JP2003317773A - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell

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JP2003317773A
JP2003317773A JP2002121430A JP2002121430A JP2003317773A JP 2003317773 A JP2003317773 A JP 2003317773A JP 2002121430 A JP2002121430 A JP 2002121430A JP 2002121430 A JP2002121430 A JP 2002121430A JP 2003317773 A JP2003317773 A JP 2003317773A
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秀治 田中
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正喜 江刺
Shigeaki Tomonari
恵昭 友成
Kazuji Yoshida
和司 吉田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell allowing a fuel cell system to be downsized. <P>SOLUTION: In this fuel cell, four fuel battery cells 10, a fuel feed passage to the fuel battery cells 10, and micro valves 5a and 5b regulating the supplied amount of liquid fuel passing the individual fuel introduction parts 3a and 3b of the fuel feed passage are integrated in the same substrate. The substrate comprises a holding body 16 for holding four fuel battery cells 10, a gas-liquid separating membrane 2, a fuel pole side substrate 3, and an air pole side substrate 4. The fuel battery cell 10 comprises an ionic conduction membrane 11 held by a fuel pole 12 and an air pole 13. The mixed fluid of methanol and water is fed to the fuel pole 12 and air is fed to the air pole 13 through the permeable holes 4a in the air pole side substrate 4. Carbon dioxide produced at the fuel poles 12 of the fuel battery cells 10 is discharged to the outside through the air-liquid separating membrane 2 and discharge holes 31 in the fuel pole side substrate 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,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、携帯機器などの電
源として利用可能な小型の燃料電池に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small fuel cell that can be used as a power source for portable equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯機器の電源として利用可能な
小型の燃料電池が各所で研究開発されており、この種の
燃料電池としては、固体高分子型燃料電池(PEFC)
や、メタノールを燃料電池セルに供給する直接メタノー
ル型燃料電池(DMFC)などが提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, small fuel cells that can be used as power sources for portable devices have been researched and developed in various places, and as a fuel cell of this type, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is used.
Alternatively, a direct methanol fuel cell (DMFC) for supplying methanol to a fuel cell has been proposed.

【0003】ここにおいて、固体高分子型燃料電池を用
いた燃料電池システムでは、メタノールを水素に改質す
る燃料改質器が必要なのに対して、直接メタノール型燃
料電池を用いた燃料電池システムでは燃料改質器が不要
なのでシステムの小型化の点で有利である。しかしなが
ら、メタノール濃度が高いとメタノールが燃料電池の固
体電解質膜を通り抜けて燃料電池の電圧が低下してしま
うので、メタノールを希釈して供給することも考えられ
ている。また、直接メタノール型燃料電池では、燃料極
において二酸化炭素が発生するので二酸化炭素を取り除
くための二酸化炭素除去手段を設ける必要がある。
Here, a fuel cell system using a polymer electrolyte fuel cell requires a fuel reformer for reforming methanol into hydrogen, whereas a fuel cell system using a direct methanol fuel cell uses a fuel reformer. Since a reformer is not required, it is advantageous in terms of downsizing the system. However, when the methanol concentration is high, the methanol will pass through the solid electrolyte membrane of the fuel cell and the voltage of the fuel cell will drop, so it is also considered to dilute and supply methanol. Further, in the direct methanol fuel cell, since carbon dioxide is generated at the fuel electrode, it is necessary to provide a carbon dioxide removing means for removing carbon dioxide.

【0004】また、これらの燃料電池システムにおいて
は、燃料電池セルへ燃料を供給する燃料供給装置が燃料
供給路を介して燃料電池セルと接続されており、燃料供
給路を通る燃料の供給量を制御するバルブが燃料供給路
上に配置されている。
Further, in these fuel cell systems, the fuel supply device for supplying fuel to the fuel cell is connected to the fuel cell via the fuel supply path, and the amount of fuel supplied through the fuel supply path is controlled. A controlling valve is arranged on the fuel supply path.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来構
成の燃料電池システムは、それぞれ個別部品である燃料
供給装置、燃料供給路、バルブ、燃料電池セル、二酸化
炭素除去手段などを組み合わせて構成されており、部品
点数が多く、燃料電池システムの小型化が難しいという
問題があった。また、燃料電池セルへ微量(例えば、数
μl/min)の液体燃料を供給する場合に、燃料供給
路のデッドボリュームによって燃料電池セルへ液体燃料
を安定して供給することができないことがあった。
By the way, the above-mentioned conventional fuel cell system is constructed by combining a fuel supply device, a fuel supply passage, a valve, a fuel cell, a carbon dioxide removing means, etc., which are individual parts. However, there is a problem that the number of parts is large and it is difficult to downsize the fuel cell system. Further, when a small amount (for example, several μl / min) of liquid fuel is supplied to the fuel cell, the liquid fuel may not be stably supplied to the fuel cell due to the dead volume of the fuel supply passage. .

【0006】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、燃料電池システムの小型化を図れる
燃料電池を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel cell capable of downsizing a fuel cell system.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、少なくとも、燃料電池セルと、
燃料電池セルへの燃料供給路と、燃料供給路を通る液体
燃料の供給量を調節するマイクロバルブとが同一基体に
集積化されてなることを特徴とするものであり、燃料電
池システムの小型化および軽量化を図ることができ、ま
た、燃料供給路を短くできるので、デッドボリュームを
少なくできて微量な液体燃料を燃料電池セルへ安定して
供給することができる。また、燃料電池セルと燃料供給
路とを接合する作業が不要になるという利点がある。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 comprises at least a fuel cell and
The present invention is characterized in that a fuel supply path to a fuel cell and a microvalve for adjusting the supply amount of liquid fuel passing through the fuel supply path are integrated on the same substrate, and the fuel cell system is miniaturized. Also, since the weight can be reduced and the fuel supply path can be shortened, the dead volume can be reduced and a small amount of liquid fuel can be stably supplied to the fuel cell unit. In addition, there is an advantage that the work of joining the fuel cell unit and the fuel supply path becomes unnecessary.

