CN1734823A - 燃料盒及燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

在本发明的燃料电池系统(1)中，燃料盒(2)构成为具有由刚体构成的本体容器(6)和配设在本体容器(6)的内部的有柔软性的袋状容器(7)的双层结构。袋状容器(7)成为充填燃料的燃料罐。又，在本体容器(6)的内部且在袋状容器(7)的外侧，成为对在发电装置(4)中生成的生成物进行回收的回收罐(8)。能提供具有对发电部中生成的生成水和副生成物的充分的处理功能、并具有能提高燃料电池系统的容积效率的结构的燃料盒及具有它的燃料电池系统。

Description

燃料盒及燃料电池系统

技术领域

本发明涉及直接甲醇型的燃料电池系统及其中所使用的燃料盒。

背景技术

作为近年来支撑信息化社会的便携式电子设备的电源、或作为用于应对大气污染和地球变暖的电源，对燃料电池的期待逐渐高涨。在该燃料电池中，通过从甲醇直接取出氢离子来进行发电的直接甲醇型燃料电池(以下，简称DMFC：Direct Methanol Fuel Cell)，因具有不需要改质器、体积能量密度高这样的特性，故对应用于使用DMFC的燃料电池系统的便携式电子设备的期待逐渐高涨。

燃料电池系统，一般，具有带发电部(电池)的发电装置，电池的结构具有：有阳极集电体和阳极催化剂层的阳极(燃料极)；有阴极集电体和阴极催化剂层的阴极(空气极)；阳极与阴极之间所配置的电解质膜。

以往，作为燃料电池系统，提出过以下所谓主动型的燃料电池系统的提案，该系统具有：储存作为燃料的100％甲醇的燃料盒；将该100％甲醇利用水进行稀释并保存的甲醇水溶液容器，并且具有：将甲醇水溶液向阳极供给的送液泵及将空气向阴极供给的送气泵等的多个辅机(例如，参照专利文献1)。

又，作为燃料电池系统，还提出过所谓被动型的燃料电池系统的提案，该系统不具有送液泵及送气泵等的辅机、将甲醇水溶液及空气利用自然对流或毛细管现象、向阳极或阴极供给(例如，参照专利文献2)。该专利文献2中提出的燃料电池系统，具有储存预先被稀释的甲醇水溶液的燃料盒。

[专利文献1]日本专利特开2004-152741号公报

[专利文献2]日本专利特开2000-268835号公报

在燃料电池系统中，在阳极上所供给的甲醇水溶液根据下式(1)进行反应而分解成二氧化碳、氢离子和电子。

               …(1)

生成的氢离子，在电解质膜中从阳极向阴极移动。并且，在阴极上、氢离子与空气中的氧气根据下式(2)进行反应而生成水。

                 …(2)

这样，在燃料电池系统中，存在因发电对于1个甲醇以3个分子比例所生成的生成水的处理的问题。又，在阳极上使甲醇分子与水分子进行分解的过程中，有可能生成甲醛或蚁酸等各种的甲醇部分氧化物或一氧化碳等的有害物质。另外，向阳极所供给的甲醇分子的一部分，未进行反应地透过电解质膜(交叠)，即使在阴极上氧化的过程中，也有可能生成甲醛或蚁酸等的部分氧化物。但是，在上述专利文献中所记载的燃料电池系统中，未提出过对于该生成水等的处理的充分的解决对策的提案。这里，作为对该生成水等进行处理的方法，可以考虑使成为多余的生成水等在空气中自然放散的方法、及将成为多余的生成水等向燃料盒以外的其它所设置的回收罐中进行回收的方法。

但是，在前者的方法中，在燃料电池系统周围的湿度高的场合，不能将成为多余的生成水等充分地向空气中放散，有可能在将生成水等进行自然放散的放出口附近产生结露或发霉。另一方面，在后者的方法中，由于需要另外设置回收罐，故使燃料电池系统大型化，不仅使容积效率降低、且需要生成水等的回收用泵。另外，除了燃料盒的更换作业以外，还需要回收罐的维护作业。

又，在上述专利文献所记载的燃料电池系统中的燃料盒中，使盒内部不成为负压的状态那样，仅对供给的甲醇或甲醇水溶液的体积量，需要将空气从外部向燃料盒内部取入，燃料盒内部成为液体与气体(空气)共存的状态。因此，根据燃料电池系统的姿势、在燃料盒的流出口存在空气时，不能以自然对流来供给燃料，又，即使使用送液泵也不能将燃料适当地进行供给。即，具有液体与气体(空气)在内部共存的燃料盒的燃料电池系统，存在不适合于便携式电子设备这样的姿势有变化的设备的问题。

