JP2007141457A - 燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】 携帯電話、ノート型パソコン及びPDAなどの携帯用電子機器の電源として用いられるのに好適な小型の燃料電池を提供する。
【解決手段】 燃料貯蔵槽10と、少なくとも2つ以上の発電セル15と、燃料供給部材20とを少なくとも有し、上記燃料貯蔵槽10内の液体燃料を燃料供給部材20を介して発電セル15に供給する燃料電池であって、上記各発電セル15への液体燃料の供給の流れが並列となるように発電セル15と燃料供給部材20が配置されていることを特徴とする燃料電池。
【効果】 各発電セルに効率良く液体燃料を供給して、発電効率を向上させることができる燃料電池が提供される。
【選択図】図1
【解決手段】 燃料貯蔵槽10と、少なくとも2つ以上の発電セル15と、燃料供給部材20とを少なくとも有し、上記燃料貯蔵槽10内の液体燃料を燃料供給部材20を介して発電セル15に供給する燃料電池であって、上記各発電セル15への液体燃料の供給の流れが並列となるように発電セル15と燃料供給部材20が配置されていることを特徴とする燃料電池。
【効果】 各発電セルに効率良く液体燃料を供給して、発電効率を向上させることができる燃料電池が提供される。
【選択図】図1
Description
本発明は、携帯電話、ノート型パソコン及びPDAなどの携帯用電子機器の電源として用いられる小型の燃料電池用に好適な燃料電池に関し、更に詳しくは、各発電セルに効率良く液体燃料を供給して、発電効率を向上させることができる燃料電池に関する。
一般に、燃料電池は、空気電極層、電解質層及び燃料電極層が積層された燃料電池セルと、燃料電極層に還元剤としての燃料を供給するための燃料供給部と、空気電極層に酸化剤としての空気を供給するための空気供給部とからなり、燃料と空気中の酸素とによって燃料電池セル内で電気化学反応を生じさせ、外部に電力を得るようにした電池であり種々の形式のものが開発されている。
近年、環境問題や省エネルギーに対する意識の高まりにより、クリーンなエネルギー源としての燃料電池を、各種用途に用いることが検討されており、特に、メタノールと水を含む液体燃料を直接供給するだけで発電できる直接メタノール型燃料電池が注目されてきている(例えば、特許文献1及び2参照)。
これらの中でも、液体燃料の供給に毛管力を利用した各液体燃料電池等が知られている(例えば、特許文献3〜8参照)。
これらの各特許文献に記載される液体燃料電池は、燃料タンクから液体燃料を毛管力で燃料極に供給するため、液体燃料を圧送するためのポンプを必要としないなど小型化に際してメリットがある。
これらの中でも、液体燃料の供給に毛管力を利用した各液体燃料電池等が知られている(例えば、特許文献3〜8参照)。
これらの各特許文献に記載される液体燃料電池は、燃料タンクから液体燃料を毛管力で燃料極に供給するため、液体燃料を圧送するためのポンプを必要としないなど小型化に際してメリットがある。
このような形式の燃料電池において、毛管力を有する平板状多孔体にて液体燃料を誘導し、かつ、その平板状多孔体上に発電セルを配置した、いわゆるパッシブ型燃料電池の平面スタック方式では、発電セルの配置によっては、液体燃料の流路に対し発電セルが直列な関係で配置されることがある。この発電セルを液体燃料の流路に対して直列に配置すると、燃料槽から供給された液体燃料の上流に位置した発電セルが発電に使用した廃燃料が下流に位置する発電セルに供給されることとなり、発電効率が低下するという課題がある。
また、下流に位置する発電セルは、有効成分濃度が低い液体燃料が供給されるだけでなく、廃燃料として生成する酸化された液体燃料が主に供給されるため、発電効率が非常に低下するという課題がある。
特開平5−258760号公報(特許請求の範囲、実施例等)
特開平5−307970号公報(特許請求の範囲、実施例等)
特開昭59−66066号公報(特許請求の範囲、実施例等)
特開平6−188008号公報(特許請求の範囲、実施例等)
特開2003−229158号公報(特許請求の範囲、実施例等)
特開2003−299946号公報(特許請求の範囲、実施例等)
特開2003−340273号公報(特許請求の範囲、実施例等)
特開2003−109633号公報(特許請求の範囲、実施例等)
また、下流に位置する発電セルは、有効成分濃度が低い液体燃料が供給されるだけでなく、廃燃料として生成する酸化された液体燃料が主に供給されるため、発電効率が非常に低下するという課題がある。
本発明は、上記従来の燃料電池における課題に鑑み、これを解消するためになされたものであり、各発電セルに効率良く液体燃料を供給して、発電効率を向上させることができる燃料電池を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、燃料貯蔵槽と、少なくとも2つ以上の発電セルと、燃料供給部材とを少なくとも有し、上記燃料貯蔵槽内の液体燃料を燃料供給部材を介して発電セルに供給する燃料電池において、燃料貯蔵槽と燃料供給部材との配置、発電セルの配置、また、廃燃料回収槽の配置を特定することにより、上記目的の燃料電池が得られることに成功し、本発明を完成するに至ったのである。
すなわち、本発明は、次の(1)及び(2)に存する。
(1) 燃料貯蔵槽と、少なくとも2つ以上の発電セルと、燃料供給部材とを少なくとも有し、上記燃料貯蔵槽内の液体燃料を燃料供給部材を介して発電セルに供給する燃料電池であって、上記各発電セルへの液体燃料の供給の流れが並列となるように発電セルと燃料供給部材が配置されていることを特徴とする燃料電池。
(2) 燃料供給部材には、廃燃料回収槽が連結されていることを特徴とする上記(1)記載の燃料電池。
