JP2007294182A

JP2007294182A - Liquid fuel supply system in fuel cell

Info

Publication number: JP2007294182A
Application number: JP2006119192A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Kamiya; 俊史神谷
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-11-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid fuel supply system in a fuel cell that is capable of preventing the liquid fuel from spouting out when heated or under a reduced pressure environment, capable of stably supplying the liquid fuel regardless of the orientation of a liquid fuel cartridge body, allowing the liquid fuel to be non-exposed and thus preventing the liquid fuel from evaporating even when supply of the liquid fuel is temporarily stopped and the cartridge body is removed. <P>SOLUTION: The liquid fuel supply system S in a fuel cell enables supply of liquid fuel by inserting the liquid fuel cartridge body A to a liquid fuel guide core 30 provided in a fuel cell body N. The liquid fuel cartridge body A includes a fuel tank part 10 containing a fuel storage body 11 to which capillary force is given so as to store liquid fuel, and further includes a valve body 12 that allows the liquid fuel guide core 30 provided in the fuel cell body N to be inserted to a wall face of the fuel tank part 10, and an air replacing hole 10α that is opened simultaneously with the installation of the fuel tank part 10 and thereby enables air replacement. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池における液体燃料供給システムに関し、更に詳しくは、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おける液体燃料供給システムに関する。 The present invention relates to a liquid fuel supply system in a fuel cell, and more particularly, to supply liquid fuel in a fuel cell suitable for a small fuel cell used as a power source for portable electronic devices such as a mobile phone, a notebook personal computer, and a PDA. About the system.

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。 In general, a fuel cell includes a fuel cell in which an air electrode layer, an electrolyte layer, and a fuel electrode layer are stacked, a fuel supply unit for supplying fuel as a reducing agent to the fuel electrode layer, and an oxidant for the air electrode layer. As an air supply unit for supplying air as a battery, an electrochemical reaction is generated in the fuel cell by the fuel and oxygen in the air, and electric power is obtained outside. Has been developed.

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３〜７）。
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。 In recent years, due to increasing awareness of environmental issues and energy conservation, the use of fuel cells as clean energy sources for various applications has been studied. In particular, power can be generated simply by supplying liquid fuel containing methanol and water directly. Fuel cells have attracted attention (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Among these, each liquid fuel cell etc. which utilized capillary force for supply of liquid fuel are known (for example, patent documents 3-7).
Since the liquid fuel cell described in each of these patent documents supplies liquid fuel from a fuel tank to the fuel electrode by capillary force, there is an advantage in downsizing such as not requiring a pump for pumping liquid fuel.

しかしながら、このような単に燃料貯蔵槽に設けられた、多孔体及び／又は繊維束体の毛管力だけを利用した液体燃料電池は、構成上は小型化に適するものの、燃料極に燃料が直接液体状態で供給されるため小型携帯機器に搭載し、電池部の前後左右や上下が絶えず変わる環境下では、長時間の使用期間中に燃料の追従が不完全となり、燃料供給遮断などの弊害が発生し、電解質層への燃料供給を一定にすることを阻害する原因となっている。 However, although the liquid fuel cell using only the capillary force of the porous body and / or fiber bundle provided in the fuel storage tank is suitable for downsizing in terms of configuration, the fuel is directly liquid at the fuel electrode. Because it is supplied in a state, it is mounted on a small portable device, and in an environment where the front, back, left, right, and top and bottom of the battery part are constantly changing, fuel tracking is incomplete during long periods of use, causing problems such as shutting off the fuel supply As a result, the fuel supply to the electrolyte layer is prevented from being made constant.

また、これらの欠点の解決策として、例えば、液体燃料を毛管力によりセル内に導入した後、液体燃料を燃料気化層にて気化して、使用する燃料電池システム（例えば、特許文献８参照）が知られているが、基本的な問題点である燃料の追従性不足は改善されていないという課題を有し、また、この構造の燃料電池は液体を気化させた後に燃料として用いるシステムのため、小型化が困難となるなどの課題がある。 Further, as a solution to these drawbacks, for example, after introducing liquid fuel into the cell by capillary force, the fuel cell system is used by vaporizing the liquid fuel in the fuel vaporization layer (see, for example, Patent Document 8). However, there is a problem that the lack of followability of the fuel, which is a basic problem, has not been improved, and the fuel cell of this structure is a system used as fuel after vaporizing the liquid There are problems such as difficulty in miniaturization.

このように従来の燃料電池用燃料貯留体では、燃料極に直接液体燃料を供給する際に、燃料の供給が不安定で動作中の出力値に変動が生じたり、安定な特性を維持したまま携帯機器への搭載が可能な程度の小型化は困難であるのが現状である。 As described above, in the conventional fuel cell fuel reservoir, when supplying liquid fuel directly to the fuel electrode, the fuel supply is unstable and the output value during operation fluctuates or remains stable. At present, it is difficult to reduce the size so that it can be mounted on a portable device.

そこで、本願出願人は、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電化質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結される燃料電池であって、上記各単位セルには液体燃料を貯蔵するカートリッジ構造体からなる燃料貯留体に接続される浸透構造を有する燃料供給体が連結されて液体燃料が供給される直接メタノール型燃料電池を出願している（例えば、特許文献９及び１０参照）。
この燃料電池は、今までにない優れた機能を有するものであるが、燃料電池用の液体燃料を安定に貯留しておくためには、加熱時や減圧環境下での液体燃料の吹き出し防止に更に留意する必要があり、また、カートリッジの向きによらず液体燃料を供給できるものとすることが望ましく、更に、液体燃料の供給を一時中断し、カートリッジ体を取り外すとき、液体燃料が暴露しないようにして液体燃料の揮発を防止する必要があるなどの更なる機能の向上を必要とする課題がある。
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２００１−１０２０６９号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００４−６３２００号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００５−２１６８１７号公報（特許請求の範囲、実施例等） Therefore, the applicant of the present application constructs an electrolyte layer on the outer surface of a fuel electrode body made of a microporous carbon body, and connects a plurality of unit cells formed by constructing an air electrode layer on the outer surface of the electrolyte layer. Direct methanol in which each unit cell is connected to a fuel supply body having a permeation structure connected to a fuel storage body composed of a cartridge structure for storing liquid fuel, and the liquid fuel is supplied to each unit cell Type fuel cells have been filed (see, for example, Patent Documents 9 and 10).
This fuel cell has an unprecedented function, but in order to stably store the liquid fuel for the fuel cell, it prevents the liquid fuel from blowing out during heating or under reduced pressure. It should be further noted that it is desirable to be able to supply liquid fuel regardless of the orientation of the cartridge. Furthermore, when the supply of liquid fuel is interrupted and the cartridge body is removed, the liquid fuel is not exposed. Thus, there is a problem that requires further functional improvements such as the need to prevent volatilization of the liquid fuel.
JP-A-5-258760 (Claims, Examples, etc.) JP-A-5-307970 (Claims, Examples, etc.) JP 59-66066 A (Claims, Examples, etc.) JP-A-6-188008 (Claims, Examples, etc.) JP 2003-229158 A (Claims, Examples, etc.) JP 2003-299946 A (Claims, Examples, etc.) JP-A-2003-340273 (Claims, Examples, etc.) JP 2001-102069 A (Claims, Examples, etc.) JP-A-2004-63200 (Claims, Examples, etc.) JP-A-2005-216817 (Claims, Examples, etc.)

本発明は、上記従来の燃料電池における液体燃料供給システムにおける課題及び現状に鑑み、これを解消するためになされたものであり、燃料電池における液体燃料供給システムにおいて、加熱時や減圧環境下での液体燃料の吹き出しを防止し、かつ、同時に液体燃料をカートリッジの向きによらず液体燃料を供給できるものとすると共に、液体燃料の供給を一時中断し、カートリッジ体を取り外すときでも、液体燃料が暴露しないようにして液体燃料の揮発を防止することができる燃料電池における液体燃料供給システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems and current situation in the liquid fuel supply system in the conventional fuel cell. In the liquid fuel supply system in the fuel cell, the heating and depressurization environment are used. Liquid fuel can be prevented from being blown out, and at the same time, liquid fuel can be supplied regardless of the orientation of the cartridge. At the same time, even when the supply of liquid fuel is interrupted and the cartridge body is removed, the liquid fuel is exposed. An object of the present invention is to provide a liquid fuel supply system in a fuel cell that can prevent volatilization of liquid fuel.