另外，在上述专利文献1记载的所谓主动型的燃料电池系统中，由于具有多个辅机，故多个辅机消耗由发电装置所发电的电力，从燃料电池系统整体来看的场合，存在发电效率低的问题。

另一方面，在上述专利文献2记载的所谓被动型的燃料电池系统中，由于利用自然对流或毛细管现象，对于向阳极或阴极所供给的甲醇水溶液及空气的供给量产生偏差。因此，在阳极或阴极中的化学反应，不能说可高效地进行。又，不能强制地停止上述的化学反应。因此，在不需要发电的场合，也有作为燃料的甲醇的消耗。因此，即使在被动型燃料电池系统中也存在发电效率低的问题。

发明内容

因此，本发明的课题在于，提供具有对发电部中生成的生成水等的充分的处理功能、并具有能提高燃料电池系统的容积效率的结构的燃料盒及具有它的燃料电池系统。又，本发明的课题在于，提供能与姿势的变化无关地供给燃料的燃料盒及具有它的燃料电池系统。

另外，本发明的课题在于，提供具有能提高发电效率的结构的燃料电池系统。

为了解决上述课题，本发明的燃料盒，充填有向构成燃料电池系统的发电装置所供给的燃料，其特征在于，构成为具有由刚体构成的本体容器和配设在该本体容器的内部的有柔软性的袋状容器的双层结构，在所述袋状容器中充填所述燃料，在所述本体容器的内部且在所述袋状容器的外侧，成为对在所述发电装置中生成的生成物进行回收的回收罐。

本发明的燃料盒，构成为具有由刚体构成的本体容器和配设在本体容器的内部的、充填了燃料的有柔软性的袋状容器的双层结构。又，在本体容器的内部且在袋状容器的外侧，成为对在发电装置中生成的生成物进行回收的回收罐。即，例如，就能将因作为燃料的甲醇水溶液的减少而形成的本体容器内部的空间用作为例如对作为生成物的生成水进行回收的回收罐。因此，不需要另外设置回收罐，能提高燃料电池系统的容积效率。

又，在袋状容器中充填着燃料，且袋状容器具有柔软性。因此，若从外部对袋状容器施加压力、或从袋状容器吸引燃料，就能与燃料盒的姿势无关地进行从燃料盒的燃料的供给。

另外，生成物的回收罐，由于形成于燃料盒的本体容器的内部，故通过对将燃料使用完的燃料盒进行调换，也能同时对回收罐进行调换。因此，就不需要回收罐专用的维护作业，燃料电池系统的维护作业变得容易。

这里，在本说明书中，所谓“由刚体构成的本体容器”，是指根据本体容器内部的压力与本体容器外部的压力之差压、几乎不会使其容积和形状进行变化的容器。又，所谓“有柔软性的袋状容器”，是指根据充填在容器中的内容物的容量变化、能使其形状柔软地进行变化的袋状的容器。另外，所谓“在袋状容器中充填着燃料”，是指在袋状容器的内部仅存在燃料的情况、或仅将可忽略的程度的微量的空气等的气体混入燃料的情况。另外，所谓“生成物”，例如是生成水、或甲醛及蚁酸、一氧化碳等的副生成物。

在本发明中，最好是，在所述本体容器的内部配设着吸附所述生成物的至少一部分的过滤器。在该场合，能用过滤器将发电装置中所生成的、例如甲醛、蚁酸或一氧化碳等的有害物质等进行吸附。因此，即使在要将从发电装置回收后的排出气体从回收罐向大气中放出那样的场合，就能提供有害物质不会放出的清洁的燃料电池系统。又，在配设有吸附发电装置中所生成的生成水的过滤器的场合，由于用过滤器吸附水分，在将来自发电装置的排出气体向大气中放出的场合，在放出口附近产生结露或发霉的可能性变得非常低。

又，本发明中的燃料电池系统，具有：所述燃料盒、有发电部的发电装置、配设在所述燃料盒与所述发电装置之间的泵，其特征在于，所述泵的流入口与构成所述发电部的阴极连接、且所述泵的流出口与所述回收罐连接，所述泵，通过吸引在所述阴极上所生成的生成水和所述阴极内的空气，将氧气向所述阴极供给，并且，将所述生成水向所述回收罐进行回收。

在本发明的燃料电池系统中，泵，其流入口与阴极连接着，通过吸引在阴极上所生成的生成水和阴极内的空气并将氧气向阴极供给。又，泵，其流出口与回收罐连接着，将生成水向回收罐进行回收。因此，对于1个泵，能具有将阴极上生成的生成水进行回收的功能、向阴极供给氧气的功能。因此，与具有不同功能的2个泵的情况比较、能实现燃料电池系统的小型化、能提高容积效率。又，由于减少泵的数目，故能减少辅机中消耗的电力，其结果，能提高发电效率。