(1) 燃料貯蔵槽と、少なくとも2つ以上の発電セルと、燃料供給部材とを少なくとも有し、上記燃料貯蔵槽内の液体燃料を燃料供給部材を介して発電セルに供給する燃料電池であって、上記各発電セルへの液体燃料の供給の流れが並列となるように発電セルと燃料供給部材が配置されていることを特徴とする燃料電池。
(2) 燃料供給部材には、廃燃料回収槽が連結されていることを特徴とする上記(1)記載の燃料電池。
本発明によれば、各発電セルに効率良く液体燃料を供給して、発電効率を向上させることができる燃料電池が提供される。
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳しく説明する。
図1は、本発明の実施形態の一例を示す燃料電池A−1を示すものである。
本実施形態の燃料電池A−1は、図1に示すように、燃料貯蔵槽10と、2つの発電セル15,15と、燃料供給部材20との配置が、燃料供給部材20上の中央部に燃料貯蔵槽10を配置し、該燃料貯蔵槽10の両側に発電セル15,15を配置した構造となるものである。
図1は、本発明の実施形態の一例を示す燃料電池A−1を示すものである。
本実施形態の燃料電池A−1は、図1に示すように、燃料貯蔵槽10と、2つの発電セル15,15と、燃料供給部材20との配置が、燃料供給部材20上の中央部に燃料貯蔵槽10を配置し、該燃料貯蔵槽10の両側に発電セル15,15を配置した構造となるものである。
燃料貯蔵槽10は、カートリッジ型となっており、カートリッジ容器内の液体燃料を燃料供給部材20に供給できる構造であれば、その構造は特に限定されず、例えば、カートリッジ容器内に液体燃料を吸蔵する毛管力を有する多孔体からなる吸蔵体を備えた燃料貯蔵槽、カートリッジ容器内に液体燃料を直に充填し、供給口(出口)部にバルブ体又はコレクター体を備えた燃料貯蔵槽などが挙げられる。本実施形態では、毛管力を有する多孔体からなる吸蔵体から構成されている。
燃料貯蔵槽10に充填又は吸蔵する液体燃料としては、メタノールと水とからなるメタノール液が挙げられるが、後述する燃料極(燃料電極体)において燃料として供給された化合物から効率良く水素イオン(H+)と電子(e-)が得られるものであれば、液体燃料は特に限定されず、燃料極の構造などにもよるが、例えば、ジメチルエーテル(DME)、エタノール液、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液などの液体燃料も用いることができる。
また、これらの液体燃料の濃度は、燃料電池の構造、特性等により種々の濃度の液体燃料を用いることができ、例えば、1〜100%濃度の液体燃料を用いることができる。
また、これらの液体燃料の濃度は、燃料電池の構造、特性等により種々の濃度の液体燃料を用いることができ、例えば、1〜100%濃度の液体燃料を用いることができる。
用いる発電セル15は、燃料極、電解質膜、空気極が積層されたものである。燃料極(燃料電極体)は、毛管力を付与した平板状の燃料極であり、燃料供給部材20の液体燃料を吸い上げる多孔質構造となるものであれば良く、例えば、三次元網目構造若しくは点焼結構造よりなり、アモルファス炭素と炭素粉末とで構成される炭素複合成形体、等方性高密度炭素成形体、炭素繊維抄紙成形体、活性炭素成形体などを用いることができる。また、この燃料極の外表面部には、白金−ルテニウム(Pt−Ru)触媒、イリジウム−ルテニウム(Ir−Ru)触媒、白金−スズ(Pt−Sn)触媒などが当該金属イオンや金属錯体などの金属微粒子前駆体を含んだ溶液を含浸や浸漬処理後還元処理する方法や金属微粒子の電析法などにより形成されている。
電解質膜としては、プロトン伝導性又は水酸化物イオン伝導性を有するイオン交換膜、例えば、ナフィオン(Nafion、Du pont社製)を初めとするフッ素系イオン交換膜が挙げられる他、耐熱性、メタノールクロスオーバーの抑制が良好なもの、例えば、無機化合物をプロトン伝導材料とし、ポリマーを膜材料としたコンポジット(複合)膜、具体的には、無機化合物としてゼオライトを用い、ポリマーとしてスチレン−ブタジエン系ラバーからなる複合膜、炭化水素系グラフト膜などが挙げられる。
また、空気極としては、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等を上述の金属微粒子前駆体を含んだ溶液等を用いた方法で担持させた多孔質構造からなる炭素多孔体が挙げられる。
また、空気極としては、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等を上述の金属微粒子前駆体を含んだ溶液等を用いた方法で担持させた多孔質構造からなる炭素多孔体が挙げられる。
本発明において、燃料供給部材20は、毛管力によって燃料貯蔵槽10内の液体燃料を誘導し、各発電セル15に液体燃料を供給する機能を有するものであり、例えば、フェルト、スポンジ、または、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの1種又は2種以上の組合せからなる繊維を織ったものや、前記繊維の不織布から構成されるシート状のものなどを用いることができる。
これらの平板状燃料供給部材20の気孔率としては、30〜70%、厚さとしては、0.1〜1.0mmに設定されるものである。
これらの平板状燃料供給部材20の気孔率としては、30〜70%、厚さとしては、0.1〜1.0mmに設定されるものである。
この燃料供給部材20上の中央部に上記カートリッジ型の燃料貯蔵槽10と該燃料貯蔵槽10の両側に発電セル15が配置されるものである。この毛管連結による配置構造により、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料はその下部面に配置される燃料供給部材20を通過し、該燃料供給部材20と接触する発電セル15の下面側の燃料極に供給されて発電されることとなる。
