JP2008171745A - 輻射防止膜、反応装置、燃料電池装置、電子機器、熱線反射膜、及び断熱容器 - Google Patents

輻射防止膜、反応装置、燃料電池装置、電子機器、熱線反射膜、及び断熱容器 Download PDF

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Abstract

【課題】高温における密着層と表面層との相互拡散を防止する。
【解決手段】反応装置本体１０の表面に形成される密着層１３と、密着層１３の表面に形成される表面層１４とを備える輻射防止膜１２である。密着層１３はＷまたはＭｏからなり、表面層１４はＡｕからなる。密着層としてＷ，Ｍｏを用い、表面層としてＡｕを用いることで、相互拡散を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、輻射防止膜、反応装置、燃料電池装置、電子機器、熱線反射膜、及び断熱容器に関する。
近年では、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源として、水素を燃料とする燃料電池が自動車や携帯機器などに応用され始めている。燃料電池は、燃料と大気中の酸素を電気化学的に反応させて、化学エネルギーから電気エネルギーを直接取り出す装置である。
燃料電池に用いる燃料としては水素が挙げられるが、常温で気体であることによる取り扱い・貯蔵に問題がある。アルコール類及びガソリンといった液体燃料を用いる場合には、液体燃料を気化させる気化器、液体燃料と高温の水蒸気を反応させることによって、発電に必要な水素を取り出す改質器、改質反応の副産物である一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器等が必要となる。
気化器や一酸化炭素除去器、燃料電池等の動作温度が高温であるため、これらを断熱容器に収容し、放熱を抑制することが行われている。また、断熱容器の内壁面に熱線反射膜を形成し、外部への熱エネルギーの損失を低減させることも行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１５６０１１号公報
ところで、電解質として固体酸化物を用いる燃料電池では、動作温度が６００〜８００℃となるため、燃料電池からの輻射を防止するために、燃料電池の表面に輻射防止膜が設けられる。輻射防止膜や熱線反射膜には、多くの場合Ａｕ（金）が用いられているが、Ａｕは絶縁体上に成膜することができない。このため、絶縁体上に輻射防止膜や熱線反射膜を形成する場合には、例えばＴｉ（チタン），Ｃｒ（クロム）等を密着層として絶縁体上に成膜し、密着層の上にＡｕを表面層として成膜する。
ところで、電解質として固体酸化物を用いる燃料電池では、動作温度が６００〜８００℃となるが、６００〜８００℃の高温では、Ｔｉ，ＣｒとＡｕとが相互拡散する。このため、Ａｕの比率が低下し、輻射率が上昇し、反射率が低下するという問題がある。
本発明の課題は、６００〜８００℃の高温における輻射防止膜または熱線反射膜の密着層と表面層との相互拡散を防止することである。
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、発熱体の表面に形成される密着層と、前記密着層の表面に形成される表面層とを備え、前記密着層はＷまたはＭｏからなり、前記表面層はＡｕからなることを特徴とする輻射防止膜である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の輻射防止膜であって、前記密着層の厚さは３０〜５０ｎｍであり、前記表面層の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の輻射防止膜であって、前記発熱体は反応装置であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、反応装置本体と、前記反応装置本体の表面に形成される密着層と、前記密着層の表面に形成される表面層とを備え、前記密着層はＷまたはＭｏからなり、前記表面層はＡｕからなることを特徴とする反応装置である。