JP2000106201A - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell

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JP2000106201A
JP2000106201A JP27875998A JP27875998A JP2000106201A JP 2000106201 A JP2000106201 A JP 2000106201A JP 27875998 A JP27875998 A JP 27875998A JP 27875998 A JP27875998 A JP 27875998A JP 2000106201 A JP2000106201 A JP 2000106201A
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一浩 安田
師浩 富松
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    • Y02E60/521Proton Exchange Membrane Fuel Cells [PEMFC]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell capable of being miniaturized, while maintaining high performance.
SOLUTION: This fuel cell which uses liquid fuel includes a stack, consists of a plurality of cells each having a fuel electrode 2, an oxidizer electrode 3, and an electromotive part 4 having an electrolyte plate 1 sandwiched between the electrodes. The liquid fuel is introduced into each cell by capillary forces and is vaporized within each cell to supply the vaporized fuel to the fuel electrodes 2.
COPYRIGHT: (C)2000,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池、特に小型化に適した燃料電池に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell, in particular a fuel cell which is suitable for miniaturization.

【0002】 [0002]

【従来の技術】燃料電池は、単独の発電装置としては効率がいいことから最近注目されている。 A fuel cell has been attracting attention recently from that efficiency is good as the sole power generator. 燃料電池は、燃料としてガスを使用するリン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体電解質型燃料電池、アルカリ性電解液型燃料電池等と、燃料として液体を使用するメタノール燃料電池、ヒドラジン燃料電池等とに大別される。 Fuel cells, phosphoric acid fuel cell using the gas as a fuel, molten carbonate fuel cells, solid oxide fuel cells, methanol fuel cells using an alkaline electrolyte fuel cell or the like, a liquid as a fuel, hydrazine fuel It is roughly divided into cells, and the like. これらの燃料電池は、主に電力用発電機や大型機器を動かすための動力源を対象にしているため、ガスや液体の燃料、あるいは酸化剤ガスを電池内に導入するためのコンプレッサやポンプ等が必要であり、システムとして複雑であるばかりでなく、これらの導入のために電力を消費する。 These fuel cells is mainly because of the subject power source for moving the generators and large equipment for power, fuel gas or a liquid, or oxidizing gas compressors and pumps for introducing into the battery, etc. is required, not only is complicated as a system, power is consumed for these introduced.

【0003】一方、社会的な動向として、OA機器、オーディオ機器、無線機器等の各種機器は、半導体技術の発達と共に小型化され、さらにポータブル性が要求されている。 On the other hand, as a social trend, OA equipment, audio equipment, various devices such as wireless device is miniaturized with the development of semiconductor technology, have been further portability is required. このような要求を満足するための発電源としては、手軽な一次電池や二次電池等が使用されている。 Such power source for satisfying the request, handy primary battery or a secondary battery or the like is used. しかし、一次電池や二次電池は、機能上使用時間に制限があり、このような電池を用いたOA機器等では当然使用時間が限定される。 However, primary and secondary batteries has a function Usage time limit, in OA equipment or the like using such a battery of course use time is limited. これらの電池を使用した場合、電池の放電が終った後に、電池を交換してOA機器等を動かすことはできるものの、一次電池ではその重量に対して使用時間が短く、ポータブルな機器には不向きである。 When using these cells, after a finished discharge of the battery, although it is possible to move the OA equipment and the like to replace the battery, short use time for that weight in primary batteries, not suitable for portable equipment it is.
また、二次電池では放電が終ると充電できる半面、充電のために電源が必要で使用場所が制限されるのみならず、充電に時間がかかるという欠点がある。 Further, in the secondary battery half which can charge and discharge is completed, not only requires the use location power for charging is limited, there is a disadvantage that the time to charge consuming. 特に、二次電池を組み込んだOA機器等では、電池の放電か終っても電池を交換することが困難なため、機器の使用時間の制限は免れない。 In particular, in such incorporated OA equipment a secondary battery, because even terminating or discharge of the battery it is difficult to replace the battery, the operating time of the equipment limit are inevitable. このように、各種小型機器を長時間作動させるには、従来の一次電池や二次電池の延長では対応か難しく、より長時間の作動に向いた電池が要求されている。 Thus, in a long period of time operating various small equipment, the extension of the conventional primary and secondary batteries corresponding or difficult, battery facing a more prolonged operation is required.

【0004】このような問題の一つの解決策として、上述したような燃料電池がある。 [0004] One solution to such a problem, there is a fuel cell as described above. 燃料電池は、燃料と酸化剤を供給するだけで発電することができるという利点を有するだけでなく、燃料を交換すれば連続して発電できるという利点を有しているため、小型化が出来れば消費電力が小さいOA機器等の小型機器の作動に極めて有利なシステムといえる。 The fuel cell not only has the advantage that it can be generated by merely supplying a fuel and an oxidizing agent, because it has the advantage that if replacement fuel can be continuously power, if it is downsized it can be said that a very advantageous system for the operation of small-sized devices such as low power consumption OA equipment.

【0005】燃料電池は、酸化剤として空気が使用できるため、酸化剤の観点からは使用場所や使用時間等に制限を受けることはないが、燃料としてガスを使用する場合は、OA機器等の消費電力が小さいとはいえ、ガスの密度を考えると発電に要するガス量は大きく、電池の小型化には不向きである。 [0005] Fuel cells, since the air can be used as the oxidizing agent, but never restricted to such use location and usage time from the viewpoint of oxidizing agent, when using gas as a fuel, such as OA equipment Although power consumption is small, the amount of gas required for power generation and considering the density of the gas is large, it is not suitable for miniaturization of a battery. これに対して、液体燃料はガスに比べると密度が高く、小型機器用燃料電池の燃料としては圧倒的に有利である。 In contrast, the liquid fuel has a high density than the gas, as a fuel for a fuel cell small devices is overwhelmingly advantageous. 従って、液体燃料を用いた燃料電池が小型化できれば、従来にない長時間作動が可能な小型装置用の電源が実現できる。 Therefore, if the fuel cell is miniaturized using a liquid fuel, a power supply for small devices capable long working unprecedented can be realized. このような小型装置用電源を実現する上での障害は、前述したように、従来の液体燃料を用いたシステムでは、液体燃料を電池本体に送り込むためにポンプやブロワ等が必要であるため、 For obstacle to realizing such a small power supply, are, as mentioned above, in the system using the conventional liquid fuels, it is necessary to pump or blower etc. to pump the liquid fuel to the battery body,
システムとしては複雑で、このままの構造では小型化することが困難なことにある。 A complex as a system, in the structure of this state is that it is difficult to miniaturize.