本実施形態では、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10から燃料供給部材20を介して発電セル15の燃料極へ効率良く十分な液体燃料を供給するため、燃料極の毛管力をP1、燃料貯蔵槽10の毛管力をP2、燃料供給部材20の毛管力をP3とした場合、次式、P1<P3<P2を充足することが好ましい。
本実施形態では、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10から燃料供給部材20を介して発電セル15の燃料極へ効率良く十分な液体燃料を供給するため、燃料極の毛管力をP1、燃料貯蔵槽10の毛管力をP2、燃料供給部材20の毛管力をP3とした場合、次式、P1<P3<P2を充足することが好ましい。
このように構成される燃料電池A−1では、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10を中心として左右対称に発電セル15を配置すると共に、これらの下部に燃料供給部材20を配置し、かつ、該燃料供給部材20に毛管連結した各発電セル15が液体燃料の流路に対して並列となる関係で配置されているので、燃料貯蔵槽10から各発電セル15の燃料極への液体燃料の供給の流れを並列とすることができ、これにより、各発電セル15から相互に使用済み液体燃料が流れることなく、発電効率を向上させることができる燃料電池が得られることとなる。
また、この構成の燃料電池A−1では、ポンプやブロワ等の補器を特に用いることなく、液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することができる構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。
従って、この形態の燃料電池 A−1では、燃料電池全体のカートリッジ化が可能となり、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯用電子機器の電源として用いられることができる小型の燃料電池に好適なものとなる。
また、この構成の燃料電池A−1では、ポンプやブロワ等の補器を特に用いることなく、液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することができる構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。
従って、この形態の燃料電池 A−1では、燃料電池全体のカートリッジ化が可能となり、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯用電子機器の電源として用いられることができる小型の燃料電池に好適なものとなる。
図2〜図31は、本発明の燃料電池の他の各実施形態を示すものである。以下の各実施形態において、上記実施形態A−1と同様の構成は同一符号で表示し、その説明を省略する。
図2の燃料電池A−2は、中央部に燃料貯蔵槽10を配置し、その両側に燃料供給部材20、該各燃料供給部材20上に発電セル15を配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は燃料供給部材20の側面、上面、上面に配置される発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15にお互いのセル15からの使用済み燃料が混合することなく液体燃料を供給して、発電効率を向上させることができるものである。
図2の燃料電池A−2は、中央部に燃料貯蔵槽10を配置し、その両側に燃料供給部材20、該各燃料供給部材20上に発電セル15を配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は燃料供給部材20の側面、上面、上面に配置される発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15にお互いのセル15からの使用済み燃料が混合することなく液体燃料を供給して、発電効率を向上させることができるものである。
図3の燃料電池A−3は、燃料貯蔵槽10の側面に発電セル15、燃料供給部材20、発電セル15を順次積層配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は燃料供給部材20、該燃料供給部材20の上下面に配置される各発電セル15の燃料極への液体燃料の供給の流れを並列にすることができ、これにより、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15から相互に使用済み液体燃料が流れることなく、発電効率を向上させることができる燃料電池が得られることとなる。
図4の燃料電池A−4は、燃料貯蔵槽10の上下面に燃料供給部材20、該燃料供給部材20の上下面に発電セル15を順次積層配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は各燃料供給部材20、該燃料供給部材20の上下面に配置される各発電セル15の燃料極への液体燃料の供給の流れを並列にすることができ、これにより、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15から相互に使用済み液体燃料が流れることなく、発電効率を向上させることができる燃料電池が得られることとなる。
図4の燃料電池A−4は、燃料貯蔵槽10の上下面に燃料供給部材20、該燃料供給部材20の上下面に発電セル15を順次積層配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は各燃料供給部材20、該燃料供給部材20の上下面に配置される各発電セル15の燃料極への液体燃料の供給の流れを並列にすることができ、これにより、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15から相互に使用済み液体燃料が流れることなく、発電効率を向上させることができる燃料電池が得られることとなる。