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の反応装置であって、前記密着層の厚さは３０〜５０ｎｍであり、前記表面層の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の反応装置であって、前記表面層よりも外側に離間して設けられる熱線反射膜を備えることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の反応装置であって、前記熱線反射膜よりも外側に離間して設けられる第２の熱線反射膜をさらに備えることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の反応装置であって、前記熱線反射膜は、前記反応装置本体を収容する筐体の内壁面に形成される第２の密着層と、前記第２の密着層の表面に形成される第２の表面層とを備え、前記第２の密着層はＷまたはＭｏからなり、前記第２の表面層はＡｕからなることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の反応装置であって、前記第２の密着層の厚さは３０〜５０ｎｍであり、前記第２の表面層の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項４〜９のいずれか一項に記載の反応装置であって、前記反応装置本体は固体酸化物燃料電池を備えることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項４〜１０のいずれか一項に記載の反応装置であって、前記反応装置本体は炭化水素系の燃料から水素を含むガスを生成する改質器を備えることを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１に記載の反応装置を有することを特徴とする燃料電池装置である。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の燃料電池装置を有することを特徴とする電子機器である。
請求項１４に記載の発明は、発熱体を収容する筐体の表面に形成される密着層と、前記密着層の表面に形成される表面層とを備え、前記密着層はＷまたはＭｏからなり、前記表面層はＡｕからなることを特徴とする熱線反射膜である。
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の熱線反射膜であって、前記密着層の厚さは３０〜５０ｎｍであり、前記表面層の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１４または１５に記載の熱線反射膜であって、前記発熱体は反応装置であることを特徴とする。
請求項１７に記載の発明は、発熱体を収容する筐体と、前記筐体の内壁面に形成される密着層と、前記密着層の表面に形成される表面層とを備え、前記密着層はＷまたはＭｏからなり、前記表面層はＡｕからなることを特徴とする断熱容器である。
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の断熱容器であって、前記密着層の厚さは３０〜５０ｎｍであり、前記表面層の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする。
請求項１９に記載の発明は、請求項１７または１８に記載の断熱容器であって、前記発熱体は反応装置であることを特徴とする。
本発明によれば、輻射防止膜または熱線反射膜の密着層と表面層との相互拡散を防止することができる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
〔電子機器〕
図１は、本発明が適用される電子機器１００を示すブロック図である。この電子機器１００はノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、電子手帳、デジタルカメラ、携帯電話機、腕時計、ゲーム機器等といった携帯型の電子機器である。
電子機器１００は、燃料電池装置１と、燃料電池装置１により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１０２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２に接続される二次電池１０３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２より電気エネルギーが供給される電子機器本体１０１と、を備える。
