JP2006278163A - Fuel cell container, fuel cell, and electronic apparatus - Google Patents

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伸 松田
Hidekazu Otomaru
秀和 乙丸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell container and a fuel cell capable of efficient power generation. <P>SOLUTION: In the fuel cell, first and second substrates 6, 7 are formed to lead out first and second wiring conductors 10, 11 to respective outer surfaces, one of the first and second wiring conductors 10, 11 being electrically connected to an air electrode 5 while the other being electrically connected to a fuel electrode 4. First and second fluid passages 8, 9 for supplying air and fuel respectively to an electrolyte membrane 3 are formed to face toward the inside of the container. At least one of the first and second substrates 6, 7 that is closer to the air electrode includes a porous region 12 having pores 13 that communicate from an inner side to an outer side of the fluid passages. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電解質部材を収容するセラミックスから成る小型で高信頼性の燃料電池用容器およびそれを用いた燃料電池ならびに電子機器に関する。   The present invention relates to a small and highly reliable fuel cell container made of ceramics that accommodates an electrolyte member, a fuel cell using the same, and an electronic device.

近年、これまでよりも低温で動作する小型燃料電池の開発が活発になされている。燃料電池には、これに用いる電解質の種類により、固体高分子電解質型燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell:以下、PEFCと記す)やリン酸型燃料電池、あるいは固体電解質型燃料電池といったものが知られている。   In recent years, development of small fuel cells that operate at a lower temperature than before has been actively conducted. Depending on the type of electrolyte used for the fuel cell, a polymer electrolyte fuel cell (hereinafter referred to as PEFC), a phosphoric acid fuel cell, or a solid electrolyte fuel cell is known. ing.

中でもPEFCは、作動温度が80〜100℃程度という低温であり、
(1)出力密度が高く、小型化、軽量化が可能である、
(2)電解質が腐食性でなく、しかも作動温度が低いため、耐食性の面から電池構成材料の制約が少ないので、コスト低減が容易である、
(3)常温で起動できるため、起動時間が短い、
といった優れた特長を有している。このためPEFCは、以上のような特長を活かして、車両用の駆動電源や家庭用のコジェネレーションシステム等への適用ばかりでなく、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistants)、ノートパソコン、デジタルカメラやビデオカメラ等の出力が数W〜数十Wの携帯電子機器用の電源としての用途が考えられてきている。
Among them, PEFC has a low operating temperature of about 80-100 ° C,
(1) The output density is high, and the size and weight can be reduced.
(2) Since the electrolyte is not corrosive and the operating temperature is low, since there are few restrictions on the battery constituent materials from the viewpoint of corrosion resistance, cost reduction is easy.
(3) Since it can be started at room temperature, the startup time is short.
It has excellent features such as For this reason, PEFC takes advantage of the above features and is not only applied to driving power sources for vehicles and cogeneration systems for homes, but also to mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), laptop computers, digital cameras, The use as a power source for portable electronic devices whose output of a video camera or the like has several W to several tens of W has been considered.

PEFCは、大別して、例えば、白金や白金−ルテニウム等の触媒微粒子が付着した炭素電極から成る空気極(カソード)と、白金等の触媒微粒子が付着した炭素電極から成る燃料極(アノード)と、燃料極と空気極との間に介装されたフィルム状の電解質部材(以下、電解質部材と記す)とを有して構成されている。ここで、燃料極には、改質部を介して抽出された水素ガス(H)が供給され、一方、空気極には、大気中の酸素ガス(O)が供給されることにより、電気化学反応により所定の電気エネルギーが生成(発電)され、負荷に対する駆動電源(電圧/電流)となる電気エネルギーが生成される。 The PEFC is roughly classified, for example, an air electrode (cathode) composed of a carbon electrode to which catalyst fine particles such as platinum and platinum-ruthenium are adhered, and a fuel electrode (anode) composed of a carbon electrode to which catalyst fine particles such as platinum are adhered, It has a film-like electrolyte member (hereinafter referred to as an electrolyte member) interposed between the fuel electrode and the air electrode. Here, hydrogen gas (H 2 ) extracted through the reforming unit is supplied to the fuel electrode, while oxygen gas (O 2 ) in the atmosphere is supplied to the air electrode, Predetermined electric energy is generated (power generation) by the electrochemical reaction, and electric energy that is a driving power source (voltage / current) for the load is generated.

具体的には、燃料極に水素ガス(H)が供給されると、次の化学反応式(1)に示すように、上記触媒により電子(e)が分離した水素イオン(プロトン;H)が発生し、電解質部材を介して空気極側に通過するとともに、燃料極を構成する炭素電極により電子(e)が取り出されて負荷に供給される。 Specifically, when the hydrogen gas to the fuel electrode (H 2) is supplied, as shown in the following chemical equation (1), electrons by the catalyst (e -) is separated hydrogen ions (protons; H + ) Is generated and passes through the electrolyte member to the air electrode side, and electrons (e ) are taken out by the carbon electrode constituting the fuel electrode and supplied to the load.

3H→ 6H+6e・・・(1)
一方、空気極に空気が供給されると、次の化学反応式(2)に示すように、上記触媒により負荷を経由した電子(e)と電解質部材を通過した水素イオン(H)と空気中の酸素ガス(O)とが反応して水(HO)が生成される。
3H 2 → 6H + + 6e (1)
On the other hand, when air is supplied to the air electrode, as shown in the following chemical reaction formula (2), electrons (e ) passing through the load by the catalyst and hydrogen ions (H + ) passing through the electrolyte member, Reaction with oxygen gas (O 2 ) in the air produces water (H 2 O).

6H+3/2O+6e → 3HO ・・・(2)
このような一連の電気化学反応(式(1)および式(2))は、概ね80〜100℃の比較的低温の温度条件で進行し、電力以外の副生成物は基本的に水(HO)のみとなる。
6H + + 3 / 2O 2 + 6e → 3H 2 O (2)
Such a series of electrochemical reactions (formula (1) and formula (2)) proceeds at a relatively low temperature condition of approximately 80 to 100 ° C., and by-products other than electric power are basically water (H 2 O) only.

電解質部材を構成するイオン導電膜(交換膜)は、スルホン酸基を持つポリスチレン系の陽イオン交換膜、フルオロカーボンスルホン酸とポリビニリデンフルオライドとの混合膜、フルオロカーボンマトリックスにトリフルオロエチレンをグラフト化したもの等が知られており、最近ではパーフルオロカーボンスルフォン酸膜(例えば、商品名「ナフィオン」デュポン社製)等が用いられている。   The ion conductive film (exchange membrane) constituting the electrolyte member is a polystyrene-based cation exchange membrane having a sulfonic acid group, a mixed membrane of fluorocarbon sulfonic acid and polyvinylidene fluoride, and trifluoroethylene grafted on a fluorocarbon matrix. Recently, a perfluorocarbon sulfonic acid film (for example, trade name “Nafion” manufactured by DuPont) or the like has been used.

図3に、従来の燃料電池(PEFC)の構成を断面図で示す。同図において、14は燃料電池(PEFC)、15は電解質部材、16および17は電解質部材を挟持するように電解質部材15上に配置された一対の多孔質電極、すなわち燃料極および空気極であり、18はガスセパレータ、19は燃料流路、220は空気流路である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional fuel cell (PEFC). In the figure, 14 is a fuel cell (PEFC), 15 is an electrolyte member, 16 and 17 are a pair of porous electrodes arranged on the electrolyte member 15 so as to sandwich the electrolyte member, that is, a fuel electrode and an air electrode. , 18 are gas separators, 19 is a fuel flow path, and 220 is an air flow path.

