JP2005103398A - Reactor and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a reactor, by which a crooked part of a flow passage having high precision can be formed. <P>SOLUTION: A mask 81 is formed on one side 52 of a first substrate 51 and linear openings 82, 82,... are formed on the mask 81 by exposing/developing the mask 81. Linear grooves 53, 53,... are formed respectively in the openings 82, 82,... by etching or sandblasting the mask 81-applied first substrate 51. A catalyst 54 is formed on the wall surface of the groove 53. Linear grooves 63, 63,... are formed also on one side 62 of a second substrate 61. The mask 81-formed side 52 of the first substrate is stuck to the groove 63-formed side 62 of the second substrate 61. The side 52 is joined to the side 62 so that a part of the groove 53 is superimposed on a part of the groove 63, and the groove 53 and the groove 63 are made to cross each other at right angles. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、屈曲した流路を有する反応器及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a reactor having a bent channel and a manufacturing method thereof.

近年では、高いエネルギー利用効率を実現できる燃料電池についての研究・開発が盛んにおこなわれている。燃料電池は、燃料と大気中の酸素とを電気化学的に反応させて化学エネルギーから電気エネルギーを直接取り出すものであり、将来性に富む有望な電池であると位置付けられている。燃料電池に用いる燃料としては水素が挙げられるが、常温で気体であることによる取り扱い・貯蔵に問題がある。そこで、アルコール類及びガソリンといった液体燃料を用いれば液体燃料を貯蔵するためのシステムが比較的小型になるが、液体燃料と水蒸気を高温に加熱して反応させることによって発電に必要な水素を生成する改質装置を必要とする。燃料改質型の燃料電池を小型の電子機器の電源として用いる場合には、燃料電池だけでなく改質装置も小型化する必要がある。   In recent years, research and development have been actively conducted on fuel cells that can achieve high energy use efficiency. BACKGROUND ART A fuel cell is a promising battery that is promising and promising because it directly extracts electric energy from chemical energy by electrochemically reacting fuel and oxygen in the atmosphere. The fuel used in the fuel cell includes hydrogen, but there is a problem in handling and storage due to being a gas at room temperature. Therefore, if liquid fuels such as alcohols and gasoline are used, the system for storing the liquid fuel becomes relatively small, but the hydrogen necessary for power generation is generated by heating and reacting the liquid fuel and water vapor to a high temperature. A reformer is required. When a fuel reforming type fuel cell is used as a power source for a small electronic device, it is necessary to downsize not only the fuel cell but also the reforming apparatus.

一方、複数の基板を接合してなる小型のケミカルマイクロリアクタを用いることによって微量の化学反応を行うことが特許文献1に記載されており、特許文献1に記載されたケミカルマイクロリアクタを改質装置に用いる研究・開発も行われている。特許文献1に記載されたマイクロリアクタについて簡単に説明すると、ポリスチレン製の第一の基板の一方の面に葛折り状の溝を形成し、この溝に蓋をするように第二の基板を第一の基板に紫外線硬化樹脂で接着することによって、溝からなる流路をこれら二枚の基板の接合部に形成している。このケミカルマイクロリアクタの流路に反応物を流せば、反応物が反応することにより、目的とする生成物又は中間生成物が生成される。
特開2002−102681号公報
On the other hand, Patent Document 1 describes that a small amount of chemical reaction is performed by using a small chemical microreactor formed by bonding a plurality of substrates, and the chemical microreactor described in Patent Document 1 is used for a reformer. Research and development are also underway. The microreactor described in Patent Document 1 will be briefly described. A twisted groove is formed on one surface of the first substrate made of polystyrene, and the second substrate is formed so as to cover the groove. By adhering to the substrate with an ultraviolet curable resin, a flow path composed of a groove is formed at the joint between these two substrates. When a reactant is caused to flow through the flow path of the chemical microreactor, the reactant reacts to produce a target product or an intermediate product.
JP 2002-102681 A

ところで、第一の基板に葛折り状の溝を形成する際には、葛折り状の開口部を有するマスクをフォトリソグラフィー法により形成し、そのマスクをした状態でエッチング法又はサンドブラスト法を行うことによって、マスクの開口部とほぼ同形状の溝を第一の基板に形成する。しかし、マスクの強度に問題があるため、エッチング法又はサンドブラスト法を行っている際にマスクの開口部の屈曲部の形状が崩れてしまい、溝の屈曲部を精度良く形成することができず、結局流路の屈曲部を精度良く形成することができない。またウェットエッチではエッチャントが屈曲部に回り込みにくいために十分エッチングできないといった問題があった。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決しようとしてなされたものであり、精度の良い流路の屈曲部を形成することができる反応器及びその製造方法を提供することを目的とする。
By the way, when forming a crease-like groove on the first substrate, a mask having a crease-like opening is formed by a photolithography method, and an etching method or a sand blast method is performed in the state of the mask. Thus, a groove having substantially the same shape as the opening of the mask is formed on the first substrate. However, since there is a problem with the strength of the mask, the shape of the bent portion of the opening of the mask collapses when performing the etching method or the sandblast method, and the bent portion of the groove cannot be accurately formed, Eventually, the bent portion of the flow path cannot be formed with high accuracy. Further, wet etching has a problem that etching cannot be performed sufficiently because the etchant does not easily enter the bent portion.
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a reactor capable of forming a bent portion of a flow path with high accuracy and a method for manufacturing the same. .

以上の課題を解決するために、請求項1に記載の反応器は、
複数の溝が一方の面に形成された第一基板と、
前記第一基板と重なることにより前記第一基板に形成された複数の溝同士を互いに連通させる溝が前記第一基板との対向面に形成された第二基板と、
有することを特徴とする。
好ましくは、前記第一基板に形成された複数の溝の一部の延在方向と、前記第二基板に形成された溝の一部の延在方向と、は互いに直交している。
好ましくは、前記第一基板に形成された複数の溝は直線状に形成されている。
In order to solve the above problems, the reactor according to claim 1 comprises:
A first substrate having a plurality of grooves formed on one surface;
A second substrate in which a plurality of grooves formed on the first substrate by communicating with the first substrate communicate with each other is formed on a surface facing the first substrate;
It is characterized by having.
Preferably, the extending direction of a part of the plurality of grooves formed on the first substrate and the extending direction of a part of the grooves formed on the second substrate are orthogonal to each other.
Preferably, the plurality of grooves formed in the first substrate are formed linearly.

