JP2008034133A - Fuel storage gel for fuel cell; fuel storage/extraction kit for fuel cell using it; fuel storage/extraction system for fuel cell; fuel storage method for fuel cell; fuel extraction method for fuel cell; fuel cartridge for fuel cell; and fuel cell and portable device using them - Google Patents

Fuel storage gel for fuel cell; fuel storage/extraction kit for fuel cell using it; fuel storage/extraction system for fuel cell; fuel storage method for fuel cell; fuel extraction method for fuel cell; fuel cartridge for fuel cell; and fuel cell and portable device using them Download PDF

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Hiroaki Rikihisa
弘昭 力久
Yoshinori Matsunaga
善則 松永
Tetsuya Hamaguchi
哲也 濱口
Takeshi Oi
健 大井
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Furukawa Electric Co Ltd
University of Tokyo NUC
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Furukawa Electric Co Ltd
University of Tokyo NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel storage gel for a fuel cell enhanced in versatility by expanding the range for selecting material usable for gelatinization; and to provide a fuel storage gel for a fuel cell capable of balancing high fuel storage power with high fuel extraction efficiency, excelling in handleability and safety, and capable of enhancing fuel extraction yield, and of preventing mixture of a side product and impurities into a re-liquefied fuel as needed. <P>SOLUTION: This fuel storage gel is used for including, swelling and gelatinizing a fuel gelatinization resin formed of a cationic polymer electrolyte, and a methanol fuel. The fuel storage gel for a fuel cell can release the methanol fuel in a gelatinized substance by generating reliquefying ions by addition of a reliquefying ion generation agent to make the reliquefying ions coexist with the polymer electrolyte to form salts of both of them, and contracting the fuel gelatinization resin. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池用燃料貯蔵ゲル、それを用いた燃料電池用燃料貯蔵取出キット、燃料電池用燃料貯蔵取出システム、燃料電池用燃料貯蔵方法、燃料電池用燃料取出方法、及び燃料電池用燃料カートリッジ、並びにそれらを用いた燃料電池及びポータブルデバイスに関する。
さらに詳しくは安全性に優れ、取扱い性を高めた燃料電池用燃料貯蔵ゲル、それを用いた燃料電池用燃料貯蔵取出キット、燃料電池用燃料貯蔵取出システム、燃料電池用燃料貯蔵方法、燃料電池用燃料取出方法、及び燃料電池用燃料カートリッジ、並びにそれらを用いた燃料電池及びポータブルデバイスに関する。
The present invention relates to a fuel cell fuel storage gel, a fuel cell fuel storage and extraction kit using the same, a fuel cell fuel storage and extraction system, a fuel cell fuel storage method, a fuel cell fuel extraction method, and a fuel cell fuel The present invention relates to cartridges, and fuel cells and portable devices using them.
More specifically, fuel cell fuel storage gel with excellent safety and improved handling, fuel cell fuel storage and extraction kit using the same, fuel cell fuel storage and extraction system, fuel cell fuel storage method, and fuel cell The present invention relates to a fuel removal method, a fuel cartridge for a fuel cell, a fuel cell using the same, and a portable device.

燃料電池は、燃料の電気化学反応を利用して電気エネルギーを直接取り出すことにより発電を可能とするものである。発電効率が高く、有害物質の排出量が極めて少なく、軽量化や小型化が容易である等の利点がある。   A fuel cell enables power generation by directly taking out electrical energy using an electrochemical reaction of fuel. There are advantages such as high power generation efficiency, extremely low emission of harmful substances, and easy weight reduction and miniaturization.

なかでも、水素を燃料とする燃料電池に対して安全であり、取扱い性に優れるメタノールが、携帯用電子機器などの燃料電池用燃料として適しており、その改良開発及び普及が期待されている。しかし、メタノールも揮発性の可燃性物質であり、人体に吸入されると影響を与える場合もある。さらに、メタノールは酸化反応中間体としてギ酸やホルムアルデヒドを生成することが知られており、これらも人体に影響する場合がある。メタノールを燃料として用いるに際しても、さらにフェイルセーフ機構を備えた燃料電池システムの開発が求められている。   Among these, methanol, which is safe with respect to a fuel cell using hydrogen as a fuel and excellent in handleability, is suitable as a fuel for fuel cells of portable electronic devices and the like, and its improved development and spread are expected. However, methanol is also a volatile flammable substance and may have an effect when inhaled by the human body. Furthermore, methanol is known to produce formic acid and formaldehyde as an oxidation reaction intermediate, which may also affect the human body. Even when methanol is used as a fuel, development of a fuel cell system provided with a fail-safe mechanism is also required.

この要望に応えるものとして、燃料を固形化して貯蔵するという方法が最近提案されている(例えば特許文献1〜4、非特許文献1参照)。しかしながら、これらの開示するものは、燃料を固形化して用いるものの、燃料を効率良く取り出すことには着目しておらず、発電時に固形化物内部から取り出しきれない燃料が存在したり、燃料を溶出するために多量の溶出液(例えば水)を必要としたり、燃料と吸着剤との分離が困難であったりする。   In response to this demand, a method of solidifying and storing fuel has been recently proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4 and Non-Patent Document 1). However, these disclosed ones use solidified fuel, but do not pay attention to efficiently removing the fuel, and there is a fuel that cannot be removed from the solidified material during power generation or the fuel is eluted. For this reason, a large amount of eluent (for example, water) is required, and it is difficult to separate the fuel and the adsorbent.

特公平4−13828号公報Japanese Examined Patent Publication No. 4-13828 特開2001−093558号公報JP 2001-093558 A 特開2004−006335号公報JP 2004006335 A 特開2005−203335号公報JP 2005-203335 A 八木稔、佐藤重明、「ダイレクトメタノール形燃料電池用『固体状メタノール』燃料の開発」、燃料電池、Vol.5、No.4、2006年、72〜75頁Satoshi Yagi, Shigeaki Sato, “Development of“ solid methanol ”fuel for direct methanol fuel cell”, Fuel Cell, Vol. 5, no. 4, 2006, pp. 72-75

本発明者らは、上記従来の問題点を解決しうるものとして、燃料およびゲル化剤から少なくともなるゲル化物であって、該ゲル化物が再液化剤の作用で前記燃料の再液化を起こす燃料電池用燃料混合物を考案した(特願2005−018092号明細書、特願2005−236990号明細書、国際特許出願PCT/JP2006/301256号明細書参照)。
ここで、メタノールを燃料として用い保持力を高めるため例えば高分子吸収剤などの巨大高分子を用いると、その高分子吸収剤は十分に膨潤しなかったり、膨潤したとしても再液化剤の浸透速度が遅くなりすぎたりする。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the inventors of the present invention provide a gelled product comprising at least a fuel and a gelling agent, and the gelled product causes re-liquefaction of the fuel by the action of the reliquefaction agent. A fuel mixture for a battery has been devised (see Japanese Patent Application Nos. 2005-018092 and 2005-236990, and International Patent Application No. PCT / JP2006 / 301256).
Here, if a macromolecule such as a polymer absorbent is used to increase the holding power using methanol as a fuel, the polymer absorbent does not swell sufficiently, or even if it swells, the penetration rate of the reliquefaction agent Is too slow.

そこで本発明は、ゲル化に利用可能な材料選択の幅を広げ、汎用性を高めた燃料電池用燃料貯蔵ゲルの提供を目的とする。また、高い燃料貯蔵力と高い燃料取出効率(再液化速度)とを両立し、取り扱い性および安全性に優れ、また燃料取出収率(貯蔵した燃料の量に対する、再液化し取り出した燃料の量の比率)を高め、必要に応じて副生物や不純物の再液化燃料への混入を抑えることができる燃料電池用燃料貯蔵ゲルの提供を目的とする。さらには、上記燃料電池用燃料貯蔵ゲルを用いた燃料電池用燃料貯蔵取出キット、燃料電池用燃料貯蔵取出システム、燃料電池用燃料貯蔵方法、燃料電池用燃料取出方法、及び燃料電池用燃料カートリッジ、並びにそれらを用いた燃料電池及びポータブルデバイスの提供を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel storage gel for a fuel cell with a wider range of materials that can be used for gelation and improved versatility. In addition, it achieves both high fuel storage capacity and high fuel extraction efficiency (reliquefaction rate), and is excellent in handling and safety. Also, fuel extraction yield (the amount of fuel extracted by reliquefaction relative to the amount of stored fuel) It is an object of the present invention to provide a fuel storage gel for a fuel cell that can increase by-product ratio) and can suppress mixing of by-products and impurities into the reliquefied fuel as necessary. Furthermore, a fuel cell fuel storage and extraction kit using the fuel cell fuel storage gel, a fuel cell fuel storage and extraction system, a fuel cell fuel storage method, a fuel cell fuel extraction method, and a fuel cell fuel cartridge, An object of the present invention is to provide a fuel cell and a portable device using the same.

