JP2007123163A - Fuel cell and power supply system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell capable of taking out large power output in spite of a compact size. <P>SOLUTION: The fuel cell is equipped with at least one unit cell U having an opening hole 4c for taking in air and installed for generating electric power and a hydrogen gas generation unit 40 for generating hydrogen gas to be supplied to the unit cell U, and a fan 22 for compulsorily sending air to the opening hole 4c is installed. The blast by the fan 22 also conducts cooling of the hydrogen gas generation unit 40. A driving circuit 51 driving the fan 22 by electric power generated with at least one unit cell U is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、空気を取り込むための開口孔が形成され、発電用に設けられた少なくとも1つの単位セルと、この単位セルに供給する燃料ガスを発生する燃料ガス発生部とを備えた燃料電池及びこれを備えた電源供給システムに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell comprising at least one unit cell provided for power generation, in which an opening hole for taking in air is formed, and a fuel gas generator for generating fuel gas to be supplied to the unit cell, and The present invention relates to a power supply system provided with this.

近年のITの発展に伴い、携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラ等のモバイル機器(携帯機器)のほとんどの電源は、リチウムイオン二次電池が用いられている。しかし、これらモバイル機器の高性能化に伴い消費電力がますます増加する傾向にあり、その電源用あるいは充電用として、クリーンで高効率な燃料電池に注目が集まっている。   With the development of IT in recent years, lithium-ion secondary batteries are used for most power sources of mobile devices (portable devices) such as mobile phones, notebook computers, and digital cameras. However, the power consumption tends to increase as the performance of these mobile devices increases, and attention has been focused on clean and highly efficient fuel cells for power supply or charging.

特に、ノートパソコンや携帯電話のような携帯機器に燃料電池を使用する場合に、携帯性あるいは小型化を維持できるような構造が望まれる。また、燃料電池を機器に装着する場合にも装着の容易性が要求される。   In particular, when a fuel cell is used in a portable device such as a notebook computer or a mobile phone, a structure that can maintain portability or downsizing is desired. Also, when a fuel cell is mounted on a device, it is required to be easily mounted.

燃料電池を構成する単位セル(燃料電池セル)として、携帯機器等に好適な小型化を実現したものは、本出願人による下記特許文献1により公知である。この単位セルは、板状の固体高分子電解質と、その両側に配置されるカソード側電極板及びアノード側電極板と、これら電極板の更に外側に配置されるカソード側金属板及びアノード側金属板とを備えており、薄型の単位セルを形成している。そして、カソード側金属板には、空気を取り込むための開口孔が多数形成されている。また、アノード側には、水素ガス等の燃料ガスが供給されるように構成されている。   As a unit cell (fuel cell) that constitutes a fuel cell, a device that has been reduced in size suitable for a portable device or the like is known from the following Patent Document 1 by the present applicant. The unit cell includes a plate-shaped solid polymer electrolyte, a cathode side electrode plate and an anode side electrode plate arranged on both sides thereof, and a cathode side metal plate and an anode side metal plate arranged further outside these electrode plates. And form a thin unit cell. And many opening holes for taking in air are formed in the cathode side metal plate. Further, a fuel gas such as hydrogen gas is supplied to the anode side.

特開2005−268176号公報JP 2005-268176 A

上記のように、カソード側への空気の供給は開口孔を介して自然給気という形で行なわれる。燃料電池からの電気出力の大きさは、取り込まれる空気の量に依存するものであるが、自然給気であるために、取り出せる電気出力の大きさには限界があった。   As described above, air is supplied to the cathode side in the form of natural air supply through the opening hole. Although the magnitude of the electric output from the fuel cell depends on the amount of air taken in, there is a limit to the magnitude of the electric output that can be taken out due to natural supply.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、小型化を実現しながらも、大きな電気出力を取り出すことが可能な燃料電池及び電源供給システムを提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fuel cell and a power supply system capable of taking out a large electric output while realizing downsizing.

上記課題を解決するため本発明に係る燃料電池は、
空気を取り込むための開口孔が形成され、発電用に設けられた少なくとも1つの単位セルと、
この単位セルに供給する燃料ガスを発生する燃料ガス発生部とを備えた燃料電池であって、
前記開口孔に向けて強制的に空気を送り込むための送風手段を備えていることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, a fuel cell according to the present invention provides:
An opening for taking in air is formed, and at least one unit cell provided for power generation;
A fuel cell comprising a fuel gas generator for generating fuel gas to be supplied to the unit cell,
It is provided with a blowing means for forcibly sending air toward the opening hole.

この構成による燃料電池の作用・効果を説明する。燃料電池は発電用に設けられた少なくとも1つの単位セルを備えている。燃料ガス発生部は、燃料ガスを発生し、単位セルに供給される燃料ガス(アノード側)と、開口孔から供給される空気(カソード側)により、電気出力が得られる。また、送風手段は、空気を強制的に開口孔に向けて送り込むように構成されている。従って、自然給気に比べて多くの空気を単位セルが取り込むことができるので、自然給気に比べて大きな出力を得ることができる。その結果、小型化を実現しながらも、大きな電気出力を取り出すことが可能な燃料電池を提供することができる。   The operation and effect of the fuel cell having this configuration will be described. The fuel cell includes at least one unit cell provided for power generation. The fuel gas generator generates fuel gas, and an electrical output is obtained by the fuel gas (anode side) supplied to the unit cell and the air (cathode side) supplied from the opening hole. The blowing means is configured to forcibly send air toward the opening hole. Therefore, since a unit cell can take in more air than natural air supply, a large output can be obtained compared to natural air supply. As a result, it is possible to provide a fuel cell capable of taking out a large electrical output while realizing miniaturization.

本発明において、前記送風手段による送風は、前記燃料ガス発生部に対する冷却作用を行なうことが好ましい。燃料ガス発生部において燃料ガスを発生するときに、雰囲気温度が高くなり、この影響により電気出力の低下を招くことがある。そこで、燃料ガス発生部を送風により冷却することで、雰囲気温度が高くなりすぎることを抑制し、大きな電気出力を取り出すことができる。   In this invention, it is preferable that the ventilation by the said ventilation means performs the cooling effect | action with respect to the said fuel gas generation part. When the fuel gas is generated in the fuel gas generator, the ambient temperature becomes high, and this influence may cause a decrease in electric output. Therefore, by cooling the fuel gas generation section by blowing air, it is possible to suppress the atmospheric temperature from becoming too high and to extract a large electric output.

本発明において、前記少なくとも1つの単位セルによる発電電力により前記送風手段を駆動する駆動回路を備えていることが好ましい。   In this invention, it is preferable to provide the drive circuit which drives the said ventilation means with the electric power generated by the said at least 1 unit cell.

送風手段を単位セル自身の発電電力により駆動するように構成することで、専用の駆動電源を設ける必要がなく、燃料電池の大型化を抑制することができる。   By configuring the air blowing means to be driven by the generated power of the unit cell itself, it is not necessary to provide a dedicated drive power source, and the increase in size of the fuel cell can be suppressed.

本発明において、前記単位セルの開口孔が形成される面と、燃料ガス発生部の外形面との間に送風用通路を形成したことが好ましい。   In the present invention, it is preferable that a ventilation passage is formed between the surface of the unit cell where the opening hole is formed and the outer surface of the fuel gas generation unit.

開口孔が形成される面と、燃料ガス発生部の外形面の間に送風用通路を形成し、この通路に送風を行なうことで、開口孔への空気の供給を行なうと共に、外形面を通じて燃料ガス発生部の冷却を行なうことができる。従って、1つの送風用通路で2つの目的を同時に達成することができ、送風通路の構成を簡素化することができる。   A ventilation passage is formed between the surface on which the opening hole is formed and the outer shape surface of the fuel gas generator, and air is supplied to the opening hole by blowing air to the passage, and fuel is supplied through the outer surface. The gas generating part can be cooled. Therefore, two objectives can be achieved at the same time with one air passage, and the structure of the air passage can be simplified.

本発明において、内部に空気を取り込むための開口窓を前記送風手段の近傍に設けたことが好ましい。   In this invention, it is preferable to provide the opening window for taking in air inside the vicinity of the said ventilation means.

これにより、空気の取り込みを効率よく行なうことができ、送風手段による送風を連続的にスムーズに行なうことができる。   Thereby, air can be taken in efficiently, and air blowing by the air blowing means can be performed continuously and smoothly.

上記課題を解決するため本発明に係る電源供給システムは、本発明に係る燃料電池と、この燃料電池により電源供給を受ける機器とから構成されることを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, a power supply system according to the present invention includes the fuel cell according to the present invention and a device that receives power supply from the fuel cell.

機器としては、ノートパソコン、PDA、携帯電話等が例としてあげられるが、特定の機器に限定されるものではない。また、燃料電池は、機器の電源端子に直接着脱するものでもよいし、接続コードを介して接続するものでもよい。   Examples of the device include a notebook computer, a PDA, and a mobile phone, but are not limited to a specific device. The fuel cell may be directly attached to and detached from the power terminal of the device, or may be connected via a connection cord.

本発明に係る燃料電池の好適な実施形態を図面を用いて説明する。   A preferred embodiment of a fuel cell according to the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
まず、第1実施形態にかかる燃料電池の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図1は、燃料電池の外観形状を示す斜視図である。燃料電池Fは、全体としてスティック状の外観形状を有している。燃料電池Fは、本体部20と、本体部20の軸方向yの一端側に設けられた電源供給端子21を備えている。電源供給端子21として、USB端子を例示しているが、その他のタイプの端子を使用してもよい。
<First Embodiment>
First, a preferred embodiment of the fuel cell according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the external shape of a fuel cell. The fuel cell F has a stick-like appearance as a whole. The fuel cell F includes a main body 20 and a power supply terminal 21 provided on one end side in the axial direction y of the main body 20. Although the USB terminal is illustrated as the power supply terminal 21, other types of terminals may be used.