ガスセパレータ18は、ガスセパレータ18の外形を形成する積層部およびガス流入出枠と、燃料流路19と空気流路20とを分離するセパレータ部と、このセパレータ部を貫通するように設けられた、電解質部材15の燃料極16および空気極17に対応するように配置された電極とから構成されている。電解質部材15の燃料極16、空気極17が電気的に直列および/または並列に接続されるようにガスセパレータ18を介して多数積層して電池の最小単位である燃料電池スタックとし、この燃料電池スタックを箱体に収納したものが一般的な燃料電池(PEFC)本体である。   The gas separator 18 is provided so as to penetrate the separator portion and the gas inflow / outflow frame that form the outer shape of the gas separator 18, the separator portion that separates the fuel passage 19 and the air passage 20, and the separator portion. The electrode member 16 is configured to correspond to the fuel electrode 16 and the air electrode 17 of the electrolyte member 15. A fuel cell stack which is a minimum unit of a battery is formed by stacking a large number of fuel electrodes 16 and air electrodes 17 of the electrolyte member 15 via gas separators 18 so that they are electrically connected in series and / or in parallel. A general fuel cell (PEFC) body is a stack in which a stack is housed.

そして、ガスセパレータ18に形成された燃料流路220を通して燃料極16には改質部から水蒸気を含む燃料ガス(水素に富むガス)が供給され、また、空気極17には空気流路20を通して大気中から酸化ガスとして空気が供給され、電解質部材15での化学反応により発電される。
特開2001−266910号公報 特表2001−507501号公報
The fuel electrode 16 is supplied with fuel gas containing water vapor (gas rich in hydrogen) from the reforming section through the fuel flow path 220 formed in the gas separator 18, and the air electrode 17 is passed through the air flow path 20. Air is supplied as an oxidizing gas from the atmosphere, and power is generated by a chemical reaction in the electrolyte member 15.
JP 2001-266910 A Special table 2001-507501 gazette

しかしながら、このような従来の燃料電池では、上記の通り、空気極に空気が供給されると、化学反応式(2)に示したように、触媒により負荷を経由した電子(e)と電解質部材を通過した水素イオン(H)と空気中の酸素ガス(O)とが反応してカソード側(空気極側)で水(HO)が生成される。そして、空気流路の底面部付近で急激に生成した水(HO)は水滴状となって短時間で空気流路を塞いでしまい、空気極に空気流路を通して大気中から酸化剤ガスとしての空気が供給され難くなり、電解質部材での電気化学反応が阻害されるため発電効率が劣化してしまうという問題があった。特に、携帯機器に使用される燃料電池は小型化、高効率化が要求されるため、反応生成した水(HO)による発電効率の低下が極めて大きな問題になる。 However, in such a conventional fuel cell, as described above, when air is supplied to the air electrode, as shown in the chemical reaction formula (2), the electrons (e ) and the electrolyte that have passed through the load by the catalyst are used. Hydrogen ions (H + ) that have passed through the member react with oxygen gas (O 2 ) in the air to generate water (H 2 O) on the cathode side (air electrode side). Then, water (H 2 O) generated abruptly near the bottom surface of the air flow path becomes water droplets and closes the air flow path in a short time, and the oxidant gas from the atmosphere passes through the air flow path to the air electrode. As a result, it is difficult to supply air, and the electrochemical reaction in the electrolyte member is hindered, so that the power generation efficiency is deteriorated. In particular, since a fuel cell used in a portable device is required to be small and highly efficient, a reduction in power generation efficiency due to water (H 2 O) generated by reaction is a very big problem.

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、高効率で堅牢な小型の燃料電池用容器を提供することにあり、また、ガスの均等供給、高効率な電気的接続を成すことができる信頼性の高い燃料電池用容器およびそれを用いた燃料電池ならびに電子機器を提供することにある。   The present invention has been devised in order to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a highly efficient and robust small fuel cell container. It is an object of the present invention to provide a highly reliable fuel cell container capable of supplying and highly efficient electrical connection, a fuel cell using the same, and an electronic device.

本発明の燃料電池用容器は、空気極および燃料極を有する電解質部材を、主面同士が対向して接合される第1および第2の基体の間に形成される中空状の容器内に収容する燃料電池用容器であって、前記第1および第2の基体は、一方が前記空気極と、他方が前記燃料極と、それぞれ電気的に接続する第1および第2の配線導体を各外面に導出するようにして形成されているとともに、前記容器の内側に面して、それぞれ、前記電解質膜に空気または燃料を供給する流体流路が形成されており、前記第1および第2の基体のうち、少なくとも前記空気極側のものは、前記流体流路の内面から前記外面にかけて連通する気孔を有する多孔質領域を備えていることを特徴とするものである。   In the fuel cell container of the present invention, the electrolyte member having the air electrode and the fuel electrode is accommodated in a hollow container formed between the first and second bases that are joined with the main surfaces facing each other. The first and second bases each have a first and a second wiring conductor electrically connected to the air electrode and the other to the fuel electrode, respectively, on each outer surface. And fluid passages for supplying air or fuel to the electrolyte membrane are formed facing the inside of the container, respectively, and the first and second substrates are formed. Among them, at least the one on the air electrode side includes a porous region having pores communicating from the inner surface to the outer surface of the fluid flow path.

また、本発明の燃料電池用容器は、、前記第1および第2の基体のうち、少なくとも前記空気極側のものはセラミックスで形成されていることを特徴とするものである。   The container for a fuel cell according to the present invention is characterized in that at least the one on the air electrode side of the first and second substrates is made of ceramics.

本発明の燃料電池は、上述の燃料電池用容器と、前記空気極および燃料極が前記第1および第2の配線導体のそれぞれに電気的に接続されて前記燃料電池用容器に収容された電解質部材とを備えていることを特徴とするものである。   The fuel cell according to the present invention includes the above-described fuel cell container, and the electrolyte in which the air electrode and the fuel electrode are electrically connected to the first and second wiring conductors and accommodated in the fuel cell container. And a member.

本発明の電子機器は、電源として上述の燃料電池を有していることを特徴とするものである。   An electronic apparatus according to the present invention includes the above-described fuel cell as a power source.

本発明の燃料電池用容器は、少なくとも空気極側の基体は、流体流路の内面から外面にかけて連通する気孔を有する多孔質領域を備えていることから、電解質部材において電気化学反応により生成した水(HO)は、毛細管現象によって気孔を通り燃料電池用容器外面に排出されるとともに、多孔質領域は比表面積が大きいため生成した水(HO)と外気との接触面積が増加することで生成した水(HO)の外気への放散性が促進される。これにより、空気が供給される流体流路の閉塞を抑えて、空気極の電極表面が水(HO)で覆われるのを有効に防止することができ、その結果、空気が供給される流体流路を通して大気中から酸化剤ガスとして空気を継続的に供給することができるので、電解質部材での化学反応が促進され、高効率な発電を行なうことが可能となる。 In the fuel cell container according to the present invention, since at least the base on the air electrode side includes a porous region having pores communicating from the inner surface to the outer surface of the fluid flow path, the water generated by the electrochemical reaction in the electrolyte member. (H 2 O) passes through the pores by capillary action and is discharged to the outer surface of the fuel cell container, and the porous area has a large specific surface area, so that the contact area between the generated water (H 2 O) and the outside air increases. Thus, the dissipating property of water (H 2 O) generated to the outside air is promoted. Accordingly, it is possible to effectively prevent the electrode surface of the air electrode from being covered with water (H 2 O) by suppressing the blockage of the fluid flow path to which air is supplied. As a result, the air is supplied. Since air can be continuously supplied as oxidant gas from the atmosphere through the fluid flow path, the chemical reaction in the electrolyte member is promoted, and highly efficient power generation can be performed.

