JP2004066113A - 小型化学反応装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の一面に形成された微小な流路内に設けられた触媒層に薄膜ヒータによって熱エネルギーを供給する小型化学反応装置において、熱エネルギーの損失を激減してエネルギーの利用効率を良くする。
【解決手段】第１基板１１と第２基板１４とは陽極接合されている。第１基板１１の一面に形成された蛇行した微小な流路１２内には触媒層１３が設けられている。第２基板１４の第１基板１１との対向面において流路１２と対応する箇所には蛇行した薄膜ヒータ１７が設けられている。すなわち、流路１２内には薄膜ヒータ１７が設けられている。これにより、薄膜ヒータ１７を第１基板１１の外面に設けた場合と比較して、熱エネルギーの損失を激減してエネルギーの利用効率を良くすることができる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は小型化学反応装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学反応の技術分野では、流体化された混合物質を流路内に設けられた触媒による化学反応（触媒反応）により、所望の流体物質を生成する化学反応装置が知られている。従来のこのような化学反応装置には、半導体集積回路などの半導体製造技術で蓄積された微細加工技術を用いて、シリコン基板上にミクロンオーダーあるいはミリメートルオーダーの流路を形成したものがある。
【０００３】
図１８は従来のこのような小型化学反応装置の一例の透過平面図を示し、図１９は図１８のＥ−Ｅ線に沿う断面図を示したものである。この小型化学反応装置は小型のシリコン基板１を備えている。シリコン基板１の一面には、半導体製造技術で蓄積された微細加工技術を用いて、蛇行した微小な流路２が形成されている。流路２の内壁面には触媒層３が設けられている。
【０００４】
シリコン基板１の一面にはガラス基板４が接合されている。ガラス基板４の流路２の両端部に対応する所定の２箇所には、ガラス基板４の厚さ方向に貫通する流入口５および流出口６が形成されている。シリコン基板１の他面には、流路２に対応して蛇行した薄膜ヒータ７が設けられている。薄膜ヒータ７は、この小型化学反応装置における化学反応（触媒反応）が所定の熱条件による吸熱反応を伴うとき、化学反応時に流路２内の触媒層３に所定の熱エネルギーを供給するためのものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の小型化学反応装置では、流路２内の触媒層３に熱エネルギーを供給する薄膜ヒータ７をシリコン基板１の他面側に設けているが、シリコン基板１を介しているために流路２内に熱が伝達される前にシリコン基板１が熱を吸収してしまい、熱エネルギーの損失が大きく、エネルギーの利用効率が悪いという問題があった。
そこで、この発明は、薄膜ヒータによる熱エネルギーの損失を激減して、エネルギーの利用効率を良くすることができる小型化学反応装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、互いに接合された一対の小型の基板と、該両基板間に設けられた微小な流路と、該流路内に設けられた薄膜ヒータとを備えていることを特徴とするものである。
そして、この発明によれば、互いに接合された両基板間に設けられた微小な流路内に薄膜ヒータを設けているので、流路内に熱エネルギーを直接供給することができる上、流路内で発生した熱エネルギーの拡散を両基板で抑制して周囲への放熱を激減することができ、したがって薄膜ヒータによる熱エネルギーの損失を激減して、エネルギーの利用効率を良くすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１実施形態としての小型化学反応装置の透過平面図を示し、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図を示し、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示したものである。この小型化学反応装置はシリコンやガラスなどからなる小型の第１基板１１を備えている。第１基板１１の寸法は、一例として、長さ１５〜３５ｍｍ程度、幅１０〜２５ｍｍ程度、厚さ０．４〜１ｍｍ程度である。
