CN1838458A - 燃料电池单元、燃料电池单元集合体、及电子设备 - Google Patents

燃料电池单元、燃料电池单元集合体、及电子设备 Download PDF

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Abstract

提供一种电极接合体与集电板适当地紧密接触、液体燃料不易泄漏的燃料电池单元、燃料电池单元集合体、及具有其的电子设备。DMFC单元U1通过供给甲醇水溶液而发电；其中：包括MEA11，MEA的1对集电板(12、13)，具有储存甲醇水溶液的燃料室(20a)的燃料箱(20)，在MEA11的配置区域内夹持集电板(12、13)的夹持机构(40)。

Description

燃料电池单元、燃料电池单元集合体、及电子设备
技术领域
本发明涉及一种燃料电池单元、燃料电池单元集合体、及电子设备。
背景技术
近年来，作为携带终端等的电源，直接甲醇型燃料电池(DirectMethanol Fuel Cell：MFC)等燃料电池的开发很盛行。燃料电池具有用阳极(燃料极)和阴极(空气极)夹住电解质膜构成的膜电极接合体(膜电极复合体，Membrane Electrode Assembly：MEA)。为了从MEA高效率地取出电能，MEA由1对集电板夹持。
例如示于专利文献1那样，在层叠MEA的燃料电池组的场合，分别在燃料电池组的两外侧分别设置连接板，用连接螺栓连接该连接板的四角，从而用1对集电板夹住MEA。
[专利文献1]日本特开平9-92323号公报(段落编号0014～0017，图1)
然而，当如专利文献1记载的那样用连接螺栓对连接板的四角进行连接时，如图15所示那样，在将MEA102夹住的1对集电板103、104的四角近旁作用最大的夹持力(紧固负荷)，随着远离该四角近旁，其夹持力减少。即，MEA102虽然由集电板103、104夹住，但其夹持力成为在集电板103、104的各边的中间位置或MEA102的中央位置变小的分布。当在MEA102的中央位置的夹持力低于一定值时，可能在MEA102与集电板103、104间形成间隙，甲醇水溶液(液体燃料)漏出，燃料电池的输出下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种膜电极接合体与集电板适当地紧密接触、液体燃料不易泄漏的燃料电池单元、燃料电池单元集合体、及具有其的电子设备。
作为用于达到上述目的的手段，本发明的燃料电池单元通过供给液体燃料而发电；其特征在于：具有膜电极接合体、上述膜电极接合体的1对集电板、包含用于储存上述液体燃料的液体燃料储存空间的燃料箱、及在上述膜电极接合体的配置区域内夹持上述集电板的夹持机构。
在这里，“膜电极接合体的配置区域内”意味着膜电极接合体的外缘的内侧。因此，由夹持机构进行夹持的位置如为膜电极接合体的外缘的内侧，则也可如在后述的第1实施形式中记载的那样为与膜电极接合体的贯通孔相当的部分。
另外，如在后述的第8实施形式中记载的那样，当多个膜电极接合体沿面方向配置时，只要为配置于面方向的多个膜电极接合体的外缘的内侧即可。
按照这样的燃料电池单元，用1对集电板夹住膜电极接合体，由夹持机构在膜电极接合体的配置区域内夹持集电板，从而在膜电极接合体的中央位置等使膜电极接合体与各集电板良好地紧密接触。这样，液体燃料不易从膜电极接合体与集电板间漏出，同时，可基于在膜电极接合体发生的电位差取出电能。
按照本发明，可提供一种膜电极接合体与集电板适当地紧密接触、液体燃料不易泄漏的燃料电池单元、燃料电池单元集合体、及具有其的电子设备。
附图说明
图1为示意地示出本发明的概念的透视图。
图2为第1实施形式的DMFC单元的透视图。
图3为图2所示DMFC单元的X-X线截面图。
图4为图2所示DMFC单元的分解透视图。
图5为第2实施形式的DMFC单元的截面图。
