JP2011044387A

JP2011044387A - Fuel cell

Info

Publication number: JP2011044387A
Application number: JP2009193194A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kawamura; 公一川村; Shinobu Obuchi; 忍大渕; Kenichi Takahashi; 賢一高橋; Yoichi Sakate; 洋一坂手
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2011-03-03

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell having a fuel supply source which has superior pressure resistance characteristics and a high volume ratio. SOLUTION: The fuel cell includes an electromotive part, a fuel distribution mechanism, and a fuel supply source. The electromotive part has a membrane electrode assembly including an anode, a cathode, and an electrolyte. The fuel distribution mechanism has a fuel exhaust surface and a fuel exhaust port. The fuel supply source is formed of resin and contains a fuel, and has a fuel housing part to supply the fuel to the fuel distribution mechanism and a reinforcement member 63. The reinforcement member 63 is opposed to at least a maximum area surface 61S of the fuel housing part, is in contact with the maximum area surface 61S, and is superior in pressure resistance to the fuel housing part. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell.

近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯用電子機器の電源に、燃料電池を用いる試みがなされている。燃料電池は、携帯用電子機器を、充電なしで長時間使用可能とするものである。燃料電池は、燃料と空気を供給するだけで発電することができ、燃料のみを補充・交換すれば連続して発電できるという利点を有している。このため、小型化ができれば携帯電子機器の長時間の作動に極めて有利なシステムといえる。 In recent years, attempts have been made to use a fuel cell as a power source for portable electronic devices such as personal computers and mobile phones. A fuel cell enables a portable electronic device to be used for a long time without being charged. Fuel cells have the advantage that they can generate electricity simply by supplying fuel and air, and can continuously generate electricity if only the fuel is replenished / replaced. For this reason, if the size can be reduced, it can be said that the system is extremely advantageous for long-time operation of the portable electronic device.

特に、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell）は、小型化が可能であり、また燃料の取り扱いも水素ガス燃料に比べて容易なことから小型機器用電源として有望である。 In particular, a direct methanol fuel cell (DMFC) is promising as a power source for small devices because it can be downsized and is easier to handle than hydrogen gas fuel.

ＤＭＦＣの燃料の供給方法としては、液体燃料を気化してからブロア等で燃料電池内に送り込む気体供給型ＤＭＦＣと、液体燃料をそのままポンプ等で燃料電池内に送り込む液体供給型ＤＭＦＣ、液体燃料をセル内で気化させる内部気化型ＤＭＦＣ等が知られている。
また、燃料電池は、燃料電池本体に燃料を供給する燃料供給源を備えている。燃料供給源は、燃料を収容するタンクを有している（例えば、特許文献１参照）。タンクには、リリースバルブが取り付けられている（例えば、特許文献２参照）。リリースバルブは、タンクの内圧の上昇に伴い開放状態となり、タンクの破損を防止するものである。 DMFC fuel supply methods include gas supply type DMFC that vaporizes liquid fuel and then feeds it into the fuel cell with a blower, etc., liquid supply type DMFC that feeds liquid fuel directly into the fuel cell with a pump and the like, and liquid fuel An internal vaporization type DMFC that vaporizes in a cell is known.
The fuel cell also includes a fuel supply source that supplies fuel to the fuel cell body. The fuel supply source has a tank for storing fuel (for example, see Patent Document 1). A release valve is attached to the tank (see, for example, Patent Document 2). The release valve is opened as the internal pressure of the tank increases, and prevents damage to the tank.

特開２００８−２３５２４３号公報JP 2008-235243 A 特開２００９−２１１１２号公報JP 2009-2111 A

ところで、上記リリースバルブは、タンクの内圧が上昇しても開放状態とならない恐れがある。このため、内圧が上昇しても破損しないようにタンクを形成するのが望ましい。そこで、タンクを金属で構成することが考えられる。また、タンクは、燃料に対して溶出、融解、腐食等の影響が無い材料で形成する必要がある。 By the way, the release valve may not be opened even when the internal pressure of the tank rises. For this reason, it is desirable to form the tank so that it does not break even if the internal pressure increases. Therefore, it can be considered that the tank is made of metal. In addition, the tank needs to be formed of a material that does not affect the fuel such as elution, melting, and corrosion.

タンクを金属で構成する場合、燃料への金属イオン溶出の観点から、タンクを貴金属やＴｉ等の限られた材料で形成する必要がある。タンクをステンレス等の汎用材料で形成する場合には表面処理が必要である。さらに、金属製のタンクは、内部の燃料を目視にて確認できないという問題がある。 When the tank is made of metal, it is necessary to form the tank from a limited material such as noble metal or Ti from the viewpoint of elution of metal ions into the fuel. When the tank is formed of a general-purpose material such as stainless steel, surface treatment is necessary. Furthermore, the metal tank has a problem that the internal fuel cannot be visually confirmed.

そこで、タンクを透明な樹脂で形成することが考えられる。しかしながら、この場合、使用可能な樹脂材料が限定され、十分な耐圧特性を得ることができない問題がある。そこで、タンクを厚く形成することが考えられるが、タンクの容積率が低下してしまう問題がある。このため、耐圧特性に優れ、容積率の高い燃料供給源を備えた燃料電池が求められている。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、耐圧特性に優れ、容積率の高い燃料供給源を備えた燃料電池を提供することにある。 Therefore, it is conceivable to form the tank with a transparent resin. However, in this case, usable resin materials are limited, and there is a problem that sufficient pressure resistance characteristics cannot be obtained. Therefore, it is conceivable to form the tank thick, but there is a problem that the volume ratio of the tank is lowered. For this reason, there is a demand for a fuel cell having a fuel supply source having excellent pressure resistance characteristics and a high volume ratio.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a fuel cell having a fuel supply source which has excellent pressure resistance characteristics and a high volume ratio.

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る燃料電池は、
アノード、カソード、並びに前記アノード及びカソード間に挟持された電解質膜を含んだ膜電極接合体を有する起電部と、
前記アノードと対向した側の表面に位置した燃料排出面、及び前記燃料排出面の一部を開口して設けられ燃料を排出する燃料排出口を有する燃料分配機構と、
樹脂で形成され、燃料を収容し、燃料を前記燃料分配機構に与える燃料収容部と、少なくとも前記燃料収容部の最大面積面と対向し、前記最大面積面と接し、前記燃料収容部より耐圧特性に優れた補強部材と、を有した燃料供給源と、を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a fuel cell according to an aspect of the present invention includes:
An electromotive part having an anode, a cathode, and a membrane electrode assembly including an electrolyte membrane sandwiched between the anode and the cathode;
A fuel distribution mechanism having a fuel discharge surface located on the surface facing the anode, and a fuel discharge port provided by opening a part of the fuel discharge surface and discharging fuel;
A fuel containing portion that is made of resin, contains fuel, and supplies the fuel to the fuel distribution mechanism, and at least faces the maximum area surface of the fuel containing portion, contacts the maximum area surface, and has pressure resistance characteristics from the fuel containing portion And a fuel supply source having an excellent reinforcing member.

この発明によれば、耐圧特性に優れ、容積率の高い燃料供給源を備えた燃料電池を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fuel cell including a fuel supply source having excellent pressure resistance and a high volume ratio.

本発明の実施の形態に係る燃料電池を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a fuel cell according to an embodiment of the present invention. 図１の線Ａ−Ａに沿った燃料電池を示す断面図であり、実施例１乃至４の燃料電池を示す図である。It is sectional drawing which shows the fuel cell along line AA of FIG. 1, and is a figure which shows the fuel cell of Examples 1-4. 図１の線Ｂ−Ｂに沿った燃料電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel cell along line BB of FIG. 上記燃料電池の燃料電池モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel cell module of the said fuel cell. 上記燃料電池モジュールを示す他の断面図である。It is another sectional view showing the fuel cell module. 上記燃料電池モジュールの膜電極接合体の一部の断面を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the cross section of a part of membrane electrode assembly of the fuel cell module. 上記膜電極接合体を示す平面図である。It is a top view which shows the said membrane electrode assembly. 上記燃料電池モジュールを示す斜視図であり、容器の外面に取付けられたポンプ、バルブ及び制御部を示す図である。It is a perspective view which shows the said fuel cell module, and is a figure which shows the pump, valve | bulb, and control part which were attached to the outer surface of the container. 上記燃料電池の一部を示す拡大断面図であり、実施例１乃至４の燃料電池を示す図である。It is an expanded sectional view showing a part of the above-mentioned fuel cell, and is a figure showing fuel cells of Examples 1 to 4. 上記燃料電池の燃料供給源を示す分解斜視図であり、実施例１乃至４の燃料電池を示す図である。It is a disassembled perspective view which shows the fuel supply source of the said fuel cell, and is a figure which shows the fuel cell of Examples 1-4. 上記実施の形態に係る実施例５の燃料電池の燃料供給源を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the fuel supply source of the fuel cell of Example 5 which concerns on the said embodiment.

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る燃料電池について詳細に説明する。この実施の形態において、直接メタノール型の燃料電池について説明する。
図１、図２及び図３に示すように、燃料電池は、一対の燃料電池モジュール１と、燃料を収容するとともに燃料を燃料電池モジュール１に与える燃料供給源２と、ケース３と、放熱部材としての２枚の放熱板７０と、２つのセットカバー８０と、トップフレーム９１と、ボトムフレーム９２と、外装カバー４とを備えている。 Hereinafter, a fuel cell according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, a direct methanol fuel cell will be described.
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the fuel cell includes a pair of fuel cell modules 1, a fuel supply source 2 that contains fuel and supplies fuel to the fuel cell module 1, a case 3, and a heat dissipation member. The two heat sinks 70, the two set covers 80, the top frame 91, the bottom frame 92, and the exterior cover 4 are provided.

図２、図３、図４及び図５に示すように、各燃料電池モジュール１は、燃料電池本体５と、ポンプ７と、バルブ８と、制御部９とを備えている。ここで、各燃料電池モジュール１の構成は同一であり、以下、１個の燃料電池モジュール１について説明する。 As shown in FIGS. 2, 3, 4, and 5, each fuel cell module 1 includes a fuel cell main body 5, a pump 7, a valve 8, and a control unit 9. Here, the configuration of each fuel cell module 1 is the same. Hereinafter, one fuel cell module 1 will be described.

燃料電池本体５は、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）１０を有する起電部６と、集電体１１と、アノード支持板１２と、燃料供給部１３と、保湿板１８と、カバープレート１９とを備えている。 The fuel cell main body 5 includes an electromotive unit 6 having a membrane electrode assembly (MEA) 10, a current collector 11, an anode support plate 12, a fuel supply unit 13, a moisture retention plate 18, and a cover. Plate 19.