在本发明中，最好是，所述泵，还构成为使所述本体容器的内部压力增高。在该场合，由于泵将本体容器的内部压力增高，故能对配设在本体容器的内部的袋状容器施加压力，由此，就能将燃料向阳极供给。因此，由1个泵还能具有向阳极供给燃料的功能。因此，还能实现燃料电池系统的小型化，能提高容积效率。另外，由于构成为通过从外部对袋状容器施加压力，将燃料向阳极供给的状态，故无论燃料电池系统是怎样的姿势、都能进行燃料的供给。

另外，本发明的燃料电池系统，具有：所述燃料盒、有发电部的发电装置、配设在所述燃料盒与所述发电装置之间的泵，其特征在于，所述泵的流入口与构成所述发电部的阴极连接、且所述泵的流出口与所述回收罐连接，所述泵，通过吸引在所述阴极上所生成的生成水和所述阴极内的空气，将氧气向所述阴极供给，并且，使所述本体容器的内部压力增高。

在本发明中，泵，其流入口与阴极连接着，通过吸引在阴极上所生成的生成水和阴极内的空气并将氧气向阴极供给。又，泵，其流出口与回收罐连接着，并由于使本体容器的内部压力增高，能将压力施加在配设于本体容器的内部的袋状容器上，由此，就能向阳极供给燃料。即，由于在1个泵上具有2种功能，故能实现燃料电池系统的小型化、能提高容积效率。又，能减少辅机中消耗的电力，其结果，能提高发电效率。另外，由于构成为通过从外部对袋状容器施加压力，将燃料向阳极供给的状态，故无论燃料电池系统是怎样的姿势、都能进行燃料的供给。

还有，本发明的燃料电池系统，具有：所述燃料盒、有发电部的发电装置、配设在所述燃料盒与所述发电装置之间的泵，其特征在于，所述泵的流入口与构成所述发电部的阴极连接、且所述泵的流出口与所述回收罐连接，所述泵，将所述阴极上所生成的生成水向所述回收罐进行回收，并且，使所述本体容器的内部压力增高。

在本发明中，泵，其流入口与阴极连接着，且其流出口与回收罐连接着，将生成水向回收罐进行回收。又，泵，由于使本体容器的内部压力增高，能将压力施加在配设于本体容器的内部的袋状容器上，由此，就能向阳极供给燃料。即，由于在1个泵上具有2种功能，故能实现燃料电池系统的小型化、能提高容积效率。又，能减少辅机中消耗的电力，其结果，能提高发电效率。另外，由于构成为通过从外部对袋状容器施加压力，将燃料向阳极供给的状态，故无论燃料电池系统是怎样的姿势、都能进行燃料的供给。

在本发明中，所述袋状容器，最好是，通过可开闭控制的阀与构成所述发电部的阳极连接着。在该场合，在将阀关闭的期间，能防止燃料从袋状容器的流出，由于仅在发电需要时将燃料向阳极供给，故能提高发电效率。又，例如，即使在将燃料电池系统用于便携式设备那样的场合，燃料不可能因便携式设备搬送时的振动或冲击而流出，故能有效地利用燃料。

在本发明中，最好是，所述燃料电池系统，还具有能将所述本体容器的内部压力与所述阳极的排出口的压力之差压、或所述本体容器的内部压力与该本体容器的外部压力之差压维持成规定压力的压力调整机构。在该场合，由于能将本体容器的内部压力与阳极的排出口的压力之差压维持成规定压力，故能利用阀的开闭对向阳极所供给的燃料的供给量进行控制。另外，通过将本体容器的内部压力与外部压力之差压维持成规定压力，能将本体容器的内部压力与阳极的排出口的压力之差压间接地维持成规定压力。

在本发明中，也可以作成所述发电装置具有多个所述发电部、并具有与多个所述阳极的各个对应地设置的多个所述阀的结构。在该场合，即使具有多个发电部、也能对燃料的排出目的地进行控制。又，即使在向1个阳极的供给流路产生堵塞那样的场合，由于能对该供给流路排出燃料，故能消除堵塞、并能实现燃料供给的整流化。

在本发明中，最好是，所述泵的流入口还与构成所述发电部的阳极连接着。在该场合，由于能吸引阳极中生成的二氧化碳等，故能在阳极上发生负压，能将燃料高效地向阳极供给。其结果，能提高发电效率。