图6为第3实施形式的DMFC单元的截面图。
图7为第4实施形式的DMFC单元的截面图。
图8为第5实施形式的DMFC单元的截面图。
图9为第5实施形式的DMFC单元的平截面图。
图10为第6实施形式的DMFC单元的截面图。
图11为第7实施形式的DMFC组的截面图。
图12为第8实施形式的DMFC单元的要部分解透视图。
图13为第9实施形式的DMFC单元的截面图。
图14为DMFC单元的另一实施形式的透视图。
图15为示意地示出现有的MEA和集电板的透视图。
具体实施方式
《本发明的概念》
首先，在本发明实施形式的说明之前，参照图1说明本发明的概念。图1为示意地示出本发明的概念的透视图。
如图1所示那样，本发明的特征在于，当用1对集电板3、集电板4夹持MEA2时，在MEA2的配置区域内成为最大夹持力地夹持。图1示出这样的场合，即，在圆盘状的MEA2的两面侧，将比MEA2大一些的圆盘状的集电板3、4配置到与MEA2相同的中心轴线X1上，在MEA2的配置区域的中心位置(通过MEA2的中心的位置)夹持集电板3、4。
下面，适当参照附图说明利用这样的本发明的概念的各实施形式。在各实施形式的说明中，对于同一构成要素采用相同符号，省略重复的说明。
《第1实施形式》
参照图2～图4说明第1实施形式的DMFC单元(燃料电池单元)。在参照的附图中，图2为第1实施形式的DMFC单元的透视图。图3为图2所示DMFC单元的X-X线截面图。图4为图2所示DMFC单元的分解透视图。
《DMFC单元的构成》
如图2所示那样，第1实施形式的DMFC单元U1的外形大致为圆柱体。DMFC单元U1为直接甲醇型燃料电池，该直接甲醇型燃料电池通过将甲醇水溶液(液体燃料)供给到阳极11B，将氧供给到阴极11C，从而进行发电。这样的DMFC单元U1例如用作笔记本式电脑等携带终端的外部电源。在图2的基础上，如图3和图4所示那样，DMFC单元U1主要具有MEA模块10、燃料箱20、夹持机构40。
<MEA模块>
MEA模块10的外形为圆盘，主要具有MEA11、1对集电板12(阳极集电板)、集电板13(阴极集电板)，它们被模块化。
[MEA]
MEA11的外形为薄型的圆盘状。因此，第1实施形式的“MEA的配置区域”为圆形，其外缘为圆状。MEA11在其中心轴线上具有贯通孔11a(参照图4)。在贯通孔11a插通后述的丝杆42。
这样的MEA11由圆盘状的电解质膜11A、圆盘状的阳极11B(燃料极)、及圆盘状的阴极11C(空气极)构成。MEA11通过由阳极11B与阴极11C夹住电解质膜11A而构成。
而且，电解质膜11A、阳极11B、阴极11C配置在相同的中心轴线上。电解质膜11A、阳极11B、阴极11C分别在其中心轴线上具有贯通孔，通过将其重合，从而构成贯通孔11a。另外，环状的密封构件S1沿阳极11B的外缘设置，环状的密封构件S2沿阳极11B的内缘设置，密封性得到提高，甲醇水溶液不漏到外部。与此同样，密封构件S1、S2沿阴极11C的外缘、内缘设置。
电解质膜11A为用于将由阳极11B生成的质子(H+)选择性地输送到阴极11C的膜。作为这样的电解质膜11A，可从由全氟碳磺酸(PFS)系树脂膜、三氟苯乙烯衍生物的共聚合膜、浸渍了磷酸的聚苯并咪唑膜、芳香族聚醚酮磺酸膜、PSSA-PVA(聚苯乙烯磺酸聚乙烯醇共聚物)、或PSSA-EVOH(聚苯乙烯磺酸乙基乙烯基醇共聚物)等构成的膜适当选择使用。其中，作为电解质膜11A，最好为由具有含氟碳磺酸基的离子交换树脂构成的膜，具体地说，可列举出美国杜邦(デユポン)公司制的娜菲翁(ナフイオン)(注册商标)。
阳极11B也被称为气体扩散电极，用于氧化作为燃料的甲醇，生成电子和质子。这样的阳极11B例如使用这样获得的阳极，即，在碳纸、碳布等导电性材料的电解质膜11A侧的面，作为催化剂承载铂(Pt)的微粒子、铁(Fe)的微粒子、镍(Ni)、钴(Co)或钌(Ru)等过渡性金属与铂的合金或氧化物等的微粒子。