【０００８】
第１基板１１の一面には、半導体製造技術で蓄積された微細加工技術を用いて、蛇行した微小な流路１２が形成されている。流路１２の両端部は、第１基板１１の一方の辺の端面の所定の２箇所まで延ばされている。流路１２の寸法は、一例として、幅０．２〜０．８ｍｍ程度、深さ０．２〜０．６ｍｍ程度であり、全長は３０〜１０００ｍｍ程度である。流路１２の内壁面には触媒層１３が設けられている。
【０００９】
第１基板１１の一面にはガラスやシリコンなどからなる第２基板１４が陽極接合されている。第２基板１４の長さは第１基板１１の長さと同じであるが、幅は第１基板１１の幅よりもやや大きくなっている。そして、両基板１１、１４を陽極接合した状態では、第２基板１４の一方の辺部は第１基板１１から突出されている。また、流路１２の両端部は開放され、これらの開放部は流入口１５および流出口１６となっている。
【００１０】
第２基板１４の第１基板１１との対向面において流路１２と対応する箇所には、ＴａＳｉＯｘやＴａＳｉＯｘＮなどの抵抗体薄膜からなる蛇行した薄膜ヒータ１７が設けられている。薄膜ヒータ１７は、その幅が流路１２の幅よりもある程度小さく、流路１２内に配置されている。薄膜ヒータ１７は、この小型化学反応装置における化学反応（触媒反応）が所定の熱条件による吸熱反応を伴うとき、化学反応時に流路１２内の触媒層１３に所定の熱エネルギーを供給するためのものである。
【００１１】
薄膜ヒータ１７の両端部は、流入口１５および流出口１６から突出されて第２基板１２の一方の辺の端面の所定の２箇所まで延ばされている。薄膜ヒータ１７の当該両延出部上には、それぞれ、上下をＴｉ−Ｗ層に挟まれたＡｕ層からなる３層構造の配線１８、１９が設けられている。そして、薄膜ヒータ１７は、これらの配線１８、１９に電圧が印加されることにより加熱する抵抗体である。
【００１２】
このように、この小型化学反応装置では、互いに陽極接合された両基板１１、１４間に設けられた微小な流路１２内に薄膜ヒータ１７を設けているので、流路１２内の触媒層１３に熱エネルギーを直接供給することができるので、薄膜ヒータ１７による熱エネルギーの損失を激減して、エネルギーの利用効率を良くすることができる。
【００１３】
ここで、この小型化学反応装置において、流路１２の両端部を第１基板１１の一方の辺の所定の２箇所まで延ばしている理由について説明する。薄膜ヒータ又はその配線は、それらが設けられている基板の端面まで引き回して外部回路と接続されている。本発明のように流路１２内に薄膜ヒータ１７を設けた構造において、例えば、図１８および図１９に示す従来例と同様に、第１基板１１に流入口５および流出口６を設け、流路１２の両端部を第１基板１１の一方の辺の所定の２箇所まで延ばさずに、従来例のように流入口５および流出口６までとするように設定すると、図１８の領域Ｘでは基板１には流路２が設けられていないので、本発明における同領域では、第１基板１１が第２基板１４上の薄膜ヒータ１７上に乗り上げてしまい流路１２に隙間が生じ、また両基板１１、１４を陽極接合することができなくなってしまう。
【００１４】
これに対し、上記第１実施形態では、流路１２の両端部を第１基板１１の一方の辺の所定の２箇所まで延ばしているので、その中に薄膜ヒータ１７の両端部を配置することができるため第１基板１１が薄膜ヒータ１７上に乗り上げることがないので、流路１２に隙間が生じることがなく、これにより両基板１１、１４を確実に陽極接合することができる。また、薄膜ヒータ１７の両端部を流路１２の両端部（流入口１５および流出口１６）から突出させ、当該両突出部上に配線１８、１９を設けているので、これらの配線１８、１９に外部配線（図示せず）を容易に且つ確実に接続することができる。
【００１５】