燃料電池装置１は後述するように、電気エネルギーを生成しＤＣ／ＤＣコンバータ１０２に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２は燃料電池装置１により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換したのちに電子機器本体１０１に供給する機能の他に、燃料電池装置１により生成された電気エネルギーを二次電池１０３に充電する機能を有する。これにより電子機器１００は、燃料電池装置１が動作していない時に、二次電池１０３に蓄電された電気エネルギーを電子機器本体１０１に供給することができる。
〔燃料電池装置〕
次に、燃料電池装置１について詳細に説明する。この燃料電池装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２に出力する電気エネルギーを生成するものであり、燃料容器２、ポンプ３、第１の反応装置４、第２の反応装置７等を備える。燃料電池装置１の燃料容器２は電子機器１００に対して着脱可能に設けられており、ポンプ３、反応装置４，７は電子機器１００の本体に内蔵されている。
燃料容器２には、液体の原燃料（例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル）と水との混合液が貯留されている。なお、液体の原燃料と水とを別々の容器に貯留してもよい。
ポンプ３は、燃料容器２内の混合液を吸引して、断熱容器２０内の気化器５に送液する。
〔第１の反応装置〕
図２は反応装置４の内部構造を示す模式的な断面図である。反応装置４は、発熱体を収容する箱状の断熱容器２０と、発熱体として断熱容器２０の内部に収容された反応装置本体１０とを備える。
〔断熱容器〕
断熱容器２０は、筐体２１と、筐体２１の内壁面に形成された熱線反射膜２２とからなる。
筐体２１は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）やコバール合金等の金属板や、ガラス基板等により形成することができる。断熱容器２０の内部空間は気体分子による熱伝導や対流を防ぐため、低圧（０．１Ｐａ以下）に維持されている。
〔熱線反射膜〕
熱線反射膜２２は、反応装置本体１０から輻射される熱線を反射する役割を果たし、下地として筐体２１の内壁面に形成される密着層２３と、密着層２３の表面に形成される表面層２４とからなる。
密着層２３は、筐体２１と表面層２４との密着性を確保する役割を果たす。密着層２３には高温動作時において表面層２４に用いる材料（後述）と相互拡散をおこさない材料を用いることができ、例えばW（タングステン），Ｍｏ（モリブデン）等を用いることができる。密着層２３の厚さは、経験的に３０〜５０ｎｍ程度であることが好ましい。密着層２３の厚さが３０〜５０ｎｍ程度であれば、密着性を確保することができる。
表面層２４は、反応装置本体１０から輻射される熱線を反射する。ここで、反応装置本体１０から輻射される波長について検討する。
図３は、室温、３００℃、６００℃、９００℃における黒体輻射の波長と輻射密度の関係を示すグラフである。３００℃では波長２μｍ以上で輻射密度が高くなり、６００℃では波長１．２４μｍ以上で輻射密度が高くなり、９００℃では波長１μｍ以上で輻射密度が高くなることがわかる。したがって、表面層２４は、波長１μｍ以上の赤外線の反射率が高いことが求められる。
図４に表面層２４に用いる材料として検討される金属（Ａｕ（金），Ａｌ（アルミニウム），Ａｇ（銀），Ｃｕ（銅），Ｒｈ（ロジウム））の波長に対する反射率を示す。この中では、１μｍ以上の波長領域での反射率が高いＡｕ，Ａｇを表面層２４の材料の候補とすることができる。
しかし、Ａｇは６００℃で蒸発するため、６００℃以上の高温での使用には不向きな金属である。一方、Ａｕは６００〜８００℃の温度領域では安定な金属であり、表面層２４の材料として適している。
表面層２４の厚さとしては、膜に進入した熱線の強度が１／ｅになる程度の厚さ（スキンデプス）よりも厚いことが好ましく、１００ｎｍ程度以上の厚さであることが好ましい。表面層２４の厚さが１００ｎｍ程度以上であれば、熱線の透過強度を１／ｅ以下にすることができ、反射率を、(１−１／e)以上にすることができる。
〔輻射防止膜〕
反応装置本体１０の外壁面には、輻射防止膜１２が設けられている。なお、反応装置本体１０が後述する連結部１１により支持されているため、輻射防止膜１２は熱線反射膜２２と離間して配置されている。
輻射防止膜１２は、下地として反応装置本体１０の外壁面に形成される密着層１３と、密着層１３の表面に形成される表面層１４とからなる。
