JP5682184B2 - 燃料電池 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池に関し、特に燃料発生部材を有する燃料電池に関する。

水素と酸素から水を生成した際に電気を取り出す燃料電池の開発が近年盛んに行われている。燃料電池は、原理的には二酸化炭素を排出しないため、クリーンなエネルギー源として注目を浴びているだけでなく、原理的に取り出せる電力エネルギーの効率が高いため、省エネルギーになり、さらに、発電時に発生する熱を回収することにより、熱エネルギーをも利用することができるといった特徴を有しており、地球規模でのエネルギーや環境問題解決の切り札として期待されている。

このような燃料電池は、例えば、固体ポリマーイオン交換膜を用いた固体高分子電解質膜、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を用いた固体酸化物電解質膜等を燃料極（アノード）と酸化剤極（カソード）とで両側から挟みこみ、さらにその外側を一対のセパレータで挟持して形成されたものを１つのセル構成としている。

特開平５−３６４１７号公報（段落００１９、第６図） 特開平６―６０８８８号公報（段落００１８、第２図） 特開２００９―９９４９１号公報（第１，５，６，７，８図） 特表２００６―５０３４１４号公報

特許文献１で開示されている燃料電池では、燃料極の表面に沿って、燃料極に燃料ガス（例えば水素ガス）を供給する燃料ガス流路と、酸化剤極に酸化剤ガス（例えば酸素や空気）を供給する酸化剤ガス流路が形成されている。このような構成の場合、燃料ガス流路を進むにつれて燃料ガスが消費されるため、燃料ガス流路の上流と下流とで燃料ガス濃度が異なる。このため、燃料極で発生する起電力が燃料極の場所によって異なってしまい、燃料極全体として取り出せる起電力は、燃料極内の起電力の低い部分の影響を受けて低下する。すなわち、燃料電池の出力が低下し燃料効率が低下するという問題がある。

また、特許文献２は、ニッケルフェルトを備えた水素流路に水素ガスを供給するとともに、電池反応に使用されていない未反応水素ガスをリサイクルして燃料極に供給することを開示している。しかしながら、特許文献２で開示されている燃料電池においても、燃料ガスは燃料ガス流路を経由して燃料極に供給されるため、燃料電池の出力の効率化には結び付かないという問題がある。

さらに、特許文献３は、空気極で生成した水蒸気を燃料極側に配置された水素生成機構に供給し、この水素生成機構で生成した水素を燃料極に供給する固体高分子型燃料電池システムを開示している。しかしながら、特許文献３で開示されている燃料電池システムにおいても、水素生成機構の水素放出面が一つしかないため、燃料電池の出力の効率化は困難であるという問題がある。

一方、特許文献４は、固体酸化物燃料電池と、水と反応して水素ガスを発生する水素含有燃料とを有する燃料電池システムを開示している。特許文献４で開示されている燃料電池システムでは、固体酸化物燃料電池の燃料極側で発生した水を利用して水素含有燃料から水素ガスを発生しており、この水素ガスは導管又は開口を通じて固体酸化物型燃料電池の燃料極に供給される。

しかしながら、特許文献４は、燃料電池の出力の効率化を図るために、水素含有燃料と燃料極とを具体的にどのように配置するかについては何ら開示していない。

本発明は、上記の状況に鑑み、簡単な構成で燃料効率の高い燃料電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る燃料電池は、燃料発生部材を備え、前記燃料発生部材によって少なくとも２つに隔てられた領域が形成されている燃料電池であって、前記領域の各々に、燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極と前記酸化剤極との間に狭持される電解質とを有する燃料電池ユニットが設けられており、前記領域の各々において、前記燃料発生部材の燃料を放出する放出面と、前記燃料極の燃料が供給される供給面とが存在し、前記放出面と前記供給面とが対向するように配置されている構成とする。

このような構成によると、簡単な構成で燃料発生部材が燃料極の供給面に対向している放出面を複数持っており、効率良く燃料を燃料極の供給面に供給することができる。したがって、簡単な構成で燃料効率を高くすることができる。

また、前記領域が、概ね重力方向側の領域と概ね重力方向と反対側の領域であり、前記概ね重力方向と反対側の領域に設けられる前記燃料電池ユニットにのみ負荷を接続して発電動作を行う運転モードを有し、前記概ね重力方向側の領域に設けられる前記燃料電池ユニットにのみ外部電源を接続して充電動作を行う運転モードを有しているようにしてもよい。