如上所述，在本发明的燃料盒中，能将因燃料的减少而形成的袋状容器与本体容器内部之间的空间用作为对生成物进行回收的回收罐。因此，即使不另外设置回收罐，例如，也能对阴极上所生成的生成水进行充分的处理。而且，由于不需要另外设置回收罐，故能提高燃料电池系统的容积效率。

又，燃料被充填在具有柔软性的袋状容器中，在袋状容器中，仅混入可忽略程度的空气等的气体。因此，若从外部对袋状容器施加压力、或从袋状容器吸引燃料，就能与燃料盒的姿势无关地、从燃料盒进行燃料的供给。

另外，在本发明的燃料电池系统中，在1个泵上能具有将阴极上生成的生成水进行回收的功能、向阴极供给氧气的功能及向阳极供给燃料的功能中的至少2种功能。因此，能实现燃料电池系统的小型化、能提高容积效率。又，由于泵的数目减少，故能减少辅机中消耗的电力，其结果，能提高发电效率。

附图说明

图1是表示本发明实施形态的燃料电池系统的基本结构的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施本发明用的最佳形态进行说明。

(燃料电池系统的结构)

图1是表示本发明实施形态的燃料电池系统的基本结构的概念图。

本形态的燃料电池系统1，是使用DMFC的系统，例如用于便携式电子设备。图1中，燃料电池系统1，其结构具有：充填燃料的燃料盒2、有发电部(电池)的发电装置4、配设在燃料盒2与发电装置4之间的辅机3。本形态中的燃料，例如是64重量％的甲醇水溶液。

发电装置4的发电部，其结构具有：有阳极集电体和阳极催化剂层的阳极21、有阴极集电体和阴极催化剂层的阴极22、配置在阳极21与阴极22之间的电解质膜23。

在阳极21上，设有甲醇水溶液的供给口21a和将利用阳极21中的化学反应所生成的CO₂等排出的排出口21b。又，在阴极22上，设有空气的供给口22a和将利用阴极22中的化学反应所生成的生成水及阴极22内的空气等排出的排出口22b。

燃料盒2，构成为具有本体容器6和配设在该本体容器6的内部的袋状容器7的双层结构，在本体容器6的内部且在袋状容器7的外侧，成为对发电装置4中所生成的生成物进行回收的回收罐8。又，在本体容器6的内部，配设有将生成物的至少一部分吸附用的过滤器9。在本形态中，生成物，是发电装置4中正常生成的生成水、二氧化碳及在反应过程中生成的不再反应地回收的蚁酸、甲醛、一氧化碳等的副生成物。

本体容器6，例如，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等具有刚性的树脂材料形成，成为因本体容器6的内部压力与外部压力(大气压)之差压其容积和形状也几乎不变化那样的刚体。又，本体容器6，具有：使从发电装置4排出的生成物及空气流入的流入口10、使甲醇水溶液向阳极21流出的流出口11、将本体容器6内部的气体进行排气的排气口12。这里，流入口10和排气口12与回收罐8连通，流出口11成为与袋状容器7连通的状态。另外，本体容器6，例如形成为50mm×30mm×150mm的长方体状。

袋状容器7，是随着充填在其内部的内容物的容量变化、能使其形状柔软地变化的具有柔软性的容器，例如，在蒸馏罐(日文：レトルト)食品所使用的袋状的容器等那样、由将聚丙烯与铝与尼龙层叠后的层叠薄膜所形成。在袋状容器7中充填着甲醇水溶液，该袋状容器7成为燃料罐。袋状容器7利用甲醇水溶液的流出通道、与流出口11连接着。另外，袋状容器7的最大容积例如为200mL。

在本体容器6的内部且在袋状容器7的外侧所形成的回收罐8，主要收容在阴极22上所生成的生成水。这里，在阴极22上所生成的生成水的大部分成为水蒸气被送入回收罐8中，而回收罐8的内壁及本体容器6的表面，由于温度比阴极22较低，水蒸气的一部分凝固成为水滴就向回收罐8内回收。

这里，由于甲醇的分子量是32、水的分子量是18，故例如、甲醇2摩尔与水2摩尔的甲醇水溶液成为100g的64重量％的混合液。这时的体积约为116cc。100g的64重量％甲醇水溶液，在发电部中全部变成水的场合，根据上述的式(1)、(2)，就生成6摩尔的水，生成水的质量为108g、体积为108cc。即，从作为燃料罐的袋状容器7将116cc的甲醇水溶液送出，将最大为108cc的生成水向回收罐8进行回收。因此，由于不会向回收罐8回收超过从袋状容器7所送出的甲醇水溶液的消耗量的量的生成水，故在燃料盒2中、能将阴极22上所生成的生成水充分地回收。