次に、この発明に係る小型化学反応装置を燃料改質型の燃料電池を用いた燃料電池システムに適用した場合について説明する。図４は燃料電池システム３１の要部のブロック図を示したものである。この燃料電池システム３１は、発電用燃料部３２、燃料気化部３３、改質部３４、一酸化炭素除去部３５、発電部３６、充電部３７などを備えている。
【００１６】
発電用燃料部３２は、発電用燃料（例えばメタノール水溶液）が封入された燃料パックなどからなり、発電用燃料を燃料気化部３４に供給する。
【００１７】
燃料気化部３４は、一例として、図１〜図３に示すような構造となっている。ただし、この場合、流路１２内には触媒層１３は設けられていない。そして、燃料気化部３３は、燃料部３２からの発電用燃料が流入口１５を介して流路１２内に供給されると、流路１２内において、薄膜ヒータ１７の加熱（１２０℃程度）により、発電用燃料を気化させ、この気化された発電用燃料ガス（例えば発電用燃料がメタノール水溶液の場合、ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ）を流出口１６から流出させる。
【００１８】
燃料気化部３３で気化された発電用燃料ガス（ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ）は改質部３４に供給される。この場合、改質部３４も、一例として、図１〜図３に示すような構造となっている。ただし、この場合、触媒層１３は、例えば、Ｃｕ、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３などからなる改質触媒を含むものからなっている。そして、改質部３４は、燃料気化部３３からの発電用燃料ガス（ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ）が流入口１５を介して流路１２内に供給されると、流路１２内において、薄膜ヒータ１７の加熱（２８０℃程度）により、次の式（１）に示すような吸熱反応を引き起こし、水素と副生成物の二酸化炭素とを生成する。
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ２……（１）
【００１９】
上記式（１）の左辺における水（Ｈ２Ｏ）は、反応の初期では、燃料部３２の燃料に含まれているものでよいが、後述する発電部３６の発電に伴い生成される水を回収して改質部３４に供給するようにしてもよい。また、発電部３６の発電中の上記式（１）の左辺のおける水（Ｈ２Ｏ）の供給源は、発電部３６のみでもよく、発電部３６および燃料部３２でも、また燃料部３２のみでもよい。なお、このとき微量ではあるが、一酸化炭素が改質部３４内で生成されることがある。
【００２０】
そして、上記式（１）の右辺の生成物（水素、二酸化炭素）および微量の一酸化炭素は改質部３４の流出口１６から流出される。改質部３４の流出口１６から流出された生成物のうち、気化状態の水素および一酸化炭素は一酸化炭素除去部３５に供給され、二酸化炭素は分離されて大気中に放出される。
【００２１】
次に、一酸化炭素除去部３５も、一例として、図１〜図３に示すような構造となっている。ただし、この場合、触媒層１３は、例えば、Ｐｔ、Ａｌ２Ｏ３などからなる選択酸化触媒を含むものからなっている。そして、一酸化炭素除去部３５は、改質部３４からの気化状態の水素および一酸化炭素が流入口１５を介して流路１２内に供給されると、薄膜ヒータ１７の加熱（１８０℃程度）により、流路１２内に供給された水素、一酸化炭素、水のうち、一酸化炭素と水とが反応し、次の式（２）に示すように、水素と副生成物の二酸化炭素とが生成される。
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２……（２）
【００２２】
上記式（２）の左辺における水（Ｈ２Ｏ）は反応の初期では、燃料部３２の燃料に含まれているものでよいが、発電部３６の発電に伴い生成される水を回収して一酸化炭素除去部３５に供給することが可能である。また、一酸化炭素除去部３５における反応式（２）の左辺のおける水の供給源は、発電部３６のみでもよく、発電部３６および燃料部３２でも、また燃料部３２のみでもよい。