図４、図５、図６及び図７に示すように、膜電極接合体１０は、燃料極としてのアノード２１と、アノード２１に所定の隙間を置いて対向配置された空気極としてのカソード２４と、アノード２１及びカソード２４間に挟持された電解質膜２７とを有している。後述するが、燃料供給源２は、燃料６２を収容するとともに筒状の管６４（図９参照）により燃料供給部１３の燃料分配機構１５に燃料を供給する燃料収容部としてのタンク６１と、補強部材６３と、を備えている。 As shown in FIGS. 4, 5, 6, and 7, the membrane electrode assembly 10 includes an anode 21 as a fuel electrode and a cathode 24 as an air electrode that is disposed opposite to the anode 21 with a predetermined gap. And an electrolyte membrane 27 sandwiched between the anode 21 and the cathode 24. As will be described later, the fuel supply source 2 accommodates the fuel 62 and supplies a fuel to the fuel distribution mechanism 15 of the fuel supply unit 13 through a cylindrical pipe 64 (see FIG. 9). And a reinforcing member 63.

この実施の形態の燃料電池では、燃料分配機構１５から膜電極接合体１０に供給された燃料６２は発電反応に消費されてしまい、その後に循環して燃料分配機構１５あるいはタンク６１に戻されることはない。このタイプの燃料電池は燃料を循環させないことから、従来のアクティブ方式とは異なる方式であり、装置の小型化等を損なうものではない。また、液体燃料の供給にポンプ７を使用しており、従来の内部気化型のような純パッシブ方式とも異なるため、この方式の燃料電池はいわばセミパッシブ型と呼ぶことができる。 In the fuel cell of this embodiment, the fuel 62 supplied from the fuel distribution mechanism 15 to the membrane electrode assembly 10 is consumed by the power generation reaction, and then circulates back to the fuel distribution mechanism 15 or the tank 61. There is no. Since this type of fuel cell does not circulate the fuel, it is a method different from the conventional active method and does not impair the downsizing of the device. Further, since the pump 7 is used for supplying the liquid fuel, which is different from the conventional pure passive type such as the internal vaporization type, the fuel cell of this type can be called a semi-passive type.

この実施の形態において、膜電極接合体１０は矩形状の発電領域Ｒ１を有している。発電領域Ｒ１は、発電に有効な有効領域Ｒ２と、有効領域Ｒ２を囲んだ非有効領域Ｒ３とを有している。有効領域Ｒ２は、矩形状であり、長軸を有している。また、膜電極接合体１０は１つの発電素子２０を有している。発電素子２０は、矩形状であり、長軸を有し、有効領域Ｒ２に重なっている。 In this embodiment, the membrane electrode assembly 10 has a rectangular power generation region R1. The power generation region R1 has an effective region R2 effective for power generation and a non-effective region R3 surrounding the effective region R2. The effective region R2 is rectangular and has a long axis. The membrane electrode assembly 10 has one power generation element 20. The power generation element 20 has a rectangular shape, has a long axis, and overlaps the effective region R2.

アノード２１は、アノード触媒層２２と、アノード触媒層２２に積層されたアノードガス拡散層２３とを有している。カソード２４は、カソード触媒層２５と、カソード触媒層２５に積層されたカソードガス拡散層２６とを有している。 The anode 21 has an anode catalyst layer 22 and an anode gas diffusion layer 23 laminated on the anode catalyst layer 22. The cathode 24 has a cathode catalyst layer 25 and a cathode gas diffusion layer 26 laminated on the cathode catalyst layer 25.

アノード触媒層２２は、アノードガス拡散層２３を介して供給される燃料を酸化させ燃料から電子とプロトンとを取り出すものである。カソード触媒層２５は、酸素を還元して、電子とアノード触媒層２２において発生したプロトンとを反応させて水を生成するものである。 The anode catalyst layer 22 oxidizes the fuel supplied via the anode gas diffusion layer 23 and extracts electrons and protons from the fuel. The cathode catalyst layer 25 reduces oxygen and reacts electrons with protons generated in the anode catalyst layer 22 to generate water.

アノード触媒層２２やカソード触媒層２５に含有される触媒としては、例えばＰｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が挙げられる。アノード触媒層２２には、メタノールや一酸化炭素等に対して強い耐性を有するＰｔ−ＲｕやＰｔ−Ｍｏ等を用いることが好ましい。カソード触媒層２５には、ＰｔやＰｔ−Ｎｉ等を用いることが好ましい。ただし、触媒はこれらに限定されるものではなく、触媒活性を有する各種の物質を使用することができる。触媒は炭素材料のような導電性担持体を使用した担持触媒、あるいは無担持触媒のいずれであってもよい。 Examples of the catalyst contained in the anode catalyst layer 22 and the cathode catalyst layer 25 include a simple substance of a platinum group element such as Pt, Ru, Rh, Ir, Os, and Pd, an alloy containing the platinum group element, and the like. For the anode catalyst layer 22, it is preferable to use Pt—Ru, Pt—Mo, or the like that has strong resistance to methanol, carbon monoxide, or the like. It is preferable to use Pt, Pt—Ni, or the like for the cathode catalyst layer 25. However, the catalyst is not limited to these, and various substances having catalytic activity can be used. The catalyst may be either a supported catalyst using a conductive support such as a carbon material or an unsupported catalyst.

電解質膜２７はプロトン導電膜である。電解質膜２７は、アノード触媒層２２において発生したプロトンをカソード触媒層２５に輸送するためのものである。電解質膜２７は、電子伝導性を持たず、プロトンを輸送することが可能なプロトン伝導性の材料で形成されている。 The electrolyte membrane 27 is a proton conductive film. The electrolyte membrane 27 is for transporting protons generated in the anode catalyst layer 22 to the cathode catalyst layer 25. The electrolyte membrane 27 is formed of a proton conductive material that does not have electronic conductivity and can transport protons.

電解質膜２７を形成する材料としては、例えばスルホン酸基を有するパーフルオロスルホン酸重合体のようなフッ素系樹脂（ナフィオン（商品名、デュポン社製）やフレミオン（商品名、旭硝子社製）等）、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂等の有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸等の無機系材料が挙げられる。ただし、プロトン伝導性の材料はこれらに限られるものではない。 As a material for forming the electrolyte membrane 27, for example, a fluororesin such as a perfluorosulfonic acid polymer having a sulfonic acid group (Nafion (trade name, manufactured by DuPont), Flemion (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), etc.) And organic materials such as hydrocarbon resins having sulfonic acid groups, or inorganic materials such as tungstic acid and phosphotungstic acid. However, proton conductive materials are not limited to these.

アノードガス拡散層２３は、アノード触媒層２２に燃料を均一に供給する役割を果たし、アノード触媒層２２の集電機能を有している。カソードガス拡散層２６は、カソード触媒層２５に酸化剤を均一に供給する役割を果たし、カソード触媒層２５の集電機能を有している。アノードガス拡散層２３及びカソードガス拡散層２６は多孔質基材で構成されている。 The anode gas diffusion layer 23 serves to uniformly supply fuel to the anode catalyst layer 22 and has a current collecting function of the anode catalyst layer 22. The cathode gas diffusion layer 26 serves to uniformly supply the oxidant to the cathode catalyst layer 25, and has a current collecting function of the cathode catalyst layer 25. The anode gas diffusion layer 23 and the cathode gas diffusion layer 26 are made of a porous substrate.

図４及び図５に示すように、集電体１１は、アノード集電体３１及びカソード集電体３４を有している。アノード集電体３１及びカソード集電体３４は、例えば、金、ニッケル等の金属材料からなる多孔質層（例えばメッシュ）又は箔体、薄膜あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性金属材料に金などの良導電性金属を被覆した複合材等をそれぞれ使用することができる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the current collector 11 has an anode current collector 31 and a cathode current collector 34. The anode current collector 31 and the cathode current collector 34 are made of, for example, a porous layer (for example, a mesh) or a foil made of a metal material such as gold or nickel, a conductive metal material such as a foil, a thin film, or stainless steel (SUS). A composite material coated with a highly conductive metal such as can be used.

燃料電池本体５内の膜電極接合体１０は、絶縁性のＯリング（シール材）３８、３９によって液密にシールされている。これらのＯリング３８、３９によって燃料電池本体５の内部に種々のスペースや間隙が形成されている。 The membrane electrode assembly 10 in the fuel cell body 5 is liquid-tightly sealed by insulating O-rings (seal materials) 38 and 39. Various spaces and gaps are formed inside the fuel cell body 5 by these O-rings 38 and 39.

アノード集電体３１は、発電素子２０に対応し長軸を有する矩形状に形成され、複数の燃料通過孔を有している。カソード集電体３４は、発電素子２０に対応し長軸を有する矩形状に形成され、複数の通気孔を有している。これらアノード集電体３１およびカソード集電体３４により、膜電極接合体１０を構成する発電素子２０が接続される。 The anode current collector 31 is formed in a rectangular shape corresponding to the power generation element 20 and has a long axis, and has a plurality of fuel passage holes. The cathode current collector 34 is formed in a rectangular shape having a long axis corresponding to the power generation element 20 and has a plurality of vent holes. The anode current collector 31 and the cathode current collector 34 are connected to the power generating element 20 constituting the membrane electrode assembly 10.

Ｏリング３８、３９は、絶縁材料として、例えばゴムで形成されている。Ｏリング３８は、アノード集電体３１の外周を囲むよう枠状に形成されている。Ｏリング３９は、カソード集電体３４の外周を囲むよう枠状に形成されている。 The O-rings 38 and 39 are made of, for example, rubber as an insulating material. The O-ring 38 is formed in a frame shape so as to surround the outer periphery of the anode current collector 31. The O-ring 39 is formed in a frame shape so as to surround the outer periphery of the cathode current collector 34.

上記したように、膜電極接合体１０及びアノード集電体３１が組合さることで、燃料の気化成分は、アノード集電体３１の燃料通過孔（図示せず）を通ってアノードガス拡散層２３及びアノード触媒層２２に供給される。このため、燃料電池本体５は、燃料の気化成分をアノードガス拡散層２３及びアノード触媒層２２に供給するように形成されている。 As described above, when the membrane electrode assembly 10 and the anode current collector 31 are combined, the vaporized component of the fuel passes through the fuel passage hole (not shown) of the anode current collector 31 and the anode gas diffusion layer 23. And supplied to the anode catalyst layer 22. For this reason, the fuel cell main body 5 is formed so as to supply the vaporized component of the fuel to the anode gas diffusion layer 23 and the anode catalyst layer 22.