阴极11C也被称为气体扩散电极，用于使从阳极11B经由外部电路移动来的电子与由阳极11B生成后在电解质膜11A中移动而到达阴极11C的质子反应，生成水。这样的阴极11C与阳极11B同样，例如使用在碳纸的电解质膜11A侧的面承载铂等催化剂而获得的阴极。
[集电板]
集电板12、集电板13为利用在MEA11产生的电位差高效率地取出电能的板(参照图4)，由具有导电性和耐蚀性的材料(例如钛等金属)构成。另外，集电板12、13具有预定的厚度(例如0.05～0.2mm)，具有预定的刚性。另外，集电板12、13的外形为圆盘状，在其中心轴线上具有贯通孔12a、13a。在贯通孔12a、13a穿过后述的丝杠42。
集电板12配置在MEA11的阳极11B侧，集电板13配置在MEA11的阴极11C侧。通过夹持机构40，用集电板12与集电板13夹住MEA11，集电板12紧密地接触于阳极11B，集电板13紧密地接触于阴极11C。
在集电板12沿周向和径向形成多个燃料流通孔12b(参照图4)。燃料箱20内的甲醇水溶液通过燃料流通孔12b供给到阳极11B。另外，在集电板12安装成为输出端子的负端子12d。另外，在集电板12表面中的不接触于阳极11B的部分，形成树脂制的绝缘膜(图中未示出)，防止不必要的短路。
在集电板13沿周向和径向形成多个空气流通孔13b(参照图4)。DMFC单元U1的外部的含氧的空气通过空气流通孔13b供给到阴极11C。另外，在集电板13的表面中的不接触阴极11C的部分，形成树脂制的绝缘膜(图中未示出)，防止不必要的短路。
<燃料箱>
燃料箱20呈薄型的有圆筒体状，具有周壁21和底壁22(参照图3、图4)，在其内部具有一时储存甲醇水溶液的燃料室20a(液体燃料储存空间)。燃料箱20配置在MEA模块10的阳极11B侧(图3的下侧)。即，燃料箱20的MEA模块10侧(图3的上侧)形成开口。
在燃料箱20与MEA模块10间，设有环状的密封构件S3。这样，甲醇水溶液不会从燃料箱20与MEA模块10的间隙漏出到外部。
在燃料箱20的周壁21形成连通燃料室20a与外部的连通孔21a。从燃料室20a侧堵塞连通孔21a地固定二氧化碳透过膜31。作为这样的二氧化碳透过膜31，例如可使用以聚四氟乙烯为基材的多孔质膜(例如日本戈阿特克斯(ゴアテツクス)株式会社制的NW层压膜)等。
因此，当DMFC单元U1发电时，在阳极11B发生的二氧化碳透过二氧化碳透过膜31排出到DMFC单元U1的外部。这样，二氧化碳不残留于燃料室20a内，甲醇水溶液可良好地供给到阳极11B，DMFC单元U1不降低输出地继续发电。
在燃料箱20的底壁22，贯通孔22a形成于其中心轴线上。在贯通孔22a插通后述的丝杆42。
另外，在燃料箱20上固定燃料取入管24。燃料取入管24为连接到封入了甲醇水溶液的燃料盒(图中未示出)的部分。甲醇水溶液从燃料盒经由燃料取入管24供给到燃料室20a。
<夹持机构>
夹持机构40为夹持MEA模块10的机构。夹持机构40的夹持位置设定在作为MEA11的配置区域内的MEA11的中心轴线上。这样的夹持机构40包括配置于燃料室20a的间隔构件(スペ一サ)41(轴构件)、固定于间隔构件41上面的丝杆42、固定于间隔构件41的下面的丝杆42、与各丝杆42的螺纹槽螺旋接合的带凸缘的螺母43、43(螺旋接合构件)。
间隔构件41的外形大致呈圆柱体状，当将各螺母43螺旋接合到各丝杆42时，用于将MEA模块10与底壁22的间隔确保为预定的长度，确保燃料室20a的高度空间。间隔构件41的高度H1设定为比燃料室20a的深度D1短一些的程度。在间隔构件41的上下分别设有环状的密封构件S4、S4，甲醇水溶液不会从间隔构件41与集电板12间、间隔构件41与底壁22间漏到外部。