【００２３】
そして、最終的に一酸化炭素除去部３５の流出口１６に到達する流体はそのほとんどが水素、二酸化炭素となる。なお、一酸化炭素除去部３５の流出口１６に到達する流体に極微量の一酸化炭素が含まれている場合、残存する一酸化炭素を大気中から逆止弁を介して取り込まれた酸素に接触させることで、次の式（３）に示すように、二酸化炭素が生成され、これにより一酸化炭素が確実に除去される。
ＣＯ＋（１／２）Ｏ２→ＣＯ２……（３）
【００２４】
上記一連の反応後の生成物は水素および二酸化炭素（場合によって微量の水を含む）で構成されるが、これらの生成物のうち、二酸化炭素は水素から分離されて大気中に放出される。したがって、一酸化炭素除去部３５から発電部３６には水素のみが供給される。なお、一酸化炭素除去部３５は、燃料気化部３３と改質部３４との間に設けてもよい。
【００２５】
次に、発電部３６は、図５に示すように、固体高分子型の燃料電池からなっている。すなわち、発電部３６は、Ｐｔ、Ｃなどの触媒が担持された炭素電極からなるカソード４１と、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｃなどの触媒が担持された炭素電極からなるアノード４２と、カソード４１とアノード４２との間に介在されたフィルム状のイオン導電膜４３と、を有して構成され、カソード４１とアノード４２との間に設けられた２次電池やコンデンサなどからなる充電部３７に電力を供給するものである。
【００２６】
この場合、カソード４１の外側には空間部４４が設けられている。この空間部４４内には一酸化炭素除去部３５からの水素が供給され、カソード４１に水素が供給される。また、アノード４２の外側には空間部４５が設けられている。この空間部４５内には大気中から逆止弁を介して取り込まれた酸素が供給され、アノード４２酸素が供給される。
【００２７】
そして、カソード４１側では、次の式（４）に示すように、水素から電子（ｅ−）が分離した水素イオン（プロトン；Ｈ＋）が発生し、イオン導電膜４３を介してアノード４２側に通過するとともに、カソード４１により電子（ｅ−）が取り出されて充電部３７に供給される。
３Ｈ２→６Ｈ＋＋６ｅ−……（４）
【００２８】
一方、アノード４２側では、次の式（５）に示すように、充電部３７を経由して供給された電子（ｅ−）とイオン導電膜４３を通過した水素イオン（Ｈ＋）と酸素とが反応して副生成物の水が生成される。
６Ｈ＋＋（３／２）Ｏ２＋６ｅ−→３Ｈ２Ｏ……（５）
【００２９】
以上のような一連の電気化学反応（式（４）および式（５））は概ね室温〜８０℃程度の比較的低温の環境下で進行し、電力以外の副生成物は、基本的に水のみとなる。発電部３６で生成された電力は充電部３７に供給され、これにより充電部３７が充電される。
【００３０】
発電部３６で生成された副生成物としての水は回収される。この場合、上述の如く、発電部３６で生成された水の少なくとも一部を改質部３４や一酸化炭素除去部３５に供給するようにすると、燃料部３２内に当初封入される水の量を減らすことができ、また回収される水の量を減らすことができる。
【００３１】
ところで、現在、研究開発が行われている燃料改質方式の燃料電池に適用されている燃料としては、少なくとも、水素元素を含む液体燃料または液化燃料または気体燃料であって、発電部３６により、比較的高いエネルギー変換効率で電気エネルギーを生成することができる燃料であればよく、上記のメタノールの他、例えば、エタノール、ブタノールなどのアルコール系の液体燃料や、ジメチルエーテル、イソブタン、天然ガス（ＣＮＧ）などの液化ガスなどの常温常圧で気化される炭化水素からなる液体燃料、あるいは、水素ガスなどの気体燃料などの流体物質を良好に適用することができる。
【００３２】
なお、上記第１実施形態では、図２に示すように、第１基板（一方の基板）１１の一面に形成された流路１２内に触媒層１３を設け、第２基板（他方の基板）１４の第１基板１１との対向面において流路１２と対応する箇所に薄膜ヒータ１７を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【００３３】
