JP2004134355A - 燃料電池、電子機器、携帯端末及びカメラ - Google Patents

燃料電池、電子機器、携帯端末及びカメラ Download PDF

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伊藤 嘉広
Naoyuki Nishino
西納 直行
Shuichi Ishii
石井 秀一
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

【課題】燃料の使用状況が視覚により容易に確認し得る。
【解決手段】無色透明で中性のメタノールに、水およびブロモ・チモール・ブルー溶液(BTB液)が混合された燃料40を、燃料室24内に収容する。燃料40は、燃料極21での触媒反応により、水素イオン,電子,二酸化炭素(CO)に分解される。燃料室24側に排出された上記COが燃料40中の水に溶解すると、BTB液で緑色(右上がりハッチングで示す)に着色された燃料40は、酸性となって黄色(左上がりハッチングで示す)へと変色する。COの発生量は燃料40の消費に応じて増加するので、水に対するCOの溶解量も増加すると共に酸性の度合いも高くなり、そのため燃料40の色が燃料40の使用量に応じて変化する。即ち、燃料40の液面レベルの他に燃料40の色を視覚で確認することにより、燃料40の使用量が容易に把握でき、利便性が向上する。
【選択図】 図4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばメタノール(「メチルアルコール」ともいう)などの燃料を使用するメタノール直接型燃料電池(DMFC)などの燃料電池、燃料電池を備える電子機器、携帯端末、及びカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
メタノール直接型燃料電池は、水が混合されたメタノール(CHOH )を燃料極に直接供給し、且つ酸素を空気極に供給することにより、プロトン導電膜などの電解質膜を介して電気エネルギーを得るタイプである。また、メタノール直接型燃料電池では、燃料極の触媒作用によって二酸化炭素(CO)が副生成物として生成され、空気極の触媒作用によって水(2HO)が副生成物として生成される。そして、燃料室に収容されたメタノール(燃料)の使用量は、この副生成物を回収する回収袋に封入された色素の色濃度の変化を検出する等して検出していた(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2003−36879号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記メタノールは、無色透明の液体であり、水などに溶け合う。また、メタノールは人体に有毒で通常8〜10g飲むと失明し、致死量は20〜100gとされている。そのため、メタノールなどの燃料を水などと間違えて飲料しないようにする必要がある。また、異なる種類の燃料と間違えて給油するのを防止する必要がある。
【0005】
一方、特許文献1に記載された燃料電池において、燃料は無色透明な液体のままであるので、上述したように異なる種類の燃料をメタノールと間違えて給油する危険があった。
【0006】
また、色濃度は視覚では検出し辛く、検出センサが必要となり残量検出機構が大掛かりになるという問題があった。
【0007】
本発明の目的は、上記事実を考慮して、燃料の使用状況が視覚により容易に確認し得る燃料電池、電子機器またはカメラを提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の燃料電池は、触媒を含む燃料極と,触媒を含む空気極と,前記燃料極および前記空気極に挟まれた電解質膜とで構成された電池部と、前記燃料極側に配置され、燃料を収容する燃料室と、前記空気極側に配置され、空気が供給される空気室と、前記燃料極での前記燃料の触媒反応によって生成される燃料側副生成物を回収する回収室と、を備える燃料電池であって、前記燃料室、及び前記回収室の何れか一方の室内に指示薬を含む着色剤を具備することを特徴とする。
【0009】
請求項1に記載の燃料電池では、回収室、及び燃料室の何れか一方には指示薬を含む着色剤が具備されている。燃料側副生成物を回収室に回収し、又は燃料室に残存させて、燃料側副生成物の量に応じて指示薬を変色させる。これによって、ユーザーは、燃料の残量を知ることができる。