また本発明の燃料電池用容器は、上記構成において、少なくとも空気極側の基体を機械的強度と耐食性に優れたセラミックスにより形成した場合には、携帯機器に搭載した際の落下等による衝撃で破壊することのを防止することができ、さらに、各種のガスを始めとする流体に対する耐食性に優れた燃料電池用容器を得ることができる。この場合、空気極側の基体は多孔質領域を有し、機械的な強度が低くなる傾向があるため、上記のように機械的強度に優れたセラミックスで形成することは特に有効である。   In the fuel cell container of the present invention, in the above configuration, when at least the base on the air electrode side is formed of ceramics having excellent mechanical strength and corrosion resistance, the container is destroyed by an impact caused by dropping or the like when mounted on a portable device. Further, it is possible to obtain a fuel cell container having excellent corrosion resistance against fluids including various gases. In this case, since the base on the air electrode side has a porous region and tends to have low mechanical strength, it is particularly effective to form the ceramic with excellent mechanical strength as described above.

また本発明の燃料電池は、燃料電池用容器が、少なくとも空気極側の基体は流体流路の内面から外面にかけて連通する気孔を有する多孔質領域を備えていることから、空気が供給される流体流路の閉塞、空気極の電極表面が水(HO)で覆われることを有効に防止することができ、空気が供給される流体流路を通して大気中から酸化剤ガスとして空気を継続的に供給することにより高効率な発電が可能となる。 In the fuel cell of the present invention, since the fuel cell container has a porous region having at least the air electrode-side substrate having pores communicating from the inner surface to the outer surface of the fluid flow path, the fluid to which air is supplied It is possible to effectively prevent blockage of the flow path and the electrode surface of the air electrode from being covered with water (H 2 O). High-efficiency power generation becomes possible by supplying to

また本発明の電子機器は、電源として上述の燃料電池を用いるようにしたことから、継続した高効率な発電を備え、例えば動画表示機能や、電動機等の消費電力の大きな機構を有するものであったとしても、安定して作動させることのできる利便性に優れたものとなる。   In addition, since the above-described fuel cell is used as a power source, the electronic device of the present invention has continuous high-efficiency power generation, and has, for example, a moving image display function and a mechanism with large power consumption such as an electric motor. Even so, it is excellent in convenience that can be stably operated.

本発明の燃料電池用容器および燃料電池を添付図面に基づき以下に詳細に説明する。   A fuel cell container and a fuel cell according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の燃料電池用容器およびそれを用いた燃料電池について実施の形態の一例を示す断面図である。図1において、1は燃料電池、2は燃料電池用容器、3は電解質部材、4は燃料極,5は空気極、6は第1の基体(燃料極側の基体)、7は第2の基体(空気極側の基体)、8は第1の流体流路(燃料極側の流体流路)、9は第2の流体流路(空気極側の流体流路)、10は第1の配線導体、11は第2の配線導体である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a fuel cell container and a fuel cell using the same according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a fuel cell, 2 is a fuel cell container, 3 is an electrolyte member, 4 is a fuel electrode, 5 is an air electrode, 6 is a first substrate (substrate on the fuel electrode side), and 7 is a second electrode. A base (air electrode side base), 8 a first fluid channel (fuel electrode side fluid channel), 9 a second fluid channel (air electrode side fluid channel), and 10 a first fluid channel A wiring conductor 11 is a second wiring conductor.

また、図2は図1の本発明の燃料電池用容器およびそれを用いた燃料電池における要部拡大図である。図2において符号は図1と同様であり、12は多孔質領域、13は気孔である。   FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the fuel cell container of the present invention shown in FIG. 1 and a fuel cell using the same. In FIG. 2, the reference numerals are the same as those in FIG. 1, 12 is a porous region, and 13 is a pore.

本発明における、燃料電池用容器は第1および第2の基体によって中空状の容器を形成するとともに、容器内に収納される電解質部材と基体外部を接続する第1および第2の配線導体から構成される。また、燃料電池は第1および第2の基体によって形成される容器に電解質部材を収納し電解質部材(実際には電解質部材の燃料極4および空気極5)を第1および第2の配線導体と電気的に接続することによって構成される。   The fuel cell container according to the present invention includes a first container and a second wiring conductor that form a hollow container with the first and second substrates and connect the electrolyte member housed in the container to the outside of the substrate. Is done. Further, the fuel cell houses the electrolyte member in a container formed by the first and second substrates, and the electrolyte member (actually, the fuel electrode 4 and the air electrode 5 of the electrolyte member) is connected to the first and second wiring conductors. It is configured by electrical connection.

電解質部材3は、例えばイオン導電膜(交換膜)の両主面上に、それぞれ対向するように、アノード側電極となる燃料極4と、カソード側電極となる空気極5とが一体的に形成されている。そして、電解質部材3で発電された後、電気は燃料極4、空気極5へ流し、第1および第2の配線導体10,11によって外部へ取り出すことができるものとなっている。   In the electrolyte member 3, for example, a fuel electrode 4 serving as an anode electrode and an air electrode 5 serving as a cathode electrode are integrally formed on both main surfaces of an ion conductive film (exchange membrane) so as to face each other. Has been. Then, after the power is generated by the electrolyte member 3, electricity flows to the fuel electrode 4 and the air electrode 5 and can be taken out by the first and second wiring conductors 10 and 11.

このような電解質部材3のイオン導電膜(交換膜)は、パーフルオロカーボンスルフォン酸樹脂、例えば商品名「ナフィオン」(デュポン社製)等のプロトン伝導性のイオン交換樹脂により構成されている。これらの燃料極4および空気極5は、白金、パラジウムあるいはこれらの合金等の触媒を担持した導電性微粒子、例えばカーボン微粒子をポリテトラフルオロエチレンのような疎水性樹脂結合剤により保持した多孔質体によって構成されている。なお、燃料極4は、白金や白金−ルテニウム等の触媒微粒子の付いた炭素電極を電解質部材3上にホットプレスする方法、または、白金や白金−ルテニウム等の触媒微粒子の付いた炭素電極材料と電解質材料を分散した溶液との混合物を電解質上に塗布または転写する方法等により形成される。   Such an ion conductive film (exchange membrane) of the electrolyte member 3 is made of a perfluorocarbon sulfonic acid resin, for example, a proton conductive ion exchange resin such as a trade name “Nafion” (manufactured by DuPont). These fuel electrode 4 and air electrode 5 are porous bodies in which conductive fine particles carrying a catalyst such as platinum, palladium or alloys thereof, for example, carbon fine particles are held by a hydrophobic resin binder such as polytetrafluoroethylene. It is constituted by. The fuel electrode 4 is formed by hot pressing a carbon electrode with catalyst fine particles such as platinum or platinum-ruthenium on the electrolyte member 3, or a carbon electrode material with catalyst fine particles such as platinum or platinum-ruthenium. It is formed by a method of applying or transferring a mixture with a solution in which an electrolyte material is dispersed onto the electrolyte.

