JP4517415B2 - Power generation device - Google Patents

Power generation device Download PDF

Info

Publication number
JP4517415B2
JP4517415B2 JP06909299A JP6909299A JP4517415B2 JP 4517415 B2 JP4517415 B2 JP 4517415B2 JP 06909299 A JP06909299 A JP 06909299A JP 6909299 A JP6909299 A JP 6909299A JP 4517415 B2 JP4517415 B2 JP 4517415B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
fuel
power generation
generation device
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP06909299A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000268835A (en
Inventor
弘一郎 日隈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP06909299A priority Critical patent/JP4517415B2/en
Publication of JP2000268835A publication Critical patent/JP2000268835A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4517415B2 publication Critical patent/JP4517415B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解質層を介して対向する正極と負極とを有し、正極により酸素を還元する発電デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の分野においては、技術の進歩により、携帯用小型AV(オーディオ・ビジュアル)機器、携帯電話あるいは携帯情報端末に代表される小型の携帯用電子機器が急速に発達しつつある。それに伴い、それらに使用するポータブル電源として、高エネルギー密度を有し小型で長時間の使用が可能な発電デバイスの開発が求められている。
【0003】
このような発電デバイスとしては現在のところ二次電池が主流であり、その研究開発が活発に行われている。最近では、ニッケル水素二次電池の急速な高性能化、またはリチウムイオン二次電池の実用化などが進んでおり、ポータブル電源としてある程度の性能が得られきている。しかし、用いられる携帯用電子機器の種類によっては、未だ十分な連続使用時間を保証する程度までには至っていないのが現実である。
【0004】
そこで、二次電池に代わる他の発電デバイスの開発も期待されている。例えば、高エネルギー密度を有する他の発電デバイスとしては、空気電池あるいは燃料電池などが挙げられる。このうち空気電池は、正極活物質として空気中の酸素を用い、酸素と負極を構成する金属とが電解質膜を介して反応することにより発電するものである。よって、空気電池は、正極活物質の充填スペースが不要であると共に、電池全体としてエネルギー密度が非常に高いという特徴を有している。しかし、その一方で、空気電池は、アルカリ性の電解質が空気中の二酸化炭素と反応して経時劣化を生じてしまうために自己放電率が大きいという問題がある。また、電池が消耗した場合に通常の二次電池のように充電ができないので、携帯用電子機器の電源には適していないという問題もある。
【0005】
また、燃料電池は、負極に供給された燃料が酸化されて電子とプロトンに分離し、そのプロトンが正極まで移動して正極に供給された酸素と反応することにより発電するものである。このような燃料電池は、物質の燃焼エネルギーを直接電気エネルギーに変換することから、一般の火力発電などに比べてエネルギー変換効率が非常に高く、発電の際に生成するものが水だけで低公害性であるという特徴を有している。また、空気電池と異なり、燃料および酸素の供給さえ行えば継続して使用することができるという特徴も有している。そのため、古くから燃料電池は大規模発電用として開発研究がなされてきている。
【0006】
更に、近年においては、高分子固体電解質層を用いた燃料電池が開発され、室温から90℃程度の比較的低温で動作が可能となってきている。それにより、燃料電池についても、大規模発電用のみでなく、自動車の駆動用電源への応用など、徐々に小型のシステムへの応用が考えられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料電池は、酸素および燃料を連続的に供給しなければ連続的に発電することができず、しかも、発電の際に正極において水が発生してしまうため正極に隣接させて酸素を流通させることにより発生した水を除去する必要もあった。よって、従来、燃料電池では、強制的に流通させて正極に酸素を供給する酸素供給機構および強制的に流通させて負極に燃料を供給する燃料供給機構が必須であり、ポータブル電源として用いるには大きさが大き過ぎるという問題があった。
【0008】
そこで、強制的に流通させる酸素供給機構および燃料供給機構を除去することにより、小型化を図ることが考えられる。現在、携帯用電子機器の消費電力は小さくなってきており、必要な電力は酸素および燃料を強制的に流通させなくても自然な拡散などによる供給で得られると考えられ、また、正極において発生する水も自然蒸発で除去できる程度であると考えられる。
【0009】
但し、その際には、自然拡散による酸素の供給および自然蒸発による水の除去を効率的に行うために正極を外表面近傍に位置させ外気との接触を容易とすることが望ましく、正極に異物が接触することによる破損あるいは性能の低下が問題となる。また、装置をより小型化するには発生させた電荷を効率良く集電する必要がある。更に、燃料を負極に供給するために従来とは異なる構造が必要になる。
【0010】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ポータブル電源として使用することが可能な小型の発電デバイスを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明による発電デバイスは、酸素を還元する正極と、この正極に電解質層を介して対向して設けられた負極と、正極の電解質層と反対側に設けられると共に、正極に対して外気を供給する間隙を有する通気構造体とを備え、通気構造体は、第1の保護部と第2の保護部とを有し、第1の保護部は、正極の表面を覆うと共に、外気が通過可能な複数の第1開口を有し、第2保護部は、第1の保護部と正極との間に配設されると共に、第1開口と重ならない位置に第2開口を有し、第1開口を通過した外気は第1の保護部と第2の保護部との間を通過したのち、第2開口から正極に供給されるものである。
【0014】
本発明による発電デバイスでは、第1の保護部の第1開口を通過した外気は、第1の保護部と第2の保護部との間を通過したのち、第2の保護部に設けられた第2開口から正極に供給される。これにより正極において外気に含まれる酸素が還元される。すなわち、この通気構造体では、正極に対する異物の接触が防止されると共に、間隙を介して正極に酸素が供給される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係る発電デバイスの外観構成を表すものである。図2は図1に示した発電デバイスのI−I線に沿った断面構造を表すものである。図3は図2の一部を拡大して表すものである。この発電デバイスは、例えば、電池本体10と、内部に燃料収納空間20aを有する燃料補充部20とを備えている。電池本体10は、例えば図2に示したように、負極11と正極12とが電解質層13を介して対向して設けられている。
【0019】
負極11は燃料を酸化して燃料から電子とプロトンとを取り出すものであり、例えば、電解質層13の側から順に触媒層11aとガス透過層11bとが積層された構造を有している。触媒層11aは、例えば、触媒を含む炭素粉末により構成されている。触媒には、例えば、白金(Pt)の微粒子、または鉄(Fe),ニッケル(Ni),コバルト(Co)あるいはルテニウム(Ru)などの遷移金属と白金との合金あるいは酸化物などの微粒子が用いられる。但し、触媒をルテニウムと白金との合金により構成するようにすれば、一酸化炭素(CO)の吸着による触媒の不活性化を防止することができるので好ましい。また、触媒層11aは、後述する電解質層13に用いられる樹脂の微粒子を含む場合もある。発生させたプロトンの移動を容易とするためである。ガス透過層11bは、例えば、多孔質の炭素材料よりなる薄膜、具体的にはカーボンペーパーなどにより構成されている。なお、負極11の端部には負極端子11cが配設されている。
【0020】
正極12は酸素を還元して発生させた電子と負極11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り、例えば、負極11と同様の構成を有している。すなわち、電解質層13の側から順に触媒を含む炭素粉末よりなる触媒層12aと多孔質の炭素材料よりなるガス透過層12bとが積層された構造を有している。触媒層12aに用いられる触媒は負極11と同様であり、触媒層12aが電解質層13に用いられる樹脂の微粒子を含む場合のあることも負極11と同様である。なお、正極12では、触媒層12aが例えば粉末状のポリテトラフルオロエチレンを含む場合や、またはガス透過層の触媒層と反対側に例えばポリテトラフルオロエチレンよりなる図示しない被覆層を含む場合もある。これは、正極12において発生する水の蒸発を促進させるためである。また、正極12の端部には正極端子12cが配設されている。
【0021】
電解質層13は、負極11において発生したプロトンを正極12に輸送するためのものであり、電子伝導性を持たず、プロトンを輸送することが可能な材料により構成されている。例えば、ポリパーフルオロスルホン酸系の樹脂膜、具体的には、デュポン社製のナフィオン膜,旭硝子社製のフレミオン膜あるいは旭化成工業社製のアシプレックス膜などにより構成されている。なお、ポリパーフルオロスルホン酸系の樹脂膜以外にも、トリフルオロスチレン誘導体の共重合膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、あるいは芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜などにより電解質層13を構成するようにしてもよい。
【0022】
負極11の電解質層13と反対側には、例えば図2に示したように、燃料の収納空間14aを負極11に隣接して内部に有する燃料保持部14が設けられている。この燃料保持部14は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン,ポリスチレン,ポリプロピレンあるいはポリカーボネートなどの硬質のプラスチックにより構成されている。また、ステンレス鋼やニッケル金属などの耐食性に優れた金属材料により構成される場合もある。なお、金属材料により構成される場合には、負極11と正極12とが短絡しないように燃料保持部14を配設するか、または短絡を防止するための図示しない絶縁部材を挿入する必要がある。
【0023】
この燃料保持部14には、また、隣接して配設された燃料補充部20に対応して燃料補充口14bが形成されている。なお、燃料補充部20にもこの燃料補充口14bに対応して燃料補充口20bが形成されている。これにより、燃料保持部14の収納空間14aと燃料補充部20の収納空間20aとは燃料補充口14b,20bをそれぞれ介して互いに連通され、燃料補充部20に収納された燃料が燃料保持部14に補充されるようになっている。すなわち、本実施の形態では燃料保持部14と燃料補充部20とにより燃料供給部が構成されており、収納空間14a,20aからなる閉鎖された空間において拡散あるいは流動などの自然による移動により負極11に燃料を供給するようになっている。
【0024】
なお、燃料補充部20は燃料保持部14と同様の材料により構成されており、燃料にはメタノールあるいはホルムアルデヒドなどを含む液体燃料や、または水素ガスなどを含む気体燃料が用いられる。ちなみに、燃料補充部20は着脱可能に配設されており、収納空間14a,20aに燃料が無くなったときには燃料補充部20を取り外して収納空間20aに燃料を新たに充填したのちに再び配設するか、または新たな燃料補充部20と交換することができるようになっている。例えば、燃料に水素ガスを用いる場合には、燃料補充部20に水素ガスを充填するのみでなく、水素吸蔵合金を充填するようにしてもよい。
【0025】
一方、正極12の電解質層13と反対側には、例えば図2に示したように、間隙を介して正極12に外気を自然拡散により供給する通気構造体15が設けられている。この通気構造体15は、例えば図3に拡大して示したように、外気が通過する開口16aを有する第1の保護部16と、この開口16aに対応して第1の保護部16と正極12との間に設けられると共に外気が通過する開口17aを有する第2の保護部17とを有している。
【0026】
このうち第1の保護部16は異物が正極12に接触することを一次的に防止するためのものであり、第2の保護部17は開口16aを介して第1の保護部16から正極12の側に侵入してきた異物が直線的に直接正極12に達することを防止するためのものである。すなわち、本実施の形態では、第1の保護部16と第2の保護部17とから保護部が構成されており、それにより異物が直線的に直接正極12に達することを防止しつつ、開口16a,17aを介して外気を正極12に供給するようになっている。
【0027】
なお、第1の保護部16は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン,ポリスチレン,ポリプロピレンあるいはポリカーボネートなどの絶縁材料により構成されている。外部の異物との電気的接触により電池性能が低下することを防止するためである。また、第1の保護部16は、正極12の電解質層13と反対側の表面全体を覆うように配設されており、周縁部において固定されている。開口16aは、例えば、一方向に帯状に延長された形状を有しており、平行に複数設けられている。
【0028】
また、第2の保護部17は、例えば、開口17aが開口16aの形成位置と重ならないように設けられた閉鎖部材17bと、この閉鎖部材を支持する支持部材17cとにより構成されている。閉鎖部材17bは、例えば、第1の保護部材16と同様の絶縁材料により構成されている。第1の保護部16と同様に、外部の異物との電気的接触により電池性能が低下することを防止するためである。支持部材17cは、例えば、開口16aに対応して設けられており、正極12に対して配設されている。これにより、図3に矢印で示したように、開口16aを介して侵入してきた異物が直線的に直接正極12に達することを有効に防止できるようになっている。
【0029】
また、この支持部材17cは、例えば、導電材料により構成されると共に、一端部が正極端子12cまで延長されており、集電体としての機能も兼ね備えるようになっている。支持部材17cを構成する導電材料としては、例えば、ステンレススティールあるいはニッケル金属などの比較的腐食しにくい金属を用いることが好ましい。正極12において水が発生するので腐食しやすいからである。
