JP2006313710A - 燃料電池及びその製造方法、電源並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐久性に優れる燃料電池、耐久性に優れる燃料電池の製造方法、該燃料電池を有する電源及び該電源を有する電子機器を提供する。
【解決手段】 燃料電池については、電解質膜、触媒層及び拡散層の少なくとも一つは、リン酸基を有する化合物を含有する。燃料電池の製造方法は、少なくとも、多孔質体及び非イオン性共重合体を含有する液体中でリン酸基を有する化合物を重合することにより拡散層を形成する工程を有する。また、燃料電池の製造方法は、少なくとも、触媒が担持されている触媒担持体及び非イオン性共重合体を含有する液体中でリン酸基を有する化合物を重合することにより触媒層を形成する工程を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、燃料電池、燃料電池の製造方法、電源及び電子機器に関する。

温暖化ガスに代表される環境問題の観点から、クリーンエネルギー源としての燃料電池が急ピッチで開発されている。特に、固体電解質型燃料電池は、低温で作動することや小型で高出力密度であることから、研究開発が活発に進められている。しかしながら、燃料電池の劣化の要因として、電解質の分解による発電特性の低下が挙げられる。その要因の一つとして、燃料電池内で発生する過酸化水素による電解質の劣化が知られている。燃料電池に供給される燃料や酸化剤は様々であるが、その配管や機構部は、大部分が安価なＳＵＳで構成されるのが一般的である。ＳＵＳは、一般には安定であるが、微量の金属イオンを燃料や酸化剤中に放出（溶解）する可能性がある。このとき、金属イオンは、燃料電池の酸化還元雰囲気下で、電解質の劣化を引き起こす要因になりうる。特に、鉄イオンは、過酸化水素との混同で強酸化剤として作用することが知られており、燃料電池内に導入され、触媒層や電解質膜に到達すると、燃料電池の耐久性を低下させる。

金属類や本来必要としない不純物が燃料電池に導入されないようにするためには、燃料、酸化剤等の供給路中に、化学フィルター、物理フィルター等のフィルターを設けることが一般的である。しかしながら、燃料電池の大きさやコストが増大するという問題がある。

そこで、特許文献１には、炭化水素部を有する重合体及びリン酸基含有不飽和単量体を重合してなるリン酸基含有重合体を含む組成物からなる高耐久性固体高分子電解質膜が開示されている。

特許文献２には、側鎖末端にリン酸基を含有する（メタ）アクリル酸エステル類を単独又は他のビニル単量体と重合したリン酸基含有重合体を含む高分子固体電解質が開示されている。

特許文献３には、プロトン酸基を有する重合体と成膜性を有する非伝導体高分子を混合してなるポリマーブレンドプロトン伝導体が開示されている。

特許文献４には、イオン解離性基を有する高分子が電界配向されてなる固体高分子イオン伝導体が開示されている。

しかしながら、このような材料を用いて得られる燃料電池は、耐久性が不十分であるという問題を有する。
特開２００４−７９２５２号公報 特開２００１−１１４８３４号公報 特開２００２−２９４０８７号公報 特開２００３−２３４０１５号公報

本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、耐久性に優れる燃料電池、耐久性に優れる燃料電池の製造方法、該燃料電池を有する電源及び該電源を有する電子機器を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、電解質膜上に触媒層及び拡散層が順次積層されている積層構造を少なくとも有する燃料電池において、該電解質膜、該触媒層及び該拡散層の少なくとも一つは、リン酸基を有する化合物を含有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、該電解質膜、該触媒層及び該拡散層の少なくとも一つは、リン酸基を有する化合物を含有するので、耐久性に優れる燃料電池を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池において、前記リン酸基を有する化合物は、一般式

で示される化合物を重合することにより得られる重合体であり、Ｒ_１は、水素原子又はメチル基であり、Ｒ_２は、水素原子、メチル基又はクロロメチル基であり、ｎは、１以上６以下であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記リン酸基を有する化合物は、上記一般式で示される化合物を重合することにより得られる重合体であるので、耐酸化性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の燃料電池において、前記リン酸基を有する化合物は、一般式

で示される化合物及び一般式

で示される化合物の少なくとも一方を重合することにより得られる重合体であり、Ｒ_３及びＲ_４は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記リン酸基を有する化合物は、上記一般式で示される化合物の少なくとも一方を重合することにより得られる重合体であるので、イオン伝導度を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料電池において、前記電解質膜、触媒層及び拡散層の少なくとも一つは、非イオン性共重合体をさらに含有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、前記電解質膜、触媒層及び拡散層の少なくとも一つは、非イオン性共重合体をさらに含有するので、リン酸基を有する化合物の会合を抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の燃料電池において、前記非イオン性共重合体は、グラフト共重合体であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、前記非イオン性共重合体は、グラフト共重合体であるので、リン酸基を有する化合物の会合をさらに抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の燃料電池において、前記グラフト共重合体は、化学構造式
−ＣＦ_２ＣＨ_２−、
−ＣＦ_２ＣＦＣｌ−及び
−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_２ＯＣＯＯＲ_５）−
で示される構成単位を有し、Ｒ_５は、化学構造式
−ＣＨ_２ＣＨ_２−及び
−ＣＦ_２ＣＨ_２−
で示される構成単位の少なくとも一方を有する側鎖であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、前記グラフト共重合体は、上記化学構造式で示される構成単位を有するので、リン酸基を有する化合物の会合をさらに抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の燃料電池において、アルコールを含有する燃料を用いて発電することを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、アルコールを含有する燃料を用いて発電するので、エネルギー密度の高い燃料を用いた燃料電池を得ることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の燃料電池において、前記アルコールは、エタノールであることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、前記アルコールは、エタノールであるので、環境保全性が高い燃料を用いた燃料電池を得ることができる。

請求項９に記載の発明は、燃料電池の製造方法において、少なくとも、多孔質体及び非イオン性共重合体を含有する液体中でリン酸基を有する化合物を重合することにより拡散層を形成する工程を有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、少なくとも、多孔質体及び非イオン性共重合体を含有する液体中でリン酸基を有する化合物を重合することにより拡散層を形成する工程を有するので、耐久性に優れる燃料電池の製造方法を提供することができる。