【0006】液体燃料としてメタノールを用いたメタノール燃料電池を例として説明する。 [0006] will be described as an example methanol fuel cell using methanol as the liquid fuel. メタノール燃料電池は電池本体への燃料供給方法によって、液体燃料をそのまま電池本体に供給する液体供給型と、液体燃料を気化させてから電池本体に供給する気化供給型とに大別される。 Methanol fuel cells by the fuel supply method to the cell body, is roughly classified into liquid fuel as a liquid supply type supplied to the battery body, the vaporized liquid fuel to the vaporizing and supplying type which supplies to the cell body. 液体供給型のシステムでは、液体燃料をメタノールタンクと電池本体の間でポンプで圧送して循環させる。 The liquid supply type system, the liquid fuel is circulated is pumped by the pump between the methanol tank and the battery body.
このため、電池本体の他に必ずポンプが必要となる。 For this reason, it is necessary in addition to always pump of the cell body. 気化供給型の場合は、液体燃料をメタノールタンクからポンプで燃料気化器に送り、気化された燃料をブロワで電池本体に供給、更に燃料極側出口から出てくる残存燃料ガスを凝縮器に導入して液化した後メタノールタンクに戻すという更に非常に複雑なシステムになり、小型化に向かない。 If the vaporization supply type, a liquid fuel feed to the fuel vaporizer pumped from the methanol tank, introducing vaporized fuel supplied to the cell body in the blower, the remaining fuel gas exiting the further fuel electrode side outlet to the condenser Furthermore becomes very complicated system that was returned to the methanol tank after liquefaction, is not suitable for miniaturization. また、燃料電池は通常複数の単電池を積層したスタックの形で実用されるが、ポンプやブロワで燃料を圧送すると積層方向で燃料の配流に不均一が生じ、スタックを構成する単電池の性能がばらつく問題がある。 Further, the fuel cell is practically in the form of a regular stack formed by stacking a plurality of unit cells, the fuel nonuniformity occurs in the flow distribution of the fuel in the stacking direction for pumping a pump or a blower, the cells constituting the stack performance there is a problem that varies.

【0007】上述したような点に対処し、小型化への対応を図った燃料電池として、液体燃料の供給に毛管力を利用した液体燃料電池が特開昭59−66066号公報や特開平6−188008号公報などに開示されている。 [0007] addresses the points described above, a fuel cell which aimed to respond to miniaturization, supply capillary forces the liquid fuel cell using the JP 59-66066 and JP to the liquid fuel 6 are disclosed in, -188,008 JP. これらの液体燃料電池は、燃料タンクから液体燃料を毛管力で燃料極に供給するため、前記液体供給型燃料電池で必要であった液体燃料を圧送するためのポンプを必要としない。 These liquid fuel cells, to supply from the fuel tank to the fuel electrode of the liquid fuel in capillary force, does not require a pump for pumping the liquid fuel was required in the liquid supply type fuel cell.

【0008】しかしながら、このような構成の燃料電池でも以下に示されるような問題がある。 However, there are problems as shown below even the fuel cell having such a configuration.

【0009】液体燃料電池の1つであるメタノール燃料電池には、先述のように液体燃料の供給方法の違いで液体供給型と気化供給型の2つのタイプがある。 [0009] One the methanol fuel cell is a liquid fuel cell, there are two types of liquid supply type and the vaporization supply type in the method for supplying liquid fuel difference as previously described. このうち気化供給型は、電極反応が気体燃料との間で行われるため高活性で高い性能が得られる反面、先述のようにシステムが極めて複雑になり小型化が困難である。 Among vaporization supply type, although a high performance can be obtained with high activity for the electrode reaction takes place between the gaseous fuel, it is difficult to miniaturize the system becomes very complex as previously described. 一方の液体供給型の場合、気化供給型に比べシステムは比較的簡単であるが、電極反応が液体燃料との間で行われるため低活性で性能が低い問題がある。 For one liquid supply type, the system compared with the vaporization supply type is relatively simple, the electrode reaction is poor performance problems with low activity to be done with the liquid fuel. 毛管力を利用した前記液体燃料電池も燃料極には液体状態で燃料が供給される液体供給型であるので、ポンプ等を必要とせず小型化に適してはいるものの電極反応は低活性で性能が低い。 Since the liquid fuel cells fuel electrode utilizing capillary forces a liquid supply type to which the fuel is supplied in a liquid state, the electrode reaction of those who are are suitable for miniaturization without requiring a pump or the like in the low activity performance It is low. 更に、パーフルオロスルホン酸(商品名:Nafion In addition, perfluorinated sulfonic acid (trade name: Nafion
Du Pont社製)などのプロトン導電性固体高分子膜等を電解質として用いた場合、メタノール等の液体有機燃料が電解質膜を酸化剤極側に透過してしまうクロスオーバーの問題もある。 When using a manufactured by Du Pont) proton conductive solid polymer film of such as an electrolyte, there is also a cross-over liquid organic fuel such as methanol will pass through the electrolyte membrane to the oxidant electrode side issue.

【0010】 [0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、液体燃料電池において、従来の燃料気化供給型の燃料電池は性能は高いものの、システムが複雑で、そのままの構成では小型化が困難であるという問題を有している。 [SUMMARY OF THE INVENTION] As described above, in the liquid fuel cell, that although the fuel cell of the conventional fuel vaporization supply type performance high, the system is complex, the exact construction it is difficult to miniaturize there is a problem. 一方、毛管力を利用した従来の液体燃料電池は、構成上は小型化に適するものの、燃料極に燃料が液体状態で供給されるため電極反応が低活性で性能が低く、更にメタノールクロスオーバーが生ずる等の問題があった。 On the other hand, conventional liquid fuel cell using the capillary force, although the configuration suitable for downsizing, the electrode reaction due to the fuel to the fuel electrode is supplied in a liquid state is lower performance in low activity, further methanol crossover there has been a problem such as arise.

【0011】本発明は上記の従来の燃料電池における上記課題を解決し、小型機器の電源として有用な小型燃料電池を提供するために行われたもので、液体燃料の供給システムを簡易化すると共に、簡素な構造で気化された燃料を燃料極に供給することによって、高性能を維持した上で小型化することを可能にした燃料電池を提供することにある。 [0011] The present invention solves the above problems in the conventional fuel cell described above, which has been made in order to provide useful compact fuel cell as a power source for small devices, as well as simplify the supply system of the liquid fuel by supplying to the fuel electrode of the fuel that has been vaporized by a simple structure, it is to provide a fuel cell made it possible to downsize in terms of maintaining high performance.