【0030】
このような構成を有する発電デバイスは次のように作用する。
【0031】
この発電デバイスでは、自然による移動により燃料補充部20から燃料保持部14に燃料が補充され、負極11に燃料が供給される。負極11では、燃料が酸化されて電子とプロトンとが取り出される。負極11において発生したプロトンは、電解質層13を介して正極12に移動する。また、正極12には通気構造体15の間隙を介して自然拡散により外気が供給される。正極12では、外気中に含まれる酸素が還元されて発生した電子が負極11から移動してきたプロトンと反応して水が生成する。これにより、負極11と正極12との間に電位差が生じ発電する。その際、正極12において発生した水は、自然蒸発により通気構造体15の間隙を介して外部に除去される。また、正極12において発生した電荷は集電体である支持部材17cにより集電される。
【0032】
なお、この発電デバイスでは、通気構造体15が設けられており、通気構造体15の間隙を介して正極12に外気を供給すると共に正極12から水を除去するようになっているので、正極12への異物の接触が防止される。よって、正極の破損および品質の低下が防止される。
【0033】
このように本実施の形態に係る発電デバイスによれば、正極12に対して外気を供給する間隙を有する通気構造体15を備えるようにしたので、異物が正極12に接触することを防止しつつ、正極12に対して自然拡散により外気を供給することができる。よって、正極12に対して酸素を強制的に流通させる機構が不要となり、小型化を図ることができると共に、異物の接触による正極12の破損および品質の低下を防止することができる。
【0034】
また、通気構造体15を第1の保護部16と第2の保護部17とにより構成し、異物が直線的に直接正極12に達しないようにしたので、ほとんどの異物を有効に排除することができる。
【0035】
更に、第1の保護部16および第2の保護部17の閉鎖部材17bを絶縁材料により構成するようにしたので、外部の異物との電気的接触により電池性能が低下することを防止できる。
【0036】
加えて、第2の保護部17の支持部材17cを導電材料により構成し、集電体としての機能を持たせるようにしたので、正極12において発生した電荷を効率よく集電することができる。よって、より小型化することができる。
【0037】
更にまた、燃料保持部14および燃料補充部20において自然による移動により負極11に燃料を供給するようにしたので、負極11に対して燃料を強制的に流通させる機構が不要となり、小型化を図ることができる。
【0038】
(第2の実施の形態)
図4は本発明の第2の実施の形態に係る発電デバイスの構成を表すものである。この発電デバイスは、燃料補充部20が除去されると共に、燃料保持部14の燃料補充口14bに蓋体14cが配設されたことを除き、第1の実施の形態と同一の構成,作用および効果を有している。よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0039】
この発電デバイスでは、蓋体14cにより燃料保持部14の内部の収納空間14aが閉鎖されており、収納空間14aに収納された燃料が自然による移動により負極11に供給されるようになっている。すなわち、本実施の形態では、燃料保持部14により燃料供給部が構成されている。ちなみに、蓋体14cは着脱可能に配設されており、収納空間14aに燃料が無くなったときには蓋体14cを外して燃料補充口14bから新たに燃料を補充することができるようになっている。
【0040】
以上、各実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記各実施の形態においては、通気構造体15を第1の保護部16および第2の保護部17により構成する場合について説明したが、外気を正極12に供給する間隙を有していれば他の構造により構成するようにしてもよい。例えば、通気構造体を第1の保護層16または第2の保護層17のいずれか一方により構成するようにしてもよく、第1の保護部16および第2の保護部17と共に新たな第3の保護部を加えて構成するようにしてもよい。但し、保護部により異物が直線的に直接正極12に接触することを防止できるように構成すれば、正極12に対する異物の接触を有効に防止することができるので好ましい。
【0041】
また、第1の保護部における開口はどのような形状でもよく、例えば、第1の保護部が格子状となるように開口を適宜な矩形状としてもよい。なお、その際も、例えば、第1の保護部の開口と第2の保護部の開口が重ならないように閉鎖部材を設けると共に、第1の保護部の開口に対応させて支持部材を設けるようにすれば、正極12に対する異物の接触を有効に防止できるので好ましい。
【0042】
更に、上記各実施の形態においては、支持部材17cを導電材料により構成するようにしたが、閉鎖部材17bと同様に絶縁材料により構成するようにしてもよい。なお、この場合には、上記各実施の形態とは異なり、支持部材は集電体としての機能を兼ね備えない。また、支持部材に集電体としての機能を持たせる場合には、正極12側の少なくとも一部を導電材料により構成するようにすればよい。
【0043】
加えて、上記各実施の形態においては、負極11および正極12の延長方向に燃料補充部20を延長させて電池本体10と直列に燃料補充部20を配設した場合を具体的に図示したが、本発明は、電池本体10と燃料補充部20とが他の配設位置関係を有する場合についても同様に適用される。例えば、図5に示したように、燃料補充部20を電池本体10の燃料保持部14の側に積層して配設するようにしてもよい。また、図6に示したように、電池本体10の延長方向(すなわち負極11および正極12の延長方向)に対して垂直な方向に燃料補充部20を延長させて電池本体10の燃料保持部14側に燃料補充部20を配設するようにしてもよい。なお、その際、図6に示したように燃料補充部20を燃料保持部14の端部に配設してもよく、図7に示したように燃料保持部14の中央部に配設してもよい。
【0044】
更にまた、上記各実施の形態においては、電池本体10と燃料補充部20とを隣接させて連結するようにしたが、燃料保持部14の燃料補充口14bと燃料補充部20の燃料補充口20bとを適宜な接続管により接続し、電池本体10と燃料補充部20とを離間させて配置するようにしてもよい。
【0045】
加えてまた、上記各実施の形態においては、1つの電池本体10を備える場合について説明したが、本発明は、2以上の電池本体10を備える場合についても同様に適用される。その際、燃料保持部14を互いに対向させて2つの電池本体10を積層するようにしてもよい。なお、燃料補充部20は、2つの電池本体で同一のものを共用してもよく、それぞれ別のものを備えるようにしてもよい。また、図8に示したように、2つの電池本体10を積層する場合には、燃料保持部14を2つの電池本体10の間で共用するようにしてもよい。
【0046】
更にまた、上記各実施の形態においては、燃料の具体的な例を挙げて説明したが、酢酸,ギ酸あるいはカルボン酸を含む液体燃料などの他の燃料を用いることもできる。
【0047】
加えてまた、上記各実施の形態においては、負極11に燃料を供給する燃料供給部を備える場合について説明したが、本発明は、燃料供給部を備えない場合についても適用される。例えば、空気電池のように負極が金属により構成されていてもよい。
【0048】
更にまた、上記各実施の形態においては、通気構造体15および集電体を備える場合について説明したが、本発明は、通気構造体15を備えない場合についても適用されると共に、集電体を備えない場合についても適用される。加えてまた、上記各実施の形態においては、通気構造体15の一部を集電体として機能させる場合について説明したが、通気構造体15と別個に集電体を設けるようにしてもよい。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1乃至請求項9のいずれか1に記載の発電デバイスによれば、正極に対して外気を供給する間隙を有する通気構造体を備えるようにしたので、異物が正極に接触することを防止しつつ、正極に対して自然拡散により外気を供給することができる。よって、正極に対して酸素を強制的に流通させる機構が不要となり、発電デバイスの小型化を図ることができると共に、異物の接触による正極の破損および品質の低下を防止することができるという効果を奏する。
【0050】
特に、請求項2に記載の発電デバイスによれば、異物が直線的に直接正極に達しないように構成するようにしたので、ほとんどの異物を有効に排除することができるという効果を奏する。
【0051】
また、請求項4または請求項6に記載の発電デバイスによれば、第1の保護部または第2の保護部の閉鎖部材を絶縁材料により構成するようにしたので、外部の異物との電気的接触により電池性能が低下することを防止できるという効果を奏する。
【0052】
更に、請求項5記載の発電デバイスによれば、第2の保護部における支持部材の少なくとも一部を導電材料により構成するようにしたので、支持部材に集電体としての機能を持たせることができ、正極において発生した電荷を効率よく集電することができる。よって、発電デバイスをより小型化することができるという効果を奏する。
【0054】
更にまた、請求項7乃至請求項9のいずれか1に記載の発電デバイスによれば、自然による移動により負極に燃料を供給する燃料供給部を備えるようにしたので、負極に対して燃料を強制的に流通させる機構が不要となり、発電デバイスの小型化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る発電デバイスの外観構成を表す斜視図である。
【図2】図1に示した発電デバイスのI−I線に沿った断面図である。
【図3】図2の一部を拡大して表す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る発電デバイスの構成を表す断面図である。
【図5】本発明の変形例を表す斜視図である。
【図6】本発明の他の変形例を表す斜視図である。
【図7】本発明の他の変形例を表す斜視図である。
【図8】本発明の他の変形例を表す断面図である。
【符号の説明】
10…電池本体、11…負極、11a,12a…触媒層、11b,12b…ガス透過層、11c…負極端子、12…正極、12c…正極端子、13…電解質層、14…燃料保持部、14a,20a…収納空間、14b,20b…燃料補充口、14c…蓋体、15…通気構造体、16…第1の保護部、16a,17a…開口、17…第2の保護部、17b…閉鎖部材、17c…支持部材、20…燃料補充部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power generation device that has a positive electrode and a negative electrode that face each other with an electrolyte layer interposed therebetween, and that reduces oxygen with the positive electrode.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of electronic devices, small portable electronic devices represented by portable small AV (audio / visual) devices, mobile phones, and portable information terminals are rapidly developing due to technological advances. Accordingly, as a portable power source used for them, development of a power generation device that has a high energy density and is small and can be used for a long time is required.
[0003]
Currently, secondary batteries are the mainstream of such power generation devices, and their research and development is actively underway. Recently, nickel-hydrogen secondary batteries have been rapidly improved in performance, or lithium ion secondary batteries have been put into practical use, and a certain level of performance has been obtained as a portable power source. However, depending on the type of portable electronic device used, the reality is that the sufficient continuous use time has not yet been guaranteed.
[0004]
Therefore, development of other power generation devices to replace secondary batteries is also expected. For example, as another power generation device having a high energy density, an air cell or a fuel cell can be cited. Among these, an air battery uses oxygen in the air as a positive electrode active material, and generates electricity by reacting oxygen and a metal constituting the negative electrode through an electrolyte membrane. Therefore, the air battery is characterized in that it does not require a positive electrode active material filling space and has a very high energy density as a whole battery. On the other hand, however, the air battery has a problem that the self-discharge rate is large because the alkaline electrolyte reacts with carbon dioxide in the air to cause deterioration over time. In addition, when the battery is exhausted, it cannot be charged like a normal secondary battery, so there is a problem that it is not suitable for a power source of a portable electronic device.