例えば、図６に示すこの発明の第２実施形態のように、薄膜ヒータ１７（ただし、図１および図３に示す配線１８、１９形成領域を除く）上にも、触媒層１３と同一の触媒からなる触媒層２１を設けるようにしてもよい。また、図７に示すこの発明の第３実施形態のように、流路１２内に触媒層を設けずに、薄膜ヒータ１７上にのみ触媒層２１を設けるようにしてもよい。
【００３４】
ところで、図６に示す第２実施形態の場合には、図２に示す第１実施形態の場合や図７に示す第３実施形態の場合と比較して、触媒の量を多くすることができるので、触媒の量に大きく依存する流路１２内での反応速度を比較的速くすることができる。また、薄膜ヒータ１７に触媒を直接接触させると何らかの影響があるような場合には、図２に示す第１実施形態のようにすればよい。
【００３５】
また、図８に示すこの発明の第４実施形態のように、第２基板（一方の基板）１４および第１基板（他方の基板）１１の両方にそれぞれ設けられた溝で構成された流路１２を形成し、第２基板１４の流路１２の内壁に薄膜ヒータ１７を設けるようにしてもよい。このとき、改質部３４、一酸化炭素除去部３５であれば、第１基板１１の流路１２の内壁に触媒層１３が設けられ、燃料気化部３３であれば触媒層１３は不要である。
【００３６】
上記第４実施形態では、第１基板１１の流路１２の内壁に化学反応のための触媒層１３が設けられ、第２基板１４の流路１２の内壁に薄膜ヒータ１７が設けられているが、第１基板１１の流路１２の内壁に薄膜ヒータ１７が設けられ且つ第２基板１４の流路１２の内壁に触媒層１３が設けられてもよい。
【００３７】
また、図９に示すこの発明の第５実施形態のように、第２基板１４の流路１２内に設けられた薄膜ヒータ１７上に触媒層２１を設けるようにしてもよい。このとき、触媒層１３および触媒層２１は同じ材料であっても異なる材料であってもよく、厚さが同じであっても異なってもよい。
【００３８】
上記第５実施形態では、第２基板１４の流路１２の内壁にのみ薄膜ヒータ１７が設けられているが、第１基板１１の流路１２の内壁にのみ薄膜ヒータ１７が設けられてもよく、また第１基板１１および第２基板１４の流路１２の内壁に薄膜ヒータ１７が設けられ、薄膜ヒータ１７の表面に、つまり、第１基板１１側の流路１２および第２基板１４側の流路１２の両方に触媒層１３が設けられてもよい。
【００３９】
また、図１０に示すこの発明の第６実施形態のように、第１基板１１の流路１２内に触媒層を設けずに、第２基板１４の流路１２内に設けられた薄膜ヒータ１７上にのみ触媒層２１を設けるようにしてもよい。
【００４０】
さらに、図１１に示すこの発明の第７実施形態のように、第１基板（他方の基板）１１に溝を形成せずに、第２基板（一方の基板）１４にのみ溝を設けることで流路１２を形成し、この流路１２内に設けられた薄膜ヒータ１７上に触媒層２１を設けるようにしてもよい。
【００４１】
また、図１２に示すこの発明の第８実施形態のように、第２基板１４側の流路１２の表面に薄膜ヒータ１７および第１の触媒層２１Ａが設けられ、第１基板１１側の流路１２に触媒層２１Ｂを設けるようにしてもよい。
【００４２】
また、図１３に示すこの発明の第９実施形態のように、第２基板１４側の流路１２にのみ薄膜ヒータ１７だけを設け、薄膜ヒータ１７上に触媒層を設けずに、第１基板１１側の流路１２にのみ触媒層２１を設けるようにしてもよい。
【００４３】
図８に示す第４実施形態〜図１３に示す第９実施形態では、薄膜ヒータ１７が設けられている一方の基板の少なくとも一辺が、他方の基板の対応する一辺よりも突出し、突出している部分に薄膜ヒータ１７の両端部又は配線１８、１９の端部が配置されているため、薄膜ヒータ１７の両端部又は配線１８、１９の端部が他方の基板の外側に露出する構造となっている。
【００４４】
ところで、例えば図１〜図３に示す第１実施形態の小型化学反応装置では、流路１２の両端部を開放し、これらの開放部を流入口１５および流出口１６とし、薄膜ヒータ１７の両端部の流入口１５および流出口１６から突出された両突出部上に配線１８、１９を設けているので、配線１８、１９に外部配線を接続したとき、流入口１５および流出口１６にパイプ（図示せず）などを接続することが困難となることが考えられる。