本発明者は、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、燃料電池における液体燃料供給システムにおいて、液体燃料を貯留するために毛管力が付与された燃料吸蔵体を内包し、かつ、壁面に中継芯を挿入することができる特定構造となる液体燃料カートリッジ体を、燃料電池本体に設置された中継芯に挿入することで、空気置換孔が形成されると共に液体燃料が供給可能となることを見い出し、上記目的の燃料電池における液体燃料供給システム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。 As a result of intensive studies on the above-described conventional problems and the like, the present inventors have included a fuel occlusion body provided with a capillary force for storing liquid fuel in a liquid fuel supply system in a fuel cell, and on the wall surface. By inserting the liquid fuel cartridge body having a specific structure into which the relay core can be inserted into the relay core installed in the fuel cell body, an air replacement hole is formed and liquid fuel can be supplied. As a result, the present inventors have succeeded in obtaining a liquid fuel supply system in the above-described fuel cell, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、次の（１）〜（１３）に存する。
（１）燃料を貯留するために毛管力が付与された液体燃料吸蔵体を内包し、かつ、液体燃料誘導芯を挿入することができる弁体を壁面に有する燃料カートリッジに、燃料電池本体に設置された毛管力を有する液体燃料誘導芯を挿入し、かつ、前記液体燃料誘導芯から発電セルの燃料極まで断続的に毛管力が付与されることで、液体燃料が供給可能となる燃料供給システムにおいて、前記液体燃料誘導芯近傍かつ前記弁体内に、空気置換孔を設け、燃料供給開始と燃料貯留体内部への空気置換が同時に行なわれることを特徴とする燃料電池における液体燃料供給システム。
（２）前記空気置換孔が、少なくとも液体燃料誘導芯側面に設けた一以上の溝から構成される上記（１）に記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（３）前記溝の幅及び深さが０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下である上記（２）に記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（４）前記空気置換孔が、少なくとも液体燃料誘導芯側面に設けた一以上の突出部から構成される上記（１）に記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（５）前記突出部の幅及び高さが０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下である上記（４）に記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（６）前記燃料電池本体に設置された液体燃料誘導芯は、前記燃料吸蔵体よりも大きな毛管力を有する上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（７）弁体は、スリット弁から構成され、前記液体燃料誘導芯を挿入することで液体燃料カートリッジ体の燃料吸蔵体と中継芯とを連通させ、液体燃料カートリッジ体内部の液体燃料を外部へ供給させる連通部が形成されると共に、外周部に突出部が形成され、前記弁体が液体燃料カートリッジに収納された際に、前記突出部により弁体が径方向に圧縮されることで前記連通部に圧縮力が作用するようにした上記（１）〜（６）の何れか一つに記載の燃料電池における液体供給システム。
（８）空気置換孔は、前記中継芯を挿入することによって形成される、前記液体燃料を外部へ供給させる連通部とは、隔離された前記液体燃料カートリッジ体の何れかの部分に、前記燃料誘導芯の挿入と同時に、形成される上記（７）に記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（９）前記空気置換孔は、前記中継芯を挿入した状態で、閉鎖可能である上記（８）に記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（１０）前記空気置換孔は、前記液体燃料に対し毛管力を有しない上記（１）〜（９）の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（１１）液体燃料カートリッジ体の燃料タンク部は、酸素バリア性に優れる樹脂層を少なくとも一層以上有する上記（１）〜（１０）の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（１２）酸素バリア性に優れる樹脂が、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルから選ばれる少なくとも１種である（１１）に記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（１３）液体燃料がメタノール液、エタノール液、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、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及びショ糖水溶液から選ばれる少なくとも１種である上記（１）〜（１２）の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（１４）燃料電池本体は、燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、上記単位セルには液体燃料カートリッジ体に接続される中継芯が連結されて液体燃料が供給される構成となる（１）〜（１３）の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。 That is, the present invention resides in the following (1) to (13).
(1) Installed in the fuel cell main body in a fuel cartridge containing a liquid fuel occlusion body to which a capillary force is applied to store fuel and having a valve body on the wall surface into which a liquid fuel guide core can be inserted A fuel supply system in which liquid fuel can be supplied by inserting a liquid fuel induction core having a capillary force and applying a capillary force intermittently from the liquid fuel induction core to the fuel electrode of the power generation cell The liquid fuel supply system in a fuel cell is characterized in that an air replacement hole is provided in the vicinity of the liquid fuel guide core and in the valve body, and fuel supply start and air replacement into the fuel reservoir are performed simultaneously.
(2) The liquid fuel supply system in the fuel cell according to (1), wherein the air replacement hole includes at least one groove provided on a side surface of the liquid fuel guide core.
(3) The liquid fuel supply system in the fuel cell according to (2), wherein the groove has a width and a depth of 0.1 mm or more and 2 mm or less.
(4) The liquid fuel supply system in the fuel cell according to (1), wherein the air replacement hole includes at least one protrusion provided on a side surface of the liquid fuel guide core.
(5) The liquid fuel supply system in the fuel cell according to (4), wherein the protrusion has a width and a height of 0.1 mm or more and 2 mm or less.
(6) The liquid fuel supply core in the fuel cell according to any one of (1) to (5), wherein the liquid fuel guide core installed in the fuel cell main body has a greater capillary force than the fuel storage body. system.
(7) The valve body is composed of a slit valve, and by inserting the liquid fuel guide core, the fuel storage body of the liquid fuel cartridge body and the relay core are communicated, and the liquid fuel inside the liquid fuel cartridge body is sent to the outside. A communicating portion to be supplied is formed, and a protruding portion is formed on the outer peripheral portion. When the valve body is stored in the liquid fuel cartridge, the communicating valve body is compressed in the radial direction by the protruding portion. The liquid supply system in a fuel cell according to any one of (1) to (6), wherein a compressive force is applied to the portion.
(8) The air replacement hole is formed by inserting the relay core, and is connected to any portion of the liquid fuel cartridge body that is isolated from the communication portion that supplies the liquid fuel to the outside. The liquid fuel supply system in the fuel cell according to (7), which is formed simultaneously with the insertion of the induction core.
(9) The liquid fuel supply system in a fuel cell according to (8), wherein the air replacement hole can be closed with the relay core inserted.
(10) The liquid fuel supply system in a fuel cell according to any one of (1) to (9), wherein the air replacement hole has no capillary force with respect to the liquid fuel.
(11) The liquid fuel supply system in the fuel cell according to any one of (1) to (10), wherein the fuel tank portion of the liquid fuel cartridge body has at least one resin layer having excellent oxygen barrier properties.
(12) The resin having excellent oxygen barrier properties is at least one selected from ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, and polyvinyl chloride. A liquid fuel supply system in the fuel cell as described.
(13) The above (1) to (1), wherein the liquid fuel is at least one selected from methanol, ethanol, dimethyl ether (DME), formic acid, hydrazine, ammonia, ethylene glycol, sodium borohydride aqueous solution, and sucrose aqueous solution. 12) The liquid fuel supply system in the fuel cell as described in any one of 12).
(14) The fuel cell main body is constructed by constructing an electrolyte layer on the outer surface portion of the fuel electrode body and connecting a plurality of unit cells formed by constructing an air electrode layer on the outer surface portion of the electrolyte layer. The liquid fuel supply system in the fuel cell according to any one of (1) to (13), wherein the cell is connected to a relay core connected to the liquid fuel cartridge body to supply liquid fuel.

本発明によれば、液体燃料誘導芯近傍かつ前記弁体内に、空気置換孔が設けられるので、液体燃料カートリッジ体の弁体以外に別途空気置換孔を設けることなく、加熱時や減圧環境下での液体燃料の吹き出しを防止でき、液体燃料カートリッジ体の向きによらず液体燃料を安定に供給できると共に、液体燃料カートリッジ体の装着と同時に空気置換孔が開放されるため、未使用時や、液体燃料の供給を一時中断し、カートリッジ体を取り外したときでも、液体燃料は暴露せず液体燃料の揮発を防止することができる燃料電池における液体燃料供給システムが提供される。 According to the present invention, since the air replacement hole is provided in the vicinity of the liquid fuel guide core and in the valve body, there is no need to provide a separate air replacement hole in addition to the valve body of the liquid fuel cartridge body. Liquid fuel can be prevented from blowing out, and liquid fuel can be stably supplied regardless of the orientation of the liquid fuel cartridge body, and the air replacement hole is opened simultaneously with the installation of the liquid fuel cartridge body. Provided is a liquid fuel supply system in a fuel cell that can prevent volatilization of liquid fuel without exposing the liquid fuel even when the supply of fuel is temporarily interrupted and the cartridge body is removed.

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〜図７は、本発明の燃料電池における液体燃料供給システムＳの基本形態（第１実施形態）を示すものである。
本第１実施形態の燃料電池における液体燃料供給システムＳは、図１に示すように、燃料カートリッジ１０に、燃料を貯留するために毛管力が付与された液体燃料吸蔵体１１を内包し、かつ、液体燃料誘導芯３０を挿入することができる弁体１２を壁面に有するものであり、この燃料カートリッジ１０に、燃料電池本体Ｎに設置された毛管力を有する液体燃料誘導芯３０を挿入し、かつ、前記液体燃料誘導芯３０から発電セル２０の燃料極まで断続的に毛管力が付与されることで、燃料が供給可能となるものであり、前記燃料誘導芯３０近傍かつ前記弁体１２内に、空気置換孔１０αを設け、燃料供給開始と燃料貯留体内部への空気置換が同時に行われることを特徴とするものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIGS. 1-7 shows the basic form (1st Embodiment) of the liquid fuel supply system S in the fuel cell of this invention.
As shown in FIG. 1, the liquid fuel supply system S in the fuel cell according to the first embodiment includes a liquid fuel occlusion body 11 to which a capillary force is applied in order to store fuel in a fuel cartridge 10, and The valve body 12 into which the liquid fuel induction core 30 can be inserted is provided on the wall surface. The liquid fuel induction core 30 having capillary force installed in the fuel cell main body N is inserted into the fuel cartridge 10. In addition, fuel can be supplied by intermittently applying a capillary force from the liquid fuel guide core 30 to the fuel electrode of the power generation cell 20, and the vicinity of the fuel guide core 30 and in the valve body 12 can be supplied. In addition, an air replacement hole 10α is provided, and the fuel supply start and the air replacement into the fuel reservoir are simultaneously performed.