請求項4に記載の反応器の製造方法は、第一基板の一方の面に直線状の溝を形成する工程と、第二基板の一方の面に直線状の溝を形成する工程と、前記第一基板の一方の面を前記第二基板の一方の面に貼り合わせ、前記第一基板の溝の一部を前記第二基板の溝の一部に重ね、その重なった部分において第一基板の溝と第二の基板の溝を交差させるように、前記第一基板の一方の面を前記第二基板の一方の面に接合する工程と、を含むことを特徴とする。   The method for producing a reactor according to claim 4, wherein the step of forming a linear groove on one surface of the first substrate, the step of forming a linear groove on one surface of the second substrate, One surface of the first substrate is bonded to one surface of the second substrate, a part of the groove of the first substrate is overlapped with a part of the groove of the second substrate, and the first substrate is overlapped with the overlapping part. Bonding one surface of the first substrate to one surface of the second substrate so as to intersect the groove of the second substrate and the groove of the second substrate.

好ましくは、前記第一基板の溝及び前記第二基板の溝のうちの少なくとも一方の溝の壁面に触媒を形成する。   Preferably, a catalyst is formed on a wall surface of at least one of the groove of the first substrate and the groove of the second substrate.

好ましくは、前記第一基板及び前記第二基板のうちの少なくとも一方の基板の他方の面に薄膜ヒータを形成する。   Preferably, a thin film heater is formed on the other surface of at least one of the first substrate and the second substrate.

本発明では、第一基板の溝の一部を第二基板の溝の一部に重ね、その重なった部分において第一基板の溝と第二の基板の溝を交差させるように、第一基板の一方の面を第二基板の一方の面に接合することによって、第一基板の溝と第二基板の溝が連なった流路を形成している。この流路は、第一基板の溝と第二基板の溝の交差部において屈曲している。ここで、第一基板に形成する溝も、第二基板の溝に形成する溝も直線状にすると、どちらの溝にも屈曲部がないので、どちらの溝も精度良く形成することができる。   In the present invention, a part of the groove of the first substrate is overlapped with a part of the groove of the second substrate, and the groove of the first substrate and the groove of the second substrate are crossed at the overlapping portion. By joining one surface of the first substrate to one surface of the second substrate, a channel in which the groove of the first substrate and the groove of the second substrate are connected is formed. This flow path is bent at the intersection of the groove of the first substrate and the groove of the second substrate. Here, if the groove formed in the first substrate and the groove formed in the groove of the second substrate are linear, neither groove has a bent portion, so that both grooves can be formed with high accuracy.

本発明によれば、第一基板の溝も、第二基板の溝も精度良く形成することできるので、これら溝からなる流路の屈曲部、つまり、これら溝の交差部を精度良く形成することができる。   According to the present invention, since the groove of the first substrate and the groove of the second substrate can be formed with high accuracy, the bent portion of the flow path composed of these grooves, that is, the intersection of these grooves can be formed with high accuracy. Can do.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

図1〜図7を参照して反応器50の製造方法について説明する。ここで、図1〜図6それぞれにおいて、(a)は断面図であり、(b)は平面図であり、(b)に示された切断線A−Aに沿った断面図が(a)に示されている。図7において、(a)、(b)は断面図であり、(c)は平面図であり、(c)に示された切断線A−Aに沿った断面が(a)に示されており、切断線B−Bに沿った断面が(b)に示されている。   The manufacturing method of the reactor 50 is demonstrated with reference to FIGS. Here, in each of FIG. 1 to FIG. 6, (a) is a cross-sectional view, (b) is a plan view, and a cross-sectional view along the cutting line AA shown in (b) is (a). Is shown in 7, (a) and (b) are cross-sectional views, (c) is a plan view, and a cross-section along the cutting line AA shown in (c) is shown in (a). The cross section along the cutting line BB is shown in FIG.

図1に示すように、両面が平坦な四角形状の第一基板51を準備する。第一基板51は、シリコン、アルミニウム、ガラス等の材料から板状に形成されたものである。第一基板51の一方の面52にマスク(レジスト)81を成膜し、マスク81を露光・現像することによって、マスク81に平面視直線状の複数の開口部82,82,…を互いに平行となるように形成する。ここで、開口部82,82,…内では、第一基板51の一方の面52が露出している。   As shown in FIG. 1, a square-shaped first substrate 51 having both flat surfaces is prepared. The first substrate 51 is formed in a plate shape from a material such as silicon, aluminum, or glass. A mask (resist) 81 is formed on one surface 52 of the first substrate 51, and the mask 81 is exposed and developed, whereby a plurality of openings 82, 82,. It forms so that it becomes. Here, in the openings 82, 82,..., One surface 52 of the first substrate 51 is exposed.

次に、マスク81を施した状態で、第一基板51の一方の面52に対してエッチング法又はサンドブラスト法等を行うことによって、開口部82,82,…内において第一基板51に溝53,53,…を形成する。開口部82,82,…が直線状であり、開口部82,82,…に屈曲部がないので、溝53,53,…を精度良く形成することができる。従って、溝53,53,…の間の間隔をより狭くするように、溝53,53,…を形成しても、隣り合う溝53,53が繋がることがない。   Next, in a state where the mask 81 is applied, an etching method or a sand blasting method is performed on one surface 52 of the first substrate 51 to form a groove 53 in the first substrate 51 in the openings 82, 82,. , 53,... The openings 82, 82,... Are linear and the openings 82, 82,... Have no bent portions, so that the grooves 53, 53,. Therefore, even if the grooves 53, 53,... Are formed so as to narrow the interval between the grooves 53, 53,..., The adjacent grooves 53, 53 are not connected.

次に、除去液(剥離液)を用いてマスク81を除去する(図2(a)、(b)参照。)。なお、除去液を用いずに、マスク81を機械的に剥離しても良い。   Next, the mask 81 is removed using a removing liquid (peeling liquid) (see FIGS. 2A and 2B). Note that the mask 81 may be mechanically peeled without using the removing liquid.

次に、ドライフィルムレジストを第一基板51の一方の面52に被膜し、ドライフィルムレジストの溝53,53,…に位置する部分に開口部を設け、開口部のあるドライフィルムレジストを被膜したままその面に触媒を形成することにより、溝53,53,…の壁面に触媒54を成膜する。そして、ドライフィルムレジストを上面に形成された触媒とともに剥離すると、溝53,53,…の壁面には触媒54が残留する(図3(a),(b)参照。)。ここで、触媒54の成分は、製造する反応器の使用目的に応じて適宜選択する。
製造しようとする反応器を、反応物としてのメタノールを水素に改質する改質器として用いる場合には、触媒54は、メタノールと水の混合気を水素と二酸化炭素に改質する(下記化学反応式(1)参照。)触媒とし、具体的には担体としてアルミニウム酸化物に銅及び亜鉛を担持させたCuO−ZnO系触媒(CuO/ZnO/Al23)とする。
CH3OH+H2O→3H2+CO2 … (1)
Next, a dry film resist is coated on one surface 52 of the first substrate 51, an opening is provided in a portion located in the groove 53, 53,... Of the dry film resist, and the dry film resist having the opening is coated. The catalyst 54 is formed on the wall surfaces of the grooves 53, 53,. When the dry film resist is peeled off together with the catalyst formed on the upper surface, the catalyst 54 remains on the wall surfaces of the grooves 53, 53,... (See FIGS. 3A and 3B). Here, the components of the catalyst 54 are appropriately selected according to the purpose of use of the reactor to be produced.
When the reactor to be manufactured is used as a reformer for reforming methanol as a reactant into hydrogen, the catalyst 54 reforms a mixture of methanol and water into hydrogen and carbon dioxide (the following chemistry is given). (See Reaction Formula (1).) A catalyst, specifically, a CuO—ZnO-based catalyst (CuO / ZnO / Al 2 O 3 ) in which copper and zinc are supported on an aluminum oxide as a carrier.
CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 (1)