第1の基体6および第2の基体7は凹部を有し、電解質部材3を凹部の内部に搭載する役割を持ち、酸化アルミニウム(Al)質焼結体、ムライト(3Al・2SiO)質焼結体、炭化珪素(SiC)質焼結体、窒化アルミニウム(AlN)質焼結体、窒化珪素(Si)質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等のセラミックス、カーボン、金属などから成る材料で形成することができるが、燃料電池の低背化を可能とするためには、第1の基体6および第2の基体7の機械的強度である曲げ強度が200MPa以上のセラミックスから成る材料であることが望ましく、例えば、相対密度が95%以上の緻密質からなる酸化アルミニウム質焼結体で形成されていることが好ましい。なお、凹部は、主面同士が対向して接合される第1および第2の基体6、7の間に電解質部材を収容できるような容器が形成されるのであれば、第1の基体6または第2の基体7いずれか一方のみでもよい。また、異なる形状、寸法でもよい。 The first substrate 6 and the second substrate 7 have recesses, and have a role of mounting the electrolyte member 3 inside the recesses. The aluminum oxide (Al 2 O 3 ) sintered body, mullite (3Al 2 O 3). · 2SiO 2) sintered material, silicon carbide (SiC) sintered material, aluminum nitride (AlN) sintered material, silicon nitride (Si 3 N 4) sintered material, ceramic glass ceramic sintered body or the like In order to reduce the height of the fuel cell, the bending strength, which is the mechanical strength of the first base 6 and the second base 7, can be formed. A material made of ceramics of 200 MPa or more is desirable. For example, it is preferably formed of an aluminum oxide sintered body made of a dense material having a relative density of 95% or more. In addition, if the container which can accommodate an electrolyte member is formed between the 1st and 2nd base | substrates 6 and 7 into which a main surface opposes, a recessed part will be 1st base | substrate 6 or Only one of the second substrates 7 may be used. Different shapes and dimensions may be used.

第1の基体6および第2の基体7に酸化アルミニウム焼結体を用いる場合は、まず酸化アルミニウム粉末に希土類酸化物粉末や焼結助剤を添加、混合して、酸化アルミニウム質焼結体の原料粉末を調整する。次いで、この酸化アルミニウム質焼結体の原料粉末に有機バインダおよび分散剤を添加、混合してペースト化し、このペーストからドクターブレード法によって、あるいは原料粉末に有機バインダを加え、プレス成形、圧延成形等によって、所定の厚みのグリーンシートを作製する。そして、このグリーンシートに対して、金型による打ち抜き法、マイクロドリルによる穴あけ法、レーザ光照射よる穴あけ法等により、第1流体流路8および第2流体流路9としての貫通穴、ならびに第1配線導体10および第2配線導体11を配設するための貫通孔を形成する。なお、第1流体流路8および第2流体流路9は、金型による打ち抜きやプレス成形等により表面や内部に形成された溝であってもよい。   In the case of using an aluminum oxide sintered body for the first substrate 6 and the second substrate 7, first, a rare earth oxide powder and a sintering aid are added to and mixed with the aluminum oxide powder, and an aluminum oxide sintered body is formed. Adjust the raw material powder. Next, an organic binder and a dispersing agent are added to the raw material powder of the aluminum oxide sintered body, mixed to form a paste, and an organic binder is added from this paste by a doctor blade method, or an organic binder is added to the raw material powder, press forming, rolling forming, etc. Thus, a green sheet having a predetermined thickness is produced. Then, through this green sheet, through holes as the first fluid flow path 8 and the second fluid flow path 9 are formed by a punching method using a mold, a drilling method using a micro drill, a drilling method using laser light irradiation, and the like. A through hole for arranging the first wiring conductor 10 and the second wiring conductor 11 is formed. In addition, the 1st fluid flow path 8 and the 2nd fluid flow path 9 may be the groove | channel formed in the surface or the inside by stamping with a metal mold | die, press molding, etc.

その後、第1の配線導体10や第2の配線導体11等の導体となる導体ペーストを印刷し充填した所定枚数のシート状成形体を位置合わせして積層圧着した後、この積層体を、例えば非酸化性雰囲気中にて、焼成最高温度が1200〜1500℃の温度で焼成して、有機バインダおよび多孔質の有機シートを分解するとともにアルミナセラミックスを焼結させ、所望の気孔13を有する基体を得る。   Then, after aligning and laminating and pressing a predetermined number of sheet-like molded bodies filled with a conductor paste that is a conductor such as the first wiring conductor 10 and the second wiring conductor 11, A base body having desired pores 13 is obtained by firing at a maximum firing temperature of 1200 to 1500 ° C. in a non-oxidizing atmosphere to decompose the organic binder and the porous organic sheet and to sinter alumina ceramics. obtain.

ここで、第1および第2の基体6,7のうち、少なくとも空気極側の基体(本実施形態では第2の基体7)は、流体流路の内面から外面にかけて連通する気孔13を有する多孔質領域12を備えていることが重要である。   Here, of the first and second substrates 6 and 7, at least the substrate on the air electrode side (second substrate 7 in the present embodiment) has a pore 13 having pores 13 communicating from the inner surface to the outer surface of the fluid flow path. It is important to have a quality region 12.

空気極側の基体(本実施形態では第2の基体7)が、空気極側の流体流路(本実施形態では第2の流体流路9)の内面から外面にかけて連通する気孔13を有する多孔質領域12を備えていることによって、電解質部材3において電気化学反応により生成した水(HO)が、毛細管現象によって燃料電池用容器2の外面に排出されるとともに、生成した水(HO)と外気との接触面積が増加することで生成した水(HO)の外気への放散性が促進されるため、空気極側の流体流路(本実施形態では第2の流体流路9)の閉塞を効果的に抑えることができ、大気中から酸化剤ガスとして空気を継続的に供給することができるため、電解質部材3での化学反応を促進することができ高効率な発電を行なうことが可能となる。 The air electrode side substrate (second substrate 7 in the present embodiment) has pores 13 having pores 13 communicating from the inner surface to the outer surface of the air electrode side fluid channel (second fluid channel 9 in the present embodiment). By providing the material region 12, the water (H 2 O) generated by the electrochemical reaction in the electrolyte member 3 is discharged to the outer surface of the fuel cell container 2 by capillary action, and the generated water (H 2 O) is increased by increasing the contact area between the outside air and the generated water (H 2 O) is promoted to the outside air, so the fluid flow path on the air electrode side (the second fluid flow in this embodiment) Since the clogging of the passage 9) can be effectively suppressed and air can be continuously supplied from the atmosphere as an oxidant gas, the chemical reaction in the electrolyte member 3 can be promoted and highly efficient power generation. Can be performed.

また、このような多孔質領域12は3次元網目構造であり、機械的特性において等方的な特性を有することから、第1の基体6や第2の基体7の第1配線導体10や第2配線導体11が配設された部位における機械的特性における信頼性を高くすることもできる。   Further, since such a porous region 12 has a three-dimensional network structure and has isotropic characteristics in mechanical characteristics, the first wiring conductor 10 and the second wiring conductor 10 of the first base 6 and the second base 7 are used. It is also possible to increase the reliability in mechanical characteristics at the portion where the two wiring conductors 11 are disposed.