例えば、アノード集電体３１と、燃料供給部１３との間に、任意に図示しない気液分離膜を設けることにより、燃料の気化成分をアノードガス拡散層２３及びアノード触媒層２２に供給することができる。ここで、Ｏリング（シール材）３８は、膜電極接合体１０からの燃料の漏れを防止する機能を有している。 For example, a gas-liquid separation film (not shown) is optionally provided between the anode current collector 31 and the fuel supply unit 13 to supply a fuel vaporized component to the anode gas diffusion layer 23 and the anode catalyst layer 22. Can do. Here, the O-ring (seal material) 38 has a function of preventing fuel leakage from the membrane electrode assembly 10.

酸化剤としての空気は、カバープレート１９の通気孔１９ａを通り、カソード集電体３４の通気孔（図示せず）を通ってカソードガス拡散層２６及びカソード触媒層２５に供給される。ここで、Ｏリング（シール材）３９は、膜電極接合体１０からの酸化剤の漏れを防止する機能を有している。 The air as the oxidant passes through the vent hole 19 a of the cover plate 19 and is supplied to the cathode gas diffusion layer 26 and the cathode catalyst layer 25 through the vent hole (not shown) of the cathode current collector 34. Here, the O-ring (sealing material) 39 has a function of preventing leakage of the oxidant from the membrane electrode assembly 10.

なお、この実施の形態において、膜電極接合体１０は、電解質膜２７上に１個のアノード２１及び１個のカソード２４をそれぞれ対向して形成したＭＥＡ構造のものを示しているが、膜電極接合体１０の構造は、この例に限らず、他の構造であっても良い。例えば、膜電極接合体１０の構造は、同一の電解質膜２７上に複数個（例えば４個）のアノード２１及びアノード２１と同数（例えば４個）のカソード２４をそれぞれ対向して形成し、それらが電気的に直列に接続される構造であっても良い。 In this embodiment, the membrane / electrode assembly 10 has an MEA structure in which one anode 21 and one cathode 24 are formed on the electrolyte membrane 27 so as to face each other. The structure of the joined body 10 is not limited to this example, and may be another structure. For example, the structure of the membrane electrode assembly 10 includes a plurality of (for example, four) anodes 21 and the same number (for example, four) of cathodes 24 formed on the same electrolyte membrane 27 so as to face each other. May be electrically connected in series.

アノード支持板１２は、矩形板状に形成されている。アノード支持板１２は、アノード２１及び燃料供給部１３間に挟持されている。なお、アノード支持板１２は、必要に応じて設けられていれば良い。 The anode support plate 12 is formed in a rectangular plate shape. The anode support plate 12 is sandwiched between the anode 21 and the fuel supply unit 13. In addition, the anode support plate 12 should just be provided as needed.

アノード支持板１２は、膜電極接合体１０、より詳しくはアノード２１に燃料を通過させる複数の燃料通過孔（図示せず）を有している。燃料通過孔は、マトリクス状に設けられている。上述したアノード支持板１２には、燃料として液体燃料６２の気化成分が供給される。 The anode support plate 12 has a plurality of fuel passage holes (not shown) through which fuel passes through the membrane electrode assembly 10, more specifically, the anode 21. The fuel passage holes are provided in a matrix. The above-described anode support plate 12 is supplied with the vaporized component of the liquid fuel 62 as the fuel.

ここで、液体燃料６２としては、液体のメタノール等のメタノール燃料、又はメタノール水溶液に限られるものではなく、例えばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、もしくはその他の液体燃料が挙げられる。いずれにしても、燃料電池に応じた液体燃料が使用される。液体燃料６２の気化成分とは、液体燃料６２として液体のメタノールを使用した場合、気化したメタノールを意味し、液体燃料６２としてメタノール水溶液を使用した場合にはメタノールの気化成分と水の気化成分からなる混合ガスを意味する。 Here, the liquid fuel 62 is not limited to a methanol fuel such as liquid methanol or an aqueous methanol solution. For example, an ethanol fuel such as an ethanol aqueous solution or pure ethanol, a propanol fuel such as a propanol aqueous solution or pure propanol, or an aqueous glycol solution. And glycol fuel such as pure glycol, dimethyl ether, formic acid, or other liquid fuel. In any case, liquid fuel corresponding to the fuel cell is used. The vaporized component of the liquid fuel 62 means vaporized methanol when liquid methanol is used as the liquid fuel 62, and from the vaporized component of methanol and the vaporized component of water when an aqueous methanol solution is used as the liquid fuel 62. Is a mixed gas.

燃料供給部１３は、燃料分配機構１５と、燃料拡散部１６とを備えている。燃料分配機構１５は、アノード２１に対して電解質膜２７の反対側に配置されている。燃料拡散部１６は、アノード２１及び燃料分配機構１５間に配置されている。 The fuel supply unit 13 includes a fuel distribution mechanism 15 and a fuel diffusion unit 16. The fuel distribution mechanism 15 is disposed on the opposite side of the electrolyte membrane 27 with respect to the anode 21. The fuel diffusion portion 16 is disposed between the anode 21 and the fuel distribution mechanism 15.

燃料分配機構１５は、容器５０と、容器５０に形成された細管５７ａ、５７ｂ、５７ｃとを有している。容器５０は、底壁５１と、底壁５１の外縁に設けられた周壁５２とを有している。底壁５１及び周壁５２は一体に形成されている。底壁５１は、アノード２１と対向した燃料排出面５１Ｓを持っている。容器５０は、燃料排出面５１Ｓと対向した側が開口している。容器５０は、内面側に起電部６等を収容している。 The fuel distribution mechanism 15 includes a container 50 and thin tubes 57a, 57b, 57c formed in the container 50. The container 50 includes a bottom wall 51 and a peripheral wall 52 provided on the outer edge of the bottom wall 51. The bottom wall 51 and the peripheral wall 52 are integrally formed. The bottom wall 51 has a fuel discharge surface 51 S facing the anode 21. The container 50 is open on the side facing the fuel discharge surface 51S. The container 50 accommodates the electromotive unit 6 and the like on the inner surface side.

細管５７ａは、容器５０の外面の一部を開口して設けられた燃料注入口５３及び燃料吐出口５５ａを連通するように容器５０に形成されている。ここでは、燃料注入口５３は周壁５２に設けられ、燃料吐出口５５ａは底壁５１に設けられている。 The thin tube 57a is formed in the container 50 so as to communicate with a fuel inlet 53 and a fuel outlet 55a provided by opening a part of the outer surface of the container 50. Here, the fuel injection port 53 is provided in the peripheral wall 52, and the fuel discharge port 55 a is provided in the bottom wall 51.

細管５７ｂは、容器５０の外面の一部を開口して設けられた燃料取入口５５ｂ及び燃料吐出口５６ａを連通するように容器５０に形成されている。ここでは、燃料取入口５５ｂ及び燃料吐出口５６ａは底壁５１に設けられている。 The thin tube 57b is formed in the container 50 so as to communicate a fuel intake port 55b and a fuel discharge port 56a provided by opening a part of the outer surface of the container 50. Here, the fuel intake port 55 b and the fuel discharge port 56 a are provided in the bottom wall 51.

細管５７ｃは、燃料排出面５１Ｓの一部を開口して設けられた燃料排出口５４及び容器５０の外面の一部を開口して設けられた燃料取入口５６ｂを連通するように容器５０に形成されている。ここでは、燃料取入口５６ｂは底壁５１に設けられている。燃料排出口５４は、複数個所に設けられているが、数、位置、サイズ等は種々変形可能である。燃料排出口５４は、１個所にのみ設けられていてもよい。 The narrow tube 57c is formed in the container 50 so as to communicate a fuel discharge port 54 provided by opening a part of the fuel discharge surface 51S and a fuel intake port 56b provided by opening a part of the outer surface of the container 50. Has been. Here, the fuel intake port 56 b is provided in the bottom wall 51. The fuel discharge ports 54 are provided at a plurality of locations, but the number, position, size, and the like can be variously modified. The fuel discharge port 54 may be provided only at one place.

液体燃料６２は、燃料注入口５３から注入される。燃料注入口５３に注入された液体燃料６２は、細管５７ａ、細管５７ｂ及び細管５７ｃ等を経由して燃料排出口５４に導かれる。燃料排出口５４からは、液体燃料６２又はその気化成分が排出される。この実施の形態においては、燃料排出口５４からは液体燃料６２が排出される。 The liquid fuel 62 is injected from the fuel injection port 53. The liquid fuel 62 injected into the fuel injection port 53 is guided to the fuel discharge port 54 through the thin tube 57a, the thin tube 57b, the thin tube 57c, and the like. From the fuel discharge port 54, the liquid fuel 62 or its vaporized component is discharged. In this embodiment, the liquid fuel 62 is discharged from the fuel discharge port 54.

燃料拡散部１６は、アノード２１及び燃料分配機構１５間に配置されている。燃料拡散部１６は、燃料分配機構１５から供給される液体燃料６２をより拡散してアノード２１に排出するものである。なお、燃料拡散部１６は必要に応じて設けられている。 The fuel diffusion portion 16 is disposed between the anode 21 and the fuel distribution mechanism 15. The fuel diffusion unit 16 diffuses the liquid fuel 62 supplied from the fuel distribution mechanism 15 and discharges it to the anode 21. The fuel diffusion portion 16 is provided as necessary.

燃料拡散部１６は、シート状に形成されている。燃料拡散部１６は、燃料排出面５１Ｓ上に配置されている。上記したように、燃料拡散部１６によって燃料が一層拡散された後、燃料拡散部１６からアノード２１に燃料（気化燃料）が供給される。 The fuel diffusion portion 16 is formed in a sheet shape. The fuel diffusion part 16 is disposed on the fuel discharge surface 51S. As described above, after the fuel is further diffused by the fuel diffusion portion 16, the fuel (vaporized fuel) is supplied from the fuel diffusion portion 16 to the anode 21.

燃料排出口５４から排出される液体燃料６２は、面方向に拡散された後、アノード２１に供給される。このため、液体燃料６２の供給量を平均化することができ、液体燃料６２を方向や位置に拘わりなく、アノード２１に均等に拡散させることができる。このため、膜電極接合体１０における発電反応の均一性を高めることができる。 The liquid fuel 62 discharged from the fuel discharge port 54 is supplied to the anode 21 after being diffused in the surface direction. For this reason, the supply amount of the liquid fuel 62 can be averaged, and the liquid fuel 62 can be evenly diffused to the anode 21 regardless of the direction or position. For this reason, the uniformity of the power generation reaction in the membrane electrode assembly 10 can be enhanced.