図5の燃料電池A−5は、中央部に燃料貯蔵槽10を配置し、その両側に少なくとも2以上、本実施形態では3個、合計6個の発電セル15を燃料供給部材20を介して独立配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は各燃料供給部材20、該燃料供給部材20の側面に配置される各発電セル15の燃料極への液体燃料の供給の流れを並列にすることができ、これにより、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15から相互に使用済み液体燃料が流れることなく、発電効率を向上させることができる燃料電池が得られることとなる。
図6の燃料電池A−6は、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の下面に燃料供給部材20を配置し、その下面に4個の発電セル15を独立配置したものであり、燃料貯蔵槽10からの燃料供給部材20への液体燃料の供給を燃料供給部材20と同様の部材からなる4個の中継芯11を介して行うものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は各中継芯11、燃料供給部材20、各発電セル15の燃料極への液体燃料の供給の流れを並列にすることができ、これにより、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15から相互に使用済み液体燃料が流れることなく、発電効率を向上させることができる燃料電池が得られることとなる。図6(b)は、燃料供給部材20を各発電セル15に対応して、4分割の分割燃料供給部材20aとした形態である。
図6の燃料電池A−6は、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の下面に燃料供給部材20を配置し、その下面に4個の発電セル15を独立配置したものであり、燃料貯蔵槽10からの燃料供給部材20への液体燃料の供給を燃料供給部材20と同様の部材からなる4個の中継芯11を介して行うものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は各中継芯11、燃料供給部材20、各発電セル15の燃料極への液体燃料の供給の流れを並列にすることができ、これにより、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15から相互に使用済み液体燃料が流れることなく、発電効率を向上させることができる燃料電池が得られることとなる。図6(b)は、燃料供給部材20を各発電セル15に対応して、4分割の分割燃料供給部材20aとした形態である。
図7の燃料電池A−7は、上記A−6の燃料電池において、燃料貯蔵槽10からの燃料供給部材20への液体燃料の供給を燃料供給部材20と同様の部材からなる中央部に配置した1個の中継芯11を介して行う点で異なるものであり、上記実施形態A−6と同様に実施される。
図8の燃料電池A−8は、上記A−6の燃料電池において、燃料貯蔵槽10、発電セル15、供給部材20の形状を方形形状から円形形状とした点で異なるものであり、上記実施形態A−6と同様に実施される。
図8の燃料電池A−8は、上記A−6の燃料電池において、燃料貯蔵槽10、発電セル15、供給部材20の形状を方形形状から円形形状とした点で異なるものであり、上記実施形態A−6と同様に実施される。
図9の(a)の燃料電池A−9は、中央部にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10を配置し、その周囲に円形形状の5分割された発電セル15を配置し、各発電セル15の下面に円形形状の燃料供給部材20を配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は中継芯11、燃料供給部材20、該燃料供給部材20の上面の各発電セル15の燃料極への液体燃料の供給の流れを並列にすることができ、これにより、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15から相互に使用済み液体燃料が流れることなく、発電効率を向上させることができる燃料電池が得られることとなる。なお、この形態において、燃料貯蔵槽10、発電セル15、供給部材20の形状を円形形状を図9(b)に示すように、四角形状等の方形形状としても良いものであり、また、燃料供給部材20を発電セルに対応して5分割しても良いものである。
図10の燃料電池A−10は、上流側にカートリッジ型の液体燃料を直に充填した燃料貯蔵槽10を配置し、その下流側に各4個の発電セル15を載置した燃料供給部材20を配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は中央部に設けた液体燃料を供給する棒状の供給管12を介して、燃料供給部材20、該燃料供給部材20の上面の各発電セル15の燃料極への液体燃料の供給の流れを並列にすることができ、これにより、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15から相互に使用済み液体燃料が流れることなく、発電効率を向上させることができる燃料電池が得られることとなる。
図11の燃料電池A−11は、上記燃料電池A−11において、8個の発電セル15を燃料供給部材20に載置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は2箇所の棒状の供給管12を介して、燃料供給部材20、該燃料供給部材20の上面の各発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、上記実施形態A−10と同様に実施される。