請求項１０に記載の発明は、燃料電池の製造方法において、少なくとも、触媒が担持されている触媒担持体及び非イオン性共重合体を含有する液体中でリン酸基を有する化合物を重合することにより触媒層を形成する工程を有することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、少なくとも、触媒が担持されている触媒担持体及び非イオン性共重合体を含有する液体中でリン酸基を有する化合物を重合することにより触媒層を形成する工程を有するので、耐久性に優れる燃料電池の製造方法を提供することができる。

請求項１１に記載の発明は、電源において、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の燃料電池を有することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明によれば、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の燃料電池を有するので、耐久性に優れる電源を提供することができる。

請求項１２に記載の発明は、電子機器において、請求項１１に記載の電源を有することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明によれば、耐久性に優れる電源を有する電子機器を提供することができる。

本発明によれば、耐久性に優れる燃料電池、耐久性に優れる燃料電池の製造方法、該燃料電池を有する電源及び該電源を有する電子機器を提供することができる。

本発明の燃料電池は、電解質膜上に触媒層及び拡散層が順次積層されている積層構造を少なくとも有し、電解質膜、触媒層及び拡散層の少なくとも一つは、リン酸基を有する化合物を含有する。これにより、電解質の分解を抑制し、燃料電池の寿命を向上させることができる。このとき、触媒層及び拡散層を積層することにより、電極を形成することができ、アノード及びカソードの触媒層には、それぞれの電極反応の触媒が含まれる。これにより、電解質膜がアノード及びカソードで挟持された電解質膜・電極接合体を形成することができる。

本発明で用いられるリン酸基を有する化合物が電解質の分解を抑制するのは、リン酸基が鉄イオン等の不純物イオンを補足する効果を有するためであると考えられる。リン酸基を有する化合物は、リン酸基のイオン解離部（−Ｏ⁻）の対イオンの内、少なくとも一つは、プロトンであることが好ましい。なお、対イオンが二つともプロトンでない場合は、不純物イオンを補足する効果が小さくなる。このため、対イオンが二つともプロトンであることがさらに好ましい。

リン酸基を有する化合物は、温度、湿度、燃料種、燃料濃度等の燃料電池の運転諸条件において、分解したり、溶解したりしにくい安定なものであればよく、ポリ（アシッドホスホオキシ（アルキル）メタクリレート）、ポリ（アシッドホスホオキシ（アルキル）アクリレート）、ポリ（アシッドホスホオキシ（オキシアルキル）メタクリレート）及びポリ（アシッドホスホオキシ（オキシアルキル）アクリレート）並びにこれらの誘導体を用いることができる。具体的には、ポリ（アシッドホスホオキシエチルメタクリレート）、ポリ（アシッドホスホオキシ（クロロプロピル）メタクリレート）、ポリ（アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート）、ポリ（アシッドホスホオキシエチルアクリレート）、ポリ（アシッドホスホオキシ（ポリオキシエチレングリコール）メタクリレート）、ポリ（アシッドホスホオキシ（ポリオキシプロピレングリコール）メタクリレート）等が挙げられる。

本発明において、リン酸基を有する化合物は、一般式

で示される化合物を重合することにより得られる重合体であることが好ましい。ここで、Ｒ_１は、水素原子又はメチル基であり、Ｒ_２は、水素原子、メチル基又はクロロメチル基であり、ｎは、１以上６以下である。

また、リン酸基を有する化合物は、一般式

で示される化合物及び一般式

で示される化合物の少なくとも一方を重合することにより得られる重合体であることが好ましい。ここで、Ｒ_３及びＲ_４は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、Ｘは、水素、メチル基又はクロロメチル基であり、ｎは、１以上６以下である。

なお、リン酸基を有する化合物は、前述の化合物と他のモノマーを共重合することにより得られる共重合体であってもよい。

リン酸基は、会合しやすい官能基であるが、会合は、水素結合により起こる。会合したリン酸基は、不純物イオンを補足する効果が小さくなるため、好ましくない。また、会合により、リン酸基のイオン伝導性も低下する。このため、リン酸基の会合を抑制することにより、イオン伝導性が向上すると共に、不純物イオンの補足能力が向上する。

本発明において、リン酸基を有する化合物は、非イオン性共重合体と混合して用いることが好ましい。これにより、リン酸基の会合を抑制することができる。

非イオン性共重合体としては、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられ、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体を用いることが好ましい。

非イオン性共重合体は、二種以上の非イオン性モノマーを共重合することによって得られる共重合体であるが、三種以上の非イオン性モノマーを共重合することによって得られる共重合体を用いることが好ましい。非イオン性共重合体を構成する構成単位は、媒質に対して異なる相溶性を有する。このため、非イオン性共重合体を構成する構成単位の種類が多い程、非イオン性共重合体とリン酸基を有する化合物の相溶性、非イオン性共重合体を含有する液体におけるリン酸基を有する化合物の分散安定性を向上させることができる。

本発明において、非イオン性共重合体は、グラフト共重合体であることが好ましい。これにより、非イオン性共重合体を含有する液体におけるリン酸基を有する化合物の分散安定性をさらに向上させることができる。

このようなグラフト共重合体としては、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、クロロフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン等のモノマーをグラフト重合することにより得られるグラフト共重合体等が挙げられる。

本発明において、グラフト共重合体は、化学構造式
−ＣＦ_２ＣＨ_２−、
−ＣＦ_２ＣＦＣｌ−及び
−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_２ＯＣＯＯＲ_５）−
で示される構成単位を有することが好ましい。ここで、Ｒ_５は、化学構造式
−ＣＨ_２ＣＨ_２−及び
−ＣＦ_２ＣＨ_２−
で示される構成単位の少なくとも一方を有する側鎖である。このとき、フッ化ビニリデン由来の構成単位は、５０〜９５％であることが好ましく、９０〜９５％が特に好ましい。また、主鎖の長さと側鎖の長さが同等程度であることが好ましい。

このような非イオン性共重合体は、リン酸基を有する化合物に対する相溶性又は分散性が良好であるため、非イオン性共重合体及びリン酸基を有する化合物を含有する液体から形成される樹脂材料は、非イオン性共重合体とリン酸基を有する化合物がより均一な分布を有し、樹脂材料の全体に亘って、より均一な機械的強度及びイオン伝導度を有し、不純物イオンを補足する効果も均一で大きいものとなる。