すなわち、アノード２１の面内における燃料の分布が平準化され、膜電極接合体１０での発電反応に必要とされる燃料を全体的に過不足なく供給することができる。従って、燃料電池の大型化や複雑化等を招くことなく、膜電極接合体１０で効率的に発電反応を生起させることができる。これによって、燃料電池の出力を向上させることが可能となる。言い換えると、燃料を循環させないパッシブ型燃料電池の利点を損なうことなく、出力やその安定性を高めることができる。 That is, the fuel distribution in the plane of the anode 21 is leveled, and the fuel required for the power generation reaction in the membrane electrode assembly 10 can be supplied as a whole without excess or deficiency. Therefore, it is possible to efficiently generate a power generation reaction in the membrane electrode assembly 10 without increasing the size or complexity of the fuel cell. As a result, the output of the fuel cell can be improved. In other words, the output and its stability can be improved without impairing the advantages of a passive fuel cell that does not circulate fuel.

保湿板１８は、膜電極接合体１０の外側に位置し、カソードガス拡散層２６に対向配置されている。この保湿板１８は、カソード触媒層２５で生成された水の一部を含浸して、水の蒸散を抑制すると共に、カソードガス拡散層２６に酸化剤を均一に導入することで、カソード触媒層２５への酸化剤（空気）の均一拡散を促進する機能を有している。この保湿板１８は、たとえば多孔質構造の部材で構成され、具体的な構成材料としては、ポリエチレンやポリプロピレンの多孔質体などが挙げられる。この実施の形態において、保湿板１８は発泡ポリエチレンシートである。 The moisturizing plate 18 is located outside the membrane electrode assembly 10 and is disposed to face the cathode gas diffusion layer 26. The moisturizing plate 18 impregnates part of the water generated in the cathode catalyst layer 25 to suppress water evaporation and uniformly introduce an oxidant into the cathode gas diffusion layer 26, so that the cathode catalyst layer 25 has a function of promoting uniform diffusion of the oxidant (air) to 25. The moisturizing plate 18 is made of, for example, a porous member, and specific constituent materials include polyethylene and polypropylene porous bodies. In this embodiment, the moisture retention plate 18 is a foamed polyethylene sheet.

カバープレート１９は、保湿板１８に対してカソード集電体３４の反対側に位置している。カバープレート１９は、外観が略箱状のものであり、放熱性を示すものである。カバープレート１９は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）によって形成されている。また、カバープレート１９は、酸化剤である空気を取入れるための複数の通気孔１９ａを有している。通気孔は、例えばマトリクス状に設けられている。 The cover plate 19 is located on the opposite side of the cathode current collector 34 with respect to the moisture retention plate 18. The cover plate 19 is substantially box-shaped in appearance and exhibits heat dissipation. The cover plate 19 is made of, for example, stainless steel (SUS). The cover plate 19 has a plurality of air holes 19a for taking in air as an oxidant. The ventilation holes are provided in a matrix, for example.

上述した燃料拡散部１６、アノード支持板１２、膜電極接合体１０、アノード集電体３１、カソード集電体３４及び保湿板１８は、それぞれの側面が周壁５２によって覆われている。カバープレート１９は、例えば周縁から外側に延出した複数の延出部を有しており、これら延出部が容器５０の外面にかしめ加工あるいはねじ止めされている。 The side surfaces of the fuel diffusion portion 16, the anode support plate 12, the membrane electrode assembly 10, the anode current collector 31, the cathode current collector 34, and the moisture retention plate 18 described above are covered with the peripheral wall 52. The cover plate 19 has, for example, a plurality of extending portions extending outward from the peripheral edge, and these extending portions are caulked or screwed to the outer surface of the container 50.

一対の燃料電池本体５は、アノード２１同士が対向するように配置されている。なお、この実施の形態において、一対の燃料電池モジュール１が、アノード２１同士が対向するように配置されている。
上記のように燃料電池本体５が形成されている。 The pair of fuel cell main bodies 5 are arranged so that the anodes 21 face each other. In this embodiment, the pair of fuel cell modules 1 are arranged so that the anodes 21 face each other.
The fuel cell main body 5 is formed as described above.

図２乃至５及び図８に示すように、ポンプ７は、容器５０の外面に取付けられている。この実施の形態において、ポンプ７は、圧電型のポンプである。ポンプ７は、底壁５１の燃料排出面５１Ｓとは反対側の面に取付けられている。ポンプ７は、ねじ７ａにてねじ止めされることにより底壁５１に固定されている。ポンプ７は、燃料吐出口５６ａ及び燃料取入口５６ｂにそれぞれ連結されている。 As shown in FIGS. 2 to 5 and FIG. 8, the pump 7 is attached to the outer surface of the container 50. In this embodiment, the pump 7 is a piezoelectric pump. The pump 7 is attached to the surface of the bottom wall 51 opposite to the fuel discharge surface 51S. The pump 7 is fixed to the bottom wall 51 by being screwed with a screw 7a. The pump 7 is connected to the fuel discharge port 56a and the fuel intake port 56b, respectively.

ポンプ７は、燃料吐出口５６ａから導入される液体燃料６２を燃料取入口５６ｂに送液するものである。ポンプ７は燃料を循環させる循環ポンプではなく、あくまでも燃料取入口５６ｂに液体燃料６２を送液する燃料供給ポンプである。このようなポンプ７で必要時に液体燃料６２を送液することによって、燃料供給量の制御性を高めることができる。 The pump 7 sends the liquid fuel 62 introduced from the fuel discharge port 56a to the fuel intake port 56b. The pump 7 is not a circulation pump that circulates fuel, but a fuel supply pump that sends the liquid fuel 62 to the fuel intake port 56b. By supplying the liquid fuel 62 with such a pump 7 when necessary, the controllability of the fuel supply amount can be improved.

ポンプ７の種類は特に限定されるものではないが、少量の液体燃料６２を制御性よく送液することができ、さらに小型軽量化が可能という観点から、上記圧電型のポンプを使用することが好ましが、その他、ロータリーポンプ（ロータリーベーンポンプ）、電気浸透流ポンプ、ダイアフラムポンプ、しごきポンプ等を使用することもできる。 The type of the pump 7 is not particularly limited, but from the viewpoint that a small amount of liquid fuel 62 can be fed with good controllability, and that further reduction in size and weight can be achieved, the above piezoelectric pump can be used. In addition, a rotary pump (rotary vane pump), an electroosmotic flow pump, a diaphragm pump, a squeezing pump, etc. can also be used.

ロータリーポンプはモータで羽を回転させて送液するものである。電気浸透流ポンプは電気浸透流現象を起こすシリカ等の焼結多孔体を用いたものである。ダイアフラムポンプは電磁石や圧電セラミックスによりダイアフラムを駆動して送液するものである。しごきポンプは柔軟性を有する燃料流路の一部を圧迫し、燃料をしごき送るものである。これらのうち、駆動電力や大きさ等の観点から、電気浸透流ポンプや圧電セラミックスを有するダイアフラムポンプを使用することがより好ましい。 A rotary pump rotates a wing with a motor and feeds liquid. The electroosmotic flow pump uses a sintered porous material such as silica that causes an electroosmotic flow phenomenon. The diaphragm pump is a pump that feeds liquid by driving the diaphragm with an electromagnet or piezoelectric ceramics. The squeezing pump presses a part of the flexible fuel flow path and squeezes the fuel. Among these, it is more preferable to use an electroosmotic pump or a diaphragm pump having piezoelectric ceramics from the viewpoint of driving power, size, and the like.

ポンプ７は、必要時動作させて燃料供給部１３に液体燃料６２を供給する。このように、ポンプ７で燃料供給部１３に液体燃料６２を送液する場合においても、燃料供給部１３は有効に機能するため、膜電極接合体１０に対する燃料供給量を均一化することが可能となる。 The pump 7 is operated when necessary to supply the liquid fuel 62 to the fuel supply unit 13. As described above, even when the liquid fuel 62 is fed to the fuel supply unit 13 by the pump 7, the fuel supply unit 13 functions effectively, so that the fuel supply amount to the membrane electrode assembly 10 can be made uniform. It becomes.

図５、図８及び図９に示すように、バルブ８は、容器５０の外面に取付けられている。この実施の形態において、バルブ８は、遮断バルブである。バルブ８は、底壁５１の燃料排出面５１Ｓとは反対側の面に取付けられている。バルブ８は、バルブ８を底壁５１に押さえつける押さえ枠８ａをねじ８ｂにてねじ止めされることにより底壁５１に固定されている。バルブ８は、燃料吐出口５５ａ及び燃料取入口５５ｂにそれぞれ連結されている。 As shown in FIGS. 5, 8, and 9, the valve 8 is attached to the outer surface of the container 50. In this embodiment, the valve 8 is a shutoff valve. The valve 8 is attached to the surface of the bottom wall 51 opposite to the fuel discharge surface 51S. The valve 8 is fixed to the bottom wall 51 by screwing a holding frame 8 a that presses the valve 8 against the bottom wall 51 with a screw 8 b. The valve 8 is connected to the fuel discharge port 55a and the fuel intake port 55b, respectively.

バルブ８は、細管５７ｂを介してポンプ７に連結されている。バルブ８は、燃料吐出口５５ａから導入される液体燃料６２を燃料取入口５５ｂに送液するかどうか開閉を切替えるものである。バルブ８は、ポンプ７に与える液体燃料６２の量を制御するものである。 The valve 8 is connected to the pump 7 through a thin tube 57b. The valve 8 switches between opening and closing whether the liquid fuel 62 introduced from the fuel discharge port 55a is fed to the fuel intake port 55b. The valve 8 controls the amount of liquid fuel 62 given to the pump 7.

バルブ８は、燃料電池の安定性や信頼性を高めるものである。バルブ８は、燃料電池の未使用時にも不可避的に発生する微量な燃料の消費や上述したポンプ再運転時の吸い込み不良等を回避することも可能である。 The valve 8 increases the stability and reliability of the fuel cell. The valve 8 can also avoid the consumption of a small amount of fuel inevitably generated even when the fuel cell is not used, the above-described suction failure when the pump is restarted, and the like.