また、製造しようとする反応器を、水素、二酸化炭素及び一酸化炭素等の混合気から反応物としての一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器として用いる場合には、触媒54は、一酸化炭素と水を反応させて二酸化炭素及び水素を生成する(下記化学反応式(2)参照。)触媒としたり、混合気に含まれる一酸化炭素を選択的に酸化させる(下記化学反応式(3)参照。)触媒としたりする。一酸化炭素を選択的に酸化させる触媒としては、担体としてのアルミニウム酸化物に白金を担持させたPt系触媒(Pt/Al23)がある。
CO+H2O→CO2+H2 … (2)
2CO+O2→2CO2 … (3)
In addition, when the reactor to be manufactured is used as a carbon monoxide remover that removes carbon monoxide as a reactant from a mixture of hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, and the like, the catalyst 54 includes Carbon and water are reacted to produce carbon dioxide and hydrogen (see the following chemical reaction formula (2)), and the catalyst is used to selectively oxidize carbon monoxide contained in the gas mixture (the following chemical reaction formula (3 ) See). As a catalyst for selectively oxidizing carbon monoxide, there is a Pt-based catalyst (Pt / Al 2 O 3 ) in which platinum is supported on an aluminum oxide as a support.
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (2)
2CO + O 2 → 2CO 2 (3)

また、製造しようとする反応器を、反応物としてのメタノールを燃焼させる燃焼器として用いる場合には、触媒54は、メタノールの酸化を促進する触媒とし、具体的には担体としてのアルミニウム酸化物に白金を担持させたPt系触媒(Pt/Al23)とする。 Further, when the reactor to be manufactured is used as a combustor for burning methanol as a reactant, the catalyst 54 is a catalyst that promotes the oxidation of methanol, specifically, aluminum oxide as a carrier. A platinum-supported Pt catalyst (Pt / Al 2 O 3 ) is used.

また、製造しようとする反応器を、液体の反応物を気化させる気化器として用いる場合には、溝53に触媒54を形成しなくても良い。   Further, when the reactor to be manufactured is used as a vaporizer for vaporizing a liquid reactant, the catalyst 54 may not be formed in the groove 53.

触媒54を形成する方法としては、開口部のあるドライフィルムレジストを被膜したまま、以下の(a)〜(d)のように第一基板51の一方の面52に触媒の膜を形成し、ドライフィルムレジストを除去することによって溝53の壁面にのみ触媒54を残留させる。
(a)触媒微粒子を分散媒に分散させた触媒分散液を、第一基板51の一方の面52に塗布してコーティングする。
(b)第一基板51の一方の面52に担体膜(アルミナ、シリカ等)を形成した後、その担体膜に触媒を吸着させる。
(c)第一基板51の一方の面52にゾルゲル法により担体膜(アルミナ、シリカ等)を形成した後、触媒微粒子を分散媒に分散させた触媒分散液を第一基板51の一方の面52に塗布することによって触媒微粒子を担体膜に担持させる。
(d)スパッタリング法、PVD法等により触媒の膜を成膜する。
As a method of forming the catalyst 54, a film of the catalyst is formed on one surface 52 of the first substrate 51 as shown in the following (a) to (d) while the dry film resist having the opening is coated. The catalyst 54 is left only on the wall surface of the groove 53 by removing the dry film resist.
(A) A catalyst dispersion in which catalyst fine particles are dispersed in a dispersion medium is applied and coated on one surface 52 of the first substrate 51.
(B) After forming a carrier film (alumina, silica, etc.) on one surface 52 of the first substrate 51, the catalyst is adsorbed on the carrier film.
(C) After forming a carrier film (alumina, silica, etc.) on one surface 52 of the first substrate 51 by a sol-gel method, a catalyst dispersion liquid in which catalyst fine particles are dispersed in a dispersion medium is applied to one surface of the first substrate 51. By applying to 52, the catalyst fine particles are supported on the carrier film.
(D) A catalyst film is formed by sputtering, PVD, or the like.

(c)の方法について更に詳細に説明する。まず、アルミニウムイソプロポキシドを水に溶かし、濃度0.1〜2mol/lのアルミニウムイソプロポキシド水溶液を調製する。次に、調製した水溶液を加熱すると水溶液中で加水分解が起こり、水酸化アルミニウムの微粒子とイソプロピルアルコールに分解してゾルが得られる。ここで、加熱温度及びその加熱温度の保持時間に応じて水酸化アルミニウムの粒子径を調製することができるが、溶液を80℃で24時間保持すると、10nm程度の水酸化アルミニウムの粒子径を得ることができる。そして、発生したイソプロピルアルコールを十分に揮発させた後、水酸化アルミニウム粒子の成長を止めるために安定剤をゾルに投入する。使用する安定剤としては酸又はアルカリで良いが、水酸化アルミニウム1molに対して0.1molの硝酸を投入することによって、水酸化アルミニウム粒子の成長が止まる。このように調製したゾルを室温まで冷却し、ゾルに第一基板51を浸漬する(ディップコート法)。そして、ゾルから第一基板51を引き上げた後に、酸素が存在する雰囲気(大気)中で第一基板51を360℃に焼成することにより、γ−アルミナの前駆体であるベーマイト膜が担体膜として溝53,53,…の壁面及び第一基板51の一方の面52のうち溝53,53,…が形成されていない部分に設けられたドライフィルムレジスト上に形成される。次に、触媒分散液に第一基板51を浸漬する(ディップコート法)と、触媒が担体膜に担持される。以上により、触媒の膜がべた一面に形成され、その後ドライフィルムレジストを除去することにより溝53,53,…の壁面に触媒54が残留する。なお、ゾルや触媒分散液を第一基板51の一方の面52にコーティングする方法は、ディップコート法でなく、スピンコート法、その他の塗布法であっても良い。   The method (c) will be described in more detail. First, aluminum isopropoxide is dissolved in water to prepare an aqueous solution of aluminum isopropoxide having a concentration of 0.1 to 2 mol / l. Next, when the prepared aqueous solution is heated, hydrolysis occurs in the aqueous solution, which decomposes into aluminum hydroxide fine particles and isopropyl alcohol to obtain a sol. Here, the particle size of aluminum hydroxide can be prepared according to the heating temperature and the holding time of the heating temperature, but when the solution is held at 80 ° C. for 24 hours, the particle size of aluminum hydroxide of about 10 nm is obtained. be able to. Then, after the generated isopropyl alcohol is sufficiently volatilized, a stabilizer is added to the sol in order to stop the growth of aluminum hydroxide particles. The stabilizer to be used may be an acid or an alkali, but by adding 0.1 mol of nitric acid to 1 mol of aluminum hydroxide, the growth of aluminum hydroxide particles is stopped. The sol thus prepared is cooled to room temperature, and the first substrate 51 is immersed in the sol (dip coating method). Then, after pulling up the first substrate 51 from the sol, the first substrate 51 is fired at 360 ° C. in an atmosphere (air) in which oxygen is present, whereby the boehmite film, which is a precursor of γ-alumina, is used as the carrier film. Are formed on a dry film resist provided in a portion of the wall surface of the grooves 53, 53,... And the one surface 52 of the first substrate 51 where the grooves 53, 53,. Next, when the first substrate 51 is immersed in the catalyst dispersion (dip coating method), the catalyst is supported on the carrier film. Thus, the catalyst film is formed on the entire surface, and then the dry film resist is removed to leave the catalyst 54 on the walls of the grooves 53, 53,. The method for coating the sol or the catalyst dispersion on one surface 52 of the first substrate 51 may be a spin coating method or another coating method instead of the dip coating method.