このような構成によると、水素と水蒸気との分子量の違いを利用して、より効率良く燃料を供給することや効率良く燃料を貯蔵することが可能になる。

また、負荷変動や充電時間の設定変更に対応できるように、発電動作を行うときに負荷に接続される前記燃料電池ユニットの個数を変更することができ、充電動作を行うときに外部電源に接続される前記燃料電池ユニットの個数を変更することができるようにしてもよい。

また、外部への電極の取り出しを簡単にするために、複数の前記燃料極同士を接続するための燃料極用集電体と、複数の前記酸化剤極同士を接続するための酸化剤極用集電体とを備えるようにしてもよい。

また、前記領域の各々において、前記放出面と前記供給面とが接するように配置されてもよい。

また、前記領域の各々において、前記放出面と前記供給面の大きさが同一であってもよい。

また、前記燃料発生部材の主成分が鉄であってもよい。

本発明に係る燃料電池によると、簡単な構成で燃料発生部材が燃料極の供給面に対向している放出面を複数持っており、効率良く燃料を燃料極の供給面に供給することができる。したがって、簡単な構成で燃料効率を高くすることができる。

本発明の第１実施形態に係る燃料電池の概略構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る燃料電池の図１に示す断面Ａ−Ａでの断面図である。 本発明の第１実施形態に係る燃料電池の要部構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る燃料電池の変形例の要部構成を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料電池の概略構成を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料電池の発電動作時の状態を示す図５に示す断面Ａ−Ａでの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料電池の充電動作時の状態を示す図５に示す断面Ａ−Ａでの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料電池の重負荷対応時の状態を示す図５に示す断面Ａ−Ａでの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料電池の急速充電対応時の状態を示す図５に示す断面Ａ−Ａでの断面図である。 本発明の第３実施形態に係る燃料電池の概略構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る燃料電池の図１０に示す断面Ａ−Ａでの断面図である。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。尚、本発明は、後述する実施形態に限られない。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る燃料電池の構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池の概略構成を示す模式図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池の図１に示す断面Ａ−Ａでの断面図である。

本発明の第１実施形態に係る燃料電池は、燃料発生部材１と、電解質膜２と、燃料極（アノード）３と、酸化剤極（カソード）４と、セパレータ５と、封止材６とを備えている。なお、封止材６は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池の構成を理解しやすくするために図１において便宜上紙面左右方向のみ図示されているが、実際は紙面手前方向及び紙面奥方向にも存在しており、燃料発生部材１に外部から空気が混入しないように封止している。また、封止材６は、燃料極３と酸化剤極４とが封止材６を介して導通することがないように、絶縁物にする。

本発明の第１実施形態に係る燃料電池では、平板状の燃料発生部材１によって紙面上下方向に２つに隔てられた領域が形成されており、前記領域の各々に、電解質膜２の両面に燃料極３と酸化剤極４を接合したＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly；膜・電極接合体）構造である燃料電池ユニットが設けられており、前記領域の各々において、燃料発生部材１の燃料を放出する放出面１ａと、燃料極３の燃料が供給される供給面３ａとが存在する。前記領域の各々において、燃料発生部材１の燃料を放出する放出面１ａと、燃料極３の燃料が供給される供給面３aとは、互いに対向して配置され、図示しないビーズ等のスペーサにより一定の間隔で平行に配置される。なお、本実施形態では、最も燃料効率を高くするために、燃料発生部材１の燃料を放出する放出面１ａと燃料極３の燃料が供給される供給面３ａの大きさを同一にしている。

各燃料電池ユニットの燃料極３側が燃料発生部材１側を向き、各燃料電池ユニットの酸化剤極４側がセパレータ５側を向くように、各燃料電池ユニットが配置されている。なお、セパレータ５には酸化剤極４に酸化剤ガスを供給するための酸化剤流路が設けられている。

また、本実施形態において、燃料とは水素であり、酸化剤ガスとは酸素を含有するガス例えば空気である。

本発明の第１実施形態に係る燃料電池は、燃料発生部材１から燃料極３に水素を供給し、セパレータ５の酸化剤流路から酸化剤極４に酸化剤ガスを供給することで生じる電気化学反応によって発電する。