【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記燃料供給路が、複数種類の液体燃料を個別に導
入する個別燃料導入部と各個別燃料導入部を通して導入
される複数種類の液体燃料を混合させ前記燃料電池セル
へ供給する混合液体燃料を得る混合部とを有し、前記マ
イクロバルブが前記燃料導入部ごとに設けられているの
で、燃料電池システムの小型化を図りながらも燃料電池
セルの燃料として複数種類の液体燃料を混合した混合液
体燃料を用いることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the fuel supply passage is provided with a plurality of types of individual fuel introducing portions for individually introducing a plurality of types of liquid fuel and a plurality of types of individual fuel introducing portions. The fuel cell system includes a mixing unit for mixing liquid fuel to obtain a mixed liquid fuel to be supplied to the fuel cells, and the microvalve is provided for each of the fuel introducing units. A mixed liquid fuel in which a plurality of types of liquid fuels are mixed can be used as the fuel of the fuel cell.

【0009】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、前記混合液体燃料の濃度を検出する濃度センサが前
記基体に集積化されているので、前記濃度センサの出力
に応じて前記マイクロバルブを制御するようにした燃料
電池システムの構築が可能となり、しかも、前記混合液
体燃料の濃度を検出する濃度センサを設けながらも燃料
電池システムの大型化を防止することができる。
According to a third aspect of the invention, in the second aspect of the invention, a concentration sensor for detecting the concentration of the mixed liquid fuel is integrated on the base body, so that the microvalve is output according to the output of the concentration sensor. It is possible to construct a fuel cell system in which the fuel cell system is controlled, and it is possible to prevent the fuel cell system from increasing in size while providing a concentration sensor for detecting the concentration of the mixed liquid fuel.

【0010】請求項4の発明は、請求項3の発明におい
て、前記濃度センサの出力が規定範囲内の規定値に近づ
くように前記各マイクロバルブを制御する制御手段を備
えるので、前記混合液体燃料の濃度が規定値にほぼ等し
くなるように調節することができ、前記燃料電池セルの
出力を安定化することが可能になる。
According to the invention of claim 4, in the invention of claim 3, the control means for controlling the respective microvalves so that the output of the concentration sensor approaches a specified value within a specified range, the mixed liquid fuel is therefore provided. Can be adjusted so as to be substantially equal to the specified value, and the output of the fuel cell can be stabilized.

【0011】請求項5の発明は、請求項1の発明におい
て、前記燃料電池セルの出力が所望範囲内の目標値に近
づくように前記マイクロバルブを制御する制御手段を備
えるので、負荷変動に応じて前記燃料電池セルの出力を
所望の目標値に調節することができる。
According to a fifth aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the control means for controlling the microvalve is provided so that the output of the fuel cell approaches a target value within a desired range. The output of the fuel cell unit can be adjusted to a desired target value.

【0012】請求項6の発明は、請求項4または請求項
5の発明において、前記制御手段が前記基体に集積化さ
れているので、前記制御手段を前記基体とは別途に設け
る場合に比べて燃料電池システムの小型化を図ることが
できる。
According to a sixth aspect of the invention, in the invention of the fourth or fifth aspect, the control means is integrated in the base body, so that the control means is provided separately from the base body. It is possible to reduce the size of the fuel cell system.

【0013】請求項7の発明は、請求項1ないし請求項
6の発明において、前記基体は、少なくとも2種類の材
料により形成されているので、各構成要素それぞれの特
性や製造時の加工性に適した材料を用いることで製造が
容易になる。
According to a seventh aspect of the invention, in the first to sixth aspects of the invention, since the base body is formed of at least two kinds of materials, the characteristics of each constituent element and the workability at the time of manufacture are improved. Manufacturing is facilitated by using a suitable material.

【0014】請求項8の発明は、請求項1ないし請求項
7の発明において、前記燃料電池セルへ供給される液体
燃料が液体有機燃料を含み、前記燃料電池セルで発生し
た二酸化炭素を外部へ排出する排出部が前記基体に形成
されているので、前記燃料電池セルで発生した二酸化炭
素を前記基体に形成された放出部を通して外部へ排出す
ることができ、前記燃料電池セルの出力低下を防ぐこと
ができる。しかも、二酸化炭素を外部へ排出する排出部
が前記基体に一体化されているので、前記燃料電池セル
において二酸化炭素が発生する部位と排出部とを近づけ
ることができ、ポンプなどを用いることなしに、二酸化
炭素の排出を効率良く行うことができる。
According to an eighth aspect of the invention, in the first to seventh aspects of the invention, the liquid fuel supplied to the fuel cell includes a liquid organic fuel, and carbon dioxide generated in the fuel cell is discharged to the outside. Since the discharge part for discharging is formed on the base body, carbon dioxide generated in the fuel cell can be discharged to the outside through the discharge part formed on the base body, and a decrease in output of the fuel cell is prevented. be able to. Moreover, since the discharge part for discharging carbon dioxide to the outside is integrated with the base body, the part where carbon dioxide is generated in the fuel cell and the discharge part can be brought close to each other, without using a pump or the like. Therefore, carbon dioxide can be efficiently discharged.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本実施形態の燃料電池は、例えば
携帯機器の電源として利用可能な小型燃料電池であっ
て、図1(a),(b)に示すように、4つの燃料電池
セル10が2次元アレイ状に配列された燃料電池モジュ
ール1を備えている。すなわち、燃料電池セル10は、
図1(a)における上下方向および左右方向に2つずつ
配列されている。なお、各燃料電池セル10は、メタノ
ール水溶液を燃料とする直接メタノール形燃料電池セル
である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The fuel cell of the present embodiment is a small fuel cell that can be used as a power source for portable equipment, for example, and as shown in FIGS. A fuel cell module 1 in which 10 are arranged in a two-dimensional array is provided. That is, the fuel cell 10 is
Two are arranged in the vertical direction and two in the horizontal direction in FIG. Each fuel cell 10 is a direct methanol fuel cell that uses an aqueous methanol solution as a fuel.

【0016】燃料電池モジュール1は、図2に示すよう
に、全体としての外形が正方形状に形成されており、そ
れぞれ外形が正方形状に形成された4つの燃料電池セル
10と、4つの燃料電池セル10を保持する格子枠状の
保持体16とを備えている。ここに、保持体16は絶縁
性および弾性を有する合成樹脂により形成されている。
As shown in FIG. 2, the fuel cell module 1 has a square outer shape as a whole, and four fuel cell cells 10 each having a square outer shape and four fuel cells. A grid frame-shaped holding body 16 for holding the cells 10 is provided. Here, the holder 16 is formed of a synthetic resin having insulating properties and elasticity.