この液体燃料カートリッジ体Ａの燃料タンク部１０としては、液体燃料を吸蔵する燃料吸蔵体１１に対して保存安定性、耐久性、ガス不透過性（酸素ガス、窒素ガス等に対するガス不透過性）があるものから構成されることが好ましく、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属、合成樹脂、ガラスなどが挙げられる。
特に好ましくは、燃料タンク部１０は、酸素バリア性に優れる樹脂層を少なくとも一層（単層又は２層以上の多層構造）以上有することが望ましい。酸素バリア性に優れる樹脂としては、例えば、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルから選ばれる少なくとも１種が挙げられる。これらの樹脂は、ガス不透過性、特に酸素バリア性に優れ、しかも、製造や組立時のコスト低減及び製造の容易性の点で特に好ましい。
燃料タンク部１０が多層構造の場合は、少なくとも１層が、前記した性能（酸素バリア性等）を持つ樹脂で構成されていれば、残りの層は通常の樹脂でも実使用上問題はない。このような構造のタンク部１０は、押出し成形、射出成形、共押出し成形などにより製造することができる。 As the fuel tank portion 10 of the liquid fuel cartridge body A, the storage stability, durability, and gas impermeability (gas impermeability to oxygen gas, nitrogen gas, etc.) with respect to the fuel occlusion body 11 that occludes liquid fuel. For example, a metal such as aluminum or stainless steel, a synthetic resin, or glass can be used.
It is particularly preferable that the fuel tank 10 has at least one resin layer (single layer or multilayer structure of two or more layers) having an excellent oxygen barrier property. Examples of the resin having excellent oxygen barrier properties include at least one selected from ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, and polyvinyl chloride. These resins are excellent in gas impermeability, particularly oxygen barrier properties, and are particularly preferable from the viewpoints of cost reduction during production and assembly and ease of production.
In the case where the fuel tank portion 10 has a multilayer structure, if at least one layer is made of a resin having the above-described performance (oxygen barrier property or the like), the remaining layers may be normal resins without any problem in practical use. The tank portion 10 having such a structure can be manufactured by extrusion molding, injection molding, coextrusion molding, or the like.

燃料吸蔵体１１は、液体燃料を貯留するために毛管力が付与されたものであり、中綿や多孔体、または繊維束体などから構成されている。この吸蔵体１１は液体燃料を貯留するために毛管力が付与されて液体燃料を吸蔵できるものであれば特に限定されず、具体的には、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、ポリオレフィン径樹脂、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束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル２０への供給量に応じて適宜設定されるものである。 The fuel occlusion body 11 is provided with a capillary force in order to store liquid fuel, and is composed of a batting, a porous body, or a fiber bundle. The occlusion body 11 is not particularly limited as long as a capillary force is applied to store the liquid fuel and can occlude the liquid fuel, and specifically, felt, sponge, resin particle sintered body, resin Porous bodies having a capillary force composed of sintered bodies such as fiber sintered bodies, natural fibers, animal hair fibers, polyacetal resins, acrylic resins, polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, polyolefins Diameter fibers, polyvinyl resins, polycarbonate resins, polyether resins, polyphenylene resins, and the like, and those composed of a fiber bundle composed of a combination of two or more types. The porosity and the like are appropriately set according to the supply amount to each unit cell 20.

燃料タンク部１０の下方側の壁面には、図２（ａ）に示すように、貫通孔１０ａが形成されている。この貫通孔１０ａには、燃料電池本体Ｎに設置された液体燃料誘導芯３０を挿入すると同時に、空気置換孔１０αを形成させることができる弁体１２が収容される。
貫通孔１０ａに収容（固着）される弁体１２は、燃料タンク部１０の内部と外部との連通を封止する弁体であり、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、気圧、温度変化等により燃料タンク１０内に浸入する空気などの異物を防ぐものである。
この弁体１２は、液体燃料誘導芯３０を挿入することで燃料タンク部１０と内部とを連通させ、燃料タンク部１０内部の液体燃料を外部へ供給させる直線状のスリットからなる連通部１３が形成されると共に、前記弁体１２が貫通孔１０ａ又は弁体アダプターに収納された際に、弁体外縁部１４により弁体１２が径方向に圧縮されることで、前記連通部１３に圧縮力が作用するようにしたものであり、本実施形態では図３（ｂ）に示すように短辺Ｘと長辺Ｙからなる楕円状であって、短径方向に連通部となるスリット１３を設け、長径方向に突出部１４を圧縮するようにとしたものであり、スリット１３が閉じる方向に圧縮力が作用する構成となっている。 As shown in FIG. 2A, a through hole 10 a is formed in the lower wall surface of the fuel tank portion 10. The through hole 10a accommodates the valve body 12 capable of forming the air replacement hole 10α at the same time as the liquid fuel guide core 30 installed in the fuel cell main body N is inserted.
The valve body 12 accommodated (fixed) in the through-hole 10a is a valve body that seals communication between the inside and the outside of the fuel tank portion 10, and as shown in FIGS. In order to prevent foreign matter such as air entering the fuel tank 10 due to temperature changes or the like.
The valve body 12 has a communication portion 13 formed of a linear slit that allows the liquid tank 10 and the inside to communicate with each other by inserting the liquid fuel guide core 30 and supplies the liquid fuel inside the fuel tank portion 10 to the outside. When the valve body 12 is housed in the through-hole 10a or the valve body adapter, the valve body 12 is compressed in the radial direction by the valve body outer edge portion 14 so that the communication portion 13 is compressed. In this embodiment, as shown in FIG. 3B, an ellipse having a short side X and a long side Y is provided, and a slit 13 serving as a communication portion is provided in the short diameter direction. The protrusion 14 is compressed in the major axis direction, and the compression force acts in the direction in which the slit 13 is closed.

なお、上記連通部１３を直線状のスリットで形成したが、液体燃料供給部材となる中継芯３０を挿入することで燃料タンク部１０と内部とを連通させ、燃料タンク部１０内部に吸蔵される液体燃料を外部へ供給できる構造となるものであれば、特に限定されず、十字状や放射状のスリット、スリットを複数形成し各スリットが同一箇所で交差するようにした構造、円孔状、矩形孔状であってもよい。好ましくは、上記直線状や十字状のスリットが望ましい。また、突出部１４の形状は、特に限定されず、上記形態のように楕円状の他、突起等を形成することができ、更に突出部１４は弁収納部となる貫通孔１０ａに設けることもできる。 In addition, although the said communication part 13 was formed by the linear slit, the fuel tank part 10 and the inside are connected by inserting the relay core 30 used as a liquid fuel supply member, and it is occluded in the fuel tank part 10 inside. Any structure that can supply liquid fuel to the outside is not particularly limited. A cross-shaped or radial slit, a structure in which a plurality of slits are formed so that each slit intersects at the same location, a circular hole shape, a rectangular shape It may be a hole. Preferably, the linear or cross-shaped slit is desirable. Moreover, the shape of the protrusion part 14 is not specifically limited, A protrusion etc. can be formed besides an ellipse like the said form, Furthermore, the protrusion part 14 can also be provided in the through-hole 10a used as a valve storage part. it can.

この弁体１２の外面側には、液体燃料供給部材となる液体燃料誘導芯３０を挿入する際にスムーズに挿入できるように燃料タンク部１０の内部に向かって凹状のテーパー面１５を形成することが好ましい。
この弁体１２には、図３（ｄ）〜（ｇ）に示すように、アダプター１６が設けられ、該アダプター１６は筒状に形成され、その内周面にストッパー部１６ａ、１６ａが形成された本体部１６ｂと、筒状に形成された固定部材１６ｃとからなり、前記ストッパー部１６ａと固定部材１６ｃとの間で上記構成の弁体１２を挟持してなるものである。
この構造の弁体１２により、使用休止（未使用）時にも空気などの異物の浸入を防止する構造となっている。これは、空気などの浸入により燃料タンク部１０内の圧力増加などによる燃料漏れ、噴出しなどの事故を防止するためである。 A concave tapered surface 15 is formed on the outer surface side of the valve body 12 toward the inside of the fuel tank portion 10 so that the liquid fuel guide core 30 serving as a liquid fuel supply member can be smoothly inserted. Is preferred.
As shown in FIGS. 3D to 3G, the valve body 12 is provided with an adapter 16. The adapter 16 is formed in a cylindrical shape, and stopper portions 16a and 16a are formed on the inner peripheral surface thereof. The valve body 12 having the above-described configuration is sandwiched between the stopper portion 16a and the fixing member 16c.
The valve body 12 having this structure has a structure that prevents intrusion of foreign substances such as air even when it is suspended (not used). This is to prevent accidents such as fuel leakage and jetting due to an increase in pressure in the fuel tank 10 due to intrusion of air or the like.

これらの弁体１２としては、液体燃料の漏洩をより効果的に防止する点から、上記構造等で、液体燃料に対して気体透過性の低い材質からなり、かつ、ＪＩＳＫ６２６２−１９９７で規定される圧縮永久歪み率が２０％以下の材質から構成されるものが好ましい。
これらの弁体１２の材質としては、吸蔵される液体燃料に対して保存安定性、耐久性、ガス不透過性、中継芯に密着できる弾性を有し、上記特性を有するものであれば、特に限定されず、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン、セロハン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、二トリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどのゴム、熱可塑性エラストマーが挙げられ、通常の射出成形や加硫成形などによって製造することができる。 These valve bodies 12 are made of a material having a low gas permeability with respect to the liquid fuel in the above-described structure and the like in order to more effectively prevent leakage of the liquid fuel, and are specified in JIS K 6262-1997. It is preferable to use a material having a compression set rate of 20% or less.
As the material of these valve bodies 12, as long as it has storage stability, durability, gas impermeability, elasticity that can be in close contact with the relay core with respect to the stored liquid fuel, and has the above characteristics, Without limitation, synthetic resins such as polyvinyl alcohol, ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, cellophane, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber , Acrylonitrile butadiene rubber, 1,2-polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, polysulfide rubber, silica Ngomu, fluorine rubber, rubber such as urethane rubber, include thermoplastic elastomers, it can be produced by such conventional injection molding and vulcanization.