図２乃至図５及び図８に示すように、制御部９は、容器５０の外面に取付けられている。この実施の形態において、制御部９は、電力変換回路である。制御部９は、底壁５１の燃料排出面５１Ｓとは反対側の面に取付けられている。制御部９は、底壁５１に固定されている。制御部９は、配線９ａによりポンプ７に電気的に接続されている。制御部９は、配線９ｂによりバルブ８に電気的に接続されている。制御部９は、ポンプ７の稼動、バルブ８の開閉を制御することにより、起電部６での発電量を調整するものである。
上記のように燃料電池モジュール１が形成されている。 As shown in FIGS. 2 to 5 and 8, the controller 9 is attached to the outer surface of the container 50. In this embodiment, the control unit 9 is a power conversion circuit. The controller 9 is attached to the surface of the bottom wall 51 opposite to the fuel discharge surface 51S. The control unit 9 is fixed to the bottom wall 51. The controller 9 is electrically connected to the pump 7 by a wiring 9a. The control unit 9 is electrically connected to the valve 8 by a wiring 9b. The control unit 9 adjusts the amount of power generated by the electromotive unit 6 by controlling the operation of the pump 7 and the opening and closing of the valve 8.
The fuel cell module 1 is formed as described above.

図２、図９及び図１０に示すように、燃料供給源２は、燃料収容部としてのタンク６１と、補強部材６３と、燃料注入部６５と、リークバルブ６６と、バランスバルブ６７と、を備えている。 As shown in FIGS. 2, 9, and 10, the fuel supply source 2 includes a tank 61 as a fuel storage unit, a reinforcing member 63, a fuel injection unit 65, a leak valve 66, and a balance valve 67. I have.

タンク６１は、矩形箱状に形成されている。タンク６１は、２つの開口６１ｈを有している。開口６１ｈは、それぞれ燃料電池モジュール１の燃料注入口５３に対応した位置に形成されている。開口６１ｈ以外、タンク６１は液密に形成されている。 The tank 61 is formed in a rectangular box shape. The tank 61 has two openings 61h. The openings 61h are formed at positions corresponding to the fuel injection ports 53 of the fuel cell module 1, respectively. Except for the opening 61h, the tank 61 is formed fluid-tight.

タンク６１は、樹脂で形成されている。タンク６１には液体燃料６２が収容されている。タンク６１は、燃料分配機構１５に液体燃料６２を与えるものである。タンク６１の厚さ方向の可視光（波長５５０ｎｍの光）透過率は、８５％以上である。タンク６１の形成に使用される樹脂としては、例えばポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルホン（ＰＰＳＵ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）等が挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。これらのなかでも、耐衝撃性および耐熱性にも優れる、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルホン（ＰＰＳＵ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）が好ましく、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルホン（ＰＰＳＵ）がより好ましく、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）が特に好ましい。 The tank 61 is made of resin. A liquid fuel 62 is accommodated in the tank 61. The tank 61 supplies liquid fuel 62 to the fuel distribution mechanism 15. The visible light (light with a wavelength of 550 nm) transmittance in the thickness direction of the tank 61 is 85% or more. Examples of the resin used to form the tank 61 include polyethersulfone (PES), polyphenylsulfone (PPSU), polysulfone (PSF), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), and cyclic olefin copolymer. (COC), cycloolefin polymer (COP), polymethylpentene (TPX) and the like. These may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types. Among these, polyethersulfone (PES), polyphenylsulfone (PPSU), and polysulfone (PSF), which are excellent in impact resistance and heat resistance, are preferable, and polyethersulfone (PES) and polyphenylsulfone are preferable. (PPSU) is more preferred, and polyethersulfone (PES) is particularly preferred.

補強部材６３は、タンク６１を収容し、タンク６１を囲んだスリーブである。補強部材６３は、略矩形枠状に形成されている。補強部材６３は、金属で形成されている。補強部材６３には２つの開口６３ｈが形成されている。開口６３ｈは、それぞれタンク６１の開口６１ｈと対向し、それぞれ燃料電池モジュール１の燃料注入口５３に対応した位置に形成されている。補強部材６３は、一部を開口してなる窓部６３Ｗを有している。 The reinforcing member 63 is a sleeve that houses the tank 61 and surrounds the tank 61. The reinforcing member 63 is formed in a substantially rectangular frame shape. The reinforcing member 63 is made of metal. Two openings 63 h are formed in the reinforcing member 63. The openings 63h face the openings 61h of the tank 61, respectively, and are formed at positions corresponding to the fuel injection ports 53 of the fuel cell module 1, respectively. The reinforcing member 63 has a window portion 63W that is partially opened.

補強部材６３は、少なくともタンク６１の２つの最大面積面６１Ｓと対向するように形成されている。補強部材６３は、少なくともタンク６１の２つの最大面積面６１Ｓと接している。 The reinforcing member 63 is formed so as to face at least the two largest area surfaces 61 S of the tank 61. The reinforcing member 63 is in contact with at least the two largest area surfaces 61 S of the tank 61.

ここでは、補強部材６３は、２つの最大面積面６１Ｓを含む４つの面と対向するように形成されている。補強部材６３は、２つの最大面積面６１Ｓを含む４つの面と接し、特に、２つの最大面積面６１Ｓを含む３つの面とほぼ全域において接している。 Here, the reinforcing member 63 is formed so as to face four surfaces including the two largest area surfaces 61S. The reinforcing member 63 is in contact with the four surfaces including the two largest area surfaces 61S, and particularly in contact with the three surfaces including the two largest area surfaces 61S in almost the entire region.

補強部材６３は、タンク６１より耐圧特性に優れている。詳しくは、補強部材６３は、タンク６１より剛性及び靭性に優れている。補強部材６３は、タンク６１より耐衝撃性に優れている。補強部材６３は、タンク６１より熱伝導性に優れている。 The reinforcing member 63 is more excellent in pressure resistance than the tank 61. Specifically, the reinforcing member 63 is superior to the tank 61 in rigidity and toughness. The reinforcing member 63 has better impact resistance than the tank 61. The reinforcing member 63 has better thermal conductivity than the tank 61.

タンク６１の開口６１ｈ及び容器５０の燃料注入口５３は、筒状の管６４で接続されている。このため、燃料排出面５１Ｓには、タンク６１から、管６４、細管５７ａ、バルブ８、細管５７ｂ、ポンプ７、細管５７ｃを介して液体燃料６２が導入される。 The opening 61 h of the tank 61 and the fuel injection port 53 of the container 50 are connected by a cylindrical pipe 64. For this reason, the liquid fuel 62 is introduced from the tank 61 to the fuel discharge surface 51S through the pipe 64, the thin pipe 57a, the valve 8, the thin pipe 57b, the pump 7, and the thin pipe 57c.

燃料注入部６５は、タンク６１に接続されている。ここでは、燃料注入部６５は、タンク６１に取付けられたソケットである。燃料注入部６５は、通常、タンク６１の液密性を保持可能な閉状態となる。燃料注入部６５（ソケット）にプラグが連結される燃料注入時において、燃料注入部６５は、液体燃料６２を導入可能な開状態となる。 The fuel injection unit 65 is connected to the tank 61. Here, the fuel injection part 65 is a socket attached to the tank 61. The fuel injection unit 65 is normally in a closed state in which the liquid tightness of the tank 61 can be maintained. At the time of fuel injection in which a plug is connected to the fuel injection portion 65 (socket), the fuel injection portion 65 is in an open state in which the liquid fuel 62 can be introduced.

リークバルブ６６はタンク６１に接続されている。ここでは、リークバルブ６６はタンク６１に取付けられている。リークバルブ６６は、タンク６１の内圧が上昇し、内圧が特定値以上になると開放状態となるものである。 The leak valve 66 is connected to the tank 61. Here, the leak valve 66 is attached to the tank 61. The leak valve 66 is opened when the internal pressure of the tank 61 rises and the internal pressure exceeds a specific value.

バランスバルブ６７はタンク６１に接続されている。ここでは、バランスバルブ６７はタンク６１に取付けられている。バランスバルブ６７は、タンク６１の内圧が低下し、内圧が特定値以下になるとタンク６１内に外気を導入し、タンク６１の内圧を調整するものである。
上記のように燃料供給源２が形成されている。 The balance valve 67 is connected to the tank 61. Here, the balance valve 67 is attached to the tank 61. The balance valve 67 adjusts the internal pressure of the tank 61 by introducing outside air into the tank 61 when the internal pressure of the tank 61 decreases and the internal pressure falls below a specific value.
As described above, the fuel supply source 2 is formed.

図２、図３及び図９に示すように、放熱部材としての２枚の放熱板７０は、一対の燃料電池モジュール１間に配置され、少なくとも一対の燃料電池モジュール１のアノード２１側から伝わる副射熱を外部に放出する。各放熱板７０には開口７０ｈが形成されている。開口７０ｈは、バルブ８及び押さえ枠８ａを通し、バルブ８及び押さえ枠８ａ用のスペースを確保するためのものである。なお、放熱板７０は、必要に応じて設けられていればよい。 As shown in FIGS. 2, 3, and 9, the two heat radiating plates 70 as the heat radiating members are arranged between the pair of fuel cell modules 1 and are transmitted from at least the anode 21 side of the pair of fuel cell modules 1. Dissipate heat to the outside. Each heat dissipation plate 70 has an opening 70h. The opening 70h is for securing a space for the valve 8 and the holding frame 8a through the valve 8 and the holding frame 8a. In addition, the heat sink 70 should just be provided as needed.

ケース３は、仕切り板３ａ及び周壁３ｂを有している。仕切り板３ａ及び周壁３ｂは、一体に形成されている。仕切り板３ａは、一対の燃料電池モジュール１間に位置している。周壁３ｂは、一対の燃料電池モジュール１を囲むように仕切り板３ａの外縁に設けられている。 The case 3 has a partition plate 3a and a peripheral wall 3b. The partition plate 3a and the peripheral wall 3b are integrally formed. The partition plate 3 a is located between the pair of fuel cell modules 1. The peripheral wall 3 b is provided on the outer edge of the partition plate 3 a so as to surround the pair of fuel cell modules 1.

ケース３は、一対の燃料電池モジュール１及び２枚の放熱板７０を収容する。ケース３は、燃料供給源２と隣合っている。ケース３は、樹脂で形成されている。 The case 3 accommodates a pair of fuel cell modules 1 and two heat sinks 70. Case 3 is adjacent to fuel supply source 2. Case 3 is formed of resin.