本体部20は、略直方体形状を有しており、1つもしくは複数のケース部材により構成される。本体部20は、4つの壁面部20aを備えており、この壁面部20aにより形成される内部空間に、燃料電池Fとして必要な機能が搭載される。本体部20の軸方向一端側には、第1端面部20bが形成され、電源供給端子21が外部に突出した形で設けられる。本体部20の軸方向他端側には、第2端面部20c(図1では見えない)が形成され、水素ガス発生ユニット(燃料ガス発生部に相当)を着脱自在に取り出すための開閉部を構成している。   The main body 20 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and is composed of one or a plurality of case members. The main body portion 20 includes four wall surface portions 20a, and functions necessary for the fuel cell F are mounted in an internal space formed by the wall surface portions 20a. A first end surface portion 20b is formed on one end side of the main body portion 20 in the axial direction, and the power supply terminal 21 is provided in a shape protruding outward. A second end face 20c (not visible in FIG. 1) is formed on the other axial end of the main body 20, and an opening / closing part for detachably removing a hydrogen gas generation unit (corresponding to a fuel gas generation part) is provided. It is composed.

また、各壁面部20aには、開口窓20dが形成されており、この開口窓20dを介して空気を取り込むことができる。詳しくは後述するが、内部にファンを設けており、空気を強制的に単位セルのカソード側に送り込むようにしている。   Each wall surface portion 20a is formed with an opening window 20d, and air can be taken in through the opening window 20d. As will be described in detail later, a fan is provided inside to force air into the cathode side of the unit cell.

図2は、図1に示す燃料電池Fにおいて、ケース部材を取り外した状態を示す図である。図3は、内部構成を示す分解斜視図である。4つの壁面部20aに沿う形で、4つの略矩形の支持基板30が設けられ、各支持基板30には単位セルU(燃料電池セル)が1つずつ搭載されている。本実施形態では、合計4つの単位セルUが設けられており、これらを直列接続することで、セル発電部が構成される。4つの支持基板30を図示のように結合することで、断面が正方形の筒状枠が形成される。この筒状枠の軸方向(y)一端側に、正方形の回路基板31が取り付けられ、この回路基板31に、前述の電源供給端子21が結合される。回路基板31には、昇圧回路や安定化回路を構成するチップ部品等が搭載され、機器に対して安定した所望の電力を供給することができる。   FIG. 2 is a view showing a state in which the case member is removed from the fuel cell F shown in FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the internal configuration. Four substantially rectangular support substrates 30 are provided along the four wall surfaces 20a, and one unit cell U (fuel cell) is mounted on each support substrate 30 one by one. In the present embodiment, a total of four unit cells U are provided, and the cell power generation unit is configured by connecting them in series. By joining the four support substrates 30 as shown in the figure, a cylindrical frame having a square cross section is formed. A square circuit board 31 is attached to one end side in the axial direction (y) of the cylindrical frame, and the above-described power supply terminal 21 is coupled to the circuit board 31. The circuit board 31 is mounted with chip parts or the like constituting a booster circuit or a stabilization circuit, and can supply a desired stable power to the device.

回路基板31は、筒状枠に形成される支持基板30に対して着脱できるように構成される。支持基板30の軸方向一端側には、オス型の接続コネクタ32が設けられ、これが回路基板31側に設けられたメス型の接続コネクタ33と連結する。回路基板31により昇圧する場合、何Vに昇圧するかは、使用される機器により異なるため、使用される機器の数に対応して回路基板31を複数種類用意しておくことで、支持基板30については、共通に使用することができ、低コストで多品種に対応することができる。接続コネクタ32が配置される場所において、支持基板30には切欠30aが形成され、この切欠30aの位置は、空気取り込み用の開口窓20dの位置に対応している。   The circuit board 31 is configured to be detachable from the support board 30 formed in the cylindrical frame. A male connection connector 32 is provided on one end side of the support substrate 30 in the axial direction, and this is connected to a female connection connector 33 provided on the circuit board 31 side. When the voltage is boosted by the circuit board 31, the voltage to be boosted is different depending on the device used. Therefore, by preparing a plurality of types of circuit boards 31 corresponding to the number of devices used, the support substrate 30 is prepared. Can be used in common, and can correspond to a wide variety of products at low cost. In the place where the connection connector 32 is disposed, a cutout 30a is formed in the support substrate 30, and the position of the cutout 30a corresponds to the position of the opening window 20d for air intake.

隣接する支持基板30どうしは、L字板34(連結部材に相当)により結合される。支持基板30の軸方向他端側には、孔30bが形成されネジ34aにより支持基板30とL字板34とを連結する。これにより、4つの支持基板30同士を強固に連結し、所望の強度を保持することができる。L字板34は金属製であり、支持基板30同士を機械的に結合するだけでなく、支持基板30に形成されている電極パターン同士を電気的に接続する機能も有している。従って、支持基板30の間でパターン同士を接続するための配線接続が不要となり、スペースを有効活用できると共に組立性も向上する。   Adjacent support substrates 30 are coupled by an L-shaped plate 34 (corresponding to a connecting member). A hole 30b is formed on the other end side of the support substrate 30 in the axial direction, and the support substrate 30 and the L-shaped plate 34 are connected by a screw 34a. Thereby, the four support substrates 30 can be firmly connected to each other and desired strength can be maintained. The L-shaped plate 34 is made of metal, and not only mechanically couples the support substrates 30 but also has a function of electrically connecting electrode patterns formed on the support substrates 30. Therefore, wiring connection for connecting the patterns between the support substrates 30 becomes unnecessary, space can be used effectively, and assemblability is improved.

また、L字板34の高さ(厚み)は、支持基板30に搭載される単位セルUと同じ程度の高さに収めることができるので、L字板34を配置するための特別な空間は必要なく、燃料電池Fの小型化に寄与することができる。   Further, since the height (thickness) of the L-shaped plate 34 can be accommodated at the same level as the unit cell U mounted on the support substrate 30, a special space for arranging the L-shaped plate 34 is not necessary. This is unnecessary and can contribute to the miniaturization of the fuel cell F.

支持基板30は、矩形形状の基板であり、その上に単位セルUが搭載される。単位セルUを支持基板30に取り付けるためのコネクタ35が設けられる。コネクタ35は、図示の都合上、図3に1箇所のみ示しているが、各単位セルUについて設けられる。コネクタ35には矩形の開口部35aが形成されている。この開口部35aを設けることで、単位セルUは空気を内部に取り込むことができる。   The support substrate 30 is a rectangular substrate on which the unit cell U is mounted. A connector 35 for attaching the unit cell U to the support substrate 30 is provided. The connector 35 is provided for each unit cell U, although only one location is shown in FIG. The connector 35 is formed with a rectangular opening 35a. By providing the opening 35a, the unit cell U can take air into the inside.

<単位セル(燃料電池セル)>
まず、本発明に係る燃料電池Fに搭載される単位セルUの好適な実施形態を図面を用いて説明する。図4は、単位セルの一例を示す組み立て斜視図であり、図5は、図4に示す単位セルの縦断面図である。
<Unit cell (fuel cell)>
First, a preferred embodiment of a unit cell U mounted on a fuel cell F according to the present invention will be described with reference to the drawings. 4 is an assembled perspective view showing an example of the unit cell, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the unit cell shown in FIG.

本発明の燃料電池セルは、図4〜図5に示すように、板状の固体高分子電解質1と、その固体高分子電解質1の一方側に配置されたカソード側電極板2と、他方側に配置されたアノード側電極板3とを備えるものである。また、これら電極板2,3のさらに外側には、カソード側金属板4とアノード側金属板5とが設けられる。本実施形態では、アノード側金属板5に、エッチングにより燃料の流路溝9が形成され、アノード側金属板5とカソード側金属板4の周縁部がエッチングにより他の部分より厚みを薄くしてある例を示す。   As shown in FIGS. 4 to 5, the fuel cell of the present invention includes a plate-shaped solid polymer electrolyte 1, a cathode-side electrode plate 2 disposed on one side of the solid polymer electrolyte 1, and the other side. And an anode-side electrode plate 3 disposed on the substrate. Further, a cathode side metal plate 4 and an anode side metal plate 5 are provided on the outer side of the electrode plates 2 and 3. In the present embodiment, a fuel flow channel 9 is formed in the anode side metal plate 5 by etching, and the peripheral portions of the anode side metal plate 5 and the cathode side metal plate 4 are made thinner than other portions by etching. Here is an example.

固体高分子電解質1としては、従来の固体高分子膜型電池に用いられるものであれば何れでもよいが、化学的安定性及び導電性の点から、超強酸であるスルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体からなる陽イオン交換膜が好適に用いられる。このような陽イオン交換膜としては、ナフィオン(登録商標)が好適に用いられる。その他、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂からなる多孔質膜に上記ナフィオンや他のイオン伝導性物質を含浸させたものや、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂からなる多孔質膜や不織布に上記ナフィオンや他のイオン伝導性物質を担持させたものでもよい。固体高分子電解質1の厚みは、薄くするほど全体の薄型化に有効であるが、イオン伝導機能、強度、ハンドリング性などを考慮すると、10〜300μmが使用可能であるが、25〜50μmが好ましい。   The solid polymer electrolyte 1 may be any solid polymer membrane battery as long as it is used in conventional solid polymer membrane batteries. From the viewpoint of chemical stability and conductivity, a perfluorocarbon having a sulfonic acid group which is a super strong acid. A cation exchange membrane made of a polymer is preferably used. Nafion (registered trademark) is preferably used as such a cation exchange membrane. In addition, for example, a porous film made of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene impregnated with the above Nafion or other ion conductive material, a porous film made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, or a non-woven fabric. A material carrying Nafion or another ion conductive material may be used. The thinner the solid polymer electrolyte 1 is, the more effective it is to make the whole thinner. However, in consideration of ion conduction function, strength, handling property, etc., 10 to 300 μm can be used, but 25 to 50 μm is preferable. .