このように構成される弁体１２は、図４に示すように、燃料電池本体Ｎに設置された液体燃料供給部材となる液体燃料誘導芯３０を挿入することで、液体燃料カートリッジ体１０の燃料吸蔵体１１と液体燃料誘導芯３０とを連通させ、液体燃料カートリッジ体１０内部の液体燃料を外部へ供給されると共に、図５（ａ）に示すように液体燃料誘導芯３０側面の鉛直方向に形成された空気置換孔となる溝（凹部３０ａ）によって、例えば、図３（ｂ）に示すように、液体燃料誘導芯３０と弁体１２との隙間に、空気置換できる空気置換孔１０αが形成されるものであり、この記空気置換孔は、前記液体燃料に対し毛管力を有しないものである。
この空気置換孔となる溝（凹部）３０ａは、好ましくは、溝の幅及び深さが０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることが望ましく、更に好ましくは、幅及び高さが０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以下であることが望ましい。
この溝の幅及び深さが０．１ｍｍ未満であると、溝自体に毛管力が発生するため、空気置換に必要な燃料タンク部内部の負圧（圧力損失）が大きくなり、空気置換することが難しくなり、一方、溝の幅及び深さが２ｍｍを超えると、液体燃料誘導芯の断面積が少なくなり、供給できる燃料の速度が低下することとなる。 As shown in FIG. 4, the valve body 12 configured in this way inserts a liquid fuel guide core 30 serving as a liquid fuel supply member installed in the fuel cell main body N, so that the fuel of the liquid fuel cartridge body 10 can be obtained. The occlusion body 11 and the liquid fuel guide core 30 are communicated, and the liquid fuel inside the liquid fuel cartridge body 10 is supplied to the outside, and as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 3B, an air replacement hole 10α capable of air replacement is formed in the gap between the liquid fuel guide core 30 and the valve body 12 by the formed groove (recess 30a) serving as the air replacement hole. The air replacement hole has no capillary force with respect to the liquid fuel.
The groove (concave portion) 30a serving as the air replacement hole preferably has a groove width and depth of 0.1 mm or more and 2 mm or less, more preferably 0.2 mm or more in width and height. It is desirable that it is 1 mm or less.
When the groove width and depth are less than 0.1 mm, capillary force is generated in the groove itself, so that the negative pressure (pressure loss) inside the fuel tank necessary for air replacement increases, and air replacement is performed. On the other hand, if the width and depth of the groove exceed 2 mm, the cross-sectional area of the liquid fuel guide core decreases, and the speed of the fuel that can be supplied decreases.

また、空気置換孔１０αは、上述の如く、液体燃料誘導芯３０と弁体１２との隙間に形成されるものであり、液体燃料誘導芯３０に形成された溝（凹部）３０ａにより、連通部１３のスリットが液体燃料誘導芯３０に挿入される部分以外の、液体燃料誘導芯３０に隣接した部分に、外気との開孔連通部として効果を発揮するものである。該スリット弁は、上記の構成のとおりであるので、開孔連通がされることなく燃料カートリッジへの異物の浸入が防止できる。この凹部（溝）３０ａの形状は、特に限定されず、図５（ａ）の他、図６（ａ）に示す、三角形状の溝（凹部）であってもよいものである。
ところで、溝（凹部）３０ａが連通部１３のスリット方向に潰されてしまい、十分な大きさの空気置換孔１０αが形成されない場合もあるので、図６（ｂ）又は（ｃ）に示すように、対面する角度（１８０°）以外の角度（例えば、６０°、９０°１２０°など）に溝（凹部）３０ａを複数設けても良いものである。 Further, as described above, the air replacement hole 10α is formed in the gap between the liquid fuel guide core 30 and the valve body 12, and the communication portion is formed by a groove (recess) 30a formed in the liquid fuel guide core 30. The effect is exhibited as a hole communicating portion with the outside air in a portion adjacent to the liquid fuel guide core 30 other than a portion where the 13 slits are inserted into the liquid fuel guide core 30. Since the slit valve is configured as described above, foreign matter can be prevented from entering the fuel cartridge without opening communication. The shape of the recess (groove) 30a is not particularly limited, and may be a triangular groove (recess) shown in FIG. 6 (a) in addition to FIG. 5 (a).
By the way, since the groove (concave portion) 30a is crushed in the slit direction of the communication portion 13 and the air replacement hole 10α having a sufficient size may not be formed, as shown in FIG. 6B or 6C. A plurality of grooves (concave portions) 30a may be provided at an angle (for example, 60 °, 90 °, 120 °, etc.) other than the facing angle (180 °).

また、図６（ｄ）に示すように、液体燃料誘導芯３０側面に鉛直方向に突出部となる空気置換孔となる突出部となる凸部３０ｂを設けることによって、通常、より広く開口された部分の隙間に空気置換できる空気置換孔（図示せず）によっても同様の効果が発揮される。更に、複数の突出部（凸部）を設けることにより、弁体１２のスリットの方向に関らず、一定の開孔連通部が確保できるという利点がある。
この空気置換孔となる突出部（凸部）３０ｂは、好ましくは、その幅及び高さが０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることが望ましく、更に好ましくは、幅及び高さが０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以下であることが望ましい。
この溝の幅及び高さが０．１ｍｍ未満であると、十分な空気置換を発揮できず、空気置換に必要な燃料タンク部内部の負圧（圧力損失）が大きくなり、空気置換することが難しくなり、一方、溝の幅及び高さが２ｍｍを超えると、スリット弁に挿入しずらくなることとなる。
なお、上記空気置換孔となる溝（凹部）３０ａ又は突出部（凸部）３０ｂの長さは、少なくとも液体燃料誘導芯３０と弁体１２との隙間に、空気置換できる空気置換孔１０αが形成される長さであればよいものである。 Moreover, as shown in FIG.6 (d), normally it was opened more widely by providing the convex part 30b used as the protrusion part which becomes an air replacement hole which becomes a protrusion part in the perpendicular direction on the liquid fuel guide core 30 side surface. The same effect is exhibited by an air replacement hole (not shown) that can replace the air in the gap between the portions. Furthermore, by providing a plurality of projecting portions (convex portions), there is an advantage that a constant hole communicating portion can be secured regardless of the direction of the slit of the valve body 12.
The protrusion (projection) 30b serving as the air replacement hole preferably has a width and a height of 0.1 mm or more and 2 mm or less, and more preferably a width and a height of 0.2 mm or more. 1 mm or less is desirable.
If the width and height of the groove are less than 0.1 mm, sufficient air replacement cannot be achieved, and the negative pressure (pressure loss) inside the fuel tank necessary for air replacement increases, so that air replacement is possible. On the other hand, when the width and height of the groove exceed 2 mm, it becomes difficult to insert into the slit valve.
The groove (concave portion) 30a or the protruding portion (convex portion) 30b serving as the air replacement hole has an air replacement hole 10α capable of air replacement at least in the gap between the liquid fuel guide core 30 and the valve body 12. Any length is acceptable.

本発明の液体燃料供給システムに用いる液体燃料としては、例えば、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、燃料供給体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、ショ糖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。 As the liquid fuel used in the liquid fuel supply system of the present invention, for example, a methanol liquid composed of methanol and water can be mentioned, and hydrogen ions (H ⁺ ) are efficiently obtained from a compound supplied as fuel in a fuel electrode body described later. And the electron (e ⁻ ) can be obtained, and the liquid fuel is not particularly limited. For example, dimethyl ether (DME), ethanol solution, formic acid, hydrazine, ammonia solution, Liquid fuels such as ethylene glycol, sodium borohydride aqueous solution, and sucrose aqueous solution can also be used.
Moreover, the liquid fuel of various density | concentrations can be used for the density | concentration of these liquid fuels by the structure of a fuel cell, a characteristic, etc. For example, the liquid fuel of 1-100% density | concentration can be used.

このように構成される液体燃料カートリッジ体Ａは、図１、図２及び図４に示すように、燃料電池本体Ｎに設置された上部側の液体燃料誘導芯３０に挿入することで液体燃料が供給可能となり、使用に供されることとなる。
燃料電池本体Ｎは、図１及び図７に示すように、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体２１の外表部に電解質層２３を構築し、該電解質層２３の外表部に空気電極層２４を構築することで形成される単位セル（燃料電池セル、発電セル部）２０、２０と、液体燃料カートリッジ体Ａに接続される浸透構造を有する燃料供給体となる液体燃料誘導芯３０と、該液体燃料誘導芯３０の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽４０とを備え、上記各単位セル２０、２０は直列に連結されて液体燃料誘導芯３０により燃料が順次供給される構造となっており、前記液体燃料カートリッジ体Ａは、交換可能なカートリッジ構造体となっており、燃料電池本体Ｎの支持体Ｎ_１の収容部に挿入される構造となっている。 As shown in FIGS. 1, 2 and 4, the liquid fuel cartridge body A configured as described above is inserted into the upper liquid fuel guide core 30 installed in the fuel cell main body N, so that the liquid fuel can be obtained. It can be supplied and used.
As shown in FIGS. 1 and 7, the fuel cell main body N is constructed with an electrolyte layer 23 on the outer surface portion of the fuel electrode body 21 made of a fine carbon porous body, and an air electrode layer 24 is formed on the outer surface portion of the electrolyte layer 23. Unit cells (fuel cell, power generation cell unit) 20 and 20 formed by construction, a liquid fuel guide core 30 serving as a fuel supply body having a permeation structure connected to the liquid fuel cartridge body A, and the liquid A spent fuel storage tank 40 provided at the end of the fuel guide core 30, each of the unit cells 20, 20 is connected in series, and the fuel is sequentially supplied from the liquid fuel guide core 30, the liquid fuel cartridge body a is a replaceable cartridge structure has a structure that is inserted into the receiving portion of the support member N ₁ of the fuel cell main body N.