本発明において、非イオン性共重合体とリン酸基を有する化合物を混合する際には、非イオン性共重合体を溶媒に溶解した状態又は溶融した状態で、リン酸基を有する化合物を添加し、攪拌混合することが好ましい。これにより、イオン伝導性を有する液体を調製することができる。

攪拌混合する際には、各種の攪拌、分散、混合方法を用いて微細化及び混合することができる。混合方法としては、回転刃により固形分の微細化及び混合を行うホモジナイザー、回転する３本のロールが有するギャップにより粒子の微細化及び混合を行う三本ロールミル、ビーズを混合し攪拌することにより粒子の微細化及び混合を行うサンドミル、超音波振動により粒子を微細化及び混合する超音波分散等の分散方法を用いることができる。

イオン伝導性を有する液体中に拡散層を形成する多孔質体又は触媒層を形成する触媒担持体を添加した後、混合し、回収、乾燥することにより、リン酸基を有する化合物が複合化された拡散層又は触媒層を得ることができる。

また、イオン伝導性を有する液体を塗布することにより、電解質膜を形成することができる。

本発明において、イオン伝導性を有する液体は、以下の方法で調製することが好ましい。

まず、非イオン性共重合体を含有する液体（溶液又は溶融物）に、少なくとも、リン酸基を有するモノマーを含有するモノマーを添加し、攪拌、混合する。次に、得られた混合物を攪拌しながら、熱、光等の外部エネルギーを与える。なお、非イオン性共重合体を含有する液体及びモノマーの混合物には、重合開始剤を添加してもよい。次に、重合開始剤又は自己重合性によって、モノマーを重合させて、イオン伝導性を有する液体を得ることができる。

このようなイオン伝導性を有する液体の製造方法においては、非イオン性共重合体及びリン酸基を有する化合物を直接混合せずに、非イオン性共重合体を含有する液体に、モノマーを添加するため、非イオン性共重合体及びモノマーを、より短時間で混合することができる。非イオン性共重合体及びリン酸基を有する化合物を直接混合する場合には、両方の樹脂の分子鎖による立体障害が大きく、分子鎖の絡み合いが起こりにくいため、両方の樹脂を混合するための時間が長くなる。これに対して、上記の方法では、分子鎖による立体障害が小さいモノマーを用いるため、非イオン性共重合体との混合は、より短時間で達成される。

また、非イオン性共重合体の近傍でモノマーが重合するため、リン酸基を有する化合物及び非イオン性共重合体の相溶性又は分散性が良好なイオン伝導性を有する液体を得ることができる。

さらに、非イオン性共重合体及びリン酸基を有する化合物を直接混合する場合には、非イオン性共重合体及びリン酸基を有する化合物の相溶性及び分散性が、イオン伝導性を有する液体の全体に亘って又は局所的に不均一になりやすく、イオン伝導性を有する液体から形成される電解質膜の機械的強度又はイオン伝導性が、電解質膜の全体に亘って又は局所的に不均一になることがある。具体的には、電解質膜におけるリン酸基を有する化合物の割合が相対的に高い領域では、イオン伝導性や不純物イオンの補足能力は十分であるが、機械的強度が不十分となる傾向にあり、電解質膜における非イオン性共重合体の割合が相対的に高い領域では、機械的強度が十分であるが、イオン伝導性や不純物イオンの補足能力が不十分となる傾向にある。このような場合には、電解質膜における相対的に低い機械的強度を備えた領域の破壊が進行し、機能を維持できなくなることがある。これに対して、上記の方法によって得られるイオン伝導性を有する液体においては、非イオン性共重合体及びリン酸基を有する化合物の相溶性又は分散性が良好である。このため、イオン伝導性を有する液体から形成される電解質膜は、非イオン性共重合体及びリン酸基を有する化合物がより均一な分布を有し、電解質膜の全体に亘って、より均一な機械的強度、イオン伝導度、不純物イオンの補足能力を有することができる。

本発明において、触媒層及び拡散層は、以下のようにして形成することが好ましい。非イオン性共重合体の溶液又は溶融物に対して、リン酸基を有するモノマーを含有するモノマー及び触媒が担持されている触媒担持体又は拡散層を形成する多孔質体を添加し、攪拌混合する。この混合物を攪拌しながら、熱、光等の外部エネルギーを与え、モノマーを重合することにより、リン酸基を有する化合物が複合化された触媒層又は拡散層を得ることができる。

触媒担持体又は多孔質体及び非イオン性共重合体の近傍でモノマーが重合するため、リン酸基を有する化合物が複合化された触媒層又は拡散層は、良好な分散状態を保つことができる。このため、このようにして触媒層又は拡散層の諸特性は、より均質で良好とすることができる。

本発明で用いられる触媒担持体や多孔質体は、電子伝導性を有する材料であることが好ましい。具体的には、天然黒鉛や黒鉛系炭素体を用いることができる。また、石炭、ピッチ、合成高分子又は天然高分子を８００〜１３００℃の還元雰囲気下で焼成することにより得られる導電性炭素体、ピッチ、合成高分子又は天然高分子を２０００℃以上の還元雰囲気下で焼成することにより得られる導電性炭素体等の合成炭素体も用いることができる。さらに、これらは、単独又は二種以上混合して用いてもよい。これらの触媒担持体や多孔質体に触媒を複合することにより、触媒反応を行うことができ、触媒反応で発生した電子やイオンを伝播することができる。

触媒の複合方法としては、従来公知の方法を用いることができる。後述するが、メタノールの酸化には、白金及びルテニウム又はイリジウムからなる触媒を用いることが好ましく、エタノールの酸化には、ルテニウム、イリジウム、タングステン及びスズからなる群より選択される二種以上の金属及び白金からなる触媒を用いることが好ましい。これらの触媒が好適な理由は、メタノール、エタノールの複雑な反応素過程の進行促進にそれらの媒体が寄与しているためである。

本発明の燃料電池を適用することができるデバイスの一例として、プロトン伝導型固体高分子電解質を使用した燃料電池を例にとり、その発電概念を説明する。図１に示すように、基本的構成要素として、中心に電解質膜１１（図の場合はプロトン伝導体）が存在し、その両側にアノード１２及びカソード１３が配置された構成を有している。プロトン伝導型の電解質が使用される場合はアノード１２側にプロトン源となる水素、アルコール等の燃料が供給され、アノード１２内の触媒作用により、燃料からプロトンが発生する。この時、同時に発生する電子は、外部回路に流れ出る。発生したプロトンは、電解質膜１１中を伝搬してカソード１３に達する。カソード１３では、カソード１３に供給される空気、酸素等の酸化剤と、アノード１２で発生したプロトンと電子が反応し、水が生成する。以上が発電の概念で、燃料として、水素を用いる場合の反応式は、以下のようになる。