[0005]
In the fuel cell, the fuel supplied to the negative electrode is oxidized and separated into electrons and protons, and the protons move to the positive electrode and react with oxygen supplied to the positive electrode to generate electric power. Since such fuel cells directly convert the combustion energy of materials into electrical energy, the energy conversion efficiency is very high compared to general thermal power generation, etc., and the only thing that is generated during power generation is low pollution with only water. It has the characteristic of being sex. Further, unlike an air battery, it has a feature that it can be used continuously as long as fuel and oxygen are supplied. For this reason, development research has been conducted on fuel cells for large-scale power generation.
[0006]
Furthermore, in recent years, a fuel cell using a polymer solid electrolyte layer has been developed and can operate at a relatively low temperature of about room temperature to 90 ° C. As a result, not only for large-scale power generation but also for fuel cells, application to gradually smaller systems, such as application to power sources for driving automobiles, is considered.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the fuel cell cannot continuously generate power unless oxygen and fuel are continuously supplied, and water is generated at the positive electrode during power generation, and oxygen is circulated adjacent to the positive electrode. It was also necessary to remove the water generated by the treatment. Therefore, conventionally, in a fuel cell, an oxygen supply mechanism that forcibly circulates and supplies oxygen to the positive electrode and a fuel supply mechanism that forcibly circulates and supplies fuel to the negative electrode are essential. There was a problem that the size was too large.
[0008]
Therefore, it is conceivable to reduce the size by removing the oxygen supply mechanism and the fuel supply mechanism that are forced to flow. At present, the power consumption of portable electronic devices is decreasing, and it is considered that the necessary power can be obtained by natural diffusion supply without forcibly circulating oxygen and fuel. It is thought that the water to be removed can be removed by natural evaporation.
[0009]
However, in that case, in order to efficiently supply oxygen by natural diffusion and remove water by natural evaporation, it is desirable that the positive electrode be positioned near the outer surface to facilitate contact with the outside air. Damage due to contact or degradation of performance becomes a problem. Further, in order to further reduce the size of the device, it is necessary to efficiently collect the generated charges. Furthermore, a structure different from the conventional one is required to supply the fuel to the negative electrode.
[0010]
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a small power generation device that can be used as a portable power source.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A power generation device according to the present invention is provided with a positive electrode for reducing oxygen, a negative electrode provided opposite to the positive electrode via an electrolyte layer, and provided on the side opposite to the electrolyte layer of the positive electrode, and supplies outside air to the positive electrode The ventilation structure has a first protection part and a second protection part. The first protection part covers the surface of the positive electrode and allows outside air to pass therethrough. A plurality of first openings, and the second protection part is disposed between the first protection part and the positive electrode, and has a second opening at a position not overlapping the first opening. The outside air that has passed through the opening is supplied to the positive electrode from the second opening after passing between the first protective part and the second protective part.
[0014]
In the power generation device according to the present invention, the outside air that has passed through the first opening of the first protection portion passes between the first protection portion and the second protection portion, and is then provided in the second protection portion. The positive electrode is supplied from the second opening. Thereby, oxygen contained in the outside air is reduced at the positive electrode. That is, in the vent structure, along with the contact of the foreign matter is prevented for the positive electrode, oxygen is supplied to the positive electrode via a gap.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
(First embodiment)
FIG. 1 shows an external configuration of the power generation device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a cross-sectional structure taken along line II of the power generation device shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a part of FIG. This power generation device includes, for example, a battery main body 10 and a fuel replenishment unit 20 having a fuel storage space 20a therein. In the battery body 10, for example, as illustrated in FIG. 2, a negative electrode 11 and a positive electrode 12 are provided to face each other with an electrolyte layer 13 interposed therebetween.
[0019]
The negative electrode 11 oxidizes the fuel and extracts electrons and protons from the fuel. For example, the negative electrode 11 has a structure in which a catalyst layer 11a and a gas permeable layer 11b are stacked in this order from the electrolyte layer 13 side. The catalyst layer 11a is made of, for example, carbon powder containing a catalyst. As the catalyst, for example, platinum (Pt) fine particles, or fine particles of transition metal such as iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co) or ruthenium (Ru) and platinum or fine particles such as oxides are used. It is done. However, it is preferable that the catalyst is made of an alloy of ruthenium and platinum, since inactivation of the catalyst due to adsorption of carbon monoxide (CO) can be prevented. Further, the catalyst layer 11a may include fine particles of a resin used for the electrolyte layer 13 described later. This is to facilitate the movement of the generated protons. The gas permeable layer 11b is made of, for example, a thin film made of a porous carbon material, specifically, carbon paper or the like. A negative electrode terminal 11 c is disposed at the end of the negative electrode 11.
[0020]