过滤器9，具有由高分子吸水性树脂构成的吸水薄片和吸附甲醛等的有害物质的有害物质吸附薄片，并在这些薄片的周围，例如，具有使用ゴアテツケス(日文，登记商标)的水分离器。所回收的生成物中，滴下的水不能透过水分离器，滞留在回收罐8中。并且，通过该过滤器9就能将本体容器6内部的气体从排气口12排出。更具体地说，对从流入口10向本体容器6的内部流入的生成水及甲醛等的有害物质或空气中、仅使含有水蒸气的气体透过水分离器，透过的气体中，用吸水薄片及有害物质吸附薄片吸附水分及有害物质，不含有有害物质且水分少的气体就能从本体容器6内部排出。

辅机3，如图1所示，具有泵16、阀17、压力调整机构18。

泵16，例如是能将气体与液体的混合流体进行送出的气泵，具体地说，是隔膜式泵或活塞式泵。在泵16中，第1流入口16a1与阴极22的排出口22b连接，第2流入口16a2与阳极21的排出口21b连接着。又，流出口16b，与燃料盒2的流入口10连接着。并且，泵16，通过对在阴极22中所生成的生成水等及阴极22的空气等进行吸引，从供给口22a将氧气向阴极22供给，并且，将在阴极22上所生成的生成水等向回收罐8进行回收，并成为使本体容器6的内部压力提高的状态。又，在阳极21上所生成的二氧化碳等也成为被吸引的状态。

这里，如果在燃料电池系统1中，在以10小时将100g的64重量％甲醇水溶液进行消耗的场合，每1分钟的甲醇水溶液的消耗量为0.167g，若换算为分子量，则与甲醇0.0033摩尔相当。在阴极22中的化学反应中，由于对于1个甲醇分子需要1.5个氧分子，故需要0.005摩尔的氧气。即，就需要0.112L的氧气。由于空气中的氧气约为20％，故必须向阴极22供给0.56L/min的空气。实际上，由于不可能利用空气中的所有的氧气，故最好是泵16具有更大的空气供给量、例如具有1L/min的泵性能。

阀17，是能进行开闭控制的阀，其流入口17a，与燃料盒2的流出口11连接，流出口17b与阳极21的供给口21a连接着。即，袋状容器7，通过阀17与阳极21连接着。作为阀17的开闭作动器，能使用电磁铁或电机这样的各种作动器。

压力调整机构18，是能将本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压、或本体容器6的内部压力与外部压力(大气压力)之差压进行调整·维持成规定压力用的机构，并与燃料盒2的排气口12连接着。另外，本形态的压力调整机构18，目的在于将本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压调整·维持成规定压力，而在将本体容器6的内部压力与外部压力之差压调整·维持成规定压力的场合，就能近似地将本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压调整·维持成规定压力。

该压力调整机构18，例如是具有在上述的差压成为规定压力以上的场合，将阀作成开状态以放出气体的放出口的压力调整阀。作为该压力调整阀，具有压力传感器和进行阀的开闭的开闭作动器，根据压力传感器的检测结果能使用可进行阀的开闭的结构。又，也可使用通过弹簧对阀向闭状态进行施力，并在上述的差压成为规定压力时，克服弹簧的施力而将阀作成开状态而能进行气体放出的压力调整阀。另外，也可以不是压力调整阀，例如，可以是具有压力传感器并根据压力传感器的检测结果对泵16的输出进行调整那样的压力调整机构18。

(燃料电池系统的动作)

以下，对以上那样构成的燃料电池系统1的动作进行说明。

在燃料电池系统1开始运行时，首先，将阀17作成闭状态，使泵16充分地作动。由此，提高本体容器6的内部压力。当本体容器6的内部压力不断升高后，能利用压力调整机构18的作用能将本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压、或将本体容器6的内部压力与外部压力(大气压力)之差维持成规定压力。例如，作为规定压力能维持成10～20kPa程度的压力。更具体地说，能维持成10kPa程度的压力。另外，所维持的压力并不受上述的限定，可以比其更大、也可以更小。

在该状态下，由于对袋状容器7的表面施加了例如10kPa的压力，故将阀17作成开状态时，甲醇水溶液能从袋状容器7经过阀17向阳极21供给。又，在该状态下，若将阀17作成闭状态，也就停止甲醇水溶液的供给。

这里，通过阀17的每单位时间的甲醇水溶液的流量、即向阳极2 1的甲醇水溶液的供给量，根据本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压来决定。因此，利用压力调整机构18将本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压维持成一定，就能控制甲醇水溶液的供给量。又，作为压力调整机构18，在使用具有压力传感器和进行阀的开闭的开闭作动器的压力调整阀的场合，利用压力传感器和开闭作动器，能将所维持的本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压、或本体容器6的内部压力与外部压力之差压可变地进行调整，由此，能可变地控制甲醇水溶液的供给量。