次に、図4に示すように、平面視して第一基板51と同じ形状の第二基板61を準備する。第二基板61は、両面が平坦な板状の基板であり、シリコン、アルミニウム、ガラス等の材料から板状に形成されたものである。そして、第二基板61の一方の面62にマスク(レジスト)83を成膜し、マスク83を露光・現像することによって、マスク83に平面視直線状の複数の開口部84,84,…を形成する。ここで、開口部84,84,…内では、第二基板61の一方の面62が露出している。ここで、開口部84の長手方向一方の端部が、図1に示された開口部82の長手方向の一方の端部に対応し、その開口部84の長手方向他方の端部が、隣りの開口部82の長手方向の一方の端部に対応するように、開口部84,84,…を形成する。   Next, as shown in FIG. 4, a second substrate 61 having the same shape as the first substrate 51 in a plan view is prepared. The second substrate 61 is a plate-like substrate whose both surfaces are flat, and is formed in a plate shape from a material such as silicon, aluminum, or glass. Then, a mask (resist) 83 is formed on one surface 62 of the second substrate 61, and the mask 83 is exposed and developed, whereby a plurality of openings 84, 84,. Form. Here, in the openings 84, 84,..., One surface 62 of the second substrate 61 is exposed. Here, one end in the longitudinal direction of the opening 84 corresponds to one end in the longitudinal direction of the opening 82 shown in FIG. 1, and the other end in the longitudinal direction of the opening 84 is adjacent. Opening portions 84, 84,... Are formed so as to correspond to one end portion of the opening portion 82 in the longitudinal direction.

次に、マスク83を施した状態で、第二基板61の一方の面62に対してエッチング法、サンドブラスト法等を行うことによって、開口部84,84,…内において第二基板61に溝63,63,…(図5(a),(b)参照。)を形成する。開口部84,84,…が直線状であり、開口部84,84,…に屈曲部がないので、溝63,63,…を精度良く形成することができる。従って、溝63,63,…の間の間隔をより狭くするように、溝63,63,…を形成しても、隣り合う溝63,63が繋がることがない。   Next, in a state where the mask 83 is applied, an etching method, a sand blasting method, or the like is performed on one surface 62 of the second substrate 61, whereby the grooves 63 are formed in the second substrate 61 in the openings 84, 84,. , 63,... (See FIGS. 5A and 5B). The openings 84, 84,... Are linear and the openings 84, 84,... Have no bent portions, so that the grooves 63, 63,. Therefore, even if the grooves 63, 63,... Are formed so as to narrow the interval between the grooves 63, 63,..., The adjacent grooves 63, 63 are not connected.


次に、除去液(剥離液)を用いてマスク83を除去する(図5(a)、(b)参照。)。なお、除去液を用いずに、マスク83を機械的に剥離しても良い。
1
Next, the mask 83 is removed using a removing liquid (peeling liquid) (see FIGS. 5A and 5B). Note that the mask 83 may be mechanically peeled without using the removing liquid.

次に、ドライフィルムレジストを第二基板61の一方の面62に被膜し、ドライフィルムレジストの溝63,63,…に位置する部分に開口部を設け、この第二基板61の一方の面62のうち溝63,63,…が形成されていない部分に設けられたドライフィルムレジストをマスクとして溝63,63,…の壁面及びドライフィルムレジストマスク上面に触媒64を成膜する。ドライフィルムレジストを上面に形成された触媒とともに剥離する(図6(a),(b)参照。)。ここで、触媒64の形成方法は、触媒54の形成方法と同じであり、触媒64の成分も触媒54の成分と同じである。次に、端に位置する溝53の一方の端部に対応する位置及びもう一方の端に位置する溝53の他方の端部に対応する位置に、開口部を有するレジストマスクを設けて、第二基板61の一方の面62から他方の面に貫通する貫通孔65及び第二基板61の一方の面62から他方の面に貫通する貫通孔66を形成し、レジストマスクを除去する。   Next, a dry film resist is coated on one surface 62 of the second substrate 61, an opening is provided in a portion located in the grooves 63, 63,... Of the dry film resist, and the one surface 62 of the second substrate 61 is provided. Are formed on the wall surfaces of the grooves 63, 63,... And the upper surface of the dry film resist mask using a dry film resist provided in a portion where the grooves 63, 63,. The dry film resist is peeled off together with the catalyst formed on the upper surface (see FIGS. 6A and 6B). Here, the formation method of the catalyst 64 is the same as the formation method of the catalyst 54, and the components of the catalyst 64 are the same as the components of the catalyst 54. Next, a resist mask having an opening is provided at a position corresponding to one end of the groove 53 positioned at the end and a position corresponding to the other end of the groove 53 positioned at the other end, and A through hole 65 penetrating from one surface 62 of the second substrate 61 to the other surface and a through hole 66 penetrating from one surface 62 of the second substrate 61 to the other surface are formed, and the resist mask is removed.