【0010】
請求項2に記載の燃料電池は、請求項1に記載の燃料電池であって、前記燃料室又は前記回収室の外壁を透明部材で形成することを特徴とする。
【0011】
請求項2に記載の燃料電池では、ユーザが透明部材の外壁を介して着色剤の色の変化を視認できる。
【0012】
請求項3に記載の燃料電池は、請求項1又は2に記載の燃料電池であって、少なくとも前記燃料室、及び前記回収室の何れか一方の室内を加圧する加圧手段を有することを特徴とする。
【0013】
請求項3に記載の燃料電池では、燃料室、及び回収室の何れか一方の室内が加圧手段によって加圧される。ここで、例えば燃料がメタノールで、指示薬がブロモ・チモール・ブルー液(BTB液)、そして燃料側副生成物として二酸化炭素が生成される場合の効果について説明する。メタノール、又はBTB液中の水に対する二酸化炭素の溶解量は、燃料室、又は回収室の室内の圧力の上昇に伴って増加し、酸性の度合いが高くなる。そのため、加圧手段によって燃料室、又は回収室の室内が加圧されると、中性であるメタノールの色は緑色が黄色へと変化する。
【0014】
請求項4に記載の燃料電池は、請求項1乃至3の何れかに記載の燃料電池であって、前記回収室には液体は遮断し気体は透過させる気液分離膜が設けられていることを特徴とする。
【0015】
請求項4に記載の燃料電池では、回収室に設けられた気液分離膜によって回収室に気体が出入する。このため、回収室に回収された気体は適宜回収室から排出されるので、回収室の内圧が異常に上がることはない。従って、回収室が破裂したり、回収室から燃料極へ気体が逆流することがない。
【0016】
なお、回収室内の液体は気液分離膜によって遮断され、回収室内から漏れ出すことはない。
【0017】
請求項5に記載の燃料電池は、触媒を含む燃料極と、触媒を含む空気極と、前記燃料極および前記空気極に挟まれた電解質膜とで構成された電池部と、前記燃料極側に配置され、燃料を収容する燃料室と、前記空気極側に配置され、空気が供給される空気室とを備える燃料電池であって、前記燃料室内に着色剤が添加された前記燃料を収容することを特徴とする。
【0018】
請求項5に記載の燃料電池では、燃料室内に着色剤が添加された燃料が収容されている。燃料電池の発電が行われ、燃料の量が減ってくると、着色剤の量が燃料の残量に対して相対的に多くなり、着色剤の濃度が高くなる。この着色剤の濃度の変化によってユーザーは燃料の残量を知ることが出来る。
【0019】
請求項6に記載の燃料電池は、請求項5に記載の燃料電池であって、前記着色剤による前記燃料の色を、前記燃料極での前記燃料の触媒反応によって生成される気体の量に応じて変化させることを特徴とする。
【0020】
請求項6に記載の燃料電池では、着色剤たとえばブロモ・チモール・ブルー溶液(BTB液)またはリトマス液を、燃料たとえばメタノールに添加する。これによって、無色透明のメタノールは緑色,紫色,青色などに着色される。
【0021】
なお、ガソリンは略オレンジ色(橙色)に着色されており、軽油は略淡黄色となっているので、たとえばメタノールなどの燃料を着色する場合には着色当初の燃料の色をガソリンの略オレンジ色または軽油の略淡黄色以外の色とする。
【0022】
たとえばBTB液などの着色剤で着色されかつ水が混合されたメタノールを、燃料室に収容する。そして、上記メタノールが燃料極で触媒反応すると、二酸化炭素(気体)が生成し、この生成した二酸化炭素はメタノール中の水に溶解する。
【0023】
即ち、燃料であるメタノールを使用する毎に二酸化炭素の溶解量が増加するので、燃料の色は燃料の使用量に応じて変化する。従って、燃料の色が燃料の使用量に応じて変化するので、燃料の液面レベルの他に燃料の色を視覚で認識することによって燃料の使用量が容易に把握でき、利便性が向上する。
【0024】
また、燃料電池に充填する指定の燃料(たとえばメタノールなどの指定燃料)に、異なる種類の燃料を識別するための着色剤を添加するので、異なる種類の燃料を間違えて給油することが防止される。
【0025】
請求項7に記載の燃料電池は、請求項6に記載の燃料電池であって、前記気体を前記燃料室内に残存させ、前記燃料室内を加圧する加圧手段を設けることを特徴とする。
【0026】