アノード反応；Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻
カソード反応；２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ
全反応；Ｈ_２＋１／２Ｏ_２→Ｈ_２Ｏ
このような燃料電池においては、アノード拡散層／アノード触媒層／電解質膜／カソード触媒層／カソード拡散層の積層構造が実際に発電する部分となる。

アノード拡散層及びカソード拡散層へは、それぞれ燃料及び酸化剤が供給される。本発明で用いられるリン酸基を有する化合物が複合化された拡散層は、この部分に適用することができる。

アノード触媒層とカソード触媒層は、電子伝導及びイオン伝導の両方が可能であると共に、触媒反応が可能な材料で構成されている。本発明で用いられるリン酸基を有する化合物が複合化された触媒層は、この部分に適用することができる。

本発明の燃料電池は、触媒の種類により適性があるが、燃料は、特に限定されない。しかしながら、燃料は、通常、容器等の有限な空間に収められているため、体積エネルギー密度及び重量エネルギー密度に優れたものを用いることが好ましい。特に、体積エネルギー密度に優れた燃料を用いることが好ましい。気体燃料は、体積エネルギー密度に劣るため、好ましくなく、液体燃料や固体燃料を用いることが好ましい。これは、例えば、１分子の水素、メタノール及びエタノールの酸化反応により取り出せる電子数は、それぞれ２個、６個及び１２個であることから、各々の分子１ｍｏｌから取り出せるクーロン量は、それぞれ理論値として、９６５００×２Ｃ、９６５００×６Ｃ及び９６５００×１２Ｃとなる。各々の密度や分子量を考慮し、各々の分子１ｃｍ^３当たりのクーロン量に換算すると、水素、メタノール及びエタノールの体積エネルギー密度は、それぞれ約９Ｃ／ｃｍ^３、約１４４００Ｃ／ｃｍ^３及び１５２００Ｃ／ｃｍ^３となる。常圧の気体としての水素は、体積エネルギー密度が著しく低くなる。以下の反応式に示すように、メタノール及びエタノールの１分子の酸化反応には、水分子がそれぞれ１分子及び３分子必要であるが、これを加味しても液体燃料が優れることは明らかである。

ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ→６Ｈ^＋＋６ｅ⁻＋ＣＯ_２
Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ＋３Ｈ_２Ｏ→１２Ｈ^＋＋１２ｅ⁻＋２ＣＯ_２
なお、高圧状態の水素又は液体水素を用いることもできるが、容器を堅牢にする必要が生じ、容器込みのエネルギー密度を考慮すると、常温常圧で液体又は固体の燃料が優れている。具体的には、水素吸蔵合金に蓄えた水素、ガソリン、炭化水素、アルコール等の固体燃料又は液体燃料を用いることができるが、本体燃料電池の小型化が可能な点、体積エネルギー密度に優れる点より、アルコールを含有する燃料を使用することが好ましい。アルコールを含有する燃料を使用することにより、駆動時間を向上させた小型の燃料電池を形成することができる。アルコールは、炭素数が４以下のアルコールであることが好ましく、安全性が高く、生合成が可能である点（環境面）からエタノールが特に好ましい。このような形態の燃料電池は、体積エネルギー密度及び重量エネルギー密度に優れることから、比較的小型の電子機器に使用する場合に特に好ましいものである。

また、本発明の燃料電池は、液化天然ガス（ＬＮＧ）、メタンガス等の炭化水素系燃料、メタノール等の液体燃料を改質して水素を得て燃料電池の燃料とする、いわゆる改質燃料型の燃料電池にも適用することができる。この場合には、原燃料の改質によって得られる水素ガス燃料中に微量存在する一酸化炭素や、その他の微量な不純物により、燃料電池の機能を損なう問題（触媒被毒）がある。触媒の一酸化炭素被毒の問題は、従来から検討されており、これを低減するための触媒として、白金−ルテニウム合金触媒がある。

しかしながら、溶液中のメタノール、エタノールのアノード酸化における触媒化学反応の阻害要因は、一酸化炭素被毒では説明できないことも多い。これは、メタノールやエタノールが、水素や一酸化炭素とは異なり、多数の素反応を経て酸化されるためである。本実施形態によれば、メタノールの酸化には、白金及びルテニウム又はイリジウムからなる触媒を用いることが好ましく、エタノールの酸化には、ルテニウム、イリジウム、タングステン及びスズからなる群より選択される二種以上の金属及び白金からなる触媒を用いることが好ましい。これらの触媒が好適な理由は、メタノール、エタノールの複雑な反応素過程の進行促進に寄与しているためである。また、エタノールは、生物由来の原料より生合成が可能な点から炭酸ガス負荷を低減できる燃料として、好ましく使用することができる。

図２〜５に基づいて、本発明の電子機器及び電源の実施形態を説明する。なお、本実施形態の電子機器の一例として、携帯可能なパーソナルコンピュータ等の情報処理装置について説明する。

図２は、パーソナルコンピュータの一例を概略的に示す図であり、図３は、情報処理装置の一例を概略的に示すブロック図であり、図４は、電源の一例を概略的に示す図であり、図５は、そのブロック図である。

図３に示すように、情報処理装置は、各種演算を行って各部を集中的に制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１、ＢＩＯＳ（バイオス）等を記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３２及びＣＰＵ３１の作業エリアとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３３がバス３４により接続されて構成されている。バス３４には、大容量記憶装置であるＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）３５、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置３６、キーボード、マウス等の入力装置３７、ＣＤ、ＤＶＤ等の記憶媒体３８からデータを読み取る光ディスク装置等のデータ読取装置３９及び電力を供給する電源２１等が各種のコントローラ（図示せず）等を介して接続されている。

記憶媒体３８には、各種のプログラムが記憶されている。これらのプログラムは、データ読取装置３９で読み取られ、ＨＤＤ３５にインストールされる。なお、記憶媒体３８としては、ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスク、光磁気ディスク、フレキシブルディスク等の各種方式のメディアを用いることができる。データ読取装置３９も記憶媒体３８の方式に応じて、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、ＦＤＤ等が用いられる。また、各種のプログラムは、記憶媒体３８から読み取るのではなく、ネットワーク（図示せず）からダウンロードしてＨＤＤ３５にインストールされるものであってもよい。