The positive electrode 12 generates water by reacting electrons generated by reducing oxygen and protons generated in the negative electrode 11. For example, the positive electrode 12 has the same configuration as the negative electrode 11. That is, it has a structure in which a catalyst layer 12a made of carbon powder containing a catalyst and a gas permeable layer 12b made of a porous carbon material are laminated in order from the electrolyte layer 13 side. The catalyst used for the catalyst layer 12 a is the same as that of the negative electrode 11, and the catalyst layer 12 a may contain fine particles of the resin used for the electrolyte layer 13, as with the negative electrode 11. In the positive electrode 12, the catalyst layer 12a may include, for example, powdered polytetrafluoroethylene, or may include a coating layer (not shown) made of, for example, polytetrafluoroethylene on the opposite side of the gas permeable layer from the catalyst layer. . This is to promote the evaporation of water generated in the positive electrode 12. A positive electrode terminal 12 c is disposed at the end of the positive electrode 12.
[0021]
The electrolyte layer 13 is for transporting protons generated in the negative electrode 11 to the positive electrode 12 and is made of a material that does not have electron conductivity and can transport protons. For example, it is composed of a polyperfluorosulfonic acid resin film, specifically, a Nafion film manufactured by DuPont, a Flemion film manufactured by Asahi Glass, or an Aciplex film manufactured by Asahi Kasei Kogyo. In addition to the polyperfluorosulfonic acid-based resin film, the electrolyte layer 13 is made of a copolymer film of a trifluorostyrene derivative, a polybenzimidazole film impregnated with phosphoric acid, or an aromatic polyether ketone sulfonic acid film. You may make it comprise.
[0022]
On the opposite side of the negative electrode 11 from the electrolyte layer 13, for example, as shown in FIG. 2, a fuel holding portion 14 having a fuel storage space 14 a adjacent to the negative electrode 11 is provided. The fuel holding portion 14 is made of, for example, a hard plastic such as polytetrafluoroethylene, polystyrene, polypropylene, or polycarbonate. Moreover, it may be comprised with metal materials excellent in corrosion resistance, such as stainless steel and nickel metal. In addition, when comprised with a metal material, it is necessary to arrange | position the fuel holding part 14 so that the negative electrode 11 and the positive electrode 12 may not short-circuit, or to insert the insulating member which is not shown in order to prevent a short circuit .
[0023]
The fuel holding portion 14 is also formed with a fuel replenishing port 14b corresponding to the fuel replenishing portion 20 disposed adjacent thereto. The fuel replenishing portion 20 also has a fuel replenishing port 20b corresponding to the fuel replenishing port 14b. Thus, the storage space 14a of the fuel holding unit 14 and the storage space 20a of the fuel replenishing unit 20 are communicated with each other via the fuel replenishing ports 14b and 20b, respectively, and the fuel stored in the fuel replenishing unit 20 is communicated with the fuel holding unit 14. To be replenished. That is, in the present embodiment, a fuel supply unit is configured by the fuel holding unit 14 and the fuel replenishment unit 20, and the negative electrode 11 is caused by natural movement such as diffusion or flow in a closed space including the storage spaces 14a and 20a. To supply fuel.
[0024]
The fuel replenishing unit 20 is made of the same material as that of the fuel holding unit 14, and liquid fuel including methanol or formaldehyde or gaseous fuel including hydrogen gas is used as the fuel. Incidentally, the fuel replenishment section 20 is detachably disposed. When the storage spaces 14a and 20a run out of fuel, the fuel replenishment section 20 is removed and the storage space 20a is newly filled with fuel, and then disposed again. Alternatively, it can be replaced with a new fuel replenishing unit 20. For example, when hydrogen gas is used as the fuel, the fuel replenishment unit 20 may be filled not only with hydrogen gas but also with a hydrogen storage alloy.
[0025]
On the other hand, on the side opposite to the electrolyte layer 13 of the positive electrode 12, for example, as shown in FIG. 2, a ventilation structure 15 for supplying outside air to the positive electrode 12 by natural diffusion through a gap is provided. For example, as shown in an enlarged view in FIG. 3, the ventilation structure 15 includes a first protection part 16 having an opening 16a through which outside air passes, and a first protection part 16 and a positive electrode corresponding to the opening 16a. 12 and a second protective portion 17 having an opening 17a through which outside air passes.
[0026]
Among these, the 1st protection part 16 is for preventing primary that a foreign material contacts the positive electrode 12, and the 2nd protection part 17 is the positive electrode 12 from the 1st protection part 16 via the opening 16a. This is for the purpose of preventing the foreign matter that has entered the side from directly reaching the positive electrode 12 linearly. That is, in the present embodiment, the first protection unit 16 and the second protection unit 17 constitute a protection unit, thereby preventing foreign matter from directly reaching the positive electrode 12 while opening the opening. Outside air is supplied to the positive electrode 12 via 16a and 17a.
[0027]
The first protection part 16 is made of an insulating material such as polytetrafluoroethylene, polystyrene, polypropylene, or polycarbonate, for example. This is to prevent battery performance from being deteriorated due to electrical contact with external foreign matter. Moreover, the 1st protection part 16 is arrange | positioned so that the whole surface on the opposite side to the electrolyte layer 13 of the positive electrode 12 may be covered, and it is being fixed in the peripheral part. For example, the opening 16a has a shape extending in a strip shape in one direction, and a plurality of openings 16a are provided in parallel.
[0028]
Moreover, the 2nd protection part 17 is comprised by the closing member 17b provided so that the opening 17a might not overlap with the formation position of the opening 16a, and the supporting member 17c which supports this closing member, for example. The closing member 17b is made of an insulating material similar to that of the first protective member 16, for example. This is to prevent the battery performance from being deteriorated due to electrical contact with an external foreign object, similarly to the first protection unit 16. For example, the support member 17 c is provided corresponding to the opening 16 a and is disposed with respect to the positive electrode 12. As a result, as shown by the arrows in FIG. 3, it is possible to effectively prevent the foreign matter that has entered through the opening 16a from reaching the positive electrode 12 linearly.