請求項7に記載の燃料電池では、メタノール中の水に対する二酸化炭素の溶解量は、燃料室の圧力の上昇に伴って増加し、酸性の度合いが高くなる。そのため、加圧手段によって燃料室内が加圧されると、中性であるメタノールの色は緑色が黄色へと変化する。
【0027】
請求項8に記載の燃料電池は、請求項6又は7に記載の燃料電池であって、前記気体が二酸化炭素であり、前記着色剤が二酸化炭素によって変色される指示薬であることを特徴とする。
【0028】
請求項8に記載の燃料電池では、二酸化炭素が燃料室内の燃料に含まれる水分中に溶解し、燃料に含まれる指示薬を変色させる。これによって、燃料の残量を指示薬の色の変化によって知ることが出来る。ここで言う「色の変化」とは、色濃度の変化ではなく、例えば緑色から黄色へと変色することであり、ユーザーにとっては視認し易い。なお、指示薬が液体の場合、二酸化炭素は指示薬に含まれる水分によっても溶解される。
【0029】
請求項9に記載の燃料電池は、触媒を含む燃料極と,触媒を含む空気極と,前記燃料極および前記空気極に挟まれた電解質膜とで構成された電池部と、前記燃料極側に配置され、燃料を収容する燃料室と、前記空気極側に配置され、空気が供給される空気室と、前記燃料室での前記燃料の触媒反応によって生成される燃料側副生成物を回収する回収室と、を備える燃料電池であって、前記回収室内には着色剤を吸収した吸収部材を収容すると共に、前記着色剤による前記吸収部材の色を、回収された前記燃料側副生成物の量に応じて変化させることを特徴とする。
【0030】
請求項9に記載の燃料電池では、燃料極での触媒反応によって生成される燃料側副生成物が回収部に回収される。回収部には、例えばブロモ・チモール・ブルー溶液(BTB液)やリトマス液等の着色剤が吸収されている。
【0031】
そして、例えば、燃料がメタノールで、燃料側副生成物が二酸化炭素の場合、回収部に回収された二酸化炭素は着色剤中の水分に溶解して吸収部材に吸収され、着色剤を変色させる。
【0032】
即ち、燃料であるメタノールを使用する毎に吸収部材に吸収される二酸化炭素の量が増加するので、吸収部材の色は燃料の使用量に応じて変化する。従って、燃料の色が燃料の使用量に応じて変化するので、燃料の液面レベルの他に吸収部材の色を視覚で認識することによって燃料の使用量が容易に把握でき、利便性が向上する。
【0033】
請求項10に記載の燃料電池は、請求項9に記載の燃料電池であって、前記回収室は前記空気極で生成される空気側副生成物を回収することを特徴とする。
【0034】
請求項10に記載の燃料電池では、空気極で生成された空気側副生成物が回収室に回収されるので、空気側副生成物と燃料側副生成物とを回収室内で混ぜ合わせることができる。例えば、空気側副生成物が水で、燃料側副生成物が二酸化炭素の場合は、回収室内で二酸化炭素が水に溶解する。
【0035】
請求項11に記載の燃料電池は、請求項9又は10に記載の燃料電池であって、前記回収室には液体は遮断し気体は透過させる気液分離膜が設けられていることを特徴とする。
【0036】
請求項11に記載の燃料電池では、回収室に設けられた気液分離膜によって回収室に気体が出入する。このため、回収室に回収された気体は適宜回収室から排出されるので、回収室の内圧が異常に上がることはない。従って、回収室が破裂したり、回収室から燃料極、又は空気極へ気体が逆流することがない。
【0037】
なお、回収室内の液体は気液分離膜によって遮断され、回収室内から漏れ出すことはない。
【0038】
請求項12に記載の燃料電池は、請求項10、又は11に記載の燃料電池であって、前記燃料側副生成物が二酸化炭素で、前記空気側副生成物が水であり、前記着色剤が二酸化炭素によって変色される指示薬であることを特徴とする。
【0039】
請求項12に記載の燃料電池では、二酸化炭素と水が回収室に回収され、二酸化炭素が水に溶解する。そして、これらは吸収部材に吸収され、指示薬を変色させる。これによって、吸収部材の色の変化で、燃料の残量を知ることが出来る。
【0040】
請求項13に記載の燃料電池は、請求項1乃至4、8、及び12の何れかに記載の燃料電池であって、前記指示薬がブロモ・チモール・ブルー液であることを特徴とする。
【0041】
請求項13に記載の燃料電池では、二酸化炭素がブロモ・チモール・ブルー液(BTB液)に溶解してBTB液を緑色(又は青色)から黄色に変色させる。このため、ユーザーが容易に色の変化を視認できる。