固定于间隔构件41的上面的丝杆42通过贯通孔12a、贯通孔11a、贯通孔13a突出到集电板13的上面侧。在这里，如上述那样，贯通孔11a形成于MEA11的中心轴线上，所以，丝杆42相对MEA11的配置区域配置于通过配置区域的中心的法线方向。
另一方面，固定于间隔构件41的下面的丝杆42通过贯通孔22a突出到底壁22的下侧。
因此，在DMFC单元U1的上侧，通过使螺母43螺旋接合到丝杆42，从而由间隔构件41与螺母43夹持MEA模块10。当这样夹持MEA模块10时，具有刚性的集电板12与集电板13夹持MEA11。另外，通过这样夹持，从而压扁密封构件S1、S1、S2、S2、S4，良好地进行密封。
在这里，丝杆42如上述那样，相对MEA11的配置区域配置在通过其中心的法线方向上，这样，虽然由集电板12和集电板13夹持MEA11的夹持力的分布朝其径向外侧减小一些，但在周向相等(参照图1)。为此，阳极11B侧的集电板12与阳极11B的紧密接触性、阴极11C侧的集电板13与阴极11C的紧密接触性与过去相比大幅度提高。另外，在MEA11的中心侧，MEA11与集电板12、13良好地紧密接触，甲醇水溶液不泄漏。
另一方面，在DMFC单元U1的下侧，通过将螺母43预定地螺旋接合到丝杆42，从而由间隔构件41与螺母43夹持燃料箱20的底壁22，将密封构件S4预定地压扁而进行密封。
另外，通过使上侧的螺母43、下侧的螺母43都螺旋接合，从而压扁密封构件S3而进行密封。
《DMFC单元的动作》
下面，主要参照图3说明DMFC单元U1的动作。
<DMFC单元-阳极侧>
首先，说明DMFC单元U1的阳极11B侧。
甲醇水溶液(甲醇浓度例如为10质量％)从外部的燃料盒通过燃料取入管24供给到燃料室20a，一时储存到燃料室20a。然后，燃料室20a的甲醇水溶液通过集电板12的多个燃料流通孔12b供给到MEA11的阳极11B。
在供给甲醇水溶液的阳极11B，相应于连接到DMFC单元U1的输出端子(负端子12d、正端子13d)的电子设备(笔记本电脑等)的电力要求，如下式(1)所示那样，在承载的铂等催化剂存在下，甲醇与水反应，生成质子(H+)、二氧化碳(CO2)、电子(e-)。然后，质子(H+)以浓度梯度为驱动力，在电解质膜11A中朝阴极11C移动。
    ……(1)
另外，在阳极11B生成的二氧化碳从阳极11B通过燃料流通孔12b，作为气泡混入到燃料室20a内的甲醇水溶液。然后，该二氧化碳的气泡在甲醇水溶液内移动，透过二氧化碳透过膜31，迅速地排出到DMFC单元U1的外部。因此，二氧化碳的气泡不易残留于燃料室20a的甲醇水溶液中，良好地地将甲醇水溶液供给到阳极11B。
<DMFC单元-阴极侧>
下面，说明DMFC单元U1的阴极11C侧。
包含氧的空气通过集电板13的多个空气流通孔13b，供给到MEA11的阴极11C。在阴极11C，氧、经过电解质膜11A移动来的质子(H+)、及经由外部电子设备的电子(e-)产生反应，如下式(2)所示那样生成水。
    ……(2)
通过连续地发生这样的在阳极11B、阴极11C的反应，DMFC单元U1继续发电。
在这里，如上述那样，在第1实施形式的DMFC单元U1中，由于阳极11B与集电板12、阴极11C与集电板13良好地紧密接触，所以，利用在MEA11产生的电位差，可高效率地取出电能。
《第2实施形式》
参照图5说明第2实施形式的DMFC单元。图5为第2实施形式的DMFC单元的截面图。
《DMFC单元的构成》
如图5所示那样，第2实施形式的DMFC单元U2与第1实施形式的DMFC单元U1(参照图3)相比较，具有集电板12A、集电板13A，同时，在集电板13A的上侧(外侧)具有夹持板14。
[集电板]
集电板12A、集电板13A的厚度比第1实施形式的集电板12、集电板13(参照图3)的厚度薄，其刚性变低。这样，集电板12A对阳极11B的表面的微小的凹凸也跟踪，良好地紧密接触于阳极11B。同样，集电板13A紧密接触于阴极11C。