密着層１３は、反応装置本体１０と表面層１４との密着性を確保する役割を果たす。密着層１３には高温動作時において表面層１４に用いる材料（後述）と相互拡散をおこさない材料を用いることができ、例えばW，Ｍｏ等を用いることができる。密着層１３の厚さは、経験的に３０〜５０ｎｍ程度であることが好ましい。密着層１３の厚さが３０〜５０ｎｍ程度であれば、密着性を確保することができる。
表面層１４は、反応装置本体１０からの熱線の輻射を抑制する役割を果たす。ここで、
図３に示すように、３００℃では波長２μｍ以上で輻射密度が高くなり、６００℃では波長１．２４μｍ以上で輻射密度が高くなり、９００℃では波長１μｍ以上で輻射密度が高くなることがわかる。したがって、表面層１４は、波長１μｍ以上の赤外線の輻射率が低いことが求められる。
一般に、輻射率＝１−反射率であるため、図４に示すように、１μｍ以上の波長領域での反射率が高いＡｕ，Ａｇを表面層１４の材料の候補とすることができる。
しかし、Ａｇは６００℃で蒸発するため、６００℃以上の高温での使用には不向きな金属である。一方、Ａｕは６００〜８００℃の温度領域では安定な金属であり、表面層１４の材料として適している。
表面層１４の厚さとしては、膜に進入した熱線の透過強度が１／ｅになる程度の厚さ（スキンデプス）よりも厚いことが好ましく、１００ｎｍ程度以上の厚さであることが好ましい。表面層１４の厚さが１００ｎｍ程度以上であれば、熱線の透過強度を１／ｅ以下にすることができ、反射率を、(１−１／e)以上にすることができる。
〔反応装置本体〕
反応装置本体１０は、断熱容器２０を貫通する連結部１１により断熱容器２０内に支持され、内部に気化器５、改質器６等を備える。気化器５はポンプ３から送られた混合液を電気ヒータ兼温度センサ５ａから発生する熱、改質器６からの伝熱により約１１０〜１６０℃程度に加熱し、気化させる。気化器５で気化した混合気は改質器６へ送られる。
改質器６の内部の流路の壁面に触媒が担持されている。改質器６は気化器５から送られる混合気を、電気ヒータ兼温度センサ６ａの熱により約３００〜４００℃程度に加熱し、流路内の触媒により改質反応を起こさせる。すなわち、原燃料と水の触媒反応によって、燃料としての水素、二酸化炭素、及び、副生成物である微量な一酸化炭素等の混合気体（改質ガス）が生成される。
なお、原燃料がメタノールの場合、改質器６では主に次式（１）に示すような水蒸気改質反応が起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2 …（１）
一酸化炭素は化学反応式（１）についで逐次的に起こる次式（２）のような式によって微量に副生される。
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ …（２）
（１）式及び（２）式の反応による生成物（改質ガス）は燃料電池セル８に送出される。
また、気化器５、改質器６には、それぞれ電気ヒータ兼温度センサ５ａ，６ａが設けられている。電気ヒータ兼温度センサ５ａ，６ａの電気抵抗値は温度に依存するので、この電気ヒータ兼温度センサ５ａ，６ａが気化器５、改質器６の温度を測定する温度センサとしても機能する。
なお、燃料電池セル８を通過した改質ガス（オフガス）を燃焼させた燃焼熱により気化器５、改質器６を加熱する燃焼器を断熱容器２０内に設けてもよい。
〔第２の反応装置〕
図５は反応装置７の内部構造を示す模式的な断面図である。反応装置７は、箱状の断熱容器４０と、断熱容器４０の内部に収容された反応装置本体３０とを備える。
〔断熱容器〕
断熱容器４０は、筐体４１と、筐体４１の内壁面に形成された熱線反射膜４２とからなる。
筐体４１は、筐体２１と同様に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）やコバール合金等の金属板や、ガラス基板等により形成することができる。断熱容器４０の内部空間は気体分子による熱伝導や対流を防ぐため、低圧（０．１Ｐａ以下）に維持されている。
〔熱線反射膜〕
熱線反射膜４２は、熱線反射膜２２と同様に、密着層４３と、表面層４４とからなる。
密着層４３は、筐体４１と表面層４４との密着性を確保する役割を果たす。密着層４３には、密着層２３と同様の材料を用いることができる。密着層４３の厚さは、密着層２３と同様に、３０〜５０ｎｍ程度であることが好ましい。
表面層４４は、反応装置本体３０から輻射される熱線を反射する役割を果たす。表面層４４としては、表面層２４に用いる材料と同様の材料を用いることができる。
表面層４４の厚さとしては、表面層２４と同様に、１００ｎｍ程度以上の厚さであることが好ましい。