[0029]
In addition, the support member 17c is made of, for example, a conductive material, and one end portion is extended to the positive electrode terminal 12c, and also has a function as a current collector. As the conductive material constituting the support member 17c, it is preferable to use a metal that is relatively resistant to corrosion, such as stainless steel or nickel metal. This is because water is generated in the positive electrode 12 and is easily corroded.
[0030]
The power generation device having such a configuration operates as follows.
[0031]
In this power generation device, fuel is replenished from the fuel replenishment unit 20 to the fuel holding unit 14 by movement due to nature, and fuel is supplied to the negative electrode 11. In the negative electrode 11, the fuel is oxidized and electrons and protons are extracted. Protons generated in the negative electrode 11 move to the positive electrode 12 through the electrolyte layer 13. Further, the outside air is supplied to the positive electrode 12 by natural diffusion through the gap of the ventilation structure 15. In the positive electrode 12, electrons generated by reduction of oxygen contained in the outside air react with protons that have moved from the negative electrode 11 to generate water. As a result, a potential difference is generated between the negative electrode 11 and the positive electrode 12 to generate power. At that time, the water generated in the positive electrode 12 is removed to the outside through the gap of the ventilation structure 15 by natural evaporation. Further, the electric charge generated in the positive electrode 12 is collected by the support member 17c which is a current collector.
[0032]
In this power generation device, the ventilation structure 15 is provided, and external air is supplied to the positive electrode 12 through the gap between the ventilation structure 15 and water is removed from the positive electrode 12. The contact of foreign matter to is prevented. Therefore, damage to the positive electrode and deterioration of the quality are prevented.
[0033]
As described above, according to the power generation device according to the present embodiment, since the ventilation structure 15 having the gap for supplying the outside air to the positive electrode 12 is provided, it is possible to prevent foreign matter from contacting the positive electrode 12. The outside air can be supplied to the positive electrode 12 by natural diffusion. Therefore, a mechanism for forcibly circulating oxygen with respect to the positive electrode 12 is not required, and downsizing can be achieved, and damage to the positive electrode 12 and deterioration of quality due to contact with foreign matter can be prevented.
[0034]
In addition, since the ventilation structure 15 is constituted by the first protection portion 16 and the second protection portion 17 so that the foreign matter does not directly reach the positive electrode 12 in a straight line, most foreign matters are effectively excluded. Can do.
[0035]
Furthermore, since the closing members 17b of the first protection part 16 and the second protection part 17 are made of an insulating material, it is possible to prevent battery performance from being deteriorated due to electrical contact with external foreign matter.
[0036]
In addition, since the support member 17c of the second protection portion 17 is made of a conductive material and has a function as a current collector, the charges generated in the positive electrode 12 can be efficiently collected. Therefore, the size can be further reduced.
[0037]
Furthermore, since the fuel is supplied to the negative electrode 11 by natural movement in the fuel holding unit 14 and the fuel replenishment unit 20, a mechanism for forcibly flowing the fuel to the negative electrode 11 is not required, and the size can be reduced. be able to.
[0038]
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows the configuration of a power generation device according to the second embodiment of the present invention. This power generation device has the same configuration, operation, and function as those of the first embodiment except that the fuel replenishing unit 20 is removed and a lid 14c is disposed at the fuel replenishing port 14b of the fuel holding unit 14. Has an effect. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0039]
In this power generation device, the storage space 14a inside the fuel holding portion 14 is closed by the lid 14c, and the fuel stored in the storage space 14a is supplied to the negative electrode 11 by natural movement. That is, in the present embodiment, the fuel holding unit 14 constitutes a fuel supply unit. Incidentally, the lid body 14c is detachably disposed, and when the storage space 14a runs out of fuel, the lid body 14c can be removed and fuel can be newly replenished from the fuel replenishing port 14b.
[0040]
The present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, in each of the above-described embodiments, the case where the ventilation structure 15 is configured by the first protection portion 16 and the second protection portion 17 has been described. However, the ventilation structure 15 may have a gap for supplying outside air to the positive electrode 12. For example, other structures may be used. For example, the ventilation structure may be configured by one of the first protective layer 16 and the second protective layer 17, and a new third part together with the first protective part 16 and the second protective part 17. The protection unit may be added to the configuration. However, it is preferable that the protective portion can prevent foreign matter from directly contacting the positive electrode 12 in a straight line because contact of the foreign matter with the positive electrode 12 can be effectively prevented.
[0041]
In addition, the opening in the first protection part may have any shape. For example, the opening may be in an appropriate rectangular shape so that the first protection part has a lattice shape. In this case also, for example, a closing member is provided so that the opening of the first protection part and the opening of the second protection part do not overlap, and a support member is provided corresponding to the opening of the first protection part. In this case, it is preferable because contact of foreign matter with the positive electrode 12 can be effectively prevented.
[0042]
Further, in each of the above embodiments, the support member 17c is made of a conductive material, but it may be made of an insulating material in the same manner as the closing member 17b. In this case, unlike the above-described embodiments, the support member does not function as a current collector. Further, when the support member has a function as a current collector, at least part of the positive electrode 12 may be made of a conductive material.
