成部分，符号1416为栉状构造部分形成部分。

同样，板状部件1420具有部件本体1421，在该部件本体1421形成在组装后成为流路板1400的各部分的部位。符号1422为用于形成排出口和供给口的孔部分形成部分，符号1423为边界壁形成部分，符号1424为加强部分形成部分，符号1425为流路形成部分，符号1426为栉状构造部分形成部分。

板状部件1410、1420的流路形成部分1415、1425在粘合两者时呈镜像地形成。边界壁形成部分1413的部分的厚度比部件本体1411的厚度薄，板状部件1410、1420在粘合的面的相反侧的面与板状部件1410、1420的表面构成同一平面地形成。流路形成部分1415的宽度按与流路形成部分1425相同的宽度形成，厚度在部件本体1411的厚度的一半以下，最好为强度足够的厚度以上。

边界壁形成部分1413虽然也可形成于板状部件1410、1420双方，但也可按双方的厚度的合计的厚度仅形成于4601a或4601b中的任一方。但是，最好加强部分形成部分1414、1424的合计的厚度在部件本体1411、1421的厚度的合计的一半以下、0.2mm以上，在粘合的面侧成为同一表面地形成；在将加强部分形成部分1414、1424形成于板状部件1410、1420双方的场合，最好在粘合板状部件1410、1420的面构成与板状部件1410、1420的表面同一平面地形成。

在粘结这些板状部件1410、1420、将其粘合时，考虑到耐药性、耐热性及耐水性，最好使用氰基丙烯酸酯和聚合物合金型的热硬性树脂的粘结剂，其次热硬性环氧树脂粘结剂等也可相应于板状部件1410、1420的材质和粘结剂的适合性及运行状况选择。另外，为了防止流路的闭塞，最好在板状部件1410、1420的粘结面侧的最表面均匀而且尽可能薄地涂覆粘结剂。

在具有贯通部分的流路板中，已确认在流路的闭塞和流路间的短路或燃料和氧化剂的漏出等被消除，但另一方面，由于贯通的孔的断面为比流路深度小的直径的圆的形状，所以，可观测到由实施例12和实施例13观测到的那样的二氧化碳的气泡的滞留产生的明显的电压输出的波动。二氧化碳的气泡的滞留在至少10少以上、最长1小时的运行期间，确认到30分钟以上由二氧化碳的气泡产生的输出的下降。这可认为是由于实施例13的流路板的贯通部分的断面积狭小导致气泡堵塞。

因此，需要增大贯通部分的断面积，在如实施例13那样形成流路板后使用钻头开设贯通孔的方法中，技术上存在困难。另外，可以认为，即使使用注塑成形，由于在成形前设置所期望断面形状的部件，在成形后拔取，所以，电偶部分单位的数量越多，流路的折回次数越增加，则用于形成贯通部分的工序和工作量越变得非常麻烦。

因此，按照本实施形式的流路板1400，通过由注塑成形形成的没有贯通部分的最低2个1组的粘结，即可容易地形成具有牢固隧道构造的流路板。另外，在相互粘结部件时，考虑到耐药性、耐热性及耐水性，最好使用氰基丙烯酸酯和聚合物合金型的热硬性树脂的粘结剂

(实施例14)

在将丙烯用于流路板部件如以上那样形成、如图46(c)那样形成导电部件1430的单极型的流路板1400中，可容易地形成所期望的贯通部分。另外，在进行使用该流路板1400的流路的可视化下的1小时的连续发电运行中，气泡的滞留即使长也在10秒以下，获得了良好的发电状态。

如上述那样，按照组装到本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的流路板1400，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第15实施形式)

图54(a)、(b)为示出组装到本发明第15实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置的形成贯通部分的流路板1500的图。流路板1500示出通过粘合3个树脂材料制的板状部件1510、1520、1530而形成时的一例，图53(b)为通过粘合图53(a)的板状部件1510～1530而形成的流路板1500的完成图。