電解質膜２としては、酸素イオンを通すものあれば何でも良いが、本実施形態では安定化イットリアジルコニウム（ＹＳＺ）を用いた固体酸化物電解質を用いる。したがって、本発明の第１実施形態に係る燃料電池は、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）となっている。

電解質膜２の成膜方法としては、電気化学蒸着法（ＣＶＤ−ＥＶＤ法；Chemical Vapor Deposition-Electrochemical Vapor Deposition）や塗布法等を用いることができる。

燃料極３、酸化剤極４の形成方法としては、例えば蒸着法を用いることができる。

燃料極３の材料としては、例えばＮｉ−Ｆｅ系サーメットやＮｉ−ＹＳＺ系サーメット等を用いることができる。また、酸化剤極４の材料としては、Ｌａ−Ｍｎ−Ｏ系化合物やＬａ−Ｃｏ−Ｃｅ系化合物等を用いることができる。

燃料発生部材１としては、例えば、化学反応によって燃料を発生するもの（鉄やマグネシウム合金等）を用いることができ、また例えば、分子の構造によって水素を脱吸着できるもの（カーボンナノチューブ等）を用いることができるが、これらに限定されることなく、燃料を発生することができるものであればよい。また、燃料発生部材１は、燃料を発生させるだけでなく、吸蔵（吸着）できるものでもよい。この場合、燃料発生部材から燃料を発生させた後、吸蔵（吸着）作業を行うことで、繰り返し燃料発生部材１を用いることができる。燃料である水素を吸蔵できる材料としては、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｖ、Ｍｇ等を基材料（主成分）とする水素吸蔵合金を用いることができる。また、燃料発生部材１は、その内部で発生した燃料を各放出面１ａから放出可能とするための、水蒸気ガスや燃料である水素ガスの移動経路となる空孔を有している。

燃料発生部材１として鉄（Ｆｅ）を用いた場合には、下記の（１）式に示す化学反応によって、Ｆｅは燃料極３で発生された水（Ｈ₂Ｏ）との反応により酸化鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）に変化することで、水素を発生する。
４Ｈ₂Ｏ＋３Ｆｅ→４Ｈ₂＋Ｆｅ₃Ｏ₄ …（１）

また、燃料発生部材１の燃料発生速度は、燃料発生部材１の燃料を面状に放出する放出面１ａ上の位置に依らず、略一定になるようにすることが望ましい。例えば、化学平衡を用いると、燃料発生部材１と燃料極３との間の空間の電池起動時の燃料濃度を場所に依らず一定にしておくことで、燃料発生部材１の燃料発生速度を一定にすることができる。これは、以下のような現象が起こることによるものである。

電池起動時の燃料濃度が場所に依らず一定であれば、電極から発生する電力が一定となる。つまり、燃料の消費量も場所に依らず一定となる。この場合、消費された燃料によって化学平衡がずれ、そのずれ量に応じた燃料が新たに燃料発生部材１から発生する。燃料の消費量が場所に依らず一定なので、燃料発生部材１からの燃料発生速度も場所に依らず一定になる。

尚、電池起動時の燃料濃度を場所に依らず一定にする方法は、例えば燃料が気体や液体の場合、予め燃料発生部材１と燃料極３との間の空間に燃料を封入しておけばよい。燃料が気体や液体の場合、自然に拡散が起こり、封入した空間内での濃度が一定になる為、燃料濃度を場所に依らず一定にすることができる。

上記のように、燃料発生部材１の燃料発生速度を、燃料発生部材１の燃料を面状に放出する放出面１ａ上の位置に依らず、略一定になるようにすることにより、起電力のばらつきによる出力の低下をさらに抑えることができ、燃料効率をより高めることができる。

なお、本実施形態のように電解質膜２に固体酸化物電解質を用いた場合、膜・電極接合体の燃料極３側と酸化剤極４側では下記の（２）式及び（３）式の発電反応が起こり、外部に電力（電子）を取り出すことができる。
燃料極３側 ： Ｈ₂＋Ｏ^2-→Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^- …（２）
酸化剤極４側： １／２Ｏ₂＋２ｅ^-→Ｏ^2- …（３）