【0042】
請求項14に記載の燃料電池は、請求項1乃至4、8、及び12の何れかに記載の燃料電池であって、前記指示薬がリトマス液であることを特徴とする。
【0043】
請求項14に記載の燃料電池では、二酸化炭素がリトマス液に溶解してリトマス液を紫色(又は青色)から赤色に変色させる。このため、ユーザーが容易に色の変化を視認できる。
【0044】
請求項15に記載の燃料電池は、請求項5乃至12の何れかに記載の燃料電池であって、前記燃料室又は前記回収室の外壁を透明部材で形成することを特徴とする。
【0045】
請求項15に記載の燃料電池では、ユーザが透明部材の外壁を介して燃料、又は吸水部材の色の変化を視認できる。
【0046】
請求項16に記載の燃料電池は、請求項1乃至15の何れかに記載の燃料電池であって、前記着色剤の色を検出する検出手段を有することを特徴とする。
【0047】
請求項16に記載の燃料電池では、検出手段によって着色剤の色の変化が検出されるので、燃料の給油時期などを的確かつ迅速に把握できる。
【0048】
請求項17に記載の電子機器は、請求項1乃至16の何れかに記載の燃料電池を装着可能とすることを特徴とする。
【0049】
請求項18に記載の携帯端末では、請求項1乃至16の何れかに記載の燃料電池を装着可能とすることを特徴とする。
【0050】
請求項19に記載のカメラは、請求項1乃至16の何れかに記載の燃料電池を装着可能とすることを特徴とする。
【0051】
請求項17乃至19に記載の電子機器、携帯端末、及びカメラでは、請求項1乃至16の何れかに記載の燃料電池が装着可能である。このため、上記電子機器、携帯端末、及びカメラの使用時などにおいても、燃料等の色の変化を把握できる。なお、請求項17、18に記載の電子機器、携帯端末は、携帯電話,パーソナル・コンピュータ,PDA(Personal Digital Assistance)などを含む概念である。請求項19に記載のカメラは、銀塩カメラ,デジタルカメラ,デジタルビデオカメラ,撮像機能を備える携帯電話などを含む概念である。
【0052】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池20について説明する。
【0053】
図1に示すように、メタノール直接型燃料電池(以下、「燃料電池」という)20はデジタルカメラ10の装着部12に装着されている。
【0054】
図2には、本実施形態に係るデジタルカメラ10の回路図が示されている。レリーズスイッチ23が押されると、シャッタ31が開き、レンズ35から入った光はCCD19で結像し、光学データは電気的な画像データに変換される。この画像データは画像処理部37へ送られ画像処理される。画像処理部37で処理された画像データは記録メディア39に保存される。
【0055】
そして、デジタルカメラ10を構成する各部は、コントロール部41によって制御されている。このコントロール部41には、2次電池43が接続されており、デジタルカメラ10を構成する各部は、2次電池43にバッファされた電気エネルギーで作動される。
【0056】
この2次電池43にバッファされた電気エネルギーが不足していると、コントロール部41は、コンバータ45を作動させて燃料電池20の発電を行う。そして、燃料電池20から電気エネルギーが供給されて2次電池43の充電が完了すると、コンバータ45の作動を停止させて燃料電池20の発電を停止させる。
【0057】
図3乃至図5に示すように、燃料電池20は、燃料であるメタノールを直接に負極電極(燃料極)21に供給し、かつ空気を正極電極(空気極)22に供給することによって電力を得るタイプである。そして、燃料極21には触媒(Pt/Ru)が含まれており、空気極22には触媒(Pt)が含まれている。
【0058】
なお、燃料電池20の燃料極21および空気極22はグランド端子15および電源端子16にそれぞれ電気的に接続される。また、グランド端子15および電源端子16はプリント基板14に電気的に接続され、プリント基板14上の図示しない電子部品に燃料電池20からの電力(電気エネルギー)が供給されるよう構成されている。
【0059】