【0012】 [0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達成するために行われたもので、第1の燃料電池は、燃料極、酸化剤極およびこれら両電極に挟持された電解質板を有する起電部をもつ単電池を複数積層したスタックを具備し、燃料として液体燃料を用いる燃料電池において、前記液体燃料を毛管力で各単電池内に導入し、かつ各単セル内で前記液体燃料を気化し、前記燃料極に気化された燃料を供給することを特徴としている。 The present invention SUMMARY OF THE INVENTION The work was performed in order to achieve the above object, the first fuel cell, the fuel electrode, the oxidizer electrode and an electrolyte plate sandwiched both electrodes the liquid unit cells having the electromotive unit comprises a plurality of stacked stacks, the fuel cell using a liquid fuel as the fuel, the liquid fuel is introduced into each cell by capillary force, and in each unit cell having fuel vaporization, is characterized by supplying the fuel vaporized in the fuel electrode. 第2の燃料電池は、燃料極、酸化剤極およびこれら両電極に挟持された電解質板を有する起電部を複数積層したスタックを具備し、燃料として液体燃料を用いる燃料電池において、前記燃料極と平行に配置された前記液体燃料を毛管力で電池内に導入するための燃料浸透層と、前記燃料浸透層と燃料極との間に配置され、電池内に導入された液体燃料を気化させて気体燃料の形で燃料極に供給するための燃料気化層とを具備することを特徴としている。 The second fuel cell, the fuel electrode, the electromotive unit having an oxidant electrode and an electrolyte plate sandwiched both electrodes comprise a plurality of stacked stacks, the fuel cell using a liquid fuel as the fuel, the fuel electrode parallel to the fuel permeation layer for introducing placed the liquid fuel into the cell by capillary force, disposed between the fuel permeation layer and the fuel electrode, vaporize the liquid fuel introduced into the battery and It is characterized by comprising a fuel vaporizing layer for supplying the fuel electrode in the form of gaseous fuel Te.

【0013】本発明の燃料電池においては、液体燃料を毛管力でセル内に導入するため、燃料供給のためのポンプ等の駆動部を必要としない。 [0013] In the fuel cell of the present invention, for introducing the liquid fuel in the cell by capillary force, it does not require a driving unit such as a pump for fuel supply. また、電池内に導入された液体燃料は燃料気化層にて電池反応の反応熱を利用して気化されるため、燃料気化器等の補器を必要としない。 The liquid fuel introduced into the cell to be vaporized by utilizing the reaction heat of the cell reaction at the fuel vaporization layer, does not require auxiliary devices of the fuel carburetor or the like. また、燃料気化層内の気体燃料はほぼ飽和状態に保たれるので、電池反応による燃料気化層中の気体燃料の消費分だけ燃料浸透層から液体燃料が気化し、さらに気化分だけ液体燃料が毛管力によってセル内に導入される。 Further, since the gaseous fuel in the fuel vaporization layer is kept substantially saturated, vaporized liquid fuel from the consumption amount corresponding fuel permeation layer of gaseous fuel in the fuel vaporizing layer by cell reaction is further only vaporized fraction liquid fuel It is introduced into the cell by capillary force. このように、燃料供給量は燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される燃料は殆ど無く、従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としない。 Since the fuel supply amount is linked to fuel consumption, fuel discharged to the outside of the battery unreacted little, as in the conventional liquid fuel cell, require fuel outlet side of the processing system no. これらにより、ポンプやブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなく液体燃料を円滑に供給することができ、よって小型化を図ることが可能となる。 These, pumps and blowers, fuel vaporizer, can be smoothly supplied to liquid fuel without using particular accessory condenser or the like, thus making it possible to reduce the size.

【0014】また、複数の単電池を積層したスタックにおいて、本発明の燃料電池では個々の単電池の内部で燃料を気化させるため、従来の気化供給型燃料電池に見られるようなガス配流の不均一によるスタック積層方向の電池性能のバラツキが少ない。 Further, in the stack formed by stacking a plurality of unit cells, since the fuel cell of the present invention to vaporize the fuel in the interior of the unit cells, not the gas distribution as seen in the conventional vaporizing and supplying fuel cells less variation in cell performance of the stack stacking direction by uniform. さらに、燃料は気体の形で燃料極に供給されるため、前記燃料気化供給型燃料電池と同様、電極反応の活性が高く高性能であり、かつ、 Further, the fuel to be supplied to the fuel electrode in the form of a gas, as with the fuel vaporization supply type fuel cell, an active electrode reaction is high performance, and,
パーフルオロスルホン酸(商品名:Nafion Du Perfluorinated sulfonic acid (trade name: Nafion Du
Pont社製)などのプロトン導電性固体高分子膜等を電解質として用い、かつ燃料としてメタノール等の液体有機燃料を用いた場合に問題となるメタノールクロスオーバーも抑制できる。 Using Pont Co.) proton conductive solid polymer film of such as an electrolyte, and a liquid organic fuel such as methanol can be suppressed methanol crossover in question when used as a fuel.

【0015】 [0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

【0016】図1は、本発明の一実施例の燃料電池の要部構成を示す断面図である。 [0016] Figure 1 is a sectional view showing a main configuration of a fuel cell of an embodiment of the present invention. 同図において、1は燃料極(アノード)2と酸化剤極(カソード)3とにより挟持された電解質板であり、これら電解質板1、燃料極2および酸化剤極3によって起電部4が構成されている。 In the figure, 1 denotes an electrolyte plate sandwiched by a fuel electrode (anode) 2 and an oxidizer electrode (cathode) 3, these electrolyte plate 1, the electromotive unit 4 by the fuel electrode 2 and the oxidant electrode 3 is constituted It is. ここで、燃料極2および酸化剤極3は、燃料や酸化剤ガスを流通させると共に電子を通すように、導電性の多孔質体で形成されている。 Here, the fuel electrode 2 and the oxidant electrode 3, to pass electrons with circulating fuel and oxidant gas are formed using a conductive porous body.

【0017】本発明の燃料電池に於いては、液体燃料を毛管力で電池内に導入するための燃料浸透層6と、燃料極2と燃料浸透層6との間に配置され、電池内に導入された液体燃料を気化させて燃料を気体の形で燃料極に供給するための燃料気化層7が積層される。 [0017] In the fuel cell of the present invention includes a fuel permeation layer 6 for introducing into the cell the liquid fuel in capillary force is disposed between the fuel electrode 2 and the fuel permeation layer 6, in the battery vaporize the introduced liquid fuel fuel vaporization layer 7 to be supplied to the fuel electrode of the fuel in gaseous form to are stacked. 燃料浸透層6、燃料気化層7、起電部4をセパレ一タ5を介して複数積層することにより、電池本体となるスタック9が構成されている。 Fuel permeation layer 6, a fuel vaporization layer 7, the electromotive unit 4 by stacked via the separators one data 5, the stack 9 as a cell body is formed. セパレータ5の酸化剤極3と接する面には、酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス供給溝8を連続溝として設けている。 The surface in contact with the oxidant electrode 3 of the separator 5, is provided with oxidant gas feed channel 8 for supplying an oxygen-containing gas as a continuous groove.