另外，在集电板12A形成贯通孔12Aa和燃料流通孔12Ab。在集电板13A形成贯通孔13Aa和空气流通孔13Ab。
<夹持板>
夹持板14的外形为圆盘状，在其中心轴线上形成贯通孔14a。在该贯通孔14a插通丝杆42。另外，在夹持板14，对应于集电板13A的空气流通孔13Ab形成多个空气流通孔14b，包含氧的空气经由空气流通孔14b、空气流通孔13Ab，供给到阴极11C。
夹持板14具有预定厚度(例如0.2～2.0mm)，具有预定的刚性。这样的夹持板14例如由至少对表面进行了绝缘处理的不锈钢、铝、镁等的各合金或具有耐蚀性的树脂材料等形成。
因此，与第1实施形式相比，即使为刚性低的集电板12A、集电板13A，由于从集电板13A的上侧用夹持板14夹持，所以，集电板12A与阳极11B、集电板13A与阴极12B分别良好地紧密接触。
《第3实施形式》
下面，参照图6说明第3实施形式的DMFC单元U3。图6为第3实施形式的DMFC单元的截面图。
《DMFC单元的构成》
如图6所示那样，第3实施形式的DMFC单元U3与第1实施形式的DMFC单元U1(参照图3)相比较，其特征在于具有包含拉力螺旋弹簧45的夹持机构。
<夹持机构>
第3实施形式的夹持机构主要具有间隔构件44、拉力螺旋弹簧45、端板46。间隔构件44与间隔构件41(参照图3)同样地配置于燃料室20a，在其上下面设有密封构件S4、S4。
拉力螺旋弹簧45动插于贯通孔12a、贯通孔11a、贯通孔13a。拉力螺旋弹簧45的下端固定于间隔构件44，拉力螺旋弹簧45的上端固定于端板46。端板46限位接合于集电板13的上面。由拉力螺旋弹簧45的拉力(赋能力)拉间隔构件44和端板46，夹持MEA模块10。
按照这样的DMFC单元U3，形成利用拉力螺旋弹簧45的拉力(赋能力)夹持MEA模块10的构成，从而可用拉力螺旋弹簧45缓和基于DMFC单元U3的使用环境(例如温度或湿度)的各构件的尺寸变化导致的夹持力的变化。即，可抑制由DMFC单元U3的使用环境变化带来的MEA模块10的夹持力的变化。
《第4实施形式》
下面，参照图7说明第4实施形式的DMFC单元。图7为第4实施形式的DMFC单元的截面图。
《DMFC单元的构成》
如图7所示那样，第4实施形式的DMFC单元U4与第1实施形式的DMFC单元U1(参照图3)相比较，设置间隔构件47代替间隔构件41。间隔构件47的高度H2设定得比间隔构件41的高度H1低。
将各螺母43预定地螺旋接合到各丝杆42，MEA模块10(MEA11)成为朝燃料室20a侧挠曲的状态。这样，在MEA模块10中，MEA11与集电板12、13的夹持压力(接触压力)比第1实施形式大，MEA11与集电板12、集电板13更好地紧密接触。在第4实施形式中，集电板13与权利要求中的“与燃料箱20相反侧的集电板”相当。
《第5实施形式》
下面，参照图8和图9说明第5实施形式的DMFC单元。图8为第5实施形式的DMFC单元的截面图。图9为第5实施形式的DMFC单元的平截面图。
《DMFC单元的构成》
如图8、图9所示那样，第5实施形式的DMFC单元U5与第1实施形式的DMFC单元U1(参照图3)相比较，其特征在于，具有二氧化碳透过膜管32、间隔构件48(液体燃料流路构件)、及丝杆49(液体燃料流路构件)。
<二氧化碳透过膜管>
二氧化碳透过膜管32通过将二氧化碳透过膜31构成为管状而形成。二氧化碳透过膜管32如图9所示那样，在平面视图下以环状配置于燃料室20a。二氧化碳透过膜管32的两端，与插通到连通孔21a的T字形的接头33连接。二氧化碳透过膜管32的空心部通过接头33的空心部连通到DMFC单元U5的外部。
因此，由阳极11B产生的二氧化碳透过二氧化碳透过膜管32的周壁，浸入到其空心部，通过二氧化碳透过膜管32内、接头33内，排出到DMFC单元U5的外部。即，二氧化碳不长时间在燃料室20a内漂浮，而是迅速地排出。这样，可高效率地将甲醇水溶液供给到阳极11B。