図11の燃料電池A−11は、上記燃料電池A−11において、8個の発電セル15を燃料供給部材20に載置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は2箇所の棒状の供給管12を介して、燃料供給部材20、該燃料供給部材20の上面の各発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、上記実施形態A−10と同様に実施される。
図12の燃料電池A−12は、上流側にカートリッジ型の液体燃料を直に充填した燃料貯蔵槽10を配置し、その下流側に各2個の発電セル15を載置した燃料供給部材20を配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は貯蔵槽内に設けた供給管13を介して、燃料供給部材20、該燃料供給部材20の上面の各発電セル15の燃料極への液体燃料の供給の流れを並列にすることができ、これにより、上記実施形態A−1と同様に各発電セル15から相互に使用済み液体燃料が流れることなく、発電効率を向上させることができる燃料電池が得られることとなる。
図13の燃料電池A−13は、上記燃料電池A−12において、発電セル15を載置した燃料供給部材20を分割した点、燃料貯蔵槽10内に設けた並行して供給する各供給口13により液体燃料を燃料供給部材20に供給する点で上記燃料電池A−12と異なるものであり、上記実施形態A−13と同様に実施される。
図13の燃料電池A−13は、上記燃料電池A−12において、発電セル15を載置した燃料供給部材20を分割した点、燃料貯蔵槽10内に設けた並行して供給する各供給口13により液体燃料を燃料供給部材20に供給する点で上記燃料電池A−12と異なるものであり、上記実施形態A−13と同様に実施される。
図14〜図31は、廃燃料回収槽を連結した燃料電池の各実施形態を示すものである。
図14の燃料電池A−14は、上面にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを配置し、その下面に順次燃料供給部材20、二つの発電セル15を配置したものである。カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は、燃料供給部材20を介して各発電セル15の燃料極に供給されて、発電されるものである。また、本実施形態では、廃燃料回収槽30により、各発電セル15の発電により生成される水や酸化された液体燃料などの廃燃料を燃料供給部材20を介して回収するものであり、上記実施形態A−1と同様に発電セル15にお互いのセル15,15からの使用済み燃料やその発電セル15,15からの使用済み燃料が混合する可能性を低くし、発電効率を向上させることができるものである。また、廃燃料回収槽30は、例えば、廃燃料を吸蔵する毛管力を付与した吸蔵体から構成されており、廃燃料を効率良く回収するため、廃燃料回収槽40の毛管力をP4とした場合、P1<P3<P4<P2を充足することが好ましい。
図14の燃料電池A−14は、上面にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを配置し、その下面に順次燃料供給部材20、二つの発電セル15を配置したものである。カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は、燃料供給部材20を介して各発電セル15の燃料極に供給されて、発電されるものである。また、本実施形態では、廃燃料回収槽30により、各発電セル15の発電により生成される水や酸化された液体燃料などの廃燃料を燃料供給部材20を介して回収するものであり、上記実施形態A−1と同様に発電セル15にお互いのセル15,15からの使用済み燃料やその発電セル15,15からの使用済み燃料が混合する可能性を低くし、発電効率を向上させることができるものである。また、廃燃料回収槽30は、例えば、廃燃料を吸蔵する毛管力を付与した吸蔵体から構成されており、廃燃料を効率良く回収するため、廃燃料回収槽40の毛管力をP4とした場合、P1<P3<P4<P2を充足することが好ましい。
図15の燃料電池A−15は、上面中央部に二つの発電セル15を配置し、この各発電セル15の両側にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを配置し、これらの下面に燃料供給部材20を配置したものである。カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は、燃料供給部材20を介して各発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、上記実施形態A−1と同様に発電セル15にお互いにセル15,15からの使用済み燃料やその発電セル15,15からの使用済み燃料が混合する可能性を低くし、発電効率を向上させることができるものである。また、本実施形態では、廃燃料回収槽30により、各発電セル15の発電により生成される水や酸化された液体燃料などの廃燃料を燃料供給部材20を介して回収するものであり、例えば、廃燃料を吸蔵する毛管力を付与した吸蔵体から構成されており、廃燃料を効率良く回収するため、廃燃料回収槽30の毛管力をP4とした場合、P1<P3<P4<P2を充足することが好ましい。
図16の燃料電池A−16は、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の側面に、カートリッジ型の廃燃料回収槽30、燃料供給部材20、二つの発電セル15が順次積層配置したものであり、上記実施形態A−14と同様に実施される。