発電セル部となる各燃料電池セル２０は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、微小柱状の炭素多孔体よりなる燃料電極体２１を有すると共に、その中央部に燃料供給体３０を貫通する貫通部２２を有し、上記燃料電極体２１の外表部に電解質層２３が構築され、該電解質層２３の外表部に空気電極層２４が構築される構造からなっている。なお、各燃料電池セル２０の一つ当たり、理論上約１．２Ｖの起電力を生じる。 As shown in FIGS. 7A and 7B, each fuel battery cell 20 serving as a power generation cell section has a fuel electrode body 21 made of a micro-columnar carbon porous body, and a fuel supply body 30 at the center thereof. The electrolyte layer 23 is constructed on the outer surface of the fuel electrode body 21, and the air electrode layer 24 is constructed on the outer surface of the electrolyte layer 23. A theoretical electromotive force of about 1.2 V is generated for each fuel cell 20.

この燃料電極体２１を構成する微小柱状の炭素多孔体としては、微小な連通孔を有する多孔質構造体であれば良く、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が挙げられ、好ましくは、燃料電池の燃料極における反応制御が容易かつ反応効率の更なる向上の点で、アモルファス炭素と炭素粉末とからなる微細な連通孔を有する炭素複合成形体が望ましい。 The fine columnar carbon porous body constituting the fuel electrode body 21 may be a porous structure having minute communication holes, and is composed of, for example, a three-dimensional network structure or a point-sintered structure, and includes amorphous carbon and carbon. Carbon composite molded body composed of powder, isotropic high-density carbon molded body, carbon fiber papermaking molded body, activated carbon molded body, etc., preferably, reaction control at the fuel electrode of the fuel cell is easy and reaction From the viewpoint of further improving efficiency, a carbon composite molded body having fine communication holes made of amorphous carbon and carbon powder is desirable.

この多孔質構造からなる炭素複合体の作成に用いる炭素粉末としては、更なる反応効率の向上の点から、高配向性熱分解黒鉛（ＨＯＰＧ）、キッシュ黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンナノチューブ、フラーレンより選ばれる少なくとも一種（単独または２種以上の組合せ）が好ましい。
また、この燃料電極体２１の外表部には、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。 The carbon powder used for the preparation of the carbon composite having this porous structure includes highly oriented pyrolytic graphite (HOPG), quiche graphite, natural graphite, artificial graphite, carbon nanotube, At least one (single or a combination of two or more) selected from fullerenes is preferred.
Further, a platinum-ruthenium (Pt-Ru) catalyst, an iridium-ruthenium (Ir-Ru) catalyst, a platinum-tin (Pt-Sn) catalyst, and the like are present on the outer surface of the fuel electrode body 21. For example, a solution containing a metal fine particle precursor, such as impregnation or dipping treatment, a reduction treatment, a metal fine particle electrodeposition method, or the like.

電解質層２３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、空気電極層２４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質体が挙げられる。 Examples of the electrolyte layer 23 include ion exchange membranes having proton conductivity or hydroxide ion conductivity, for example, fluorine ion exchange membranes including Nafion (Nafion, manufactured by Du Pont), heat resistance, Good suppression of methanol crossover, for example, a composite membrane using an inorganic compound as a proton conducting material and a polymer as a membrane material, specifically, using a zeolite as the inorganic compound and a styrene-butadiene system as the polymer Examples thereof include a composite film made of rubber, a hydrocarbon-based graft film, and the like.
As the air electrode layer 24, carbon having a porous structure in which platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) or the like is supported by a method using a solution containing the above-mentioned metal fine particle precursor or the like. A porous body is mentioned.

前記液体燃料誘導芯３０は、燃料吸蔵体１１に吸蔵させる液体燃料を各単位セル２０に供給できる浸透構造を有するものであり、この液体燃料誘導芯３０の毛管力は、多孔質体及び／又は繊維束体からなるもので付与され、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質体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール樹脂、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種以上の組み合わせから成る繊維束体から成るものが挙げられる。これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル２０への供給量に応じて適宜設定されるものである。 The liquid fuel guide core 30 has a permeation structure that can supply liquid fuel to be stored in the fuel storage body 11 to each unit cell 20, and the capillary force of the liquid fuel guide core 30 is a porous body and / or For example, felts, sponges, porous bodies having a capillary force composed of sintered bodies such as felts, sponges, resin particle sintered bodies, resin fiber sintered bodies, etc., and natural fibers 1 or 2 of animal hair fiber, polyacetal resin, acrylic resin, polyester resin, polyamide resin, polyurethane resin, polyolefin resin, polyvinyl resin, polycarbonate resin, polyether resin, polyphenylene resin, etc. What consists of a fiber bundle which consists of a combination of a seed | species or more is mentioned. The porosity and the like of these porous bodies and fiber bundles are appropriately set according to the supply amount to each unit cell 20.

また、液体燃料誘導芯３０は、必要に応じて、強度を高めるための処理を施すことができる。例えば、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、上記焼結体及び／又は繊維束体から構成される液体燃料誘導芯３０を、金属、ガラス、プラスティック３０ｃ等で一部を被覆し、強度を向上させることができる。また、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、棒状に成形された金属、ガラス、プラスティック３０ｄ等の周りを焼結体及び／又は繊維束体にて覆うことにより強度の高い液体燃料誘導芯３０を得ることができる。更に、上記実施形態においては、液体燃料誘導芯３０の側面に空気置換孔となる溝（凹部）３０ａ〔又は突出部（凸部）〕を設ける構造となっている。 Further, the liquid fuel guide core 30 can be subjected to a treatment for increasing the strength, if necessary. For example, as shown in FIGS. 8A and 8B, the liquid fuel induction core 30 composed of the sintered body and / or fiber bundle is partially covered with metal, glass, plastic 30c, or the like. , The strength can be improved. Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, a liquid fuel having high strength can be obtained by covering the periphery of a metal, glass, plastic 30d, etc. formed into a rod shape with a sintered body and / or a fiber bundle. An induction core 30 can be obtained. Furthermore, in the said embodiment, it has the structure which provides the groove | channel (concave part) 30a [or protrusion part (convex part)] used as an air replacement hole in the side surface of the liquid fuel induction core 30.

使用済み燃料電池槽４０は、燃料供給体となる液体燃料誘導芯３０の終端に配置されるものである。この時、使用済み燃料貯蔵槽４０を液体燃料誘導芯３０の終端に直接接触させて使用済み燃料を直接吸蔵体等により吸蔵させても問題ないが、液体燃料誘導芯３０と接触する接続部に中綿や多孔体、または繊維束体などを中継芯として設け、使用済み燃料排出路としてもよい。
また、液体燃料誘導芯３０により供給される液体燃料は、燃料電池セル２０で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆どなく、従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰に至った際には、反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽４０に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となっている。
なお、５０は、液体燃料カートリッジ体Ａと使用済み燃料貯蔵槽４０を連結すると共に、燃料タンク部１０から各単位セル２０、２０の個々に中継芯３０を介して直接液体燃料を確実に供給するメッシュ構造などからなる部材である。 The spent fuel cell tank 40 is disposed at the end of the liquid fuel guide core 30 serving as a fuel supply body. At this time, there is no problem even if the spent fuel storage tank 40 is brought into direct contact with the end of the liquid fuel guiding core 30 and the spent fuel is directly occluded by the occlusion body. A spent fuel, a porous body, or a fiber bundle may be provided as a relay core to form a spent fuel discharge path.
Further, the liquid fuel supplied by the liquid fuel induction core 30 is used for the reaction in the fuel battery cell 20, and the fuel supply amount is linked to the fuel consumption amount. However, unlike conventional liquid fuel cells, there is no need for a processing system on the fuel outlet side, but when there is an excess supply due to operating conditions, there is no liquid fuel used for the reaction. It has the structure which can be stored in the storage tank 40 and can prevent inhibition reaction.
In addition, 50 connects the liquid fuel cartridge body A and the spent fuel storage tank 40, and reliably supplies liquid fuel directly from the fuel tank unit 10 to each of the unit cells 20, 20 via the relay core 30. It is a member made of a mesh structure or the like.