[0043]
In addition, in each of the above embodiments, the case where the fuel replenishment unit 20 is extended in the extending direction of the negative electrode 11 and the positive electrode 12 and the fuel replenishment unit 20 is arranged in series with the battery body 10 is specifically illustrated. The present invention is similarly applied to the case where the battery body 10 and the fuel replenishment unit 20 have other arrangement positional relationships. For example, as shown in FIG. 5, the fuel replenishment unit 20 may be stacked and disposed on the fuel holding unit 14 side of the battery body 10. In addition, as shown in FIG. 6, the fuel replenishing portion 20 is extended in a direction perpendicular to the extending direction of the battery body 10 (that is, the extending direction of the negative electrode 11 and the positive electrode 12), and the fuel holding portion 14 of the battery body 10. A fuel replenishing unit 20 may be disposed on the side. At this time, the fuel replenishment section 20 may be disposed at the end of the fuel holding section 14 as shown in FIG. 6, or at the center of the fuel holding section 14 as shown in FIG. May be.
[0044]
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the battery body 10 and the fuel replenishment unit 20 are connected adjacent to each other. However, the fuel replenishment port 14b of the fuel holding unit 14 and the fuel replenishment port 20b of the fuel replenishment unit 20 are connected. And the battery body 10 and the fuel replenishing unit 20 may be arranged apart from each other.
[0045]
In addition, in each of the above embodiments, the case where one battery body 10 is provided has been described, but the present invention is similarly applied to the case where two or more battery bodies 10 are provided. At this time, the two battery main bodies 10 may be stacked with the fuel holding portions 14 facing each other. In addition, the fuel replenishment part 20 may share the same thing with two battery main bodies, and you may make it equip each with another thing. Further, as shown in FIG. 8, when the two battery main bodies 10 are stacked, the fuel holding portion 14 may be shared between the two battery main bodies 10.
[0046]
Furthermore, in each of the above-described embodiments, a specific example of the fuel has been described. However, other fuels such as a liquid fuel containing acetic acid, formic acid, or carboxylic acid may be used.
[0047]
In addition, in each of the above-described embodiments, the case where the fuel supply unit that supplies fuel to the negative electrode 11 is provided has been described, but the present invention is also applied to the case where the fuel supply unit is not provided. For example, the negative electrode may be made of metal like an air battery.
[0048]
Furthermore, in each of the embodiments described above, the case where the ventilation structure 15 and the current collector are provided has been described. However, the present invention is also applied to the case where the ventilation structure 15 is not provided, This also applies to cases where they are not prepared. In addition, in each of the above embodiments, the case where a part of the ventilation structure 15 is caused to function as a current collector has been described. However, a current collector may be provided separately from the ventilation structure 15.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the power generation device according to any one of claims 1 to 9 , since the ventilation structure having the gap for supplying the outside air to the positive electrode is provided, the foreign matter is on the positive electrode. While preventing contact, outside air can be supplied to the positive electrode by natural diffusion. Therefore, there is no need for a mechanism for forcibly circulating oxygen to the positive electrode, the power generation device can be reduced in size, and the positive electrode can be prevented from being damaged and the quality can be prevented from being deteriorated due to contact with foreign matter. Play.
[0050]
In particular, according to the power generation device of the second aspect, since it is configured so that the foreign matter does not directly reach the positive electrode in a straight line, there is an effect that most of the foreign matter can be effectively eliminated.
[0051]
According to the power generation device of claim 4 or 6 , since the closing member of the first protection part or the second protection part is made of an insulating material, it is electrically connected to an external foreign object. There is an effect that the battery performance can be prevented from being lowered by the contact.
[0052]
Further, according to the power generation device of the fifth aspect , since at least a part of the support member in the second protection portion is made of the conductive material, the support member can have a function as a current collector. In addition, the charges generated in the positive electrode can be collected efficiently. Therefore, there is an effect that the power generation device can be further downsized.
[0054]
Furthermore, according to the power generation device according to any one of claims 7 to 9, since the fuel supply unit that supplies fuel to the negative electrode by movement due to nature is provided, the fuel is forced to the negative electrode. Therefore, there is no need for a mechanism for distributing the power generation device, and the power generation device can be reduced in size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an external configuration of a power generation device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II of the power generation device shown in FIG. 1. FIG.
3 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a power generation device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a modification of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view illustrating another modification of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view illustrating another modification of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating another modification of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Battery main body, 11 ... Negative electrode, 11a, 12a ... Catalyst layer, 11b, 12b ... Gas permeable layer, 11c ... Negative electrode terminal, 12 ... Positive electrode, 12c ... Positive electrode terminal, 13 ... Electrolyte layer, 14 ... Fuel holding part, 14a , 20a ... storage space, 14b, 20b ... fuel replenishment port, 14c ... lid, 15 ... vent structure, 16 ... first protection part, 16a, 17a ... opening, 17 ... second protection part, 17b ... closed Member, 17c ... support member, 20 ... fuel replenishment part