図7に示すように、第一基板51の一方の面52を第二基板61の一方の面62に貼り合わせて、平面視して第一基板51の外形に第二基板61の外形を合わせ、第一基板51を第二基板61に接合する。ここで、一方の端に位置する溝53の端部を貫通孔65に合わせ、他方の端に位置する溝53の端部を貫通孔66に位置合わせする。更に、溝53の一端部に溝63の一端部を位置合わせし、その溝63の他端部を隣りの溝53の一端部に位置合わせし、隣り合う溝53,53に溝63を平面視して直交させ、溝53の端部とその隣りの溝53の端部が溝63を介して連なるように第一基板51を第二基板61に接合する。これにより、溝53,53,…及び溝63,63,…を組み合わせて、貫通孔65から貫通孔66まで通じた平面視葛折り状の流路71を形成することができる。ここで、溝53,53,…及び溝63,63,…を精度良く形成することができたので、流路71の屈曲部、つまり、溝53と溝63の交差部を精度良く形成することができる。
従来の製造方法では隣接する溝同士の間が0.35mm程度になったが、本実施形態の製造方法では隣接する溝53,53同士の間が0.1mm以下とすることができ、溝の幅を0.2mmにすると、基板内に占めるチャネル面積の割合が36%から66%に向上し、溝の面積をともに同じにすると本実施形態の基板の大きさは、従来の製造方法による基板に対して半分にすることができる。
As shown in FIG. 7, one surface 52 of the first substrate 51 is bonded to one surface 62 of the second substrate 61, and the outer shape of the second substrate 61 is aligned with the outer shape of the first substrate 51 in plan view. The first substrate 51 is bonded to the second substrate 61. Here, the end of the groove 53 positioned at one end is aligned with the through hole 65, and the end of the groove 53 positioned at the other end is aligned with the through hole 66. Furthermore, one end of the groove 63 is aligned with one end of the groove 53, the other end of the groove 63 is aligned with one end of the adjacent groove 53, and the groove 63 is adjacent to the adjacent grooves 53, 53 in plan view. The first substrate 51 is bonded to the second substrate 61 so that the end of the groove 53 and the end of the adjacent groove 53 are connected via the groove 63. Thereby, the groove | channel 53,53, ... and the groove | channels 63,63, ... can be combined, and the flow path 71 of the planar view twisted shape connected from the through-hole 65 to the through-hole 66 can be formed. Here, since the grooves 53, 53,... And the grooves 63, 63,... Can be formed with high accuracy, the bent portion of the flow path 71, that is, the intersection between the grooves 53 and 63 is formed with high accuracy. Can do.
In the conventional manufacturing method, the distance between adjacent grooves is about 0.35 mm. However, in the manufacturing method of this embodiment, the distance between adjacent grooves 53 and 53 can be 0.1 mm or less. When the width is 0.2 mm, the ratio of the channel area in the substrate is improved from 36% to 66%, and when the groove areas are the same, the size of the substrate according to the present embodiment is the same as that of the conventional manufacturing method. Can be halved.

次に、第一基板51の他方の面に葛折り状の薄膜ヒータ72を形成する。薄膜ヒータ72は、電気抵抗性発熱体,半導体性発熱体等を薄膜状に成膜したものであり、電流が流れたり電圧が印加されたりすることによる電気エネルギーで発熱するものである。   Next, a fold-like thin film heater 72 is formed on the other surface of the first substrate 51. The thin film heater 72 is formed by forming an electric resistance heating element, a semiconductor heating element or the like into a thin film, and generates heat by electric energy generated when a current flows or a voltage is applied.

以上により、反応器50が完成する。
以上のような製造方法では、直線状の溝53,53,…と溝63,63,…を別々の基板51,61に形成したので、流路71の屈曲部を精度良く形成することができる。そのため、溝53,53,…の間隔を狭くして溝53,53,…を形成することができ、更には溝63,63,…の間隔を狭くして溝63,63,…形成することができる。従って、流路71の占める面積をより大きくすることができる。
Thus, the reactor 50 is completed.
In the manufacturing method as described above, since the linear grooves 53, 53,... And the grooves 63, 63,... Are formed on the separate substrates 51, 61, the bent portion of the flow path 71 can be formed with high accuracy. . Therefore, it is possible to form the grooves 53, 53,... By narrowing the interval between the grooves 53, 53,... And further form the grooves 63, 63,. Can do. Accordingly, the area occupied by the flow path 71 can be further increased.

完成した反応器50においては、接合された二枚の基板51,61が反応器50の本体となり、溝53,53,…同士を溝57,57,…によって互いに連通させることにより、葛折り状の流路71が反応器50の本体内部に形成されている。ここで、溝53の延在方向は、溝57の延在方向に直交している。   In the completed reactor 50, the two bonded substrates 51 and 61 become the main body of the reactor 50, and the grooves 53, 53,... Are communicated with each other by the grooves 57, 57,. The flow path 71 is formed inside the main body of the reactor 50. Here, the extending direction of the groove 53 is orthogonal to the extending direction of the groove 57.

以上のように製造した反応器50の使用方法について説明する。薄膜ヒータ72に電力を付与することによって薄膜ヒータ72を発熱させた状態で、流体の反応物を一方の貫通孔65に流し込む。そうすると、反応物が流路71を貫通孔66まで流動し、薄膜ヒータ72の熱によって反応物が加熱され、反応物が反応する。ここで、溝53,53,…、溝63,63,…の壁面に触媒54,64を形成した場合には、反応物が流路71を流動している時に触媒54,64の作用及び熱を受けて反応し、反応物から生成物が生成される。また、反応物が液体であり、溝53,53,…、溝63,63,…の壁面に触媒54,64を形成しなかった場合には、反応物が薄膜ヒータ72の熱により気体に状態変化する。   The usage method of the reactor 50 manufactured as mentioned above is demonstrated. In a state where the thin film heater 72 is heated by applying electric power to the thin film heater 72, a fluid reactant is poured into one through hole 65. Then, the reactant flows through the flow path 71 to the through hole 66, the reactant is heated by the heat of the thin film heater 72, and the reactant reacts. Here, when the catalysts 54, 64 are formed on the walls of the grooves 53, 53, ..., the grooves 63, 63, ..., the action and heat of the catalysts 54, 64 when the reactant is flowing through the flow path 71. And reacts to produce a product from the reactant. Further, when the reactant is a liquid and the catalysts 54 and 64 are not formed on the walls of the grooves 53, 53,..., The grooves 63, 63,. Change.

なお、第二基板61の一方の面62に溝63,63,…を形成する際に、図8に示すように更に平面視直線状の溝67,67,…を面62に形成しても良い。ここで、溝53,53,…の長手方向中央部に対応する位置に溝67,67,…を配置するように、溝67,67,…を第一基板51の溝53,53,…よりも短く形成する。勿論、溝63,63,…に形成された触媒64と同様の触媒68(図9に図示)を溝67,67,…の壁面に形成しても良い。   When the grooves 63, 63,... Are formed on one surface 62 of the second substrate 61, grooves 67, 67,. good. Here, the grooves 67, 67,... Are arranged from the grooves 53, 53,... Of the first substrate 51 so that the grooves 67, 67,. Also short. Of course, a catalyst 68 (shown in FIG. 9) similar to the catalyst 64 formed in the grooves 63, 63,... May be formed on the walls of the grooves 67, 67,.