このように構成される本実施形態では、液体燃料を貯留するために毛管力が付与された燃料吸蔵体１１を内包し、かつ、壁面に液体燃料誘導芯３０を挿入することができると共に、液体燃料供給時に開放され空気置換できる弁体１２を有する液体燃料カートリッジ体Ａを、燃料電池本体Ｎに設置された液体燃料誘導芯３０を挿入することで、燃料の供給開始と同時に、液体燃料誘導芯３０と弁体１２との隙間に、空気置換できる空気置換孔１０αが形成されるものであり、液体燃料は燃料吸蔵体１１から弁体１２に挿入された液体燃料誘導芯３０に供給され、浸透構造により、液体燃料を燃料供給セル２０、２０内に円滑に供給されるものとなっている。
本実施形態では、燃料電池本体Ｎに設置された液体燃料誘導芯３０を介して、発電セル部２０の燃料極まで断続的に毛管力が付与され、液体燃料が供給されるものとなっているので、液体燃料の供給が更に円滑に行われるものとなっている。
また、空気置換孔は、前記液体燃料誘導芯を挿入することによって形成されるものであり、前記液体燃料を外部へ供給させる連通部とは、隔離された前記液体燃料カートリッジ体の弁体内で、前記燃料誘導芯の挿入と同時に形成されるものであるので、未使用時や、液体燃料の供給を一時中断し、カートリッジ体を取り外したときでも、液体燃料は暴露せず液体燃料の揮発を防止することができる構造となっている。 In this embodiment configured as described above, the fuel storage body 11 provided with a capillary force for storing liquid fuel can be included, and the liquid fuel guide core 30 can be inserted into the wall surface. By inserting the liquid fuel guide core 30 installed in the fuel cell main body N into the liquid fuel cartridge body A having the valve body 12 that is opened when the fuel is supplied and can be replaced with air, the liquid fuel guide core is started simultaneously with the start of fuel supply. In the gap between the valve body 12 and the valve body 12, an air replacement hole 10α capable of air replacement is formed, and the liquid fuel is supplied from the fuel storage body 11 to the liquid fuel induction core 30 inserted into the valve body 12, and penetrated. Due to the structure, the liquid fuel is smoothly supplied into the fuel supply cells 20 and 20.
In the present embodiment, a capillary force is intermittently applied to the fuel electrode of the power generation cell unit 20 through the liquid fuel induction core 30 installed in the fuel cell main body N, and the liquid fuel is supplied. Therefore, the liquid fuel can be supplied more smoothly.
Further, the air replacement hole is formed by inserting the liquid fuel guide core, and the communication portion for supplying the liquid fuel to the outside is in the valve body of the liquid fuel cartridge body that is isolated, Since it is formed at the same time as the insertion of the fuel guide core, the liquid fuel is not exposed to prevent volatilization when not in use or when the supply of liquid fuel is temporarily suspended and the cartridge body is removed. It has a structure that can do.

上記実施形態において、好ましくは、毛管力の大きさを燃料吸蔵体１１の毛管力＞発電セル部から燃料吸蔵体１１端面までの距離Ｌとすることにより、液体燃料の供給を更に円滑に行うことができるものとなる。
また、毛管力の大きさを、（発電セル部２０の毛管力）−（発電セル２０から燃料吸蔵体１１端面までの距離Ｌ）＞（燃料吸蔵体１１の毛管力）とすることにより、液体燃料カートリッジ体Ａが燃料電池本体Ｎに備える発電セル部２０よりも下に位置した状態でも、継続して燃料吸蔵体１１から弁体１２に挿入された液体燃料誘導芯３０に供給され、浸透構造により、液体燃料を燃料電池セル２０、２０内に導入されて円滑に液体燃料の供給が行われることとなる。 In the above-described embodiment, it is preferable that the liquid fuel be supplied more smoothly by setting the size of the capillary force to be the capillary force of the fuel storage body 11> the distance L from the power generation cell portion to the end surface of the fuel storage body 11. Will be able to.
Further, by setting the magnitude of the capillary force as (capillary force of the power generation cell unit 20) − (distance L from the power generation cell 20 to the end face of the fuel storage body 11)> (capillary force of the fuel storage body 11), Even in a state where the fuel cartridge body A is located below the power generation cell portion 20 provided in the fuel cell main body N, the fuel cartridge body A is continuously supplied from the fuel storage body 11 to the liquid fuel induction core 30 inserted into the valve body 12, As a result, the liquid fuel is introduced into the fuel cells 20 and 20 so that the liquid fuel is smoothly supplied.

従来の燃料電池における液体燃料供給システムでは、燃料電池用の液体燃料を安定に貯留しておくためには、加熱時や減圧環境下での液体燃料の吹き出し防止に留意する必要（課題）があり、また、液体燃料をカートリッジの向きによらず燃料を供給できることが望ましく、更に、燃料供給を一時中断し、カートリッジを取り外すとき、液体燃料が暴露しないようにする必要があった。また、液体燃料カートリッジ体の弁体以外に別途空気置換孔を設ける必要があった。
これらの課題、要望等に対して、本発明では、液体燃料を貯留するために毛管力が付与された燃料吸蔵体１１を内包し、かつ燃料タンク部１０の壁面に上記燃料吸蔵体１１よりも大きな毛管力を有し、空気置換孔となる凹部３０ａが設けられた液体燃料誘導芯３０を挿入することができ、挿入と同時に空気置換孔１０αが形成され、本実施形態では、液体燃料カートリッジ体１０内部を開放し、液体燃料カートリッジ体１０内部に空気置換部が形成される燃料カートリッジＡと、上記液体燃料誘導芯３０が設置された燃料電池本体Ｎによる燃料供給システムにより、上記課題、要望等を解決することができるものとなる。 In a liquid fuel supply system in a conventional fuel cell, in order to stably store the liquid fuel for the fuel cell, it is necessary to pay attention (problem) to prevent the liquid fuel from blowing out during heating or in a reduced pressure environment. In addition, it is desirable that the liquid fuel can be supplied regardless of the orientation of the cartridge, and further, it is necessary to temporarily interrupt the fuel supply so that the liquid fuel is not exposed when the cartridge is removed. In addition to the valve body of the liquid fuel cartridge body, it is necessary to provide a separate air replacement hole.
In response to these problems and demands, in the present invention, the fuel storage body 11 to which a capillary force is applied is stored to store liquid fuel, and the wall surface of the fuel tank portion 10 is more than the fuel storage body 11. The liquid fuel guide core 30 having a large capillary force and provided with a recess 30a serving as an air replacement hole can be inserted, and the air replacement hole 10α is formed simultaneously with the insertion. In this embodiment, the liquid fuel cartridge body The above-mentioned problems, demands, etc. are achieved by a fuel supply system comprising a fuel cartridge A in which the inside of the liquid fuel cartridge body 10 is opened and an air replacement part is formed inside the liquid fuel cartridge body 10 and the fuel cell main body N in which the liquid fuel guide core 30 is installed. Can be solved.

すなわち、空気置換孔１０αを有する吸蔵体１１（中綿）方式とすることで、燃料供給中に温度、圧力変化が起こっても、燃料の異常な吹き出しを防止できるものとなる。また、未使用時は、スリット弁からなる弁体１２によりカートリッジ体Ａ内部を密閉できるため、加熱により内圧上昇に耐えられるだけの、スリット弁となっている。これまでの実験結果から、上記構造のスリット弁１２で十分目的は達成できるものとなっている。
また、燃料タンク部１０がコレクター方式やバルブ方式では、上下逆向きの時、燃料を供給できないが、本発明の燃料吸蔵体（中綿）１１の方式となるものであれば、毛管力さえ十分であれば、どのような向きでも液体燃料を供給できる構造となっている。
更に、筆記具の様に、中綿と中継芯（ペン芯）を連結させた状態で保存する燃料カートリッジでは、燃料カートリッジ体を燃料電池本体から外すと、中継芯部分の燃料が暴露される。液体燃料の揮発を防止するためには、キャップ等を設ける必要があるが、本発明では、燃料吸蔵体１１を内蔵したカートリッジ体Ａに、燃料電池本体Ｎに設置された液体燃料誘導芯３０に挿入される構造とすることで、カートリッジ体Ａからの液体燃料の暴露及びカートリッジ体Ａからの液体燃料の揮発を防止できる構造となっている。 That is, by adopting the occlusion body 11 (filling) system having the air replacement hole 10α, it is possible to prevent abnormal fuel blowing out even if temperature and pressure changes occur during fuel supply. Further, when not in use, since the inside of the cartridge body A can be sealed by the valve body 12 formed of a slit valve, the slit valve can only withstand an increase in internal pressure due to heating. From the experimental results so far, the slit valve 12 having the above structure can sufficiently achieve the object.
Further, when the fuel tank unit 10 is in the collector system or the valve system, fuel cannot be supplied when the fuel tank unit 10 is upside down. However, even if the fuel storage unit 10 of the present invention is used, the capillary force is sufficient. If it exists, it has a structure that can supply liquid fuel in any direction.
Further, in a fuel cartridge that is stored in a state in which a batting and a relay core (pen core) are connected like a writing instrument, when the fuel cartridge body is removed from the fuel cell body, the fuel in the relay core portion is exposed. In order to prevent volatilization of the liquid fuel, it is necessary to provide a cap or the like. However, in the present invention, the cartridge body A containing the fuel storage body 11 is attached to the liquid fuel induction core 30 installed in the fuel cell body N. By adopting the inserted structure, the liquid fuel from the cartridge body A and the liquid fuel from the cartridge body A can be prevented from being volatilized.