上記の課題は以下の手段により達成される。
(1)カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させて膨潤させゲル化させる燃料貯蔵ゲルであって、再液化イオン発生剤の添加により再液化イオンを発生させ、該再液化イオンと前記高分子電解質とを共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させてゲル化物中のメタノール燃料を放出しうる燃料電池用燃料貯蔵ゲル。
(2)再液化イオン発生剤として再液化イオン発生樹脂を燃料貯蔵ゲルに添加して、前記ゲル化物中に再液化イオンを発生させる(1)記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。
(3)前記再液化イオンが、アンモニウムイオンである(1)又は(2)記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。
(4)前記再液化イオンが、ゲル化物に再液化イオン発生樹脂を添加してゲル化物中に発生させたカチオンである(1)〜(3)のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。
(5)前記再液化イオン発生樹脂が、再液化イオンの塩である(2)〜(4)のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。
(6)再液化イオン発生樹脂により再液化イオンを液中に含有させた、水溶液、メタノール溶液、またはメタノール水溶液を、前記ゲル化物に添加して、該ゲル化物中に再液化イオンを発生させる(1)〜(5)のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。
(7)前記再液化イオン発生剤が、強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン交換樹脂、及びキレート樹脂からなる郡より選ばれた少なくとも1つの樹脂からなる(1)〜(6)のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。
(8)前記再液化イオン発生剤がゲル状樹脂であり、且つ強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン交換樹脂、及びキレート樹脂からなる郡より選ばれた少なくとも1つの樹脂からなる(1)〜(6)のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。
(9)前記カチオン性高分子電解質が、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸架橋体からなる郡より選ばれた少なくとも1つである(1)〜(8)のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。
(10)前記ゲル化物が、環動ゲルもしくはダブルネットワークゲルである(1)〜(9)のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。
(11)カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させてゲル化して燃料を貯蔵するゲル化燃料(a)、及び
再液化イオン発生樹脂(b)
を少なくとも組み合わせた燃料貯蔵取出キットであって、
前記ゲル化燃料(a)に再液化イオン発生樹脂(b)を添加してゲル化物中に再液化イオンを発生させ、該再液化イオンを前記高分子電解質と共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させてメタノール燃料を放出させ取り出す燃料電池用燃料貯蔵取出キット。
(12)カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させてゲル化し、燃料を貯蔵する燃料貯蔵取出システムであって、
前記ゲル化物に再液化イオン発生剤を添加して再液化イオンを発生させ、該再液化イオンと前記高分子電解質とを共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させメタノール燃料を放出しうる燃料電池用燃料貯蔵取出システム。
(13)(A)カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させ膨潤ゲル化させ燃料を貯蔵し、
(B)再液化イオン発生樹脂を前記ゲル化物に添加して該ゲル化物中に再液化イオンを発生させ、該再液化イオンと前記高分子電解質とを共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させメタノール燃料を放出させて取り出す燃料電池用燃料貯蔵取出システム。
(14)放出した燃料中に含まれる再液化イオン濃度をフィルタにより低減する(12)又は(13)に記載の燃料電池用燃料貯蔵取出システム。
(15)前記フィルタが、イオン交換樹脂を備えたフィルタである(14)記載の燃料電池用燃料貯蔵取出システム。
(16)カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させ膨潤ゲル化して燃料を貯蔵するに当り、該ゲル化物に再液化イオン発生剤を添加して再液化イオンを発生させ、前記高分子電解質と再液化イオンとを共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させて燃料を放出しうるようメタノール燃料をゲル化貯蔵する燃料電池用燃料貯蔵方法。
(17)(A)カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させ膨潤ゲル化させ燃料を貯蔵するゲル化物とし、
(B)該ゲル化物に再液化イオン発生樹脂を添加して再液化イオンを発生させ、該再液化イオンと前記高分子電解質とを共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させて燃料を放出させ取り出す燃料電池用燃料取出方法。
(18)前記再液化イオン発生樹脂を含有させた低濃度メタノール水溶液を前記ゲル化物に添加し、徐々に高濃度化したメタノールを放出させ、メタノール濃度を制御して取り出し燃料電池に供給する(17)記載の燃料電池用燃料取出方法。
(19)(1)〜(10)のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲルと、イオン除去フィルタとを少なくとも備える燃料電池用燃料カートリッジ。
(20)(19)記載の燃料電池用燃料カートリッジと、再液化イオン発生樹脂とを少なくとも組み合わせてキット化する燃料電池用燃料カートリッジ。
(21)(19)又は(20)記載の燃料電池用燃料カートリッジを少なくとも備える燃料電池。
(22)(21)記載の燃料電池を備えたことを特徴とするポータブルデバイス。
Said subject is achieved by the following means.
(1) A fuel storage gel containing a fuel gelation resin comprising a cationic polymer electrolyte and a methanol fuel to be swollen and gelled, wherein a reliquefied ion generator is added to generate reliquefied ions, A fuel storage gel for a fuel cell, wherein reliquefied ions and the polymer electrolyte are allowed to coexist to form a salt of both, and the fuel gelled resin is contracted to release methanol fuel in the gelled product.
(2) The fuel storage gel for a fuel cell according to (1), wherein a reliquefied ion generating resin is added to the fuel storage gel as a reliquefied ion generating agent to generate reliquefied ions in the gelled product.
(3) The fuel storage gel for a fuel cell according to (1) or (2), wherein the reliquefied ions are ammonium ions.
(4) The fuel for a fuel cell according to any one of (1) to (3), wherein the reliquefied ions are cations generated in the gelled product by adding a reliquefied ion generating resin to the gelled product. Storage gel.
(5) The fuel storage gel for a fuel cell according to any one of (2) to (4), wherein the reliquefied ion generating resin is a salt of reliquefied ions.
(6) An aqueous solution, a methanol solution, or an aqueous methanol solution containing reliquefied ions in a liquid using a reliquefied ion generating resin is added to the gelled product to generate reliquefied ions in the gelled product ( The fuel storage gel for fuel cells according to any one of 1) to (5).
(7) Any one of (1) to (6), wherein the reliquefaction ion generator is made of at least one resin selected from the group consisting of a strong acid cation exchange resin, a weak acid cation exchange resin, and a chelate resin. The fuel storage gel for a fuel cell according to Item.
(8) The reliquefied ion generator is a gel-like resin and comprises at least one resin selected from the group consisting of a strong acid cation exchange resin, a weak acid cation exchange resin, and a chelate resin. The fuel storage gel for a fuel cell according to any one of 6).
(9) The fuel cell according to any one of (1) to (8), wherein the cationic polymer electrolyte is at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid and a cross-linked polyacrylic acid. Fuel storage gel.
(10) The fuel storage gel for a fuel cell according to any one of (1) to (9), wherein the gelled product is a ring gel or a double network gel.
(11) A gelled fuel (a) that contains a fuel gelled resin composed of a cationic polymer electrolyte and methanol fuel and stores the fuel by gelling, and a reliquefied ion generating resin (b)
A fuel storage and retrieval kit combining at least
A reliquefied ion generating resin (b) is added to the gelled fuel (a) to generate reliquefied ions in the gelled product, and the reliquefied ions coexist with the polymer electrolyte to form a salt of both. A fuel storage and removal kit for a fuel cell, wherein the fuel gelled resin is shrunk to release methanol fuel.
(12) A fuel storage and extraction system for storing fuel by gelling a fuel gelled resin comprising a cationic polymer electrolyte and methanol fuel,
A reliquefied ion generator is added to the gelled product to generate reliquefied ions, the reliquefied ions and the polymer electrolyte coexist to form a salt of both, and the fuel gelled resin is shrunk to methanol A fuel storage and retrieval system for a fuel cell capable of releasing fuel.
(13) (A) A fuel gelled resin comprising a cationic polymer electrolyte and methanol fuel are contained to swell and gelate, and the fuel is stored.
(B) A reliquefied ion generating resin is added to the gelled product to generate reliquefied ions in the gelled product, and the reliquefied ions and the polymer electrolyte coexist to form both salts, A fuel storage and retrieval system for a fuel cell in which the fuel gelled resin is shrunk to release methanol fuel.
(14) The fuel storage / extraction system for a fuel cell according to (12) or (13), wherein the concentration of reliquefied ions contained in the released fuel is reduced by a filter.
(15) The fuel storage / extraction system for a fuel cell according to (14), wherein the filter is a filter including an ion exchange resin.
(16) When storing a fuel gelled resin composed of a cationic polymer electrolyte and methanol fuel to swell the gel and store the fuel, a reliquefied ion generator is added to the gelled product to generate reliquefied ions. A fuel storage method for a fuel cell, wherein the polymer electrolyte and reliquefied ions are allowed to coexist to form a salt of the both, and the fuel gelation resin is shrunk to release the fuel by gelling and storing the methanol fuel .
(17) (A) A gelled product containing a fuel gelled resin composed of a cationic polymer electrolyte and methanol fuel to swell and store the fuel,
(B) A reliquefied ion generating resin is added to the gelled product to generate reliquefied ions, the reliquefied ions and the polymer electrolyte coexist to form a salt of both, and the fuel gelled resin is A fuel take-out method for a fuel cell that is contracted to release and take out fuel.
(18) A low-concentration methanol aqueous solution containing the re-liquefied ion generating resin is added to the gelled product, the methanol whose concentration is gradually increased is released, and the methanol concentration is controlled and taken out and supplied to the fuel cell (17 ) The fuel take-out method for a fuel cell described in
(19) A fuel cartridge for a fuel cell, comprising at least the fuel storage gel for a fuel cell according to any one of (1) to (10) and an ion removal filter.
(20) A fuel cartridge for a fuel cell, wherein the fuel cartridge for a fuel cell according to (19) and a reliquefied ion generating resin are combined at least in a kit.
(21) A fuel cell comprising at least the fuel cartridge for a fuel cell according to (19) or (20).
(22) A portable device comprising the fuel cell according to (21).

本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルは、ゲル化に利用可能な材料選択の幅を広げ汎用性を高め、しかも高い燃料保持力と高い再液化効率とを両立し、再液化後の固体不純物とメタノール燃料との分離が容易であり、取り扱い性および安全性に優れる。また、高い燃料取出収率を実現することができ、必要に応じて再液化燃料への不純物や副生物の混入を抑えることができる。
さらに、本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルを用いた燃料電池用燃料貯蔵取出キット、燃料電池用燃料貯蔵取出システム、燃料電池用燃料貯蔵方法、燃料電池用燃料取出方法によれば、燃料電池用の燃料を安全に、かつ必要なときに迅速に取出すことができ、各種ポータブルデバイスに適し効率的な発電を行うことができる。
The fuel storage gel for fuel cells of the present invention broadens the range of materials that can be used for gelation, increases versatility, and achieves both high fuel retention and high reliquefaction efficiency, and solid impurities after reliquefaction Separation from methanol fuel is easy and excellent in handling and safety. Moreover, a high fuel extraction yield can be realized, and contamination of impurities and by-products into the reliquefied fuel can be suppressed as necessary.
Furthermore, according to the fuel cell fuel storage and extraction kit, fuel cell fuel storage and extraction system, fuel cell fuel storage method and fuel cell fuel extraction method using the fuel cell fuel storage gel of the present invention, The fuel can be removed safely and quickly when necessary, and efficient power generation suitable for various portable devices can be performed.

以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルにおいては、メタノールが燃料として用いられる。貯蔵するメタノール燃料はメタノール単独で用いても、他の化合物と混合して用いてもよく、メタノール水溶液、後述するゲル化イオンを含有させたメタノール混合液、ゲル化イオン発生樹脂と組み合わせたメタノール混合液等を用いることができる。また、その他のアルコール化合物、添加剤等を適宜含有させてもよい。
The present invention is described in detail below.
In the fuel cell fuel storage gel of the present invention, methanol is used as the fuel. The methanol fuel to be stored may be used alone or in combination with other compounds, methanol aqueous solution, methanol mixture containing gel ions described later, and methanol mixture combined with gel ion generation resin A liquid or the like can be used. Moreover, you may contain other alcohol compounds, an additive, etc. suitably.

本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルは、カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させて膨潤させゲル化させる燃料貯蔵ゲルである(本発明において、ゲルとは膨潤が完了した固化物だけではなく、膨潤途中のものを含む。)。この燃料ゲル化樹脂は、後述するゲル化イオンの作用によりゲル化するものであっても、化学ゲルとなるものであっても、チキソトロピー性を示す物理ゲルとなるものであってもよい。また、ゲル化樹脂が単独で又はメタノール燃料とともに架橋、水素結合、分子の絡まりあいなどにより網目構造を構成し、そこに前記燃料を取込んだ状態でゲル構成体を形成するものであってもよい。
さらに、均一な有機−無機ハイブリッドゲル(例えば、小田恵美子,永直文,豊田昭徳,古河英光,高分子学会予稿集,53(2),3263(2004)参照)、網目が滑車のように動作する環動ゲル(例えば、Y.Okumura,K.Ito,Adv.Mater.,13,485(2001)参照)や、ゲル化したときにゲル構成体が入れ子構造またはダブルネットワークを構築するように複数のゲル化樹脂を用いたものであってもよく、なかでも環動ゲル構造もしくはダブルネットワークゲル構造を有するゲル化物とすることが好ましい。入れ子構造またはダブルネットワーク構造とは、複数の種類のゲルによる絡み合い構造をいい、例えば、密に架橋された剛直な強電解質性のゲル(1st網目)と緩く架橋された屈曲性に富んだ中性のゲル(2nd網目)がからみ合った構造が挙げられ、古川英光「ゲルの複雑構造−網目の不均一性と力学物性−」高分子,Vol.54,458〜461頁,2005年7月等に記載されたものも好ましく用いることができる。その他の増粘剤や後述する高分子吸収剤等を用いることもできる。
The fuel storage gel for a fuel cell of the present invention is a fuel storage gel that contains a fuel gelled resin composed of a cationic polymer electrolyte and a methanol fuel to swell and gel (in the present invention, the gel is a swellable gel). This includes not only the solidified product that has been completed but also those that are in the process of swelling.) This fuel gelling resin may be gelled by the action of gelling ions described later, may be a chemical gel, or may be a physical gel exhibiting thixotropic properties. In addition, even if the gelled resin alone or together with methanol fuel constitutes a network structure by cross-linking, hydrogen bonding, molecular entanglement, etc., and the gel structure is formed with the fuel incorporated therein Good.
Furthermore, uniform organic-inorganic hybrid gels (see, for example, Emiko Oda, Naofumi Nagata, Akinori Toyoda, Hidemitsu Furukawa, Proceedings of the Society of Polymer Science, 53 (2), 3263 (2004)), the mesh behaves like a pulley. Ring gels (see, for example, Y. Okumura, K. Ito, Adv. Mater., 13, 485 (2001)) or multiple gel constructs to form nested structures or double networks when gelled. A gelled resin may be used, and a gelled product having a ring gel structure or a double network gel structure is particularly preferable. Nested structure or double network structure refers to an entangled structure of a plurality of types of gels, for example, a tightly cross-linked rigid strong electrolyte gel (1st network) and a loosely cross-linked bendable neutrality. The gel (2nd network) is entangled, and Hidemitsu Furukawa “Gel Complex Structure—Nonuniformity and Mechanical Properties of the Network” Polymer, Vol. 54, 458-461 pages, July 2005, etc. can also be used preferably. Other thickeners and polymer absorbents described later can also be used.