電極板2,3(ガス拡散板)は、ガス拡散層としての機能を発揮して、燃料ガスや、酸化ガス及び水蒸気の供給・排出を行なうと同時に、集電の機能を発揮するものが使用できる。電極板2,3としては、同一又は異なるものが使用でき、その基材には電極触媒作用を有する触媒を担持させることが好ましい。触媒は、固体高分子電解質1と接する内面2b,3bに少なくとも担持させるのが好ましい。   Electrode plates 2 and 3 (gas diffusion plates) that function as gas diffusion layers are used to supply and discharge fuel gas, oxidant gas, and water vapor, and at the same time collect electricity it can. As the electrode plates 2 and 3, the same or different ones can be used, and it is preferable to support a catalyst having an electrode catalytic action on the base material. The catalyst is preferably supported at least on the inner surfaces 2 b and 3 b in contact with the solid polymer electrolyte 1.

電極基材としては、例えば、カーボンペーパー、カーボン繊維不織布などの繊維質カーボン、導電性高分子繊維の集合体などの電導性多孔質材が使用できる。一般に、電極板2,3は、このような電導性多孔質材にフッ素樹脂等の撥水性物質を添加して作製されるものであって、触媒を担持させる場合、白金微粒子などの触媒とフッ素樹脂等の撥水性物質とを混合し、これに溶媒を混合して、ペースト状或いはインク状とした後、これを固体高分子電解質膜と対向すべき電極基材の片面に塗布して形成される。   As the electrode base material, for example, conductive carbon materials such as carbon paper, fibrous carbon such as carbon fiber nonwoven fabric, and aggregates of conductive polymer fibers can be used. In general, the electrode plates 2 and 3 are prepared by adding a water-repellent substance such as a fluororesin to such a conductive porous material. When the catalyst is supported, a catalyst such as platinum fine particles and fluorine It is formed by mixing a water-repellent substance such as a resin, mixing it with a solvent to form a paste or ink, and then applying this to one side of an electrode substrate that should face the solid polymer electrolyte membrane. The

一般に、電極板2,3や固体高分子電解質1は、燃料電池に供給される還元ガスと酸化ガスに応じた設計がなされる。本発明では、酸化ガスとして空気が用いられると共に、還元ガスとして水素ガスを用いるのが好ましい。また、還元ガスの代わりに、メタノールやジメチルエーテル等を用いることもできる。   In general, the electrode plates 2 and 3 and the solid polymer electrolyte 1 are designed according to the reducing gas and the oxidizing gas supplied to the fuel cell. In the present invention, it is preferable to use air as the oxidizing gas and hydrogen gas as the reducing gas. In addition, methanol, dimethyl ether, or the like can be used instead of the reducing gas.

例えば、水素ガスと空気を使用する場合、空気が自然供給される側のカソード側電極2では、酸素と水素イオンの反応が生じて水が生成するため、かかる電極反応に応じた設計をするのが好ましい。特に、低作動温度、高電流密度及び高ガス利用率の運転条件では、特に水が生成する空気極において水蒸気の凝縮による電極多孔体の閉塞(フラッディング)現象が起こりやすい。したがって、長期にわたって燃料電池の安定な特性を得るためには、フラッディング現象が起こらないように電極の撥水性を確保することが有効である。   For example, when hydrogen gas and air are used, the cathode side electrode 2 on the side where the air is naturally supplied causes a reaction between oxygen and hydrogen ions, so that water is generated. Is preferred. In particular, under the operating conditions of low operating temperature, high current density, and high gas utilization rate, the electrode porous body is likely to be clogged (flooded) due to the condensation of water vapor, particularly at the air electrode where water is generated. Therefore, in order to obtain stable characteristics of the fuel cell over a long period of time, it is effective to ensure the water repellency of the electrode so that the flooding phenomenon does not occur.

触媒としては、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、銀、ニッケル、鉄、銅、コバルト及びモリブデンから選ばれる少なくとも1種の金属か、又はその酸化物が使用でき、これらの触媒をカーボンブラック等に予め担持させたものも使用できる。   As the catalyst, at least one metal selected from platinum, palladium, ruthenium, rhodium, silver, nickel, iron, copper, cobalt and molybdenum, or an oxide thereof can be used. A supported one can also be used.

電極板2,3の厚みは、薄くするほど全体の薄型化に有効であるが、電極反応、強度、ハンドリング性などを考慮すると、50〜500μmが好ましい。電極板2,3と固体高分子電解質1とは、予め接着、融着等を行って積層一体化しておいてもよいが、単に積層配置されているだけでもよい。このような積層体は、薄膜電極組立体(Membrane Electrode Assembly:MEA)として入手することもでき、これを使用してもよい。   The thickness of the electrode plates 2 and 3 is more effective for reducing the overall thickness as the thickness is reduced, but is preferably 50 to 500 μm in view of electrode reaction, strength, handling properties, and the like. The electrode plates 2 and 3 and the solid polymer electrolyte 1 may be laminated and integrated in advance by adhesion, fusion, or the like, or may simply be arranged in a stacked manner. Such a laminated body can also be obtained as a thin film electrode assembly (MEA), and may be used.

カソード側電極板2の表面にはカソード側金属板4が配置され、アノード側電極板3の表面にはアノード側金属板5が配置される。アノード側金属板5には燃料の注入口5c及び排出口5dが設けられ、更に本実施形態では、アノード側金属板5に流路溝9が設けられている。   A cathode side metal plate 4 is disposed on the surface of the cathode side electrode plate 2, and an anode side metal plate 5 is disposed on the surface of the anode side electrode plate 3. The anode side metal plate 5 is provided with a fuel inlet 5c and a discharge port 5d, and further, in the present embodiment, a flow channel 9 is provided in the anode side metal plate 5.

カソード側金属板4には、空気中の酸素を供給するための多数の開口孔4cが設けられている。開口孔4cは、カソード側電極板2が露出可能であれば、その個数、形状、大きさ、形成位置などは何れでもよい。但し、空気中の酸素の供給効率と、カソード側電極板2からの集電効果などを考慮すると、開口孔4cの面積はカソード側電極板2の面積の10〜50%であるのが好ましく、特に20〜40%であるのが好ましい。カソード側金属板4の開口孔4cは、例えば、規則的又はランダムに複数の円孔やスリット等を設けたり、または金属メッシュによって開口孔を設けてもよい。   The cathode side metal plate 4 is provided with a large number of opening holes 4c for supplying oxygen in the air. As long as the cathode side electrode plate 2 can be exposed, the number, shape, size, formation position, and the like of the opening holes 4c may be any. However, in consideration of the supply efficiency of oxygen in the air and the current collection effect from the cathode side electrode plate 2, the area of the opening 4c is preferably 10 to 50% of the area of the cathode side electrode plate 2, In particular, 20 to 40% is preferable. The opening hole 4c of the cathode side metal plate 4 may be provided with a plurality of circular holes, slits, or the like regularly or randomly, or may be provided with a metal mesh.

金属板4,5としては、電極反応に悪影響がないものであれば何れの金属も使用でき、例えばステンレス板、ニッケル、銅、銅合金などが挙げられる。但し、伸び、重量、弾性率、強度、耐腐食性、プレス加工性、エッチング加工性などの観点から、ステンレス板、ニッケルなどが好ましい。   As the metal plates 4 and 5, any metal can be used as long as it does not adversely affect the electrode reaction, and examples thereof include stainless steel plates, nickel, copper, and copper alloys. However, from the viewpoint of elongation, weight, elastic modulus, strength, corrosion resistance, press workability, etching workability and the like, a stainless steel plate, nickel and the like are preferable.

アノード側金属板5に設けられる流路溝9は、電極板3との接触により水素ガス等の流路が形成できるものであれば何れの平面形状や断面形状でもよい。但し、流路密度、積層時の積層密度、屈曲性などを考慮すると、金属板5の一辺に平行な縦溝9aと垂直な横溝9bを主に形成するのが好ましい。本実施形態では、複数本(図示した例では3本)の縦溝9aが横溝9bに直列接続されるようにして、流路密度と流路長のバランスを取っている。   The channel groove 9 provided in the anode side metal plate 5 may have any planar shape or cross-sectional shape as long as a channel for hydrogen gas or the like can be formed by contact with the electrode plate 3. However, in consideration of the channel density, the lamination density at the time of lamination, the flexibility, etc., it is preferable to mainly form the vertical groove 9a parallel to one side of the metal plate 5 and the vertical groove 9b. In this embodiment, a plurality of (three in the illustrated example) vertical grooves 9a are connected in series to the horizontal grooves 9b to balance the flow path density and the flow path length.

なお、このような金属板5の流路溝9の一部(例えば横溝9b)を電極板3の外面に形成してもよい。電極板3の外面に流路溝を形成する方法としては、加熱プレスや切削などの機械的な方法でもよいが、微細加工を好適に行う上で、レーザ照射によって溝加工を行うことが好ましい。レーザ照射を行う観点からも、電極板2,3の基材としては、繊維質カーボンの集合体が好ましい。   A part of the channel groove 9 (for example, the lateral groove 9b) of the metal plate 5 may be formed on the outer surface of the electrode plate 3. As a method of forming the flow channel groove on the outer surface of the electrode plate 3, a mechanical method such as heating press or cutting may be used. However, it is preferable to perform groove processing by laser irradiation in order to perform fine processing suitably. From the viewpoint of performing laser irradiation, the base material for the electrode plates 2 and 3 is preferably an aggregate of fibrous carbon.