図9に示すように、上記反応器50を製造する場合と同様に、このような第二基板61の面62を第一基板51の一方の面52に貼り合わせ、一方の端に位置する溝53の端部を貫通孔65に合わせ、他方の端に位置する溝53の端部を貫通孔66に位置合わせし、溝67を溝63の長手方向中央部に位置合わせする。更に、溝53の一端部に溝63の一端部を位置合わせし、その溝63の他端部を隣りの溝53の一端部に位置合わせし、隣り合う溝53,53に溝63を平面視して直交させ、溝53の端部とその隣りの溝53の端部が溝63を介して連なるように第一基板51を第二基板61に接合する。これにより、溝53,53,…、溝63,63,…及び溝67,67,…を組み合わせて、貫通孔65から貫通孔66まで通じた平面視葛折り状の流路71を形成することができる。次に、第一基板51の他方の面に葛折り状の薄膜ヒータ72を形成し、反応器60が完成する。   As shown in FIG. 9, as in the case of manufacturing the reactor 50, the surface 62 of the second substrate 61 is bonded to the one surface 52 of the first substrate 51, and the groove located at one end. The end of 53 is aligned with the through hole 65, the end of the groove 53 located at the other end is aligned with the through hole 66, and the groove 67 is aligned with the longitudinal center of the groove 63. Furthermore, one end of the groove 63 is aligned with one end of the groove 53, the other end of the groove 63 is aligned with one end of the adjacent groove 53, and the groove 63 is adjacent to the adjacent grooves 53, 53 in plan view. The first substrate 51 is bonded to the second substrate 61 so that the end of the groove 53 and the end of the adjacent groove 53 are connected via the groove 63. In this way, the groove 53, 53,..., The grooves 63, 63,... And the grooves 67, 67,. Can do. Next, a fold-like thin film heater 72 is formed on the other surface of the first substrate 51 to complete the reactor 60.

以上のように製造した反応器50及び反応器60を用いた発電装置1について図10を用いて説明する。
図10は、発電装置1を示したブロック図である。
この発電装置1は、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、PDA、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機、家庭用電気機器、その他の電子機器に備え付けられたものであり、電子機器本体を動作させるための電源として用いられる。
The power generator 1 using the reactor 50 and the reactor 60 manufactured as described above will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing the power generation device 1.
The power generation device 1 is provided in a notebook personal computer, a mobile phone, a PDA, an electronic notebook, a wristwatch, a digital still camera, a digital video camera, a game device, a game machine, a household electric device, and other electronic devices. Yes, it is used as a power source for operating the electronic device main body.

発電装置1は、発電の源となる第一燃料を貯留した第一の燃料容器2と、第二燃料を貯留した第二の燃料容器4と、第一の燃料容器2から供給された第一燃料を気化させる第一の気化器3と、第一の燃料容器2から第一燃料を吸引するとともに吸引した第一燃料を第一の気化器3に供給する第一の燃料ポンプ7と、第二の燃料容器2から供給された第二燃料を気化させる第二の気化器15と、第二の燃料容器4から第二燃料を吸引するとともに吸引した第二燃料を第二の気化器15に供給する第二の燃料ポンプ8と、第二の気化器15から供給された第二燃料を触媒により燃焼させる第一の燃焼器5及び第二の燃焼器6と、第一の気化器3から供給された第一燃料の混合気を水素に改質する改質器9と、改質器9から供給された混合気から一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器10と、一酸化炭素除去器10から供給された混合気のうち水素と外気の酸素との電気化学反応により電気エネルギーを生成する燃料電池11と、外気の空気を吸引するとともに吸引した空気を第一の燃焼器5、第二の燃焼器6、一酸化炭素除去器10及び燃料電池11に供給する空気ポンプ12と、を備える。   The power generation apparatus 1 includes a first fuel container 2 that stores a first fuel serving as a power generation source, a second fuel container 4 that stores a second fuel, and a first fuel container 2 that is supplied from the first fuel container 2. A first vaporizer 3 for vaporizing the fuel, a first fuel pump 7 for sucking the first fuel from the first fuel container 2 and supplying the sucked first fuel to the first vaporizer 3; A second vaporizer 15 that vaporizes the second fuel supplied from the second fuel container 2, and a second fuel that is aspirated from the second fuel container 4 to the second vaporizer 15. From the second fuel pump 8 to be supplied, the first combustor 5 and the second combustor 6 for burning the second fuel supplied from the second carburetor 15 by the catalyst, and the first carburetor 3 A reformer 9 that reforms the supplied fuel mixture of the first fuel into hydrogen, and one mixture from the gas mixture supplied from the reformer 9. A carbon monoxide remover 10 for removing carbonized carbon, a fuel cell 11 for generating electric energy by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen in the outside air of the gas mixture supplied from the carbon monoxide remover 10, And an air pump 12 that sucks air and supplies the sucked air to the first combustor 5, the second combustor 6, the carbon monoxide remover 10, and the fuel cell 11.

第一の気化器3、第一の燃焼器5、第二の燃焼器6、第一の燃料ポンプ7、第二の燃料ポンプ8、改質器9、一酸化炭素除去器10、燃料電池11、空気ポンプ12及び第二の気化器15は、電子機器本体に搭載されている。それに対し、第一の燃料容器2及び第二の燃料容器4は、電子機器本体に対して着脱自在となるように設けられている。   First vaporizer 3, first combustor 5, second combustor 6, first fuel pump 7, second fuel pump 8, reformer 9, carbon monoxide remover 10, fuel cell 11 The air pump 12 and the second vaporizer 15 are mounted on the electronic device main body. On the other hand, the first fuel container 2 and the second fuel container 4 are provided so as to be detachable from the electronic device main body.

第一の燃料容器2に貯留された第一燃料は、液状の化学燃料と水の混合液であり、化学燃料としてはメタノール,エタノール等のアルコール類やガソリンといった水素元素を含む化合物が適用可能である。ここでは特に、第一燃料としてメタノールと水の混合液を用いている。第二の燃料容器4に貯留された第二燃料は、メタノール,エタノール等のアルコール類やガソリンといった水素元素を含む化合物である。ここでは特に、第二燃料としてメタノールを用いている。   The first fuel stored in the first fuel container 2 is a mixture of liquid chemical fuel and water. As the chemical fuel, alcohols such as methanol and ethanol, and compounds containing hydrogen elements such as gasoline are applicable. is there. Here, in particular, a mixed liquid of methanol and water is used as the first fuel. The second fuel stored in the second fuel container 4 is a compound containing hydrogen elements such as alcohols such as methanol and ethanol, and gasoline. Here, in particular, methanol is used as the second fuel.