このとき、燃料極３側で発生した水蒸気（Ｈ₂Ｏ）は燃料発生部材１に供給され、再び上述した（１）式の反応が起こることで、水素を発生させる。

このように本発明の第１実施形態に係る燃料電池においては、燃料を発生する燃料発生部材１を燃料電池の内部に設け、燃料発生部材１の燃料を放出する放出面１ａと燃料極３の燃料が供給される供給面３ａを対向させ一定の間隔で平行に配置し、放出面１ａの略全面から燃料を燃料極３の供給面３ａに向けて面状に放出する構成としている。これにより、燃料極３ａの供給面３ａ全面に渡り均一な濃度の燃料を供給することができるので、燃料極３で発生する起電力は、燃料極３の場所に依り異なることなく一定となる。その結果、起電力のばらつきによる出力の低下を抑え、燃料効率を高めることができる。

また、燃料発生部材１の燃料発生速度は、燃料発生部材１の放出面１ａ上の位置に依らず、略一定になるようにしているので、起電力のばらつきによる出力の低下をさらに抑えることができ、燃料効率を高めることができる。

尚、本実施形態においては、燃料発生部材１の燃料を放出する放出面１ａと燃料極３の燃料が供給される供給面３ａを対向させスペーサにより一定の間隔で平行に配置する構成としたが、この一定の間隔を零とし燃料発生部材１の放出面１ａと燃料極の供給面３ａとが接する構成としても良い。この場合、より小型で簡単な構成にすることができる。

また、燃料発生部材１は、燃料極３の供給面３ａに対向している放出面１ａを複数持っているため、簡単な構成で効率良く燃料を燃料極３の供給面３ａに供給することができる。

また、図２から分かるように、燃料発生部材１によって隔てられた２つの領域のうちの一方の領域に設けられる燃料電池ユニットで発生した水蒸気が、他方の領域に移動する場合、必ず燃料発生部材１の内部を通過することになる。したがって、このとき、確実に上述した（１）式の反応を実施することができるため、より効率良く燃料を供給することができる。

なお、以上は本発明の第１実施形態に係る燃料電池において発電動作を行う場合の説明であったが、燃料電池ユニットを外部電源に接続し、外部電源から燃料電池ユニットに電力を供給することで、上述した（１）式の逆反応（還元反応）並びに上述した（２）式及び（３）式の逆反応（電気分解反応）が起こり、充電動作を行うことも可能である。

また、本発明の第１実施形態に係る燃料電池は、図３の要部模式図に示すように、燃料発生部材１により紙面上下方向に２つに隔てられた領域が形成されており、前記領域の各々に、燃料電池ユニット７が設けられている構成であるが、本発明において燃料発生部材により隔てられる領域の数は２つに限定されることはなく、例えば図４の要部模式図に示すように燃料発生部材１により紙面上下左右４方向に４つに隔てられた領域が形成されており、前記領域の各々に、燃料電池ユニット７が設けられている構成であってもよい。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る燃料電池の構成について図５〜図７を用いて説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る燃料電池の概略構成を示す模式図である。図６は、本発明の第２実施形態に係る燃料電池の発電動作時の状態を示す図５に示す断面Ａ−Ａでの断面図であり、図７は、本発明の第２実施形態に係る燃料電池の充電動作時の状態を示す図１に示す断面Ａ−Ａでの断面図である。図５〜図７において図１及び図２と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

尚、本実施形態の第２実施形態に係る燃料電池を構成する各部材の材料は、第１実施形態の場合と概ね同様である。本実施形態では、燃料発生部材１は、燃料を発生させるだけでなく、吸蔵（吸着）できるものにする必要があり、第１実施形態と同様に鉄を用いている。

本実施形態の第２実施形態に係る燃料電池は、紙面下方向が重力方向になるように設置される仕様になっている。当該仕様は、本実施形態の第２実施形態に係る燃料電池自体に設置方向をマーキングしたり、本実施形態の第２実施形態に係る燃料電池に附属する取り扱い説明書に記載したりすることで、ユーザーに知らせることができる。