<间隔构件>
间隔构件48具有轴向(MEA11的法线方向)的第1液体燃料流路48a和使第1液体燃料流路48a与燃料室20a连通的径向的4个第2液体燃料流通路48b。4个第2液体燃料流通路48b按90度的间隔沿周向以放射状形成(参照图9)。但是，第2液体燃料流通路48b的数量不限于此。
<丝杆>
丝杆49具有轴向(MEA11的法线方向)的第1液体燃料流路49a。丝杆49的第1液体燃料流路49a与间隔构件48的第1液体燃料流路48a连通。
因此，当将甲醇水溶液供给到丝杆49的第1液体燃料流路49a时，甲醇水溶液通过第1液体燃料流路49a、第1液体燃料流路48a、第2液体燃料流通路48b供给到燃料室20a。因此，不需要在燃料箱20设置燃料取入管24(参照图2)等特别的配管，所以，DMFC单元U5小型化。另外，由于4个第2液体燃料流通路48b以放射状配置，所以，可将甲醇水溶液均匀地供给到燃料室20a。
《第6实施形式》
下面，参照图10说明第6实施形式的DMFC单元。图10为第6实施形式的DMFC单元的截面图。
《DMFC单元的构成》
如图10所示那样，第6实施形式的DMFC单元U6与第1实施形式的DMFC单元U1(参照图3)相比较，其特征在于，具有燃料箱25和包含另一MEA11(另一膜电极接合体)的另一MEA模块10。另外，DMFC单元U6具有第7实施形式的间隔构件48和丝杆49。
<燃料箱>
燃料箱25在平面视图中呈环状，其空心部成为燃料室25a(液体燃料储存空间)。在燃料箱25的周壁形成连通孔25b，堵塞该连通孔25b地固定二氧化碳透过膜31。
<MEA模块>
2个MEA模块10、10的阳极11B侧相对，夹住燃料箱25。即，MEA模块10、10(MEA11、11)共有燃料箱25，燃料室25a的甲醇水溶液供给到两侧的MEA11的各阳极11B。在由MEA模块10、10夹住燃料箱25的状态下，由螺旋接合于丝杆49的螺母43和螺旋接合于丝杆42的螺母43维持。
按照这样的DMFC单元U6，具有2个MEA11，其输出成为大致2倍。另外，由MEA模块10、10夹住燃料箱25，共有燃料箱25，从而与对各MEA模块10设置燃料箱的场合相比较，DMFC单元U6整体的厚度变薄。
《第7实施形式》
下面，参照图11说明第7实施形式的DMFC组P1(DMFC单元集合体)。图11为第7实施形式的DMFC组的截面图。
《DMFC组单元的构成》
如图11所示那样，DMFC组P1具有3个第6实施形式的DMFC单元U6。该3个DMFC单元U6由螺旋接合于丝杆49的连接螺母51、51按3层连接。
在上下相邻的DMFC单元U6，丝杆49、49的第1液体燃料流路49a、49a连通。由于这样连通，所以，图10的间隔构件48的下侧的丝杆42适当地改变为具有第1液体燃料流路49a的丝杆49。
因此，当将甲醇水溶液供给到图11的最上层的DMFC单元U6的第1液体燃料流路49a时，将甲醇水溶液也供给到第2层、第3层的DMFC单元U6。
另外，3个DMFC单元U6由多个跨接线J1串联，DMFC组P1的输出提高。
《第8实施形式》
下面，参照图12说明第8实施形式的DMFC单元。图12为第8实施形式的DMFC单元的分部分解透视图。
《DMFC单元的构成》
如图12所示那样，第8实施形式的DMFC单元与第1实施形式的DMFC单元U1(参照图4)相比较，主要具有MEA模块60和1对夹持板64、64。
<MEA模块>
MEA模块60主要具有1/4圆形的4个MEA61、4个集电板62(阳极集电板)、4个集电板63(阴极集电板)。
4个MEA61配置在相同面方向，4个MEA61的配置区域的外缘成为圆形。在各MEA61的阳极侧(图12的下侧)配置集电板62，在阴极侧(图12的上侧)配置集电板63。另外，在各集电板62形成多个燃料流通孔62b，在各集电板63形成多个空气流通孔63b。