多孔質領域12の形成は、その多孔質領域12を設ける基体が上述したアルミナセラミックス等のセラミックスで形成されている場合であれば、所望の多孔質となる領域に、例えばアクリル樹脂、ワックス、ゴム等の加熱によって焼失または溶出するもの、または、熱または酸等によって溶出または分解するSn、Pb等の金属などの気孔形成用材料を予め添加し混合したグリーンシートを用いればよい。また、第1および/または第2の基体6、7の全体を上記の気孔形成用材料を予め添加し混合したグリーンシートを用いて形成し、燃料電池用容器2全体を多孔質材料から成るものとしても良い。   The porous region 12 is formed when the substrate on which the porous region 12 is provided is formed of ceramics such as the above-mentioned alumina ceramics, for example, an acrylic resin, wax, rubber, or the like in the desired porous region. What is necessary is just to use the green sheet which added and mixed previously the thing for pore formation materials, such as metals, such as Sn and Pb which elute or decompose | dissolve by heat | fever or an acid, etc. by burning or eluting by heating. Further, the entire first and / or second substrate 6 and 7 is formed using a green sheet in which the pore forming material is previously added and mixed, and the entire fuel cell container 2 is made of a porous material. It is also good.

気孔形成用材料は、粒径や体積、およびこれらの分布が均等であり、所望の気孔径や気孔率に調整が容易であるという観点からは、球状であることが好ましい。   The pore forming material preferably has a spherical shape from the viewpoint that the particle size and volume, and the distribution thereof are uniform, and adjustment to a desired pore diameter and porosity is easy.

また、多孔質領域12の気孔率が高いほど空気極側の流体流路(第2の流体流路9)が水(HO)で覆われることを防止する効果は高くなるが、気孔率が高くなるとともに多孔質領域12の強度が低下してしまい、本発明の燃料電池用容器2を用いた燃料電池1をノートPCや携帯電話等の携帯機器に使用した場合、機器の落下等によって燃料電池用容器2が破壊され燃料電池1が機能しなくなる可能性がある。したがって機器の落下等による燃料電池用容器2の破壊を防ぐために、例えばアルミナ焼結体を用いて燃料電池用容器2を形成する場合、多孔質領域12に形成される気孔13の気孔率は60〜70体積%が望ましい。 In addition, the higher the porosity of the porous region 12, the higher the effect of preventing the fluid channel (second fluid channel 9) on the air electrode side from being covered with water (H 2 O), but the porosity is increased. When the fuel cell 1 using the fuel cell container 2 of the present invention is used in a portable device such as a notebook PC or a mobile phone, the strength of the porous region 12 decreases as the battery becomes higher. There is a possibility that the fuel cell container 2 is destroyed and the fuel cell 1 does not function. Therefore, when the fuel cell container 2 is formed using, for example, an alumina sintered body in order to prevent the destruction of the fuel cell container 2 due to dropping of the equipment, the porosity of the pores 13 formed in the porous region 12 is 60. -70 volume% is desirable.

また、アルミナセラミックスから成る第1の基体6および第2の基体7は、その厚みを0.2mm以上とすることが好ましい。厚みが0.2mm未満では、第1の基体6に第2の基体7を取着したときに発生する応力により、第1の基体6や第2の基体7に割れ等が発生しやすくなる傾向がある。他方、厚みが5mmを超えると、薄型化、低背化が困難となるため、小型携帯機器に搭載する燃料電池1としては不適切となり、また、熱容量が大きくなるため、電解質部材3の電気化学反応条件に相当する適切な温度にすばやく設定することが困難となる傾向がある。   Moreover, it is preferable that the thickness of the 1st base | substrate 6 and the 2nd base | substrate 7 which consist of alumina ceramics shall be 0.2 mm or more. When the thickness is less than 0.2 mm, the first base 6 and the second base 7 tend to be easily cracked due to the stress generated when the second base 7 is attached to the first base 6. There is. On the other hand, if the thickness exceeds 5 mm, it is difficult to reduce the thickness and height, so that it becomes inappropriate as the fuel cell 1 mounted on a small portable device, and the heat capacity becomes large. It tends to be difficult to quickly set an appropriate temperature corresponding to the reaction conditions.

なお、多孔質領域12は、流体流路(第2の流体流路9)の内面のうち、少なくとも空気極に接する部位やその近傍に、容器外面まで連通する気孔の開口部(水の入り口)が位置していることが好ましい。これは、空気極の部分で水が生成するので、その水をできるだけ速やかに気孔を介して排出させるためである。流路の内面の全面にわたって気孔の開口部が位置していれば、さらに効率よく水を排出させることができる。   The porous region 12 is a pore opening (water inlet) communicating with the outer surface of the container at least in a portion in contact with the air electrode in the inner surface of the fluid channel (second fluid channel 9) or in the vicinity thereof. Is preferably located. This is because water is generated at the air electrode portion, and the water is discharged through the pores as quickly as possible. If the pore openings are located over the entire inner surface of the flow path, water can be discharged more efficiently.

また、流体流路(第2の流体流路9)を、図1に示したように、隔壁で仕切られた複数の流路から成るものとして、その隔壁の内側面から燃料電池用容器2の外面(第2の基体7の下面等)にかけた領域を多孔質領域とすると、多孔質領域12(の気孔)と流体流路(の排出すべき水)との接触面積がより大きく確保されるので、水の排出をより効果的に行なわせることができる。隔壁は、第1や第2の基体の凹部底面の一部を凸状に成形することにより形成される。   Further, as shown in FIG. 1, the fluid flow path (second fluid flow path 9) is composed of a plurality of flow paths partitioned by partition walls, and the fuel cell container 2 is formed from the inner surface of the partition walls. When the region applied to the outer surface (the lower surface of the second base 7 or the like) is a porous region, a larger contact area between the porous region 12 (the pores thereof) and the fluid flow path (water to be discharged) is secured. Therefore, water can be discharged more effectively. The partition wall is formed by forming a part of the bottom surface of the concave portion of the first or second base into a convex shape.

第1の配線導体10および第2の配線導体11は、酸化を防ぐために、タングステンおよび/またはモリブデンで形成されているのが好ましい。その場合であれば、例えば、無機成分としてタングステンおよび/またはモリブデン粉末100質量部に対して、Alを3〜20質量部,Nbを0.5〜5質量部の割合で添加してなる導体ペーストを調製する。この導体ペーストをグリーンシートの貫通孔内に充填して、貫通導体としてのビア導体を形成する。 The first wiring conductor 10 and the second wiring conductor 11 are preferably made of tungsten and / or molybdenum in order to prevent oxidation. In that case, for example, 3 to 20 parts by mass of Al 2 O 3 and 0.5 to 5 parts by mass of Nb 2 O 5 with respect to 100 parts by mass of tungsten and / or molybdenum powder as inorganic components. A conductor paste is prepared by adding. The conductor paste is filled into the through hole of the green sheet to form a via conductor as a through conductor.

これらの導体ペースト中には、第1および第2の基体6,7のセラミックスとの密着性を高めるために、酸化アルミニウム粉末や、第1および第2の基体6,7を形成するセラミックス成分と同一の組成物粉末を、例えば0.05〜2体積%の割合で添加することも可能である。   In these conductor pastes, in order to improve the adhesion of the first and second substrates 6 and 7 to the ceramic, aluminum oxide powder and ceramic components forming the first and second substrates 6 and 7 are included. It is also possible to add the same composition powder, for example in the ratio of 0.05-2 volume%.