図17の燃料電池A−17は、上面にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、この燃料貯蔵槽10の両側に廃燃料回収槽30を配置し、これらの下面に燃料供給部材20、二つの発電セル15を配置したものであり、上記実施形態A−14と同様に実施される。
図18の燃料電池A−18は、上面にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、この燃料貯蔵槽10の両側に発電セル15,15を配置し、これらの下面に燃料供給部材20、廃燃料回収槽30を配置したものであり、上記実施形態A−14と同様に実施される。
図19の燃料電池A−19は、上面にカートリッジ型の廃燃料回収槽30と、この廃燃料回収槽30の両側にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10を配置し、これらの下面に燃料供給部材20、発電セル15を配置したものであり、上記実施形態A−14と同様に実施される。
図18の燃料電池A−18は、上面にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、この燃料貯蔵槽10の両側に発電セル15,15を配置し、これらの下面に燃料供給部材20、廃燃料回収槽30を配置したものであり、上記実施形態A−14と同様に実施される。
図19の燃料電池A−19は、上面にカートリッジ型の廃燃料回収槽30と、この廃燃料回収槽30の両側にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10を配置し、これらの下面に燃料供給部材20、発電セル15を配置したものであり、上記実施形態A−14と同様に実施される。
図20の燃料電池A−20は、下端部で折曲された二つの燃料供給部材20の側面の一方側にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、一つの燃料供給部材20から燃料が供給される、一つの発電セル15を配置し、他方側に、カートリッジ型の廃燃料回収槽30と、もう一つの燃料供給部材20から燃料が供給される、もう一つの発電セル15を配置したものである。カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は燃料供給部材20を介して各発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、また、発電セル15の発電により夫々生成される水や酸化された液体燃料などの廃燃料は、夫々の燃料供給部材20を介して廃燃料回収槽30により、まとめて回収するものである。
図21の燃料電池A−21は、下端部で折曲された二つの燃料供給部材20の上面にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを配置し、燃料供給部材20の両側面に、並行する二つの燃料供給部材20から、夫々に燃料を供給される発電セル15を配置したものであり、上記実施形態A−20と同様に実施される。
図21の燃料電池A−21は、下端部で折曲された二つの燃料供給部材20の上面にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを配置し、燃料供給部材20の両側面に、並行する二つの燃料供給部材20から、夫々に燃料を供給される発電セル15を配置したものであり、上記実施形態A−20と同様に実施される。
図22の燃料電池A−22は、両側に脚部20a、20aを有する燃料供給部材20の脚部20a、20aの内側面にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを配置し、燃料供給部材20の内側上面に2個の発電セル15を燃料貯蔵槽10から廃燃料回収槽30の方向と並行に配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は燃料供給部材20を介して各発電セル15の燃料極に供給されて、発電され、また、発電セル15の発電により生成される水や酸化された液体燃料などの廃燃料は燃料供給部材20を介して廃燃料回収槽30により回収するものである。
図23の燃料電池A−23は、折曲された脚部20b、20bを有する燃料供給部材20の脚部20b、20bの各下面にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを配置し、燃料供給部材20の内側上面に2個の発電セル15を燃料貯蔵槽10から廃燃料回収槽30の方向と並行に配置したものであり、上記実施形態A−22と同様に実施される。
図23の燃料電池A−23は、折曲された脚部20b、20bを有する燃料供給部材20の脚部20b、20bの各下面にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを配置し、燃料供給部材20の内側上面に2個の発電セル15を燃料貯蔵槽10から廃燃料回収槽30の方向と並行に配置したものであり、上記実施形態A−22と同様に実施される。
図24の燃料電池A−24は、上記実施形態A−23の燃料電池において、脚部20bを更に設けた3本としたものであり、その各脚部20bにカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを夫々配置したものであり、上記実施形態A−23と同様に実施される。なお、上記燃料貯蔵槽10と廃燃料回収槽30との配置構成として、中央部に燃料貯蔵槽10を配置し、その両側をカートリッジ型の廃燃料回収槽30とする配置構成、または、中央部に廃燃料回収槽30を配置し、その両側をカートリッジ型の燃料貯蔵槽10とする配置構成(図24)が挙げられる。