【0018】燃料タンクから燃料浸透層6に液体燃料を供給する手段としては、例えばスタック9の少なくとも1つの側面に、この面に沿って液体燃料導入路10を形成する。 [0018] As a means for supplying liquid fuel to the fuel permeation layer 6 from a fuel tank, for example, at least one side of the stack 9, to form a liquid fuel feed path 10 along the surface. 上記液体燃料導入路10内に導入された液体燃料は、スタック9の側面から毛管力で燃料浸透層6に供給され、さらに燃料気化層7で気化されて燃料極2に供給される。 Liquid fuel introduced into the liquid fuel introducing passage 10 is supplied from the side of the stack 9 in the fuel permeation layer 6 by capillary force, is further vaporized in the fuel vaporization layer 7 supplied to the fuel electrode 2. したがって、毛管力で液体燃料を燃料浸透層6に供給するために、液体燃料導入路10内に導入された液体燃料が、上記燃料浸透層端面に直接接触するような構成とされている。 Therefore, the liquid fuel in capillary force to supply the fuel permeation layer 6, the liquid fuel introduced into the liquid fuel introducing passage 10 are configured such that direct contact with the fuel permeation layer end surface.

【0019】なお、上記セパレータ5、燃料浸透層6、 [0019] In addition, the separator 5, fuel permeation layer 6,
燃料気化層7は、発生した電子を伝導する集電板の機能も果たすため、導電性材料により形成される。 Fuel vaporizing layer 7, since also functions of the current collector plate for conducting the generated electrons, is formed of a conductive material. さらに必要に応じて、燃料極2や酸化剤極3と電解質板1との間に、層状、島状、あるいは粒状等の触媒層を形成することもあるが、本発明はこのような触媒層の有無に制約を受けるものではない。 If necessary, between the fuel electrode 2 and the oxidant electrode 3 and the electrolyte plate 1, a layer, island-like, or it may form a catalyst layer, such as particulate, the present invention is such a catalyst layer It does not the presence or absence of the restricted. また、燃料極2や酸化剤極3自体を触媒電極としてもよい。 Further, the fuel electrode 2 and the oxidant electrode 3 itself may be used as a catalyst electrode. 前記触媒電極は、触媒層単独でもよいが、導電性のペーパーやクロス等の支持体の上に触媒層を形成したような多層構造を持つものでもよい。 The catalyst electrode catalyst layer may be used singly, or may be one having a multilayer structure as to form a catalyst layer on the conductive paper or cloth or the like support.

【0020】上述したように、この実施例におけるセパレータ5は、酸化剤ガスを流すチャンネルとしての機能を併せ持つものである。 [0020] As described above, the separator 5 in this embodiment, in which both the function as channels for flowing the oxidant gas. このように、セパレータとチャンネルの両方の機能を有する部品5(以下、チャンネル兼用セパレータと記す)を用いることにより、より部品点数を削減することができ、小型化をより一層図ることが可能となる。 Thus, component 5 (hereinafter, referred to as channel shared separator) having the functions of both the separator and the channel by using the more it is possible to reduce the number of parts, it is possible to achieve further downsizing . なお、上記セパレータ5に代えて通常のチャンネルを用いることも可能である。 Incidentally, it is also possible to use an ordinary channel in place of the separator 5.

【0021】上述した液体燃料導入路10の形状は、基本的には図示を省略した燃料貯蔵タンクから液体燃料が導入され、この導入された液体燃料が燃料浸透層6に毛管力で供給されるものであればよい。 The liquid fuel feed path 10 described above shape is basically a liquid fuel is introduced from a fuel storage tank, not shown, the introduced liquid fuel is supplied by capillary force to the fuel permeation layer 6 it may be one. 燃料貯蔵タンクから液体燃料導入路10に液体燃料を供給する方法の一つに、燃料貯蔵タンクの液体燃料を自然落下させて、液体燃料導入路10に導入する方法がある。 The liquid fuel in one of the method for supplying the liquid fuel feed path 10 from a fuel storage tank, the liquid fuel in the fuel storage tank by free fall, there is a method of introducing the liquid fuel feed path 10. この方法は、スタック9の上面より高い位置に燃料貯蔵タンクを設けなければならないという構造上の制約を除けば、液体燃料導入路10に確実に液体燃料を導入することができる。 This method, except structural constraint that must be provided fuel storage tank at a position higher than the upper surface of the stack 9 can be reliably introducing the liquid fuel into the liquid fuel introducing passage 10.
他の方法としては、液体燃料導入路10の毛管力で、燃料貯蔵タンクから液体燃料を引き込む方法が挙げられる。 Other methods, capillary force of the liquid fuel feed path 10, and a method of the fuel storage tank draw liquid fuel. この方法によれば、燃料貯蔵タンクと液体燃料導入路10との接続点、つまり液体燃料導入路10に設けられた燃料入口の位置を、スタック9の上面より高くする必要がなくなり、例えば上記自然落下法と組み合せると、燃料タンクの設置場所を自在に設定することができるという利点がある。 According to this method, the connection point between the fuel storage tank and the liquid fuel feed path 10, i.e. the position of the fuel inlet provided in the liquid fuel feed path 10, it is not necessary to be higher than the upper surface of the stack 9, for example, the natural When combined with dropping method, there is an advantage that the location of the fuel tank can be set freely.

【0022】ただし、毛管力で液体燃料導入路10に導入された液体燃料を、引き続き円滑に毛管力で燃料浸透層6に供給するためには、液体燃料導入路10の毛管力より燃料浸透層6への毛管力のほうが大きくなるように設定することが重要である。 [0022] However, the liquid fuel introduced into the liquid fuel introducing passage 10, in order to supply the fuel permeation layer 6 continues smoothly capillary forces in the capillary force, the fuel permeation layer than the capillary force of the liquid fuel feed path 10 it is important that more of the capillary force to 6 is set to be larger. なお、液体燃料導入路10 The liquid fuel feed path 10
の数は、スタック9の側面に沿って1つに限定されるものではなく、他方のスタック側面にも液体燃料導入路1 Number is not limited to one along the side of the stack 9, the liquid fuel introducing passageway 1 on the other stack side
0を形成することも可能である。 It is also possible to form a 0.

【0023】また、上述したような燃料貯蔵タンクは、 Further, fuel storage tank as described above,
電池本体から着脱可能とすることかできる。 It may either be detachable from the cell body. これにより、燃料貯蔵タンクを交換することで、電池の作動を継続して長時間行うことが可能となる。 Thus, by replacing the fuel storage tank, it is possible to perform a long time to continue the operation of the cell. また、燃料貯蔵タンクから液体燃料導入路10への液体燃料の供給は、上述したような自然落下や、タンク内の内圧等で液体燃料を押し出すような構成としてもよいし、また液体燃料導入路10の毛管力で燃料を引き出すような構成とすることもできる。 The supply of the liquid fuel from the fuel storage tank to the liquid fuel feed path 10, gravity and as described above, may be configured as push the liquid fuel in the internal pressure or the like in the tank, also the liquid fuel feed path It may be configured as draw fuel in capillary force of 10.