金属板5の流路溝9に連通する注入口5c及び排出口5dは、それぞれ1個又は複数を形成することができる。なお、金属板4,5の厚みは、薄くするほど全体の薄型化に有効であるが、強度、伸び、重量、弾性率、ハンドリング性などを考慮すると、0.1〜1mmが好ましい。金属板5に流路溝9を形成する方法としては、加工の精度や容易性から、エッチングが好ましい。エッチングによる流路溝9では、幅0.1〜10mm、深さ0.05〜1mmが好ましい。また、流路溝9の断面形状は、略四角形、略台形、略半円形、V字形などが好ましい。   One or a plurality of inlets 5c and outlets 5d communicating with the channel groove 9 of the metal plate 5 can be formed. In addition, although the thickness of the metal plates 4 and 5 is more effective for reducing the overall thickness as the thickness is reduced, 0.1 to 1 mm is preferable in consideration of strength, elongation, weight, elastic modulus, handling property, and the like. Etching is preferable as a method of forming the flow channel 9 in the metal plate 5 in view of processing accuracy and ease. In the channel groove 9 by etching, a width of 0.1 to 10 mm and a depth of 0.05 to 1 mm are preferable. The cross-sectional shape of the channel groove 9 is preferably substantially square, substantially trapezoidal, substantially semicircular, V-shaped or the like.

金属板4への開口孔4cの形成、金属板4,5の周辺部の薄肉化、金属板5への注入口5c等の形成についても、エッチングを利用するのが好ましい。エッチングは、例えばドライフィルムレジストなどを用いて、金属表面に所定形状のエッチングレジストを形成した後、金属板4,5の種類に応じたエッチング液を用いて行うことが可能である。また、2種以上の金属の積層板を用いて、金属ごとに選択的にエッチングを行うことで、流路溝9の断面形状をより高精度に制御することができる。   Etching is also preferably used for forming the opening hole 4 c in the metal plate 4, thinning the peripheral portion of the metal plates 4, 5, and forming the inlet 5 c to the metal plate 5. Etching can be performed using, for example, a dry film resist or the like, after forming an etching resist having a predetermined shape on the metal surface, and then using an etching solution corresponding to the type of the metal plates 4 and 5. Moreover, the cross-sectional shape of the flow-path groove | channel 9 can be controlled more precisely by performing a selective etching for every metal using the laminated board of 2 or more types of metals.

図5に示す実施形態は、金属板4,5のカシメ部(周辺部)をエッチングにより厚みを薄くした例である。このように、カシメ部をエッチングして適切な厚さにすることで、カシメによる封止をより容易に行うことができる。この観点から、カシメ部の厚みとしては、0.05〜0.3mmが好ましい。   The embodiment shown in FIG. 5 is an example in which the caulking portions (peripheral portions) of the metal plates 4 and 5 are thinned by etching. In this way, the caulking portion is etched to have an appropriate thickness, whereby sealing by caulking can be performed more easily. From this viewpoint, the thickness of the crimped portion is preferably 0.05 to 0.3 mm.

本発明では、金属板4,5の周縁は、電気的に絶縁した状態でカシメ(プレス曲げ加工に相当)により封止されている。電気的な絶縁は、絶縁材料6や固体高分子電解質1の周縁部、又はその両者を介在させることで行うことができる。本発明では、カシメを行う際、図5に示すように、金属板4,5の周縁によって固体高分子電解質1を挟持する構造が好ましく、絶縁材料6を介在させつつ固体高分子電解質1を挟持する構造がより好ましい。このような構造によると、電極板2,3の一方から他方へのガス等の流入を効果的に防止することができる。絶縁材料6の厚みとしては、薄型化の観点から、0.1mm以下が好ましい。なお、絶縁材料をコーティングすることにより、更なる薄型化が可能である(例えば絶縁材料6の厚み1μmも可能)。   In the present invention, the peripheral edges of the metal plates 4 and 5 are sealed by caulking (corresponding to press bending) in an electrically insulated state. Electrical insulation can be performed by interposing the insulating material 6, the peripheral edge of the solid polymer electrolyte 1, or both. In the present invention, when caulking, as shown in FIG. 5, a structure in which the solid polymer electrolyte 1 is sandwiched between the peripheral edges of the metal plates 4 and 5 is preferable, and the solid polymer electrolyte 1 is sandwiched with the insulating material 6 interposed. More preferable is the structure. According to such a structure, inflow of gas or the like from one of the electrode plates 2 and 3 to the other can be effectively prevented. The thickness of the insulating material 6 is preferably 0.1 mm or less from the viewpoint of thinning. In addition, it is possible to further reduce the thickness by coating the insulating material (for example, the insulating material 6 can have a thickness of 1 μm).

絶縁材料6としては、シート状の樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマー、セラミックスなどが使用できるが、シール性を高める上で、樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマーなどが好ましく、特にポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、フッ素樹脂、ポリイミドが好ましい。絶縁材料6は、金属板4,5の周縁に直接あるいは粘着剤を介して貼着したり、塗布したりして、予め金属板4,5に一体化しておくことも可能である。   As the insulating material 6, a sheet-like resin, rubber, thermoplastic elastomer, ceramics, and the like can be used. However, in order to improve the sealing performance, resin, rubber, thermoplastic elastomer, and the like are preferable, and in particular, polypropylene, polyethylene, polyester, fluorine Resin and polyimide are preferable. The insulating material 6 can be integrated with the metal plates 4 and 5 in advance by sticking or coating the peripheral edges of the metal plates 4 and 5 directly or via an adhesive.

カシメ構造としては、シール性や製造の容易性、厚み等の観点から図5に示すものが好ましい。つまり、一方の金属板5の周縁領域5aを他方の周縁領域4aより大きくしておき、絶縁材料6を介在させつつ、一方の金属板5の周縁領域5aを他方の金属板4の周縁領域4aを挟圧するように折り返したカシメ構造が好ましい。このカシメ構造では、プレス加工等によって、金属板4の周縁領域4aに段差を設けておくのが好ましい。このようなカシメ構造自体は金属加工として公知であり、公知のカシメ装置によって、それを形成することができる。   As the caulking structure, the structure shown in FIG. 5 is preferable from the viewpoint of sealing performance, ease of manufacture, thickness, and the like. That is, the peripheral region 5a of one metal plate 5 is made larger than the peripheral region 4a of the other, and the peripheral region 5a of one metal plate 5 is replaced with the peripheral region 4a of the other metal plate 4 while the insulating material 6 is interposed. A caulking structure that is folded back so as to sandwich pressure is preferable. In this caulking structure, it is preferable to provide a step in the peripheral region 4a of the metal plate 4 by pressing or the like. Such a caulking structure itself is known as metal processing, and can be formed by a known caulking device.

図5には、注入口5cにジョイント用の金属製ピン5eが金属板5に対して取り付けられている。この取り付けは、カシメや圧入により行うことができる。このピン5eに対して、金属パイプ10を圧入して取り付けることができる。この金属パイプ10に対して更に樹脂性パイプ11を挿入することで、ガス供給流路を形成することができる(図5(b)の分解斜視図も参照)。排出口5dについても、同じ構成を採用することができる。   In FIG. 5, a metal pin 5 e for joint is attached to the metal plate 5 at the inlet 5 c. This attachment can be performed by caulking or press fitting. The metal pipe 10 can be press-fitted and attached to the pin 5e. A gas supply flow path can be formed by further inserting a resin pipe 11 into the metal pipe 10 (see also an exploded perspective view of FIG. 5B). The same configuration can be adopted for the outlet 5d.

また、図5に示すように、金属板4,5には、突出部4f,5fが形成されており、これら突出部4f,5fの内側に形成される空間には、電極板2,3が収容される。突出部4f,5fは、金属板4,5を絞り加工(打ち出し加工)することで形成することができる。   Further, as shown in FIG. 5, the metal plates 4 and 5 are formed with protrusions 4f and 5f. In the space formed inside the protrusions 4f and 5f, the electrode plates 2 and 3 are provided. Be contained. The protrusions 4f and 5f can be formed by drawing (punching) the metal plates 4 and 5.

図3に戻り、支持基板30には、図5に示す樹脂製のパイプ11を配置するための切欠30cが形成される。これにより、図2に示すようにガス流路を接続するためのパイプ11を配置することができる。   Returning to FIG. 3, the support substrate 30 is formed with a notch 30 c for placing the resin pipe 11 shown in FIG. 5. Thereby, as shown in FIG. 2, the pipe 11 for connecting a gas flow path can be arrange | positioned.

また、支持基板30で形成される筒状枠の軸方向一端側には、送風ファン22(送風手段に相当)が配置される。送風ファン22は、ちょうど回路基板31に隣接するように配置され、ネジ36により、支持基板30に固定される。送風ファン22は、汎用のものを使用することができ、中央部にモーター22a、周辺部に送風羽根22bが設けられる。送風ファン22を設けることで、強制的に空気を単位セルUの開口孔4cに向けて送り込むことができ、これにより、より大きな電気出力を取り出すことができる。また、燃料電池F内部への空気の取り込みは、前述の開口窓20dを介して行なわれる。   A blower fan 22 (corresponding to a blower) is disposed on one axial end side of the cylindrical frame formed by the support substrate 30. The blower fan 22 is arranged so as to be adjacent to the circuit board 31 and is fixed to the support board 30 by screws 36. A general-purpose fan can be used as the blower fan 22, and a motor 22a is provided at the center and a blower blade 22b is provided at the periphery. By providing the blower fan 22, air can be forcibly sent toward the opening hole 4 c of the unit cell U, whereby a larger electrical output can be taken out. In addition, air is taken into the fuel cell F through the opening window 20d.