【0017】各燃料電池セル10は、水素イオンの伝導
性の高い固体高分子膜からなるイオン伝導膜11を厚み
方向の両側に設けた一対の触媒電極12,13で挟んだ
構成になっており、図1(b)においてイオン伝導膜1
1の上側に形成された触媒電極12が燃料極を構成し、
イオン伝導膜11の下側に形成された触媒電極13が空
気極を構成している。なお、各触媒電極12,13の外
形は正方形状に形成されている。
Each fuel cell 10 has a structure in which an ion conductive film 11 made of a solid polymer film having high hydrogen ion conductivity is sandwiched between a pair of catalyst electrodes 12 and 13 provided on both sides in the thickness direction. 1 (b), the ion conductive film 1
The catalyst electrode 12 formed on the upper side of 1 constitutes a fuel electrode,
The catalyst electrode 13 formed below the ion conductive film 11 constitutes an air electrode. The outer shape of each of the catalyst electrodes 12 and 13 is square.

【0018】ところで、燃料電池モジュール1は、アル
ミニウムのような導電性の高い材料により形成したテー
プ状の2つのリード端子14およびアルミニウムのよう
な導電性の高い材料により形成した3つのセル間接続端
子15が保持体16に一体に設けられており、3つのセ
ル間接続端子15を利用して4つの燃料電池セル10を
直列に接続し、一方のリード端子14(図2(a)にお
ける右側のリード端子14)の一端部が4つの燃料電池
セル10の直列回路の負極側に接続され、他方のリード
端子14(図2(a)における左側のリード端子14)
の一端部が4つの燃料電池セル10の直列回路の正極側
に接続されるようになっている。ここにおいて、2つの
リード端子14の各他端部は保持体6の外部に引き出さ
れている。また、セル間接続端子15は、断面コ字状に
形成され、保持体16の厚み方向の両面に跨って形成さ
れている。
By the way, the fuel cell module 1 includes two tape-shaped lead terminals 14 made of a highly conductive material such as aluminum and three inter-cell connection terminals made of a highly conductive material such as aluminum. 15 is integrally provided on the holding body 16, four fuel battery cells 10 are connected in series by utilizing the three inter-cell connection terminals 15, and one lead terminal 14 (on the right side in FIG. 2A) is used. One end of the lead terminal 14) is connected to the negative electrode side of the series circuit of the four fuel battery cells 10, and the other lead terminal 14 (the left lead terminal 14 in FIG. 2A)
Is connected to the positive electrode side of the series circuit of the four fuel cells 10. Here, the other ends of the two lead terminals 14 are drawn out of the holding body 6. Further, the inter-cell connection terminal 15 is formed in a U-shaped cross section, and is formed across both sides of the holding body 16 in the thickness direction.

【0019】上述の燃料電池モジュール1には、図1
(b)における上面側に撥水性を有する多孔質膜からな
る気液分離膜2を介してガラス基板からなる燃料極側基
板3が配設されており、図1(b)における下面側にガ
ラス基板からなる空気極側基板4が配設されている。気
液分離膜2の機能については後述する。
The fuel cell module 1 described above has a structure as shown in FIG.
A fuel electrode side substrate 3 made of a glass substrate is disposed on the upper surface side in (b) through a gas-liquid separation film 2 made of a porous film having water repellency, and a glass plate is formed on the lower surface side in FIG. 1 (b). An air electrode side substrate 4 made of a substrate is arranged. The function of the gas-liquid separation membrane 2 will be described later.

【0020】気液分離膜2は、図1および図3に示すよ
うに、燃料電池モジュール1と対向する側の面において
各燃料極12に対応する部位それぞれに導電性材料から
なる集電電極22が形成されている。すなわち、気液分
離膜2における燃料電池モジュール1との対向面には、
4つの集電電極22が2次元アレイ状に配列されてい
る。ここに、集電電極22には、孔22aが厚み方向に
貫設されている。また、各集電電極22は気液分離膜2
の厚み方向において対向する燃料極12と電気的に接続
される。さらに、各集電電極22は、上述のリード端子
14ないしセル間接続端子15と電気的に接続される接
続端子22bが連続一体に延設されている。なお、集電
電極22および接続端子22は、めっき法により形成し
てもよいし、あるいは金属基板をエッチングして形成し
気液分離膜2へ貼着するようにしてもよい。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the gas-liquid separation membrane 2 has a collector electrode 22 made of a conductive material on each surface of the surface facing the fuel cell module 1 corresponding to each fuel electrode 12. Are formed. That is, on the surface of the gas-liquid separation membrane 2 facing the fuel cell module 1,
The four collector electrodes 22 are arranged in a two-dimensional array. Here, the collector electrode 22 has a hole 22a penetrating in the thickness direction. In addition, each collector electrode 22 is a gas-liquid separation membrane 2
Are electrically connected to the fuel electrode 12 facing each other in the thickness direction. Further, each current collecting electrode 22 is continuously and integrally provided with a connection terminal 22b electrically connected to the lead terminal 14 or the inter-cell connection terminal 15 described above. The collector electrode 22 and the connection terminal 22 may be formed by a plating method, or may be formed by etching a metal substrate and attached to the gas-liquid separation film 2.

【0021】これに対して、空気極側基板4は、図1お
よび図5に示すように、燃料電池モジュール1と対向す
る側の面において各空気極13に対応する部位それぞれ
に導電性材料からなる集電電極42が形成されている。
すなわち、空気極側基板4における燃料電池モジュール
1との対向面には、4つの集電電極42が2次元アレイ
状に配列されている。ここに、各集電電極42は空気極
側基板4の厚み方向において対向する空気極13と電気
的に接続される。また、各集電電極42は、上述のリー
ド端子14ないしセル間接続端子15と電気的に接続さ
れる接続端子42bが連続一体に延設されている。な
お、集電電極42および接続端子42bはスパッタ法に
より形成している。
On the other hand, as shown in FIG. 1 and FIG. 5, the air electrode side substrate 4 is made of a conductive material on each surface corresponding to each air electrode 13 on the surface facing the fuel cell module 1. The collector electrode 42 is formed.
That is, four current collecting electrodes 42 are arranged in a two-dimensional array on the surface of the air electrode side substrate 4 facing the fuel cell module 1. Here, each collector electrode 42 is electrically connected to the air electrode 13 facing in the thickness direction of the air electrode side substrate 4. In addition, each current collecting electrode 42 is continuously and integrally provided with a connection terminal 42b that is electrically connected to the lead terminal 14 or the inter-cell connection terminal 15 described above. The collector electrode 42 and the connection terminal 42b are formed by the sputtering method.