本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルに用いられる燃料ゲル化樹脂は、カチオン性高分子電解質からなり、架橋型高分子電解質であっても、非架橋型高分子電解質であってもよい。   The fuel gelled resin used in the fuel storage gel for fuel cells of the present invention comprises a cationic polymer electrolyte, and may be a crosslinked polymer electrolyte or a non-crosslinked polymer electrolyte.

非架橋型高分子電解質としては、例えば、酸性の極性基を有する高分子化合物が挙げられ、ポリアクリル酸またはその誘導体などが好ましく、ポリアクリル酸がより好ましい。   Examples of the non-crosslinked polymer electrolyte include polymer compounds having an acidic polar group, polyacrylic acid or a derivative thereof is preferable, and polyacrylic acid is more preferable.

架橋型高分子電解質としては、上記の非架橋型高分子ゲル化剤を架橋したものやその誘導体(架橋型ポリアクリル酸やその誘導体)が挙げられ、架橋剤による網状化物、架橋性モノマー導入による網状化物、自己架橋による網状化物、光・放射線照射による網状化物、疎水性モノマーの共重合による不溶化架橋物、結晶性ポリマーブロックの導入による不溶化架橋物、多価金属陽イオンによる架橋物、水素結合等二次結合の導入による架橋物等が挙げられる。架橋型高分子電解質とする場合、架橋密度を調節してゲル内に燃料を取り込もうとする吸収力(燃料となる物質との親和力、浸透圧等)と、吸収作用を止めようとする力(網目構造に基づく弾性力等)をバランスさせ、吸収量を制御してもよい。   Examples of the crosslinked polymer electrolyte include those obtained by crosslinking the above-mentioned non-crosslinked polymer gelling agent and derivatives thereof (crosslinked polyacrylic acid and derivatives thereof). Reticulated product, reticulated product by self-crosslinking, reticulated product by light / radiation irradiation, insolubilized cross-linked product by copolymerization of hydrophobic monomer, insolubilized cross-linked product by introduction of crystalline polymer block, cross-linked product by polyvalent metal cation, hydrogen bonding For example, a cross-linked product by introduction of secondary bonds and the like. In the case of a cross-linked polymer electrolyte, the absorption power (affinity with osmotic pressure, osmotic pressure, etc.) that attempts to take the fuel into the gel by adjusting the cross-linking density, and the power to stop the absorption (mesh) The amount of absorption may be controlled by balancing the elastic force based on the structure).

燃料ゲル化樹脂の分子量は特に限定されないが、質量平均分子量100,000〜10,000,000が好ましく、1,000,000以上がより好ましい。(本発明において、分子量とは、特に断らない限り、質量平均分子量をいう。)。ただし架橋剤などを用いて架橋したさらに分子量の大きな燃料ゲル化樹脂を用いることもできる。   The molecular weight of the fuel gelled resin is not particularly limited, but is preferably a mass average molecular weight of 100,000 to 10,000,000, more preferably 1,000,000 or more. (In the present invention, molecular weight means mass average molecular weight unless otherwise specified). However, a fuel gelled resin having a higher molecular weight that has been crosslinked using a crosslinking agent or the like can also be used.

ここでカチオン性高分子電解質はその官能基の種類等により極性の強弱を調節することができる。その強度を後述する樹脂における説明を考慮し塩基性のものも併せて説明すれば、例えば、強極性(強酸性、強塩基性)及び弱極性(弱酸性、弱塩基性)に区別することができる。本発明において、その酸塩基強度は、例えば、所定濃度のメタノール水溶液に所定の高分子電解質を入れ、その電離度を測定しておおむね代用することができる。具体的には、1gの高分子電解質を1L(リットル)の水に投入した際のpHで求めることができる。必要に応じて、高分子電解質の交換容量や溶液組成などを考慮してもよい。本発明においては特に断らない限り、強酸性とは官能基として−SO3−基を有する樹脂に概ね相当する酸強度(例えば、三菱化学社製の強酸性イオン交換樹脂PK212(商品名)に相当する酸性強度)をいい、弱酸性とは官能基として−COO基を有する樹脂に概ね相当する酸強度(例えば、日本触媒社製の高分子吸収剤アクアリックCA(商品名)に相当する酸性強度)をいう。これに対し、強塩基性とは−NR 基(Rはメチル基もしくはエチル基)を有する樹脂に概ね相当する塩基強度(例えば、三菱化学製の塩基性イオン交換樹脂PA308(商品名)に相当する塩基性強度)をいい、弱塩基性とは官能基として−NR基(Rはメチル基もしくはエチル基)を有する樹脂に概ね相当する塩基強度(例えば、ダウケミカル製の塩基性イオン交換樹脂マラソンWBA(商品名)に相当する塩基性強度)をいう。なお、後述するキレート系樹脂は上記の弱極性のものより、さらに弱い極性の樹脂として用いることができる。 Here, the polarity of the cationic polymer electrolyte can be adjusted according to the type of functional group thereof. If the strength is explained together with the basic one in consideration of the resin described later, for example, it can be distinguished into strong polarity (strong acidity, strong basicity) and weak polarity (weak acidity, weak basicity). it can. In the present invention, for the acid-base strength, for example, a predetermined polymer electrolyte is put into a methanol aqueous solution having a predetermined concentration and the degree of ionization is measured, and the acid-base strength can be generally substituted. Specifically, it can be determined from the pH when 1 g of polymer electrolyte is added to 1 L (liter) of water. You may consider the exchange capacity of a polymer electrolyte, a solution composition, etc. as needed. In the present invention, unless otherwise specified, strong acidity is an acid strength generally corresponding to a resin having a —SO 3 group as a functional group (for example, strongly acidic ion exchange resin PK212 (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). acid corresponding to roughly corresponding acid strength resin having a group (e.g., manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. polymeric absorbent AQUALIC CA (trade name) - refers to acidic strength), the weakly acidic -COO as a functional group to Strength). On the other hand, strong basicity refers to a base strength substantially equivalent to a resin having a —NR 3 + group (R is a methyl group or an ethyl group) (for example, a basic ion exchange resin PA308 (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). refers to the corresponding basic strength), -NR 2 group as a functional group is a weak base (R bases intensity corresponding approximately to a resin having a methyl group or an ethyl group) (for example, basic ion exchange Dow Chemical Basic strength corresponding to resin marathon WBA (trade name). In addition, the chelate type resin described later can be used as a resin having a weaker polarity than that of the above weak polarity.

燃料ゲル化樹脂の添加量は特に限定されないが、燃料ゲル化物の粘度(本発明において、特に断らない限り、粘度は室温(25℃)における粘度を表す。)が8Pa・sec以上となるように燃料ゲル化樹脂の種類に応じて適宜調整することが好ましく、例えばポリアクリル酸やポリアクリル酸の架橋体をゲル化剤として用いた場合、メタノール燃料100質量部に対して、0.1〜100質量部であることが好ましく、0.1〜10質量部であることがより好ましい。このとき燃料ゲル化樹脂の添加量は燃料の含有量を確保するよう少ないことが好ましいが、少なすぎるとゲル化・再液化の反応性が低くなる。ゲル化した燃料の粘度が高ければ、タンクが壊れた場合や持ち運びの際に、流体の飛散を低減することができるので、安全性を確保することができる。 The amount of the fuel gelled resin added is not particularly limited, but the viscosity of the fuel gelled product (in the present invention, unless otherwise specified, the viscosity represents the viscosity at room temperature (25 ° C.)) is 8 Pa · sec or more. It is preferable to adjust appropriately according to the kind of fuel gelled resin. For example, when polyacrylic acid or a cross-linked polyacrylic acid is used as a gelling agent, 0.1 to 100 parts per 100 parts by mass of methanol fuel. It is preferable that it is a mass part, and it is more preferable that it is 0.1-10 mass parts. At this time, it is preferable that the amount of the fuel gelled resin added is small so as to ensure the fuel content. If the viscosity of the gelled fuel is high, the scattering of the fluid can be reduced when the tank is broken or carried, so that safety can be ensured.

また、ポリアクリル酸を架橋した材料のなかで、ビーズ状の巨大な分子となって高分子吸収剤とよばれるものを好ましく用いることができる。高分子吸収剤はオムツなどに利用されている広く普及した材料の一つであり、安定的に供給され、比較的安価に入手することができる。高分子吸収剤は主鎖に例えばカルボキシル基などの官能基を備えたものが挙げられる。カチオン性の高分子吸収剤は、出荷時の状態として、アンモニウム塩やナトリウム塩とされ、本来弱酸性であるが水酸化ナトリウムやアンモニア水などで中和処理が行われていることが多い。このとき、本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルに使用する際には、高分子吸収剤に結合しているアンモニウムイオンやナトリウムイオンを取り除く前処理を行うことが好ましい。この処理は、イオン交換樹脂のコンディショニングと呼ばれる処理と同様である。イオンの除去を行った高分子吸収剤は、膨潤しているため、室温で乾燥することが好ましい。
高分子吸収剤は、分子量が高い巨大分子であることが好ましく、例えば、質量分子量100,000〜10,000,000のものが好ましく、1,000,000以上のものがより好ましい。このような分子量の高い吸収剤を用いることで、例えば容器をさかさまにしても垂れ落ちることのない、硬質のゲル化燃料を得ることができる。なお、このような高分子吸収剤を用いると、メタノール燃料と混合しただけではゲル化せず、ゲル化したとしても時間がかかりすぎる場合があるが、本発明の燃料貯蔵ゲルにおいてはこのような場合にも後述するゲル化イオンを作用させてゲル化を促すことができる。
Further, among the materials obtained by crosslinking polyacrylic acid, a so-called polymer absorbent that becomes a huge bead-like molecule can be preferably used. The polymer absorbent is one of widely used materials used for diapers and the like, and is supplied stably and can be obtained at a relatively low cost. Examples of the polymer absorbent include those having a functional group such as a carboxyl group in the main chain. Cationic polymer absorbents are in the form of ammonium salt or sodium salt at the time of shipment and are inherently weakly acidic, but are often neutralized with sodium hydroxide or aqueous ammonia. At this time, when using the fuel storage gel for a fuel cell of the present invention, it is preferable to perform a pretreatment for removing ammonium ions and sodium ions bonded to the polymer absorbent. This process is similar to a process called ion-exchange resin conditioning. Since the polymer absorbent from which ions have been removed is swollen, it is preferably dried at room temperature.
The polymer absorbent is preferably a macromolecule having a high molecular weight, for example, a molecular weight of 100,000 to 10,000,000 is preferable, and a molecular weight of 1,000,000 or more is more preferable. By using such an absorbent having a high molecular weight, for example, a hard gelled fuel that does not sag even when the container is turned upside down can be obtained. If such a polymer absorbent is used, it will not gel when it is mixed with methanol fuel, and it may take too much time to gel, but in the fuel storage gel of the present invention, In some cases, gelation can be promoted by the action of gelling ions described below.

本発明の燃料貯蔵ゲルにおいては、その膨潤ゲル化を促進するために、燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させた組成物中にゲル化イオンを共存させることが好ましい。   In the fuel storage gel of the present invention, in order to promote the swelling gelation, it is preferable that gelled ions coexist in the composition containing the fuel gelled resin and the methanol fuel.