ここで、上記構成要素のうち第一の気化器3、第一の燃焼器5、第二の燃焼器6、改質器9、一酸化炭素除去器10及び第二の気化器15に対して、上記のように製造された反応器50及び反応器60のうちの少なくとも一方を適用することができる。   Here, with respect to the first vaporizer 3, the first combustor 5, the second combustor 6, the reformer 9, the carbon monoxide remover 10, and the second vaporizer 15 among the above components. At least one of the reactor 50 and the reactor 60 manufactured as described above can be applied.

反応器50又は反応器60を第一の気化器3、第二の気化器15として用いる場合には、触媒54,64,68を形成しない。反応器50又は反応器60を第一の燃焼器5、第二の燃焼器6として用いる場合には、触媒54,64,68として第二燃料の酸化を促進する触媒を用いる。反応器50又は反応器60を改質器9として用いる場合には、触媒54,64,68として第一燃料を水素と二酸化炭素に改質する触媒を用いる。反応器50又は反応器60を一酸化炭素除去器10として用いる場合には、一酸化炭素を選択的に酸化させる触媒を用いる。   When the reactor 50 or the reactor 60 is used as the first vaporizer 3 and the second vaporizer 15, the catalysts 54, 64, and 68 are not formed. When the reactor 50 or the reactor 60 is used as the first combustor 5 or the second combustor 6, a catalyst that promotes oxidation of the second fuel is used as the catalysts 54, 64, and 68. When the reactor 50 or the reactor 60 is used as the reformer 9, a catalyst that reforms the first fuel into hydrogen and carbon dioxide is used as the catalysts 54, 64, and 68. When the reactor 50 or the reactor 60 is used as the carbon monoxide remover 10, a catalyst that selectively oxidizes carbon monoxide is used.

第二の気化器15では、第二の燃料ポンプ8から第二の気化器15の貫通孔65に流入した第二燃料が薄膜ヒータ72により加熱されて気化する。   In the second vaporizer 15, the second fuel flowing from the second fuel pump 8 into the through hole 65 of the second vaporizer 15 is heated by the thin film heater 72 and vaporized.

第一の燃焼器5及び第二の燃焼器6では、第二の気化器15の貫通孔66から排出された第二燃料が第一の燃焼器5及び第二の燃焼器6の貫通孔65に流入し、更に空気が空気ポンプ12から第一の燃焼器5及び第二の燃焼器6の貫通孔65に流入する。そして、第二燃料と空気が第一の燃焼器5及び第二の燃焼器6の流路71を流動している時に反応して、燃焼熱が発生する。第一の燃焼器5及び第二の燃焼器6において生成された生成物は、貫通孔66から外部に排出される。また、第一の燃焼器5は第一の気化器3に組み付けられており、第二の燃焼器6は改質器9に組み付けられており、燃焼熱が第一の気化器3及び改質器9それぞれに伝熱する。   In the first combustor 5 and the second combustor 6, the second fuel discharged from the through hole 66 of the second carburetor 15 is passed through the through hole 65 of the first combustor 5 and the second combustor 6. Further, air flows from the air pump 12 into the through holes 65 of the first combustor 5 and the second combustor 6. The second fuel and air react with each other when flowing through the flow path 71 of the first combustor 5 and the second combustor 6 to generate combustion heat. The products generated in the first combustor 5 and the second combustor 6 are discharged to the outside through the through holes 66. The first combustor 5 is assembled to the first vaporizer 3, and the second combustor 6 is assembled to the reformer 9, and the combustion heat is generated from the first vaporizer 3 and the reformer. Heat is transferred to each container 9.

第一の燃料ポンプ7から第一の気化器3の貫通孔65に流入した第一燃料が第一の気化器3の流路71の流動中に第一の燃焼器5における燃焼熱等により加熱されて気化し、メタノールと水(水蒸気)の混合気が生成される。第一の気化器3において生成された混合気は、第一の気化器3の貫通孔66から排出され、改質器9の貫通孔65に流入する。   The first fuel flowing into the through-hole 65 of the first carburetor 3 from the first fuel pump 7 is heated by the combustion heat in the first combustor 5 and the like while flowing in the flow path 71 of the first carburetor 3. As a result, the mixture is vaporized to generate a mixture of methanol and water (steam). The air-fuel mixture generated in the first vaporizer 3 is discharged from the through hole 66 of the first vaporizer 3 and flows into the through hole 65 of the reformer 9.

改質器9では、第一の気化器3から改質器9の貫通孔65に流入した第一燃料の混合気が改質器9の流路71の流動中に水素及び二酸化炭素に改質される(上記化学反応式(1)参照。)。改質器9では、メタノールと水蒸気が完全に二酸化炭素及び水素に改質されない場合もあり、この場合、化学反応式(4)のように、メタノールと水蒸気が反応して二酸化炭素及び一酸化炭素が生成される。
2CH3OH+H2O→5H2+CO+CO2 … (4)
改質器9で生成された一酸化炭素、二酸化炭素及び水素等の混合気は、改質器9の貫通孔66から排出され、一酸化炭素除去器10の貫通孔65に流入する。
In the reformer 9, the mixture of the first fuel flowing into the through-hole 65 of the reformer 9 from the first vaporizer 3 is reformed to hydrogen and carbon dioxide during the flow of the flow path 71 of the reformer 9. (See the above chemical reaction formula (1).) In the reformer 9, methanol and steam may not be completely reformed to carbon dioxide and hydrogen. In this case, as shown in chemical reaction formula (4), methanol and steam react to react with carbon dioxide and carbon monoxide. Is generated.
2CH 3 OH + H 2 O → 5H 2 + CO + CO 2 (4)
The air-fuel mixture such as carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen generated in the reformer 9 is discharged from the through hole 66 of the reformer 9 and flows into the through hole 65 of the carbon monoxide remover 10.

一酸化炭素除去器10では、改質器9から一酸化炭素除去器10の貫通孔65に流入した混合気が一酸化炭素除去器10の流路71を流動している時に、混合気に含まれる一酸化炭素が選択的に酸化され、混合気中から一酸化炭素が除去される(上記化学反応器(3)参照。)。
そして、混合気が一酸化炭素除去器10の貫通孔65から排出され、燃料電池11の燃料極に流入する。
In the carbon monoxide remover 10, the air-fuel mixture flowing from the reformer 9 into the through-hole 65 of the carbon monoxide remover 10 is included in the air-fuel mixture when flowing through the flow path 71 of the carbon monoxide remover 10. The carbon monoxide is selectively oxidized, and carbon monoxide is removed from the gas mixture (see the chemical reactor (3) above).
Then, the air-fuel mixture is discharged from the through hole 65 of the carbon monoxide remover 10 and flows into the fuel electrode of the fuel cell 11.