【0022】上述の各接続端子22b,42bを設ける
ことにより、本実施形態の燃料電池は、図1(a)にお
ける右上の燃料電池セル10の燃料極12が図1(a)
における右側のリード端子14と、燃料極12−集電電
極12−接続端子22b−図1(a)における右側のリ
ード端子14の経路で接続され、右上の燃料電池セル1
0の空気極13が右下の燃料電池セル10の燃料極12
と、空気極13−集電電極42−接続端子42b−図2
(a)における右側のセル間接続端子15−接続端子2
2b−集電電極22−燃料極12の経路で接続されてい
る。同様に、右下の燃料電池セル10の空気極13が左
下の燃料電池セル10の燃料極12と、空気極13−集
電電極42−接続端子42b−図2(a)における中央
下のセル間接続端子15−接続端子22b−集電電極2
2−燃料極12の経路で接続されている。また、同様
に、左下の燃料電池セル10の空気極13が左上の燃料
電池セル10の燃料極12と、空気極13−集電電極4
2−接続端子42b−図2(a)における左側のセル間
接続端子15−接続端子22b−集電電極22−燃料極
12の経路で接続されている。また、左上の燃料電池セ
ル10の空気極13は図1(a)における左側のリード
端子14と、空気極13−集電電極42−接続端子42
b−図1(a)における左側のリード端子14の経路で
接続されている。したがって、リード端子14,14間
に接続する外部回路は4つの燃料電池セル10の直列回
路の両端電圧が印加されることになるのである。
By providing the above-mentioned connection terminals 22b and 42b, the fuel cell of the present embodiment has the fuel electrode 12 of the fuel cell 10 at the upper right of FIG. 1 (a) as shown in FIG. 1 (a).
1 is connected to the right lead terminal 14 in the path of the fuel electrode 12-collector electrode 12-connection terminal 22b-the right lead terminal 14 in FIG.
The air electrode 13 of 0 is the fuel electrode 12 of the fuel cell 10 at the lower right.
And air electrode 13-collection electrode 42-connection terminal 42b-Fig. 2
Right side inter-cell connection terminal 15-connection terminal 2 in (a)
2b-collector electrode 22-fuel electrode 12 are connected together. Similarly, the air electrode 13 of the lower right fuel cell 10 is the fuel electrode 12 of the lower left fuel cell 10, and the air electrode 13-collecting electrode 42-connection terminal 42b-the lower center cell in FIG. 2 (a). Connection terminal 15-connection terminal 22b-collector electrode 2
2-connected by the path of the fuel electrode 12. Similarly, the air electrode 13 of the lower left fuel cell 10 is the fuel electrode 12 of the upper left fuel cell 10, and the air electrode 13-collecting electrode 4
2-connection terminal 42b-cell connection terminal 15 on the left side in FIG. 2 (a) -connection terminal 22b-collection electrode 22-fuel electrode 12 are connected by a path. In addition, the air electrode 13 of the fuel cell 10 on the upper left side includes the lead terminal 14 on the left side in FIG. 1A, the air electrode 13-the collecting electrode 42-the connecting terminal 42.
b-Connected by the route of the left lead terminal 14 in FIG. Therefore, the voltage across the series circuit of the four fuel cells 10 is applied to the external circuit connected between the lead terminals 14, 14.

【0023】ところで、上述の燃料極側基板3には、図
1および図4に示すように、各燃料電池セル10へ燃料
を供給する燃料供給路が形成されている。ここにおい
て、燃料供給路は、2種類の液体燃料(例えば、メタノ
ールのような液体有機燃料と当該液体有機燃料を希釈す
る水)を個別に導入する2つの個別燃料導入部3a,3
bと、個別燃料導入部3a,3bを通して導入される2
種類の液体燃料を混合させ燃料電池セル10へ供給する
混合液体燃料を得る混合路3cと、混合路3cで得た混
合液体燃料を各燃料電池セル10へ供給する混合燃料供
給部3dとを有している。これに対して、上述の集電電
極42が設けられた空気極側基板4には、各燃料電池セ
ル10の空気極13へ空気を供給する多数の通気孔4a
が形成されている。また、上述の気液分離膜2には、H
字状の混合燃料供給部3dを、気液分離膜2と各燃料極
12との間の空間に連通させる4つの微小な連通孔2a
が形成されている。
By the way, the fuel electrode side substrate 3 is provided with a fuel supply path for supplying fuel to each fuel cell 10, as shown in FIGS. Here, the fuel supply path includes two individual fuel introduction parts 3a, 3 for individually introducing two types of liquid fuel (for example, a liquid organic fuel such as methanol and water for diluting the liquid organic fuel).
b, and 2 introduced through the individual fuel introduction parts 3a, 3b
There are provided a mixing passage 3c for obtaining a mixed liquid fuel to be mixed with different types of liquid fuel and supplied to the fuel cell 10, and a mixed fuel supply section 3d for supplying the mixed liquid fuel obtained in the mixing passage 3c to each fuel cell 10. is doing. On the other hand, in the air electrode side substrate 4 provided with the above-mentioned current collecting electrode 42, a large number of vent holes 4a for supplying air to the air electrode 13 of each fuel cell 10 are provided.
Are formed. In addition, the gas-liquid separation membrane 2 described above contains H
Four minute communication holes 2a for connecting the character-shaped mixed fuel supply portion 3d to the space between the gas-liquid separation membrane 2 and each fuel electrode 12
Are formed.

【0024】したがって、各燃料電池セル10は、個別
燃料導入部3aを通して供給される液体有機燃料である
メタノールと個別燃料導入部3bを通して供給される液
体燃料である水との混合液(例えば、数wt%のメタノ
ール水溶液)が混合液体燃料として燃料極12へ供給さ
れ、酸化剤としての空気が通気孔4aを通して空気極1
3へ供給されて、発電することになり、燃料極12では
二酸化炭素が発生し、空気極13では水が発生する(燃
料極12で1molの水が消費されると空気極13では
3molの水が発生する)。
Therefore, each fuel cell 10 has a mixed liquid (for example, a few liquids) of methanol, which is a liquid organic fuel supplied through the individual fuel introducing section 3a, and water, which is a liquid fuel supplied through the individual fuel introducing section 3b. wt% methanol aqueous solution) is supplied to the fuel electrode 12 as a mixed liquid fuel, and air as an oxidant is passed through the vent hole 4a to the air electrode 1
When the fuel electrode 12 consumes 1 mol of water, the air electrode 13 consumes 3 mol of water. Occurs).