【００４５】
そこで、次に、このような不都合を解消することができる実施形態について説明する。図１４はこの発明の第１０実施形態としての小型化学反応装置の透過平面図を示し、図１５は図１４のＣ−Ｃ線に沿う断面図を示し、図１６は図１４のＤ−Ｄ線に沿う断面図を示す。この小型化学反応装置では、流路１２の両端部はガラスやエポキシ系樹脂などからなる封止材２３で封止され、流路１２の両端部近傍における第１基板１１にそれぞれ第１基板１１の厚さ方向に貫通する流入口２４および流出口２５が形成されている。
【００４６】
このように、この小型化学反応装置では、流路１２の両端部近傍における第１基板１１にそれぞれ第１基板１１の厚さ方向に貫通する流入口２４および流出口２５を形成しているので、配線１８、１９に外部配線を接続しても、流入口１５および流出口１６にパイプ（図示せず）などを容易に接続することができる。なお、このような構造とすることは、上記第２〜第９実施形態においても可能である。
【００４７】
上記各実施形態では、基板１１、１４間に設けられた流路１２は１本のみであったが、これに限らず、図１７に示すように、第１基板１１に設けられた蛇行した溝で構成された第１流路１２Ａと、第１流路１２Ａに沿って設けられた第２流路１２Ｂと、が並列されるようにしてもよい。
【００４８】
この場合、第１流路１２Ａは第１基板１１の端面に設けられた第１流入口１５Ａと第１流出口１６Ａとを連結し、第１基板１１側の第１流路１２Ａの表面には、図示しない触媒層が設けられている。第１流路１２Ａ内の第２基板１４の表面に形成された第１薄膜ヒータ１７Ａは、第１流入口１５Ａ近傍および第１流出口１６Ａ近傍にそれぞれ設けられた第１配線１８Ａおよび第２配線１９Ａに接続されて、第１配線１８Ａおよび第２配線１９Ａ間に印加される電圧により加熱されるように制御されている。
【００４９】
第２流路１２Ｂは第１基板１１の端面に設けられた第２流入口１５Ｂと第２流出口１６Ｂとを連結し、第１基板１１側の第２流路１２Ｂの表面には、図示しない触媒層が設けられている。この触媒層は、第１流路１２Ａ内の触媒層と同じであっても異なっていてもよい。第２流路１２Ｂ内の第２基板１４の表面に形成された第２薄膜ヒータ１７Ｂは、第２流入口１５Ｂ近傍および第２流出口１６Ｂ近傍にそれぞれ設けられた第２配線１９Ｂおよび第２配線１８Ｂに接続されて、第２配線１８Ｂおよび第２配線１９Ｂ間に印加される電圧により加熱されるように制御されている。
【００５０】
２本の流路が設けられた図１７に示す実施形態は、第２実施形態〜第９実施形態のいずれかに示すような配置構成をとることが可能である。また、基板に設けられた流路が３本以上であってもいいのはいうまでもない。
【００５１】
また、上記各実施形態では、流路内にのみ薄膜ヒータを設けたが、これに限らず、流路内の薄膜ヒータに加えて流路外に第２の薄膜ヒータを設けてもよい。
【００５２】
そして、上記各実施形態では、配線１８、１９は、流路外に設けられているが、これに限らず、流路内の薄膜ヒータ上又は薄膜ヒータ下に積層することができる。この場合、薄膜ヒータの厚さ方向の流路の長さは、薄膜ヒータの厚さおよび配線の厚さよりも厚く設定されている。また、配線１８、１９が第１基板１１の外側に露出していれば、配線１８、１９および薄膜ヒータは第２基板１４の少なくとも１辺の端面まで延在していなくてもよく、配線１８、１９は必ずしも薄膜ヒータと重なるように形成されていなくてもよい。
【００５３】