上記実施形態では、弁体１２は、液体燃料誘導芯３０を挿入することで燃料タンク部１０と内部とを連通させ、燃料タンク部１０内部の吸蔵体１１の液体燃料を外部へ供給させる連通部１３が形成されると共に、外周部に突出部１４が形成され、弁体１２が燃料タンク部１０の貫通孔１０ａに収納された際に、前記突出部１４により弁体１２が径方向に圧縮されることで、連通部１３に圧縮力が作用するようにしたので、連通部１３からの液体燃料の漏洩をより効果的に防止することができ、また、燃料タンク部１０には、アダプター１６を設け、弁体１２をアダプター１２のストッパー部１２ａと固定部材１６ｃとの間で挟持してなる構造としたので、組み立てが容易であり、弁体１２を燃料タンク部１０の壁面に収容されるので、安定的に固定することができる。
従って、本発明では、液体燃料誘導芯近傍かつ前記弁体内に、空気置換孔が設けられるので、液体燃料カートリッジ体の弁体以外に別途空気置換孔を設けることなく、加熱時や減圧環境下での液体燃料の吹き出しを防止でき、液体燃料カートリッジ体の向きによらず液体燃料を安定に供給できると共に、液体燃料カートリッジ体の装着と同時に空気置換孔が開放されるため、未使用時や、液体燃料の供給を一時中断し、カートリッジ体を取り外したときでも、液体燃料は暴露せず液体燃料の揮発を防止することができる燃料電池における液体燃料供給システムが得られるものとなる。 In the above-described embodiment, the valve body 12 is connected to the fuel tank portion 10 and the inside by inserting the liquid fuel guide core 30, and the communication portion for supplying the liquid fuel of the storage body 11 inside the fuel tank portion 10 to the outside. 13 is formed, and a protruding portion 14 is formed on the outer peripheral portion. When the valve body 12 is stored in the through hole 10a of the fuel tank portion 10, the valve body 12 is compressed in the radial direction by the protruding portion 14. As a result, a compressive force is applied to the communication portion 13, so that leakage of liquid fuel from the communication portion 13 can be more effectively prevented. The adapter 16 is attached to the fuel tank portion 10. Since the valve body 12 is sandwiched between the stopper portion 12a of the adapter 12 and the fixing member 16c, the assembly is easy and the valve body 12 is accommodated in the wall surface of the fuel tank portion 10. ,stable It can be fixed.
Therefore, in the present invention, since the air replacement hole is provided in the vicinity of the liquid fuel guide core and in the valve body, there is no need to provide a separate air replacement hole in addition to the valve body of the liquid fuel cartridge body, during heating or in a reduced pressure environment. Liquid fuel can be prevented from blowing out, and liquid fuel can be stably supplied regardless of the orientation of the liquid fuel cartridge body, and the air replacement hole is opened simultaneously with the installation of the liquid fuel cartridge body. Even when the supply of fuel is temporarily interrupted and the cartridge body is removed, the liquid fuel supply system in the fuel cell can be obtained in which the liquid fuel is not exposed and the volatilization of the liquid fuel can be prevented.

上記実施形態では、少なくとも、燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する液体燃料誘導芯３０に毛管力が存在し、この毛管力により、燃料タンク部１０から各単位セル２０、２０の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなっている。より好ましくは、燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する液体燃料誘導芯３０の毛管力＜使用済み燃料貯蔵槽４０の毛管力と設定することにより、燃料タンク部１０、各単位セル２０、２０から使用済み燃料貯蔵槽４０までの夫々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料の流れを作ることができるものとなる。
更に、この燃料電池では、ポンプやブロワ、燃料気化器、凝縮器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が提供されることとなる。
なお、上記形態では、燃料電池セル２０を二つ使用した形態を示したが、燃料電池の使用用途により燃料電池セル２０の連結（直列又は並列）する数を増加させて所要の起電力等とすることができる。 In the above-described embodiment, at least the fuel electrode body 21 and / or the liquid fuel guide core 30 in contact with the fuel electrode body 21 has a capillary force, and the capillary force causes the unit cells 20 and 20 to be individually connected from the fuel tank unit 10. In addition, the liquid fuel can be supplied stably and continuously without causing the backflow or interruption of the liquid fuel directly. More preferably, by setting the fuel electrode body 21 and / or the capillary force of the liquid fuel guide core 30 in contact with the fuel electrode body 21 <the capillary force of the spent fuel storage tank 40, the fuel tank unit 10, each unit cell 20 , 20 to the spent fuel storage tank 40, the liquid fuel can directly and stably produce a fuel flow without causing a backflow or interruption.
Furthermore, this fuel cell has a structure that can smoothly supply liquid fuel without vaporization without using any auxiliary devices such as pumps, blowers, fuel vaporizers, and condensers. Can be achieved.
Therefore, in the fuel cell of this embodiment, the entire fuel cell can be formed into a cartridge, and a small fuel cell that can be used as a power source for portable electronic devices such as a mobile phone and a notebook computer is provided. .
In addition, although the form which used two fuel cells 20 was shown in the said form, the number of the connection (series or parallel) of the fuel cells 20 is increased by use use of a fuel cell, and required electromotive force etc. can do.

本発明の燃料電池における液体燃料供給システムは、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、燃料電池セル２０は円柱状のものを用いたが、角柱状、板状の他の形状のものであってもよく、また、燃料供給体３０との接続は直列接続のほか、並列接続であってもよい。
また、上記実施形態では、図３（ａ）〜（ｇ）に示す逆止弁（スリット弁）となる弁体１２を用いたが、気圧、温度変化等により燃料タンク部１０内に燃料貯蔵体１１に吸蔵される液体燃料に液体燃料誘導芯３０周辺より浸入する空気などの異物を防ぐものであり、液体燃料誘導芯３０が挿入されて液体燃料を液体燃料誘導芯３０に供給できると共に、空気置換孔が形成される構造となるものであれば、特に限定されるものではない。
更に、上記実施形態では、直接メタノール型の燃料電池として説明したが、本発明は上記直接メタノール型の燃料電池に限定されるものではなく、改質型を含む高分子改質膜型の燃料電池にも好適に適用することができるものである。
更にまた、燃料電池本体として、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで燃料電池本体を構成したが、燃料電池本体の構造は特に限定されず、例えば、電気導電性を有する炭素質多孔体を基材とし、該基材の表面に電極／電解質／電極の各層を形成した単位セル又は該単位セルを２以上連結した連結体を備え、上記基材に燃料供給体を介して液体燃料を浸透させる構成とすると共に、基材の外表面に形成される電極面を空気に曝す構造からなる燃料電池本体としてもよいものである。 The liquid fuel supply system in the fuel cell of the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention.
For example, the fuel cell 20 is a cylindrical one, but may have other shapes such as a prismatic shape or a plate shape, and the connection to the fuel supply body 30 is not only a series connection but also a parallel connection. It may be.
Moreover, in the said embodiment, although the valve body 12 used as the non-return valve (slit valve) shown to Fig.3 (a)-(g) was used, a fuel storage body in the fuel tank part 10 by atmospheric pressure, temperature change, etc. 11 prevents foreign matters such as air entering the liquid fuel occluded from the periphery of the liquid fuel guide core 30. The liquid fuel guide core 30 can be inserted to supply the liquid fuel to the liquid fuel guide core 30, and the air The structure is not particularly limited as long as it has a structure in which substitution holes are formed.
Further, in the above embodiment, the direct methanol type fuel cell has been described. However, the present invention is not limited to the direct methanol type fuel cell, and the polymer reformed membrane type fuel cell including the reformed type. Also, it can be suitably applied to.
Furthermore, as the fuel cell body, an electrolyte layer was constructed on the outer surface portion of the fuel electrode body made of a fine carbon porous body, and the fuel cell body was constructed by constructing an air electrode layer on the outer surface portion of the electrolyte layer. The structure of the fuel cell body is not particularly limited. For example, a unit cell in which a carbonaceous porous body having electrical conductivity is used as a base material, and each layer of electrode / electrolyte / electrode is formed on the surface of the base material or the unit cell is provided. A fuel cell main body comprising two or more connected bodies, in which liquid fuel is infiltrated into the base material via a fuel supply body, and an electrode surface formed on the outer surface of the base material is exposed to air It is good.

次に、本発明を実施例により、更に詳述するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in full detail, this invention is not limited to the following Example.

〔実施例１及び２：溝形状が異なる液体燃料誘導芯を使用〕
下記に示す構成の液体燃料カートリッジ体を作製し、燃料貯蔵体に液体燃料（７０ｗｔ％メタノール液、比重０．８７）６ｇを吸蔵した。
（燃料タンク部の構成）
タンク：長さ９０ｍｍ、外径１８ｍｍ、内径１６ｍｍ、
ポリプロピレン製、貫通孔１０ａ：直径４ｍｍ
（燃料吸蔵体の構成）
燃料吸蔵体：ポリエステル繊維束製、気孔率９０％、長さ７０ｍｍ、外径１５ｍｍ
（液体燃料誘導芯の構成）
液体燃料誘導芯：実施例１及び２共に、ポリエステル繊維束製、気孔率５０％、長さ８０ｍｍ、外径１ｍｍ、
実施例１：溝（凹部）の形状：図５に準拠、溝の幅０．２ｍｍ、深さ０．２５ｍｍ及び長さ２０ｍｍ、液体燃料誘導芯の毛管力＞燃料吸蔵体の毛管力に設定
実施例２：溝（凹部）の形状：図６（ａ）に準拠、溝の幅０．２ｍｍ、深さ０．２５ｍｍ及び長さ２０ｍｍ、液体燃料誘導芯の毛管力＞燃料吸蔵体の毛管力に設定 [Examples 1 and 2: Use of liquid fuel guide cores having different groove shapes]
A liquid fuel cartridge body having the following configuration was manufactured, and 6 g of liquid fuel (70 wt% methanol solution, specific gravity 0.87) was stored in the fuel storage body.
(Configuration of fuel tank)
Tank: length 90mm, outer diameter 18mm, inner diameter 16mm,
Polypropylene, through hole 10a: 4mm in diameter
(Configuration of fuel storage)
Fuel storage: Polyester fiber bundle, porosity 90%, length 70 mm, outer diameter 15 mm
(Configuration of liquid fuel guide core)
Liquid fuel induction core: both Examples 1 and 2, made of polyester fiber bundle, porosity 50%, length 80 mm, outer diameter 1 mm,
Example 1: Shape of groove (recess): Conforms to FIG. 5, setting groove width 0.2 mm, depth 0.25 mm and length 20 mm, liquid fuel induction core capillary force> fuel occlusion body capillary force Example 2: Shape of groove (recess): Based on FIG. 6A, groove width 0.2 mm, depth 0.25 mm and length 20 mm, capillary force of liquid fuel induction core> capillary force of fuel occlusion body Setting