【0025】ところで、本実施形態の燃料電池では、燃
料極12で発生した二酸化炭素を排出するために上述の
気液分離膜2を設け、さらに燃料極側基板3に、気液分
離膜2を透過した二酸化炭素を排出する多数の排気孔3
1を形成してある。なお、本実施形態では、気液分離膜
2と排気孔31とで、燃料電池セル10の燃料極12で
発生した二酸化炭素を排出する排出部を構成している。
したがって、燃料電池セル10で発生した二酸化炭素を
排出部を通して外部へ排出することができ、燃料電池セ
ル10の出力低下を防ぐことができる。しかも、二酸化
炭素を外部へ排出する排出部が燃料電池に一体化されて
いるので、燃料電池セル10において二酸化炭素が発生
する部位と排出部とを近づけることができ、ポンプなど
を用いることなしに、二酸化炭素の排出を効率良く行う
ことができる。
By the way, in the fuel cell of this embodiment, the gas-liquid separation membrane 2 is provided in order to discharge the carbon dioxide generated in the fuel electrode 12, and the gas-liquid separation membrane 2 is further provided on the fuel electrode side substrate 3. A large number of exhaust holes 3 for discharging the permeated carbon dioxide
1 is formed. In addition, in the present embodiment, the gas-liquid separation membrane 2 and the exhaust hole 31 configure an exhaust unit that exhausts carbon dioxide generated in the fuel electrode 12 of the fuel cell unit 10.
Therefore, the carbon dioxide generated in the fuel cell unit 10 can be discharged to the outside through the discharge unit, and the output reduction of the fuel cell unit 10 can be prevented. Moreover, since the discharge part for discharging carbon dioxide to the outside is integrated with the fuel cell, the part where the carbon dioxide is generated in the fuel cell 10 and the discharge part can be brought close to each other, without using a pump or the like. Therefore, carbon dioxide can be efficiently discharged.

【0026】ここに、本実施形態の燃料電池では、燃料
極12で発生した二酸化炭素を、メタノール水溶液を循
環させるためのポンプなどを用いず、個別燃料導入部3
aを通してメタノールを供給する燃料タンク(図示せ
ず)内の圧力と個別燃料導入部3bを通して水を供給す
る燃料タンク(図示せず)内の圧力と二酸化炭素の拡散
のみを利用して排出するために、燃料極12と気液分離
膜2とを近接配置してある。
Here, in the fuel cell of the present embodiment, the individual fuel introduction section 3 is used without using a pump or the like for circulating the carbon dioxide generated in the fuel electrode 12 in the aqueous methanol solution.
To discharge using only the pressure in the fuel tank (not shown) that supplies methanol through a and the pressure in the fuel tank (not shown) that supplies water through the individual fuel introduction part 3b and the diffusion of carbon dioxide. In addition, the fuel electrode 12 and the gas-liquid separation membrane 2 are arranged close to each other.

【0027】なお、水の表面張力は0.073N/m程
度であるが、水にメタノールを数%の割合で混合する
と、混合液の表面張力はメタノールの表面張力とほとん
ど等しい値(0.020N/m程度)まで下がるので、
気液分離膜2がメタノール水溶液を透過させないように
するためには(つまり、混合液体燃料が気液分離膜2を
通して外部へ漏れないようにするためには)、非常に高
い撥水性を必要とする。そこで、気液分離膜2として
は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)ま
たはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの耐
薬品性および撥水性に優れた合成樹脂材料を用い、表面
にパーフロロ基を有するのポリマーをコーティングする
撥水処理を行ったり、表面をフッ素プラズマに曝す撥水
処理を行うことが好ましい。撥水処理を行ってもメタノ
ール水溶液が透過するようであれば、ポア径をさらに小
さくする必要がある。また、気液分離膜2の撥水処理は
気液分離膜2を燃料極側基板3に接着してから行うが、
気液分離膜2の材料によっては燃料極側基板3に接着剤
で接着できないことがあり、このような材料を選択した
場合には接着する前に接着させる部位をプラズマなどに
よって粗面化処理すればよい。
The surface tension of water is about 0.073 N / m, but when methanol is mixed with water at a ratio of several%, the surface tension of the mixed solution is almost equal to the surface tension of methanol (0.020 N). / M)),
In order to prevent the gas-liquid separation membrane 2 from permeating the aqueous methanol solution (that is, to prevent the mixed liquid fuel from leaking to the outside through the gas-liquid separation membrane 2), very high water repellency is required. To do. Therefore, as the gas-liquid separation film 2, for example, a synthetic resin material having excellent chemical resistance and water repellency such as polyethylene terephthalate (PET) or polytetrafluoroethylene (PTFE) is used, and a polymer having a perfluoro group on the surface is used. It is preferable to perform a water-repellent treatment for coating with or a water-repellent treatment for exposing the surface to fluorine plasma. If the aqueous methanol solution permeates even after the water repellent treatment, it is necessary to further reduce the pore diameter. The water-repellent treatment of the gas-liquid separation film 2 is performed after the gas-liquid separation film 2 is adhered to the fuel electrode side substrate 3,
Depending on the material of the gas-liquid separation membrane 2, it may not be possible to adhere it to the fuel electrode side substrate 3 with an adhesive. When such a material is selected, the surface to be adhered before the adhesion may be roughened by plasma or the like. Good.

【0028】また、燃料極側基板3には、上記各個別燃
料導入部3a,3bを通る各液体燃料の流量(つまり、
各液体燃料の供給量)をそれぞれ調節する2つのノーマ
リクローズ型のマイクロバルブ5a,5bが接合されて
いる。ここに、各マイクロバルブ5a,5bは燃料極側
基板3に直に接合されているので、所謂デッドボリュー
ムを少なくすることができる。
Further, on the fuel electrode side substrate 3, the flow rate of each liquid fuel passing through the individual fuel introducing portions 3a and 3b (that is,
Two normally closed type microvalves 5a and 5b for adjusting the supply amount of each liquid fuel) are joined together. Since the microvalves 5a and 5b are directly joined to the fuel electrode side substrate 3, the so-called dead volume can be reduced.