ゲル化イオンは燃料ゲル化樹脂によるゲル化を促進するイオンである。ここで、ゲル化樹脂とゲル化イオンとから構成される塩のメタノール水溶液への溶解量が、ゲル化樹脂とゲル化イオンとの組み合わせにより変動するため、ゲル化イオンの種類や濃度は、燃料ゲル化樹脂の種類に依存するのみならず、利用するメタノール水溶液の濃度にも依存する。多くの場合ゲル化イオンの極性は、燃料ゲル化樹脂の高分子電解質の極性との関係で定められる。一般に高分子電解質は、樹脂の主鎖に拘束された官能基と官能基に結合した対イオンとから構成される。そのため、ゲル化イオンは官能基と対イオンとの電離が促進されるイオンであり、該高分子電解質の官能基と同一の極性のものが用いられる。具体的には、高分子電解質としてカチオン性高分子電解質(ポリアクリル酸等)を用いたときには、主鎖に固定された官能基はカルボキシル基であるため、ゲル化イオンはアニオンとなる。より具体的には、カルボキシル基と結合したプロトンをカルボキシル基から引き離すアニオン、オキソニウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオン、リン酸イオン等が挙げられ、なかでもオキソニウムイオンが好ましい。 Gelling ions are ions that promote gelation by the fuel gelling resin. Here, since the amount of the salt composed of the gelled resin and the gelled ions in the methanol aqueous solution varies depending on the combination of the gelled resin and the gelled ions, the type and concentration of the gelled ions are It depends not only on the type of gelled resin but also on the concentration of the aqueous methanol solution used. In many cases, the polarity of the gelled ions is determined in relation to the polarity of the polymer electrolyte of the fuel gelled resin. In general, a polyelectrolyte is composed of a functional group bound to a main chain of a resin and a counter ion bonded to the functional group. Therefore, the gelled ion is an ion that promotes ionization between the functional group and the counter ion, and the ion having the same polarity as the functional group of the polymer electrolyte is used. Specifically, when a cationic polymer electrolyte (polyacrylic acid or the like) is used as the polymer electrolyte, the gelling ion becomes an anion because the functional group fixed to the main chain is a carboxyl group. More specifically, examples include an anion, an oxonium ion, a chloride ion, a sulfate ion, and a phosphate ion that separate a proton bonded to the carboxyl group from the carboxyl group. Of these, an oxonium ion is preferable.

ゲル化イオンを燃料組成物中に共存させる方法は特に限定されず、例えば、メタノール燃料中に仕込んでおいても、メタノール燃料と燃料ゲル化樹脂とを混合した後にゲル化イオン発生剤と混合してゲル化イオンを発生させ共存させてもよい(本発明において、「剤」とは単一化合物だけではなく、組成物や樹脂を含む意味に用いる。)。なお、このときゲル化イオンは、ゲル化イオン発生剤から直接供給され発生させたものであっても、ゲル化イオン発生剤が有する基が水(HO)等と反応して間接的に発生したイオン(例えば、NH基が水からプロトンを引き抜きNH 基となり、それにより発生したオキソニウムイオン)であってもよい。 The method for allowing gelling ions to coexist in the fuel composition is not particularly limited. For example, even when charged in methanol fuel, the fuel mixture is mixed with the gelling ion generator after mixing the methanol fuel and the fuel gelling resin. (In the present invention, “agent” is used to mean not only a single compound but also a composition and a resin). At this time, even if the gelling ions are directly supplied from the gelling ion generator and generated, the group of the gelling ion generator reacts with water (H 2 O) or the like indirectly. The generated ion (for example, an oxonium ion generated by the NH 2 group by extracting a proton from water to become an NH 3 + group) may be used.

ゲル化イオン発生剤としては、例えば、ゲル化イオンを含有する剤(具体的には、中性塩、酸性塩、アルカリ性塩、高分子電解質樹脂、それらの水溶液、それらのメタノール溶液)などが挙げられる。特に、水溶液、ゲル化イオンを発生する樹脂(以下、「ゲル化補助樹脂」という。)等を用いることが好ましく、なかでもゲル化補助樹脂を用いることがより好ましい。すなわち、例えば低分子量の塩やその電解水をゲル化イオン発生剤として用いたときには、ゲル化イオンと共に対イオンが燃料組成物中に発生して拡散する。例えば、塩化アンモニウムを用いて、ゲル化イオンとしてアンモニウムイオンを発生させたとき、対イオンとして塩素イオンが発生する。この対イオンは、再液化したときにメタノール燃料中に混入してしまい、その除去は困難である。このような対イオン(副生物)は、メタノール燃料を取り出して発電に用いたとき、燃料電池の電極等を劣化させその耐久性を低下させることもある。したがって除去することが好ましい。これに対し、ゲル化イオン発生剤としてゲル化補助樹脂を用いれば、ゲル化イオン放出後の樹脂部分は組成物中に拡散してしまうことはなく、その混入を避け、容易に取り除くことができるため好ましい。   Examples of the gelling ion generator include agents containing gelling ions (specifically, neutral salts, acidic salts, alkaline salts, polymer electrolyte resins, aqueous solutions thereof, and methanol solutions thereof). It is done. In particular, it is preferable to use an aqueous solution, a resin that generates gelling ions (hereinafter referred to as “gelling auxiliary resin”), or the like, and it is more preferable to use a gelling auxiliary resin. That is, for example, when a low molecular weight salt or electrolyzed water thereof is used as a gelling ion generator, counter ions are generated and diffused in the fuel composition together with the gelling ions. For example, when ammonium chloride is generated as gelling ions using ammonium chloride, chlorine ions are generated as counter ions. This counter ion is mixed in the methanol fuel when reliquefied, and its removal is difficult. Such counter ions (by-products) may deteriorate the durability of the fuel cell electrodes and the like when methanol fuel is taken out and used for power generation. Therefore, it is preferable to remove. On the other hand, if a gelling auxiliary resin is used as the gelling ion generator, the resin portion after the gelling ion release will not diffuse into the composition, and can be easily removed without mixing. Therefore, it is preferable.

ゲル化補助樹脂の膨潤強度は特に限定されないが、燃料ゲル化樹脂の膨潤強度より低いことが好ましい。このようにすることで、ゲル化樹脂が膨潤する際にも、ゲル化補助樹脂の膨潤は抑えられ一定形状に保たれるため、例えば取り除くときにも、容易に燃料ゲル化物と分離することができる。一般に樹脂の膨潤強度は、樹脂の組成で調節することができ、とくに官能基の種類と架橋量とで調節することができる。すなわち、ゲル化補助樹脂の官能基の種類を変えたり、架橋量を高めたりするなどして膨潤量を低下させて所望の樹脂を得ることができる。本発明におけるメタノール水溶液中での樹脂の膨潤強度(吸収倍率)は、ティーバック法により測定した値をいう。具体的には所定の樹脂を投入して、プロトン量を調整したメタノール水溶液で膨潤強度を測定した値であり、その値が大きいほど膨潤し易いことを示す。   The swelling strength of the gelling auxiliary resin is not particularly limited, but is preferably lower than the swelling strength of the fuel gelling resin. In this way, even when the gelled resin swells, swelling of the gelling auxiliary resin is suppressed and kept in a certain shape, so that it can be easily separated from the fuel gelled product even when removed, for example. it can. In general, the swelling strength of the resin can be adjusted by the composition of the resin, and in particular by the type of functional group and the amount of crosslinking. That is, a desired resin can be obtained by reducing the swelling amount by changing the type of functional group of the gelling auxiliary resin or increasing the crosslinking amount. The swelling strength (absorption capacity) of the resin in the methanol aqueous solution in the present invention is a value measured by the tea bag method. Specifically, it is a value obtained by adding a predetermined resin and measuring the swelling strength with an aqueous methanol solution in which the amount of protons is adjusted. The larger the value, the easier the swelling.

ゲル化イオン発生樹脂の分子量は特に限定されないが、質量平均分子量100,000〜10,000,000が好ましく、1,000,000以上がより好ましい。特に架橋された樹脂が望ましい。このような範囲の樹脂とすることで再液化後にゲル化イオン発生樹脂の外部への流失をフィルタすることが容易になるのみならず、ゲル化した燃料をカートリッジなどに格納する前に、ゲル化補助樹脂のみを取り除くなどを行うこともできる。   The molecular weight of the gelling ion generating resin is not particularly limited, but is preferably a mass average molecular weight of 100,000 to 10,000,000, more preferably 1,000,000 or more. A crosslinked resin is particularly desirable. By making the resin in such a range, it becomes easy not only to filter the flow of gelled ion generating resin to the outside after re-liquefaction, but also before gelled fuel is stored in the cartridge etc. It is also possible to remove only the auxiliary resin.

ゲル化イオン発生剤としてゲル化補助樹脂を用いるとき、その塩基強度は特に限定されず、強塩基性アニオン交換樹脂であっても、弱塩基性アニオン交換樹脂であっても、キレート樹脂であってもよい(ここでの酸塩基強度は、先に燃料ゲル化樹脂において説明したものと同じである。)。なかでも燃料ゲル化樹脂として弱酸性高分子電解質を用い、ゲル化補助樹脂としてそれと反対極性の強塩基性イオン交換樹脂を用いた組み合わせが好ましい。ゲル化補助樹脂は、メタノール燃料のゲル化を妨げなければ、単独で用いても、複数の樹脂を組み合わせて用いても、その他の添加剤と組み合わせて用いてもよい。   When a gelling auxiliary resin is used as the gelling ion generator, its base strength is not particularly limited, and it may be a strongly basic anion exchange resin, a weakly basic anion exchange resin, a chelate resin, (The acid-base strength here is the same as that described above for the fuel gelled resin). Among these, a combination using a weakly acidic polymer electrolyte as the fuel gelling resin and a strongly basic ion exchange resin having the opposite polarity as the gelation auxiliary resin is preferable. The gelling auxiliary resin may be used alone, in combination with a plurality of resins, or in combination with other additives as long as it does not interfere with the gelation of methanol fuel.

前記燃料組成物に共存させることができるゲル化イオンの量は特に限定されないが、燃料ゲル化樹脂の持つ官能基を中和・反応する当量に対して0.1〜10倍の範囲であることが好ましく、0.5〜2倍の範囲であることがより好ましい。上記範囲のゲル化イオン共存量とすることで、ゲル化イオンの添加によって、燃料組成物のpHが不用意に高くなったり、低くなったりすることが防止され、また、反応時の緩衝液としての効果が期待できる。   The amount of gelling ions that can coexist in the fuel composition is not particularly limited, but is in the range of 0.1 to 10 times the equivalent of neutralizing and reacting the functional group of the fuel gelling resin. Is preferable, and the range of 0.5 to 2 times is more preferable. By setting the amount of gelling ions in the above range, the pH of the fuel composition can be prevented from inadvertently increasing or decreasing due to the addition of gelling ions, and as a buffer solution during the reaction. Can be expected.

ゲル化補助樹脂を添加する量は、燃料ゲル化樹脂の持つ官能基を中和・反応する当量に対して、0.1〜10倍の範囲の再液化イオンを発生する量であることが好ましく、0.5〜2倍の範囲の再液化イオンを発生する量であることがより好ましい。樹脂の質量は、必要な再液化イオン発生量と樹脂のイオン交換容量とから導かれる。   The amount of the gelation auxiliary resin added is preferably an amount that generates reliquefied ions in a range of 0.1 to 10 times the equivalent of neutralizing and reacting the functional group of the fuel gelled resin. More preferably, it is an amount that generates reliquefied ions in the range of 0.5 to 2 times. The mass of the resin is derived from the required amount of reliquefied ions generated and the ion exchange capacity of the resin.