〔輻射防止膜〕
反応装置本体３０の外壁面には、絶縁膜３０ａを介して輻射防止膜３２が設けられている。絶縁膜３０ａにより反応装置本体３０内部の燃料電池セル８と輻射防止膜３２とが導通することを防止する。
輻射防止膜３２は、下地として反応装置本体３０の外壁面に形成される密着層３３と、密着層３３の表面に形成される表面層３４とからなる。
密着層３３は、密着層１３と同様の材料を用いることができる。密着層３３の厚さは、密着層１３と同様に、３０〜５０ｎｍ程度であることが好ましい。
表面層３４は、反応装置本体３０からの熱線の輻射を抑制する役割を果たす。表面層３４としては、表面層１４と同様の材料を用いることができる。
表面層３４の厚さとしては、表面層１４と同様に、１００ｎｍ程度以上の厚さであることが好ましい。
〔反応装置本体〕
反応装置本体３０は、断熱容器４０を貫通する連結部３１により断熱容器４０内に支持され、内部に燃料電池セル８等を備える。
燃料電池セル８は固体酸化物型燃料電池であり、固体酸化物電解質８１の両面に燃料極８２（アノード）及び酸素極８３（カソード）が形成された単電池８０を備え、燃料極８２に改質ガスを供給する燃料供給流路８４ａが設けられた燃料極セパレータ８４と、酸素極８３に酸素を供給する酸素供給流路８５ａが設けられた酸素極セパレータ８５と、が積層され、外周部を封止材８９により封止されている。
燃料電池セル８の外表面には絶縁膜８ａが形成され、絶縁膜８ａの表面に電気ヒータ兼温度センサ８ｂが形成され、電気ヒータ兼温度センサ８ｂの表面に絶縁膜８ｃが形成されている。電気ヒータ兼温度センサ８ｂは燃料電池セル８の動作温度である６００〜８００℃まで反応装置本体３０を加熱する。
燃料極セパレータ８４及び酸素極セパレータ８５にはＬａＣｒ（Ｍｇ）Ｏ3、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｒＯ3、ＮｉＡｌ＋Ａｌ2Ｏ3等を用いることができる。
酸素極８３には、空気が酸素供給流路８５ａを介して送られる。酸素極８３では空気中の酸素と図示しないカソード出力電極より供給される電子により、次式（３）に示すように酸素イオンが生成される。
Ｏ2＋４ｅ-→２Ｏ2- …（３）
酸素極８３にはＮｉ、Ｎｉ＋ＹＳＺ等を用いることができる。
固体酸化物電解質８１は酸素イオンの透過性を有し、酸素極８３で生成された酸素イオンを透過させて燃料極８２に到達させる。固体酸化物電解質８１には、ジルコニア系の（Ｚｒ1-xＹx）Ｏ2-x/2（ＹＳＺ）、ランタンガレード系の（Ｌａ1-xＳｒx）（Ｇａ1-y-zＭｇyＣｏz）Ｏ3等を用いることができる。
燃料極８２には燃料供給流路８４ａを介して改質器６から送出された改質ガスが送られる。酸素極８３では固体酸化物電解質８１を透過した酸素イオンと、改質ガスとの次式（４）、（５）のような反応が起こる。
Ｈ2＋Ｏ2-→Ｈ2Ｏ＋２ｅ- …（４）
ＣＯ＋Ｏ2-→ＣＯ2＋２ｅ- …（５）
このように、固体酸化物型燃料電池では、動作温度が６００〜８００℃と高いために、ＣＯをも燃料として用いることができ、発電効率を向上させることができる。
なお、発生した電子は図示しないアノード出力電極より外部回路を通ってカソード出力電極より酸素極８３に供給される。
燃料極８２にはＬａ0.84Ｓｒ0.16ＭｎＯ3、Ｌａ（Ｎｉ，Ｂｉ）Ｏ3、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ3、Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2、ＬａＣｏＯ3等を用いることができる。
燃料供給流路８４ａを通過した改質ガス（オフガス）は、外部に排出される。なお、オフガスを燃焼させた燃焼熱により燃料電池セル８を加熱する燃焼器を反応装置本体３０に設けてもよい。
〔燃料電池装置の動作〕
次に、燃料電池装置１の動作について説明する。
まず、電気ヒータ兼温度センサ５ａ，６ａ，８ｂにより気化器５、改質器６、燃料電池セル８を動作温度まで加熱する。気化器５、改質器６、燃料電池セル８は断熱容器２０，４０内に収容されているため、電気ヒータ兼温度センサ５ａ，６ａ，８ｂより発生する熱は気化器５、改質器６、燃料電池セル８を加熱するのに効率よく用いられ、すみやかに動作温度まで温度を上昇させることができる。
次に、ポンプ３を駆動し、燃料容器２内の混合液を気化器５に送出する。気化器５で気化した混合液は改質器６で改質され、燃料電池セル８の燃料供給流路８４ａに送出される。