【0029】なお、本実施形態では、燃料電池モジュー
ル1の保持体16と気液分離膜2と燃料極側基板3と空
気極側基板4とで基体を構成している。つまり、基体
は、複数種類の材料により形成されているので、本実施
形態の燃料電池の各構成要素それぞれの特性や製造時の
加工性に適した材料を用いることで製造が容易になる。
In the present embodiment, the holder 16 of the fuel cell module 1, the gas-liquid separation membrane 2, the fuel electrode side substrate 3 and the air electrode side substrate 4 form a base body. That is, since the base body is formed of a plurality of types of materials, the manufacture is facilitated by using a material suitable for the characteristics of each constituent element of the fuel cell of the present embodiment and the workability during manufacturing.

【0030】しかして、本実施形態の燃料電池では、複
数(4つ)の燃料電池セル10と、燃料電池セル10へ
の燃料供給路と、燃料供給路の個別燃料導入部3a,3
bを通る液体燃料の供給量を調節するマイクロバルブ5
a,5bなどが同一基体に集積化されているので、燃料
電池システムの小型化および軽量化を図ることができ
る。また、燃料供給路に別部品を用いる場合に比べて燃
料供給路を短くできるので、デッドボリュームを少なく
できて微量(例えば、数μl/min)な燃料を燃料電
池セル10へ安定して供給することができる。なお、本
実施形態では、2種類の液体燃料を混合して燃料電池セ
ル10へ供給するようにしているが、3種類以上の液体
燃料を混合して燃料電池セル10へ供給するように構成
してもよいし、1種類の液体燃料(例えば、あらかじめ
希釈してある液体燃料)を燃料電池セル10へ供給する
ようにしてもよいことは勿論である。
In the fuel cell of this embodiment, however, a plurality (four) of fuel cells 10, a fuel supply path to the fuel cells 10, and individual fuel introducing portions 3a, 3 of the fuel supply path.
Micro valve 5 for adjusting the amount of liquid fuel supplied through b
Since a and 5b are integrated on the same substrate, the fuel cell system can be made smaller and lighter. Further, since the fuel supply path can be shortened as compared with the case where a separate component is used for the fuel supply path, a dead volume can be reduced and a small amount (for example, several μl / min) of fuel can be stably supplied to the fuel cell unit 10. be able to. In the present embodiment, two types of liquid fuel are mixed and supplied to the fuel battery cell 10, but three or more types of liquid fuel are mixed and supplied to the fuel battery cell 10. Of course, one kind of liquid fuel (for example, liquid fuel diluted in advance) may be supplied to the fuel cell unit 10.

【0031】上述の燃料電池の設計例の一例を挙げれ
ば、出力電圧を3V、出力電流を80mA、出力電力を
240mWとし、全体の外形寸法を57mm角、燃料電
池セル10の外形寸法を20mm角に設定すればよい。
As an example of the above-mentioned fuel cell design example, the output voltage is 3 V, the output current is 80 mA, the output power is 240 mW, the overall external dimensions are 57 mm square, and the external dimensions of the fuel cell 10 are 20 mm square. You can set it to.

【0032】ところで、本実施形態では、上記各基板
3,4としてガラス基板を用いているが、ガラス基板に
限らず、例えばシリコン基板を用いるようにしてもよ
い。また、液体有機燃料はメタノールに限らず、例え
ば、ジメチルエーテル、エタノールなどの液体有機燃料
などを採用することができ、ジメチルエーテル、エタノ
ールなどを採用すればメタノールを採用する場合に比べ
て燃料の安全性を高めることができるとともに燃料の取
り扱いが容易になる。
By the way, in the present embodiment, glass substrates are used as the substrates 3 and 4, but not limited to glass substrates, silicon substrates may be used, for example. Further, the liquid organic fuel is not limited to methanol, and liquid organic fuels such as dimethyl ether and ethanol can be adopted, for example, and if dimethyl ether, ethanol, etc. are adopted, the safety of the fuel is improved compared to the case where methanol is adopted. It can be increased and the fuel can be easily handled.

【0033】また、上述の混合液体燃料の濃度を検出す
る濃度センサを上記基体に集積化すれば、濃度センサの
出力に応じてマイクロバルブ5a,5bを制御するよう
にした燃料電池システムの構築が可能となり、しかも、
混合液体燃料の濃度を検出する濃度センサを設けながら
も燃料電池システムの大型化を防止することができる。
なお、濃度センサを上記基体に集積化する場合には、上
記基体の一部を構成する燃料極側基板3に濃度センサを
設ければよい。
If a concentration sensor for detecting the concentration of the mixed liquid fuel described above is integrated on the base body, a fuel cell system can be constructed so as to control the microvalves 5a and 5b according to the output of the concentration sensor. It ’s possible, and
It is possible to prevent an increase in size of the fuel cell system while providing a concentration sensor that detects the concentration of the mixed liquid fuel.
When the concentration sensor is integrated on the base body, the concentration sensor may be provided on the fuel electrode side substrate 3 forming a part of the base body.

【0034】また、濃度センサの出力が規定範囲内の規
定値に近づくように各マイクロバルブ5a,5bを制御
する制御手段を設けることで、混合液体燃料の濃度が規
定値にほぼ等しくなるように調節することができ、燃料
電池セル10の出力を安定化することが可能になる。な
お、制御手段は、濃度センサの出力が規定値にほぼ等し
くなるように、単位時間あたりのマイクロバルブ5a,
5bそれぞれの開閉回数を制御するようにしてもよい
し、濃度センサの出力に応じて各マイクロバルブ5a,
5bの開量を調節するようにしてもよい。ここに、制御
手段を上記基体に集積化すれば、制御手段を上記基体と
は別途に設ける場合に比べて燃料電池システムの小型化
を図ることができる。
Further, by providing a control means for controlling each microvalve 5a, 5b so that the output of the concentration sensor approaches a specified value within a specified range, the concentration of the mixed liquid fuel becomes substantially equal to the specified value. It can be adjusted, and the output of the fuel cell unit 10 can be stabilized. The control means controls the microvalve 5a per unit time so that the output of the concentration sensor becomes substantially equal to the specified value.
It is also possible to control the number of times each of the micro valves 5b is opened and closed.
You may make it adjust the opening amount of 5b. If the control means is integrated on the base body, the fuel cell system can be downsized as compared with the case where the control means is provided separately from the base body.