なお、第1および第2の配線導体10,11配線導体の形成は、貫通孔へ導体ペーストを充填してビア導体を形成する前後あるいはそれと同時に、同様の導体ペーストをグリーンシートに対しスクリーン印刷、グラビア印刷等の方法で所定パターンに印刷塗布して形成する。タングステンおよび/またはモリブデンで形成された第1および第2の配線導体10,11、およびビア導体はアルミナセラミックスとともに焼結し一体化する。   The first and second wiring conductors 10 and 11 are formed by screen printing the same conductive paste on the green sheet before or after forming the via conductor by filling the through hole with the conductive paste. A predetermined pattern is printed and applied by a method such as gravure printing. The first and second wiring conductors 10 and 11 and the via conductor formed of tungsten and / or molybdenum are sintered and integrated with alumina ceramics.

また、第1の配線導体10および第2の配線導体11は、電解質部材3にて電気化学的に生成された電気を効率よく外部に取り出すという観点からは、比電気抵抗が0.1ミリΩcm以下であることが好ましい。このような材料としては、銀,銀系の金属,銅,銅系の金属等が挙げられる。   Further, the first wiring conductor 10 and the second wiring conductor 11 have a specific electric resistance of 0.1 milliΩcm from the viewpoint of efficiently taking out the electricity electrochemically generated by the electrolyte member 3 to the outside. The following is preferable. Examples of such materials include silver, silver-based metals, copper, and copper-based metals.

第1の配線導体10および第2の配線導体11が銀,銀系の金属、銅,銅系の金属で形成される場合は、第1の基体6および第2の基体7をガラスセラミックス焼結体で形成することで、第1の基体6および第2の基体7と第1の配線導体10および第2の配線導体11とを同時焼成して低抵抗の配線導体を容易に形成することができる。   When the first wiring conductor 10 and the second wiring conductor 11 are formed of silver, silver-based metal, copper, or copper-based metal, the first base 6 and the second base 7 are sintered with glass ceramics. By forming the first body 6 and the second body 7, and the first wiring conductor 10 and the second wiring conductor 11 at the same time, a low resistance wiring conductor can be easily formed. it can.

ガラスセラミックス焼結体はガラス成分とフィラー成分とから成るが、ガラス成分としては、例えばSiO−B系,SiO−B−Al系,SiO−B−Al−MO系(但し、MはCa,Sr,Mg,BaまたはZnを示す),SiO−Al−MO−MO系(但し、MおよびMは同一または異なってCa,Sr,Mg,BaまたはZnを示す),SiO−B−Al−MO−MO系(但し、MおよびMは上記と同じである),SiO−B−M O系(但し、MはLi,NaまたはKを示す),SiO−B−Al−M O系(但し、Mは上記と同じである),Pb系ガラス,Bi系ガラス等が挙げられる。 The glass ceramic sintered body is composed of a glass component and a filler component. Examples of the glass component include SiO 2 —B 2 O 3 , SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 , and SiO 2 —B 2. O 3 —Al 2 O 3 —MO (where M represents Ca, Sr, Mg, Ba or Zn), SiO 2 —Al 2 O 3 —M 1 O—M 2 O (where M 1 and M 2 is the same or different and represents Ca, Sr, Mg, Ba or Zn), SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —M 1 O—M 2 O system (where M 1 and M 2 are Same as above), SiO 2 —B 2 O 3 —M 3 2 O system (where M 3 represents Li, Na or K), SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —M 3 2 O-based (however, M 3 is the same as above), Pb-based glass, B i type | system | group glass etc. are mentioned.

また、フィラー成分としては、例えばAl,SiO,ZrOとアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、TiOとアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、AlおよびSiOから選ばれる少なくとも1種を含む複合酸化物(例えばスピネル,ムライト,コージェライト)等が挙げられる。 Examples of the filler component include a composite oxide of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 and an alkaline earth metal oxide, a composite oxide of TiO 2 and an alkaline earth metal oxide, Al 2 O 3. And composite oxides containing at least one selected from SiO 2 (for example, spinel, mullite, cordierite) and the like.

また、燃料電池用容器2に形成された第1配線導体10、第2配線導体11を含むすべての導体の体積は、燃料電池用容器2の体積の0.5%以上であるのがよい。これにより、燃料電池用容器2に形成された導体の抵抗が小さくなり、電解質部材3にて電気化学的に生成された電気を効率よく外部に取り出すことができる。   Further, the volume of all conductors including the first wiring conductor 10 and the second wiring conductor 11 formed in the fuel cell container 2 may be 0.5% or more of the volume of the fuel cell container 2. Thereby, the resistance of the conductor formed in the fuel cell container 2 is reduced, and the electricity electrochemically generated by the electrolyte member 3 can be efficiently taken out to the outside.

また、上記のように第1の基体6および第2の基体7をガラスセラミックス材料で形成した場合には、その内部に上述のメタライズ法等により金属層を種々の形状,電気特性で形成することができるので、第1および/または第2の基体6,7の内部に、抵抗やキャパシタンスやインダクタンス等として機能する電子回路素子を形成することができる。従って、例えば、燃料電池1に平行して、大容量のキャパシタを形成することで、燃料電池1から出力される電流が不足する状態となった場合、不足する電流分が補填されて目標出力電流に応じた電流供給を確保することができる。また、昇圧回路を形成することもできるため、電子機器に必要な電圧を確保することが容易になる。   Further, when the first substrate 6 and the second substrate 7 are formed of a glass ceramic material as described above, a metal layer is formed in various shapes and electrical characteristics by the above metallization method or the like. Therefore, an electronic circuit element that functions as a resistor, a capacitance, an inductance, or the like can be formed inside the first and / or second bases 6 and 7. Therefore, for example, when a large capacity capacitor is formed in parallel with the fuel cell 1 and the current output from the fuel cell 1 becomes insufficient, the insufficient current is compensated and the target output current is compensated. It is possible to ensure current supply according to In addition, since a booster circuit can be formed, it is easy to secure a voltage necessary for the electronic device.

なお、このように第1および/または第2の基体6、7の内部に、抵抗やキャパシタンスやインダクタンスを形成する場合には、第1および/または第2の基体6、7は上述のガラスセラミックスで、第1の配線導体10および第2の配線導体11は低抵抗金属からなることが好ましい。   When the resistance, capacitance, and inductance are formed in the first and / or second bases 6 and 7 as described above, the first and / or second bases 6 and 7 are formed of the glass ceramics described above. Thus, the first wiring conductor 10 and the second wiring conductor 11 are preferably made of a low resistance metal.

上記本発明の燃料電池用容器2の内部に電解質部材3を収容し、電解質部材3の燃料極4および空気極5を、それぞれ第1の配線導体10および第2の配線導体11に電気的に接続することにより燃料電池1が形成される。   The electrolyte member 3 is accommodated in the fuel cell container 2 of the present invention, and the fuel electrode 4 and the air electrode 5 of the electrolyte member 3 are electrically connected to the first wiring conductor 10 and the second wiring conductor 11, respectively. By connecting, the fuel cell 1 is formed.

燃料電池1は、第1および第2の配線導体10,11の導出部分が電子機器を構成するマザーボード等の外部電気回路基板(図示せず)に電気的に接続されて、電子機器の電源として使用される。   In the fuel cell 1, the lead-out portions of the first and second wiring conductors 10 and 11 are electrically connected to an external electric circuit board (not shown) such as a mother board constituting the electronic device, and used as a power source for the electronic device. used.

この場合、第1の基体6および第2の基体7の少なくとも一方に、半田やロウ付け等により外部接続用端子(図示せず)が接合されてもよい。外部接続用端子は、電子機器の主となる電子回路を形成するためのマザーボード等と良好な電気接続が行なえる形状であることが望ましい。このような形状としては、例えば、電子機器の主となる電子回路に端子同士を接触や挿入することにより簡単に電気的,機械的に接続することができるような棒状、鉤状、円錐状等のものが用いられる。   In this case, an external connection terminal (not shown) may be joined to at least one of the first base 6 and the second base 7 by soldering or brazing. It is desirable that the external connection terminal has a shape that allows good electrical connection with a mother board or the like for forming the main electronic circuit of the electronic device. As such a shape, for example, a rod shape, a saddle shape, a conical shape, etc. that can be easily electrically and mechanically connected to each other by connecting or inserting terminals to an electronic circuit that is a main part of an electronic device. Is used.

なお、電子機器の主となる電子回路のうち、このような外部接続用端子が接続される部位には、この外部接続用端子に対応した勘合部(穴など)を設けておくことが好ましい。また、外部接続用端子を第1の基体6および第2の基体7の側面に配置することで、電子機器の低背化を行なうことができる。   In addition, it is preferable to provide a fitting portion (a hole or the like) corresponding to the external connection terminal in a portion to which the external connection terminal is connected in the electronic circuit that is the main component of the electronic device. Further, by arranging the external connection terminals on the side surfaces of the first base 6 and the second base 7, the height of the electronic device can be reduced.

そして、本発明の電子機器としては、具体的には携帯電話,PDA(Personal Digital Assistants),デジタルカメラやビデオカメラ,ゲーム機などの玩具等の携帯型電子機器、また、ノート型PC(パーソナルコンピュータ)をはじめとするポータブルなプリンター,ファクス,テレビ,通信機器,オーディオビデオ機器,扇風機等の各種家電製品,電動工具等の電子機器がある。   Specifically, the electronic device of the present invention includes portable electronic devices such as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), toys such as digital cameras, video cameras, and game machines, and notebook PCs (personal computers). ) And other portable printers, fax machines, televisions, communication equipment, audio-video equipment, electric appliances such as electric fans, and electronic equipment such as electric tools.

これらの電子機器は、近年、液晶表示装置等を用いた動画表示の機能を付加したものが使用されるようになってきている。このような動画表示は電源の消費が非常に大きいことから、従来の蓄電池を用いた電子機器では短時間で動作不能となるのに対し、本発明の電子機器は非常に長時間の電源を供給できる燃料電池を搭載しており、動画表示を行なっても長時間の動作が可能となる。   In recent years, these electronic devices have been added with a function of displaying a moving image using a liquid crystal display device or the like. Such a video display consumes a large amount of power, so that an electronic device using a conventional storage battery cannot be operated in a short time, whereas the electronic device of the present invention supplies a very long time power. It is equipped with a fuel cell that can perform long-time operation even when a moving image is displayed.

例えば携帯電話の場合、中央処理装置(CPU)と、制御部と、ランダムアクセスメモリ(RAM)と、リードオンメモリ(ROM)と、使用者により操作されたデータをCPUに入力する入力部と、アンテナと、アンテナで受信された信号を復調して制御部に供給すると共に、制御部から供給された信号を変調してアンテナより送信させる無線部と、制御部からの鳴動信号に基づき鳴音するスピーカと、制御部からの制御により点灯、消灯あるいは点滅する発光ダイオード(LED)と、制御部から信号により情報の表示を行なう表示部と、制御部からの駆動信号により振動するバイブレータと、使用者の音声を音声信号に変換して制御部へ伝達し、制御部からの音声信号は音声に変換して出力する送受話部と、各部に電源を供給する電源部とから構成されており、その電源部に本発明の燃料電池1および燃料電池用容器2が組み込まれることによって、燃料電池1および燃料電池用容器2が、コンパクト性、簡便性および安全性に優れ、燃料の均等供給および高効率な電気接続による長時間の電源供給が可能となることから、携帯電話の小型、低背化および軽量化が可能となる。   For example, in the case of a mobile phone, a central processing unit (CPU), a control unit, a random access memory (RAM), a read-on memory (ROM), an input unit for inputting data operated by a user to the CPU, The antenna, the signal received by the antenna is demodulated and supplied to the control unit, the radio unit that modulates the signal supplied from the control unit and transmitted from the antenna, and the sound is generated based on the ringing signal from the control unit A speaker, a light emitting diode (LED) that is turned on, off, or blinking under the control of the control unit, a display unit that displays information by a signal from the control unit, a vibrator that vibrates by a drive signal from the control unit, and a user The voice signal from the control unit is transmitted to the control unit, the voice signal from the control unit is converted into voice and output, and the power source that supplies power to each unit The fuel cell 1 and the fuel cell container 2 of the present invention are incorporated in the power supply unit, so that the fuel cell 1 and the fuel cell container 2 are excellent in compactness, simplicity and safety. In addition, since it is possible to supply power for a long period of time with an even supply of fuel and high-efficiency electrical connection, the mobile phone can be reduced in size, height and weight.

また、近時の携帯電話が小型化、低背化の面では十分であることを考慮すると、このように燃料電池1を小型、低背化することよって生じたスペースに、例えば、カメラやビデオ等の電話機能以外の機能を有する電子部品を新たに組み込むことが可能となり、更なる多機能化を行なうことができる。   Also, considering that recent mobile phones are sufficient in terms of miniaturization and low profile, in the space generated by miniaturizing and reducing the height of the fuel cell 1 in this way, for example, a camera or video Electronic components having functions other than the telephone function such as the above can be newly incorporated, and further multi-function can be performed.

また、新たに電子部品を組み込む替わりに、衝撃吸収材や衝撃防止部材等を主要な電子回路を保護するようにして設けてもよい。この場合、落下等により携帯電話本体に衝撃が加わった際の耐衝撃性や、雨中での使用等の際の防水性などを従来よりも強固にし得る構造とすることもできる。   Further, instead of newly incorporating an electronic component, an impact absorbing material, an impact preventing member or the like may be provided so as to protect the main electronic circuit. In this case, it is also possible to have a structure that can make the impact resistance when a shock is applied to the mobile phone main body due to dropping or the like, the waterproofness when used in rain, etc. stronger than before.

また、携帯電話本体内部の電気回路部を小さくすることが可能となることによって、携帯電話本体の外形への制約が少なくなり、例えば、携帯電話を老人や子供にとって握りやすい形状とすること等の意匠性に優れた外形状とすることが可能となる。   In addition, by making it possible to reduce the size of the electric circuit inside the mobile phone body, there are fewer restrictions on the external shape of the mobile phone body, for example, making the mobile phone a shape that is easy for an elderly person or child to grip. It becomes possible to make the outer shape excellent in design.