【0024】上述したような方法によって、液体燃料導入路10内に導入された液体燃料は、毛管力により燃料浸透層6に供給される。 [0024] by the method as described above, the liquid fuel introduced into the liquid fuel introducing passage 10 is supplied to the fuel permeation layer 6 by capillary force. 燃料浸透層6の形態は、液体燃料を毛管力で浸透しうるものであれば特に限定されるものではなく、粒子やフィラーからなる多孔質体や、抄紙法等で製造した不織布、繊維を織った織布等を用いることができる。 Form of the fuel permeation layer 6 is not limited in particular as long as it can permeate the liquid fuel in capillary force, woven and porous material consisting of particles or fillers, nonwoven produced in paper making method, the fibers woven fabric or the like can be used.

【0025】以下に、燃料浸透層6として多孔質体を用いた場合について説明する。 [0025] The following describes the case of using the porous body as a fuel permeation layer 6. 液体燃料を燃料浸透層6側に引き込むための毛管力としては、まず燃料浸透層6となる多孔質体自体の毛管力が挙げられる。 The capillary force to draw liquid fuel to the fuel permeation layer 6 side, the capillary force of the porous body itself can be given first as a fuel permeation layer 6. このような毛管力を利用する場合、多孔質体である燃料浸透層6の孔を連結させた、いわゆる連続孔とし、その孔径を制御すると共に、液体燃料導入路10側の燃料浸透層6側面から少なくとも他の一面まで連続した連通孔とすることにより、液体燃料を横方向でも円滑に毛管力で供給することが可能となる。 When utilizing such a capillary force, the pores of the fuel permeating layer 6 which is a porous body were ligated, and the so-called continuous holes, to control the pore size, the fuel permeation layer 6 side of the liquid fuel feed path 10 side at least by a continuous passage to another one side, it is possible to supply with smooth capillary forces also liquid fuel laterally from.

【0026】燃料浸透層6となる多孔質体の孔径等は、 The hole diameter of the porous material as a fuel permeation layer 6,
液体燃料導入路10内の液体燃料を引き込み得るものであればよく、特に限定されるものではないが、液体燃料導入路10の毛管力を考慮した上で、0.01〜150 As long as it can draw the liquid fuel in the liquid fuel introducing passage 10 it is not particularly limited, in consideration of the capillary force of the liquid fuel feed path 10, 0.01 to 150
μm程度とすることが好ましい。 It is preferable that the μm about. また、多孔質体における孔の連続性の指標となる孔の体積は、20〜90%程度とすることが好ましい。 Further, pore volume of the continuity of the indicator of pores in the porous body, preferably about 20% to 90%. 孔径を0.01μmより小さくすると、燃料浸透層6の製造が困難となり、また15 Smaller than 0.01μm pore size, preparation of the fuel permeation layer 6 becomes difficult, and 15
0μmを超えると毛管力が低下してしまう。 If more than 0μm capillary force is reduced. また、孔の体積が20%未満となると連続孔の量が減り、閉鎖された孔が増えるため、毛管力を十分に得ることができなくなる。 Further, it reduces the amount of continuous pores and the pore volume is less than 20%, due to the increased closure pore, making it impossible to obtain a capillary force sufficiently. 逆に、孔の体積が90%を超えると、連続孔の量は増加するものの、強度的に弱くなると共に製造が困難となる。 Conversely, if the volume of pores exceeds 90%, the amount of continuous pores although increases, it becomes difficult to manufacture the strength to become weak. 実用的には、孔径は0.5〜100μmの範囲、また孔の体積は30〜75%の範囲とすることが望ましい。 In practice, the pore size range of 0.5 to 100 [mu] m, also the volume of the pores is preferably in the range 30 to 75%.

【0027】液体燃料を燃料浸透層6側に引き込むための毛管力としては、上述した燃料浸透層6となる多孔質体自体の毛管力に限らず、例えば図2に示すように、チャンネル兼用セパレータ5の燃料浸透層6と接する面に、液体燃料供給溝11を設け、この液体燃料供給溝1 [0027] The liquid fuel as capillary force to draw in the fuel permeation layer 6 side is not limited to the capillary force of the porous body itself serving as a fuel permeation layer 6 described above, for example, as shown in FIG. 2, channels shared separator the surface in contact with the fuel permeation layer 6 of 5, the liquid fuel supply groove 11 provided, the liquid fuel supply groove 1
1の毛管力を利用して液体燃料を燃料浸透層6側に引き込むよう構成することも可能である。 It is also possible to utilize the capillary forces of 1 configured to draw liquid fuel to the fuel permeation layer 6 side. この場合、液体燃料導入路10は、少なくとも液体燃料供給溝11の開放端部と液体燃料が直接接するように設けるものとする。 In this case, the liquid fuel feed path 10 has an open end and the liquid fuel in at least a liquid fuel supply groove 11 is assumed to provide a direct contact.
また、液体燃料供給溝11の毛管力と燃料浸透層6となる多孔質体自体の毛管力とを併用することも可能である。 It is also possible to use the capillary force of the porous body itself serving as a capillary force and the fuel permeation layer 6 of the liquid fuel supply groove 11.

【0028】上記液体燃料供給溝11の形状は、毛管力が発揮できれば特に制約を受けるものではないが、少なくとも溝11による毛管力を燃料浸透層6の毛管力より小さくする必要がある。 The shape of the liquid fuel supply groove 11 is not particularly restricted as long capillary force exerted, it is necessary to make the capillary force by at least the grooves 11 smaller than the capillary force of the fuel permeation layer 6. もし溝11の毛管力が燃料浸透層6のそれより大きいと、液体燃料導入路10中の液体燃料は、液体燃料供給溝11内には供給されるものの、 If the capillary force of the grooves 11 is greater than that of the fuel permeation layer 6, the liquid fuel in the liquid fuel introduction path 10, although in the liquid fuel supply groove 11 is fed,
燃料浸透層6には供給することができなくなる。 Can not be supplied to the fuel permeation layer 6.

【0029】また、上記液体燃料供給溝11は、液体燃料導入路10からその毛管力で液体燃料を引き込むものであるため、前述したように、燃料貯蔵タンクから液体燃料導入路10にその毛管力で液体燃料を導入する場合には、液体燃料導入路10の毛管力より液体燃料供給溝11の毛管力のほうが大きくなるように設定する。 Further, the liquid fuel supply groove 11, because it is intended to draw liquid fuel in the capillary force from the liquid fuel feed path 10, as described above, the capillary force from a fuel storage tank to the liquid fuel introducing passage 10 in the case of introducing the liquid fuel is set so that more capillary force of the liquid fuel supply groove 11 than the capillary force of the liquid fuel introduction path 10 increases. このように、液体燃料供給溝11の形状は、燃料浸透層6となる多孔質体や液体燃料導入路10の形状を考慮した上で設定するものとする。 Thus, the shape of the liquid fuel supply groove 11 is intended to set the shape of the porous body and the liquid fuel introducing passage 10 serving as the fuel permeation layer 6 in consideration.