在供给甲醇水溶液后的阳极21中，引起上述式(1)的化学反应、并使甲醇水溶液分解成氢离子、电子和二氧化碳。氢离子透过电解质膜后向阴极22移动，电子经过电气回路向阴极22移动。在阳极21上所生成的二氧化碳等，被泵16吸引、并从排出口21b排出。这里，由于泵16的第2流入口16a2与排出口21b连接着，并由于泵16作动时在排出口21b的附近发生负压，故在打开阀17时能将甲醇水溶液高效地向阳极21供给。

另一方面，在阴极22中，利用泵16的吸引力，从供给口22a流入新的空气。即，在泵16作动的期间，对于上述的式(2)的化学反应所需的氧气从供给口22a经常向阴极22供给。又，将透过电解质膜的氢离子向阴极22供给、并经过电气回路供给电子。因此，引起上述式(2)的化学反应而生成水。所生成的生成水，与阴极22的空气等一起被泵16吸引，并从排出口22b排出。

从阳极21的排出口21b所排出的二氧化碳等、或从阴极22的排出口22b所排出的生成水及空气等，利用泵16向回收罐8进行回收。另外，有时从阳极21的排出口21b或阴极22的排出口22b，将蚁酸、甲醛、一氧化碳这样的有害物质排出，还利用泵16将这些有害物质向回收罐8进行回收。

在泵16的运转中，回收罐8的压力、即本体容器6的内部压力逐渐地上升。并且，在本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压、或本体容器6的内部压力与外部压力之差压为规定压力以上的场合，压力调整机构18作动，本体容器6内部的气体通过过滤器9和排气口12从压力调整机构18的放出口放出。这时，构成过滤器9的水分离器仅使含有水蒸气的气体透过，用吸水薄片及有害物质吸附薄片将透过的气体中的有害物质吸附，不含有害物质且水分少的气体，就从本体容器6内部排出。

(本形态的主要的效果)

如上所述，本形态的燃料盒2，构成为具有由刚体构成的本体容器6和配设在本体容器6的内部的作为燃料罐的有柔软性的袋状容器7的双层结构。又，在本体容器6的内部且在袋状容器7的外侧，成为对在发电装置4中生成的生成物进行回收的回收罐8。即，就能将因甲醇水溶液的减少而生成的本体容器6内部的空间用作为回收生成物的、主要将在阴极22上所生成的生成水进行回收的回收罐8。因此，不需要另外设置回收罐，能提高燃料电池系统1的容积效率。另外，如上所述，在回收罐8中的生成水的回收能力是足够的，燃料电池系统1具有对阴极22中生成的生成水的足够的处理功能。

又，作为燃料将甲醇水溶液充填在袋状容器7中。即，在袋状容器7中，空气等的气体仅混入成可忽略的程度，且袋状容器7具有柔软性。因此，只要从外部对袋状容器7施加压力，就能与燃料盒2的姿势无关地、从燃料盒2供给甲醇水溶液。

另外，由于本体容器6由刚体构成、且配设在其内部的袋状容器7具有柔软性，不会因来自燃料盒2的外部的力使作为燃料罐的袋状容器7受损伤。因此，能安全地处理可燃性液体即甲醇水溶液。

回收罐8形成于燃料盒2的本体容器6的内部，故可更换甲醇水溶液用完后的燃料盒2，回收罐8也同时得到更换，故不需要回收罐专用的维护作业，就容易进行燃料电池系统1的维护作业。

在本形态中，在本体容器6的内部，配设有过滤器9，过滤器9，具有吸附有害物质的有害物质吸附薄片和吸水薄片，并具有水分离器。因此，能用有害物质吸附薄片吸附甲醛、蚁酸及一氧化碳等的有害物质等，就能提供在将从发电装置4回收后的排出气体从回收罐8向大气中放出的场合，有害物质不会放出的清洁的燃料电池系统1。又，透过水分离器的水蒸气，由于被吸水薄片吸附，在排出气体的放出口附近产生结露或发霉的可能性变得非常低。