在进一步进行流路板的薄型化的场合，虽然有时形成隧道状的构造也变得困难，但与需要导电性的流路板的场合不同，可在流路板全面紧密接触地具有不需要考虑腐蚀和极度的薄板的形成法的绝缘性的树脂制薄膜。

图54示出通过粘合3个树脂材料制的板状部件1510～1530形成隧道状构造的流路板时的一例，图54(b)为通过粘合图54(a)的3个部件形成的流路板1500的完成图。

板状部件1520具有在形成图54(b)的流路板时成为流路的基部的作用，板状部件1510、1530主要具有用于形成贯通部分的盖的作用。图中的符号1511、1521、1531为供给口形成部分或排出口形成部分，符号1512、1522、1532为流路形成部分，符号1523为流路加强部件，符号1514、1524、1534为贯通口形成部分，符号5151、1525、1535为栉状构造形成部分，符号1536为形成贯通部分的边界壁。

板状部件1510、1530的厚度最好在板状部件1520的厚度的一半以下、足够强度的厚度以上，加强部件1523的厚度最好在完成的流路板的厚度的一半以下、0.2mm以上。

由粘接方式粘合这些板状部件1510～1530的粘结剂和粘结方法与实施例14的场合同样，可将粘结剂涂覆到板状部件1520的两面，也可将粘结剂涂覆到板状部件1510、1530的粘结面侧。

按照以上那样的工序，成为流路板的基部的部件使用厚1.5mm的丙烯树脂，成为盖的部分使用厚约0.2mm的聚酰亚胺树脂薄膜，形成流路板。

(实施例15A)

在1小时的连续运行中，未见到数秒以上的二氧化碳的气泡的滞留，可保持良好的发电状态。

(实施例15B)

由丙烯树脂形成在实施例15A中采用的流路板，在70℃、75mA/cm²的负荷电流下的连续运行中，如图55所示那样，在约3小时左右逐渐发现输出的下降，在6小时后基本上不能获得输出。当运行结束后将叠层解体时发现，温度导致的部件的变形使甲醇水溶液燃料和空气的供给完全不能正常进行。

因此，使用热变形温度为140～150℃的聚碳酸酯形成与实施例15相同形状的流路板，在70℃、75mA/cm²的负荷电流下连续进行了运行，但如图55所示那样，在约200小时连续运行后发现10％左右的输出下降。当叠层解体后确认流路板的状况时发现，在流路板表面产生由电偶部分单位具有的碳纸产生的细小的凹凸，在流路板整体仅产生微小的变形。

另外，在具有更高热变形温度的聚醚酰亚胺树脂和聚酰亚胺树脂中，如图55所示那样，在300小时以上的连续运行中也仅观测到5％左右的输出下降。在叠层的解体后流路板的表面看不到任何损伤，另外，根据通常的碳制流路板的结果得知，约5％的输出下降由电偶部分单位本身的输出下降引起。

由以上结果可知，仅具有至少比运行温度高100℃以上的高热变形温度的树脂部件可形成能够长期进行稳定的运行的燃料电池用流路板。

作为用于此前所述的流路板的树脂部件，需要足以承受进行发电的温度。希望相对发电时的叠层和燃料的温度可长期忽视看到的热变形为一个原因，更为重要的是，在实际的发电运行时，电偶部分单位的阴极电极表面的温度比叠层和燃料的温度更高，根据燃料电池发电装置的运行条件，有时比叠层内部表面温度上升100℃。这表示，如考虑流路板直接与电偶部件接触，则必须使用具有在至少高100℃以上的点具有热变形温度的树脂部件作为流路板。