本発明の第２実施形態に係る燃料電池に発電動作を行わせる場合、図６に示すように、上側の燃料電池ユニットに負荷８を接続する。このとき、上側の燃料電池ユニットでは上述した（２）式及び（３）式の反応（発電反応）が起こり、水素が消費され、水蒸気が発生する。水素と水蒸気は分子量が異なるため、水素はより上方へ、水蒸気はより下方へ移動しやすくなる。燃料発生部材１から上方へ移動した水素は上側の燃料電池ユニットで消費され、上側の燃料電池ユニットから下方へ移動した水蒸気は燃料発生部材１に到達し、上述した（１）式の反応（酸化反応）によって再び水素が発生する。このように、本実施形態の第２実施形態に係る燃料電池では、分子量の違いを利用してより効率良く燃料を供給することが可能になる。

一方、本発明の第２実施形態に係る燃料電池に充電動作を行わせる場合、図７に示すように、下側の燃料電池ユニットに外部電源９を接続し、外部電源９から下側の燃料電池ユニットに電力を供給する。このとき、下側の燃料電池ユニットでは上述した（２）式及び（３）式の逆反応（電気分解反応）が起こり、水蒸気が消費され水素が発生する。水素と水蒸気は分子量が異なるため、水素はより上方へ、水蒸気はより下方へ移動しやすくなる。下側の燃料電池ユニットから上方へ移動した水素は燃料発生部材１に到達し、上述した（１）式の逆反応（還元反応）によって、水素を貯蔵し、水蒸気が発生する。燃料発生部材１から下方へ移動した水蒸気は下側の燃料電池ユニットに到達し、再び水素が発生する。したがって、発電動作の場合と同様に、分子量の違いを利用して効率良く燃料を貯蔵することが可能になる。

尚、本実施形態において、燃料発生部材１の材料を鉄から例えばカーボンナノチューブに変更することも可能である。この場合、発電動作時に上側の燃料電池ユニットで発生した水蒸気は下方に移動し、燃料発生部材１で消費されずに燃料発生部材１を経由して下側の燃料電池ユニットに到達し、充電動作時に下側の燃料電池ユニットで上述した（２）式及び（３）式の逆反応（電気分解反応）が起こって消費されることになる。

また、本発明の第２実施形態に係る燃料電池において、負荷８が重負荷である場合にそれに見合う電力を供給できるように、負荷８が重負荷である場合には図８に示すように上側の燃料電池ユニットのみならず下側の燃料電池ユニットにも負荷８を接続することが好ましい。この場合、例えば、各燃料電池ユニットと負荷８との接続状態を切り替えるためのスイッチを設け、負荷８の状態に応じて図６に示す状態と図８に示す状態と切り替えるとよい。

さらに、本発明の第２実施形態に係る燃料電池において、急速充電を実現できるように、外部電源９を急速充電する場合には図９に示すように下側の燃料電池ユニットのみならず上側の燃料電池ユニットにも外部電源９を接続することが好ましい。この場合、例えば、各燃料電池ユニットと外部電源９との接続状態を切り替えるためのスイッチを設け、充電時間の設定に応じて図７に示す状態と図９に示す状態と切り替えるとよい。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る燃料電池の構成について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、本発明の第３実施形態に係る燃料電池の概略構成を示す模式図である。図１１は、本発明の第３実施形態に係る燃料電池の図１０に示す断面Ａ−Ａでの断面図である。図１０及び図１１において図１及び図２と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

尚、本実施形態の第３実施形態に係る燃料電池を構成する各部材の材料は、第１実施形態の場合と概ね同様である。ただし、第１実施形態では封止材６は全て絶縁物であったのに対して、本実施形態では紙面右方向及び紙面左方向に配置する封止材６を導電物とし、図示を省略している紙面手前方向及び紙面奥方向に配置する封止材６を絶縁物とする。図示を省略している紙面手前方向及び紙面奥方向に配置する封止材６を絶縁物とすることで、上側の燃料電池ユニットと下側の電池ユニットとが導通することや紙面右方向配置する封止材６と紙面右方向配置する封止材６とが導通することがなくなる。

本発明の第３実施形態に係る燃料電池においては、紙面右方向に配置する封止材６が燃料極３の集電体を兼ねており、紙面左方向に配置する封止材６が酸化剤極４の集電体を兼ねている。そして、本実施形態では、図１１に示すように、燃料極３及び酸化剤極４の紙面左右方向の長さを電解質膜２の紙面左右方向の長さより短くし、燃料極３の右端が紙面右方向に配置する封止材６に接し、燃料極３の左端が紙面左方向に配置する封止材６に接さないように燃料極３を配置し、酸化剤極４の左端が紙面左方向に配置する封止材６に接し、酸化剤極４の右端が紙面右方向に配置する封止材６に接さないように酸化剤極４を配置している。