次に、上記のようにしてゲル化貯蔵したメタノール燃料の再液化の態様について説明する。
メタノール燃料を再液化する方法としては、例えば、熱、紫外線、外部刺激、多量の溶液の添加による方法が考えられる。しかし、これらの再液化法では、燃料電池が利用される環境は広範囲であるため、例えばタンクが破損した際に、メタノール燃料に意図しない刺激が加わる場合があり好ましくない。より安全性の高い再液化法が望まれる。
そこで本発明の燃料貯蔵ゲルにおいては、高分子電解質に再液化イオンを共存させ、それらの塩を形成し、燃料ゲル化樹脂を収縮させて燃料を再液化する。ただし、本発明の効果を妨げなければ、その他の外部刺激等を組み合わせてもよい。
Next, the aspect of reliquefaction of methanol fuel gelled and stored as described above will be described.
As a method for reliquefying methanol fuel, for example, a method using heat, ultraviolet rays, external stimulation, or addition of a large amount of solution can be considered. However, in these re-liquefaction methods, the environment in which the fuel cell is used is wide. Therefore, for example, when the tank is broken, unintended stimulation may be applied to the methanol fuel, which is not preferable. A safer reliquefaction method is desired.
Accordingly, in the fuel storage gel of the present invention, reliquefied ions are allowed to coexist in the polymer electrolyte, salts thereof are formed, and the fuel gelled resin is contracted to reliquefy the fuel. However, other external stimuli or the like may be combined as long as the effects of the present invention are not hindered.

本発明の燃料貯蔵ゲルに用いられる再液化イオンについてさらに詳しく説明する。
再液化イオンの極性はとくに限定されないが、高分子電解質の官能基の解離度を低下させるため、高分子電解質の官能基と反対極性のものが望ましい。すなわち、カオチン性高分子電解質を燃料ゲル化樹脂として用いるため、再液化イオンとしてはカオチンが望ましい。再液化イオンとしては、具体的には例えば、カチオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、アンモニウムイオン、ストロンチウムイオン、鉛イオン、バリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン等が挙げられる。好ましくはアンモニウムイオンである。(プロトン別出願と差別化するためあえて除いております。)
The reliquefied ions used in the fuel storage gel of the present invention will be described in more detail.
The polarity of the re-liquefied ions is not particularly limited. However, in order to reduce the degree of dissociation of the functional group of the polymer electrolyte, a polarity opposite to that of the functional group of the polymer electrolyte is desirable. That is, since a chaotic polymer electrolyte is used as a fuel gelled resin, katine is desirable as the reliquefied ion. Specific examples of reliquefied ions include cations such as sodium ion, potassium ion, lithium ion, ammonium ion, strontium ion, lead ion, barium ion, calcium ion, and zinc ion. Ammonium ions are preferred. (This is intentionally removed to differentiate it from proton-specific applications.)

再液化イオンをゲル化物中に発生させる量は特に限定されないが、燃料ゲル化樹脂の持つ官能基を中和する当量に対して0.1〜10倍の範囲であることが好ましく、0.5〜2倍の範囲であることがより好ましい。ゲル化イオンの利用を考慮すれば、燃料ゲル化樹脂の持つ官能基とゲル化イオンとの双方を中和する当量に対して0.1〜10倍の範囲であることが好ましく、0.5〜2倍の範囲であることがより好ましい。上記範囲のようにすることで、燃料組成物のpHが不用意に高くなったり、低くなったりすることが防止され、また、反応時の緩衝液としての効果が期待できる。   The amount of reliquefied ions generated in the gelled product is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10 times the equivalent of neutralizing the functional group of the fuel gelled resin, It is more preferable that the range be ˜2 times. Considering the use of gelling ions, it is preferably in the range of 0.1 to 10 times the equivalent of neutralizing both the functional groups and gelling ions of the fuel gelling resin, It is more preferable that the range be ˜2 times. By setting it as the said range, it is prevented that pH of a fuel composition raises carelessly or becomes low, and the effect as a buffer solution at the time of reaction can be anticipated.

再液化したメタノール燃料の粘度は発電に用いることができればとくに限定されないが、8Pa・sec以下であることが好ましく、25℃のメタノールの粘度0.000108の近傍であることがより好ましい。   The viscosity of the re-liquefied methanol fuel is not particularly limited as long as it can be used for power generation, but is preferably 8 Pa · sec or less, and more preferably in the vicinity of the viscosity of methanol at 25 ° C. of 0.000108.

再液化イオンをゲル化物中に発生させる方法はとくに限定されないが、例えば、再液化イオンを含有する剤(具体的には、中性塩、酸性塩、アルカリ性塩、高分子電解質樹脂、それらの水溶液、それらのメタノール溶液)などが挙げられる。特に、水溶液、再液化イオンを発生する樹脂(以下、「再液化イオン発生樹脂」という。)等を用いることが好ましく、なかでも再液化イオン発生樹脂を用いることがより好ましい。このように樹脂を用いることで、ゲル化補助樹脂において説明したのと同様に、再液化燃料中に再液化イオンの対イオンを発生・拡散してしまうことなく、再液化イオン放出後の樹脂部分を固体として分離し回収することができる。なお、再液化イオンは、ゲル化イオンのときと同様に、再液化イオン発生剤から直接発生させたものでも、間接的に発生させたものでもよい。   The method for generating reliquefied ions in the gelled product is not particularly limited. For example, agents containing reliquefied ions (specifically, neutral salts, acidic salts, alkaline salts, polymer electrolyte resins, aqueous solutions thereof) And their methanol solutions). In particular, it is preferable to use an aqueous solution, a resin that generates reliquefied ions (hereinafter, referred to as “reliquefied ion generating resin”), and more preferably a reliquefied ion generating resin. By using the resin in this way, the resin portion after releasing the reliquefied ions without generating and diffusing counter ions of the reliquefied ions in the reliquefied fuel, as described in the gelation auxiliary resin. Can be separated and recovered as a solid. The reliquefied ions may be generated directly from the reliquefied ion generator or indirectly generated as in the case of gelling ions.

再液化イオン発生樹脂の種類は特に限定されないが、上述したような再液化イオンの再液化作用の点から、ゲル化物中の高分子電解質と同一極性のカチオン性の樹脂が用いられる。また、再液化効率を高めるために、ゲル化物中の高分子電解質より弱い極性の樹脂を用いることが好ましい。具体的にいえば、例えば、ゲル化樹脂としてポリアクリル酸を用いたとき、再液化イオン発生樹脂としてより弱い酸性カオチン交換樹脂(例えばキレート樹脂)のアンモニウム塩を用いることが好ましい。
再液化イオン発生樹脂の分子量は特に限定されないが、質量平均分子量100,000〜10,000,000が好ましく、1,000,000以上がより好ましい。特に架橋された樹脂が好ましい。このような範囲の樹脂とすることで再液化後に再液化イオン発生樹脂の外部への流失をフィルタすることが容易になる。
Although the kind of reliquefied ion generating resin is not specifically limited, From the point of the reliquefaction effect | action of reliquefied ion as mentioned above, the cationic resin of the same polarity as the polymer electrolyte in gelled material is used. In order to increase the reliquefaction efficiency, it is preferable to use a resin having a weaker polarity than the polymer electrolyte in the gelled product. Specifically, for example, when polyacrylic acid is used as the gelling resin, it is preferable to use a weak ammonium salt of an acidic chaotic exchange resin (for example, a chelate resin) as the reliquefied ion generating resin.
The molecular weight of the reliquefied ion generating resin is not particularly limited, but a mass average molecular weight of 100,000 to 10,000,000 is preferable, and 1,000,000 or more is more preferable. In particular, a crosslinked resin is preferred. By setting it as resin of such a range, it becomes easy to filter the loss of reliquefied ion generation resin to the outside after reliquefaction.

再液化イオン発生樹脂の膨潤強度は特に限定されないが、燃料ゲル化樹脂の膨潤強度より低いことが好ましい。このようにすることで、先にもゲル化補助樹脂について述べたように、燃料ゲル化樹脂が膨潤する際にも、再液化イオン発生樹脂の膨潤は抑えられ一定形状に保たれるため、例えば取り除くときにも、容易に燃料ゲル化物と分離することができる。樹脂の膨潤強度の調整、測定方法等はゲル化補助樹脂について説明したものと同じである。   The swelling strength of the reliquefied ion generating resin is not particularly limited, but is preferably lower than the swelling strength of the fuel gelled resin. By doing so, as described above for the gelation auxiliary resin, even when the fuel gelation resin swells, the swelling of the reliquefied ion generating resin is suppressed and kept in a certain shape. When removed, it can be easily separated from the fuel gelled product. Adjustment of the swelling strength of the resin, measurement method, and the like are the same as those described for the gelation auxiliary resin.

再液化イオン発生樹脂の量は特に限定されないが、燃料ゲル化樹脂の持つ官能基を中和・反応する当量に対して、0.1〜10倍の範囲の再液化イオンを発生する量であることが好ましく、0.5〜2倍の範囲の再液化イオンを発生する量であることがより好ましい。ゲル化イオンの利用を考慮すれば、燃料ゲル化樹脂の持つ官能基とゲル化イオンとの双方を中和・反応する当量に対して上記範囲の再液化イオンを発生する量であることが好ましい。樹脂の質量は、必要な再液化イオン発生量と樹脂のイオン交換容量とから導かれる。   The amount of the reliquefied ion generating resin is not particularly limited, but is an amount that generates reliquefied ions in a range of 0.1 to 10 times the equivalent of neutralizing and reacting the functional group of the fuel gelled resin. The amount is preferably such that the amount of reliquefied ions in the range of 0.5 to 2 times is generated. In consideration of the use of gelled ions, it is preferable that the amount is such that reliquefied ions in the above range are generated with respect to the equivalent of neutralizing and reacting both the functional group and gelled ions of the fuel gelled resin. . The mass of the resin is derived from the required amount of reliquefied ions generated and the ion exchange capacity of the resin.

再液化イオン発生樹脂を燃料ゲル化物に添加する態様は特に限定されず、再液化イオン発生樹脂を単独で添加しても、再液化イオン発生樹脂を他の化合物と混合しておき、その混合物をゲル化物に添加してもよい。なかでも、再液化イオン発生樹脂を混合して再液化イオンを液中に含有させた水溶液、再液化イオン発生樹脂を混合して再液化イオンを液中に含有させたメタノール溶液、または再液化イオン発生樹脂を混合して再液化イオンを液中に含有させたメタノール水溶液を、前記ゲル化物に添加して、該ゲル化物中に再液化イオンを発生させることが好ましい。   The mode of adding the reliquefied ion generating resin to the fuel gelled product is not particularly limited. Even if the reliquefied ion generating resin is added alone, the reliquefied ion generating resin is mixed with other compounds, and the mixture is used. It may be added to the gelled product. Among them, an aqueous solution in which reliquefied ion generating resin is mixed and reliquefied ions are contained in the liquid, a methanol solution in which reliquefied ion generating resin is mixed and reliquefied ions are contained in the liquid, or reliquefied ions. It is preferable to add a methanol aqueous solution in which the generated resin is mixed and the reliquefied ions are contained in the liquid to generate the reliquefied ions in the gelled product.

また、前記再液化イオン発生樹脂を含有する低濃度メタノール水溶液を燃料ゲル化物に添加し、燃料を取り出すにつれて高濃度メタノール燃料を放出させ、メタノール濃度を制御して燃料電池に供給することが好ましい。 特定の燃料電池では、発電時に生成する水を用いてメタノールの濃度を希釈し、燃料電池に最適なメタノール濃度を得ている。このような燃料電池では、起動時に濃度の高いメタノールが供給されると発電能力が低下することがある。起動時に低濃度メタノールを供給することで、そのような性能低下を防止することができる。さらに、再液化中に迅速にメタノールが供給されるようになる。このとき、再液化イオン発生樹脂と低濃度メタノール水溶液との混合割合は特に限定されないが、再液化イオン発生樹脂が10質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましい。その低濃度メタノール水溶液のメタノール濃度は特に限定されないが、例えば3質量%以下であることが好ましい。こうして取り出される高濃度メタノールのメタノール濃度は上記低濃度メタノール水溶液の濃度より高ければ特に限定されないが、60質量%以上(80質量%以上がより好ましい。)のメタノール燃料として取り出し燃料電池に供給することが好ましい。   Further, it is preferable to add a low-concentration methanol aqueous solution containing the reliquefied ion generating resin to the fuel gelled product, release the high-concentration methanol fuel as the fuel is taken out, and control the methanol concentration to supply the fuel cell. In a specific fuel cell, the concentration of methanol is diluted with water generated during power generation to obtain an optimal methanol concentration for the fuel cell. In such a fuel cell, when methanol with a high concentration is supplied at the time of startup, the power generation capacity may be reduced. By supplying low-concentration methanol at the time of startup, such a performance degradation can be prevented. Furthermore, methanol is supplied quickly during reliquefaction. At this time, the mixing ratio of the reliquefied ion generating resin and the low-concentration aqueous methanol solution is not particularly limited, but the reliquefied ion generating resin is preferably 10% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less. The methanol concentration of the low-concentration methanol aqueous solution is not particularly limited, but is preferably 3% by mass or less, for example. The methanol concentration of the high-concentration methanol thus extracted is not particularly limited as long as it is higher than the concentration of the low-concentration methanol aqueous solution. Is preferred.