又，在本形态的燃料电池系统1中，泵16，其第1流入口16a1与阴极22连接着，通过吸引在阴极22上所生成的生成水和阴极22内的空气并将氧气从供给口22a向阴极22供给。又，泵16，其流出口16b与回收罐8连接着，将生成水向回收罐8进行回收，并提高本体容器6的内部压力。因此，通过使泵16作动，能将压力施加在配设于本体容器6的内部的作为燃料罐的袋状容器7，由此，能将甲醇水溶液向阳极21供给。即，对于1个泵16，能具有将阴极22上生成的生成水进行回收的功能、向阴极22供给氧气的功能及将甲醇水溶液向阳极21进行供给的功能。因此，能实现燃料电池系统1的小型化、能提高容积效率。又，由于泵1个即可，故能减少辅机3消耗的电力，其结果，能提高发电效率。另外，通过从外部向袋状容器7施加压力，以将甲醇水溶液向阳极21供给，故无论燃料电池系统1为怎样的姿势，都能将甲醇水溶液向阳极21进行供给。

又，由于泵16的流出口16b与回收罐8连接着，故回收罐8能兼有作为气泵的泵16的消音器的作用。因此，能减小泵16的运转音，能提供安静的燃料电池系统1。

在本形态中，袋状容器7，通过可开闭控制的阀17与阳极21连接着。因此，在将阀17关闭的期间，能防止甲醇水溶液从袋状容器7的流出，由于仅在发电需要时将甲醇水溶液向阳极21供给，故能提高发电效率。又，例如，即使在将燃料电池系统1用于便携式设备那样的场合，甲醇水溶液不可能因便携式设备搬送时的振动或冲击而向阳极21流出，故能有效地利用甲醇水溶液。

在本形态中，辅机3，具有能将本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压、或本体容器6的内部压力与外部压力之差压进行调整维持成规定压力的压力调整机构18。因此，能将本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压维持成规定压力，并能利用阀17的开闭对向阳极21所供给的甲醇水溶液的供给量进行控制。

本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压，由于是利用压力调整机构18维持成规定压力的差压，故即使是高地或飞机内等的气压低的环境，也能将甲醇水溶液的供给条件保持成一定，能对甲醇水溶液的供给稳定地进行控制。

在本形态中，泵16的第2流入口16a2与阳极21连接着。因此，能吸引阳极21中生成的二氧化碳等，在打开阀17时、就能使阳极21发生负压、能将甲醇水溶液高效地向阳极21供给。因此，能将阳极21上所形成的流路作成更狭窄、极细，其结果，能提高发电效率。

(其它的实施形态)

上述的形态，是本发明最佳形态的一例，但不限于此，在不改变本发明宗旨的范围中能作各种变形。

例如，在发电装置4具有多个发电部的场合，也可以作成具有与多个阳极21的各个对应地设置的多个阀17的结构。通过作成这样的结构，从多个阳极21中，就能对排出甲醇水溶液的阳极21进行选择，就能对甲醇水溶液的排出目的地进行控制。又，即使在甲醇水溶液向1个阳极21的供给流路产生堵塞的场合，由于能对发生了该堵塞的供给流路排出甲醇水溶液，故能消除堵塞、并使甲醇水溶液的供给整流化。

又，在发电装置4具有多个发电部的场合，也可以将阴极22的排出口22b集中于1个配管并与泵16的第1流入口16a1连接。或，也可以通过与多个阴极22的各个对应地设置的多个阀、使阴极22的排出口22b与泵16的第1流入口16a1连接，依次地对在阴极22上生成的生成水等进行吸引。在后者的场合，即使在1个阴极22与泵16之间的排出流路产生堵塞，也由于能从发生该堵塞的排出流路对生成水等进行吸引，故能消除堵塞、并使生成水等的排出整流化。

另外，泵16，不一定需要具有向阳极21供给甲醇水溶液的功能，也可以在袋状容器7与阀17之间设置液体泵，用该液体泵供给甲醇水溶液。另外，在作为液体泵使用容积型的泵的场合，利用液体泵的运转转速，能对甲醇水溶液的供给量进行控制。

另外，泵16，不一定需要具有向阴极22供给氧气的功能，也可以另外设置氧气供给用的气泵而将空气向阴极22的供给口22a供给。又，在未必需要将阴极22上生成的生成水进行回收的场合，泵16不需要具有生成水的回收功能。

另外，在将高浓度的甲醇向袋状容器7进行充填时，通过使用以下的结构能将回收的生成水用于稀释。即，辅机3还具有将阴极22上生成的生成水与高浓度甲醇进行混合的混合容器，并具有将回收罐8中所回收的生成水向混合容器引导的流路和阀，并可以作成将混合容器的流入口与该阀及阀17连接、并将混合容器的流出口与阳极21进行连接的结构。通过作成这样的结构，由于能将高浓度的甲醇充填在作为燃料罐的袋状容器7中，故也能进一步提高燃料电池系统1的容积效率。

还有，也可以在燃料盒2上设置RFID(Radio Frequency IDentification)标签，并设置能对甲醇水溶液的浓度、剩余容量等的数据进行改写的存储器。