ケース３は、仕切り板３ａに形成された開口３ｈ１及び周壁３ｂに形成された２つの開口３ｈ２（全てを図示せず）を有している。ここでは、開口３ｈ１は、開口７０ｈと対向している。開口３ｈ１は、バルブ８及び押さえ枠８ａを通し、バルブ８及び押さえ枠８ａ用のスペースを確保するためのものである。開口３ｈ２は、それぞれ開口６３ｈと対向している。開口３ｈ２は、それぞれ燃料電池モジュール１の燃料注入口５３に対応した位置に形成されている。 The case 3 has an opening 3h1 formed in the partition plate 3a and two openings 3h2 (all not shown) formed in the peripheral wall 3b. Here, the opening 3h1 faces the opening 70h. The opening 3h1 is for securing a space for the valve 8 and the holding frame 8a through the valve 8 and the holding frame 8a. The openings 3h2 face the openings 63h, respectively. The openings 3h2 are formed at positions corresponding to the fuel injection ports 53 of the fuel cell module 1, respectively.

図２及び図３に示すように、セットカバー８０は、燃料電池モジュール１を覆い、ケース３の開口を塞ぐように形成されている。カバープレート１９と対向した領域において、セットカバー８０は、通気性に優れ、酸化剤である空気を取入れるように形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the set cover 80 is formed to cover the fuel cell module 1 and close the opening of the case 3. In the region facing the cover plate 19, the set cover 80 is excellent in air permeability and is formed so as to take in air as an oxidant.

図３に示すように、トップフレーム９１及びボトムフレーム９２は、ケース３（周壁３ｂ）の外面に対向配置されている。トップフレーム９１及びボトムフレーム９２は、図示しない留具を用い、ケース３に燃料供給源２等を固定するものである。 As shown in FIG. 3, the top frame 91 and the bottom frame 92 are disposed to face the outer surface of the case 3 (the peripheral wall 3b). The top frame 91 and the bottom frame 92 are for fixing the fuel supply source 2 and the like to the case 3 using fasteners (not shown).

図９に示すように、各管６４は、補強部材６３に形成された開口６３ｈ及びケース３の周壁３ｂに形成された開口３ｈ２に形成され、タンク６１の開口６１ｈと、各燃料電池モジュール１の燃料注入口５３とを連結している。 As shown in FIG. 9, each pipe 64 is formed in an opening 63 h formed in the reinforcing member 63 and an opening 3 h 2 formed in the peripheral wall 3 b of the case 3, and the opening 61 h of the tank 61 and each fuel cell module 1. The fuel injection port 53 is connected.

図１乃至図３に示しように、外装カバー４は、フロントカバー４ａ、リアカバー４ｂ、サイドカバー４ｃ、４ｄ、トップカバー４ｅ、及びボトムカバー４ｆを有している。
サイドカバー４ｃ、４ｄは、セットカバー８０の外面及び燃料供給源２の外面に対向している。なお、サイドカバー４ｃ、４ｄには、通気孔が形成されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the exterior cover 4 includes a front cover 4a, a rear cover 4b, side covers 4c and 4d, a top cover 4e, and a bottom cover 4f.
The side covers 4 c and 4 d face the outer surface of the set cover 80 and the outer surface of the fuel supply source 2. Note that vent holes are formed in the side covers 4c and 4d.

サイドカバー４ｃは、一部を開口してなる窓部４Ｗを有している。窓部４Ｗは、補強部材６３の窓部６３Ｗと対向している。このため、窓部４Ｗ及び窓部６３Ｗから、タンク６１内部の液体燃料６２を目視にて確認することができる。 The side cover 4c has a window portion 4W that is partially opened. The window 4W faces the window 63W of the reinforcing member 63. For this reason, the liquid fuel 62 inside the tank 61 can be visually confirmed from the window 4W and the window 63W.

フロントカバー４ａは、周壁３ｂに対向し、サイドカバー４ｃ、４ｄに接触している。リアカバー４ｂは、燃料供給源２に対向し、サイドカバー４ｃ、４ｄに接触している。トップカバー４ｅは、トップフレーム９１に対向配置され、フロントカバー４ａ、リアカバー４ｂ、及びサイドカバー４ｃ、４ｄに接触し、これらを束ねている。ボトムカバー４ｆは、ボトムフレーム９２に対向配置され、フロントカバー４ａ、リアカバー４ｂ、及びサイドカバー４ｃ、４ｄに接触し、これらを束ねている。 The front cover 4a faces the peripheral wall 3b and contacts the side covers 4c and 4d. The rear cover 4b faces the fuel supply source 2 and contacts the side covers 4c and 4d. The top cover 4e is disposed to face the top frame 91, contacts the front cover 4a, the rear cover 4b, and the side covers 4c and 4d, and bundles them. The bottom cover 4f is disposed to face the bottom frame 92, contacts the front cover 4a, the rear cover 4b, and the side covers 4c and 4d, and bundles them.

以上のように、一対の燃料電池モジュール１と、燃料供給源２と、ケース３と、２枚の放熱板７０と、２つのセットカバー８０と、トップフレーム９１と、ボトムフレーム９２と、管６４と、外装カバー４とを備えた燃料電池が形成されている。 As described above, the pair of fuel cell modules 1, the fuel supply source 2, the case 3, the two heat dissipation plates 70, the two set covers 80, the top frame 91, the bottom frame 92, and the pipe 64. And the fuel cell provided with the exterior cover 4 is formed.

次に、上記燃料電池による発電の仕組みについて説明する。なお、上記燃料電池においては、液体燃料６２が、燃料供給源２から一対の燃料電池モジュール１にそれぞれ供給され、一対の燃料電池モジュール１にて同時に発電が行われる。 Next, the mechanism of power generation by the fuel cell will be described. In the fuel cell, the liquid fuel 62 is supplied from the fuel supply source 2 to the pair of fuel cell modules 1, and the pair of fuel cell modules 1 generate power simultaneously.

まず、制御部９の制御のもと、バルブ８を開状態に切替え、ポンプ７を稼動させ、燃料供給源２から管６４、細管５７ａ、バルブ８、細管５７ｂ、ポンプ７、細管５７ｃを介して燃料排出面５１Ｓに液体燃料６２を導入させる。液体燃料６２は燃料排出面５１Ｓ及び燃料拡散部１６によって拡散される。 First, under the control of the control unit 9, the valve 8 is switched to the open state, the pump 7 is operated, and from the fuel supply source 2 through the pipe 64, the thin pipe 57a, the valve 8, the thin pipe 57b, the pump 7, and the thin pipe 57c. Liquid fuel 62 is introduced into the fuel discharge surface 51S. The liquid fuel 62 is diffused by the fuel discharge surface 51S and the fuel diffusion portion 16.

なお、図示しないが、燃料供給部１３は、例えば、アノード集電体３１及び燃料拡散部１６間に設けられる気液分離膜を有していてもよい。これにより、燃料の気化成分をアノードガス拡散層２３及びアノード触媒層２２に供給することができる。 Although not shown, the fuel supply unit 13 may include, for example, a gas-liquid separation membrane provided between the anode current collector 31 and the fuel diffusion unit 16. Thereby, the vaporization component of the fuel can be supplied to the anode gas diffusion layer 23 and the anode catalyst layer 22.

膜電極接合体１０内において、燃料はアノードガス拡散層２３にて拡散してアノード触媒層２２に供給される。液体燃料６２としてメタノール燃料を用いた場合、アノード触媒層２２で式（１）に示すメタノールの内部改質反応が生じる。なお、メタノール燃料として純メタノールを使用した場合には、カソード触媒層２５で生成した水や電解質膜２７中の水をメタノールと反応させて式（１）の内部改質反応を生起させる。あるいは、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。
ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ → ＣＯ_２＋６Ｈ^＋＋６ｅ⁻ …（１）
この反応で生成した電子（ｅ⁻）はアノード集電体３１に接続された端子（図示せず）から外部に導かれ、いわゆる電気として携帯用電子機器等を動作させた後、カソード集電体３４に接続された端子（図示せず）からカソード２４に導かれる。また、式（１）の内部改質反応で生成したプロトン（Ｈ^＋）は電解質膜２７を経てカソード２４に導かれる。カソード２４には酸化剤として空気が供給される。カソード２４に到達した電子（ｅ⁻）とプロトン（Ｈ^＋）は、カソード触媒層２５で空気中の酸素と式（２）にしたがって反応し、この反応に伴って水が生成する。
６ｅ⁻＋６Ｈ^＋＋（３／２）Ｏ_２ → ３Ｈ_２Ｏ …（２）
上記したように、燃料電池による発電が行われる。 In the membrane electrode assembly 10, the fuel diffuses in the anode gas diffusion layer 23 and is supplied to the anode catalyst layer 22. When methanol fuel is used as the liquid fuel 62, an internal reforming reaction of methanol shown in the formula (1) occurs in the anode catalyst layer 22. When pure methanol is used as the methanol fuel, the water generated in the cathode catalyst layer 25 or the water in the electrolyte membrane 27 is reacted with methanol to cause the internal reforming reaction of the formula (1). Alternatively, the internal reforming reaction is caused by another reaction mechanism that does not require water.
CH ₃ OH + H ₂ O → CO ₂ + 6H ⁺ + 6e ⁻ (1)
Electrons (e ⁻ ) generated by this reaction are led to the outside from a terminal (not shown) connected to the anode current collector 31, and after operating a portable electronic device or the like as so-called electricity, the cathode current collector A terminal (not shown) connected to 34 is led to the cathode 24. Further, protons (H ⁺ ) generated by the internal reforming reaction of the formula (1) are guided to the cathode 24 through the electrolyte membrane 27. Air is supplied to the cathode 24 as an oxidant. Electrons (e ⁻ ) and protons (H ⁺ ) reaching the cathode 24 react with oxygen in the air in the cathode catalyst layer 25 according to the formula (2), and water is generated in accordance with this reaction.
6e ⁻ + 6H ⁺ + (3/2) O ₂ → 3H ₂ O (2)
As described above, power generation by the fuel cell is performed.

次に、耐圧特性に優れ、容積率の高い、二重構造の燃料供給源を備えた燃料電池の例として実施例１乃至実施例５の燃料電池について説明する。上記実施例１乃至５の燃料電池の燃料供給源の耐圧特性を評価するため、比較例１及び比較例２の燃料電池についても併せて説明する。 Next, fuel cells of Examples 1 to 5 will be described as an example of a fuel cell having a dual structure fuel supply source having excellent pressure resistance characteristics and a high volume ratio. In order to evaluate the pressure resistance characteristics of the fuel supply sources of the fuel cells of Examples 1 to 5, the fuel cells of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 will also be described.