単位セルUを支持基板30に結合するためのコネクタ35について、更に詳細に説明する。コネクタ35は、枠状押圧部35bを備えており、その中央部には矩形の開口窓35aが形成されている。この開口窓35aにより、カソード側金属板4に形成された多数の開口孔4cが露出する。枠状押圧部35bは、金属板4を支持基板30の基板面の方向へ押圧する機能を有し、金属板4の外周領域を押圧する。枠状押圧部35bは、金属板4の突出部4f(図5参照)の周囲を押圧するようにしている。これにより、金属板4,5、電極板2,3、固体高分子電解質1の間にも適切な押圧力が作用し、これら部材間の接触を良好に保つようにしている。これにより、摩擦抵抗を減らすことができ、効率よく電気出力を取り出すことができる。   The connector 35 for coupling the unit cell U to the support substrate 30 will be described in more detail. The connector 35 includes a frame-shaped pressing portion 35b, and a rectangular opening window 35a is formed at the center thereof. A large number of opening holes 4 c formed in the cathode side metal plate 4 are exposed by the opening window 35 a. The frame-shaped pressing portion 35 b has a function of pressing the metal plate 4 in the direction of the substrate surface of the support substrate 30 and presses the outer peripheral region of the metal plate 4. The frame-shaped pressing portion 35b presses the periphery of the protruding portion 4f (see FIG. 5) of the metal plate 4. As a result, an appropriate pressing force acts between the metal plates 4 and 5, the electrode plates 2 and 3, and the solid polymer electrolyte 1 so that the contact between these members is kept good. Thereby, frictional resistance can be reduced and an electrical output can be taken out efficiently.

枠状押圧部35bの両側には、一対の脚部35cが一体的に形成されており、支持基板30に形成されるカソード電極パターンと接続される。また、枠状押圧部35bの四隅において、ネジ37により支持基板30にコネクタ35が結合されるように構成される。すなわち、コネクタ35には四隅に雌ネジ35dが形成されており、ネジ37はこの雌ネジ35dに螺合するように構成され、これにより、コネクタ35を支持基板30に引き付けるようにして結合する。従って、単位セルUはコネクタ35により支持基板30に対して挟持される形で結合され、機械的及び電気的に接続される。   A pair of leg portions 35 c are integrally formed on both sides of the frame-shaped pressing portion 35 b and are connected to the cathode electrode pattern formed on the support substrate 30. In addition, the connector 35 is configured to be coupled to the support substrate 30 by screws 37 at the four corners of the frame-shaped pressing portion 35b. In other words, female screws 35 d are formed at the four corners of the connector 35, and the screws 37 are configured to be screwed into the female screws 35 d, thereby coupling the connector 35 to the support substrate 30. Accordingly, the unit cells U are coupled to the support substrate 30 by the connector 35 so as to be mechanically and electrically connected.

コネクタ35の脚部35cの高さは、接続すべき単位セルUの高さ寸法を考慮して決めることができる。すなわち、適度の押圧力で単位セルUを支持基板30に押圧するように設定される。また、脚部33cを設けることで、コネクタ35としての強度を確保することができる。   The height of the leg portion 35c of the connector 35 can be determined in consideration of the height dimension of the unit cell U to be connected. That is, the unit cell U is set to be pressed against the support substrate 30 with an appropriate pressing force. Moreover, the strength as the connector 35 can be secured by providing the leg portion 33c.

コネクタ35は、真鍮等の金属プレートを曲げ加工することで製造することができ、必要に応じて接触抵抗を減らすためのメッキ処理が施される。コネクタ35の厚みは0.5mm程度であり、単位セルUを含めた全体の厚みが大きくならないようにしている。なお、厚み寸法は、単位セルUの大きさに応じて設定できるものである。   The connector 35 can be manufactured by bending a metal plate such as brass, and is subjected to a plating process to reduce contact resistance as necessary. The thickness of the connector 35 is about 0.5 mm so that the entire thickness including the unit cell U does not increase. The thickness dimension can be set according to the size of the unit cell U.

図示はしないが、支持基板30には、カソード電極パターン(+)とアノード電極パターン(−)が形成されている。カソード電極パターン(+)には、コネクタ35の脚部35cが接触する。これにより、カソード側金属板4とカソード電極パターンとが電気的に接続される。ネジ37によりコネクタ35を結合しているため、パターンとの電気的接触を確実に確保することができる。なお、コネクタ35と支持基板30の結合は、上記に限定されるものではなく、ボルト・ナットやハンダ付けにより行なってもよい。   Although not shown, the support substrate 30 is formed with a cathode electrode pattern (+) and an anode electrode pattern (−). The leg part 35c of the connector 35 contacts the cathode electrode pattern (+). Thereby, the cathode side metal plate 4 and the cathode electrode pattern are electrically connected. Since the connector 35 is coupled by the screw 37, it is possible to ensure electrical contact with the pattern. The connection between the connector 35 and the support substrate 30 is not limited to the above, and may be performed by bolts / nuts or soldering.

4つの支持基板30に搭載される4つの単位セルUは、直列接続されるものであり、隣接する支持基板30の電極パターンは、前述したように、L字板34により電気的に接続される。直列接続することで、出力電圧を大きくすることができる。また、4つの単位セルUは、カソード側の開口孔4cが、筒状枠により形成される内部空間を臨むように配置されている。開口孔4cが内部空間の方向へ露出している形になるので、空気をカソード側に取り込みやすい構成となっている。   The four unit cells U mounted on the four support substrates 30 are connected in series, and the electrode patterns of the adjacent support substrates 30 are electrically connected by the L-shaped plate 34 as described above. . By connecting in series, the output voltage can be increased. The four unit cells U are arranged such that the cathode side opening 4c faces the internal space formed by the cylindrical frame. Since the opening 4c is exposed in the direction of the internal space, the air can be easily taken into the cathode.

次に、ガス流路の構成について図6により説明する。図6(a)では、ガス流路が直列接続された2つの単位セルUからなる2つのグループに分けられ、水素ガス発生ユニット40から発生した水素ガスは、途中で分岐して、夫々のグループに水素ガスが供給される。図6(b)に示す構成例では、4つの単位セルUのガス流路が直列接続されている。このように、ガス流路は直列接続、並列接続、あるいは直列接続と並列接続の適宜の組み合わせにより構成することができる。   Next, the configuration of the gas flow path will be described with reference to FIG. In FIG. 6 (a), the gas flow path is divided into two groups consisting of two unit cells U connected in series, and the hydrogen gas generated from the hydrogen gas generation unit 40 branches in the middle, and each group Is supplied with hydrogen gas. In the configuration example shown in FIG. 6B, the gas flow paths of the four unit cells U are connected in series. As described above, the gas flow path can be configured by series connection, parallel connection, or an appropriate combination of series connection and parallel connection.

<水素ガス発生ユニットの構成例>
次に、水素ガス発生ユニット40(燃料ガス発生部、以下「ユニット」と省略)の構成例について説明する。このユニット40は、4つの支持基板30により構成される筒状枠の内部に形成される空間に着脱自在に配置される。従って、ユニット40の外観形状も直方体状に形成される。図7は、ユニット40の構成を概念的に示す図である。
<Configuration example of hydrogen gas generation unit>
Next, a configuration example of the hydrogen gas generation unit 40 (fuel gas generation unit, hereinafter abbreviated as “unit”) will be described. The unit 40 is detachably disposed in a space formed inside a cylindrical frame constituted by the four support substrates 30. Therefore, the external shape of the unit 40 is also formed in a rectangular parallelepiped shape. FIG. 7 is a diagram conceptually showing the configuration of the unit 40.

図7(a)において、ユニット40は、水収容部41と金属収容部42とを備えており、金属収容部42内には、アルミニウム等の金属粉末を収容する。水収容部41内の水を金属粉末と反応させることで、水素ガスを発生させることができる。金属収容部42の底部には連通孔42aが形成されており、この連通孔42aを介して水が金属収容部42内に供給される。また、金属収容部42の底部には濾紙等の給水紙43が配置され、安定した状態で水を金属収容部42内に供給する。連通孔42a及び給水紙43により、毛細管現象により水を供給するようにし、急激に大量の水が供給されないように構成している。連通孔42aの内部にも給水紙を充填してもよい。   In FIG. 7A, the unit 40 includes a water storage portion 41 and a metal storage portion 42, and a metal powder such as aluminum is stored in the metal storage portion 42. Hydrogen gas can be generated by reacting the water in the water accommodating part 41 with the metal powder. A communication hole 42 a is formed at the bottom of the metal accommodating part 42, and water is supplied into the metal accommodating part 42 through the communication hole 42 a. In addition, a water supply paper 43 such as filter paper is disposed at the bottom of the metal storage unit 42 to supply water into the metal storage unit 42 in a stable state. The communication holes 42a and the water supply paper 43 are configured to supply water by capillary action so that a large amount of water is not rapidly supplied. Water supply paper may also be filled into the communication hole 42a.

また、水収容部41内には押圧板41aが設けられており、スプリング47により水が連通孔42aを介して進入する方向に押圧する。水収容部41の外観を構成するユニット本体44の一端側には、パイプ接続端子44aが設けられており、樹脂性パイプ11が挿入される。ユニット40を燃料電池Fの本体部20から取り出すときには、この部分が切り離される。   Further, a pressing plate 41a is provided in the water accommodating portion 41, and the spring 47 presses the water in the direction in which it enters through the communication hole 42a. A pipe connection terminal 44a is provided on one end side of the unit main body 44 constituting the appearance of the water storage portion 41, and the resin pipe 11 is inserted therein. When the unit 40 is taken out from the main body 20 of the fuel cell F, this part is cut off.