燃料電池20の燃料極21側には燃料を収容する燃料室24が設けられていると共に、燃料電池20の空気極22側には空気を収容する空気室26が設けられている。燃料室24の入口27には燃料を燃料室24に収容させるための給油栓28が配置されていると共に、燃料室24の出口29には二酸化炭素(CO)を外部に排出させるフィルタ30が配置されている。また、燃料室24の外壁25は、透明な材料で成形されている。
【0060】
空気室26の入口31および出口33には、フィルタ32および34がそれぞれ配置されている。また、フィルタ32および34に対応する部位には、図示しない酸素タンクおよび排水タンクがそれぞれ接続されている。
【0061】
さらに、空気室26および燃料室24の間には、電池部の一部を構成する燃料極21および空気極22が、電解質膜としてのプロトン導電膜36を真中に挟んだ状態で配置されている。なお、燃料電池20には燃料極21の外部端子21Aおよび空気極22の外部端子22Aが配置されており、外部端子21Aおよび22Aは図3に示すグランド端子15および電源端子16に電気的に接続される。
【0062】
そして、燃料電池20では、その燃料室24に充填(給油)する指定燃料としてメタノールが指定されている。中性のメタノールは、無色透明の液体で水などに溶け、また人体にとって有毒である。図4に示す実施形態では、メタノールに水(HO)と、着色剤、指示薬としてのBTB液とを添加した燃料40を、燃料室24内に給油し、収容する。
【0063】
ここで、メタノールにBTB液を添加するのは、色を付すためである。即ち、無色透明のメタノールにBTB液を添加すると、メタノールは緑色に着色される。なお、着色当初の燃料40を緑色にしたのは、橙色に着色されたガソリンの色,または略淡黄色の軽油の色と区別し、異なる種類の燃料であるガソリンまたは軽油との誤認混同を防止するためである。
【0064】
引続き、図4(A)および図4(B)に基づき、本実施形態に係る燃料電池20の作用について説明する。まず、メタノールに着色剤であるBTB液および水を添加した燃料40を、入口27から燃料室24内に給油した後に、給油栓28で入口27を閉鎖する。また、空気室26内には、空気がフィルタ32(入口31)を介して供給される。
【0065】
そして、燃料40は、燃料極21での触媒反応により、水素イオン,電子,二酸化炭素(CO)に分解される。上記水素イオンはプロトン導電膜36を通過して空気極22に移動するが、上記電子はプロトン導電膜36を通過できず外部端子21Aおよび22A間に流れることにより電流が発生する。また、プロトン導電膜36を透過した上記水素イオンなどが空気極22中の酸素で触媒燃焼されると、水(2HO)が生成される。
【0066】
即ち、上述した電池反応は「CHOH+3/2・O→CO+2HO」であり、燃料室24側に二酸化炭素が排出されると共に空気室26側に水(水蒸気)が排出される。なお、二酸化炭素は、水に溶解し易い性質を有する。
【0067】
そして、燃料室24側に排出された二酸化炭素が燃料40中の水に溶解すると、BTB液で緑色(図4(A)では右上がりハッチングで示す)に着色された燃料40は、酸性となって黄色(図4(B)では左上がりハッチングで示す)へと変化(変色)する。また、二酸化炭素の発生量は燃料40の消費に応じて増加するので、水に対する二酸化炭素の溶解量も増加すると共に酸性の度合いも高くなり、そのため燃料40の色が燃料40の使用量に応じて変化する。
【0068】
本実施形態によれば、燃料40の色が燃料40の使用量に応じて変化するので、燃料40の液面レベルの他に燃料40の色を視覚で認識することによって燃料40の使用量が容易に把握でき、利便性が向上する。なお、ユーザが燃料40の給油時期と判断した場合は、再び着色した燃料40を燃料室24内に給油する。
【0069】
さらに、本実施形態によれば、指定燃料であるメタノールに、異なる種類の燃料を識別するためのBTB液を添加したので、メタノールを異なる種類の燃料たとえばガソリン,軽油を間違えて給油することが防止される。なお、BTB液はリトマス液に比べて上記酸性の反応が敏感であるので、燃料40は迅速に変色する。
【0070】
また、本実施形態においては、燃料40の色を検出する色センサー38(図3の想像線で示す)を設けたり、あるいは燃料40の色の変化に対応する対照手段(色識別表など)を設けるようにしても良い。さらに、本実施形態では、燃料室24の外壁25に対向するデジタルカメラ10の外壁を、透明部材18としても良い。この場合には、ユーザは透明部材18により、デジタルカメラ10の外側からでも燃料40の色の変化を視認できる。