また、電源部の構造を上述のように燃料電池1および燃料電池用容器2が着脱自在となる構造とした場合には、予備の燃料電池1および燃料電池用容器2を準備しておけば、電池切れ等が発生した場合に容易に予備の燃料電池1および燃料電池用容器2に交換、あるいは、燃料電池1を取り出して、燃料の補給や交換をすることができるので、継続して通話等を行うことができ、従来の蓄電池を電源として使用するもの等に比べて安定性、利便性に優れたものとなる。   Further, in the case where the structure of the power source is a structure in which the fuel cell 1 and the fuel cell container 2 are detachable as described above, if the spare fuel cell 1 and the fuel cell container 2 are prepared, When the battery runs out, etc., the spare fuel cell 1 and the fuel cell container 2 can be easily replaced, or the fuel cell 1 can be taken out and replenished or replaced, so that calls can be continued. Therefore, the stability and convenience are superior to those using a conventional storage battery as a power source.

また、交換された使用済みの燃料電池1は、燃料を補給することによりすぐに再利用できるので、充電に比べて使い勝手がよく、また資源を有効利用することも可能なものとなる。また、自然災害等による長期にわたる停電等の緊急時や屋外においても使用可能となる利点もある。   In addition, since the used fuel cell 1 that has been replaced can be reused immediately by replenishing fuel, it is more convenient than charging, and resources can be effectively used. In addition, there is an advantage that it can be used in an emergency such as a long-term power failure due to a natural disaster or the like or outdoors.

また、ノート型PC(パーソナルコンピュータ)の場合、パーソナルコンピュータ本体と、パーソナルコンピュータ本体に所定のデータを入力するためのキーボードとを納めた第1の筐体と、キーボードにより入力されたデータあるいはパーソナルコンピュータ本体により処理されたデータを表示するためのディスプレイを納めた第2の筐体とを備え、第2の筐体が第1の筐体に開閉可能に取り付けられており、さらに各部に電源を供給する電源部を第1の筐体に設けるという基本構成から成り、その電源部に燃料電池1および燃料電池用容器2が組み込まれる。この場合、前述の携帯電話と同様に、本発明の電子機器に組み込まれる燃料電池1および燃料電池用容器2が、コンパクト性、簡便性および安全性に優れ、燃料の均等供給および高効率な電気接続による長時間の電源供給が可能となることから、ノート型PC(パーソナルコンピュータ)本体の小型、低背化、軽量化および多機能化が可能となるとともに、ディスプレイの大型化や高解像度化に対応して、大きな電流を安定して、長期にわたって供給することも可能で、ディスプレイが見やすく、かつ携帯の際の重量や容積上の負担も少ない等の利便性の高いノート型PC(パーソナルコンピュータ)とすることができる。   In the case of a notebook PC (personal computer), a personal computer main body, a first housing containing a keyboard for inputting predetermined data to the personal computer main body, data input by the keyboard, or a personal computer And a second housing containing a display for displaying data processed by the main body, the second housing is attached to the first housing so as to be openable and closable, and power is supplied to each part. The power supply unit is configured to be provided in the first casing, and the fuel cell 1 and the fuel cell container 2 are incorporated in the power supply unit. In this case, as in the above-described mobile phone, the fuel cell 1 and the fuel cell container 2 incorporated in the electronic device of the present invention are excellent in compactness, simplicity, and safety, and are evenly supplied with fuel and highly efficient electricity. Since long-term power supply can be achieved through connection, the laptop PC (personal computer) can be made smaller, lower in profile, lighter in weight and multi-functional, and the display can be increased in size and resolution. Correspondingly, a large current can be supplied stably over a long period of time, the display is easy to see, and the notebook PC (personal computer) has high convenience, such as a small weight and volume when carrying. It can be.

また、電源部の構造を燃料電池1および燃料電池用容器2が着脱自在となる構造とした場合には、予備の本発明の燃料電池1および燃料電池用容器2を準備しておけば、屋外や旅客機等の移動体内等の2次電池のみで使用するような状況において、従来に比べ飛躍的に長時間の電源供給が可能になるという利点がある。また、このように公共の場で使用する場合にも、安全性に優れることから、制約を受けることなく使用することが可能な、極めて利便性に優れたものとなる。   If the fuel cell 1 and the fuel cell container 2 are detachable from the power source, the spare fuel cell 1 and the fuel cell container 2 of the present invention are prepared. In a situation where only a secondary battery such as a moving body such as a passenger aircraft is used, there is an advantage that it is possible to supply power for a long time as compared with the conventional case. Further, even when used in a public place as described above, since it is excellent in safety, it can be used without being restricted and is extremely convenient.

本発明の燃料電池用容器を用いた燃料電池の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of the fuel cell using the container for fuel cells of this invention. 図1の燃料電池の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the fuel cell of FIG. 従来の燃料電池の断面図である。It is sectional drawing of the conventional fuel cell.

符号の説明Explanation of symbols

1:燃料電池
2:燃料電池用容器
3:電解質部材
4:燃料極
5:空気極
6:第1の基体
7:第2の基体
8:第1の流体流路
9:第2の流体流路
10:第1の配線導体
11:第2の配線導体
12:多孔質領域
13:気孔
1: Fuel cell 2: Fuel cell container 3: Electrolyte member 4: Fuel electrode 5: Air electrode 6: First substrate 7: Second substrate 8: First fluid channel 9: Second fluid channel 10: First wiring conductor 11: Second wiring conductor 12: Porous region 13: Pore

Claims (4)

空気極および燃料極を有する電解質部材を、主面同士が対向して接合される第1および第2の基体の間に形成される中空状の容器内に収容する燃料電池用容器であって、前記第1および第2の基体は、一方が前記空気極と、他方が前記燃料極と、それぞれ電気的に接続する第1および第2の配線導体を各外面に導出するようにして形成されているとともに、前記容器の内側に面して、それぞれ、前記電解質膜に空気または燃料を供給する流体流路が形成されており、前記第1および第2の基体のうち、少なくとも前記空気極側のものは、前記流体流路の内面から前記外面にかけて連通する気孔を有する多孔質領域を備えていることを特徴とする燃料電池用容器。 A fuel cell container that accommodates an electrolyte member having an air electrode and a fuel electrode in a hollow container formed between first and second substrates whose main surfaces are opposed to each other, The first and second bases are formed such that one of the first and second wiring conductors electrically connected to the air electrode and the other to the fuel electrode are led to the outer surfaces. In addition, fluid flow paths for supplying air or fuel to the electrolyte membrane are formed facing the inside of the container, respectively, and at least the air electrode side of the first and second substrates is provided. A fuel cell container comprising a porous region having pores communicating from the inner surface to the outer surface of the fluid flow path. 前記第1および第2の基体のうち、少なくとも前記空気極側のものはセラミックスで形成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用容器。 2. The fuel cell container according to claim 1, wherein at least one of the first and second substrates on the air electrode side is formed of ceramics. 請求項1または請求項2記載の燃料電池用容器と、前記空気極および燃料極が前記第1および第2の配線導体のそれぞれに電気的に接続されて前記燃料電池用容器に収容された電解質部材とを備えていることを特徴とする燃料電池。 3. The fuel cell container according to claim 1 or 2, and the electrolyte in which the air electrode and the fuel electrode are electrically connected to each of the first and second wiring conductors and accommodated in the fuel cell container. And a fuel cell. 電源として請求項3記載の燃料電池を有していることを特徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the fuel cell according to claim 3 as a power source.
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