【0035】また、リード端子14,14間の出力(つ
まり、燃料電池セル10の直列回路の出力)が所望範囲
内の目標値に近づくようにマイクロバルブ5a,5bを
制御する制御手段を設けることで、外部回路の負荷変動
に応じてリード端子14,14間の出力を所望の目標値
に調節することができる。ここに、制御手段を上記基体
に集積化すれば、制御手段を上記基体とは別途に設ける
場合に比べて燃料電池システムの小型化を図ることがで
きる。
Further, a control means for controlling the microvalves 5a, 5b is provided so that the output between the lead terminals 14, 14 (that is, the output of the series circuit of the fuel cell unit 10) approaches a target value within a desired range. Then, the output between the lead terminals 14 and 14 can be adjusted to a desired target value according to the load fluctuation of the external circuit. If the control means is integrated on the base body, the fuel cell system can be downsized as compared with the case where the control means is provided separately from the base body.

【0036】[0036]

【発明の効果】請求項1の発明は、少なくとも、燃料電
池セルと、燃料電池セルへの燃料供給路と、燃料供給路
を通る液体燃料の供給量を調節するマイクロバルブとが
同一基体に集積化されてなることを特徴とするものであ
り、燃料電池システムの小型化および軽量化を図ること
ができ、また、燃料供給路を短くできるので、デッドボ
リュームを少なくできて微量な液体燃料を燃料電池セル
へ安定して供給することができるという効果がある。ま
た、燃料電池セルと燃料供給路とを接合する作業が不要
になるという利点がある。
According to the invention of claim 1, at least the fuel cell, the fuel supply path to the fuel cell, and the microvalve for adjusting the supply amount of the liquid fuel passing through the fuel supply path are integrated on the same substrate. The fuel cell system can be made smaller and lighter, and the fuel supply path can be shortened so that the dead volume can be reduced and a small amount of liquid fuel can be used as fuel. There is an effect that it can be stably supplied to the battery cells. In addition, there is an advantage that the work of joining the fuel cell unit and the fuel supply path becomes unnecessary.

【0037】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記燃料供給路が、複数種類の液体燃料を個別に導
入する個別燃料導入部と各個別燃料導入部を通して導入
される複数種類の液体燃料を混合させ前記燃料電池セル
へ供給する混合液体燃料を得る混合部とを有し、前記マ
イクロバルブが前記燃料導入部ごとに設けられているの
で、燃料電池システムの小型化を図りながらも燃料電池
セルの燃料として複数種類の液体燃料を混合した混合液
体燃料を用いることができるという効果がある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the fuel supply passage includes a plurality of types of individual fuel introducing portions for individually introducing a plurality of types of liquid fuel and a plurality of types of individual fuel introducing portions through the individual fuel introducing portions. The fuel cell system includes a mixing unit for mixing liquid fuel to obtain a mixed liquid fuel to be supplied to the fuel cells, and the microvalve is provided for each of the fuel introducing units. There is an effect that a mixed liquid fuel in which a plurality of types of liquid fuels are mixed can be used as the fuel of the fuel battery cell.

【0038】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、前記混合液体燃料の濃度を検出する濃度センサが前
記基体に集積化されているので、前記濃度センサの出力
に応じて前記マイクロバルブを制御するようにした燃料
電池システムの構築が可能となるという効果があり、し
かも、前記混合液体燃料の濃度を検出する濃度センサを
設けながらも燃料電池システムの大型化を防止すること
ができるという効果がある。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a concentration sensor for detecting the concentration of the mixed liquid fuel is integrated in the base body, so that the microvalve is output according to the output of the concentration sensor. There is an effect that it is possible to construct a fuel cell system in which the fuel cell system is controlled. Moreover, it is possible to prevent the fuel cell system from becoming large while providing a concentration sensor that detects the concentration of the mixed liquid fuel. effective.

【0039】請求項4の発明は、請求項3の発明におい
て、前記濃度センサの出力が規定範囲内の規定値に近づ
くように前記各マイクロバルブを制御する制御手段を備
えるので、前記混合液体燃料の濃度が規定値にほぼ等し
くなるように調節することができ、前記燃料電池セルの
出力を安定化することが可能になるという効果がある。
According to the invention of claim 4, in the invention of claim 3, the control means for controlling the respective microvalves so that the output of the concentration sensor approaches a specified value within a specified range, the mixed liquid fuel is therefore provided. The concentration can be adjusted to be substantially equal to the specified value, and the output of the fuel cell can be stabilized.

【0040】請求項5の発明は、請求項1の発明におい
て、前記燃料電池セルの出力が所望範囲内の目標値に近
づくように前記マイクロバルブを制御する制御手段を備
えるので、負荷変動に応じて前記燃料電池セルの出力を
所望の目標値に調節することができるという効果があ
る。
According to the invention of claim 5, in the invention of claim 1, the control means for controlling the microvalve is provided so that the output of the fuel cell approaches a target value within a desired range. Therefore, there is an effect that the output of the fuel cell unit can be adjusted to a desired target value.

【0041】請求項6の発明は、請求項4または請求項
5の発明において、前記制御手段が前記基体に集積化さ
れているので、前記制御手段を前記基体とは別途に設け
る場合に比べて燃料電池システムの小型化を図ることが
できるという効果がある。
According to a sixth aspect of the invention, in the invention of the fourth or fifth aspect, the control means is integrated with the base body, so that the control means is provided separately from the base body. There is an effect that the fuel cell system can be downsized.

【0042】請求項7の発明は、請求項1ないし請求項
6の発明において、前記基体は、少なくとも2種類の材
料により形成されているので、各構成要素それぞれの特
性や製造時の加工性に適した材料を用いることで製造が
容易になるという効果がある。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first to sixth aspects of the present invention, since the substrate is made of at least two kinds of materials, the characteristics of each constituent element and the workability at the time of manufacture are improved. The use of a suitable material has the effect of facilitating manufacturing.

【0043】請求項8の発明は、請求項1ないし請求項
7の発明において、前記燃料電池セルへ供給される液体
燃料が液体有機燃料を含み、前記燃料電池セルで発生し
た二酸化炭素を外部へ排出する排出部が前記基体に形成
されているので、前記燃料電池セルで発生した二酸化炭
素を前記基体に形成された放出部を通して外部へ排出す
ることができ、前記燃料電池セルの出力低下を防ぐこと
ができる。しかも、二酸化炭素を外部へ排出する排出部
が前記基体に一体化されているので、前記燃料電池セル
において二酸化炭素が発生する部位と排出部とを近づけ
ることができ、ポンプなどを用いることなしに、二酸化
炭素の排出を効率良く行うことができる。
According to the invention of claim 8, in the invention of claims 1 to 7, the liquid fuel supplied to the fuel cell includes a liquid organic fuel, and carbon dioxide generated in the fuel cell is discharged to the outside. Since the discharge part for discharging is formed on the base body, carbon dioxide generated in the fuel cell can be discharged to the outside through the discharge part formed on the base body, and a decrease in output of the fuel cell is prevented. be able to. Moreover, since the discharge part for discharging carbon dioxide to the outside is integrated with the base body, the part where carbon dioxide is generated in the fuel cell and the discharge part can be brought close to each other, without using a pump or the like. Therefore, carbon dioxide can be efficiently discharged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は
(a)のA−A’断面図である。
FIG. 1 shows an embodiment, (a) is a plan view, and (b) is a sectional view taken along the line AA ′ of (a).