一方、図示しないエアポンプが駆動され、燃料電池セル８の酸素供給流路８５ａに空気が供給される。
燃料電池セル８に送出された改質ガス及び空気による化学反応式（３）〜（５）の電気化学反応により、電力が取り出される。
〔相互拡散の検討〕
以下、密着層としてＷ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｃｒを用い、表面層としてＡｕを用いた場合の相互拡散の有無について検討した結果を表１に示す。
Figure 2008171745
図６は密着層としてWまたはＭｏを用いた場合のアニール温度とシート抵抗の変化率（＝（（Ｒ1−Ｒ0）／Ｒ0）×１００）とをプロットしたグラフである。ここで、Ｒ0は加熱前のシート抵抗、Ｒ1は加熱後のシート抵抗である。
なお、表面層の厚さを２００ｎｍ、密着層の厚さを５０ｎｍとした。
密着層と表面層との相互拡散が生じた場合は、シート抵抗が増大するので、シート抵抗が増大したか否かにより相互拡散が生じたか否かを判断する。
図６では、結晶子サイズの増大が原因と思われる抵抗の減少が見られるが、抵抗の増大は見られず、相互拡散は生じていないと考えられる。
一方、密着層としてＴｉ，Ｃｒを用いた場合は、３００℃未満でシート抵抗の増大が見られ、相互拡散が生じたと考えられる。
このように、密着層としてＷ，Ｍｏを用い、表面層としてＡｕを用いることで、相互拡散が生じない熱線反射膜や輻射防止膜を形成することができる。したがって、動作温度が３００℃以上となる反応装置本体１０や、６００℃以上となる反応装置本体３０であっても、輻射率の上昇を防止することができる。また、温度が３００℃以上となる断熱容器２０、あるいは６００℃以上となる断熱容器４０であっても、反射率の低下を防止することができる。
〔熱損失の検討〕
次に、反応装置の熱損失について検討する。
図７は反応装置本体の温度と熱損失の計算値との関係を示すグラフであり、実線は連結部の熱伝導による熱損失、破線は熱線反射膜のみを備え、輻射防止膜がない場合の輻射による熱損失、一点鎖線は熱線反射膜と輻射防止膜の両方を備える場合の輻射による熱損失を示す。
なお、反応装置本体の表面積を９４０ｍｍ2とし、表面層としてＡｕを用い、表面層の反射率を９８％とすると、熱線反射膜のみを備え、輻射防止膜がない場合の輻射による熱損失は３００℃で０．１Ｗであった。
連結部の熱伝導による熱損失は、３００℃で０．２Ｗであると仮定した。
熱線反射膜のみを備え、輻射防止膜がない場合には、４５０℃で輻射による熱損失が連結部の熱伝導による熱損失を超え、高温域における断熱が不十分となる。
一方、線反射膜と輻射防止膜の両方を備える場合の輻射による熱損失は、６００〜８００℃の高温域においても、０．０３Ｗ以下であり、高温域においても十分な断熱効果が得られることがわかる。
＜変形例＞
なお、図８に示すように、断熱容器２０よりも外側に離間した筐体５１と、筐体５１の内側面に形成された密着層５３及び密着層５３の内側面に形成された表面層５４とからなる第２の熱線反射膜５２と、を備える断熱容器５０をさらに設けた反応装置４Ａとしてもよい。筐体５１としては断熱容器２０の筐体２１と同様の材料を用いることができ、熱線反射膜５２の密着層５３及び表面層５４としては熱線反射膜２２の密着層２３及び表面層２４と同様の材料を用いることができる。輻射防止膜１２、熱線反射膜２２に加えて第２の熱線反射膜５２を設けることで、さらに断熱性能を向上させることができる。
以上の実施形態においては動作温度が６００℃以上となる固体酸化物型の燃料電池について説明したが、本発明はこれに限らず、固体高分子型の燃料電池に本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態は改質型の燃料電池装置について説明したが、燃料を直接燃料電池セルに供給するダイレクトメタノール型の燃料電池装置に本発明を適用してもよい。すなわち、燃料を直接、ダイレクトメタノール型の燃料電池セルに供給してもよい。
なお、以上の実施形態においては、発熱体として反応装置本体を挙げて説明したが、本発明は比較的高温を呈する発熱体であれば、他にも適用可能である。
本発明が適用される電子機器１００を示すブロック図である。 反応装置４の内部構造を示す模式的な断面図である。 室温、３００℃、６００℃、９００℃における黒体輻射の波長と輻射密度の関係を示すグラフである。 Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｈの波長に対する反射率を示すグラフである。 反応装置７の内部構造を示す模式的な断面図である。 アニール温度とシート抵抗の変化率とをプロットしたグラフである。 反応装置本体の温度と熱損失の計算値との関係を示すグラフである。 反応装置の変形例を示す模式図である。