図５に示すように、電源は、燃料電池４１、液体燃料を収容する液体燃料カートリッジ４２、液体燃料カートリッジ４２に接続された混合器４３、液体燃料カートリッジ４２と混合器４３との間に設けられたバルブ４４、燃料を燃料電池４１に供給するための液体燃料ポンプ４５、燃料濃度を検知する濃度センサー４６、発電後の液体燃料を気体と液体とに分離する気液分離器４７、温度センサー４８と冷却素子４９を有する熱交換器５０、空気を燃料電池４１に供給するための空気ポンプ５１、温度センサー５２と冷却素子５３を有する水分凝縮器５４、水分凝縮器５４からの水分を収容する水タンク５５、水タンク５５と混合器４３との間に設けられたバルブ５６、これらの各部を制御するための制御回路５７、燃料電池の正負極が接続されたＤＣＤＣコンバータ５８等から構成されている。なお、液体燃料等が通過する各部は、チューブ等の流路により接続されている。

このような電源では、混合器４３を通過した液体燃料は、液体燃料ポンプ４５を経て濃度センサー４６に導かれる。濃度センサー４６により検知された液体燃料の濃度が所定の濃度より低い場合には、制御回路５７は、液体燃料カートリッジ４２のバルブ４４を開ける。液体燃料は、燃料電池４１に導かれる。発電後の液体燃料は、気液分離器４７により気体成分（炭酸ガス）と液体成分に分けられ、液体成分は、熱交換器５０に導かれる。温度センサー４８により検知された液体成分の温度が所定の温度より低い場合には、制御回路５７は、冷却素子４９により液体成分を冷却せず、液体成分の温度が所定の温度より高い場合には、制御回路５７は、冷却素子４９により液体成分を冷却する。熱交換器５０を通過した液体成分は、再び混合器４３に戻される。このような流れが燃料ラインとして機能する。

空気ポンプ５１からの空気は、燃料電池４１に導かれる。燃料電池４１を通過した気液混合ガスは水分凝縮器５４に導かれる。温度センサー５２により検知された気液混合ガスの温度が所定の温度より低い場合には、制御回路５７は、冷却素子５３により気液混合ガスを冷却せず、気液混合ガスの温度が所定の温度より高い場合には、制御回路５７は、冷却素子５３により気液混合ガスを冷却する。なお、排ガスは、電源の外部に排出される。ここで、排ガスを排出するための排出口（図示せず）は、情報処理装置における電源の装着位置により異なるが、情報処理装置の外部に面した位置に設けることが好ましい。水分凝縮器５４により凝縮された水分は、水タンク５５を介して混合器４３に戻される。このような流れが酸化剤ライン（空気ライン）として機能する
このようにして、燃料（空気も含む）が燃料電池４１に供給されることで、燃料電池４１は、発電し、所定の電力（起電力）をＤＣＤＣコンバータ５８に付与する。なお、本実施形態においては、蓄電素子を用いていないが、これに限定されるものではなく、例えば、蓄電素子を電源の内部や外部に設けてもよい。

なお、図５では、矢印は、燃料等の流れを示す。

非イオン性共重合体として、フッ素樹脂１、フッ素樹脂２及びフッ素樹脂３を用意した。

フッ素樹脂１は、フッ化ビニリデン由来の構成単位を９３〜９５％、クロロフルオロエチレン由来の構成単位を約３〜４％、アルキルプロピレンカーボネート由来の構成単位を約２〜３％有するグラフト共重合体であり、側鎖は、フッ化ビニリデン由来の構成単位からなる。フッ素樹脂１の組成は、ＸＰＳにより得られる各元素の存在比から算出した。なお、ＸＰＳは、ＡＸＩＳ ＵＬＴＲＡ（島津製作所社製）を用いて測定し、Ｆ、Ｏ、Ｃ及びＣｌの存在比は、それぞれ４７．０８、１．７１、５０．４９及び０．７２であった。

フッ素樹脂２は、フッ化ビニリデン由来の構成単位を４０％、ヘキサフルオロプロピレン由来の構成単位を１１％、テトラフルオロエチレン由来の構成単位を４９％有する直鎖状共重合体である。フッ素樹脂２の組成は、ブルッカーＤＲＸ−５００を用いて、^１ＨＮＭＲ及び^１９ＦＮＭＲを測定することにより求めた。フッ素樹脂２に内部標準物質として、８．０４５重量％の１，１，２，２−テトラブロモエタンを混合して、^１ＨＮＭＲを測定し、ピークの積分強度比から、Ｈの含有率は、２８重量％であることが判った。さらに、^１９ＦＮＭＲを用いて、ＣＦ_３とＣＦ_２の積分強度比を求めたところ、ＣＦ_３：ＣＦ_２＝３．８５８：３４．２３４であった。

フッ素樹脂３は、ポリフッ化ビニリデンである。
（樹脂材料の製造例１）
ジメチルホルムアミドに、３．７５ｇのフッ素樹脂１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレート３．７５ｇを加え、均一な溶液を得た後、アゾビスイソブチロニトリルを、アシッドホスホオキシエチルメタクリレートに対して、２重量％加えた。溶液を攪拌しながら、７５℃で２４時間及び８５℃で１時間保持した後、徐冷し、樹脂材料１を含有する液体を得た。なお、得られた液体は、乳白色であり、均一であった。樹脂材料１を含有する液体を離形性プラスチック上に塗布し、真空下で加熱することにより、溶媒を除去した。得られた樹脂材料１を、加熱したメタノール中で充分に洗浄した後、沸騰水中で加熱し、イオン交換水中に保存した。なお、得られた樹脂材料１は、均質であった。