図7(b)は、ユニット40の別実施形態を示すものであり、下部に水収容部41、上部に金属収容部42が配置され、その間に水を蒸発させるための空間46が設けられる。水収容部41には、給水紙43が挿入されており、給水紙43を伝わって上昇した水は、空間46において加熱されて水蒸気となる。この水蒸気は、メッシュ45を通過して、金属収容部42内に収容された金属と反応して水素ガスを発生する。金属としては、純鉄を使用することができ、粉末もしくはタブレットの形態で収容させることができる。水を加熱するための加熱手段は、フィルムヒーターを用いるなど適宜の方法を採用することができる。   FIG. 7B shows another embodiment of the unit 40, in which a water accommodating portion 41 is disposed at the lower portion and a metal accommodating portion 42 is disposed at the upper portion, and a space 46 for evaporating water is provided therebetween. A water supply paper 43 is inserted into the water accommodating portion 41, and the water that has risen through the water supply paper 43 is heated in the space 46 to become water vapor. The water vapor passes through the mesh 45 and reacts with the metal accommodated in the metal accommodating portion 42 to generate hydrogen gas. As the metal, pure iron can be used, and it can be accommodated in the form of powder or tablet. As a heating means for heating water, an appropriate method such as using a film heater can be adopted.

なお、水素ガスを発生させるための方法は種々知られており、本発明として、どの方法を採用するかについては、適宜選択することができる。   Various methods for generating hydrogen gas are known, and the method to be employed in the present invention can be appropriately selected.

図8は、水素ガス発生ユニット40を着脱するときの様子を示す図である。図8に示すように本体部20の第2端面部20cは、ヒンジ20eにより開閉できるようにする。すなわち、第2端面部20cは開閉扉として機能する。また、係合爪20fが形成されており、本体部20の内部に形成された係合凹部(不図示)と係合する。係合爪20fを適宜の方法で弾性変形することで、係合解除を行なうことができる。なお、ユニット40を着脱するための開閉機構としては、種々の変形例が考えられ、図示のものに限定されるものではない。   FIG. 8 is a diagram showing a state when the hydrogen gas generation unit 40 is attached and detached. As shown in FIG. 8, the second end surface portion 20c of the main body portion 20 can be opened and closed by a hinge 20e. That is, the second end surface portion 20c functions as an opening / closing door. Further, an engagement claw 20f is formed and engages with an engagement recess (not shown) formed inside the main body portion 20. The engagement can be released by elastically deforming the engagement claw 20f by an appropriate method. Various open / close mechanisms for attaching and detaching the unit 40 are conceivable and are not limited to the illustrated ones.

また、第2端面部20cをなくし、水素ガス発生ユニット40の端面部40aを外観に露出させるように構成してもよい。この場合は、水素ガス発生ユニット40自身に、係合機構を設けることになる。また、水素ガス発生ユニット40をスムーズに着脱するためのガイド機構を内部に設けることが好ましい。   Moreover, you may comprise so that the 2nd end surface part 20c may be eliminated and the end surface part 40a of the hydrogen gas generation unit 40 may be exposed to an external appearance. In this case, an engagement mechanism is provided in the hydrogen gas generation unit 40 itself. Moreover, it is preferable that a guide mechanism for smoothly attaching and detaching the hydrogen gas generation unit 40 is provided inside.

図7や図8では、燃料ガス発生部の全体を着脱する構成を説明したが、金属収容部42のみを着脱する構成を採用してもよい。図7(a)の例では、アルミニウムを収容する金属収容部42のみを着脱可能に構成し、アルミニウムを消費した場合に、金属収容部42を取り外して、新たなアルミニウムを収容するようにする。水を消費した場合は、水を供給するための供給口を設けて、この供給口から新たな水を供給するようにする。以上の点は、図7(b)の場合も同じようにすることができる。   Although FIG. 7 and FIG. 8 demonstrated the structure which attaches / detaches the whole fuel gas generation part, the structure which attaches / detaches only the metal accommodating part 42 may be employ | adopted. In the example of FIG. 7A, only the metal accommodating portion 42 that accommodates aluminum is configured to be detachable, and when the aluminum is consumed, the metal accommodating portion 42 is removed to accommodate new aluminum. When water is consumed, a supply port for supplying water is provided, and new water is supplied from this supply port. The above points can be made the same in the case of FIG.

図9は、燃料電池Fを軸方向に垂直な面で切断したときの断面図である。この図からも分かるように、ユニット40の外形面40bと単位セルU(コネクタ35)との間には、寸法δで示す空間が、ユニット40の全周に形成されている。この寸法δは1mm程度に設定され、送風用通路として機能するものである。すなわち、ファン22を駆動すると、空気はこの送風用通路を通り、単位セルUの開口孔4cに供給される。また、送風は、ユニット40の周囲も通過することになるため、水素ガスを発生する反応により発生する熱を冷却する方向に作用する。これにより、燃料電池F内部の雰囲気温度が上昇することを抑制し、発電効率を高めることができる。送風用通路の大きさについては、適宜設定することができる。また、送風用通路を形成できるように、ユニット40を挿脱するためのガイド機構(不図示)が設けられる。   FIG. 9 is a cross-sectional view of the fuel cell F taken along a plane perpendicular to the axial direction. As can be seen from this figure, a space indicated by a dimension δ is formed on the entire circumference of the unit 40 between the outer surface 40b of the unit 40 and the unit cell U (connector 35). This dimension δ is set to about 1 mm and functions as a ventilation passage. That is, when the fan 22 is driven, air is supplied to the opening 4c of the unit cell U through the air passage. Further, since the air flows through the periphery of the unit 40, it acts in the direction of cooling the heat generated by the reaction that generates hydrogen gas. Thereby, it can suppress that the atmospheric temperature inside fuel cell F rises, and can improve electric power generation efficiency. About the magnitude | size of the channel | path for ventilation, it can set suitably. In addition, a guide mechanism (not shown) for inserting and removing the unit 40 is provided so that a ventilation passage can be formed.

<回路構成>
次に、燃料電池Fに搭載される回路の構成について図10により説明する。燃料電池Fを構成する単位セルUにより構成されるセル発電部50により、電源供給端子21を介して電力供給がされるが、セル発電部50による発電が十分ではないときには、必要な電力を機器に対して供給できないことが有る。例えば、セル発電部50の立ち上げ時や、大きな負荷が作用したとき、水素ガスを発生するための材料が減少してきたときなどである。そこで、セル発電部50の他に補助電池として、小型のリチウム電池51(充電可能な補助電池(二次電池)に相当)を搭載し、セル発電部50とリチウム電池51のいずれかを選択的に切替可能に構成する。これにより、セル発電部50による電力供給が十分に行なわれない場合には、リチウム電池51を機器に接続するように構成し、常時適切な電力供給を機器に行なうことができるように構成した。
<Circuit configuration>
Next, the configuration of a circuit mounted on the fuel cell F will be described with reference to FIG. Electric power is supplied via the power supply terminal 21 by the cell power generation unit 50 configured by the unit cells U constituting the fuel cell F, but when the power generation by the cell power generation unit 50 is not sufficient, the necessary power is supplied to the device. May not be able to supply. For example, when the cell power generation unit 50 is started up, when a large load is applied, or when the material for generating hydrogen gas has decreased. Therefore, in addition to the cell power generation unit 50, a small lithium battery 51 (corresponding to a rechargeable auxiliary battery (secondary battery)) is mounted as an auxiliary battery, and either the cell power generation unit 50 or the lithium battery 51 is selectively used. It can be switched to. Thereby, when the power supply by the cell power generation unit 50 is not sufficiently performed, the lithium battery 51 is configured to be connected to the device, and the device can be configured to always supply the power appropriately.

かかる構成を実現するための回路構成を図10に示す。このような回路は、第1実施形態の例だと、正方形の回路基板31に搭載することが可能である。もちろん、全ての機能を回路基板31に搭載する必要はなく、支持基板30にも一部の機能が搭載されていてもよい。   A circuit configuration for realizing such a configuration is shown in FIG. Such a circuit can be mounted on the square circuit board 31 in the example of the first embodiment. Of course, it is not necessary to mount all the functions on the circuit board 31, and some functions may be mounted on the support substrate 30.

図10において、セル発電部50は、4つの単位セルUにより構成され、それらが直列接続されている。リチウム電池51は、充電可能な補助電池に相当するが、リチウム電池51以外の二次電池を使用してもよい。   In FIG. 10, the cell power generation unit 50 includes four unit cells U, which are connected in series. The lithium battery 51 corresponds to a rechargeable auxiliary battery, but a secondary battery other than the lithium battery 51 may be used.

電圧検出部52(検出部に相当)は、セル発電部50とリチウム電池51の電圧値を常時監視しており、いずれを電源供給端子21に接続すべきかをこの電圧値に基づいて判断する機能を有する。本発明に係る検出部としては、電圧値をモニターするのではなく、電流値をモニターするようにしてもよい。リチウム電池51の電圧レベルは、例えば3.7V〜5V程度であり、セル発電部50の電圧レベルは、例えば、4つの単位セルUを使用して2.7Vレベルである。これら2つの電圧レベルを検出して、相対的な比較を行なうことで、いずれを電源供給端子21に接続すべきかが判断される。例えば、セル発電部50の電圧値がリチウム電池51の電圧値に比べて、あまりに低い状態のときは、リチウム電池51により電力供給を行なうようにする。   The voltage detection unit 52 (corresponding to the detection unit) constantly monitors the voltage values of the cell power generation unit 50 and the lithium battery 51 and determines which one should be connected to the power supply terminal 21 based on this voltage value. Have The detection unit according to the present invention may monitor the current value instead of monitoring the voltage value. The voltage level of the lithium battery 51 is, for example, about 3.7V to 5V, and the voltage level of the cell power generation unit 50 is, for example, 2.7V level using four unit cells U. By detecting these two voltage levels and performing a relative comparison, it is determined which should be connected to the power supply terminal 21. For example, when the voltage value of the cell power generation unit 50 is too low as compared with the voltage value of the lithium battery 51, the lithium battery 51 supplies power.