【0071】
次に、図5(A)および図5(B)に基づき、着色剤、指示薬をリトマス液とした場合について説明する。なお、図4(A)及び図4(B)の例と同一内容については、説明を省略する。リトマス液はBTB液に比べて上記酸性の反応が遅いので、本実施形態では燃料室24の出口29に加圧手段である圧力弁42を設ける。
【0072】
また、二酸化炭素の水に対する溶解量は、圧力の上昇に伴って増加し、酸性の度合いが高くなる。即ち、燃料室24内に圧力を加えない場合には、二酸化炭素は弱酸性であるので、リトマス液の反応が遅くなる。そのため、本実施形態では、リトマス液の反応効率を高めるために、燃料室24内に圧力を加える。
【0073】
紫色のリトマス液を無色透明なメタノールに添加すると、燃料40は紫色(図5(A)では右上がりのハッチングで示す)に着色される。そして、上述したように、燃料室24側に排出された二酸化炭素が燃料40中の水に溶解すると、リトマス液で紫色に着色された燃料40は、酸性となって赤色(図5(B)ではクロス線で示す)へと変化する
即ち、本実施形態によれば、圧力弁42によって燃料室24内が加圧されるので、燃料40内の水に対する二酸化炭素の溶解量が増加し、そのため燃料40の色を燃料の使用量に応じて的確かつ迅速に変化できる。なお、上記圧力弁42は、燃料室24内の圧力を一定に調整する機能,燃料室24内の圧力を任意に変更する機能,または燃料室24内の圧力が危険領域に達する以前に燃料室24を開放させる安全機能を具備させても良い。
【0074】
また、上記燃料40中の水に対する二酸化炭素の溶解は、燃料室24内の圧力の他に、温度によっても変動するので、ヒ−タなどを燃料室24内または燃料室24付近に設けるようにしても良い。この場合には、燃料室24内の燃料40の温度(反応温度)を検出する温度センサーを設け、この温度センサーに基づいて上記ヒータの温度調整を行うようにしても良い。
【0075】
次に、図6(A)および図6(B)に基づき、着色剤を染料とした場合について説明する。なお、図5(A)、(B)及び図6(A)、(B)の例と同一内容については、説明を省略する。
【0076】
例えば赤色の染料を無色透明なメタノールに添加すると、燃料40は赤色(図6(A)では左上がりのハッチングで示す)に着色される。そして、燃料電池20の発電が行われると共に、燃料室24内の燃料40が減ってくると、染料の濃度が高くなり、燃料40は濃い赤色(図5(B)ではクロス線で示す)へと変化する。
【0077】
なお、第1の実施形態に係る燃料電池20では、予め着色剤が燃料40に添加されている例について説明したが、着色剤を予め燃料室24内に入れておき、補給された燃料40に溶け込むようにしても同様の効果が得られる。
【0078】
次に、本発明の第2の実施形態に係るメタノール直接型燃料電池(以下、燃料電池と言う)50について説明する。なお、第1の実施形態と同一の構成にが同一の符号を付し、説明は省略する。
【0079】
図7に示すように、燃料電池50は空気室26側を透明部材18に向けてデジタルカメラ60の装着部61に装着されている。燃料電池50には、燃料室24で生成される二酸化炭素(CO)、空気室26で生成される水(HO)等の副生成物を回収する回収部52が、空気室26に隣接し透明部材18に面して配設されている。
【0080】
回収部52の下部には、挿通孔54がフィルタ32に面して設けられ、空気室26と回収部52との間では、気体が行き来する。また、燃料室24から延出する排気管56が回収部52に挿入され、燃料室24から回収部52へ気体が送り込まれる。
【0081】
また、回収部52には吸水ポリマー58が充填されている。この吸水ポリマー58には、中性のBTB液が吸収され、吸水ポリマー58は緑色に着色されている。なお、第1の実施形態と同様、BTB溶液に替えてリトマス液を使用しても良い。
【0082】
図8(A)は、燃料が補給され、BTB溶液が中性で緑色の状態を示している。燃料が発電のために使われると、第1の実施形態と同様に、燃料室24では二酸化炭素(CO)が生成され、空気室26では水(HO)が生成される。
【0083】
燃料室24内の二酸化炭素は排気管56を通って回収部52へ流入し、空気室26内の水はフィルタ32を透過して回収部52へ流入する。そして、回収部52内で二酸化炭素は、回収された水及びBTB液中の水に溶解して酸性になり、BTB液を緑色から黄色へと変色させる。
【0084】
これによって、図8(B)に示すように、燃料が少なくなってくると、吸水ポリマー58の全体が黄色に変色するので、燃料の残量を視覚で容易に把握でき、色検出センサ等で色を読取る必要がない。また、吸水ポリマー58の全体の色を変化させるようにしたので、デジタルカメラ60を上下左右に傾けても、常に透明部材18を通して色の状態を確認できる。
【0085】
また、回収部52の上部は、気体は透過し、液体は遮断する気液分離膜62によって開放されている。このため、回収部52は回収した二酸化炭素によって内圧が以上に上がり、二酸化炭素、水が燃料室24、空気室26へ逆流したり、回収部52が破裂することはない。
【0086】
なお、本発明に係る燃料または着色剤の種類は上記各実施形態に限定されるものではなく、任意に変更できる。また、上記実施形態では、燃料を燃料電池に直接補給するような構成について説明したが、図9、図10に示すように、燃料を貯留する燃料パック47を燃料電池20(50)に装填するような構成も適用可能である。この場合、燃料電池で生成される副生成物を回収する回収室を燃料パック内に設けても良い。
【0087】
さらに、上記実施形態に係る電子機器またはカメラは、デジタルカメラの他に、例えば銀塩カメラ,デジタルビデオカメラ,携帯電話,パーソナル・コンピュータ,PDA(Personal Digital Assistance)などであっても、同様に適用できる。図11に示すように、レンズ35、シャッタ31で構成される撮像部49を備えるカメラ付き携帯電話70の場合は、燃料電池20(50)をキーボード筐体72側に備えるようにすれば良い。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃料の色が燃料の使用量に応じて変化するので、燃料の液面レベルの他に燃料の色を視覚で認識することによって燃料の使用量が容易に把握でき、利便性が向上する。また、本発明によれば、燃料電池に充填する指定燃料に、異なる種類の燃料を識別するための着色剤を添加するので、異なる種類の燃料を間違えて給油することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る燃料電池を装着したデジタルカメラを示す図である。
【図2】第1の実施形態に係る燃料電池を装着したデジタルカメラの回路図である。
【図3】第1の実施形態に係る燃料電池を電子機器に装着した状態の概略的な構成を示す断面図である。
【図4】(A)図1、2に示す燃料室にメタノール,水,ブロモ・チモール・ブルー溶液を充填した状態を示す断面図である。
(B)図1、2に示す燃料室にメタノール,水,ブロモ・チモール・ブルー溶液を充填した状態を示す断面図である。
【図5】(A)図1、図3に示す燃料室にメタノール,水,リトマス液を充填した状態を示す断面図である。
(B)図1、図3に示す燃料室にメタノール,水,リトマス液を充填した状態を示す断面図である。
【図6】(A)図1、図3に示す燃料室にメタノール,水、染料を充填した状態を示す断面図である。
(B)図1、図3に示す燃料室にメタノール,水、染料を充填した状態を示す断面図である。
【図7】第2の実施形態に係る燃料電池を示す図である。
【図8】(A)第2の実施形態に係る燃料電池を示す図である。
(B)第2の実施形態に係る燃料電池を示す図である。
【図9】第1、第2の実施形態に係る燃料電池を備えるデジタルカメラを示す斜視図である。
【図10】第1、第2の実施形態に係る燃料電池を備えるデジタルカメラの回路図である。
【図11】第1、第2の実施形態に係る燃料電池を備えるカメラ付き携帯電話を示す図である。
【符号の説明】
10  デジタルカメラ(電子機器、カメラ)
18  透明部材
20  燃料電池
21  負極電極(燃料極または電池部)
22  正極電極(空気極または電池部)
24  燃料室
25  外壁
36  プロトン導電膜(電解質膜または電池部)
38  色センサー(検出手段)
40  燃料
42  圧力弁(加圧手段)
50  燃料電池
52  回収部
58  吸水ポリマー(吸収部材)
60  デジタルカメラ(電子機器、カメラ)
62  気液分離膜