又，压力调整机构18，也可以不是辅机3、而是在燃料盒2中具有的状态，因泵16的压缩能力或过滤器9中的损失等引起的本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压能维持成规定压力的场合，也可以不设置压力调整机构18。

另外，在通过对本体容器6的内部压力与阳极21的排出口21b的压力之差压进行检测而对阀17的开闭时间进行控制、而能对甲醇水溶液的供给量进行控制的场合，也可以不设置压力调整机构18，可在袋状容器7与阴极22之间设置流量传感器，在根据该流量传感器对甲醇水溶液的供给量进行控制的场合，也可以不设置压力调整机构18。该场合，若需要将由泵16回收的来自发电装置4的排出气体向大气中放出，只要在压力调整机构18的位置设置排气阀就可以。

还有，过滤器9具有的吸水薄片只要具有吸水性就可以，不一定需要使用高分子吸水性树脂。又，在也可从排气口12放出水蒸气的场合，过滤器9不一定需要具有吸水薄片。

Claims (18)

1、一种燃料盒，充填有向构成燃料电池系统的发电装置供给的燃料，其特征在于，

构成为具有由刚体构成的本体容器和配设在该本体容器的内部的有柔软性的袋状容器的双层结构，

在所述袋状容器中充填所述燃料，在所述本体容器的内部且在所述袋状容器的外侧，成为对在所述发电装置中生成的生成物进行回收的回收罐。

2、如权利要求1所述的燃料盒，其特征在于，在所述本体容器的内部配设着吸附所述生成物的至少一部分的过滤器。

3、一种燃料电池系统，具有：权利要求1或2中所述的燃料盒、有发电部的发电装置、配设在所述燃料盒与所述发电装置之间的泵，其特征在于，

所述泵的流入口与构成所述发电部的阴极连接、且所述泵的流出口与所述回收罐连接，

所述泵通过吸引在所述阴极上所生成的生成水和所述阴极内的空气，将氧气向所述阴极供给，并将所述生成水向所述回收罐进行回收。

4、如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述泵还使所述本体容器的内部压力增高。

5、如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述袋状容器，通过可开闭控制的阀与构成所述发电部的阳极连接着。

6、如权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统，还具有能将所述本体容器的内部压力与所述阳极的排出口的压力之差压、或所述本体容器的内部压力与该本体容器的外部压力之差压维持成规定压力的压力调整机构。

7、如权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，所述发电装置具有多个所述发电部，并具有与多个所述阳极的各个对应地设置的多个所述阀。

8、如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述泵的流入口还与构成所述发电部的阳极连接着。

9、一种燃料电池系统，具有：权利要求1或2中所述的燃料盒、有发电部的发电装置、配设在所述燃料盒与所述发电装置之间的泵，其特征在于，

所述泵的流入口与构成所述发电部的阴极连接、且所述泵的流出口与所述回收罐连接，

所述泵通过吸引在所述阴极上所生成的生成水和所述阴极内的空气，将氧气向所述阴极供给，并使所述本体容器的内部压力增高。

10、如权利要求9所述的燃料电池系统，其特征在于，所述袋状容器，通过可开闭控制的阀与构成所述发电部的阳极连接着。

11、如权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统，还具有能将所述本体容器的内部压力与所述阳极的排出口的压力之差压、或所述本体容器的内部压力与该本体容器的外部压力之差压维持成规定压力的压力调整机构。

12、如权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，所述发电装置具有多个所述发电部，并具有与多个所述阳极的各个对应地设置的多个所述阀。

13、如权利要求9所述的燃料电池系统，其特征在于，所述泵的流入口还与构成所述发电部的阳极连接着。

14、一种燃料电池系统，具有：权利要求1或2中所述的燃料盒、有发电部的发电装置、配设在所述燃料盒与所述发电装置之间的泵，其特征在于，

所述泵的流入口与构成所述发电部的阴极连接、且所述泵的流出口与所述回收罐连接，

所述泵，将所述阴极上所生成的生成水向所述回收罐进行回收，并使所述本体容器的内部压力增高。

15、如权利要求14所述的燃料电池系统，其特征在于，所述袋状容器，通过可开闭控制的阀与构成所述发电部的阳极连接着。

16、如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统，还具有能将所述本体容器的内部压力与所述阳极的排出口的压力之差压、或所述本体容器的内部压力与该本体容器的外部压力之差压维持成规定压力的压力调整机构。

17、如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于，所述发电装置具有多个所述发电部，并具有与多个所述阳极的各个对应地设置的多个所述阀。

18、如权利要求14所述的燃料电池系统，其特征在于，所述泵的流入口还与构成所述发电部的阳极连接着。