符号の説明
１ 燃料電池装置
４，７ 反応装置
６ 改質器
８ 燃料電池セル
１０，３０ 反応装置本体
１２，３２ 輻射防止膜
１３，２３，３３，４３，５３ 密着層
１４，２４，３４，４４，５４ 表面層
２０，４０，５０ 断熱容器
２１，４１，５１ 筐体
２２，４２，５２ 熱線反射膜
１００ 電子機器

Claims (19)

  1. 発熱体の表面に形成される密着層と、
    前記密着層の表面に形成される表面層とを備え、
    前記密着層はＷまたはＭｏからなり、
    前記表面層はＡｕからなることを特徴とする輻射防止膜。
  2. 前記密着層の厚さは３０〜５０ｎｍであり、前記表面層の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の輻射防止膜。
  3. 前記発熱体は反応装置であることを特徴とする請求項１または２に記載の輻射防止膜。
  4. 反応装置本体と、
    前記反応装置本体の表面に形成される密着層と、
    前記密着層の表面に形成される表面層とを備え、
    前記密着層はＷまたはＭｏからなり、
    前記表面層はＡｕからなることを特徴とする反応装置。
  5. 前記密着層の厚さは３０〜５０ｎｍであり、前記表面層の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の反応装置。
  6. 前記表面層よりも外側に離間して設けられる熱線反射膜を備えることを特徴とする請求項４または５に記載の反応装置。
  7. 前記熱線反射膜よりも外側に離間して設けられる第２の熱線反射膜をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の反応装置。
  8. 前記熱線反射膜は、前記反応装置本体を収容する筐体の内壁面に形成される第２の密着層と、
    前記第２の密着層の表面に形成される第２の表面層とを備え、
    前記第２の密着層はＷまたはＭｏからなり、
    前記第２の表面層はＡｕからなることを特徴とする請求項６または７に記載の反応装置。
  9. 前記第２の密着層の厚さは３０〜５０ｎｍであり、前記第２の表面層の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項８に記載の反応装置。
  10. 前記反応装置本体は固体酸化物燃料電池を備えることを特徴とする請求項４〜９のいずれか一項に記載の反応装置。
  11. 前記反応装置本体は炭化水素系の燃料から水素を含むガスを生成する改質器を備えることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか一項に記載の反応装置。
  12. 請求項１０または１１に記載の反応装置を有することを特徴とする燃料電池装置。
  13. 請求項１２に記載の燃料電池装置を有することを特徴とする電子機器。
  14. 発熱体を収容する筐体の表面に形成される密着層と、
    前記密着層の表面に形成される表面層とを備え、
    前記密着層はＷまたはＭｏからなり、
    前記表面層はＡｕからなることを特徴とする熱線反射膜。
  15. 前記密着層の厚さは３０〜５０ｎｍであり、前記表面層の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１４に記載の熱線反射膜。
  16. 前記発熱体は反応装置であることを特徴とする請求項１４または１５に記載の熱線反射膜。
  17. 発熱体を収容する筐体と、
    前記筐体の内壁面に形成される密着層と、
    前記密着層の表面に形成される表面層とを備え、
    前記密着層はＷまたはＭｏからなり、
    前記表面層はＡｕからなることを特徴とする断熱容器。
  18. 前記密着層の厚さは３０〜５０ｎｍであり、前記表面層の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１７に記載の断熱容器。
  19. 前記発熱体は反応装置であることを特徴とする請求項１７または１８に記載の断熱容器。
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