Claims (9)

酸素を還元する正極と、
この正極に電解質層を介して対向して設けられた負極と、
前記正極の電解質層と反対側に設けられると共に、前記正極に対して外気を供給する間隙を有する通気構造体と、を備えた発電デバイスであって、
前記通気構造体は、
第1の保護部と第2の保護部とを有し、前記第1の保護部は、前記正極の表面を覆うと共に、外気が通過可能な複数の第1開口を有し、前記第2保護部は、前記第1の保護部と前記正極との間に配設されると共に、前記第1開口と重ならない位置に第2開口を有し、前記第1開口を通過した外気は前記第1の保護部と前記第2の保護部との間を通過したのち、前記第2開口から前記正極に供給される
電デバイス。
A positive electrode for reducing oxygen;
A negative electrode provided opposite to the positive electrode with an electrolyte layer interposed therebetween;
A ventilation structure provided on a side opposite to the electrolyte layer of the positive electrode and having a gap for supplying outside air to the positive electrode, and a power generation device comprising:
The vent structure is
A first protection part and a second protection part, wherein the first protection part covers a surface of the positive electrode and has a plurality of first openings through which outside air can pass; The portion is disposed between the first protection portion and the positive electrode, and has a second opening at a position not overlapping the first opening, and the outside air passing through the first opening is the first After passing between the protective part and the second protective part, the positive electrode is supplied to the positive electrode from the second opening.
Power generation device.
前記通気構造体は、異物が直線的に直接前記正極に達することを防止する、請求項1記載の発電デバイス。  The power generation device according to claim 1, wherein the ventilation structure prevents foreign substances from reaching the positive electrode directly in a straight line. 前記通気構造体は、平面状の前記正極に対向して設けられている、請求項1記載の発電デバイス。  The power generation device according to claim 1, wherein the ventilation structure is provided to face the planar positive electrode. 前記第1の保護部は、絶縁材料により構成されている、請求項1記載の発電デバイス。  The power generation device according to claim 1, wherein the first protection portion is made of an insulating material. 前記第2の保護部は、
前記第2開口を有する閉鎖部材と、
前記閉鎖部材を支持すると共に、前記正極に対して配設された支持部材とを備え、
前記支持部材の少なくとも一部は、導電材料により構成されている、請求項1記載の発電デバイス。
The second protection unit is
A closure member having the second opening;
And supporting the closure member, and a support member disposed with respect to the positive electrode,
The power generation device according to claim 1, wherein at least a part of the support member is made of a conductive material.
前記閉鎖部材は、絶縁材料により構成されている、請求項5記載の発電デバイス。  The power generation device according to claim 5, wherein the closing member is made of an insulating material. 前記負極は燃料を酸化すると共に、前記負極と前記正極との間に電解質層を有し、
更に、燃料を収納する閉鎖された収納空間を有し、自然による移動により前記負極に燃料を供給する燃料供給部を備えた、請求項1記載の発電デバイス。
The negative electrode oxidizes fuel and has an electrolyte layer between the negative electrode and the positive electrode,
The power generation device according to claim 1, further comprising a fuel supply unit that has a closed storage space for storing fuel and supplies fuel to the negative electrode by natural movement.
前記燃料供給部は、
前記負極に隣接して設けられた燃料保持部と、
この燃料保持部に燃料を補充すると共に、着脱可能に配設された燃料補充部とを有する、請求項7記載の発電デバイス。
The fuel supply unit
A fuel holding portion provided adjacent to the negative electrode;
The power generation device according to claim 7, further comprising a fuel replenishing unit that is detachably disposed while replenishing the fuel holding unit.
前記燃料供給部は、
前記負極に隣接して設けられ、燃料を内部に補充するための開口が設けられた燃料保持部と、
この燃料保持部の開口を閉鎖する蓋体とを有する、請求項7記載の発電デバイス。
The fuel supply unit
A fuel holding portion provided adjacent to the negative electrode and provided with an opening for replenishing fuel therein;
The power generation device according to claim 7, further comprising a lid that closes the opening of the fuel holding portion.
JP06909299A 1999-03-15 1999-03-15 Power generation device Expired - Fee Related JP4517415B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06909299A JP4517415B2 (en) 1999-03-15 1999-03-15 Power generation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06909299A JP4517415B2 (en) 1999-03-15 1999-03-15 Power generation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000268835A JP2000268835A (en) 2000-09-29
JP4517415B2 true JP4517415B2 (en) 2010-08-04