（実施例１）
まず、実施例１の燃料電池について説明する。図２及び図１０に示すように、補強部材６３は、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）よりなるタンク６１を収容し、タンク６１を囲んだスリーブである。補強部材６３は、略矩形枠状に形成されている。補強部材６３はステンレス鋼（ＳＵＳ）で形成されている。補強部材６３は深絞り成型により形成されている。その他の構成は、上述した実施の形態の燃料電池と同様に形成されている。 Example 1
First, the fuel cell of Example 1 will be described. As shown in FIGS. 2 and 10, the reinforcing member 63 is a sleeve that houses a tank 61 made of a cyclic olefin copolymer (COC) and surrounds the tank 61. The reinforcing member 63 is formed in a substantially rectangular frame shape. The reinforcing member 63 is made of stainless steel (SUS). The reinforcing member 63 is formed by deep drawing. Other configurations are formed in the same manner as the fuel cell of the above-described embodiment.

（実施例２）
次に、実施例２の燃料電池について説明する。図２及び図１０に示すように、補強部材６３は、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）よりなるタンク６１を収容し、タンク６１を囲んだスリーブである。補強部材６３は、略矩形枠状に形成されている。補強部材６３はステンレス鋼（ＳＵＳ）で形成されている。補強部材６３は引き抜き成型により形成されている。その他の構成は、上述した実施例１の燃料電池と同様に形成されている。 (Example 2)
Next, the fuel cell of Example 2 will be described. As shown in FIGS. 2 and 10, the reinforcing member 63 is a sleeve that houses a tank 61 made of a cyclic olefin copolymer (COC) and surrounds the tank 61. The reinforcing member 63 is formed in a substantially rectangular frame shape. The reinforcing member 63 is made of stainless steel (SUS). The reinforcing member 63 is formed by pultrusion molding. Other configurations are formed in the same manner as the fuel cell of Example 1 described above.

（実施例３）
次に、実施例３の燃料電池について説明する。図２及び図１０に示すように、補強部材６３は、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）よりなるタンク６１を収容し、タンク６１を囲んだスリーブである。補強部材６３は、略矩形枠状に形成されている。補強部材６３はアルミニウム合金で形成されている。補強部材６３は深絞り成型により形成されている。その他の構成は、上述した実施例１の燃料電池と同様に形成されている。 (Example 3)
Next, the fuel cell of Example 3 will be described. As shown in FIGS. 2 and 10, the reinforcing member 63 is a sleeve that houses a tank 61 made of a cyclic olefin copolymer (COC) and surrounds the tank 61. The reinforcing member 63 is formed in a substantially rectangular frame shape. The reinforcing member 63 is made of an aluminum alloy. The reinforcing member 63 is formed by deep drawing. Other configurations are formed in the same manner as the fuel cell of Example 1 described above.

（実施例４）
次に、実施例４の燃料電池について説明する。図２及び図１０に示すように、補強部材６３は、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）よりなるタンク６１を収容し、タンク６１を囲んだスリーブである。補強部材６３は、略矩形枠状に形成されている。補強部材６３はアルミニウム合金で形成されている。補強部材６３は押出し成型により形成されている。その他の構成は、上述した実施例１の燃料電池と同様に形成されている。 Example 4
Next, a fuel cell of Example 4 will be described. As shown in FIGS. 2 and 10, the reinforcing member 63 is a sleeve that houses a tank 61 made of a cyclic olefin copolymer (COC) and surrounds the tank 61. The reinforcing member 63 is formed in a substantially rectangular frame shape. The reinforcing member 63 is made of an aluminum alloy. The reinforcing member 63 is formed by extrusion molding. Other configurations are formed in the same manner as the fuel cell of Example 1 described above.

（実施例５）
次に、実施例５の燃料電池について説明する。図１１に示すように、補強部材６３は、矩形状の板部６３ａ、６３ｂを有している。板部６３ａ、６３ｂは、ステンレス鋼やアルミニウム合金等の金属で形成されている。板部６３ａは、一部を開口してなる窓部６３Ｗを有している。板部６３ａ、６３ｂは、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）よりなるタンク６１を挟んでいる。 (Example 5)
Next, a fuel cell of Example 5 will be described. As shown in FIG. 11, the reinforcing member 63 has rectangular plate parts 63a and 63b. The plate parts 63a and 63b are formed of a metal such as stainless steel or an aluminum alloy. The plate portion 63a has a window portion 63W that is partially opened. The plate parts 63a and 63b sandwich a tank 61 made of a cyclic olefin copolymer (COC).

板部６３ａ、６３ｂは、２つの最大面積面６１Ｓと対向するように配置されている。板部６３ａ、６３ｂは、２つの最大面積面６１Ｓと接している。板部６３ａ、６３ｂは、タンク６１より耐圧特性に優れている。詳しくは、板部６３ａ、６３ｂは、タンク６１より剛性及び靭性に優れている。板部６３ａ、６３ｂは、タンク６１より耐衝撃性に優れている。板部６３ａ、６３ｂは、タンク６１より熱伝導性に優れている。その他の構成は、上述した実施例１の燃料電池と同様に形成されている。 The plate portions 63a and 63b are arranged so as to face the two largest area surfaces 61S. The plate parts 63a and 63b are in contact with the two maximum area surfaces 61S. The plate portions 63a and 63b are more excellent in pressure resistance than the tank 61. Specifically, the plate portions 63 a and 63 b are more excellent in rigidity and toughness than the tank 61. The plate portions 63 a and 63 b are more excellent in impact resistance than the tank 61. The plate parts 63 a and 63 b are superior in thermal conductivity to the tank 61. Other configurations are formed in the same manner as the fuel cell of Example 1 described above.

上述した実施例１乃至実施例５の燃料電池において、燃料供給源２が補強部材６３を有していない場合、タンク６１のみでは十分な耐圧特性を得ることができず、内圧が上昇した場合にタンク６１が破損する恐れがある。しかし、実施例１乃至実施例５の燃料電池は、補強部材６３を有している。補強部材６３は、少なくともタンク６１の外面において最も内圧を受ける最大面積面６１Ｓと対向し、最大面積面６１Ｓと接し、タンク６１より耐圧特性に優れている。 In the fuel cells of Examples 1 to 5 described above, when the fuel supply source 2 does not have the reinforcing member 63, the tank 61 alone cannot obtain sufficient pressure resistance characteristics, and the internal pressure rises. The tank 61 may be damaged. However, the fuel cells of Examples 1 to 5 have the reinforcing member 63. The reinforcing member 63 is opposed to the maximum area surface 61S that receives the most internal pressure at least on the outer surface of the tank 61, is in contact with the maximum area surface 61S, and has superior pressure resistance characteristics than the tank 61.

燃料供給源２は、タンク６１及び補強部材６３により、十分な耐圧特性を得ることができるため、タンク６１の内圧が上昇した場合におけるタンク６１の破損を防止することができる。これにより、信頼性の高い燃料供給源２を得ることができる。 Since the fuel supply source 2 can obtain sufficient pressure resistance characteristics by the tank 61 and the reinforcing member 63, the tank 61 can be prevented from being damaged when the internal pressure of the tank 61 increases. Thereby, the fuel supply source 2 with high reliability can be obtained.

燃料供給源２を二重構造にすることにより、タンク６１及び補強部材６３を薄く、特にタンク６１を薄くしても燃料供給源２は、十分な耐圧特性を得ることができるため、容積率を高くすることができる。
上記したことから、実施例１乃至実施例５において、耐圧特性に優れ、容積率の高い燃料供給源を備えた燃料電池を実現することができた。 By making the fuel supply source 2 into a double structure, the tank 61 and the reinforcing member 63 are made thin. In particular, even if the tank 61 is made thin, the fuel supply source 2 can obtain a sufficient pressure resistance characteristic. Can be high.
As described above, in Examples 1 to 5, it was possible to realize a fuel cell including a fuel supply source having excellent pressure resistance characteristics and a high volume ratio.

（比較例１）
次に、比較例１の燃料電池について説明する。燃料電池は、補強部材６３を備えていない。その他の構成は、上述した実施例１の燃料電池と同様に形成されている。 (Comparative Example 1)
Next, the fuel cell of Comparative Example 1 will be described. The fuel cell does not include the reinforcing member 63. Other configurations are formed in the same manner as the fuel cell of Example 1 described above.

燃料供給源２は補強部材６３を有していないため、タンク６１のみでは十分な耐圧特性を得ることができず、内圧が上昇した場合にタンク６１が破損する場合がある。
また、タンク６１を厚く形成し、タンク６１のみで十分な耐圧特性を得ようとすると、容積率は低下してしまう。
上記したことから、比較例１において、耐圧特性に優れ、容積率の高い燃料供給源を備えた燃料電池を実現することができなかった。 Since the fuel supply source 2 does not have the reinforcing member 63, the tank 61 alone cannot obtain sufficient pressure resistance characteristics, and the tank 61 may be damaged when the internal pressure increases.
Further, if the tank 61 is formed thick and an attempt is made to obtain a sufficient pressure resistance characteristic only by the tank 61, the volume ratio is lowered.
As described above, in Comparative Example 1, it was not possible to realize a fuel cell including a fuel supply source having excellent pressure resistance characteristics and a high volume ratio.

（比較例２）
次に、比較例２の燃料電池について説明する。燃料電池は、上記補強部材を備えている。補強部材は、金属ではなく、スーパーエンプラ等の樹脂で形成されている。その他の構成は、上述した実施例１の燃料電池と同様に形成されている。 (Comparative Example 2)
Next, the fuel cell of Comparative Example 2 will be described. The fuel cell includes the reinforcing member. The reinforcing member is made of resin such as super engineering plastic instead of metal. Other configurations are formed in the same manner as the fuel cell of Example 1 described above.

樹脂製の補強部材は、金属製の補強部材に比べて剛性が劣る。このため、樹脂製の補強部材を用いて燃料供給源２を二重構造にしても十分な耐圧特性を得ることはできない。樹脂製の補強部材を用いて十分な耐圧特性を得ようとすると、樹脂製の補強部材を厚く形成する必要があり、容積率は低下してしまう。なお、樹脂製の補強部材を厚く形成すると、強度は向上するものの、割れ易くなってしまう。
上記したことから、比較例２において、耐圧特性に優れ、容積率の高い燃料供給源を備えた燃料電池を実現することができなかった。 The resin reinforcing member is inferior in rigidity to the metal reinforcing member. For this reason, even if the fuel supply source 2 has a double structure using a resin reinforcing member, sufficient pressure resistance characteristics cannot be obtained. If a resin-made reinforcing member is used to obtain sufficient pressure resistance characteristics, the resin-made reinforcing member needs to be formed thick, and the volume ratio is lowered. If the resin reinforcing member is formed thick, the strength is improved, but the resin is easily broken.
From the above, in Comparative Example 2, it was not possible to realize a fuel cell including a fuel supply source having excellent pressure resistance characteristics and a high volume ratio.