図25の燃料電池A−25は、上記実施形態の燃料電池A−24において、燃料供給部材20の上面に4個の発電セル15を配置した点で上記実施形態の燃料電池A−24と異なるものであり、同様に実施される。
図25の燃料電池A−25は、上記実施形態の燃料電池A−24において、燃料供給部材20の上面に4個の発電セル15を配置した点で上記実施形態の燃料電池A−24と異なるものであり、同様に実施される。
図26(a)の燃料電池A−26は、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを積層したものを四角筒状の燃料供給部材20内に装着し、該燃料供給部材20の外表面に4個の発電セル15を配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は4つの中継芯11、4面の燃料供給部材20を介して4面の発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、また、発電セル15の発電により生成される水や酸化された液体燃料などの廃燃料は燃料供給部材20、回収中継芯31を介して廃燃料回収槽30により回収するものである。
図26(b)は、上記実施形態の燃料電池A−26のカートリッジ型の燃料貯蔵槽10、カートリッジ型の廃燃料回収槽30、燃料供給部材20の円形状の横断面を円形形状とした燃料電池であり、図26(c)は、上記実施形態の燃料電池A−26の四角筒状の燃料供給部材20の上面を閉じた形状であり、中継芯11がカートリッジ型の燃料貯蔵槽10の上面に設けたものであり、図26(d)は、上記実施形態の燃料電池A−26の四角筒状の燃料供給部材20の上面を閉じ、下面を蓋形状としたものであり、回収中継芯31がカートリッジ型の廃燃料回収槽の下面に設けたものであり、夫々上記実施形態の燃料電池A−26と同様に実施される。
図26(b)は、上記実施形態の燃料電池A−26のカートリッジ型の燃料貯蔵槽10、カートリッジ型の廃燃料回収槽30、燃料供給部材20の円形状の横断面を円形形状とした燃料電池であり、図26(c)は、上記実施形態の燃料電池A−26の四角筒状の燃料供給部材20の上面を閉じた形状であり、中継芯11がカートリッジ型の燃料貯蔵槽10の上面に設けたものであり、図26(d)は、上記実施形態の燃料電池A−26の四角筒状の燃料供給部材20の上面を閉じ、下面を蓋形状としたものであり、回収中継芯31がカートリッジ型の廃燃料回収槽の下面に設けたものであり、夫々上記実施形態の燃料電池A−26と同様に実施される。
図27の燃料電池A−27は、(b)又は(c)のカートリッジ型の燃料貯蔵槽10と、カートリッジ型の廃燃料回収槽30とを積層したものを円筒状の燃料供給部材20内に装着し、該燃料供給部材20の外表面に8個の発電セル15を配置したものであり、上記実施形態の燃料電池A−26と同様に実施される。また、本実施形態において、上記図26(c)又は(d)の燃料供給部材20を用いても良いものである。
図28の燃料電池A−28は、廃燃料回収槽30の周囲全体にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10を配置し、これらの上面に燃料供給部材20、燃料供給部材20の上面に4個の発電セル15を配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は中継芯11、燃料供給部材20を介して発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、また、発電セル15の発電により生成される水や酸化された液体燃料などの廃燃料は燃料供給部材20を介して廃燃料回収槽30により回収するものである。この形態において、廃燃料回収槽30の周囲全体にカートリッジ型の燃料貯蔵槽10を配置したがこの逆配置であってもよく、また、図28(b)に示すように中央部の廃燃料回収槽30の高さを高くしてもよいものである。
図29の燃料電池A−29は、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10と廃燃料回収槽30とを直列に配置し、その側面に発電セル15を載置した燃料供給部材20、及びこの発電セル15を載置した燃料供給部材20を囲うように、更にもう一つの発電セル15を載置した燃料供給部材20を配置し、燃料貯蔵槽10から廃燃料回収槽30へ並行する流路を形成するように配置したもので、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は燃料供給部材20を介して各発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、また、各発電セル15の発電により生成される水や酸化された液体燃料などの廃燃料は燃料供給部材20を介して廃燃料回収槽30により回収するものである。
図30の燃料電池A−30は、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の上面に廃燃料回収槽30を配置し、その側面全体に二つの発電セル15を燃料貯蔵槽10から廃燃料回収槽30の方向に並行して載置した燃料供給部材20を配置したものであり、カートリッジ型の燃料貯蔵槽10の液体燃料は中継芯11、燃料供給部材20を介して発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、また、発電セル15の発電により生成される水や酸化された液体燃料などの廃燃料は燃料供給部材20、回収中継芯31を介して廃燃料回収槽30により回収するものである。