また、上記各実施形態の流路は進行方向に直交する方向に切った断面積が半円状又は真円状であるが、これに限らず、多角形であってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、互いに接合された両基板間に設けられた微小な流路内に薄膜ヒータを設けているので、流路内に熱エネルギーを直接供給することができる上、流路内で発生した熱エネルギーの拡散を両基板で抑制して周囲への放熱を激減することができ、したがって薄膜ヒータによる熱エネルギーの損失を激減して、エネルギーの利用効率を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態としての小型化学反応装置の透過平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図４】この発明に係る小型化学反応装置を備えた燃料電池システムの一例の要部のブロック図。
【図５】図４に示す燃料電池システムの発電部および充電部の概略構成図。
【図６】この発明の第２実施形態としての小型化学反応装置の一部の断面図。
【図７】この発明の第３実施形態としての小型化学反応装置の一部の断面図。
【図８】この発明の第４実施形態としての小型化学反応装置の一部の断面図。
【図９】この発明の第５実施形態としての小型化学反応装置の一部の断面図。
【図１０】この発明の第６実施形態としての小型化学反応装置の一部の断面図。
【図１１】この発明の第７実施形態としての小型化学反応装置の一部の断面図。
【図１２】この発明の第８実施形態としての小型化学反応装置の一部の断面図。
【図１３】この発明の第９実施形態としての小型化学反応装置の一部の断面図。
【図１４】この発明の第１０実施形態としての小型化学反応装置の透過平面図。
【図１５】図１４のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図１６】図１４のＤ−Ｄ線に沿う断面図。
【図１７】この発明の変形例としての小型化学反応装置の透過平面図。
【図１８】従来の小型化学反応装置の一例の透過平面図。
【図１９】図１８のＥ−Ｅ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１１　第１基板
１２　流路
１３　触媒層
１４　第２基板
１５　流入口
１６　流出口
２７　薄膜ヒータ
１８、１９　配線
２１　触媒層
２３　封止材
２４　流入口
２５　流出口

Claims (9)

  1. 互いに接合された一対の小型の基板と、該両基板間に設けられた微小な流路と、該流路内に設けられた薄膜ヒータとを備えていることを特徴とする小型化学反応装置。
  2. 請求項１に記載の小型化学反応装置において、前記流路は前記一対の基板のうちの一方の基板の他方の基板との対向面に設けられ、前記薄膜ヒータは前記他方の基板の前記一方の基板との対向面に設けられていることを特徴とする小型化学反応装置。
  3. 請求項２に記載の小型化学反応装置において、前記流路内に触媒層が設けられていることを特徴とする小型化学反応装置。
  4. 請求項２に記載の小型化学反応装置において、前記薄膜ヒータ上に触媒層が設けられていることを特徴とする小型化学反応装置。
  5. 請求項２〜４のいずれかに記載の小型化学反応装置において、前記流路の端部は前記一方の基板の一端面まで延ばされ、前記他方の基板に形成された前記薄膜ヒータの端部或いは前記薄膜ヒータの配線の端部は前記一方の基板の一端面の外側まで延ばされていることを特徴とする小型化学反応装置。
  6. 請求項１に記載の小型化学反応装置において、前記流路は前記一対の基板の互いに対向する双方の面にそれぞれ設けられた溝で構成され、前記薄膜ヒータは前記一対の基板のうちの一方の基板側の前記流路内に設けられていることを特徴とする小型化学反応装置。
  7. 請求項６に記載の小型化学反応装置において、前記薄膜ヒータ上に触媒層が設けられていることを特徴とする小型化学反応装置。
  8. 請求項６に記載の小型化学反応装置において、前記一対の基板のうちの他方の基板側の前記流路内に触媒層が設けられていることを特徴とする小型化学反応装置。
  9. 請求項６に記載の小型化学反応装置において、前記薄膜ヒータ上および前記一対の基板のうちの他方の基板に設けられた前記流路内にそれぞれ触媒層が設けられていることを特徴とする小型化学反応装置。
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