次に本発明の燃料貯蔵ゲルに用いることができるゲル化補助樹脂もしくは再液化イオン発生樹脂の樹脂材料の具体例について説明する。ただし、本発明がこれらにより限定して解釈されるものではない。
本発明の燃料貯蔵ゲルにおいては、一般的に市販されているイオン交換樹脂をゲル化補助樹脂もしくは再液化イオン発生樹脂として用いることができ、例えば下記のように分類される。
Next, specific examples of the resin material of the gelation auxiliary resin or reliquefied ion generating resin that can be used for the fuel storage gel of the present invention will be described. However, the present invention is not construed as being limited thereto.
In the fuel storage gel of the present invention, commercially available ion exchange resins can be used as the gelation auxiliary resin or reliquefied ion generating resin, and are classified as follows, for example.

Figure 2008034133
ここで、基体とは高分子化合物の骨格をいい、例えば、スチレン系とは、スチレン骨格を有する高分子化合物を意味する。I型とは、II型よりも塩基度がやや高い樹脂をいう。また、I型はII型より化学的に安定であり、交換吸着する力(イオンの選択性)が強いという特徴があり、I型を最強塩基性陰イオン交換樹脂ということもある。
ゲル型とは粒子内部が均一な架橋高分子で構成されているもので、もっとも一般的なものである。透明感のある外観をしており、粒子の内部は橋架けされた高分子が均一な網目状の構造となっており、この編目の隙間を通って水やイオン、溶質分子が粒子内部まで自由に拡散できる。
ポーラス型は粒子内部に微細な粗密構造を有するもので、高分子の編目以外に、イオンや分子の拡散を促進する細孔が存在する。
ハイポーラス型は細孔をさらに発達させた構造を持っており、反応速度が向上する。
Figure 2008034133
Here, the substrate refers to a skeleton of a polymer compound. For example, styrene-based means a polymer compound having a styrene skeleton. Type I refers to a resin having a slightly higher basicity than type II. In addition, type I is chemically more stable than type II and has a strong exchange-adsorption force (ion selectivity), and type I is sometimes referred to as the strongest basic anion exchange resin.
The gel type is the most common type in which the inside of the particle is composed of a uniform crosslinked polymer. It has a transparent appearance, and the inside of the particles has a uniform network structure with bridged polymers, and water, ions, and solute molecules can freely pass through the gaps inside the particles. Can diffuse.
The porous type has a fine and dense structure inside the particle, and in addition to the polymer stitches, there are pores that promote the diffusion of ions and molecules.
The high porous type has a structure in which pores are further developed, and the reaction rate is improved.

以下に、本発明の燃料貯蔵ゲルに用いることができるイオン交換樹脂について、それを構成する官能基を有する繰り返し単位の具体例を示す。ここで、C−1及びC−2が強酸性カチオン交換樹脂、C−5及びC−6が弱酸性イオン交換樹脂、K−1〜K−3がキレート樹脂、A−1及びA−2が強塩基性アニオン交換樹脂(A−1がI型、A−2がII型)、A−6〜A−8が弱塩基性アニオン交換樹脂にそれぞれ分類されるものである。なお、K−2とA−7とは同じ構造式を有するが、式中のnや分子中の官能基の数等を調節して塩基強度を変化させることができ、例えば総交換容量を小さくしてキレート系樹脂として用いても、その量を大きくして弱塩基性イオン交換樹脂として用いてもよい。   Below, the specific example of the repeating unit which has the functional group which comprises it about the ion exchange resin which can be used for the fuel storage gel of this invention is shown. Here, C-1 and C-2 are strongly acidic cation exchange resins, C-5 and C-6 are weakly acidic ion exchange resins, K-1 to K-3 are chelate resins, and A-1 and A-2 are Strongly basic anion exchange resins (A-1 is type I, A-2 is type II), and A-6 to A-8 are classified as weakly basic anion exchange resins. Although K-2 and A-7 have the same structural formula, the base strength can be changed by adjusting n in the formula, the number of functional groups in the molecule, etc., for example, reducing the total exchange capacity. Even if it is used as a chelate resin, it may be used as a weakly basic ion exchange resin by increasing the amount thereof.

Figure 2008034133
Figure 2008034133

キレート樹脂は、中心金属に配位して錯体となっていてもよく、その金属イオンとしては、Cr3+、In3+、Fe3+、Ce3+、Al3+、La3+、Hg3+、UO2+、Cu2+、VO2+、Pb2+、Ni2+、Cd2+、Cd2+、Zn2+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Be2+、Ca2+、Mg2+、St2+などが挙げられる。
なお、樹脂の官能基はコンディショニング処理やその他の処理等により所望のものとして用いることができる。 また、樹脂の官能基を金属イオン塩として記載したものもあるが、必要によりコンディショニング処理等により所望のものとして用いることができる。
またゲル化補助樹脂や再液化イオン発生樹脂は、少なくとも、150μm間隔のメッシュ構造体を通過する割合が20%以下となる大きさを備えたビーズ形状が好ましいが、シート形状や繊維状あるいはパウダー状であってもよい。
The chelate resin may be coordinated with the central metal to form a complex, and the metal ions include Cr 3+ , In 3+ , Fe 3+ , Ce 3+ , Al 3+ , La 3+ , Hg 3+ , UO 2+ , Cu 2+ , VO 2+ , Pb 2+ , Ni 2+ , Cd 2+ , Cd 2+ , Zn 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Be 2+ , Ca 2+ , Mg 2+ , St 2+ and the like.
The functional group of the resin can be used as desired by conditioning treatment or other treatment. In addition, some resin functional groups are described as metal ion salts, but they can be used as desired by conditioning treatment, if necessary.
In addition, the gelling auxiliary resin and the reliquefied ion generating resin preferably have a bead shape having a size that allows a ratio of passing through a mesh structure with an interval of 150 μm to be 20% or less, but a sheet shape, a fiber shape, or a powder shape It may be.

次に本発明の燃料貯蔵ゲルの膨潤(燃料貯蔵)・収縮(再液化)態様例(塩化アンモニウムのような化合物塩を燃料貯蔵ゲルに添加する態様例、アンモニウム塩となったイオン交換樹脂(以下、「樹脂塩」ともいう。)を燃料貯蔵ゲルに添加する態様例)について詳しく説明する。但し本発明は、これにより限定して解釈されるものではない。   Next, swelling (fuel storage) / shrinking (reliquefaction) embodiment examples of the fuel storage gel of the present invention (embodiment example in which a compound salt such as ammonium chloride is added to the fuel storage gel, ion exchange resin (hereinafter referred to as ammonium salt)) , Also referred to as “resin salt”) will be described in detail. However, the present invention is not construed as being limited thereby.

メタノール液や水溶液中で、酸性高分子電解質に再液化イオンを含む化合物塩を添加して、フリーカチオン(例えば、アンモニウムイオン)を発生共存させると、そのフリーカチオンは酸性(マイナス電荷)を有する高分子電解質と反応する。本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルは、このようなイオン交換作用を利用する。このとき、先にも述べたとおり、再液化イオンを含む化合物塩に代えて、樹脂塩を添加して再液化イオンを含有させた水溶液、樹脂塩を添加して再液化イオンを含有させたメタノール溶液、もしくは樹脂塩を添加して再液化イオンを含有させたメタノール水溶液を用いることも好ましい。   When a compound salt containing reliquefied ions is added to an acidic polyelectrolyte in a methanol solution or aqueous solution and free cations (eg, ammonium ions) are generated and coexisted, the free cations are highly acidic (negative charge). Reacts with molecular electrolytes. The fuel storage gel for a fuel cell of the present invention utilizes such ion exchange action. At this time, as described above, instead of the compound salt containing the reliquefied ions, the aqueous solution containing the reliquefied ions by adding the resin salt, the methanol containing the reliquefied ions by adding the resin salt It is also preferable to use a solution or an aqueous methanol solution containing a reliquefied ion by adding a resin salt.

イオン交換樹脂どうしにおいても上記のようなイオン交換を行うことができる。例えば、フリーカチオン塩(例えば、アンモニウム塩)となった酸性のイオン交換樹脂を、コンディショニング処理してプロトン化したより強い酸性を有する高分子電解質のメタノール膨潤ゲル化物に添加する。すると、上記酸性イオン交換樹脂(樹脂塩)からより強い酸性の高分子電解質へフリーカチオンが選択的に置換される。このイオン交換作用により燃料ゲル化樹脂は収縮固形化し、メタノール燃料が放出され、本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルの再液化が実現される。   The above ion exchange can be performed between ion exchange resins. For example, an acidic ion exchange resin that has become a free cation salt (for example, an ammonium salt) is added to a methanol-swelled gelled polymer electrolyte having a stronger acidity that has been protonated by conditioning treatment. Then, free cations are selectively substituted from the acidic ion exchange resin (resin salt) to a stronger acidic polymer electrolyte. By this ion exchange action, the fuel gelled resin shrinks and solidifies, and the methanol fuel is released, thereby realizing re-liquefaction of the fuel storage gel for fuel cells of the present invention.

このことを下記反応スキームによりさらに具体的に説明する(但し本発明はこれにより限定されるものではない。)。この例示スキームでは、高分子電解質はカルボキシル基を有する。これを燃料ゲル化樹脂としてメタノールに膨潤させゲル化物とする(状態1)。このとき、上述したとおり、硬質ゲルを得るために分子量の大きい高分子吸収剤を用いた場合など、そのゲル化樹脂がメタノール中に膨潤しない場合がある。そのようなときには、膨潤を補助するゲル化補助樹脂を共存させてメタノール燃料と燃料ゲル化樹脂との混合物中にゲル化イオンを発生させ膨潤ゲル化を促してもよい。このときゲル化イオンは前記高分子電解質とは逆極性のものが用いられ、本例示スキームでは強塩基性イオン交換樹脂により発生させたオキソニウムイオンが用いられている。
上記のゲル化物に、前記高分子電解質より弱い酸性のイオン交換樹脂のアンモニウム塩(本例示スキームでは、キレート樹脂アンモニウム塩が用いられている。)を添加する。するとより弱い酸性のキレート樹脂から、高分子電解質にアンモニウムイオンが置換する。アンモニウム塩となった高分子電解質はメタノールに不溶であり、その樹脂は収縮しメタノール燃料を放出する(状態2)。
This will be described more specifically with the following reaction scheme (however, the present invention is not limited thereto). In this exemplary scheme, the polyelectrolyte has a carboxyl group. This is swollen in methanol as a fuel gelled resin to form a gelled product (state 1). At this time, as described above, the gelled resin may not swell in methanol, such as when a high molecular weight absorbent is used to obtain a hard gel. In such a case, gelling ions may be generated in a mixture of methanol fuel and fuel gelling resin in the presence of a gelling auxiliary resin that assists swelling to promote swelling gelation. At this time, gelling ions having a polarity opposite to that of the polymer electrolyte are used. In this exemplary scheme, oxonium ions generated by a strongly basic ion exchange resin are used.
An ammonium salt of an acidic ion exchange resin that is weaker than the polymer electrolyte (a chelate resin ammonium salt is used in the present exemplary scheme) is added to the gelled product. Then, ammonium ions are substituted into the polymer electrolyte from the weaker acidic chelate resin. The polymer electrolyte in the form of an ammonium salt is insoluble in methanol, and the resin contracts to release methanol fuel (state 2).