【図2】同上に用いる燃料電池モジュールを示し、
(a)は平面図、(b)は(a)のA−A’断面図であ
る。
FIG. 2 shows a fuel cell module used in the above,
(A) is a plan view and (b) is a sectional view taken along the line AA 'of (a).

【図3】同上に用いる気液分離膜を示し、(a)は下面
図、(b)は(a)のA−A’断面図である。
3A and 3B show a gas-liquid separation membrane used in the above, FIG. 3A is a bottom view, and FIG. 3B is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図4】同上に用いる燃料極側基板を示し、(a)は下
面図、(b)は(a)のA−A’断面図である。
4A and 4B show a fuel electrode side substrate used in the above, wherein FIG. 4A is a bottom view and FIG. 4B is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図5】同上に用いる空気極側基板を示し、(a)は平
面図、(b)は(a)のA−A’断面図である。
5A and 5B show an air electrode side substrate used in the above, wherein FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料電池モジュール 2 気液分離膜 2a 連通孔 3 燃料極側基板 3a,3b 個別燃料導入部 3c 混合部 3d 混合燃料供給部 4 空気極側基板 4a 通気孔 5a,5b マイクロバルブ 10 燃料電池セル 11 イオン伝導膜 12 触媒電極(燃料極) 13 触媒電極(空気極) 16 保持体 31 排気孔 1 Fuel cell module 2 Gas-liquid separation membrane 2a communication hole 3 Fuel electrode side substrate 3a, 3b Individual fuel introduction section 3c mixing section 3d mixed fuel supply unit 4 Air electrode side substrate 4a vent 5a, 5b Micro valve 10 Fuel cells 11 Ion conductive membrane 12 Catalyst electrode (fuel electrode) 13 Catalyst electrode (air electrode) 16 holder 31 Exhaust hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 8/24 H01M 8/24 R Z (72)発明者 田中 秀治 宮城県仙台市青葉区八幡1−4−22裳榮ハ イツ206 (72)発明者 江刺 正喜 宮城県仙台市太白区八木山南1丁目11−9 (72)発明者 友成 恵昭 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 吉田 和司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA08 CC00 5H027 AA08 KK31 MM09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01M 8/24 H01M 8/24 R Z (72) Inventor Shuji Tanaka 1-4 Hachiman, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi −22 Appearances 206 (72) Inventor Masayoshi Esashi 1-11-9, Minami Yagiyama, Taishiro-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture (72) Inventor Yoshiaki Tomonari 1048, Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. 72) Inventor Kazushi Yoshida 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd. F-term within the company (reference) 5H026 AA08 CC00 5H027 AA08 KK31 MM09

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、燃料電池セルと、燃料電池
セルへの燃料供給路と、燃料供給路を通る液体燃料の供
給量を調節するマイクロバルブとが同一基体に集積化さ
れてなることを特徴とする燃料電池。
1. A fuel cell, at least a fuel supply path to the fuel cell, and a microvalve for adjusting the supply amount of liquid fuel passing through the fuel supply path are integrated on the same substrate. And a fuel cell.
【請求項2】 前記燃料供給路が、複数種類の液体燃料
を個別に導入する個別燃料導入部と各個別燃料導入部を
通して導入される複数種類の液体燃料を混合させ前記燃
料電池セルへ供給する混合液体燃料を得る混合部とを有
し、前記マイクロバルブが前記燃料導入部ごとに設けら
れてなることを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
2. The fuel supply path mixes an individual fuel introducing section for individually introducing a plurality of types of liquid fuel and a plurality of types of liquid fuel introduced through each individual fuel introducing section, and supplies the mixed fuel to the fuel cell unit. The fuel cell according to claim 1, further comprising a mixing section for obtaining a mixed liquid fuel, wherein the microvalve is provided for each of the fuel introducing sections.
【請求項3】 前記混合液体燃料の濃度を検出する濃度
センサが前記基体に集積化されてなることを特徴とする
請求項2記載の燃料電池。
3. The fuel cell according to claim 2, wherein a concentration sensor for detecting the concentration of the mixed liquid fuel is integrated on the base body.
【請求項4】 前記濃度センサの出力が規定範囲内の規
定値に近づくように前記各マイクロバルブを制御する制
御手段を備えることを特徴とする請求項3記載の燃料電
池。
4. The fuel cell according to claim 3, further comprising control means for controlling each of the microvalves so that the output of the concentration sensor approaches a specified value within a specified range.
【請求項5】 前記燃料電池セルの出力が所望範囲内の
目標値に近づくように前記マイクロバルブを制御する制
御手段を備えることを特徴とする請求項1記載の燃料電
池。
5. The fuel cell according to claim 1, further comprising control means for controlling the microvalve so that the output of the fuel cell approaches a target value within a desired range.
【請求項6】 前記制御手段が前記基体に集積化されて
なることを特徴とする請求項4または請求項5記載の燃
料電池。
6. The fuel cell according to claim 4, wherein the control means is integrated with the base body.
【請求項7】 前記基体は、少なくとも2種類の材料に
より形成されてなることを特徴とする請求項1ないし請
求項6のいずれかに記載の燃料電池。
7. The fuel cell according to claim 1, wherein the base is made of at least two kinds of materials.
【請求項8】 前記燃料電池セルへ供給される液体燃料
が液体有機燃料を含み、前記燃料電池セルで発生した二
酸化炭素を外部へ排出する排出部が前記基体に形成され
てなることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいず
れかに記載の燃料電池。
8. The liquid fuel supplied to the fuel cell includes a liquid organic fuel, and a discharge portion for discharging carbon dioxide generated in the fuel cell to the outside is formed on the base. The fuel cell according to any one of claims 1 to 7.
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