樹脂材料１を直径３ｍｍの金型で打ち抜き、インピーダンスアナライザーを用いて、樹脂材料１のインピーダンスを測定した。得られたインピーダンスの実部及び虚部の測定値について、コールコールプロットを行い、低周波部から高周波部の直線の外挿と実数軸との交点を抵抗値とした。イオン伝導度は、１．０×１０^−２Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例２）
フッ素樹脂１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレートの添加量をそれぞれ４．７３ｇ及び２．７８ｇとした以外は、樹脂材料の製造例１と同様に樹脂材料２を作製した。樹脂材料２を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料２も均質であり、イオン伝導度は、２．９×１０^−３Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例３）
フッ素樹脂１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレートの添加量をそれぞれ５．６３ｇ及び１．８８ｇとした以外は、樹脂材料の製造例１と同様に樹脂材料３を作製した。樹脂材料３を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料３も均質であり、イオン伝導度は、２．１×１０^−３Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例４）
フッ素樹脂１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレートの添加量をそれぞれ６．４５ｇ及び１．０５ｇとした以外は、樹脂材料の製造例１と同様に樹脂材料４を製造した。樹脂材料４を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料４も均質であり、イオン伝導度は、６．２×１０^−４Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例５）
フッ素樹脂１及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレートの添加量をそれぞれ１．８３ｇ及び５．６３ｇとした以外は、樹脂材料の製造例１と同様に樹脂材料５を製造した。樹脂材料５を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料５は、表面の一部に直径１ｍｍ程度の盛り上がりが見られた。イオン伝導度は、５．８×１０^−２Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例６）
ジメチルホルムアミドに、５．６２ｇのフッ素樹脂１を加え、溶解させた。この溶液に１．８８ｇのポリ（アシッドホスホオキシエチルメタクリレート）を加え、回転刃式のホモジナイザーを用いて、１００００ｒｐｍで一次分散を行った。次に、３本ロールミルを用いて、５回処理を行うことにより、樹脂材料６を含有する液体は均一になった。得られた樹脂材料６を含有する液体を離形性プラスチック上に塗布し、真空下で加熱することにより、溶媒を除去した。得られた樹脂材料６を沸騰水中で加熱し、イオン交換水中に保存した。なお、得られた樹脂材料６は、均質であった。前述と同様に、イオン伝導度を評価したところ、１．５×１０^−３Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の比較製造例１）
ジメチルホルムアミドに、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート２．７８ｇを加え、均一な溶液を得た後、アゾビスイソブチロニトリルを、アシッドホスホオキシエチルメタクリレートに対して、２重量％加えた。溶液を攪拌しながら、７５℃に加熱すると、ゲル化が起こった。樹脂材料の製造例２の結果との比較から、フッ素樹脂１には、会合を抑制する効果があることがわかる。
（樹脂材料の比較製造例２）
ジメチルホルムアミドに、４．７３ｇのフッ素樹脂３及びアシッドホスホオキシエチルメタクリレート２．７８ｇを加え、均一な溶液を得た後、アゾビスイソブチロニトリルをアシッドホスホオキシエチルメタクリレートに対して、２重量％加えた。溶液を攪拌しながら、７５℃で２４時間及び８５℃で１時間保持した後、徐冷し、樹脂材料を含有する液体を得た。樹脂材料が析出したため、均一にはならなかった。樹脂材料の製造例２の結果との比較から、フッ素樹脂１には、分散安定性を改善する効果があることがわかる。
（樹脂材料の比較製造例３）
ポリ（アシッドホスホオキシエチルメタクリレート）の粉末を２００ｋｇ／ｃｍ^２で加圧することにより、直径約１０ｍｍの円盤状に成型した。これをイオン交換水に投入すると、円盤は膨潤し、崩壊した。このことから、フッ素樹脂１には、成形性を改善する効果があることがわかる。
（樹脂材料の製造例７）
アシッドホスホオキシエチルメタクリレートの代わりに化学構造式
ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＰＯ（ＯＨ）_２
（ｎ＝４〜５）で示されるモノマーを使用した以外は、樹脂材料の製造例２と同様に樹脂材料７を作製した。得られた樹脂材料７は、均質であったが、イオン伝導度は、１．７×１０^−３Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例８）
アシッドホスホオキシエチルメタクリレートの代わりにアシッドホスホオキシクロロプロピルメタクリレートを使用した以外は、樹脂材料の製造例１と同様に樹脂材料８を作製した。樹脂材料８を含有する液体は、薄い乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料８も均質であり、イオン伝導度は、８．２×１０^−３Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例９）
アシッドホスホオキシエチルメタクリレートの代わりにアシッドホスホオキシクロロプロピルメタクリレートを使用した以外は、樹脂材料の製造例２と同様に樹脂材料９を作製した。樹脂材料９を含有する液体は、薄い乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料９も均質であり、イオン伝導度は、３．４×１０^−３Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例１０）
アシッドホスホオキシエチルメタクリレートの代わりにアシッドホスホオキシクロロプロピルメタクリレートを使用した以外は、樹脂材料の製造例３と同様に樹脂材料１０を作製した。樹脂材料１０を含有する液体は、薄い乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料１０も均質であり、イオン伝導度は２．３×１０^−３Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例１１）
アシッドホスホオキシエチルメタクリレートの代わりにアシッドホスホオキシクロロプロピルメタクリレートを使用した以外は、樹脂材料の製造例４と同様に樹脂材料１１を作製した。樹脂材料１１を含有する液体は、薄い乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料１１も均質であり、イオン伝導度は５．４×１０^−４Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例１２）
アシッドホスホオキシエチルメタクリレートの代わりにアシッドホスホオキシクロロプロピルメタクリレートを使用した以外は、樹脂材料の製造例５と同様に樹脂材料１２を作製した。樹脂材料１２を含有する液体は、乳白色であり、均一であった。また、得られた樹脂材料１２は、表面の一部に直径１ｍｍ程度の盛り上がりが見られた。イオン伝導度は、１．６×１０^−２Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の製造例１３）
アシッドホスホオキシエチルメタクリレートの代わりにアシッドホスホオキシクロロプロピルメタクリレートを使用した以外は、樹脂材料の製造例６と同様に樹脂材料１３を作製した。得られた樹脂材料１３は、均質であった。イオン伝導度は、１．５×１０^−３Ｓ／ｃｍであった。
（樹脂材料の比較製造例４）
ポリ（アシッドホスホオキシクロロプロピルメタクリレート）粉末を３００ｋｇ／ｃｍ^２で加圧することにより、直径約１０ｍｍの円盤状に成形した。これをイオン交換水に投入すると、円盤は膨潤し、崩壊した。このことから、フッ素樹脂１には成形性を改善する効果があることがわかる。
（樹脂材料の製造例１４）
フッ素樹脂１の代わりにフッ素樹脂２、ジメチルホルムアミドの代わりにメチルエチルケトンを使用した以外は、樹脂材料の製造例８と同様に樹脂材料１４を作製した。樹脂材料１４を含有する液体は、乳黄白色であり、均一であった。イオン伝導度は、０．０１１Ｓ／ｃｍであった。
（実施例１）
ドクターブレードを用いて、樹脂材料１を含有する液体を離型性のプラスチックシートに塗布、乾燥した後、メタノールで洗浄して膜厚が約１８０μｍの電解質膜（８ｃｍ×８ｃｍ）を得た。