Figure 2008034133
Figure 2008034133

本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルは、その優れた特性に影響を及ぼさない範囲で、上述した成分に加えて、香料、色素、腐食防止剤、識別剤、助燃剤、界面活性剤などを添加してもよい。
香料としては、例えば蟻酸イソアミル、エチルバニリン、シトラール、プロピオン酸イソアミル、1−メントール、トランス−2−ブテン、シス−2−ブテン等を用いることができる。ただし、メルカプタン類やサルファイド類は、硫黄分を含んでいるため、環境汚染の一因となるだけでなく、燃料電池に使用されている触媒を劣化させる等のため好ましくない。色素は有機顔料、無機顔料および染料のいずれでもよく、蛍光色素を配合してもよい。腐食防止剤としては、例えばダイマー酸、ポリオキシエチレンアルキルアミン、カルボキシベタイン型両性界面活性剤等を用いることができる。助燃剤としては、高蒸気圧(例えば、燃料より高い蒸気圧)のものであることが好ましく、燃料と同一の機構や触媒で発電が可能であることがより好ましく、例えば、有機酸、ビタミンC、水素化ホウ素ナトリウム、蟻酸等を用いることができる。界面活性剤や識別剤として、例えば、特開2001−93558に記載の物質を利用することができる。
In addition to the above-mentioned components, the fuel storage gel for fuel cells of the present invention does not affect the excellent properties, and in addition to the above-mentioned components, fragrances, pigments, corrosion inhibitors, discriminating agents, auxiliary agents, surfactants and the like are added. May be.
As the fragrance, for example, isoamyl formate, ethyl vanillin, citral, isoamyl propionate, 1-menthol, trans-2-butene, cis-2-butene and the like can be used. However, mercaptans and sulfides are not preferable because they contain sulfur, which not only contributes to environmental pollution but also degrades the catalyst used in the fuel cell. The pigment may be any of organic pigments, inorganic pigments, and dyes, and a fluorescent pigment may be blended. As the corrosion inhibitor, for example, dimer acid, polyoxyethylene alkylamine, carboxybetaine type amphoteric surfactant and the like can be used. The auxiliary combustor is preferably one having a high vapor pressure (for example, a vapor pressure higher than that of the fuel), and more preferably capable of generating electric power with the same mechanism or catalyst as the fuel. For example, organic acid, vitamin C Sodium borohydride, formic acid, etc. can be used. As a surfactant or a discriminating agent, for example, a substance described in JP-A No. 2001-93558 can be used.

次に、本発明の燃料電池の構造例を挙げ、本発明の好ましい実施態様を説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
図1は、本発明の燃料電池の好ましい構造例を模式的に示す断面図である。図1では、セパレータ3を介して両側に燃料極1と酸化剤極2が設けられ、さらにその外側にそれぞれ燃料室4と酸化剤室5が設けられている。そしてメタノール燃料の酸化は酸化剤室5に酸化剤(例えば酸素等)が流通(矢印6a、6b)され、それによって行われるとともに、その酸化剤は還元され、直接発電が行われ電流が流れる(矢印7)。なおセパレータ3には電解質を含有し、かつイオン(例えば、水素イオン等)を良く透過し、反応物質(例えば、水素、メタノール、酸素など)を透過しないものが好適に用いられる。そして、この燃料電池においては燃料極1の外側に濾過材9を設け、不純物が燃料極1に接触しないようにしたものである。本発明の燃料電池用燃料カートリッジにおいては、濾過材9と燃料貯蔵ゲルが入れられた燃料室4を、その他の燃料電池の構成部と分割できるようにして、交換カートリッジとすることもできる。上述のように濾過材を用いることが好ましく、これによりメタノール燃料を電池本体に選択的に注入することができる。また、この濾過材に代え、あるいはそれと共に、イオン除去フィルタを設け、とりわけ再液化メタノール燃料中に混入した再液化イオン濃度を低滅して、燃料電池の劣化を防ぐことが好ましい。このときイオン除去フィルタとしてイオン交換樹脂を用いることが好ましい。
Next, although the structural example of the fuel cell of this invention is given and the preferable embodiment of this invention is demonstrated, this invention is not limited by these.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a preferred structural example of the fuel cell of the present invention. In FIG. 1, a fuel electrode 1 and an oxidant electrode 2 are provided on both sides via a separator 3, and a fuel chamber 4 and an oxidant chamber 5 are provided on the outer sides thereof. The oxidation of the methanol fuel is performed by flowing an oxidant (for example, oxygen or the like) through the oxidant chamber 5 (arrows 6a and 6b), and the oxidant is reduced. Arrow 7). The separator 3 preferably contains an electrolyte, and transmits ions (for example, hydrogen ions) well and does not transmit reactants (for example, hydrogen, methanol, oxygen, etc.). In this fuel cell, a filter medium 9 is provided outside the fuel electrode 1 so that impurities do not contact the fuel electrode 1. In the fuel cartridge for a fuel cell according to the present invention, the fuel chamber 4 in which the filter medium 9 and the fuel storage gel are put can be divided from other components of the fuel cell so as to be an exchange cartridge. It is preferable to use a filter medium as described above, whereby methanol fuel can be selectively injected into the battery body. Further, it is preferable to provide an ion removing filter instead of or together with this filter medium, and particularly to reduce the concentration of reliquefied ions mixed in the reliquefied methanol fuel to prevent deterioration of the fuel cell. At this time, an ion exchange resin is preferably used as the ion removal filter.

図2は、本発明の燃料電池の別の好ましい構造例を模式的に示す断面図である。この燃料電池においては、図1の構成の燃料電池に、さらに燃料室内の燃料電池用燃料貯蔵ゲルを、濾過材で少なくとも2以上の区画(セル)に区分けして収納することで、多数のセル構造とし、必要に応じて個々のセルの燃料ゲル化物を再液化して発電することができる。
濾過材の材料に特に制限はないが、分画分子量は10000以上のものであることが特に好ましい。濾過材の分画分子量が10000以上であると、濾過材の目詰まりを起こすことがなく、燃料電池の発電効率が良好となる。
FIG. 2 is a sectional view schematically showing another preferred structural example of the fuel cell of the present invention. In this fuel cell, the fuel cell fuel storage gel in the fuel chamber is further divided into at least two or more compartments (cells) by a filter medium and stored in the fuel cell having the configuration shown in FIG. It is possible to generate electricity by re-liquefying the fuel gelled product of each cell as necessary.
Although there is no restriction | limiting in particular in the material of a filter medium, It is especially preferable that a molecular weight cut off is 10,000 or more. When the molecular weight cutoff of the filter medium is 10,000 or more, the filter medium is not clogged, and the power generation efficiency of the fuel cell is improved.

また、本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルを用いた好ましい態様として、上記の燃料貯蔵ゲル(a)及び再液化イオン発生樹脂(b)を少なくとも組み合わせた燃料電池用燃料貯蔵取出キットが挙げられる。また、高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させ膨潤ゲル化して燃料を貯蔵する燃料貯蔵取出システムあるいは、その上で前記ゲル化物に再液化イオン発生剤を添加して再液化イオンを発生させ、前記高分子電解質の解離度を低下させて燃料ゲル化樹脂を収縮させ、メタノール燃料を放出させて取り出す燃料電池用燃料貯蔵取出システム等が挙げられる。   Moreover, as a preferable embodiment using the fuel storage gel for a fuel cell of the present invention, a fuel storage and retrieval kit for a fuel cell in which at least the fuel storage gel (a) and the reliquefied ion generating resin (b) are combined is exemplified. In addition, a fuel storage / removal system that contains a fuel gelled resin composed of a polymer electrolyte and methanol fuel and swells and stores the fuel, or a reliquefied ion generator is added to the gelled product to reliquefy. Examples include a fuel cell fuel storage / extraction system that generates ions, reduces the degree of dissociation of the polymer electrolyte, contracts the fuel gelled resin, and releases and extracts methanol fuel.

以下に本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
(実施例1)
燃料ゲル化樹脂として、ポリアクリル酸架橋体である高分子吸収剤(日本触媒、アクアリックCA-H2(商品名)(日本触媒測定の粒度 850μm−ON20%以上、150μm−thru20%以下))を用いた。形態としては粉体状のものを用いた。前処理として、この高分子吸収剤に初期状態で結合しているカチオンを以下のようにして取り除いた。高分子吸収剤をカラムに詰め、カラムに十分量の2Nの塩酸を通過させ、カチオンを放出させた(コンディショニング処理)。さらに、カラムに残る塩酸を十分量の精製水によって、流し出しイオン除去を行った。イオンの除去を行った高分子吸収剤は、膨潤しているため室温で乾燥した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.
(Example 1)
As a fuel gelled resin, a polymer absorbent that is a crosslinked polyacrylic acid (Nippon Catalyst, Aquaric CA-H2 (trade name) (Nippon Catalyst measurement particle size 850 μm-ON 20% or more, 150 μm-thru 20% or less)) Using. The form used was powdery. As a pretreatment, cations bonded to the polymer absorbent in the initial state were removed as follows. The polymer absorbent was packed in a column, and a sufficient amount of 2N hydrochloric acid was passed through the column to release cations (conditioning treatment). Furthermore, hydrochloric acid remaining in the column was poured out with a sufficient amount of purified water to remove ions. Since the polymer absorbent from which ions were removed was swollen, it was dried at room temperature.

次に、高分子吸収剤の膨潤を補助するゲル化補助樹脂を準備した。ゲル化補助樹脂として、三菱化学社製の強塩基性アニオン交換樹脂PA308(商品名)を用いた。形態としてはビーズ状のものを用いた。強塩基性アニオン交換樹脂はナトリウム塩となっているため、ナトリウムイオンを除去するコンディショニング処理を行った。コンディショニングには2Nの水酸化ナトリウムを利用した。コンディショニング後の強塩基性アニオン交換樹脂を室温で乾燥した。   Next, a gelling auxiliary resin for assisting the swelling of the polymer absorbent was prepared. As the gelling auxiliary resin, strongly basic anion exchange resin PA308 (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used. The form used was a bead. Since the strongly basic anion exchange resin is a sodium salt, a conditioning treatment for removing sodium ions was performed. Conditioning utilized 2N sodium hydroxide. The strongly basic anion exchange resin after conditioning was dried at room temperature.

上記コンディショニング処理を施した高分子吸収剤0.08gに、強塩基性イオン交換樹脂0.08gを加え、メタノール7mlを添加して膨潤させて本発明の燃料電池用燃料貯蔵ゲルを作製した。得られたゲル化物は硬質ゲルであった。
得られた燃料電池用燃料貯蔵ゲルに、再液化イオン発生剤として塩化アンモニウム0.08gを添加すると、10分程度でメタノール燃料の再液化が完了した。スポイトで取り出されたメタノールの量は、投入したメタノールに対して80質量%以上(燃料取出収率)であった。このとき、再液化メタノールは固体不純物と分離されており容易に取り出された。
0.08 g of strongly basic ion exchange resin was added to 0.08 g of the polymer absorbent subjected to the conditioning treatment, and 7 ml of methanol was added and swollen to prepare a fuel storage gel for a fuel cell of the present invention. The obtained gelled product was a hard gel.
When 0.08 g of ammonium chloride was added as a reliquefied ion generator to the resulting fuel cell fuel storage gel, methanol fuel reliquefaction was completed in about 10 minutes. The amount of methanol taken out by the dropper was 80% by mass or more (fuel removal yield) with respect to the added methanol. At this time, the reliquefied methanol was separated from the solid impurities and easily taken out.