図31の燃料電池A−31は、カートリッジ型の廃燃料回収槽30の下面に燃料貯蔵槽10を配置し、その下面に発電セル15を載置した燃料供給部材20を配置したものであり、燃料貯蔵槽10から中継芯11,11´を介して燃料供給部材20に液体燃料が供給される。図示しないが、中継芯11,11´の間は、中継芯11と同様の材質の中継用部材で繋ぐことができる。この中継用部材を用いる場合、その毛管力は中継芯11以上で、かつ、中継芯11´以下の関係を満たしていれば良く、廃燃料回収槽30側でも同様に、中継芯31´と中継芯31の間に配置される中継用部材での毛管力は、中継芯31´以上で、かつ、中継芯31以下の関係を満たしていれば良い。液体燃料は、この中継芯11,11´を通し供給され、燃料供給部材20を介して発電セル15の燃料極に並行して供給されて、発電され、また、発電セル15の発電により生成される水や酸化された液体燃料などの廃燃料は燃料供給部材20、回収中継芯31,31´を介して廃燃料回収槽30により回収するものである。
本発明の燃料電池は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。
例えば、上記実施形態において、各発電セルへ、独立して、かつ、並行して燃料供給ができるものであれば、発電セルの個数や燃料供給部材の個数は上記実施形態に限定されるものではない。
また、一方が他方の燃料の流れとしての下流に位置することで使用済みの燃料が供給されてしまわないように、かつ、並行の関係で配置されているものであれば、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態において、各発電セルへ、独立して、かつ、並行して燃料供給ができるものであれば、発電セルの個数や燃料供給部材の個数は上記実施形態に限定されるものではない。
また、一方が他方の燃料の流れとしての下流に位置することで使用済みの燃料が供給されてしまわないように、かつ、並行の関係で配置されているものであれば、上記実施形態に限定されるものではない。
A−1 燃料電池
10 燃料貯蔵槽
15 発電セル
20 燃料供給部材
30 廃燃料回収槽
10 燃料貯蔵槽
15 発電セル
20 燃料供給部材
30 廃燃料回収槽
Claims (2)
- 燃料貯蔵槽と、少なくとも2つ以上の発電セルと、燃料供給部材とを少なくとも有し、上記燃料貯蔵槽内の液体燃料を燃料供給部材を介して発電セルに供給する燃料電池であって、上記各発電セルへの液体燃料の供給の流れが並列となるように発電セルと燃料供給部材が配置されていることを特徴とする燃料電池。
- 燃料供給部材には、廃燃料回収槽が連結されていることを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005329038A JP2007141457A (ja) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | 燃料電池 |
PCT/JP2006/322430 WO2007055301A1 (ja) | 2005-11-11 | 2006-11-10 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005329038A JP2007141457A (ja) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | 燃料電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007141457A true JP2007141457A (ja) | 2007-06-07 |
Family
ID=38204103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005329038A Withdrawn JP2007141457A (ja) | 2005-11-11 | 2005-11-14 | 燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007141457A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100786480B1 (ko) | 2006-11-30 | 2007-12-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 모듈형 연료전지 시스템 |
US8343674B2 (en) | 2007-01-17 | 2013-01-01 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel cell system and control method of the same |
-
2005
- 2005-11-14 JP JP2005329038A patent/JP2007141457A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100786480B1 (ko) | 2006-11-30 | 2007-12-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 모듈형 연료전지 시스템 |
US7846609B2 (en) | 2006-11-30 | 2010-12-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Module-type fuel cell system |
US8343674B2 (en) | 2007-01-17 | 2013-01-01 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel cell system and control method of the same |
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