<夹持板>
1对夹持板64、64呈圆盘状，配置到MEA模块60的上下两外侧。
夹持板64、64与MEA模块60配置在相同轴线上，丝杆42贯通其中。然后，在贯通的丝杆42螺旋接合螺母43，从而由1对夹持板64、64夹住MEA模块60。即，1对夹持板64、64集中在一起地夹持沿周向分割的4个集电板63、MEA61、集电板62。
因此，按照这样的DMFC单元，具有4个MEA61，从而使其输出增大。各MEA61的电连接方式可为串联，也可为并联。另外，在这里，对应4个MEA61具有4个集电板62和4个集电板63，但在并联4个MEA61的场合，也可使用集电板12、13(参照图4)代替集电板62、63对MEA模块60进行夹持。在该场合，不需要夹持板64、64。
《第9实施形式》
下面，参照图13说明第9实施形式的DMFC单元U7。图13为第9实施形式的DMFC单元的截面图。
《DMFC单元的构成》
如图13所示那样，第9实施形式的DMFC单元U7与第1实施形式的DMFC单元U1相比较，其特征在于，主要具有MEA模块70和夹持机构80。
<MEA模块>
MEA模块70具有MEA71、集电板72、集电板73，用集电板72与集电板73夹持MEA71的两面而构成。MEA71具有电解质膜71A、阳极71B、阴极71C，通过用阳极71B和阴极71C夹持电解质膜71A而构成。
在这里，MEA71、集电板72、及集电板73没有贯通孔，MEA71的电解质膜71A的有效膜面积比第1实施形式的电解质膜11A的有效膜面积大。
<夹持机构>
夹持机构80具有前端侧(图13的左侧)分成二叉的夹持臂81和螺栓82、82(轴构件)。夹持臂81的各前端部81A(螺旋接合构件)为圆筒状，在其内周面具有阴螺纹槽，螺栓82与其螺旋接合。螺栓82的轴线方向与MEA71的法线方向一致，在各螺栓82的MEA模块70侧分别设有用于稳定地夹持的接触部82A。当使螺栓82、82朝预定方向回转时，接触部82A、82A间变窄，图13的上侧的接触部82A接触于集电板73，图13下侧的接触部82A接触于燃料箱26的底壁27，结果，集电板72与集电板73夹住MEA71。
另外，间隔构件52在燃料箱26内配置到螺栓82的轴线上，将燃料室26a的深度方向的空间确保为规定空间。
因此，按照这样的DMFC单元U7，MEA71的电解质膜71A的有效膜面积增大，所以，可提高其输出。
以上说明了本发明的优选实施形式的一例，但本发明不限于上述各实施形式，在不脱离本发明宗旨的范围内，可组合各实施形式，也可适当变形。
在上述第1实施形式中，说明了DMFC单元U1为外部电源的场合，但此外例如DMFC单元U1也可如图14所示那样与燃料盒CR一起搭载到笔记本电脑PC。
在上述第1实施形式中，虽然由外形为圆盘状的集电板12、12夹持外形为圆盘状的MEA11，MEA、但集电板的形状不限于此，例如也可为在平面视图下呈矩形。
在上述第2实施形式中，说明了在阴极11C的集电板13A的外侧设置夹持板14的场合，但也可形成为在阳极11B的集电板12A的外侧也设置夹持板14的构成。另外，夹持板14也可形成为设于集电板12A、13A的至少一方的外侧的构成。
在上述第3实施形式中，具有拉力螺旋弹簧45，利用该拉力螺旋弹簧45的拉力(赋能力)夹持MEA模块10，但弹簧的种类不限于此，也可为压缩螺旋弹簧、盘簧等。
在上述第5实施形式中，二氧化碳透过膜管32在燃料室20a中当以平面视图的角度观看时按1层配置，但二氧化碳透过膜管32的配置方式不限于此，除此以外例如也可按多层配置二氧化碳透过膜管32。
在上述第7实施形式中，说明了按3层构成构成3个DMFC单元U6的场合，但DMFC单元U6的层数不限于此，也可适当自由改变。