(実施例2)
再液化のために添加する再液化イオン発生剤として弱酸性キレート系イオン交換樹脂(三菱化学製、CR11(商品名)質量平均分子量)を用いた。形態としてはビーズ状のものを用いた。なお、この弱酸性キレート樹脂は初期状態でナトリウム塩となっているため、ナトリウムイオンを除去するコンディショニング処理を行った。コンディショニングには2Nの塩酸を利用した。これを水洗した後、アンモニア水に漬けて、弱酸性キレート樹脂アンモニウム塩とし、室温で乾燥したものである。
(Example 2)
A weakly acidic chelate ion-exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, CR11 (trade name) mass average molecular weight) was used as a reliquefied ion generator added for reliquefaction. The form used was a bead. In addition, since this weakly acidic chelate resin is a sodium salt in the initial state, a conditioning treatment for removing sodium ions was performed. 2N hydrochloric acid was used for conditioning. This is washed with water and then immersed in aqueous ammonia to form a weak acidic chelate resin ammonium salt, which is dried at room temperature.

実施例1で作製した燃料貯蔵ゲルに、上記弱酸性キレート樹脂アンモニウム塩0.24gを添加すると、8時間程度でメタノール燃料の再液化が完了した。スポイトで取り出されたメタノールの量は、投入したメタノールに対して75質量%以上(燃料取出収率)であった。このとき、再液化メタノールは副生物の混入が抑えられ、固体不純物と分離され容易に取り出された。   When 0.24 g of the weak acidic chelate resin ammonium salt was added to the fuel storage gel prepared in Example 1, the re-liquefaction of methanol fuel was completed in about 8 hours. The amount of methanol taken out by the dropper was 75% by mass or more (fuel removal yield) with respect to the added methanol. At this time, the re-liquefied methanol was easily extracted by being separated from solid impurities by suppressing the mixing of by-products.

本発明の燃料電池の好ましい構造例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the preferable structural example of the fuel cell of this invention. 本発明の燃料電池の別の好ましい構造例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another preferable structural example of the fuel cell of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料極
2 酸化剤極
3 セパレータ
4 燃料室(燃料貯蔵ゲル収納室)
5 酸化剤室
6a、6b 酸化剤の流通方向
7 電流流通方向
9 濾過材
1 Fuel Electrode 2 Oxidant Electrode 3 Separator 4 Fuel Chamber (Fuel Storage Gel Storage Chamber)
5 Oxidant chamber 6a, 6b Flow direction of oxidant
7 Current flow direction 9 Filter material

Claims (22)

カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させて膨潤させゲル化させる燃料貯蔵ゲルであって、再液化イオン発生剤の添加により再液化イオンを発生させ、該再液化イオンと前記高分子電解質とを共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させてゲル化物中のメタノール燃料を放出しうる燃料電池用燃料貯蔵ゲル。   A fuel storage gel comprising a fuel gelled resin composed of a cationic polymer electrolyte and methanol fuel to be swollen and gelled, wherein reliquefied ions are generated by adding a reliquefied ion generator, and the reliquefied ions And the polymer electrolyte coexist to form a salt of both, and the fuel gelled resin can be shrunk to release the methanol fuel in the gelled product. 再液化イオン発生剤として再液化イオン発生樹脂を燃料貯蔵ゲルに添加して、前記ゲル化物中に再液化イオンを発生させる請求項1記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。   The fuel storage gel for a fuel cell according to claim 1, wherein a reliquefied ion generating resin is added to the fuel storage gel as a reliquefied ion generator to generate reliquefied ions in the gelled product. 前記再液化イオンが、アンモニウムイオンである請求項1又は2記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。   The fuel storage gel for a fuel cell according to claim 1 or 2, wherein the reliquefied ions are ammonium ions. 前記再液化イオンが、ゲル化物に再液化イオン発生樹脂を添加してゲル化物中に発生させたカチオンである請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。   The fuel storage gel for a fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the reliquefied ions are cations generated in the gelled product by adding a reliquefied ion generating resin to the gelled product. 前記再液化イオン発生樹脂が、再液化イオンの塩である請求項2〜4のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。   The fuel storage gel for a fuel cell according to any one of claims 2 to 4, wherein the reliquefied ion generating resin is a salt of reliquefied ions. 再液化イオン発生樹脂により再液化イオンを液中に含有させた、水溶液、メタノール溶液、またはメタノール水溶液を、前記ゲル化物に添加して、該ゲル化物中に再液化イオンを発生させる請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。   An aqueous solution, a methanol solution, or an aqueous methanol solution containing reliquefied ions in a liquid by a reliquefied ion generating resin is added to the gelled product to generate reliquefied ions in the gelled product. 6. The fuel storage gel for a fuel cell according to any one of 5 above. 前記再液化イオン発生剤が、強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン交換樹脂、及びキレート樹脂からなる郡より選ばれた少なくとも1つの樹脂からなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。   The fuel according to any one of claims 1 to 6, wherein the re-liquefied ion generator comprises at least one resin selected from the group consisting of a strong acid cation exchange resin, a weak acid cation exchange resin, and a chelate resin. Fuel storage gel for batteries. 前記再液化イオン発生剤がゲル状樹脂であり、且つ強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン交換樹脂、及びキレート樹脂からなる郡より選ばれた少なくとも1つの樹脂からなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。   The said reliquefaction ion generator is a gel-like resin, and consists of at least 1 resin chosen from the group which consists of a strong acid cation exchange resin, a weak acid cation exchange resin, and a chelate resin. The fuel storage gel for fuel cells according to 1. 前記カチオン性高分子電解質が、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸架橋体からなる郡より選ばれた少なくとも1つである請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。   The fuel storage gel for a fuel cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the cationic polymer electrolyte is at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid and a crosslinked polyacrylic acid. 前記ゲル化物が、環動ゲルもしくはダブルネットワークゲルである請求項1〜9のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲル。   The fuel storage gel for a fuel cell according to any one of claims 1 to 9, wherein the gelled product is a ring gel or a double network gel. カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させてゲル化して燃料を貯蔵するゲル化燃料(a)、及び
再液化イオン発生樹脂(b)
を少なくとも組み合わせた燃料貯蔵取出キットであって、
前記ゲル化燃料(a)に再液化イオン発生樹脂(b)を添加してゲル化物中に再液化イオンを発生させ、該再液化イオンを前記高分子電解質と共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させてメタノール燃料を放出させ取り出す燃料電池用燃料貯蔵取出キット。
A gelled fuel (a) containing a fuel gelled resin composed of a cationic polymer electrolyte and a methanol fuel and storing the fuel by gelling, and a reliquefied ion generating resin (b)
A fuel storage and retrieval kit combining at least
A reliquefied ion generating resin (b) is added to the gelled fuel (a) to generate reliquefied ions in the gelled product, and the reliquefied ions coexist with the polymer electrolyte to form a salt of both. A fuel storage and removal kit for a fuel cell, wherein the fuel gelled resin is shrunk to release methanol fuel.
カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させゲル化し、燃料を貯蔵する燃料貯蔵取出システムであって、
前記ゲル化物に再液化イオン発生剤を添加して再液化イオンを発生させ、該再液化イオンと前記高分子電解質とを共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させメタノール燃料を放出しうる燃料電池用燃料貯蔵取出システム。
A fuel storage and extraction system that contains a fuel gelled resin made of a cationic polymer electrolyte and methanol fuel to gel and store the fuel,
A reliquefied ion generator is added to the gelled product to generate reliquefied ions, the reliquefied ions and the polymer electrolyte coexist to form a salt of both, and the fuel gelled resin is shrunk to methanol A fuel storage and retrieval system for a fuel cell capable of releasing fuel.
(A)カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させ膨潤ゲル化させ燃料を貯蔵し、
(B)再液化イオン発生樹脂を前記ゲル化物に添加して該ゲル化物中に再液化イオンを発生させ、該再液化イオンと前記高分子電解質とを共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させメタノール燃料を放出させて取り出す燃料電池用燃料貯蔵取出システム。
(A) A fuel gelled resin comprising a cationic polymer electrolyte and a methanol fuel are contained to swell and gelate, and the fuel is stored.
(B) A reliquefied ion generating resin is added to the gelled product to generate reliquefied ions in the gelled product, and the reliquefied ions and the polymer electrolyte coexist to form both salts, A fuel storage and retrieval system for a fuel cell in which the fuel gelled resin is shrunk to release methanol fuel.
放出した燃料中に含まれる再液化イオン濃度をフィルタにより低減する請求項12又は13に記載の燃料電池用燃料貯蔵取出システム。   The fuel storage and extraction system for a fuel cell according to claim 12 or 13, wherein the concentration of reliquefied ions contained in the released fuel is reduced by a filter. 前記フィルタが、イオン交換樹脂を備えたフィルタである請求項14記載の燃料電池用燃料貯蔵取出システム。   The fuel storage / extraction system for a fuel cell according to claim 14, wherein the filter is a filter provided with an ion exchange resin. カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させ膨潤ゲル化して燃料を貯蔵するに当り、該ゲル化物に再液化イオン発生剤を添加して再液化イオンを発生させ、前記高分子電解質と再液化イオンとを共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させて燃料を放出しうるようメタノール燃料をゲル化貯蔵する燃料電池用燃料貯蔵方法。   In order to store a fuel gelled resin composed of a cationic polymer electrolyte and a methanol fuel to swell and gel the fuel, a reliquefied ion generator is added to the gelled product to generate reliquefied ions, A fuel storage method for a fuel cell, wherein a methanol fuel is gelled and stored so that a polymer electrolyte and reliquefied ions can coexist to form a salt of both, and the fuel gelled resin is contracted to release the fuel. (A)カチオン性高分子電解質からなる燃料ゲル化樹脂とメタノール燃料とを含有させ膨潤ゲル化させ燃料を貯蔵するゲル化物とし、
(B)該ゲル化物に再液化イオン発生樹脂を添加して再液化イオンを発生させ、該再液化イオンと前記高分子電解質とを共存させて両者の塩を形成し、前記燃料ゲル化樹脂を収縮させて燃料を放出させ取り出す燃料電池用燃料取出方法。
(A) A gelled product containing a fuel gelled resin composed of a cationic polymer electrolyte and methanol fuel to swell and store the fuel,
(B) A reliquefied ion generating resin is added to the gelled product to generate reliquefied ions, the reliquefied ions and the polymer electrolyte coexist to form a salt of both, and the fuel gelled resin is A fuel take-out method for a fuel cell that is contracted to release and take out fuel.
前記再液化イオン発生樹脂を含有させた低濃度メタノール水溶液を前記ゲル化物に添加し、徐々に高濃度化したメタノールを放出させ、メタノール濃度を制御して取り出し燃料電池に供給する請求項17記載の燃料電池用燃料取出方法。   The low-concentration methanol aqueous solution containing the re-liquefied ion generating resin is added to the gelled product to gradually release the highly concentrated methanol, and the methanol concentration is controlled and taken out and supplied to the fuel cell. Fuel cell fuel extraction method. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の燃料電池用燃料貯蔵ゲルと、イオン除去フィルタとを少なくとも備える燃料電池用燃料カートリッジ。   A fuel cartridge for a fuel cell, comprising at least the fuel storage gel for a fuel cell according to any one of claims 1 to 10 and an ion removal filter. 請求項19記載の燃料電池用燃料カートリッジと、再液化イオン発生樹脂とを少なくとも組み合わせてキット化する燃料電池用燃料カートリッジ。   20. A fuel cartridge for a fuel cell, wherein the fuel cartridge for a fuel cell according to claim 19 and at least a reliquefied ion generating resin are combined to form a kit. 請求項19又は20記載の燃料電池用燃料カートリッジを少なくとも備える燃料電池。   A fuel cell comprising at least the fuel cartridge for a fuel cell according to claim 19 or 20. 請求項21記載の燃料電池を備えるポータブルデバイス。
A portable device comprising the fuel cell according to claim 21.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110534696A (en) * 2019-07-29 2019-12-03 深圳大学 A kind of flexible battery and preparation method thereof

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