因此，在燃料和叠层环境温度为40～50℃的场合，首先最好将确实地在140℃以上的温度下具有热变形温度的聚醚酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、三聚氰胺酚树脂、硅酮树脂作为理想的流路板用树脂部件，次之，在接近室温的燃料电池的运行条件下，最好适用聚碳酸酯树脂、耐热乙烯基酯树脂、双酚F型环氧树脂、酚线型酚醛清漆型环氧树脂、酚醛树脂、酞酸二烯丙酯树脂、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等。另外，在此外的温度下，最好将比叠层的表面温度高100℃以上的树脂部件用作流路板。

如上述那样按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1500，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

(第16实施形式)

图56为示出本发明第16实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1600的图，(a)为纵断面图，(b)为横断面图，图57(a)～(e)为图56的δ1-δ1～δ5-δ5的断面图。

直接型甲醇燃料电池发电装置1600如图49那样使流路板1622～1624与配管和燃料箱成一体地使用如后述那样验证了长期稳定性的聚醚酰亚胺树脂形成在实施例15中采用流路板。

直接型甲醇燃料电池发电装置1600具有箱体1610、保持于该箱体1610的叠层部分1620、用于将燃料和氧化剂供给该叠层部分1620的供给部分1630、可相对箱体1610自由装拆地设置的燃料和氧化剂的箱部分1650。

叠层部分1620在1个单极型的流路板1623的背面和表面配置沿水平排列2个电偶部分单位的电偶部分单位的组，将甲醇水溶液燃料供给该流路板1623。另外，单极型流路板1623和配置于4个电偶部分单位的上下的流路板1624、1624仅在配置电偶部分单位的面形成流路1622a、1624a，供给空气。

在叠层部分的最表面配置具有绝热材料的紧固板1621，由图中未示出的紧固件进行采用包含于叠层的密封部件的密封。

在这样构成的直接型甲醇燃料电池发电装置1600中，如以下那样动作。即，由送气泵1631送到叠层部分1610，通过形成于单极型流路板最外侧的空气供给用的供给路1632，在朝叠层进行方向贯通的部分1633分支成上下的流路板1622、1624的流路。通过电偶部分单位部分的空气和水蒸汽再次在别的贯通口1634汇流到单极型流路板的最外部的排出路1635，流入到一时保持甲醇水溶液燃料的空间1636。

另一方面，甲醇水溶液燃料由送液用泵1641从空间1636输送，通过燃料送液路1637，经过叠层后，再次与二氧化碳一起流入到空间1636。在空间1636形成用于从高浓度甲醇盒1651由高浓度甲醇供给用泵1638供给高浓度甲醇的供给路1737。

(实施例16)

在运行中，设甲醇水溶液燃料的初期浓度3mol/l，流路板温度70℃，燃料流量为0.04cm/min，空气流量为40cm/min。运行结果表明，叠层部分的温度仅上升到50℃左右的温度，但供给的空气和甲醇水溶液燃料的泄漏完全观测到，另外，在包含空间4907等的流路板4902等不能看到变形等，在该状态下可连续运行300小时。

一般在燃料电池发电装置将燃料容器、配管、叠层作为独立的构成要素处理，通过将泵等其它要素也包含在其内地将其组合从而构成整体。然而，在用于携带型电子设备用途的那样的燃料电池发电装置中，需要在构造简化的同时进一步使装置薄型化。因此，关于内包的叠层，最好大幅度地降低叠层数，相对与装置的厚度垂直的方向使电偶部分单位的平面方向平行地并列配置电偶部分。这同时意味着需要对用于进行与叠层的燃料或氧化剂的供给和排出的配管也实施薄型化，另外，为了使流路板薄型化实施与流路板侧面的配管也极端困难。另外，进行薄型化和保持装置的牢固性也变得困难。燃料容器和配管最好由树脂制成，另外，虽然这已足够，但在必须进行装置整体的薄型化的那样的状况下，当独立地形成各构成要素时，还必须充分考虑用于连接叠层的燃料或氧化剂的供给口或排出口与燃料容器和配管的构造、用于提高整体的牢固性的构造。