【0030】このように、チャンネル兼用セパレータ5 [0030] In this way, the channel also serves as a separator 5
に例えば水平方向に延びる液体燃料供給溝11を設けることによって、燃料極2の端部全面から液体燃料が燃料浸透層6に供給されると共に、溝11を通して燃料浸透層6の横方向にも同時に燃料を供給できるため、液体燃料導入路10内の液体燃料を、より一層円滑に燃料浸透層6に供給することが可能となる。 By providing a liquid fuel supply groove 11 extending in the horizontal direction for example, from the end the entire surface of the fuel electrode 2 with the liquid fuel is supplied to the fuel permeation layer 6, at the same time also in the lateral direction of the fuel permeation layer 6 through the groove 11 because it can supply fuel, the liquid fuel in the liquid fuel introducing passage 10, it can be supplied to the fuel permeation layer 6 more smoothly.

【0031】なお、上記した実施例では、チャンネル兼用セパレータ5に酸化剤ガス供給溝8と液体燃料供給溝11の両方を形成したものについて説明したが、燃料浸透層6および酸化剤極3に対して個々にチャンネルを設置してもよい。 [0031] In the embodiment described above, with respect to has been described in connection with what is on the channel shared separator 5 to form both of the oxidizing gas supplying grooves 8 and the liquid fuel supply groove 11, the fuel permeation layer 6 and the oxidant electrode 3 may be installed individually channel Te. このような場合には、両チャンネル間にガスを透過させない導電性板を設置したり、少なくとも一方のチャンネルの面の孔を塞ぐ等によって、液体燃料と酸化剤ガスとの分離を図るようにする。 In such a case, or installed conductive plate which does not transmit gas across both channels, such as by blocking the pores of the surface of at least one channel, so as achieve the separation of the liquid fuel and the oxidizing gas . ただし、部品点数の削減、ひいてはより一層の小形化を可能とするためには、チャンネルを兼用することが好ましい。 However, reducing the number of parts, in order to enable further miniaturization than thus, it is preferable that also serves as a channel.

【0032】上記した各実施例においては、チャンネル兼用セパレータ5を介して起電部4、燃料浸透層6、燃料気化層7を積層したスタック9を有する燃料電池について説明したが、本発明の燃料電池においてセパレータやチャンネルは必ずしも必要なものではない。 [0032] In each of the embodiments described above, the electromotive unit 4 via a channel shared separator 5, the fuel permeation layer 6 has been described fuel cell having a stack 9 by laminating a fuel vaporization layer 7, the fuel of the present invention separator and the channel is not always necessary in the battery. 例えば、 For example,
図3に示すように、起電部4、燃料浸透層6、燃料気化層7を、直接複数積層してスタック12を構成することも可能である。 As shown in FIG. 3, the electromotive unit 4, the fuel permeation layer 6, a fuel vaporization layer 7, it is also possible to configure the stack 12 by stacking a plurality of directly. この際、酸化剤ガス供給溝8は、例えば図3に示したように、酸化剤極3の燃料浸透層6と接する面に連続溝として形成する。 At this time, the oxidizing gas supply grooves 8, as shown in FIG. 3, for example, be formed as a continuous groove on the surface in contact with the fuel permeation layer 6 of the oxidant electrode 3.

【0033】また、上記したように燃料極2と酸化剤極3とか直接接するような構成とする場合には、燃料浸透層6から酸化剤極3に液体燃料が引き込まれることを防止する必要がある。 Further, in the case of a like contact with the fuel electrode 2 directly Toka oxidant electrode 3 configured as described above, it is necessary to prevent the from the fuel permeation layer 6 the liquid fuel is drawn into the oxidant electrode 3 is there. 酸化剤極3に液体燃料が引き込まれると、酸化剤ガスが流れにくくなり、電池反応を阻害することになるためである。 When the liquid fuel is drawn into the oxidant electrode 3, the oxidant gas is less likely to flow, because that will inhibit the battery reaction. 上記した酸化剤極3への液体燃料の侵入を防止する方法としては、基本的には酸化剤極3となる多孔質体の孔径を、液体燃料を毛管現象で引き込まないような大きさに制御すればよい。 As a method for preventing the penetration of liquid fuel to the oxidant electrode 3 described above is basically the pore size of the porous body that becomes the oxidant electrode 3, the control of liquid fuel to a size that does not drawn by capillary action do it. ただし、適用する機器によっては、上記孔径を毛管現象で液体燃料を引き込むような大きさにしなければならない場合がある。 However, depending on the application to devices, there may have to be the pore diameter sized to draw liquid fuel by capillary phenomenon. そのような場合には、燃料浸透層6となる多孔質体の酸化剤極3側の面の孔を塞げばよい。 In such a case, it Fusage the hole on the surface of the oxidant electrode 3 side of the porous body as a fuel permeation layer 6. ただし、酸化剤極3に酸化剤ガス供給溝8を設ける場合、酸化剤極3の溝8を除く燃料浸透層6側の面の孔を塞いでもよいが、 However, the case of providing the oxidizing gas supply groove 8 to the oxidant electrode 3, may block the pores of the surface of the fuel permeation layer 6 side except the groove 8 of the oxidant electrode 3 but,
液体燃料が酸化剤ガス供給溝8の側面を通して酸化剤極3に侵入するおそれがあり、この場合は酸化剤極3の燃料浸透層6との接触面および酸化剤ガス供給溝8の側面の孔を塞ぐことが好ましい。 There is a possibility that the liquid fuel entering the oxidant electrode 3 through the side of the oxidizing gas supplying grooves 8, holes in the contact surface and a side of the oxidizing gas supplying groove 8 of the fuel permeation layer 6 in this case the oxidant electrode 3 preferable to block the.

【0034】このようにして電池内に導入された液体燃料は、燃料気化層7で気化されて燃料極2に到達する。 The liquid fuel introduced into the cell in this manner, is vaporized in the fuel vaporization layer 7 and reaches the fuel electrode 2.
このためには、燃料浸透層6の毛管力より燃料気化層7 For this purpose, the fuel than the capillary force of the fuel permeation layer 6 vaporizing layer 7
の毛管力の方が小さくなるように設定することが重要である。 It is important to set the like towards the capillary force is reduced. もし燃料気化層7の毛管力の方が燃料浸透層6のそれより大きいと、燃料浸透層6中の液体燃料は気化せずに液体状態で燃料気化層7に浸透し、液体燃料が燃料極2に供給されることになる。 If towards the capillary force of the fuel vaporization layer 7 is larger than that of the fuel permeation layer 6, the liquid fuel in the fuel permeation layer 6 penetrates into the fuel vaporization layer 7 in the liquid state without vaporizing, liquid fuel is a fuel electrode It is supplied to the 2.