セル発電部50の出力電圧は、第1昇圧回路53により機器に適した電圧となるように昇圧される。リチウム電池51の出力電圧も、同様に第2昇圧回路54により昇圧される。これら昇圧回路53,54は、同じ構成のものを採用することができ、公知のDC−DCコンバータにより構成することができる。   The output voltage of the cell power generation unit 50 is boosted by the first booster circuit 53 so as to be a voltage suitable for the device. Similarly, the output voltage of the lithium battery 51 is boosted by the second booster circuit 54. These booster circuits 53 and 54 can adopt the same configuration, and can be configured by a known DC-DC converter.

第1スイッチ部55は、セル発電部50による電力供給を電源供給端子21を介して行うための切替機能を備えており、a側にスイッチを切り替えることで、セル発電部50が電源供給端子21と電気的に接続される。第2スイッチ部56は、リチウム電池51による電力供給を電源供給端子21を介して行なうための切替機能を備えており、b側に切り替えることで、リチウム電池51が電源供給端子21と電気的に接続される。これらスイッチ部54,55については、例えば、パワーMOS−FETやその他の適宜のスイッチング用トランジスタを用いて構成することができる。   The 1st switch part 55 is provided with the switching function for performing the electric power supply by the cell electric power generation part 50 via the power supply terminal 21, and the cell electric power generation part 50 makes the electric power supply terminal 21 switch by switching a switch to a side. And electrically connected. The second switch unit 56 has a switching function for supplying power from the lithium battery 51 via the power supply terminal 21, and the lithium battery 51 is electrically connected to the power supply terminal 21 by switching to the b side. Connected. The switch units 54 and 55 can be configured using, for example, a power MOS-FET or other appropriate switching transistor.

図10において、第1昇圧回路53の出力部と第2スイッチ部56の間にダイオード57が接続され、この経路は、リチウム電池51を充電するための充電経路として機能する。すなわち、セル発電部50による電力供給が行なわれるときには、スイッチはa側に切り換えられ、リチウム電池51への充電も同時に行なわれることになる。ダイオード57を設けることで、リチウム電池51からセル発電部50への逆充電を防止すると共に、セル発電部50による電力供給が行なわれているときに、リチウム電池51による電力供給が行なわれないようにしている。   In FIG. 10, a diode 57 is connected between the output section of the first booster circuit 53 and the second switch section 56, and this path functions as a charging path for charging the lithium battery 51. That is, when power is supplied by the cell power generation unit 50, the switch is switched to the a side, and the lithium battery 51 is charged at the same time. By providing the diode 57, reverse charging from the lithium battery 51 to the cell power generation unit 50 is prevented, and power supply by the lithium battery 51 is not performed when power is supplied by the cell power generation unit 50. I have to.

切替制御部58は、電圧検出部52による検出結果に基づいて、第1スイッチ部55と第2スイッチ部56の動作を制御するものであり、セル発電部50では機器(負荷)を駆動するのに必要な電力供給ができない状態のときは、b側にスイッチ部55,56を切り替えることで、リチウム電池51による電力供給が電源供給端子21を介して行なわれる。このときは、第2スイッチ部56の切替により、リチウム電池51への充電経路も切断される。セル発電部50により電力供給が可能な場合は、スイッチはa側に切り替えられる。   The switching control unit 58 controls the operation of the first switch unit 55 and the second switch unit 56 based on the detection result by the voltage detection unit 52, and the cell power generation unit 50 drives the device (load). In the state where the necessary power supply cannot be performed, the power supply by the lithium battery 51 is performed via the power supply terminal 21 by switching the switch portions 55 and 56 to the b side. At this time, the charging path to the lithium battery 51 is also disconnected by switching the second switch unit 56. When power can be supplied by the cell power generation unit 50, the switch is switched to the a side.

キャパシタ59は、スイッチ部55,56の切替動作時に生じるノイズ成分を吸収するために設けられるものであり、例えば、スーパーキャパシタを用いることができる。   The capacitor 59 is provided to absorb noise components generated during the switching operation of the switch units 55 and 56. For example, a super capacitor can be used.

また、第1昇圧回路53の出力部には駆動回路60が接続されており、ファン22を回転駆動させる。すなわち、セル発電部50により発電された電力を使用してファン22を駆動するようにしているため、水素ガスが供給されて発電が開始されると、ファン22も回転するようになる。   In addition, a drive circuit 60 is connected to the output section of the first booster circuit 53 to drive the fan 22 to rotate. That is, since the electric power generated by the cell power generation unit 50 is used to drive the fan 22, the fan 22 also rotates when the hydrogen gas is supplied and the electric power generation is started.

上記実施形態では、第2スイッチ部56は、充電経路か電力供給経路のいずれか一方にのみ切り替えられるように構成しているが、いずれの位置でもないニュートラルな状態を取れるように構成してもよい。セル発電部50により電力供給を行う場合に、機器側の負荷の駆動とリチウム電池51への充電の双方を行なうことが過負荷状態になることがある。その場合、ニュートラル位置に設定して、リチウム電池51が回路から切り離された状態にすることができる。   In the above-described embodiment, the second switch unit 56 is configured to be switched to only one of the charging path and the power supply path, but may be configured to take a neutral state that is not in any position. Good. When power is supplied by the cell power generation unit 50, it may be overloaded to drive both the load on the device side and charge the lithium battery 51. In that case, the lithium battery 51 can be separated from the circuit by setting the neutral position.

<実験例>
次に、ファン22を設けたことによる効果を実験により確認した。図11は実験結果を示すグラフである。実験はA,B,Cの3種類を行い、実験Aで使用した燃料電池Fは、図12に示すような構造を有しており、図1等で説明した第1実施形態と異なるのは、単位セルUを支持基板30により構成される筒状枠の外側に搭載している点である。また、ファンは設けていない。実験B及びCでは、図1等で説明したファン22を有する構造のものを使用した。実験Bでは、ファン22を回転させずに実験を行い、実験Cではファン22を回転して実験を行った。また、単位セルUの温度を測定するために、単位セルUを取り付けるコネクタ35に温度センサーを取り付けて温度測定を行った。
<Experimental example>
Next, the effect by providing the fan 22 was confirmed by experiment. FIG. 11 is a graph showing experimental results. Experiments are performed in three types, A, B, and C. The fuel cell F used in Experiment A has a structure as shown in FIG. 12, and is different from the first embodiment described in FIG. The unit cell U is mounted outside the cylindrical frame constituted by the support substrate 30. There is no fan. In Experiments B and C, the structure having the fan 22 described in FIG. 1 and the like was used. In Experiment B, the experiment was performed without rotating the fan 22, and in Experiment C, the experiment was performed with the fan 22 rotated. Further, in order to measure the temperature of the unit cell U, a temperature sensor was attached to the connector 35 to which the unit cell U was attached, and the temperature was measured.

図11の実験結果で示すように、ファン22を回転させた場合(実験C)は、ファンを駆動しないもの(実験A,B)に比べて大きな出力(W)が得られることが分かる。また、セル温度について見てみると、ファン22を設けることでセル温度が低くなっていることが分かる。   As shown in the experimental results of FIG. 11, it can be seen that when the fan 22 is rotated (experiment C), a larger output (W) can be obtained than when the fan is not driven (experiments A and B). Further, looking at the cell temperature, it can be seen that the cell temperature is lowered by providing the fan 22.

以上の点を考察してみると、ファン22により強制的に空気を単位セルUのカソード側に送風できるため、単位セルUにおける発電効率を高め大きな出力が得られたものと考えられる。また、水素ガス発生ユニット40の周囲に対しても送風していることになり、ユニット40内での発熱を抑制することができ、その結果、各単位セルUが加熱されることを抑制し、この点においても発電効率を高めることができたものと考えられる。ちなみに、実験AとBでは大きな差は見られず、発電効率という面からは、単位セルUの配置場所は影響を与えないことがわかる。   Considering the above points, it is considered that since the fan 22 can forcibly blow air to the cathode side of the unit cell U, the power generation efficiency in the unit cell U is increased and a large output is obtained. Moreover, it will be blowing also with respect to the surroundings of the hydrogen gas generation unit 40, the heat generation in the unit 40 can be suppressed, and as a result, each unit cell U is suppressed from being heated, In this respect as well, it is considered that the power generation efficiency could be improved. Incidentally, there is no significant difference between Experiments A and B, and it can be seen that the location of the unit cell U does not affect the power generation efficiency.

<第2実施形態>
図13は、第2実施形態に係る燃料電池Fの内部構成を示す図である。第1実施形態と異なっているのは、支持基板30のサイズと、電源供給端子21の配置である。第1実施形態では、単位セルUは4つ搭載されているが、第2実施形態では同じ大きさの単位セルUが6つ搭載されている。また、電源供給端子21は、支持基板30の1つに搭載されている。支持基板30を結合することで筒状枠を構成する点や、筒状枠の内部に単位セルUを配置する点は同じである。
Second Embodiment
FIG. 13 is a diagram showing an internal configuration of the fuel cell F according to the second embodiment. The difference from the first embodiment is the size of the support substrate 30 and the arrangement of the power supply terminals 21. In the first embodiment, four unit cells U are mounted, but in the second embodiment, six unit cells U of the same size are mounted. The power supply terminal 21 is mounted on one of the support substrates 30. The point which comprises a cylindrical frame by couple | bonding the support substrate 30 and the point which arrange | positions the unit cell U inside a cylindrical frame are the same.