蒸留水１０ｇに、白金触媒を５０重量％担持したカーボン１ｇ及び５重量％のＮａｆｉｏｎ（商標）液７．４ｇを添加した後、分散処理を行い、カソード触媒層塗布液を得た。カソード触媒層塗布液を電解質膜の片面に、白金の塗布量が１ｍｇ／ｃｍ^２となるようにスプレー塗布した。なお、塗布面積は、５ｃｍ×５ｃｍとした。

蒸留水１０ｇに、白金−ルテニウム触媒（元素比１：１）を４０重量％担持したカーボン１ｇ及び５重量％のＮａｆｉｏｎ（商標）液７．４ｇを添加した後、分散処理を行い、アノード触媒層塗布液を得た。電解質膜の白金触媒を塗布した面とは反対側の面に、アノード触媒層塗布液を白金の塗布量が１ｍｇ／ｃｍ^２となるようにスプレー塗布した。なお、塗布面積は、５ｃｍ×５ｃｍとした。

得られた電解質膜を、１１０℃で加熱処理した後、図６に示す燃料電池を作製した。電解質膜６１は、アノード触媒層６２及びカソード触媒層６３で挟持されている。また、燃料電池は、カーボンペーパーからなる拡散層６４（厚さ２００μｍ、５３ｍｍ×５３ｍｍ）、樹脂含浸高密度人造黒鉛からなる液体燃料供給部６５及び酸化剤供給部６６（厚さ１０ｍｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍ、流路形状：サーペンタイン、流路外寸５０ｍｍ×５０ｍｍ）、銅に金メッキを施した集電板６７、絶縁板６８（厚さ５００μｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍ）、エンドプレート６９（ＳＵＳ３０４、厚さ１２ｍｍ、１２０ｍｍ×１２０ｍｍ）、テフロン（登録商標）製のシール部材７０（厚さ２００μｍ、外寸８０ｍｍ×８０ｍｍ、内径５４ｍｍ×５４ｍｍ）を有する。

なお、エンドプレート６９は、ボルト７１及び支持棒７２を用いて、１辺に対して３個所（全体で１２箇所）固定した。液体燃料供給口７３、液体燃料排出口７４、酸化剤供給口７５及び酸化剤排出口７６は、エンドプレート６９の側面に設けられている。絶縁板６８、液体燃料供給部６５及び酸化剤供給部６６は、液体燃料及び酸化剤を導くための穴を設けると共に、集電板６７面には、Ｏリング（図示せず）を設けて、漏れを防止した。

１重量％のメタノール水溶液（液体燃料）の流量を３ｍｌ／分、空気（酸化剤）の流量を５０ｍｌ／分として、燃料電池に供給したところ、開放電圧は、０．５９Ｖであった。
（実施例２）
樹脂材料１の代わりに樹脂材料８を使用した以外は、実施例１と同様に燃料電池を作製した。

１重量％のメタノール水溶液の流量を３ｍｌ／分、空気の流量を５０ｍｌ／分として、燃料電池に供給したところ、開放電圧は、０．６Ｖであった。
（実施例３）
ドクターブレードを用いて、樹脂材料１４を含有する液体を離型性のプラスチックシートに塗布、乾燥した後、メタノールで洗浄して膜厚約２５０μｍ（８ｃｍ×８ｃｍ）の電解質膜を得た。

得られた電解質膜を使用した以外は、実施例１と同様に燃料電池を作製した。

１重量％のメタノール水溶液の流量を３ｍｌ／分、空気の流量を５０ｍｌ／分として、燃料電池に供給したところ、開放電圧は、０．６１Ｖであった。
（実施例４）
ドクターブレードを用いて、樹脂材料１を含有する液体を離型性のプラスチックシートに塗布、乾燥した後、メタノールで洗浄して膜厚が約２５０μｍ（８ｃｍ×８ｃｍ）の電解質膜を得た。

ジメチルホルムアミド１０ｇに、白金触媒を５０重量％担持したカーボン１ｇ及び樹脂材料１を含有する液体をジメチルホルムアミドで３．６倍に希釈分散した液２．７ｇを添加し、分散処理を行い、カソード触媒層塗布液を得た。

ジメチルホルムアミド１０ｇに、白金−ルテニウム触媒（元素比１：１）を４０重量％担持したカーボン１ｇ及び樹脂材料１を含有する液体をジメチルホルムアミドで３．６倍に希釈分散した液２．７ｇを添加し、分散処理を行い、アノード触媒層塗布液を得た。

樹脂材料１を含有する液体をジメチルホルムアミドで３．６倍に希釈分散した液中に、カーボンペーパー（厚さ２００μｍ、５３ｍｍ×５３ｍｍ）を浸漬し、真空脱泡を行った。次に、カーボンペーパーを取り出し、洗浄後、乾燥させることにより、拡散層を得た。

得られた電解質膜、カソード触媒層塗布液、アノード触媒層塗布液及び拡散層を使用した以外は、実施例１と同様に燃料電池を作製した。

１重量％のメタノール水溶液の流量を３ｍｌ／分、空気の流量を５０ｍｌ／分として、燃料電池に供給したところ、開放電圧は、０．６３Ｖであった。
（実施例５）
ドクターブレードを用いて、樹脂材料１を含有する液体を離型性のプラスチックシートに塗布、乾燥した後、メタノールで洗浄して膜厚が約２５０μｍ（８ｃｍ×８ｃｍ）の電解質膜を得た。

ジメチルホルムアミド１０．５ｇに、フッ素樹脂１を１．５ｇ加え、溶解させた。これにアシッドホスホオキシエチルメタクリレート１．５ｇを加え、均一な溶液とした後、アゾビスイソブチロニトリルを加えた。さらに、白金触媒を５０重量％担持したカーボン２．２ｇを加え、混合した。攪拌しながら、７５℃で２４時間及び８５℃で１時間保持した後、徐冷し、カソード触媒層塗布液を得た。

ジメチルホルムアミド１０．５ｇに、フッ素樹脂１を１．５ｇ加え、溶解させた。これにアシッドホスホオキシエチルメタクリレート１．５ｇを加え、均一な溶液とした後、アゾビスイソブチロニトリルを加えた。さらに、白金−ルテニウム触媒（元素比１：１）を４０重量％担持したカーボン２．２ｇを加え、混合した。攪拌しながら、７５℃で２４時間及び８５℃で１時間保持した後、徐冷し、アノード触媒層塗布液を得た。

ジメチルホルムアミド２８０ｇにフッ素樹脂１を７．５ｇ加え、溶解させた。これにアシッドホスホオキシエチルメタクリレート７．５ｇを加え、均一な溶液とした後、アゾビスイソブチロニトリルを加えた。さらに、カーボンペーパー（厚さ２００μｍ、５３ｍｍ×５３ｍｍ）を浸漬し、真空脱泡を行った。攪拌しながら、７５℃で２４時間及び８５℃で１時間保持した後、徐冷した。次に、カーボンペーパーを取り出し、洗浄後、乾燥させることにより、拡散層を得た。

得られた電解質膜、カソード触媒層塗布液、アノード触媒層塗布液及び拡散層を使用した以外は、実施例１と同様に燃料電池を作製した。

１重量％のメタノール水溶液の流量を３ｍｌ／分、空気の流量を５０ｍｌ／分として、燃料電池に供給したところ、開放電圧は、０．６５Ｖであった。
（実施例６）
実施例１の燃料電池に、過湿した水素を流量５０ｍｌ／分、過湿した酸素を流量１００ｍｌ／分として、燃料電池に供給したところ、開放電圧は、０．７２Ｖであった。開回路で１７０時間放置したところ、開放電圧は、０．６９Ｖであった。
（実施例７）
実施例５の燃料電池に、過湿した水素を流量５０ｍｌ／分、過湿した酸素を流量１００ｍｌ／分として、燃料電池に供給したところ、開放電圧は、０．７４Ｖであった。開回路で１７０時間放置したところ、開放電圧は、０．７４Ｖであった。
（樹脂材料の耐酸化性）
樹脂材料１を、硫酸第二鉄を１ｐｐｍ含有する３重量％過酸化水素水に浸漬し、加熱した。２時間後に重量を測定したところ、浸漬前の重量の８２％であった。

樹脂材料４を、硫酸第二鉄を１ｐｐｍ含有する３重量％過酸化水素水に浸漬し、加熱した。２時間後に重量を測定したところ、浸漬前の重量の６４％であった。

燃料電池の発電概念を示す図である。 パーソナルコンピュータの一例を概略的に示す図である。 情報処理装置の一例を概略的に示すブロック図である。 電源の一例を概略的に示す図である。 電源の一例を概略的に示すブロック図である。 実施例の燃料電池を示す図である。

符号の説明

１１ 電解質膜
１２ アノード
１３ カソード
１４ セパレータ
２１ 電源
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４ バス
３５ ＨＤＤ
３６ 表示装置
３７ 入力装置
３８ 記録媒体
３９ データ読取装置
４１ 燃料電池
４２ 液体燃料カートリッジ
４３ 混合器
４４、５６ バルブ
４５ 液体燃料ポンプ
４６ 濃度センサー
４７ 気液分離器
４８、５２ 温度センサー
４９、５３ 冷却素子
５０ 熱交換器
５１ 空気ポンプ
５４ 水分凝縮器
５５ 水タンク
５７ 制御回路
５８ ＤＣＤＣコンバーター
５９ 端子
６１ 電解質膜
６２ アノード触媒層
６３ カソード触媒層
６４ 拡散層
６５ 液体燃料供給部
６６ 酸化剤供給部
６７ 集電板
６８ 絶縁板
６９ エンドプレート
７０ シール部材
７１ ボルト
７２ 支持棒
７３ 液体燃料供給口
７４ 液体燃料排出口
７５ 酸化剤供給口
７６ 酸化剤排出口

Claims (12)

1. 電解質膜上に触媒層及び拡散層が順次積層されている積層構造を少なくとも有する燃料電池において、
   該電解質膜、該触媒層及び該拡散層の少なくとも一つは、リン酸基を有する化合物を含有することを特徴とする燃料電池。
2. 前記リン酸基を有する化合物は、一般式
   

   

   で示される化合物を重合することにより得られる重合体であり、
   Ｒ_１は、水素原子又はメチル基であり、
   Ｒ_２は、水素原子、メチル基又はクロロメチル基であり、
   ｎは、１以上６以下であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
3. 前記リン酸基を有する化合物は、一般式
   

   

   で示される化合物及び一般式
   

   

   で示される化合物の少なくとも一方を重合することにより得られる重合体であり、
   Ｒ_３及びＲ_４は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。
4. 前記電解質膜、触媒層及び拡散層の少なくとも一つは、非イオン性共重合体をさらに含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料電池。
5. 前記非イオン性共重合体は、グラフト共重合体であることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池。
6. 前記グラフト共重合体は、化学構造式
   −ＣＦ_２ＣＨ_２−、
   −ＣＦ_２ＣＦＣｌ−及び
   −ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_２ＯＣＯＯＲ_５）−
   で示される構成単位を有し、
   Ｒ_５は、化学構造式
   −ＣＨ_２ＣＨ_２−及び
   −ＣＦ_２ＣＨ_２−
   で示される構成単位の少なくとも一方を有する側鎖であることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池。
7. アルコールを含有する燃料を用いて発電することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の燃料電池。
8. 前記アルコールは、エタノールであることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池。
9. 少なくとも、多孔質体及び非イオン性共重合体を含有する液体中でリン酸基を有する化合物を重合することにより拡散層を形成する工程を有することを特徴とする燃料電池の製造方法。
10. 少なくとも、触媒が担持されている触媒担持体及び非イオン性共重合体を含有する液体中でリン酸基を有する化合物を重合することにより触媒層を形成する工程を有することを特徴とする燃料電池の製造方法。
11. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の燃料電池を有することを特徴とする電源。
12. 請求項１１に記載の電源を有することを特徴とする電子機器。

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