【0035】燃料気化層7に求められる条件は、燃料浸透層6中の液体燃料が気化した気体が拡散する空間があり、かつ電子導電性があることであり、以上の条件が満たされていればその形態は特に限定されない。 The conditions required for the fuel vaporization layer 7, there is space for a gas liquid fuel in the fuel permeation layer 6 was vaporized diffuses, and is that there is electron conductivity, if it is satisfied the above conditions the form thereof is not particularly limited as. 例えば、 For example,
導電性多孔体や導電性のメッシュを燃料極2と燃料浸透層6との間に積層したり、導電性のワイヤーや繊維、粒子などを柱として燃料極2と燃料浸透層6との間に挟んで空間を形成したりすることが可能である。 The conductive porous body or a conductive mesh or laminated between the fuel electrode 2 and the fuel permeation layer 6, conductive wires or fibers, between the fuel electrode 2 and the fuel permeation layer 6 particles and the like as a pillar sandwiched therebetween can be or form a space.

【0036】燃料気化層7を多孔質体で形成する場合、 In the case of forming a fuel vaporization layer 7 in the porous body,
先にも述べたようにその孔径等は、燃料浸透層6中の液体燃料を引き込まず、気化した燃料が拡散し得るものであればよく、特に限定されるものではないが、燃料浸透層6の毛管力を考慮した上で、5μm以上とすることが好ましい。 Previously the hole diameters as mentioned is not drawn into the liquid fuel in the fuel permeation layer 6, as long as it vaporized fuel can diffuse, but are not particularly limited, a fuel permeation layer 6 the capillary force in consideration of, it is preferable to 5μm or more. また、多孔質体の孔の体積は20〜90%程度とすることが好ましい。 The volume of the porous body the pores is preferably about 20% to 90%.

【0037】図1の例では、燃料浸透層6と燃料気化層7を独立した部材で構成しているが、液体燃料が毛管力で各電池内に導入され、かつ電池の内部で気化されるものであればこの構成に限定されるものではない。 [0037] In the example of FIG. 1, is constituted by an independent member of the fuel permeation layer 6 and the fuel vaporization layer 7, the liquid fuel is introduced into each cell by capillary force, and is vaporized in the battery It is not limited to this configuration as long as. 例えば、平均孔径を厚さ方向に沿って変化させた多孔質傾斜材を用いる方法もある。 For example, there is a method of using a porous inclined material is varied along the average pore size in the thickness direction. この場合、平均孔径が大きい方の面が燃料極2に接するように配置する。 In this case, the surface of the person having the larger average pore diameter is placed in contact with the fuel electrode 2. 即ち、孔径が小さい側が燃料浸透層、孔径が大きい側が燃料気化層として機能する。 That is, the side hole diameter is small, the fuel permeation layer, the side hole diameter is large to function as a fuel vaporization layer. 他にも、多孔質板の厚み方向に対して一方の側を液体燃料との濡れ性が良い材料で、他方の側を濡れ性が悪い材料で成形し、濡れ性が良い方を燃料浸透層、濡れ性が悪い方を燃料気化層として機能させる方法もある。 Besides, on one side in the thickness direction of the porous plate in wettability is good material with the liquid fuel, and molding the other side in the wettability is poor material, the fuel permeation layer better wettability , there is a method in which a person is poor wettability to function as a fuel vaporization layer. この場合、液体燃料との濡れ性が悪い面が燃料極2に接するように配置する。 In this case, the wettability is poor face of the liquid fuel is disposed in contact with the fuel electrode 2.

【0038】次に、本発明の燃料電池の具体例およびその評価結果について述べる。 Next, we described specific examples and evaluation results of the fuel cell of the present invention. 本発明の目的は簡素化かつ小型化された燃料電池であるので、先にも述べたようにシステムが極めて複雑で小型化が困難な従来型の燃料気化供給型燃料電池は比較対象外とし、小型化の可能性がある液体供給型の液体燃料電池と比較する。 Since the purpose of the present invention is a fuel cell is simplified and miniaturized, fuel vaporization supply type fuel cell of the conventional systems is difficult extremely complex and miniaturized as mentioned above is outside the comparison, comparing the liquid fuel cell in the liquid supply type that may miniaturization.

【0039】(実施例1)図4に示した構成を有する液体燃料電池(単電池)を、以下に示す要領で作製した。 [0039] The liquid fuel cell having the structure shown in (Example 1) FIG. 4 (unit cell) was prepared in a manner described below.
まず、カーボンクロス上にPt−Ru系触媒層を塗布した32mm×32mmの燃料極2と、カーボンクロス上にPtブラック触媒層を塗布した32mm×32mmの酸化剤極3とで、触媒層が電解質膜と接するようにしてパーフルオロスルホン酸膜からなる電解質膜1を挟持した。 First, a 32 mm × 32 mm of the fuel electrode 2 coated with Pt-Ru-based catalyst layer on the carbon cloth, with an oxidizing agent electrode 3 of 32 mm × 32 mm coated with Pt black catalyst layer on a carbon cloth, a catalyst layer is an electrolyte the electrolyte membrane 1 made of perfluorosulfonic acid film is in contact with the membrane is sandwiched. これらを、120℃で5分間、100kg/cm 2 These are 5 minutes at 120 ℃, 100kg / cm 2
の圧力でホットプレスして接合した。 They were joined by hot pressing at the pressure. この起電部4と、 This electromotive unit 4,
燃料気化層7としての平均孔径100μm、気孔率70 The average pore size of 100μm as a fuel vaporizing layer 7, the porosity 70
%のカーボン多孔質板と、燃料浸透層6としての平均孔径5μm、気孔率40%のカーボン多孔質板とを、深さ2mm、幅1mmの酸化剤ガス供給溝8をもつ酸化剤極側ホルダー13と燃料極側ホルダー14の内部に組み込んで反応面積10cm 2の単電池を作製した。 % Of carbon and porous plate, the average pore size 5μm as a fuel permeation layer 6, and a porosity of 40% porous carbon plate, depth 2 mm, the oxidant electrode side holder with oxidant gas supply groove 8 width 1mm incorporated into the interior 13 and the fuel electrode side holder 14 to produce a single cell of the reaction area 10 cm 2.

【0040】このようにして得た液体燃料電池に、液体燃料としてメタノールと水の1:1(モル比)混合液を燃料浸透層6の側面から毛管力で導入し、酸化剤ガスとして1atmの空気を100ml/minでガスチャンネル8に流して80℃で発電を行った。 [0040] In this way liquid fuel cell was obtained, methanol and water as the liquid fuel 1: 1 (molar ratio) mixture introduced by capillary force from the side surface of the fuel permeation layer 6, 1 atm as an oxidizing agent gas the air was generated by 80 ° C. by flowing the gas channel 8 in 100 ml / min. この電池の電流−電圧特性を図5に示す。 It shows the voltage characteristics in FIG. 5 - current of the battery.