另一方面，在直接型甲醇燃料电池发电装置1600中，可将配管和燃料容器的一部分形成为流路板的延长，即可通过由与流路板相同的树脂部件进行的一体成形制作箱和配管，可同时获得构成部件数量的大幅度减少和一体化形成的燃料电池发电装置的构造的牢固性和容易性，大幅度提高生产率。在由以碳为主体的材质和金属形成流路板的场合非常困难，所以，流路板1622～1624的材料要求为树脂材料。

如上述那样按照本实施形式的直接型甲醇燃料电池发电装置1600，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

另外，在上述实施形式和实施例中，仅燃料流路形成为交替型，但空气流路也可形成为交替型。另外，也可将燃料流路和空气流路双方都形成为交替型。

本发明不限于上述实施形式，可在实施阶段不脱离该要旨的范围将构成要素变形使其具体化。另外，通过适当地组合公开于上述实施形式的多个构成要素，可形成各种发明。例如，也可从示于实施形式的所有构成要素中减少几个构成要素。另外，也可适当组合属于不同实施形式的构成要素。

按照本发明，在由多个电偶部分单位构成的直接型甲醇燃料电池发电装置中，各电偶部分单位的输出偏差减小，而且可进行稳定的燃料供给，获得稳定的输出。

Claims (15)

1.一种直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：具有电偶部分单位群、第1流路板、及第2流路板；该电偶部分单位群包括由含阳极催化剂层的阳极和含阴极催化剂层的阴极夹着电解质膜而形成的多个电偶部分单位；该第1流路板形成有以接触于这些电偶部分单位群的阳极的方式配置的、在其内部流过燃料的第1流路；该第2流路板形成有以接触于上述电偶部分单位群的阴极的方式配置的、在其内部流过氧化剂的第2流路；上述第1流路从其入口到出口不分支地接触于上述电偶部分单位群的所有阳极而通过，并且与至少1个电偶部分单位的阳极接触多次地形成。

2.一种直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：具有电偶部分单位群、第1流路板、及第2流路板；该电偶部分单位群包括由含阳极催化剂层的阳极和含阴极催化剂层的阴极夹着电解质膜而形成的多个电偶部分单位；该第1流路板形成有以接触于这些电偶部分单位群的阴极的方式配置的、在其内部流过氧化剂的第1流路；该第2流路板形成有以接触于上述电偶部分单位群的阳极的方式配置的、在其内部流过燃料的第2流路；上述第1流路从其入口到出口不分支地接触于上述电偶部分单位群的所有阴极而通过，并且与至少1个电偶部分单位的阴极接触多次地形成。

3.根据权利要求1或2所述的直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：当n为上述电偶部分单位群具有的电偶部分单位的数量，s为上述第1流路分别通过各电偶部分单位的次数，h为流路区域的数量，即n与s的积，br，m(1≤m≤n，1≤r≤s)为分配给上述流路区域的编号，为h以下的自然数，Zbr，m为各流路区域与流路供给口的距离，Lo为上述第1流路的有效长度时，满足下式。

(数1)

$0\&le;|\frac{L_0(h+2)}{2h}-\frac{1}{s}\underset{i=1}{\overset{s}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Z}_{b_{i,m}}|\&le;\frac{1}{20}\frac{L_0(h+2)}{2h}--\left(1\right)$

$b_{r,m}=m+n(r-1)-(2m-n+1)\frac{1-{(-1)}^{r-1}}{2}--\left(2\right)$

4.一种直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：具有第1和第2电偶部分单位群、第1流路板、第2流路板、第3流路板、及外部电极；该第1和第2电偶部分单位群通过由含阳极催化剂层的阳极和含阴极催化剂层的阴极夹着电解质膜而形成；该第1流路板形成有以接触于第1电偶部分单位群的阳极的、燃料流过的第1流路；该第2流路板在一方的面侧形成有接触于上述第1电偶部分单位群的阴极的、氧化剂流过的第2流路，同时在另一方的面侧形成有接触于上述第2电偶部分单位群的阴极的、氧化剂流过的第3流路；该第3流路板形成有以接触于上述第2电偶部分单位群的阳极的方式配置的、燃料流过的第4流路；该外部电极用于与外部连接；上述第1～第3流路板由绝缘部件构成，在上述第1～第3流路板形成有用于使上述第1和第2电偶部分单位群的阳极和阴极相互间或与上述外部电极导通的导电部分。