70  カメラ付き携帯電話(電子機器、携帯端末、カメラ)

Claims (19)

  1. 触媒を含む燃料極と,触媒を含む空気極と,前記燃料極および前記空気極に挟まれた電解質膜とで構成された電池部と、
    前記燃料極側に配置され、燃料を収容する燃料室と、
    前記空気極側に配置され、空気が供給される空気室と、
    前記燃料極での前記燃料の触媒反応によって生成される燃料側副生成物を回収する回収室と、を備える燃料電池であって、
    前記燃料室、及び前記回収室の何れか一方の室内に指示薬を含む着色剤を具備することを特徴とする燃料電池。
  2. 前記燃料室又は前記回収室の外壁を透明部材で形成することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。
  3. 少なくとも前記燃料室、及び前記回収室の何れか一方の室内を加圧する加圧手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池。
  4. 前記回収室には液体は遮断し気体は透過させる気液分離膜が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の燃料電池。
  5. 触媒を含む燃料極と,触媒を含む空気極と,前記燃料極および前記空気極に挟まれた電解質膜とで構成された電池部と、
    前記燃料極側に配置され、燃料を収容する燃料室と、
    前記空気極側に配置され、空気が供給される空気室とを備える燃料電池であって、
    前記燃料室内に着色剤が添加された前記燃料を収容することを特徴とする燃料電池。
  6. 前記着色剤による前記燃料の色を、前記燃料極での前記燃料の触媒反応によって生成される気体の量に応じて変化させることを特徴とする請求項5に記載の燃料電池。
  7. 前記気体を前記燃料室内に残存させ、前記燃料室内を加圧する加圧手段を設けることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池。
  8. 前記気体が二酸化炭素であり、前記着色剤が二酸化炭素によって変色される指示薬であることを特徴とする請求項6又は7に記載の燃料電池。
  9. 触媒を含む燃料極と,触媒を含む空気極と,前記燃料極および前記空気極に挟まれた電解質膜とで構成された電池部と、
    前記燃料極側に配置され、燃料を収容する燃料室と、
    前記空気極側に配置され、空気が供給される空気室と、
    前記燃料室での前記燃料の触媒反応によって生成される燃料側副生成物を回収する回収室と、
    を備える燃料電池であって、
    前記回収室内には着色剤を吸収した吸収部材を収容すると共に、前記着色剤による前記吸収部材の色を、回収された前記燃料側副生成物の量に応じて変化させることを特徴とする燃料電池。
  10. 前記回収室は前記空気極で生成される空気側副生成物を回収することを特徴とする請求項9に記載の燃料電池。
  11. 前記回収室には液体は遮断し気体は透過させる気液分離膜が設けられていることを特徴とする請求項9又は10に記載の燃料電池。
  12. 前記燃料側副生成物が二酸化炭素で、前記空気側副生成物が水であり、前記着色剤が二酸化炭素によって変色される指示薬であることを特徴とする請求項10、又は11に記載の燃料電池。
  13. 前記指示薬がブロモ・チモール・ブルー液であることを特徴とする請求項1乃至4、8、及び12の何れかに記載の燃料電池。
  14. 前記指示薬がリトマス液であることを特徴とする請求項1乃至4、8、及び12の何れかに記載の燃料電池。
  15. 前記燃料室又は前記回収室の外壁を透明部材で形成することを特徴とする請求項5乃至12の何れかに記載の燃料電池。
  16. 前記着色剤の色を検出する検出手段を有することを特徴とする請求項1乃至15の何れかに記載の燃料電池。
  17. 請求項1乃至16の何れかに記載の燃料電池を装着可能とすることを特徴とする電子機器。
  18. 請求項1乃至16の何れかに記載の燃料電池を装着可能とすることを特徴とする携帯端末。
  19. 請求項1乃至16の何れかに記載の燃料電池を装着可能とすることを特徴とするカメラ。
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