<別実施形態>
燃料電池の実施形態を種々説明したが、本発明は、これら実施形態に限定されるものではない。支持基板30の枚数について4枚の構成例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、3枚の支持基板30により構成してもよい。3枚の場合は、筒状枠は三角形になる。5枚の場合は、五角形になる。また、搭載される単位セルUの数についても、特に限定されるものではなく、任意の個数を載せることができる。また、1枚の支持基板30に搭載する単位セルUの個数も任意である。燃料電池Fが使用される機器に応じて、単位セルUの個数を決めることができる。また、単位セルUの大きさについても、適宜決めることができる。
<Another embodiment>
Although various embodiments of the fuel cell have been described, the present invention is not limited to these embodiments. Although the four configuration examples of the number of support substrates 30 have been described, the present invention is not limited to this. For example, the support substrates 30 may be configured by three support substrates 30. In the case of three sheets, the cylindrical frame becomes a triangle. In the case of five, it becomes a pentagon. Further, the number of unit cells U to be mounted is not particularly limited, and an arbitrary number can be mounted. The number of unit cells U mounted on one support substrate 30 is also arbitrary. The number of unit cells U can be determined according to the device in which the fuel cell F is used. Further, the size of the unit cell U can be determined as appropriate.

本発明に係る燃料電池Fが使用される機器については、携帯機器に特に好適ではあるが、これに限定されるものではなく、種々の機器に対して着脱自在に使用することができる。また、燃料電池Fの使用目的も、機器の主電源として使用しても良いし、機器に使用される二次電池を充電する目的で使用してもよい。また、燃料電池Fを機器に着脱する場合、直接機器(機器の外部に露出した端子)に装着するのではなく、接続コードを介して機器に接続する場合も、本発明に含まれるものである。また、電源供給端子21としてUSB端子を例示したように、機器に対して着脱自在な形で提供することが好ましい。例えば、USB端子に着脱自在に装着可能なメモリと同じような使い勝手とすることが好ましい。   The device in which the fuel cell F according to the present invention is used is particularly suitable for portable devices, but is not limited to this, and can be used detachably with respect to various devices. Moreover, the usage purpose of the fuel cell F may be used as a main power source of the device, or may be used for the purpose of charging a secondary battery used in the device. Further, when the fuel cell F is attached to or detached from the device, the case where the fuel cell F is connected to the device via a connection cord instead of being directly attached to the device (terminal exposed to the outside of the device) is also included in the present invention. . Further, as exemplified by the USB terminal as the power supply terminal 21, it is preferable to provide the power supply terminal 21 so as to be detachable from the device. For example, it is preferable to have the same usability as a memory that can be detachably attached to a USB terminal.

本体部20の断面形状については、正方形、長方形などの方形に形成した構成例を説明したが、これに限定されるものではなく、種々の形状にすることができる。例えば、六角形や八角形などの多角形にすることができる。また、本体部20の形状を円筒形や楕円筒形やその他の任意の形状とすることができる。本体部20の角部には、R形状を設けてもよい。また、本体部20にクリップを取り付けて、上着のポケット等に差し込めるようにしてもよい。   Although the cross-sectional shape of the main-body part 20 demonstrated the structural example formed in squares, such as a square and a rectangle, it is not limited to this, It can be made into various shapes. For example, it can be a polygon such as a hexagon or an octagon. Moreover, the shape of the main-body part 20 can be made into a cylindrical shape, an elliptical cylinder shape, and other arbitrary shapes. An R shape may be provided at the corner of the main body 20. Further, a clip may be attached to the main body unit 20 so as to be inserted into a pocket of an outer jacket.

本実施形態では、本体部20に開口窓20dを形成しているが、本発明としては、開口窓20dは必ずしも必要はない。開口窓20dを形成する場合、その形状、配置場所、個数については任意に設定することができる。   In this embodiment, although the opening window 20d is formed in the main-body part 20, the opening window 20d is not necessarily required as this invention. When the opening window 20d is formed, the shape, location, and number of the windows can be arbitrarily set.

なお、本発明として壁面部20aに沿って支持基板30あるいは単位セルUを配置する場合、すべての壁面部20aに対して支持基板30を配置する構成に限定されるものではない。例えば、図1の構成では、4つの壁面部20aの全てに支持基板30を配置しているが、そのうちの、例えば、3つの壁面部20aに沿って単位セルUを搭載した支持基板30を配置してもよい。また、支持基板30の全てに単位セルUを搭載する必要はなく、単位セルUを搭載しない支持基板30が存在してもよい。かかる場合は、支持基板30に図10に示す回路を搭載することができる。   In addition, when arrange | positioning the support substrate 30 or the unit cell U along the wall surface part 20a as this invention, it is not limited to the structure which arrange | positions the support substrate 30 with respect to all the wall surface parts 20a. For example, in the configuration of FIG. 1, the support substrate 30 is disposed on all of the four wall surface portions 20a. For example, the support substrate 30 on which the unit cell U is mounted is disposed along the three wall surface portions 20a. May be. Further, it is not necessary to mount the unit cell U on all of the support substrates 30, and there may be a support substrate 30 on which the unit cells U are not mounted. In such a case, the circuit shown in FIG. 10 can be mounted on the support substrate 30.

第1実施形態にかかる燃料電池の外観形状を示す斜視図The perspective view which shows the external appearance shape of the fuel cell concerning 1st Embodiment. 本体部ケースを外した状態を示す斜視図The perspective view which shows the state which removed the main-body-part case 内部構成を示す分解斜視図Exploded perspective view showing internal configuration 本発明の燃料電池セルの一例を示す縦断面図The longitudinal cross-sectional view which shows an example of the fuel battery cell of this invention 要部の構成を示す分解斜視図Exploded perspective view showing the configuration of the main part ガス流路の構成例を示す図Diagram showing configuration example of gas flow path 水素ガス発生ユニットの構成例を示す概念図Conceptual diagram showing a configuration example of a hydrogen gas generation unit 水素ガス発生ユニットを着脱するときの態様を示す図The figure which shows the aspect when attaching or detaching a hydrogen gas generation unit 第1実施形態にかかる燃料電池を軸方向に垂直な面で切断したときの断面図Sectional drawing when the fuel cell according to the first embodiment is cut along a plane perpendicular to the axial direction. 回路構成を示す図Diagram showing circuit configuration 実験結果を示すグラフGraph showing experimental results 単位セルの配置場所を異ならせた変形例を示す図The figure which shows the modification which changed the arrangement place of a unit cell 第2実施形態にかかる燃料電池の構成を示す図The figure which shows the structure of the fuel cell concerning 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 固体高分子電解質
2 カソード側電極板
3 アノード側電極板
4 カソード側金属板
4c 開口孔
5 アノード側金属板
11 樹脂性パイプ
20 本体部
20a 壁面部
20b 第1端面部
20c 第2端面部
20d 開口窓
21 電源供給端子
22 ファン
30 支持基板
31 回路基板
35 コネクタ
40 水素ガス発生ユニット
50 セル発電部
51 駆動回路
F 燃料電池
U 単位セル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid polymer electrolyte 2 Cathode side electrode plate 3 Anode side electrode plate 4 Cathode side metal plate 4c Opening hole 5 Anode side metal plate 11 Resin pipe 20 Main-body part 20a Wall surface part 20b 1st end surface part 20c 2nd end surface part 20d Opening Window 21 Power supply terminal 22 Fan 30 Support substrate 31 Circuit substrate 35 Connector 40 Hydrogen gas generation unit 50 Cell power generation unit 51 Drive circuit F Fuel cell U Unit cell

Claims (6)

空気を取り込むための開口孔が形成され、発電用に設けられた少なくとも1つの単位セルと、
この単位セルに供給する燃料ガスを発生する燃料ガス発生部とを備えた燃料電池であって、
前記開口孔に向けて強制的に空気を送り込むための送風手段を備えていることを特徴とする燃料電池。
An opening for taking in air is formed, and at least one unit cell provided for power generation;
A fuel cell comprising a fuel gas generator for generating fuel gas to be supplied to the unit cell,
A fuel cell comprising air blowing means for forcibly sending air toward the opening hole.
前記送風手段による送風は、前記燃料ガス発生部に対する冷却作用を行なうことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。   The fuel cell according to claim 1, wherein the air blown by the blower performs a cooling action on the fuel gas generation unit. 前記少なくとも1つの単位セルによる発電電力により前記送風手段を駆動する駆動回路を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池。   3. The fuel cell according to claim 1, further comprising a drive circuit that drives the blower unit with power generated by the at least one unit cell. 4. 前記単位セルの開口孔が形成される面と、燃料ガス発生部の外形面との間に送風用通路を形成したことを特徴とする請求項2又は3に記載の燃料電池。   4. The fuel cell according to claim 2, wherein a ventilation passage is formed between a surface of the unit cell where the opening hole is formed and an outer surface of the fuel gas generation unit. 内部に空気を取り込むための開口窓を前記送風手段の近傍に設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池。   The fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein an opening window for taking air into the inside is provided in the vicinity of the blowing means. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池と、この燃料電池により電源供給を受ける機器とから構成される電源供給システム。   The power supply system comprised from the fuel cell of any one of Claims 1-5, and the apparatus which receives power supply by this fuel cell.
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