燃料電池11は、触媒微粒子及び担体微粒子からなるガス拡散層としての燃料極と、触媒微粒子及び担体微粒子からなるガス拡散層としての空気極と、燃料極と空気極との間に挟持された水素イオン伝導性の固体高分子電解質膜と、を具備する。   The fuel cell 11 includes a fuel electrode as a gas diffusion layer made of catalyst fine particles and carrier fine particles, an air electrode as a gas diffusion layer made of catalyst fine particles and carrier fine particles, and hydrogen sandwiched between the fuel electrode and the air electrode. An ion conductive solid polymer electrolyte membrane.

燃料電池11の燃料極には、一酸化炭素除去器10から混合気が供給され、電気化学反応式(5)に示すように、混合気のうち水素ガスが燃料極の触媒微粒子の作用を受けて水素イオンと電子とに分離される。水素イオンは固体高分子電解質膜を通じて空気極に伝導し、電子は燃料極により取り出される。
2→2H++2e- … (5)
燃料電池11の燃料極に供給された混合気のうち、電気化学反応に寄与しない生成物(二酸化炭素等)は、外部に排出される。
An air-fuel mixture is supplied to the fuel electrode of the fuel cell 11 from the carbon monoxide remover 10, and as shown in the electrochemical reaction formula (5), hydrogen gas in the air-fuel mixture is subjected to the action of catalyst fine particles in the fuel electrode. And separated into hydrogen ions and electrons. Hydrogen ions are conducted to the air electrode through the solid polymer electrolyte membrane, and electrons are taken out by the fuel electrode.
H 2 → 2H + + 2e (5)
Of the air-fuel mixture supplied to the fuel electrode of the fuel cell 11, products (such as carbon dioxide) that do not contribute to the electrochemical reaction are discharged to the outside.

燃料電池11の空気極には、空気が空気ポンプ12から供給され、電気化学反応式(6)に示すように、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンと、燃料極により取り出された電子とが反応して水が生成物として生成される。
2H++1/2O2+2e-→H2O … (6)
燃料電池11の空気極に供給された空気のうち電気化学反応に寄与しないガス(窒素等)と、生成水は、外部に排出される。
Air is supplied from the air pump 12 to the air electrode of the fuel cell 11, and as shown in the electrochemical reaction formula (6), oxygen in the air, hydrogen ions that have passed through the solid polymer electrolyte membrane, and the fuel electrode Reacts with the electrons taken out by the above, to produce water as a product.
2H + + 1 / 2O 2 + 2e → H 2 O (6)
Of the air supplied to the air electrode of the fuel cell 11, gas (such as nitrogen) that does not contribute to the electrochemical reaction and generated water are discharged to the outside.

以上のように、この発電装置1では、燃料電池11において上記(5)、(6)に示す電気化学反応が起こることにより電気エネルギーが生成される。   As described above, in the power generation device 1, electric energy is generated by the electrochemical reactions shown in the above (5) and (6) in the fuel cell 11.

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更をおこなっても良い。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

反応器50を製造する際の一工程を説明するための図面である。3 is a drawing for explaining one process when manufacturing the reactor 50. 図1の次の工程を説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the next process of FIG. 図2の次の工程を説明するための図面である。FIG. 3 is a diagram for explaining a step subsequent to FIG. 2. 図3の次の工程を説明するための図面である。FIG. 4 is a drawing for explaining the next step of FIG. 3. 図4の次の工程を説明するための図面である。FIG. 5 is a drawing for explaining the next step of FIG. 4. 図5の次の工程を説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the next process of FIG. 図7の次の工程を説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the next process of FIG. 図5の代わりの工程を説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the process instead of FIG. 図8の工程を経て製造された反応器60を示した図面である。It is drawing which showed the reactor 60 manufactured through the process of FIG. 反応器50、60を用いた発電装置1のブロック図である。It is a block diagram of the electric power generating apparatus 1 using the reactors 50 and 60. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

50、60 … 反応器
51 … 第一基板
53 … 溝
54 … 触媒
61 … 第二基板
63 … 溝
64 … 触媒
67 … 溝
68 … 触媒
71 … 流路
72 … 薄膜ヒータ
50, 60 ... reactor 51 ... first substrate 53 ... groove 54 ... catalyst 61 ... second substrate 63 ... groove 64 ... catalyst 67 ... groove 68 ... catalyst 71 ... flow path 72 ... thin film heater

Claims (6)

複数の溝が一方の面に形成された第一基板と、
前記第一基板と重なることにより前記第一基板に形成された複数の溝同士を互いに連通させる溝が前記第一基板との対向面に形成された第二基板と、
を有することを特徴とする反応器。
A first substrate having a plurality of grooves formed on one surface;
A second substrate in which a plurality of grooves formed on the first substrate by communicating with the first substrate communicate with each other is formed on a surface facing the first substrate;
The reactor characterized by having.
前記第一基板に形成された複数の溝の一部の延在方向と、前記第二基板に形成された溝の一部の延在方向と、は互いに直交することを特徴とする請求項1に記載の反応器。   The extending direction of a part of the plurality of grooves formed on the first substrate and the extending direction of a part of the grooves formed on the second substrate are orthogonal to each other. Reactor according to. 前記第一基板に形成された複数の溝は直線状に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の反応器。   The reactor according to claim 1 or 2, wherein the plurality of grooves formed in the first substrate are formed in a straight line. 第一基板の一方の面に直線状の溝を形成する工程と、
第二基板の一方の面に直線状の溝を形成する工程と、
前記第一基板の一方の面を前記第二基板の一方の面に貼り合わせ、前記第一基板の溝の一部を前記第二基板の溝の一部に重ね、その重なった部分において第一基板の溝と第二の基板の溝を交差させるように、前記第一基板の一方の面を前記第二基板の一方の面に接合する工程と、を含むことを特徴とする反応器の製造方法。
Forming a linear groove on one surface of the first substrate;
Forming a linear groove on one surface of the second substrate;
One surface of the first substrate is bonded to one surface of the second substrate, and a part of the groove of the first substrate is overlapped with a part of the groove of the second substrate. Bonding one surface of the first substrate to one surface of the second substrate so that the groove of the substrate intersects the groove of the second substrate. Method.
前記第一基板の溝及び前記第二基板の溝のうちの少なくとも一方の溝の壁面に触媒を形成することを特徴とする請求項4に記載の反応器の製造方法。   The method for producing a reactor according to claim 4, wherein a catalyst is formed on a wall surface of at least one of the groove of the first substrate and the groove of the second substrate. 前記第一基板及び前記第二基板のうちの少なくとも一方の基板の他方の面に薄膜ヒータを形成することを特徴とする請求項4又は5に記載の反応器の製造方法。   The method for producing a reactor according to claim 4 or 5, wherein a thin film heater is formed on the other surface of at least one of the first substrate and the second substrate.
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