5.一种直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：具有第1和第2电偶部分单位群、第1流路板、第2流路板、第3流路板、及外部电极；该第1和第2电偶部分单位群通过由含阳极催化剂层的阳极和含阴极催化剂层的阴极夹着电解质膜而形成；该第1流路板形成有接触于第1电偶部分单位群的阴极的、氧化剂流过的第1流路；该第2流路板在一方的面侧形成有接触于上述第1电偶部分单位群的阳极的、燃料流过的第2流路，同时在另一方的面侧形成有接触于上述第2电偶部分单位群的阳极的、燃料流过的第3流路；该第3流路板形成有以接触于上述第2电偶部分单位群的阴极的方式配置的、氧化剂流过的第4流路；该外部电极用于与外部连接；上述第1～第3流路板由绝缘部件构成，在上述第1～第3流路板形成有用于使上述第1和第2电偶部分单位群的阳极和阴极相互间或与上述外部电极导通的导电部分。

6.根据权利要求4或5所述的直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：上述第1流路板具有上述流路按在上述流路板的平面方向折曲或蛇行的形状形成的反应流路、以及按上述第1流路板的厚度方向贯通的贯通流路。

7.根据权利要求4或5所述的直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：上述第1～第3流路板在流路内形成有用于保持各流路的断面形状的加强部件。

8.根据权利要求7所述的直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：上述加强部件具有上述流路的截面面积的50％以下的截面积和0.2mm以上的厚度。

9.根据权利要求7或8所述的直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：上述加强部件形成上述导电部分的一部分。

10.根据权利要求4或5所述的直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：上述流路板在上述流路中的接触于上述阳极电极或上述阴极电极的部分相互间具有形成为隧道状的贯通部分，该贯通部分的出口或入口配置在从上述阳极电极或上述阴极电极的端部到上述阳极电极或阴极电极的内侧方向0.5mm以上1.0mm以内的范围。

11.根据权利要求4或5所述的直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：上述流路板在上述流路中的接触于上述阳极电极或上述阴极电极的部分与上述流路的供给口或排出口之间具有形成为隧道状的贯通部分，该贯通部分的出口或入口配置在从上述阳极电极或上述阴极电极的端部到上述阳极电极或阴极电极的内侧方向0.5mm以上1.0mm以内的范围。

12.根据权利要求4或5所述的直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：上述流路板通过粘合多个绝缘性树脂部件而形成。

13.根据权利要求4或5所述的直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：上述绝缘部件由聚醚酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、三聚氰胺酚树脂、硅酮树脂、聚碳酸酯树脂、耐热乙烯基酯树脂、双酚F型环氧树脂、酚线型酚醛清漆型环氧树脂、酚醛树脂、酞酸二烯丙酯树脂、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中的任一种或不同的多种树脂部件的组合形成。

14.根据权利要求4或5所述的直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：在上述流路板上一体地形成有暂时储存上述燃料或上述氧化剂的空间。

15.一种直接型液体燃料电池发电装置，其特征在于：至少具有2个设置了含阳极催化剂层的阳极、含阴极催化剂层的阴极、及配置于上述阳极与上述阴极间的电解质膜的电偶部分单位；同时，还具有收容燃料的燃料容器和形成有用于将氧化剂或燃料供给上述电偶部分单位的流路的流路板；上述流路为从上述燃料容器经由第1电偶部分单位和第2电偶部分单位再次返回到第1电偶部分单位的流路，具有不在其间进行分支的流路。

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