以上のように構成された燃料電池によれば、燃料電池は、起電部６と、燃料分配機構１５と、燃料供給源２とを備えている。起電部６は、アノード２１、カソード２４、及び電解質膜２７を含んだ膜電極接合体１０を有する。 According to the fuel cell configured as described above, the fuel cell includes the electromotive unit 6, the fuel distribution mechanism 15, and the fuel supply source 2. The electromotive unit 6 includes a membrane electrode assembly 10 including an anode 21, a cathode 24, and an electrolyte membrane 27.

燃料分配機構１５は、燃料の細管５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、アノード２１と対向した側の表面に位置した燃料排出面５１Ｓ、及び燃料排出面５１Ｓの一部を開口して設けられ細管５７ｃに繋げられ燃料を排出する燃料排出口５４を有する。 The fuel distribution mechanism 15 is provided with fuel thin tubes 57a, 57b, 57c, a fuel discharge surface 51S positioned on the surface facing the anode 21, and a part of the fuel discharge surface 51S being opened and connected to the thin tube 57c. A fuel discharge port 54 for discharging the fuel is provided.

燃料供給源２は、タンク６１と、補強部材６３とを有している。タンク６１は、樹脂で形成され、液体燃料６２を収容し、液体燃料６２を燃料分配機構１５に与えるものである。補強部材６３は、少なくともタンク６１の最大面積面６１Ｓと対向し、最大面積面６１Ｓと接し、タンク６１より耐圧特性に優れている。補強部材６３は、実施例１乃至実施例４ではタンク６１を囲んだスリーブであり、実施例５ではタンク６１を挟んだ板部６３ａ、６３ｂで形成されている。 The fuel supply source 2 includes a tank 61 and a reinforcing member 63. The tank 61 is made of resin, accommodates the liquid fuel 62, and supplies the liquid fuel 62 to the fuel distribution mechanism 15. The reinforcing member 63 is opposed to at least the maximum area surface 61S of the tank 61, is in contact with the maximum area surface 61S, and is more excellent in pressure resistance than the tank 61. In the first to fourth embodiments, the reinforcing member 63 is a sleeve that surrounds the tank 61, and in the fifth embodiment, the reinforcing member 63 is formed of plate portions 63 a and 63 b that sandwich the tank 61.

比較例１燃料電池のように、燃料電池が補強部材６３を備えていない場合、タンク６１のみの耐内圧は４００ｋＰａ（キロパスカル）であるが、実施例１乃至実施例５の燃料電池のように、燃料電池が補強部材６３を備えている場合、タンク６１及び補強部材６３合計での耐内圧は少なくとも１ＭＰａ（メガパスカル）となる。 When the fuel cell is not provided with the reinforcing member 63 as in Comparative Example 1, the internal pressure resistance of only the tank 61 is 400 kPa (kilopascal), but as in the fuel cells of Examples 1 to 5. When the fuel cell includes the reinforcing member 63, the total internal pressure resistance of the tank 61 and the reinforcing member 63 is at least 1 MPa (megapascal).

燃料供給源２は、タンク６１に補強部材６３を組合せて形成されることにより、十分な耐圧特性を得ることができるため、タンク６１の内圧が上昇した場合におけるタンク６１の破損を防止することができる。これにより、信頼性の高い燃料供給源２を得ることができる。 Since the fuel supply source 2 is formed by combining the reinforcing member 63 with the tank 61, a sufficient pressure resistance characteristic can be obtained. Therefore, the tank 61 can be prevented from being damaged when the internal pressure of the tank 61 increases. it can. Thereby, the fuel supply source 2 with high reliability can be obtained.

燃料供給源２を二重構造にすることにより、タンク６１及び補強部材６３を薄く、特にタンク６１を薄くしても燃料供給源２は、十分な耐圧特性を得ることができるため、容積率を高くすることができる。 By making the fuel supply source 2 into a double structure, the tank 61 and the reinforcing member 63 are made thin. In particular, even if the tank 61 is made thin, the fuel supply source 2 can obtain a sufficient pressure resistance characteristic. Can be high.

補強部材６３は、タンク６１より耐衝撃性に優れている。このため、燃料電池を落下させてしまう等し、タンク６１に衝撃が加わる場合において、補強部材６３無しに燃料供給源２を形成した場合に比べ、タンク６１の破損を抑制することができる。 The reinforcing member 63 has better impact resistance than the tank 61. For this reason, when the fuel cell is dropped and an impact is applied to the tank 61, damage to the tank 61 can be suppressed as compared to the case where the fuel supply source 2 is formed without the reinforcing member 63.

補強部材６３は、タンク６１より熱伝導性に優れている。このため、燃料電池モジュール１（起電部６）に生じた熱が燃料供給源２に伝わっても、補強部材６３無しに燃料供給源２を形成した場合に比べ、熱を外部により放出することができる。
上記したことから、耐圧特性に優れ、容積率の高い燃料供給源を備えた燃料電池を得ることができる。 The reinforcing member 63 has better thermal conductivity than the tank 61. For this reason, even if the heat generated in the fuel cell module 1 (electromotive unit 6) is transmitted to the fuel supply source 2, the heat is released from the outside as compared with the case where the fuel supply source 2 is formed without the reinforcing member 63. Can do.
From the above, it is possible to obtain a fuel cell having a fuel supply source that has excellent pressure resistance characteristics and a high volume ratio.

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.

燃料電池は、少なくとも１つの起電部６（燃料電池モジュール１）を備えていればよい。タンク６１及び補強部材６３の形状は、種々変形可能であり、上述した実施例に示した例に限定されるものではない。 The fuel cell only needs to include at least one electromotive unit 6 (fuel cell module 1). The shapes of the tank 61 and the reinforcing member 63 can be variously modified and are not limited to the examples shown in the above-described embodiments.

この発明は、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、他の燃料電池に適用可能である。そして、液体燃料６２も、必ずしもメタノール燃料に限られるものではない。液体燃料６２は、各種の液体燃料を使用した場合に効果を発揮し、液体燃料の種類や濃度は限定されるものではない。 The present invention is not limited to a direct methanol fuel cell but can be applied to other fuel cells. The liquid fuel 62 is not necessarily limited to methanol fuel. The liquid fuel 62 is effective when various liquid fuels are used, and the type and concentration of the liquid fuel are not limited.

また、膜電極接合体１０へ供給される液体燃料においても、全て液体燃料の蒸気を供給してもよいが、一部が液体状態で供給される場合であっても本発明を適用することができる。 Also, the liquid fuel supplied to the membrane electrode assembly 10 may be supplied entirely with the vapor of the liquid fuel, but the present invention can be applied even when a part of the liquid fuel is supplied in a liquid state. it can.

１…燃料電池モジュール、２…燃料供給源、３…ケース、４…外装カバー、５…燃料電池本体、６…起電部、１０…膜電極接合体、１３…燃料供給部、１５…燃料分配機構、２０…発電素子、２１…アノード、２４…カソード、２７…電解質膜、３１…アノード導電体、３４…カソード導電体、５０…容器、５１…底壁、５１Ｓ…燃料排出面、５２…周壁、５３…燃料注入口、５４…燃料排出口、５７ａ，５７ｂ，５７ｃ…細管、６１…タンク、６１ｈ…開口、６１Ｓ…最大面積面、６２…液体燃料、６３…補強部材、６３ａ，６３ｂ…板部、６３ｈ…開口、６３Ｗ…窓部、６４…管、６５…燃料注入部、６６…リークバルブ、６７…バランスバルブ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell module, 2 ... Fuel supply source, 3 ... Case, 4 ... Exterior cover, 5 ... Fuel cell main body, 6 ... Electromotive part, 10 ... Membrane electrode assembly, 13 ... Fuel supply part, 15 ... Fuel distribution Mechanism: 20 ... Power generation element, 21 ... Anode, 24 ... Cathode, 27 ... Electrolyte membrane, 31 ... Anode conductor, 34 ... Cathode conductor, 50 ... Container, 51 ... Bottom wall, 51S ... Fuel discharge surface, 52 ... Perimeter wall 53 ... Fuel inlet, 54 ... Fuel outlet, 57a, 57b, 57c ... Narrow tube, 61 ... Tank, 61h ... Opening, 61S ... Maximum area surface, 62 ... Liquid fuel, 63 ... Reinforcement member, 63a, 63b ... Plate 63h ... opening, 63W ... window, 64 ... pipe, 65 ... fuel injection part, 66 ... leak valve, 67 ... balance valve.

Claims

An electromotive part having an anode, a cathode, and a membrane electrode assembly including an electrolyte membrane sandwiched between the anode and the cathode;
A fuel distribution mechanism having a fuel discharge surface located on the surface facing the anode, and a fuel discharge port provided by opening a part of the fuel discharge surface and discharging fuel;
A fuel containing portion that is made of resin, contains fuel, and supplies the fuel to the fuel distribution mechanism, and at least faces the maximum area surface of the fuel containing portion, contacts the maximum area surface, and has pressure resistance characteristics from the fuel containing portion And a fuel supply source having an excellent reinforcing member.

The fuel cell according to claim 1, wherein the reinforcing member is formed in a frame shape so as to surround the fuel housing portion.

2. The fuel cell according to claim 1, wherein the visible light transmittance in the thickness direction of the fuel storage portion is 85% or more.

The fuel cell according to claim 1, wherein the reinforcing member is made of metal.

3. The fuel cell according to claim 2, wherein the reinforcing member is formed by any one of deep drawing, extrusion, and pultrusion.

The fuel cell according to claim 1, wherein the reinforcing member is superior in impact resistance to the fuel storage portion.

The fuel cell according to claim 1, wherein the reinforcing member is more excellent in thermal conductivity than the fuel storage portion.

The fuel supply source is:
A release valve that is connected to the fuel storage section and is open when the internal pressure of the fuel storage section exceeds a specific value;
2. The fuel cell according to claim 1, further comprising a balance valve connected to the fuel storage unit and configured to introduce outside air into the fuel storage unit and adjust an internal pressure of the fuel storage unit.