液体燃料誘導芯挿入用スリット弁（図３に準拠）：
長さ２ｍｍ、外形３ｍｍ、内径１ｍｍ、ブチルゴム製、スリット長さ１ｍｍ、このブチルゴム製スリット弁は、７０ｗｔ％メタノール液の液体燃料に対して気体透過性０．１ｍｇ／ｄａｙ／ａｔｍ・５０℃ ３０％ＲＨからなり、ＪＩＳＫ６２６２−１９９７で規定される圧縮永久歪み率は１０％であった。 Slit valve for liquid fuel guide core insertion (conforms to Fig. 3):
Length 2 mm, outer diameter 3 mm, inner diameter 1 mm, made of butyl rubber, slit length 1 mm, this butyl rubber slit valve has gas permeability of 0.1 mg / day / atm · 50 ° C. 30% for liquid fuel of 70 wt% methanol liquid The compression set rate which consists of RH and is prescribed | regulated by JISK6262-1997 was 10%.

上記構成の弁体を備えた液体燃料カートリッジ体の弁体を介して、燃料供給部材となる液体燃料誘導芯を燃料吸蔵体に４０ｍｍ挿入した。
この液体燃料カートリッジ体の排出性を評価したところ、実施例１では、燃料吸蔵体１１に吸蔵した液体燃料５．４ｇを排出でき、実施例２では、燃料吸蔵体１１に吸蔵した液体燃料５．３ｇを排出できることが判った。 A liquid fuel guide core serving as a fuel supply member was inserted into the fuel occlusion body by 40 mm through the valve body of the liquid fuel cartridge body provided with the valve body configured as described above.
As a result of evaluating the discharge performance of the liquid fuel cartridge body, in Example 1, 5.4 g of the liquid fuel stored in the fuel storage body 11 can be discharged, and in Example 2, the liquid fuel stored in the fuel storage body 11. It was found that 3 g can be discharged.

本発明の第１実施形態の燃料電池における液体燃料供給システムを示すものであり、液体燃料カートリッジ体を燃料電池本体に接続して燃料電池として使用した状態の一例を示す概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a state in which a liquid fuel supply system in a fuel cell according to a first embodiment of the present invention is used as a fuel cell by connecting a liquid fuel cartridge body to a fuel cell main body. （ａ）〜（ｃ）は、液体燃料カートリッジ体と燃料電池本体との連結部をより詳細に示した図面であり、（ａ）はその部分分解概略図、（ｂ）は液体燃料カートリッジ体の側面図、（ｃ）は液体燃料カートリッジ体の底面図である。(A)-(c) is drawing which showed the connection part of a liquid fuel cartridge body and a fuel cell main body in detail, (a) is the partial exploded schematic diagram, (b) is a liquid fuel cartridge body. A side view and (c) are bottom views of a liquid fuel cartridge body. （ａ）〜（ｃ）はスリット弁からなる弁体構造の斜視図、平面図及び縦断面図、（ｄ）及び（ｅ）は弁アダプターの平面図と縦断面図、（ｆ）及び（ｇ）は弁アダプターを取り付けた弁体の平面図と縦断面図である。(A)-(c) is a perspective view, a top view, and a longitudinal cross-sectional view of the valve body structure which consists of a slit valve, (d) and (e) are a top view and a longitudinal cross-sectional view of a valve adapter, (f) and (g) ) Are a plan view and a longitudinal sectional view of a valve body to which a valve adapter is attached. 図２（ａ）における液体燃料カートリッジ体と燃料電池本体とが連結した状態の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a state in which the liquid fuel cartridge body and the fuel cell main body in FIG. （ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は液体燃料誘導芯を弁体に挿入した状態を示す横断面図である。(A) is the sectional view on the AA line of Fig.2 (a), (b) is a cross-sectional view which shows the state which inserted the liquid fuel induction core in the valve body. （ａ）〜（ｄ）は、夫々液体燃料誘導芯の他例を示す横断面図である。(A)-(d) is a cross-sectional view which shows the other example of a liquid fuel induction core, respectively. （ａ）及び（ｂ）は燃料電池セルを説明する斜視図、縦断面図である。(A) And (b) is the perspective view explaining a fuel battery cell, and a longitudinal cross-sectional view. （ａ）は、液体燃料カートリッジ体と燃料電池本体とが連結した状態の他例を示す概略図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。(A) is the schematic which shows the other example of the state with which the liquid fuel cartridge body and the fuel cell main body were connected, (b) is XX sectional drawing of (a). （ａ）は、液体燃料カートリッジ体と燃料電池本体とが連結した状態の他例を示す概略図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。(A) is the schematic which shows the other example of the state with which the liquid fuel cartridge body and the fuel cell main body were connected, (b) is the YY sectional view taken on the line of (a).

Explanation of symbols

Ｓ燃料電池における液体燃料供給システム
Ａ液体燃料カートリッジ体
Ｎ燃料電池本体
１０燃料タンク部
１０α 空気置換孔
１１燃料吸蔵体
１２弁体（スリット弁）
３０液体燃料誘導芯
３０ａ溝（凹部） DESCRIPTION OF SYMBOLS S Liquid fuel supply system in fuel cell A Liquid fuel cartridge body N Fuel cell main body 10 Fuel tank part 10 (alpha) Air replacement hole 11 Fuel occlusion body 12 Valve body (slit valve)
30 Liquid fuel guide core 30a Groove (concave)

Claims

A capillary installed in a fuel cell body in a fuel cartridge containing a liquid fuel occlusion body to which a capillary force is applied to store fuel and having a valve body on the wall surface into which a liquid fuel guide core can be inserted. Liquid fuel supply in a fuel cell in which liquid fuel can be supplied by inserting a liquid fuel induction core having power and intermittently applying capillary force from the liquid fuel induction core to the fuel electrode of the power generation cell In the system, an air replacement hole is provided in the vicinity of the liquid fuel guide core and in the valve body, and the fuel supply start and the air replacement into the fuel reservoir are simultaneously performed.

The liquid fuel supply system in a fuel cell according to claim 1, wherein the air replacement hole includes at least one groove provided on a side surface of the liquid fuel guide core.

The liquid fuel supply system in a fuel cell according to claim 2, wherein the width and depth of the groove are 0.1 mm or more and 2 mm or less.

2. The liquid fuel supply system in a fuel cell according to claim 1, wherein the air replacement hole includes at least one protrusion provided on a side surface of the liquid fuel guide core. 3.

The liquid fuel supply system in a fuel cell according to claim 4, wherein the width and height of the protrusion are 0.1 mm or more and 2 mm or less.

The liquid fuel supply system in a fuel cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquid fuel guide core installed in the fuel cell main body has a larger capillary force than the fuel storage body.

The valve body is constituted by a slit valve, and by inserting the fuel guide core, the fuel storage body of the liquid fuel cartridge body and the liquid fuel guide core are communicated to supply liquid fuel inside the liquid fuel cartridge body to the outside. A communicating portion is formed, and a projecting portion is formed on the outer peripheral portion. When the valve body is stored in the liquid fuel cartridge, the projecting portion compresses the valve body in the radial direction so that the communicating portion is The liquid fuel supply system in a fuel cell according to any one of claims 1 to 6, wherein a compressive force is applied.

The air replacement hole is formed by inserting the liquid fuel guide core, and the fuel guide is provided in any part of the liquid fuel cartridge body isolated from the communication portion for supplying the liquid fuel to the outside. 8. The liquid fuel supply system in a fuel cell according to claim 7, wherein the liquid fuel supply system is formed simultaneously with the insertion of the lead.

9. The liquid fuel supply system in a fuel cell according to claim 8, wherein the air replacement hole can be closed with the liquid fuel guide core inserted.

The liquid fuel supply system in a fuel cell according to claim 1, wherein the air replacement hole does not have a capillary force with respect to the liquid fuel.

The liquid fuel supply system for a fuel cell according to any one of claims 1 to 10, wherein the fuel tank portion of the liquid fuel cartridge body has at least one resin layer having an excellent oxygen barrier property.

The fuel according to claim 11, wherein the resin having excellent oxygen barrier properties is at least one selected from ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, and polyvinyl chloride. Liquid fuel supply system in a battery.

The liquid fuel is at least one selected from methanol solution, ethanol solution, dimethyl ether (DME), formic acid, hydrazine, ammonia solution, ethylene glycol, sodium borohydride aqueous solution, and sucrose aqueous solution. A liquid fuel supply system for a fuel cell according to claim 1.

The fuel cell main body is constructed by constructing an electrolyte layer on the outer surface of the fuel electrode body, and a plurality of unit cells formed by constructing an air electrode layer on the outer surface of the electrolyte layer. The liquid fuel supply system for a fuel cell according to any one of claims 1 to 13, wherein a liquid fuel is supplied by connecting a relay core connected to the liquid fuel cartridge body.