さらに、本発明の第３実施形態に係る燃料電池においては、紙面右方向に配置する封止材６と燃料発生部材１とを絶縁するために、紙面右方向に配置する封止材６の左側面の中央部に絶縁膜（不図示）を形成し、紙面左方向に配置する封止材６と燃料発生部材１とを絶縁するために、紙面左方向に配置する封止材６の右側面の中央部に絶縁膜（不図示）を形成している。なお、本実施形態では、燃料発生部材１として鉄を用いるために封止材６の中央部に絶縁膜を形成するものとしたが、燃料発生部材１が絶縁性の材料で形成されている場合には封止材６に絶縁膜を形成する必要はない。

このような構成にすると、燃料極３の集電体である紙面右方向に配置する封止材６及び酸化剤極４の集電体である紙面左方向に配置する封止材６に、例えば導線を半田付けやボンディング等で簡単に接合することができるので、外部への電極の取り出しを簡単に行うことが可能になる。

また、本発明の第３実施形態に係る燃料電池においては、燃料発生部材１の燃料を放出する放出面１ａと燃料極３の燃料が供給される供給面３ａの大きさが異なっているが、例えば、紙面右方向に配置する封止材６の左側面の中央部に形成する絶縁層（不図示）を厚膜にして燃料発生部材１の燃料を放出する放出面１ａと燃料極３の燃料が供給される供給面３ａの大きさが同一になるようにしてもよい。

１ 燃料発生部材
１ａ 燃料発生部材の燃料を放出する放出面
２ 電解質膜
３ 燃料極
３ａ 燃料極の燃料が供給される供給面
４ 酸化剤極
５ セパレータ
６ 封止材
７ 燃料電池ユニット
８ 負荷
９ 外部電源

Claims (7)

1. 燃料発生部材を備え、前記燃料発生部材によって少なくとも２つに隔てられた領域が形成されている燃料電池であって、
   前記領域の各々に、燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極と前記酸化剤極との間に狭持される電解質とを有し、前記電解質は酸素イオンを通すものであり前記燃料極に燃料が供給されることにより発電する燃料電池ユニットが設けられており、
   前記燃料発生部材は前記燃料電池ユニットの発電時に前記燃料極において発生した水蒸気との酸化反応によって水素である燃料を発生し、
   前記領域の各々において、前記燃料発生部材の燃料を放出する放出面と、前記燃料極の燃料が供給される供給面とが存在し、前記放出面と前記供給面とが対向するように配置されており、前記放出面と前記供給面との間で前記燃料が前記供給面に供給され、前記水蒸気が前記放出面に供給されることを特徴とする燃料電池。
2. 前記領域が、概ね重力方向側の領域と概ね重力方向と反対側の領域であり、
   前記概ね重力方向と反対側の領域に設けられる前記燃料電池ユニットにのみ負荷を接続して発電動作を行う運転モードを有し、
   前記概ね重力方向側の領域に設けられる前記燃料電池ユニットにのみ外部電源を接続して充電動作を行う運転モードを有し、
   前記充電動作を行う運転モードにおいて、前記燃料極で水蒸気の電気分解により発生した水素を前記燃料発生部材に供給することで前記燃料発生部材を還元し、前記燃料発生部材の還元によって発生した水蒸気を前記燃料極に供給し、前記放出面と前記供給面との間で前記燃料極で発生した水素が前記放出面に供給され前記燃料発生部材で発生した水蒸気が前記供給面に供給されることを特徴する請求項１に記載の燃料電池。
3. 発電動作を行うときに負荷に接続される前記燃料電池ユニットの個数を変更することができ、
   充電動作を行うときに外部電源に接続される前記燃料電池ユニットの個数を変更することができることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池。
4. 複数の前記燃料極同士を接続するための燃料極用集電体と、
   複数の前記酸化剤極同士を接続するための酸化剤極用集電体とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池。
5. 前記領域の各々において、前記放出面と前記供給面とが一定の間隔を空けて又は接するように配置されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池。
6. 前記領域の各々において、前記放出面と前記供給面の大きさが同一である請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池。
7. 前記燃料発生部材の主成分が鉄である請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池。