【0041】(比較例1)従来型の液体供給型燃料電池(単電池)を、以下に示す要領で作製した。 [0041] (Comparative Example 1) Conventional liquid feed fuel cell (unit cell) was prepared in a manner described below. まず、実施例1と同様にして起電部の接合体を作製した。 First, to prepare a conjugate of the electromotive unit in the same manner as in Example 1. この起電部を、燃料極側を液体燃料流路板、酸化剤極側を実施例1と同じガスチャンネルで挟んで反応面積10cm 2の単電池を作製した。 The electromotive unit, a fuel electrode side liquid fuel passage plate to prepare a single cell of the reaction area 10 cm 2 across the oxidizer electrode side in the same gas channel as in Example 1.

【0042】このようにして得た液体燃料電池に、液体燃料としてメタノールと水の1:1(モル比)混合液を1atm、3ml/minでポンプで循環させ、酸化剤ガスとして1気圧の空気を100ml/minでガスチャンネルに流して80℃で発電を行った。 [0042] Thus the liquid fuel cell thus obtained, methanol and water as the liquid fuel 1: 1 (molar ratio) mixture 1 atm, is circulated by a pump at a 3 ml / min, air at 1 atm as an oxidizing agent gas It was subjected to power generation at 80 ° C. by passing the gas channels 100 ml / min. この電池の電流−電圧特性を図5に示す。 It shows the voltage characteristics in FIG. 5 - current of the battery.

【0043】図5から明らかなように、実施例1の液体燃料電池に於いては5Aぐらいまで安定して出力が取り出せるが、比較例1の液体燃料電池に於いては電流の増加と共に速やかに出力が低下し、2Aも電流が取れない。 [0043] As apparent from FIG. 5, but taken out it is stably output until about 5A at a liquid fuel cell of Example 1, immediately with increasing current at the liquid fuel cell of Comparative Example 1 output is decreased, 2A also current can not be taken. 比較例1の液体供給型燃料電池の性能が低い原因は、液体燃料と燃料極との間の電極反応活性が低いことと、液体メタノールが電解質膜を酸化剤極側に透過してしまうメタノール・クロスオーバーが生じたことによる。 Cause low performance of the liquid supply type fuel cell of Comparative Example 1, and the low electrode reaction activity between the liquid fuel and the fuel electrode, Methanol liquid methanol will pass through the electrolyte membrane to the oxidant electrode side due to the fact that the crossover has occurred. これに対し、実施例1の燃料電池は、燃料極には気化した燃料が供給されるため、電極反応活性が高く、メタノール・クロスオーバーも生じにくい。 In contrast, the fuel cell of Example 1, since the fuel electrode is supplied with vaporized fuel, high electrode reaction activity, the methanol crossover hardly occurs. このため、高負荷でも安定してた高い性能が得られる。 Therefore, high performance was stable can be obtained even at a high load.

【0044】 [0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料電池によれば、ポンプやブロア等を用いることなく、簡素な構造で液体燃料を円滑に気化供給することができ、かつ、安定して高い出力を得ることができる。 As described in the foregoing, according to the fuel cell of the present invention, without using a pump or blower, etc., it can be smoothly vaporizing and supplying liquid fuel in a simple structure and stably it is possible to obtain a high output. これにより、高性能とシステムの簡素化か両立でき、よって従来困難とされていた小型の燃料電池を提供することが可能となる。 This allows both or simplified high performance and system, thus it is possible to provide a fuel cell compact has conventionally been difficult.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例による燃料電池の要部構成を示す断面図。 Sectional view showing a main configuration of a fuel cell according to an embodiment of the present invention; FIG.

【図2】本発明の燃料電池の他の実施例の要部構成を示す斜視図。 Perspective view showing a main part configuration of another embodiment of a fuel cell of the present invention; FIG.

【図3】本発明の一実施例によるセパレータを省いた燃料電池の要部構成を示す断面図。 Sectional view showing a main configuration of a fuel cell was omitted separator according to an embodiment of the present invention; FIG.

【図4】実施例1に係わる燃料電池の断面図。 4 is a cross-sectional view of a fuel cell according to Example 1.

【図5】本発明の実施例1及び比較例1に係わる燃料電池の電流−電圧特性図。 [5] current of the fuel cell according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention - voltage characteristic diagram.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 電解質板 2 燃料極 3 酸化剤極 4 起電部 5 セパレータ 6 燃料浸透層 7 燃料気化層 8 酸化剤ガス供給溝 9 スタック 10 液体燃料導入路 11 液体燃料供給溝 12 セパレータを用いないスタック 13 酸化剤極側ホルダー 14 燃料極側ホルダー 1 electrolyte plate 2 fuel electrode 3 oxidizer electrode 4 electromotive unit 5 separator 6 fuel permeation layer 7 fuel vaporization layer 8 oxidant gas supply grooves 9 stack 10 the liquid fuel introducing passage 11 the liquid fuel supply groove 12 stack 13 oxide without using a separator agent electrode side holder 14 fuel electrode side holder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤坂 芳浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 安田 一浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 5H026 AA02 AA08 CC03 CV10 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Yoshihiro Akasaka Kawasaki-shi, Kanagawa-ku, Saiwai Komukaitoshiba-cho, address 1 Co., Ltd. Toshiba research and development in the Center (72) inventor Kazuhiro Yasuda Kawasaki-shi, Kanagawa-ku, seafood Komukaitoshiba town address 1 Co., Ltd., Toshiba research and development Center in the F-term (reference) 5H026 AA02 AA08 CC03 CV10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 燃料極、酸化剤極およびこれら両電極に挟持された電解質板を有する起電部をもつ単電池を複数積層したスタックを具備し、燃料として液体燃料を用いる燃料電池において、前記液体燃料を毛管力で各単電池内に導入し、かつ各単電池内で前記液体燃料を気化し、 1. A fuel electrode, comprising an oxidizing agent electrode and stack the unit cells were stacked with electromotive unit with both electrodes to sandwiched the electrolyte plate, in a fuel cell using a liquid fuel as the fuel, the the liquid fuel is introduced into each cell by capillary force, and vaporizing the liquid fuel in each cell,
    前記燃料極に気化された燃料を供給することを特徴とする燃料電池。 Fuel cell and supplying the fuel vaporized in the fuel electrode.
  2. 【請求項2】 燃料極、酸化剤極およびこれら両電極に挟持された電解質板を有する起電部を複数積層したスタックを具備し、燃料として液体燃料を用いる燃料電池において、前記液体燃料を毛管力で電池内に導入するための燃料浸透層と、前記燃料浸透層と燃料極との間に配置され、電池内に導入された液体燃料を気化させて気体燃料の形で燃料極に供給するための燃料気化層とを具備することを特徴とする燃料電池。 Wherein the fuel electrode, the electromotive unit having an oxidant electrode and an electrolyte plate sandwiched both electrodes comprise a plurality of stacked stacks, the fuel cell using a liquid fuel as the fuel, capillary said liquid fuel a fuel permeation layer for introducing into the cell with a force, is arranged between the fuel permeation layer and the fuel electrode is supplied to the fuel electrode in the form of gaseous fuel by vaporizing the liquid fuel introduced into the battery fuel cell characterized by comprising a fuel vaporizing layer for.
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