另外，说明了按3层连接的DMFC单元U6用跨接线J1串联的场合，但连接方式不限于此，也可为并联。另外，1个DMFC单元U6内的2个MEA11、MEA11的连接方式可为串联，也可为并联。

Claims (16)

1.一种燃料电池单元，通过供给液体燃料而发电；其特征在于：具有
膜电极接合体、
上述膜电极接合体的1对集电板、
具有用于储存上述液体燃料的液体燃料储存空间的燃料箱、及
在上述膜电极接合体的配置区域内夹持上述集电板的夹持机构。
2.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于：上述夹持机构在上述配置区域的大致中央位置进行夹持。
3.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于：上述配置区域的外缘为圆形。
4.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于：在上述1对集电板的至少一方的外侧具有夹持板。
5.根据权利要求4所述的燃料电池单元，其特征在于：具有多个上述膜电极接合体，该多个膜电极接合体配置在面方向。
6.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于：具有
多个上述膜电极接合体、
与该多个膜电极接合体对应的多个上述集电板、及
将该多个膜电极接合体和上述多个集电板从外侧集中进行夹持的一对夹持板；
上述多个膜电极接合体配置于面方向。
7.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于：
上述夹持机构具有
配置于上述膜电极接合体的法线方向、具有螺纹槽的轴构件，和
与上述螺纹槽螺旋接合的螺旋接合构件。
8.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于：上述夹持机构具有弹簧，利用该弹簧的赋能力进行夹持。
9.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于：
上述燃料箱的上述膜电极接合体侧开口，
上述夹持机构夹住相对上述燃料箱处于相反侧的集电板和上述燃料箱，
上述膜电极接合体朝燃料箱侧挠曲。
10.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于：在上述燃料箱设有使由阳极发生的二氧化碳透过而排出到外部的二氧化碳透过膜。
11.根据权利要求10所述的燃料电池单元，其特征在于：
上述二氧化碳透过膜为管状的二氧化碳透过膜管，
上述二氧化碳透过膜管配置在上述液体燃料储存空间，二氧化碳通过上述二氧化碳透过膜管内排出到外部。
12.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于：具有上述膜电极接合体之外的另一膜电极接合体，
上述膜电极接合体和上述另一膜电极接合体夹住上述燃料箱，共用该燃料箱。
13.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于：配置在上述膜电极接合体的法线方向，
具有液体燃料流路构件，该液体燃料流路构件具有上述法线方向的第1液体燃料流路，和使该第1液体燃料流路与上述液体燃料储存空间连通的第2液体燃料流路。
14.根据权利要求13所述的燃料电池单元，其特征在于：上述液体燃料流路构件具有多个上述第2液体燃料流路，该多个第2液体燃料流路配置成放射状。
15.一种燃料电池单元集合体，其特征在于：具有多个权利要求13所述的燃料电池单元，
多个燃料电池单元按多层配置，
各燃料电池单元的上述第1液体燃料流路连通。
16.一种电子设备，其特征在于：搭了权利要求1所述的燃料电池单元。
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