Family

ID=13392624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06909299A Expired - Fee Related JP4517415B2 (en) 1999-03-15 1999-03-15 Power generation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4517415B2 (en)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002237325A (en) * 2001-02-07 2002-08-23 Sony Corp Fuel cell module and electric equipment as well as electric equipment equipped with fuel cell module
JP2002343378A (en) 2001-05-18 2002-11-29 Hitachi Ltd Fuel cell, fuel cell electricity generating device, and equipment using the same
JP4042101B2 (en) 2001-07-06 2008-02-06 ソニー株式会社 FUEL CELL AND POWER SUPPLY METHOD USING FUEL CELL
JP2006032363A (en) * 2001-07-06 2006-02-02 Sony Corp Fuel cell, function card, gas supply mechanism for fuel cell, power generator and production method for power generator
JP2003031240A (en) * 2001-07-12 2003-01-31 Kemitsukusu:Kk Small-sized solid polymer fuel cell and separator for fuel cell
EP1410453B1 (en) 2001-07-18 2008-09-03 Tel-Aviv University Future Technology Development L.P. Fuel cell with proton conducting membrane and with improved water and fuel management
JP4862241B2 (en) * 2001-08-21 2012-01-25 ソニー株式会社 Fuel cell
JP4094265B2 (en) * 2001-09-25 2008-06-04 株式会社日立製作所 Fuel cell power generator and device using the same
JP3785994B2 (en) * 2001-11-29 2006-06-14 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
US6998185B2 (en) * 2002-01-11 2006-02-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Dye-based fuel indicator system for fuel cells
KR100493153B1 (en) 2002-03-20 2005-06-03 삼성에스디아이 주식회사 Air breathing direct methanol fuel cell pack
KR100450820B1 (en) 2002-04-23 2004-10-01 삼성에스디아이 주식회사 Air breathing direct methanol fuel cell pack
JP4042526B2 (en) 2002-10-22 2008-02-06 株式会社日立製作所 Sheet electrolyte membrane electrode assembly and fuel cell using the same
JP4409825B2 (en) * 2002-12-05 2010-02-03 シャープ株式会社 Fuel cell
US7329471B2 (en) * 2002-12-10 2008-02-12 General Electric Company Methods and apparatus for assembling solid oxide fuel cells
WO2004064186A1 (en) * 2003-01-08 2004-07-29 Nikon Corporation Electronic device
WO2004064187A1 (en) * 2003-01-08 2004-07-29 Nikon Corporation Electronic device
CN1748332B (en) 2003-02-10 2010-07-21 松下电器产业株式会社 Fuel cell system
JP4894512B2 (en) * 2004-03-10 2012-03-14 日本電気株式会社 FUEL CELL FUEL CONTAINER, FUEL CELL USING THE SAME, AND METHOD OF OPERATING FUEL CELL
US20050227136A1 (en) 2004-03-15 2005-10-13 Hiroshi Kikuchi Fuel cell, electronic apparatus and camera
JP2006332025A (en) * 2005-04-28 2006-12-07 Hitachi Ltd Fuel cell unit and electronic equipment
JP4643393B2 (en) * 2005-08-24 2011-03-02 株式会社日立製作所 Fuel cell
JP4643394B2 (en) * 2005-08-24 2011-03-02 株式会社日立製作所 Fuel cell
JP2007095438A (en) 2005-09-28 2007-04-12 Hitachi Ltd Fuel cell
JP2008218058A (en) * 2007-02-28 2008-09-18 Toshiba Corp Fuel cell
JP2009231244A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Toshiba Digital Media Engineering Corp Portable fuel cell
JP5381887B2 (en) * 2010-04-26 2014-01-08 株式会社ニコン Electronics

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5923473A (en) * 1982-07-30 1984-02-06 Hitachi Ltd Fuel cell, electrolyte structure for fuel cell and electrolyte composite for fuel cell
JPS5966066A (en) * 1982-10-06 1984-04-14 Hitachi Ltd Liquid fuel cell
JPS6339867U (en) * 1986-08-29 1988-03-15
JPH07335243A (en) * 1994-06-06 1995-12-22 Toyota Motor Corp Fuel cell
JPH0869254A (en) * 1994-08-31 1996-03-12 Toshiba Corp Information guide display device
JPH08138693A (en) * 1994-11-01 1996-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell and power generator using it

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0945358A (en) * 1995-07-27 1997-02-14 Toshiba Corp Fuel cell

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5923473A (en) * 1982-07-30 1984-02-06 Hitachi Ltd Fuel cell, electrolyte structure for fuel cell and electrolyte composite for fuel cell
JPS5966066A (en) * 1982-10-06 1984-04-14 Hitachi Ltd Liquid fuel cell
JPS6339867U (en) * 1986-08-29 1988-03-15
JPH07335243A (en) * 1994-06-06 1995-12-22 Toyota Motor Corp Fuel cell
JPH0869254A (en) * 1994-08-31 1996-03-12 Toshiba Corp Information guide display device
JPH08138693A (en) * 1994-11-01 1996-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell and power generator using it

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000268835A (en) 2000-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4517415B2 (en) Power generation device
JP4296625B2 (en) Power generation device
US7166381B2 (en) Air breathing direct methanol fuel cell pack
JP2003068325A (en) Fuel cell
JP4119188B2 (en) Fuel cell equipment
JP4394340B2 (en) Liquid fuel cell
US20080096077A1 (en) Fuel cell and catalyst layer electrode for fuel cell
WO2007034731A1 (en) Fuel cell
JP3866534B2 (en) Fuel cell
JP5219414B2 (en) Power system
JP2003317791A (en) Liquid fuel cell
JP2004095208A (en) Fuel cell
JP2004127833A (en) Fuel cell
JP5073737B2 (en) Fuel cell power generation system
JP4018500B2 (en) Fuel cell
KR20090003617A (en) Fuel cell system
JP4403465B2 (en) Power generation method
JP2004014148A (en) Liquid fuel cell
JP4637460B2 (en) Manufacturing method of fuel cell
JP2006269130A (en) Fuel cell for portable equipment, and cartridge
JP2008041401A (en) Fuel cell
JP5504498B2 (en) FUEL CELL, FUEL CELL SYSTEM, AND POWER GENERATION METHOD
JP2007335247A (en) Electronic equipment provided with fuel cell
JP2008192526A (en) Activation method of fuel cell, and fuel cell system
JP2021026954A (en) Fuel cell module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051129

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081202

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100210

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100406

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100427

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100510

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130528

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees