KR20070041685A - 연료 전지용 연료 저장체 - Google Patents

Abstract

휴대 전화, 노트형 PC 및 PDA 등의 휴대용 전자 기기의 전원으로서 이용되는데 매우 적합한 소형의 연료 전지용 연료 저장체를 제공하기 위해, 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체로서, 액체 연료를 수용하는 연료 수용 용기와, 연료 유출부와, 액체 연료의 후단부에 상기 액체 연료를 봉지하는 동시에 액체 연료의 소비에 따라 이동하는 추종 보조 부재가 삽입된 추종체를 구비하는 한편, 상기 추종 보조 부재는 유동성이 없고, 액체 연료에 대해서 불용성이 되는 동시에, 상기 연료 수용 용기의 지름 방향에서의 단면적으로 50% 이상의 단면적을 가지는 구성으로 한다.

Description

연료 전지용 연료 저장체{FUEL CELL-USE FUEL STORING BODY}

본 발명은 연료 전지용 연료 저장체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대 전화, 노트형 PC 및 PDA 등의 휴대용 전자 기기의 전원으로 이용되는 소형의 연료 전지용으로 매우 적합한 연료 저장체에 관한 것이다.

일반적으로 연료 전지는 공기 전극층, 전해질층 및 연료 전극층이 적층된 연료 전지 셀과, 연료 전극층에 환원제로서의 연료를 공급하기 위한 연료 공급부와, 공기 전극층에 산화제로서의 공기를 공급하기 위한 공기 공급부로 이루어지고, 연료와 공기중의 산소에 의해 연료 전지 셀 내에서 전기 화학 반응을 일으켜 외부에 전력을 공급하는 전지이고, 여러 가지의 형식의 것이 개발되고 있다.

근래, 환경 문제나 에너지 절약에 대한 의식의 고양에 의해, 깨끗한 에너지원으로서의 연료 전지를 각종 용도로 이용하는 것이 검토되고 있고, 특히 메탄올과 물을 포함하는 액체 연료를 직접 공급하는 것만으로 발전할 수 있는 연료 전지가 주목되어 오고 있다 (예를 들면, 특허문헌 1 및 2 참조).

이들 중에서도 액체 연료의 공급에 모세관력(capillary force)을 이용한 액체 연료 전지 등이 알려져 있다 (예를 들면, 특허문헌 3~7 참조).

이들 각 특허문헌에 기재되어 있는 액체 연료 전지는 연료 탱크로부터 액체 연료를 모세관력으로 연료극에 공급하므로, 액체 연료를 압송하기 위한 펌프를 필요로 하지 않는 등 소형화에 있어서 장점이 있다.

그렇지만, 이와 같은 단순히 연료 저장조에 설치된 다공체 및/또는 섬유 다발체의 모세관력만을 이용한 액체 연료 전지는, 구성상은 소형화에 적합하지만 연료극에 연료가 직접 액체 상태로 공급되기 때문에 소형 휴대 기기에 탑재해 전지부의 전후좌우나 상하가 끊임없이 바뀌는 사용 환경하에서는 장시간의 사용 기간중에 연료의 추종이 불완전해져 연료 공급 차단 등의 폐해가 발생해 전해질층에 대한 연료 공급을 일정하게 하는 것을 저해하는 원인이 되고 있다.

또, 이들 결점의 해결책의 하나로서 예를 들면, 액체 연료를 모세관력에 의해 셀내에 도입한 후, 액체 연료를 연료 기화층으로 기화하여 사용하는 연료 전지 시스템 (예를 들면, 특허문헌 8 참조)가 알려져 있지만, 기본적인 문제점인 연료의 추종성 부족은 개선되고 있지 않다는 과제를 갖고, 또 이 구조의 연료 전지는 액체를 기화시킨 후에 연료로서 이용하는 시스템이기 때문에, 소형화가 곤란해지는 등의 과제가 있다.

이와 같이 종래의 연료 전지용 연료 저장체에서는, 연료극에 직접 액체 연료를 공급할 때에, 연료의 공급이 불안정하고 동작중의 출력치에 변동이 생기거나 안정한 특성을 유지한 채로 휴대 기기에 대한 탑재가 가능한 정도의 소형화는 곤란하다는 것이 현 상황이다.

특허문헌 1 : 일본 특개평 5-258760호 공보 (특허청구범위, 실시예 등)

특허문헌 2 : 일본 특개평 5-307970호 공보 (특허청구범위, 실시예 등)

특허문헌 3 : 일본 특개소 59-66066호 공보 (특허청구범위, 실시예 등)

특허문헌 4 : 일본 특개평 6-188008호 공보 (특허청구범위, 실시예 등)

특허문헌 5 : 일본 특개 2003-229158호 공보 (특허청구범위, 실시예 등)

특허문헌 6 : 일본 특개 2003-299946호 공보 (특허청구범위, 실시예 등)

특허문헌 7 : 일본 특개 2003-340273호 공보 (특허청구범위, 실시예 등)

특허문헌 8 : 일본 특개 2001-102069호 공보 (특허청구범위, 실시예 등)

발명이 해결하려고 하는 과제

본 발명은 상기 종래의 연료 전지용 연료 저장체에서의 과제 및 현재 상태를 감안해 이것을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 연료 전지 본체에 직접 액체 연료를 안정적으로 공급하는 동시에, 보관시에 액체 연료의 손실이 없고, 또한 연료 전지의 소형화를 이룰 수 있는 연료 전지용 연료 저장체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은 상기 종래의 과제 등에 대해서 열심히 검토한 결과, 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체로서, 상기 연료 저장체를, 액체 연료를 수용하는 연료 수용 용기와 연료 유출부와 액체 연료의 후단부에 특정 구조의 추종 보조 부재가 삽입된 추종체를 구비함으로써, 상기 목적의 연료 전지용 연료 저장체가 얻어지는 것에 성공해, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 다음의 (1)~(11) 에 있다.

(1) 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체로서, 상기 연료 저장체에는 액체 연료를 수용하는 연료 수용 용기와, 연료 유출부와, 액체 연료의 후단부에 상기 액체 연료를 봉지하는 동시에 액체 연료의 소비에 따라 이동하는 추종 보조 부재가 삽입된 추종체를 구비하는 한편, 상기 추종 보조 부재는 유동성이 없고, 액체 연료에 대해서 불용성이 되는 동시에, 상기 연료 수용 용기의 지름 방향에서의 단면적으로 50% 이상의 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 저장체.

(2) 추종체는 액체 연료에 대해서 불용성 혹은 난용성인 액체, 그 액체의 겔상 물질로부터 선택되는 적어도 1 종으로 이루어지는 한편, 액체 연료의 비중에 대해서 추종체의 비중이 90% ~ 200% 인 상기 (1) 기재의 연료 전지용 연료 저장체.

(3) 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체로서, 상기 연료 저장체에는 액체 연료를 수용하는 연료 수용 용기와, 연료 유출부와, 액체 연료의 후단부에 상기 액체 연료를 봉지하는 동시에 액체 연료의 소비에 따라 이동하는 추종체를 구비하는 한편, 상기 추종체는 액체 연료에 대해서 불용성 혹은 난용성인 액체, 또는 그 액체의 겔상 물질과 수지편 및/또는 중공 수지편으로 이루어지는 고형물과의 혼련물로 이루어지는 한편, 액체 연료의 비중에 대해서 추종체의 비중이 90% ~ 200% 인 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 저장체.

(4) 불용성 혹은 난용성의 액체가 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매로 이루어지고, 불용성 혹은 난용성의 액체의 겔상 물질이 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매와 증점제를 함유하는 것으로 이루어지는 상기 (2) 또는 (3) 에 기재된 연료 전지용 연료 저장체.

(5) 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매가 폴리부텐, 광유 (mineral oil), 실리콘 오일, 유동 파라핀으로부터 선택되는 적어도 1 종인 상기 (4) 기재의 연료 전지용 연료 저장체.

(6) 증점제가 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 염화비닐계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머, 인산 에스테르의 칼슘염, 미립자 실리카, 아세트알콕시알루미늄 디알킬레이트로부터 선택되는 적어도 1 종인 상기 (4) 기재의 연료 전지용 연료 저장체.

(7) 추종 보조 부재는 고형물, 중공 구조체 또는 다공질체 중 어느 하나인 상기 (1) 또는 (2) 기재의 연료 전지용 연료 저장체.

(8) 액체 연료가 메탄올액, 에탄올액, 디메틸에테르 (DME), 포름산, 히드라진, 암모니아액, 에틸렌글리콜, 자당 수용액 및 수소화 붕소 나트륨으로부터 선택되는 적어도 1 종인 상기 (1)~(7) 중 어느 하나에 기재된 연료 전지용 연료 저장체.

(9) 연료 수용 용기는 적어도 액체 연료와 접촉하는 벽면이 액체 연료의 표면 자유 에너지보다도 낮게 조정되어 있는 상기 (1)~(8) 중 어느 하나에 기재된 연료 전지용 연료 저장체.

(10) 연료 전지 본체는 연료 전극체의 외표부에 전해질층을 구축하고, 상기 전해질층의 외표부에 공기 전극층을 구축함으로써 형성되는 단위 셀이 복수 연결되는 동시에, 상기 단위 셀에는 연료 저장체에 접속되는 연료 공급체가 연결되어 액체 연료가 공급되는 구성으로 이루어지는 상기 (1)~(9) 중 어느 하나에 기재된 연료 전지용 연료 저장체.

(11) 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체로서, 상기 연료 저장체에는 액체 연료를 수용하는 연료 수용 용기와, 연료 유출부와, 액체 연료의 후단부에 상기 액체 연료를 봉지하는 동시에 액체 연료의 소비에 따라 이동하는 추종 보조 부재가 삽입된 추종체를 구비하는 한편, 상기 추종 보조 부재는 액체 연료에 대해서 불용성인 중공 구조체 또는 다공질체를 가지는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 저장체.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 연료 전지 본체에 직접 액체 연료를 안정적이고 효율적으로 공급하는 동시에, 보관시에 액체 연료의 손실이 없고, 또한 연료 전지의 소형화를 이룰 수 있는 연료 전지용 연료 저장체가 제공된다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 전지용 연료 저장체를 종단면 형태로 나타내는 개략 단면도이다.

도 2(a)~(h) 는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 유출부에 구비되는 밸브체 구조를 나타내는 것으로, (a) 는 밸브체의 사시도, (b) 는 밸브체의 평면도, (c) 는 밸브체의 종단면도, (d) 는 아답터의 평면도, (e) 는 아답터의 종단면도, (f) 는 아답터에 밸브체를 장전한 상태의 평면도, (g) 는 아답터에 밸브체를 장전한 상 태의 종단면도, (h) 는 연료 저장체의 종단면도이다.

도 3 은 도 1 의 연료 전지용 연료 저장체를 연료 전지 본체에 접속하여 연료 전지로서 사용한 상태의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

도 4(a) 및 (b) 는 연료 전지 셀 (20) 을 설명하는 사시도, 종단면도이다.

도 5(a) 및 (b) 는 본 발명의 제 3 실시형태의 연료 전지용 연료 저장체의 각 변형예의 요부를 나타내는 횡단면도이다.

도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태의 연료 전지용 연료 저장체를 나타내는 종단면 형태로 나타내는 개략 단면도이다.

도 7(a)~(c) 는 본 발명의 제 2 실시형태의 연료 전지용 연료 저장체를 나타내는 것으로, (a) 는 종단면 형태로 나타내는 개략 단면도, (b) 는 밸브체의 종단면도, (c) 는 밸브체의 사시도이다.

도 8(a) 및 (b) 는 본 발명의 제 3 실시형태의 연료 전지용 연료 저장체를 나타내는 것으로, (a) 는 종단면 형태로 나타내는 개략 단면도, (b) 는 그 요부를 나타내는 횡단면도이다.

도 9 는 본 발명의 제 4 실시형태의 연료 전지용 연료 저장체를 나타내는 종단면 형태로 나타내는 개략 단면도이다.

도 10 은 본 발명의 연료 전지용 연료 저장체를 연료 전지 본체에 설치전 상태를 나타내는 부분 단면도이다.

도 11 은 본 발명의 연료 전지용 연료 저장체를 연료 전지 본체에 설치한 상태를 나타내는 부분 단면도이다.

부호의 설명

A 연료 전지용 연료 저장체

F 액체 연료

10 연료 수용 용기

11 연료 유출부

12 밸브체

17 추종체

18 추종 보조 부재

발명을 실시하기 위한 최적의 형태

이하에, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 자세하게 설명한다.

도 1~도 2 는 본 발명의 기본적인 실시형태를 나타내는 연료 전지용 연료 저장체 (A) 의 기본 형태 (제 1 실시형태)를 나타내는 것이다.

본 제 1 실시형태의 연료 전지용 연료 저장체 (A) 는 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체로서, 액체 연료 (F) 를 수용하는 튜브형의 연료 수용 용기 (10) 와, 연료 유출부 (11) 와, 액체 연료 (F) 의 후단부에 상기 액체 연료를 봉지하는 동시에 액체 연료의 소비에 따라 이동하는 추종 보조 부재 (18) 가 삽입된 추종체 (17) 를 구비하는 한편, 상기 추종 보조 부재 (18) 는 유동성이 없고, 액체 연료 (F) 에 대해서 불용성이 되는 동시에, 상기 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적으로 50% 이상의 단면적을 가지는 것으로 구성되어 있다.

상기 튜브형의 연료 수용 용기 (10) 로는 수용되는 액체 연료에 대해 보존 안정성, 내구성, 가스 불투과성 (산소 가스, 질소 가스 등에 대한 가스 불투과성), 나아가 액체 연료의 잔량을 눈으로 확인할 수 있도록 광선 투과성이 있는 것으로 구성되는 것이 바람직하다.

연료 수용 용기 (10) 로는 예를 들면, 광선 투과성이 요구되지 않는 경우라면, 알루미늄, 스테인레스 등의 금속, 합성 수지, 유리 등을 들 수 있지만, 상기한 액체 연료 잔량의 시인성(視認性), 가스 불투과성, 제조나 조립시의 비용 저감 및 제조의 용이성 등에서, 바람직하게는 상기 각 특성을 갖는 폴리프로필렌, 폴리비닐알코올, 에틸렌·비닐알코올 공중합 수지, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 셀로판, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐 등의 단독 혹은 2종 이상의 수지를 포함하는 단층 구조, 2층 이상의 다층 구조로부터의 것을 들 수 있다. 다층 구조의 경우에는 적어도 1층이 상기한 성능 (가스 투과도)을 가지는 수지로 구성되어 있다면, 나머지 층은 통상의 수지로도 실사용상 문제는 없다. 이와 같은 다층 구조의 튜브는 압출 성형, 사출 성형, 공압출 성형 등에 의해 제조할 수 있다.

연료 유출부 (11) 에는 통 모양의 연료 수용 용기 (10) 의 내부와 외부의 연통을 봉지하는 밸브체 (12) 를 구비하고 있고, 본 실시형태에서는 연료 유출부 (11) 내에 밸브체 (12) 가 직접 또는 밸브체 아답터를 통해 수납되는 구조로 되어 있다. 이 밸브체 (12) 는 필기구 등에서 이용되는 부재와 같은 구성으로, 도 2(a)~(c) 에 나타낸 바와 같이, 기압, 온도 변화 등에 의해 연료 수용 용기 (10) 내에 직접 수용되는 액체 연료 (F) 에 후술하는 연료 공급관 주변에서 침입하는 공기 등의 이물을 막는 것이다.

이 밸브체 (12) 는 액체 연료 공급 부재를 삽입함으로써 연료 수용 용기 (10) 와 내부를 연통시키고, 연료 수용 용기 (10) 내부의 액체 연료 (F) 를 외부에 공급시키는 직선 모양의 슬릿으로 이루어지는 연통부 (13) 가 형성되는 동시에, 상기 밸브체 (12) 가 연료 유출부 (11) 또는 밸브체 아답터에 수납되었을 때에, 밸브체 바깥 테두리부 (14) 에 의해 밸브체 (12) 가 지름 방향으로 압축됨으로써 상기 연통부 (13) 에 압축력이 작용하도록 한 것이며, 본 실시형태에서는 도 2(b) 에 나타낸 바와 같이 타원 모양이고, 단경 방향으로 연통부가 되는 슬릿 (13) 을 마련하고, 장경 방향으로 바깥 테두리부 (14) 를 압축하도록 한 것이며, 슬릿 (13) 이 닫히는 방향으로 압축력이 작용한다.

또한, 상기 연통부 (13) 를 직선 모양의 슬릿으로 형성했지만, 액체 연료 공급 부재를 삽입함으로써 연료 수용 용기 (10) 와 내부를 연통시켜, 연료 수용 용기 (10) 내부의 액체 연료 (F) 를 외부에 공급할 수 있는 구조로 되어 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 십자 모양이나 방사 모양의 슬릿, 슬릿을 복수 형성해 각 슬릿이 동일 개소에서 교차하도록 한 구조, 원공 모양, 사각형 모양이어도 된다. 바람직하게는, 상기 직선 모양의 슬릿이 바람직하다. 또, 바깥 테두리부 (14) 의 형상은 특별히 한정되지 않고, 상기 형태와 같이 타원 모양 외에, 원형 모양으로 형성할 수 있다.

이 밸브체 (12) 의 내면측에는 액체 연료 공급 부재를 삽입할 때에 부드럽게 삽입할 수 있도록, 연료 수용 용기 (10) 의 내부를 향해 볼록한 모양의 테이퍼면 (돌기) (15) 을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 연료 유출부 (11) 에는, 도 2(d),(e) 에 나타내는 바와 같은 아답터 (16) 가 설치되고, 아답터 (16) 는 통 모양으로 형성되며, 그 내주면에 스토퍼부 (16a,16a) 가 형성된 본체부 (16b) 와 통 모양으로 형성된 고정 부재 (16c) 로 이루어지고, 스토퍼부 (16a) 와 고정 부재 (16c) 의 사이에서 상기 구성의 밸브체 (12) 를 협지하여 이루어진 것이다.

밸브체 (12) 와 아답터 (16) 의 조합에 관하여, 도 2 에 나타내는 바와 같이 타원형 모양의 슬릿 밸브와 원형 모양의 아답터의 경우를 들 수 있고, 반대로 원형 모양의 슬릿 밸브와 타원형 모양의 아답터의 경우여도 되고, 이 경우, 슬릿 밸브의 슬릿 방향을 아답터의 장경으로 하는 것이 필요하다.

이 구조의 밸브체 (12) 에 의해, 사용 휴지 (미사용) 시에도 공기 등의 이물의 침입을 방지하는 구조로 되어 있다. 이것은 공기 등의 침입에 의해 액체 연료 수용 용기 (10) 내의 압력 증가 등에 의한 연료 누설, 분출 등의 사고를 방지하기 위해서이다.

이 밸브체 (12), 아답터 (16) 로는 액체 연료의 누설을 보다 효과적으로 방지하는 점으로부터, 상기 구조 등에서 액체 연료 (F) 에 대해서 기체 투과성이 낮은 재료로 이루어지는 한편, JIS K6262-1997 에서 규정된 압축 영구 왜곡율 (compression set)이 20% 이하인 재료로 구성되는 것이 바람직하다.

이들 밸브체 (12), 아답터체 (16) 의 재료로는 수용되는 액체 연료 (F) 에 대해서 보존 안정성, 내구성, 가스 불투과성, 연료 공급관에 밀착할 수 있는 탄성을 갖고, 상기 특성을 갖는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 폴리비닐알코올, 에틸렌·비닐알코올 공중합 수지, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 셀로판, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐 등의 합성 수지, 천연 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴부타디엔 고무, 1,2-폴리부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무, 아크릴 고무, 에피클로르히드린 고무, 다황화 (polysulfide) 고무, 실리콘 고무, 불소 고무, 우레탄 고무 등의 고무, 열가소성 엘라스토머를 들 수 있고, 통상의 사출 성형이나 가황 성형 등에 의해서 제조할 수 있다.

이용하는 액체 연료 (F) 로는 메탄올과 물로 이루어지는 메탄올액을 들 수 있지만, 후술하는 연료 전극체에서 연료로서 공급된 화합물로부터 효율적으로 수소 이온 (H⁺)과 전자 (e^-) 가 얻어지는 것이라면, 액체 연료는 특별히 한정되지 않고, 연료 전극체의 구조 등에 의해서도, 예를 들면 디메틸에테르 (DME), 에탄올액, 포름산, 히드라진, 암모니아액, 에틸렌글리콜, 자당 수용액, 수소화 붕소 나트륨 수용액 등의 액체 연료도 이용할 수 있다.

또, 이들 액체 연료의 농도는 연료 전지의 구조, 특성 등에 의해 여러 가지 농도의 액체 연료를 이용할 수 있고, 예를 들면 1~100% 농도의 액체 연료를 이용할 수 있다.

추종체 (17) 는 연료 수용 용기 (10) 에 수용된 액체 연료 (F) 의 후단면에 접촉하여 상기 액체 연료 (F) 를 봉지하는 동시에, 연료 소비에 따라 이동하는 것으로, 연료 수용 용기 (10) 내의 액체 연료가 누출, 폭발하여 버리는 것을 방지하는 동시에, 액체 연료로의 공기의 침입을 방지하는 것이다.

이 추종체 (17) 로는 액체 연료 (F) 에 대해 용해, 확산하지 않는 것이 요구된다. 액체 연료 (F) 에 대해 용해, 확산하여 버리는 경우, 연료 저장조가 되는 연료 수용 용기 (10) 내의 액체 연료가 누출, 폭발하여 버려 연료 저장조로서의 역할을 다하지 못할 뿐만 아니라, 액체 연료 (F) 에 의해 추종체 (17) 를 구성하는 물질이 연료 전지 본체의 연료극에 침입하여, 반응에 악영향이 생기는 일이 있다. 이들 조건을 감안하여 본 발명에 이용하는 추종체 (17) 의 바람직한 특성 등이 선택된다.

이용할 수 있는 추종체 (17) 로는, 액체 연료 (F) 에 대해서 불용성 혹은 난용성인 액체로 이루어지는 것, 또는 이들 액체의 겔상 물질로 이루어지는 한편, 액체 연료 (F) 의 비중에 대해서 추종체의 비중이 90%~200% 인 것이 바람직하다.

불용성 혹은 난용성의 액체로는, 폴리부텐, 광유 (mineral oil), 폴리글리콜, 폴리에스테르, 실리콘 오일, 유동 파라핀 등의 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매로부터 선택되는 적어도 1 종을 들 수 있다.

이용할 수 있는 폴리부텐으로는, 예를 들면, 시판품인 닛산폴리부텐N (일본유지사제), LV-7, LV-10, LV-25, LX-50, LV-100, HV-15, HV-35, HV-50, HV-100, HV-300, HV-1900, HV-3000 (이상, 일본석유화학사제), 35R (이데미츠 코산사제) 등 을 들 수 있고, 광물유로는 예를 들면, 시판품인 다이나 프로세스 오일 MC-W90, PS-430, PS-90 (이상, 이데미츠 코산사제) 등을 들 수 있다.

실리콘 오일로는 KF-96 0.65~30,O00 (이상, 신에츠 실리콘사제) 등을 들 수 있다.

이들 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매는 1 종 또는 2 종 이상을 합하여 사용할 수 있다.

또, 불용성 혹은 난용성인 액체의 겔상 물질은 상기 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매와 증점제를 함유하는 것으로부터 구성된다.

이용하는 증점제는 상기 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매에 가용 혹은 팽윤하는 것으로, 불용성 혹은 난용성의 액체를 겔상 물질로 할 수 있으면 되고, 예를 들면 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 염화비닐계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머, 인산 에스테르의 칼슘염, 미립자 실리카, 아세트알콕시알루미늄 디알킬레이트, 지방산 금속염, 변성 클레이로부터 선택되는 적어도 1 종을 이용할 수 있다.

스티렌계 열가소성 엘라스토머 (SBC)는 폴리스티렌 블록과 고무 중간 블록을 갖고 폴리스티렌 부분이 물리 가교 (도메인)를 형성해 가교점 (cross-linking point)이 되는 열가소성 엘라스토머 (TPE)이고, 하드 세그먼트의 폴리스티렌 (S) 과 소프트 세그먼트의 폴리부타디엔 (B), 폴리이소프렌 (I), 에틸렌·부틸렌 (EB), 에틸렌·프로필렌 (EP), 비닐-폴리이소프렌 (V-I) 등과 조합함으로써, S-B-S, S-I- S, S-EB-S, (S-B)nX, S-EP-S, V-SI-S 등의 리니어 타입, 방사상 타입 및 이들에 물을 첨가한 것을 이용할 수 있다.

이용할 수 있는 염화비닐계 열가소성 엘라스토머 (TPVC)는 하드 세그먼트에 PVC, NBR 등을 사용하고, 소프트 세그먼트에 PVC 를 사용한 TPE 이고, 올레핀계 열가소성 엘라스토머 (TPO)는 하드 세그먼트에 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀을 이용하고, 소프트 세그먼트에 EPDM 등을 사용한 TPE 이다.

또, 이용할 수 있는 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 (TPAE)는 나일론을 하드 세그먼트로 하고, 여기에 폴리에스테르 또는 폴리올 (PTMG 또는 PPG)을 소프트 세그먼트로 한 블록 코폴리머 등이 있고, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 (TPEE)는 하드 세그먼트에 고융점에서 고결정인 방향족 폴리에스테르, 예를 들면 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT)를, 소프트 세그먼트에는 유리 전이 온도가 낮은 (예를 들면, -70℃ 이하의) 비결정성 폴리에테르, 예를 들면 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜 (PTMG)을 사용한 멀티 블록 폴리머나, 소프트 세그먼트에 지방족 폴리에스테르를 사용한 타입 등의 TPE 이고, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머 (TPU)는 분자 내에 부분 가교를 가지는 불완전 가소 타입과 완전하게 선상의 고분자체로 완전 열가소성 타입 등을 들 수 있고, 디이소시아네이트와 단쇄 글리콜로 이루어지는 폴리머 사슬이 하드 세그먼트가 되고, 디이소시아네이트와 폴리올로 이루어지는 폴리머 사슬이 소프트 세그먼트가 되어, 디이소시아네이트, 장·단쇄 폴리올의 종류, 양에 의해 다양한 폴리머가 생겨 카프로락톤형, 아디핀산형, 폴리테트라메틸렌글리콜형 [PTMG형 (또는 에테르형) 등을 이용할 수 있다.

미립자 실리카로는 소수성 실리카 등 (시판품으로는 에어로질 R-974D, 일본 에어로질사제) 등을 이용할 수 있다.

이들 증점제는 1 종 또는 2 종 이상을 합하여 사용할 수 있다.

이들 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매와 증점제를 함유하는 겔상 물질로 이루어지는 추종체는 추종체 전량에 대해서 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매를 70~99.8 중량% (이하, 단순히 「%」 라고 한다), 바람직하게는 85~99.5%, 더욱 바람직하게는 87~99.5% 로 하고, 증점제를 0.2~30%, 바람직하게는 0.5~15%, 더욱 바람직하게는 0.5~10% 로 하는 것이 바람직하다.

이용할 수 있는 추종체 (17) 는 상술한 바와 같이, 불용성 혹은 난용성의 액체로 이루어지는 것, 또는 이들 액체의 겔상 물질로 이루어지는 것인 한편, 연료 소비에 따라 효율적으로 추종시키는 점으로부터, 액체 연료 (F) 의 비중에 대해서 추종체의 비중이 90%~200% 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 95~150% 로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 이용하는 액체 연료의 종류 및 그 농도에 의해, 추종체의 비중이 변동하게 된다. 즉, 이용하는 각 액체 연료 및 그 농도의 비중은 하기 표 1 에 나타내는 대로이다.

[표 1]

(각 액체 연료의 비중)

액체 연료 종류	비중 (g/cc)
메탄올	0.792
에탄올	0.79
디메틸에테르	0.661
포름산	1.241
히드라진	1.00
암모니아수 (농도 25%)	약 1
에틸렌글리콜	1.10
자당 수용액 (농도 10%)	약 1
수소화 붕소 나트륨	약 1

(메탄올의 농도와 비중)

메탄올 농도 (wt%)	비중 (g/cc)
0	0.998
10	0.982
20	0.967
30	0.952
40	0.935
50	0.916
60	0.895
70	0.872
80	0.847
90	0.820
100	0.792

본 발명에 있어서, 예를 들면 액체 연료 (F) 로서 70% 메탄올 (비중 0.872)을 사용하는 경우에는, 불용성 혹은 난용성인 액체로부터 추종체 또는 이들 액체의 겔상 물질로 이루어지는 추종체의 비중은 0.785~1.744 로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.785~1.308 로 하는 것이 바람직하고, 또한 액체 연료 (F) 로서 DME (비중 0.661)을 사용하는 경우에는, 추종체의 비중은 0.595~1.322 로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5915~0.9915 로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 연료 전지에 이용하는 액체 연료는 그 비중이 (대부분이 1 이하로) 작기 때문에, 이용하는 상기 바람직한 비중 범위가 되는 추종체를 제작하려면, 상기 불용성 혹은 난용성 액체의 종류 및 그 사용량, 및 증점제 및 그 사 용량, 및 그 제법 등을 매우 적합하게 조합하여 조제할 수 있다.

또, 상기 구성의 추종체 (17) 의 사용량은 양호한 추종성, 낙하시의 내충격성의 점으로부터, 이용하는 액체 연료의 사용량 (중량비 1)에 대해서 0.01~0.5 배로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1~0.2 배로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 액체 연료로서 70% 메탄올액 2ml 를 수용 용기에 충전하는 경우에는 추종체의 양은 0.2~0.4ml 로 하는 것이 바람직하다.

상기 구성으로 이루어지는 추종체 (17) 에 삽입하는 추종 보조 부재 (18)는 연료의 소비 속도가 빠른 것이나, 다량의 액체 연료를 탑재하기 위해 튜브형 등의 연료 수용 용기의 지름이 큰 것을 이용한 경우에 있어서도, 추종체 (17) 의 추종 중단을 일으키는 일 없이, 양호하게 추종시키기 위해 추종체 (17) 에 삽입하는 것이다.

이용하는 추종 보조 부재 (18) 는 연료의 소비 속도가 빠른 것이나, 다량의 액체 연료를 탑재했을 경우에 연료 수용 용기의 지름을 대형화했을 경우에 있어서도 양호한 추종성의 발휘 등의 점으로부터, 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적으로 50% 이상의 단면적을 가지는 것이 필요하고, 바람직하게는 80~95% 로 하는 것이 바람직하다.

또한, 추종 보조 부재 (18) 의 단면적이 상기 연료 수용 용기의 지름 방향에서의 단면적으로 50% 미만의 단면적을 가지는 것으로는, 연료의 소비 속도가 빠른 것이나, 다량의 액체 연료를 탑재했을 경우에 연료 수용 용기의 지름을 대형화했을 경우 등에 있어서 추종체의 추종성이 불량하게 되는 일이 있어 바람직하지 않다.

이 추종 보조 부재 (18) 의 형상으로는, 상기 단면적을 가지는 것이면 되고, 예를 들면 원주상, 사각 기둥상, 삼각 기둥상, 구상 혹은 연료 저장체 단면과 서로 다른 형상 등을 들 수 있고, 그 길이는 더욱 양호한 추종성을 발휘시키는 점으로부터, 추종체 (17) 의 전체 길이에 대해서 30~70% 로 하는 것이 바람직하다.

또, 추종 보조 부재 (18) 는 불용성 혹은 난용성의 액체 또는 그 액체의 겔상 물질 (17a) 중에 삽입, 또는 그 추종 보종 부재 (18) 의 일부가 불용성 혹은 난용성의 액체 또는 그 액체의 겔상 물질 (17a) 아래에 나와 있는 상태로 있어도 되는 것이다.

추종 보조 부재 (18) 로는, 상기 단면적의 50% 이상의 단면적을 가지는 특성을 가지는 것이면 되고, 더욱 바람직하게는 이용하는 액체 연료 (F) 보다 비중이 낮은 것을 들 수 있고, 예를 들면 폴리프로필렌, 에틸렌·비닐알코올 공중합 수지, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 각종 고무 등으로 구성할 수 있고, 바람직하게는 이들 재질로부터 이루어지는 고형물, 또는 그 중공 구조체, 다공질체 등을 이용할 수 있다.

본 실시형태에서는 도 1(b) 및 도 2(h) 에 나타내는 바와 같이, 추종 보조 부재 (18) 와 연료 수용 용기 (10) 의 사이 (공극)에 불용성 혹은 난용성의 액체 또는 그 액체의 겔상 물질 (17a) 이 있고, 그 추종 보조 부재 (18) 의 일부가 불용성 혹은 난용성의 액체 또는 그 액체의 겔상 물질 (17a) 아래에 나와 있는 상태이다.

본 실시형태에서는 액체 수용 용기의 내경 6.0㎜, 외형 8.0㎜, 길이 100㎜, 액체 연료 (F) 가 70% 메탄올액 (비중 0.872), 17a 가 불용성 혹은 난용성인 액체의 겔상 물질 (비중 1.0), 추종 보조 부재 (18) 가 중공 구조의 폴리프로필렌제이고, 비중 0.5 이며, 그 길이는 추종체의 전체 길이에 대해서 70%, 그 단면적은 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적의 80% 가 되는 것이다.

이 연료 전지용 연료 저장체 (A) 는 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 연료 전지 본체 (N) 에 분리 가능하게 연결되어 있고, 사용시에 제공되는 것이 된다.

즉, 연료 전지 본체 (N) 는 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 미소 탄소 다공체로 이루어지는 연료 전극체 (21) 의 외표부에 전해질층 (23) 을 구축하고, 상기 전해질층 (23) 의 외표부에 공기 전극층 (24) 을 구축함으로써 형성되는 단위 셀 (연료 전지 셀) (20,20)과, 연료 저장체 (A) 에 접속되는 침투 구조를 가지는 연료 공급체 (30) 와, 연료 공급체 (30) 의 종단에 설치되는 사용이 끝난 연료 저장조 (40) 를 구비하고, 상기 각 단위 셀 (20,20) 은 직렬로 연결되어 연료 공급체 (30) 에 의해 연료가 순차 공급되는 구조로 되어 있고, 상기 연료 저장체 (A) 는 교환 가능한 카트리지 구조체로 되어 있어 연료 전지 본체 (N) 의 지지체 (19) 에 삽입되는 구조가 되고 있다.

이 실시형태에서는 도 1~도 3 에 나타내는 바와 같이, 액체 연료 (F) 가 직접 저장되고, 액체 연료 (F) 를 수용하는 연료 수용 용기 (10) 의 하부에 연료 유출부 (11) 의 밸브체 (12) 에 삽입되는 연료 공급체 (30) 에 의해 연료가 공급되는 것이다.

이들 연료 저장체 (A) 의 연료 수용 용기 (10), 연료 유출부 (11), 연료 공급체 (30) 는 끼워 맞춤 등에 의해 각각 접합된다. 이때, 각각의 부재가 액체 연료 (F) 의 표면 자유 에너지보다도 높은 경우, 접합부의 간격에 비집고 들어가기 쉬어 액체 연료 (F) 가 누설할 가능성이 높아져 버린다. 그 때문에, 이들 부재의 적어도 액체 연료 (F) 와 접촉하는 벽면에는, 액체 연료의 표면 자유 에너지보다도 낮게 조정되어 있는 것이 바람직하다. 이 조정 방법으로는, 연료 수용 용기 (10) 등의 액체 연료와 접촉하는 벽면에, 실리콘계, 규소 수지 혹은 불소계의 발수제(撥水劑)를 이용한 코팅에 의한 발수막 형성 처리를 실시하는 것에 의해 행할 수 있다.

단위 셀이 되는 각 연료 전지 셀 (20) 은 도 4(a) 및 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 미소 기둥 모양의 탄소 다공체로 이루어지는 연료 전극체 (21) 를 가짐과 동시에, 그 중앙부에 연료 공급체 (30) 를 관통하는 관통부 (22) 를 갖고, 상기 연료 전극체 (21) 의 외표부에 전해질층 (23) 이 구축되며, 상기 전해질층 (23) 의 외표부에 공기 전극층 (24) 이 구축되는 구조로 되어 있다. 덧붙여, 각 연료 전지 셀 (20) 은 하나당 이론상 약 1.2V 의 기전력을 발생시킨다.

이 연료 전극체 (21) 를 구성하는 미소 기둥 모양의 탄소 다공체로는 미소한 연통 구멍을 가지는 다공질 구조체이면 되고, 예를 들면 3차원 그물코 구조 혹은 점소결 구조 (point sintered structure)로 이루어지고, 비정질 (amorphous) 탄소와 탄소 분말로 구성되는 탄소 복합 성형체, 등방성 고밀도 탄소 성형체, 탄소 섬유 초지 성형체, 활성 탄소 성형체 등을 들 수 있고, 바람직하게는 연료 전지의 연 료극에서의 반응 제어가 용이하고 또한 반응 효율을 한층 더 향상시키는 점에서, 비정질 탄소와 탄소 분말로 이루어지는 미세한 연통 구멍을 가지는 탄소 복합 성형체가 바람직하다.

이 다공질 구조로 이루어지는 탄소 복합체의 제작에 이용하는 탄소 분말로는, 한층 더 반응 효율을 향상시키는 점에서, 고배향성 열분해 흑연 (HOPG), 키쉬 (kish) 흑연, 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 나노 튜브, 플러린 (fullerene)으로부터 선택되는 적어도 1종 (단독 또는 2종 이상의 조합)이 바람직하다.

또, 이 연료 전극체 (21) 의 외표부에는 백금-루테늄 (Pt-Ru) 촉매, 이리듐-루테늄 (Ir-Ru) 촉매, 백금-주석 (Pt-Sn) 촉매 등이 상기 금속 이온이나 금속 착체 등의 금속 미립자 전구체를 포함한 용액을 함침이나 침지 처리한 후, 환원 처리하는 방법이나 금속 미립자의 전해 석출법 등에 의해 형성되고 있다.

전해질층 (23) 으로는 프로톤 전도성 또는 수산화물 이온 전도성을 가지는 이온 교환막, 예를 들면 나피온 (Nafion, Du pont사제)을 비롯한 불소계 이온 교환막을 들 수 있는 것 외에, 내열성, 메탄올 크로스오버의 억제가 양호한 것, 예를 들면 무기 화합물을 프로톤 전도 재료로 하고 폴리머를 막 재료로 한 콤퍼지트(복합)막, 구체적으로는 무기 화합물로서 제올라이트를 이용하고 폴리머로서 스티렌-부타디엔계 러버로 이루어지는 복합막, 탄화수소계 그라프트막 등을 들 수 있다.

또, 공기 전극층 (24) 으로는 백금 (Pt), 팔라듐 (Pd), 로듐 (Rh) 등을 상술한 금속 미립자 전구체를 포함한 용액 등을 이용한 방법으로 담지시킨 다공질 구조로 이루어지는 탄소 다공체를 들 수 있다.

상기 연료 공급체 (30) 는 연료 저장체 (A) 의 연료 유출부 (11) 의 밸브체 (12) 내에 삽입되어, 상기 액체 연료 (F) 를 각 단위 셀 (20) 에 공급할 수 있는 침투 구조를 가지는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 펠트, 스펀지 또는 수지 입자 소결체, 수지 섬유 소결체 등의 소결체로 구성되는 모세관력을 가지는 다공체나, 천연 섬유, 짐승의 털 섬유, 폴리아세탈계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리비닐계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지 등의 1종 또는 2종 이상의 조합으로 이루어지는 섬유 다발체로 이루어지는 것을 들 수 있고, 이들 다공체, 섬유 다발체의 기공율 등은 각 단위 셀 (20) 에 대한 공급량에 따라 적절히 설정되는 것이다.

사용이 끝난 연료 저장조 (40) 는 연료 공급체 (30) 의 종단에 배치되는 것이다. 이때, 사용이 끝난 연료 저장조 (40) 를 연료 공급체 (30) 의 종단에 직접 접촉시켜 사용이 끝난 연료를 직접 흡장체 등에 의해 흡장시켜도 문제 없지만, 연료 공급체 (30) 와 접촉하는 접속부에 중면 (sliver)이나 다공체, 또는 섬유 다발체 등을 중계심(中繼芯, feed)으로서 마련해 사용이 끝난 연료 배출로로 해도 된다.

또, 연료 공급체 (30) 에 의해 공급되는 액체 연료는 연료 전지 셀 (20) 에서 반응에 제공되는 것으로, 연료 공급량은 연료 소비량에 연동하고 있기 때문에, 미반응으로 전지 밖으로 배출되는 액체 연료는 거의 없고, 종래의 액체 연료 전지와 같이, 연료 출구 쪽의 처리계를 필요로 하지 않지만, 운전 상황에 의해 공급 과 잉시에 이르렀을 때에는, 반응에 사용되지 않는 액체 연료가 저장조 (40) 에 모아져 조해(阻害) 반응을 방지할 수 있는 구조로 되어 있다.

덧붙여, 50 은 연료 저장체 (A) 와 사용이 끝난 연료 저장조 (40) 를 연결하는 동시에, 연료 저장조 (10) 로부터 각 단위 셀 (20,20) 각각에 연료 공급체 (30) 를 통해 직접 액체 연료를 확실하게 공급하는 메쉬 (mesh) 구조 등으로 이루어진 부재이다.

이와 같이 구성되는 연료 저장체 (A) 를 이용한 연료 전지는 연료 저장체 (A) 로부터 연료 공급부가 되는 연료 유출부(11)의 밸브체 (12) 에 삽입된 연료 공급체 (30) 또는 침투 구조를 가지는 연료 전극체 (21) 에 공급되어, 모든 침투 구조에 의해 액체 연료를 연료 전지 셀 (20,20) 내에 도입하는 것이다.

본 발명에서는 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체 (A) 에는 액체 연료 (F) 를 수용하는 연료 수용 용기 (10) 와, 연료 유출부 (11) 와, 액체 연료 (F) 의 후단부에 상기 액체 연료를 봉지하는 동시에, 액체 연료의 소비에 따라 이동하는 추종 보조 부재 (18) 가 삽입된 추종체 (17) 를 구비하는 한편, 상기 추종 보조 부재 (18) 는 유동성이 없고, 액체 연료 (F) 에 대해서 불용성이 되는 동시에, 상기 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적으로 50% 이상의 단면적을 가지는 것으로 구성된 것이므로, 연료 전지의 발전에 의한 연료 소비에 따라 추종 보조 부재 (18) 가 삽입된 추종체 (17) 가 이동함으로써 액체 연료의 부피 감소에 대응하게 되고, 게다가 연료 전지의 가동에 의한 연료 저장체 (액체 연료)가 가온되어도 상기 추종체 (17) 가 이동함으로써 부피 팽창에도 대응할 수 있게 된다. 이것에 의해, 연료 전지 본체 (B) 에 직접 액체 연료 (F) 를 안정적으로 공급하는 동시에, 보관시에 액체 연료의 손실이 없는 한편, 연료 전지의 소형화를 이룰 수 있는 연료 전지용 연료 저장체가 제공되는 것이 된다.

이 추종체 (17) 에는 상기 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적으로 50% 이상의 단면적을 가지는 것으로 구성된 추종 보조 부재 (18) 가 삽입되어 있으므로, 연료의 소비 속도가 빠른 것이나, 다량의 액체 연료를 탑재하기 위해서, 튜브형 등의 연료 수용 용기의 지름을 큰 것을 이용한 경우에 있어서도, 추종체의 추종을 추종 중단을 일으키는 일 없이, 양호하게 추종시킬 수 있는 것이 된다.

상기 실시형태에서는, 연료 유출부 (11) 에는 연료 수용 용기 (10) 의 내부와 외부의 연통을 봉지하는 밸브체 (12), 즉 액체 연료 공급 부재 (30) 를 삽입함으로써 연료 수용 용기 (10) 와 내부를 연통시켜, 연료 수용 용기 (10) 내부의 액체 연료 (F) 를 외부에 공급시키는 연통부 (13) 가 형성되는 동시에, 밸브체 (12) 가 연료 유출부 (11) 에 수납되었을 때에, 밸브체의 바깥 테두리부 (14) 에 의해 밸브체 (12) 가 지름 방향으로 압축됨으로써, 연통부 (13) 에 압축력이 작용하도록 했으므로, 연통부 (13) 로부터의 액체 연료 (F) 의 누설을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 연료 수용 용기 (10) 에는 아답터 (16) 를 마련해 밸브체 (12) 를 아답터 (16) 의 스토퍼부 (16a) 와 고정 부재 (16c) 의 사이에서 협지하여 이루어지는 구조로 했으므로, 조립이 용이하고, 밸브체 (12) 를 수용 용기 (10) 에 고착되는 연료 유출부 (11) 내에 안정적으로 고정할 수 있다.

또, 연료 수용 용기는 연료 배출에 따라 공기 치환하지 않기 때문에, 가령 어느 정도 연료를 배출한 상태에서 연료 유출부를 상향하여도, 항상 연료 유출부에 연료가 접촉하고 있기 때문에 양호하게 연료를 배출할 수 있다.

또, 상기 형태에서는 적어도 연료 전극체 (21) 및/또는 연료 전극체 (21) 에 접하는 연료 공급체 (30) 에 모세관력이 존재해, 이 모세관력에 의해 연료 저장조 (10) 로부터 각 단위 셀 (20,20) 각각에 직접 액체 연료가 역류나 도절을 일으키는 일 없이, 안정적이면서 계속적으로 연료를 공급할 수 있는 것이 된다. 보다 바람직하게는, 연료 전극체 (21) 및/또는 연료 전극체 (21) 에 접하는 연료 공급체 (30) 의 모세관력 < 사용이 끝난 연료 저장조 (40) 의 모세관력으로 설정함으로써, 연료 저장조 (10), 각 단위 셀 (20,20) 로부터 사용이 끝난 연료 저장조까지의 각각에 직접 액체 연료가 역류나 도절을 일으키는 일 없이, 안정적이면서 계속적으로 연료의 흐름을 만들 수 있다.

아울러 또한, 이 연료 전지에서는 펌프나 블로어, 연료 기화기, 응축기 등의 보조기를 특별히 이용하는 일 없이, 액체 연료를 기화하지 않고 그대로 원활히 공급할 수 있는 구조가 되기 때문에, 연료 전지의 소형화를 도모하는 것이 가능해진다.

따라서, 이 형태의 연료 전지에서는, 연료 전지 전체의 카트리지화가 가능해져, 휴대 전화나 노트형 PC 등의 휴대용 전자 기기의 전원으로서 이용할 수 있는 소형의 연료 전지가 제공되는 것이 된다.

덧붙여, 상기 형태에서는 연료 전지 셀 (20) 을 두 개 사용한 형태를 나타냈지만, 연료 전지의 사용 용도에 의해 연료 전지 셀 (20) 의 연결 (직렬 또는 병렬) 하는 수를 증가시켜 소요의 기전력 등으로 할 수 있다.

도 5(a) 및 5(b) 는 본 발명의 상기 제 1 실시형태의 연료 저장체 (A) 의 변형예를 나타내는 것이다.

도 5(a) 는 추종 보조 부재 (18b) 가 상기 각 특성을 가지는 중공체를 갖는 구조로 이루어지는 것이다. 덧붙여, 중공체의 수나 크기는 연료의 소비 속도가 빠른 것이나, 튜브형 등의 연료 수용 용기의 지름이 큰 것을 이용한 경우에도, 연료 전지의 발전에 의한 연료 소비에 따라, 이 중공체의 추종 보조 부재 (18b) 가 삽입된 추종체 (17) 가 추종 중단을 일으키는 일 없이 양호하게 추종 하는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다.

도 5(b) 는 추종 보조 부재 (18) 가 상기 각 특성을 가지는 연속 기포 또는 독립 기포를 가지는 다공체로 이루어지는 것이고, 이 다공체 (18c) 에는 불용성 혹은 난용성의 액체, 또는 그 액체의 겔상 물질이 함침된 것이다.

이들 실시형태 (변형예)도, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 사용되어 마찬가지의 기능을 발휘하는 것이다.

도 6 및 도 7 은 본 발명의 다른 실시형태 (제 2 실시형태)의 연료 저장체 (B) 를 나타내는 것이다. 상기 제 1 실시형태의 연료 전지용 연료 저장체와 같은 구성 및 효과를 발휘하는 것에 대해서는, 도 1 과 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

이 제 2 실시형태의 연료 전지용 연료 저장체 (B) 는 도 6 및 7(a)~(c) 에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 실시형태의 추종 보조 부재 (18) 를 삽입한 추종체 (17) 대신에, 추종체를 상기와 같은 액체 연료에 대해서 불용성 혹은 난용성의 액체, 또는 그 액체의 겔상 물질과 수지편 및/또는 중공 수지편으로 이루어지는 고형물과의 혼련물로부터 구성하는 한편, 액체 연료의 비중에 대해서 추종체의 비중이 상기와 마찬가지로 90%~200% 가 되는 것으로 구성한 점, 또 상기 제 1 실시형태의 슬릿을 가지는 밸브체를 스프링 부재나 바네 부재 등의 탄성 체에 의해 닫혀지고, 액체 연료 공급 부재의 삽입에 의해 열리는 구조의 밸브체로 한 점에서만, 상기 제 1 실시형태와 서로 다른 것이고, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 하여 사용에 제공된다.

이용하는 수지편 및/또는 중공 수지편으로 이루어지는 고형물 (17a) 은 불용성 혹은 난용성의 액체로 이루어지는 추종체 단독, 또는 그 액체의 겔상 물질로 이루어지는 추종체 단독의 비중보다도 더욱 낮게 하기 위해, 아울러 연료의 소비 속도가 빠른 것이나, 다량의 액체 연료를 탑재하기 위해, 튜브형 등의 연료 수용 용기의 지름이 큰 것을 이용했을 경우에 있어서도, 추종체의 추종을 추종 중단을 일으키는 일 없이, 양호하게 추종시키기 위해서 이용하는 것으로, 예를 들면 이용하는 액체 연료 (F) 보다도 비중이 낮은 수지편, 중공 수지편을 이용할 수 있다.

수지로는, 예를 들면 폴리프로필렌, 에틸렌·비닐알코올 공중합 수지, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 각종 고무 등을 들 수 있다.

이들 수지편 및/또는 중공 수지편으로 이루어지는 고형물 (17a) 은 그 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 구상, 타원상, 입방체상, 직방체장, 삼각기둥 상, 원주상 등을 들 수 있다.

이들 고형물 (17a) 의 사용량은 이용하는 액체 연료의 비중, 추종체에 이용하는 액체의 비중에 의해 변동하는 것이지만, 추종체 (17) 중의 전체 부피 중에 대해서 고형물의 부피가 10~90% 가 되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30~70% 로 하는 것이 바람직하다.

본 제 2 실시형태의 추종체는 상기 고형물 (17a) 과, 상기 구성의 불용성 혹은 난용성의 액체, 또는 그 액체의 겔상 물질을 혼련함으로써 얻어진다.

이 제 2 실시형태에서의 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체 (B) 에서는 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 연료 전지의 발전에 의한 연료 소비에 따라, 추종체 (12) 가 이동함으로써 액체 연료의 부피 감소에 대응하는 것이 되고, 게다가 연료 전지의 가동에 의한 연료 저장체 (액체 연료)가 가온되어도 추종체가 이동함으로써 부피 팽창에도 대응할 수 있는 것이 된다. 이것에 의해, 연료 전지 본체 (B) 에 직접 액체 연료 (F) 를 안정적으로 공급함과 동시에, 보관시에 액체 연료의 손실이 없는 한편, 연료 전지의 소형화를 이룰 수 있는 연료 전지용 연료 저장체가 제공되는 것이 된다.

또, 이 제 2 실시형태의 밸브체 (60) 는 본체부 (61) 에 밸브 수용부 (61a) 를 갖고, 스프링 부재나 바네 부재 등의 탄성체 (62) 에 의해 단면 역T자 모양의 밸브 부재 (63) 가 밸브 수용부 (61a) 에 상시 부세(付勢)되어 닫혀져 있고, 액체 연료 공급 부재 (30) 의 삽입에 의해 열려 액체 연료가 공급되는 구조로 되어 있다.

이와 같이 구성된 연료 저장체 (B) 를 이용한 연료 전지는 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 액체 연료를 연료 저장체 (B) 로부터 연료 유출부가 되는 밸브체 (60) 에 삽입된 연료 공급 부재 (30) 에 공급해, 침투 구조에 의해 연료 전지 셀 (20,20) 내에 도입하는 것이다.

이 연료 저장체 (B) 에 있어서는, 추종체 (17) 가 액체 연료에 대해서 불용성 혹은 난용성의 액체, 또는 그 액체의 겔상 물질과 수지편 및/또는 중공 수지편으로 이루어지는 고형물과의 혼련물로부터 구성하는 한편, 액체 연료의 비중에 대해서 추종체의 비중이 상기와 마찬가지로 90%~200% 가 되는 것으로 구성한 것이므로, 연료의 소비 속도가 빠른 것이나, 다량의 액체 연료를 탑재하기 위해, 튜브형 등의 연료 수용 용기의 지름이 큰 것을 이용했을 경우에 있어서도, 추종체의 추종을 추종 중단을 일으키는 일 없이 양호하게 추종시킬 수 있는 것이 된다.

또, 이 형태에서는 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체 (B) 에는, 액체 연료 (F) 를 수용하는 튜브형의 연료 수용 용기 (10) 와 연료 유출부 (11) 를 구비하는 동시에, 연료 유출부 (11) 에는 연료 수용 용기 (10) 의 내부와 외부의 연통을 봉지하는 밸브체 (60) 를 가지므로, 보관시에 액체 연료의 손실이 없는 한편, 연료 전지 본체 (N) 에 직접 액체 연료 (F) 를 안정적으로 공급함과 동시에, 연료 전지의 소형화를 이룰 수 있는 것이 가능한 연료 전지용 연료 저장체가 제공된다.

도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태의 연료 저장체 (C) 를 나타내는 것이다. 이 실시형태의 추종체는 불용성으로 팽윤성이 없는 고형물 (18d) 로 이루어지고, 연료 수용 용기 (10) 의 내벽에 밀접해서 이루어지는 점에서만, 상기 제 1 실시형태와 서로 다른 것이고, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 하여 사용에 제공된다.

이 불용성으로 팽윤성이 없는 고형물 (18d) 로는, 예를 들면 폴리프로필렌, 에틸렌·비닐알코올 공중합 수지, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 각종 고무 등을 들 수 있다.

이 실시형태에서는 추종체 (18d) 의 추종을 더욱 양호하도록 하기 위해서, 연료 수용 용기 (11) 의 내벽면 및/또는 고형물 (18d) 의 외표면부에 실리콘계, 규소 수지 혹은 불소계의 발수제를 이용한 코팅에 의한 발수막 형성 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

이 제 3 실시형태에서의 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체 (D) 에서도, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 연료 전지의 발전에 의한 연료 소비에 따라 추종체 (17) 가 추종 중단을 일으키는 일 없이 이동함으로써, 액체 연료의 체적 감소에 대응하는 것이 되고, 게다가 연료 전지의 가동에 의한 연료 저장체 (액체 연료)가 가온되어도 추종체가 이동함으로써, 부피 팽창에도 대응할 수 있는 것이 된다. 이것에 의해, 연료의 소비 속도가 빠른 것이나, 튜브형 등의 연료 수용 용기의 지름이 큰 것이라도 연료 전지 본체 (N) 에 직접 액체 연료 (F) 를 안정적으로 공급함과 동시에, 보관시에 액체 연료의 손실이 없는 한편, 연료 전지의 소형화를 이룰 수 있는 연료 전지용 연료 저장체가 제공되는 것이 된다.

도 9 는 본 발명의 제 4 실시형태의 연료 저장체 (D) 를 나타내는 것이다. 이 실시형태의 추종체는 상기 제 2 실시형태에 있어서 수지편 및/또는 중공 수지편으로 이루어지는 고형물 (17a) 대신에, 질소 가스 등의 불활성 가스로 이루어지는 기포 (17b) 가 함유된 추종체이며, 기포의 크기, 기포의 추종체 내에 차지하는 부피는 상기 제 2 실시형태의 수지편 등으로 이루어지는 것과 같은 범위로 하는 것이 바람직하다.

본 제 4 실시형태의 추종체는 불용성 혹은 난용성의 액체, 또는 그 액체 겔상 물질에 기포 (14a) 를 혼입함으로써 얻어지는 것이다.

이 제 4 실시형태에서의 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체 (D) 에서도, 상기 제 1 실시형태와 같은 기능을 발휘하는 것이 된다.

도 10 및 도 11 은 연료 전지 본체에 대한 접속의 다른 형태를 나타내는 것이다. 이하의 형태에 있어서, 상기 제 1 실시형태의 연료 전지 본체와 같은 구성 및 효과를 발휘하는 것에 대해서는, 도 1 과 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

이 형태는 도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 연료 유출부 (11) 의 밸브체에 삽입되는 연료 공급관 (31) 을 통해 연료 공급체 (30) 에 접속되는 점, 추종체 (17) 내에 PP제의 수지체로 이루어지는 추종 보조 부재 (18) 가 액체 연료 (F) 에 돌출되어 있지 않은 점 등에서, 상기 제 1 실시형태와 서로 다른 것이다.

또한, 도시하지 않지만, 연료 공급체 (30) 의 선단 (도 10, 도 11 의 화살표 방향)에는 상기 제 1 실시형태 (도 3)와 마찬가지로 연료 전지 셀 (20,20…) 에 직렬 또는 병렬로 접속되는 구조로 되어 있다.

이와 같은 형태의 연료 전지에서는, 연료 저장조가 교환 가능하고 시인성을 가지는 카트리지 구조체로 이루어지는 저장체 (C) 등이 액체 연료 (F) 를 수용하는 연료 수용 용기 (10) 와 밸브체를 가지는 연료 유출부 (11) 의 연료 소비에 따라 이동하는 동시에, 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적으로 50% 이상의 단면적을 가지는 추종 보조 부재 (18) 가 삽입된 추종체 (17) 를 구비하는 동시에, 카트리지 구조체 내부의 액체 연료가 시인 가능하므로, 연료의 사용 상황을 용이하게 시인할 수 있어 추종체에 의해 보관시에 액체 연료의 손실이 없는 것이 되어, 연료 공급체 (30) 의 모세관력에 의해 연료 수용 용기 (10) 로부터 각 단위 셀의 개개에 직접 액체 연료가 역류나 도절을 일으키는 일 없이 안정적이면서 계속적으로 연료를 공급할 수 있는 것이 된다.

본 발명의 연료 전지용 저장체는 상기 각 실시형태로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 여러 가지로 변경할 수 있는 것이다.

예를 들면, 연료 전지 셀 (20) 은 원주상의 것을 이용했지만, 각주상, 판상의 다른 형상의 것이어도 되고, 또 연료 공급체 (30) 와의 접속은 직렬 접속 외, 병렬 접속이어도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는 직접 메탄올형의 연료 전지로서 설명했지만, 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체로서, 상기 연료 저장체에는 액체 연료를 수용하는 연료 수용 용기와, 연료 유출부와, 액체 연료의 후단부에 상기 액체 연료를 봉지하는 동시에 액체 연료의 소비에 따라 이동하는 추종 보조 부재가 삽입된 추종체를 구비하는 한편, 상기 추종 보조 부재는 유동성이 없고 액체 연료에 대해 불용성이 되는 동시에 상기 연료 수용 용기의 지름 방향에서의 단면적으로 50% 이상의 단면적을 가지는 것이라면, 본 발명은 상기 직접 메탄올형의 연료 전지로 한정되는 것은 아니고, 개질형을 포함하는 고분자 개질막형의 연료 전지에도 매우 적합하게 적용할 수 있는 것이고, 또한 대용량 (예를 들면, 100ml 이상) 의 액체 연료를 탑재하는 경우에 튜브형 등의 연료 수용 용기의 지름을 크게 한 경우에는 거기에 수반하여 추종체의 양을 증가시키거나, 또는 추종체의 추종을 방해하는 일 없이 양호하게 추종시킬 수 있다.

또한, 연료 전지 본체로서 미소 탄소 다공체로 이루어지는 연료 전극체의 외표부에 전해질층을 구축하고, 상기 전해질층의 외표부에 공기 전극층을 구축함으로써 연료 전지 본체를 구성했지만, 연료 전지 본체의 구조는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 전기 도전성을 가지는 탄소질 다공체를 기재로 하고, 상기 기재의 표면에 전극/전해질/전극의 각 층을 형성한 단위 셀 또는 상기 단위 셀을 2 이상 연결한 연결체를 구비하고, 상기 기재에 연료 공급체를 통해 액체 연료를 침투시키는 구성으로 하는 동시에, 기재의 외표면에 형성되는 전극면을 공기에 노출하는 구조로 이루어지는 연료 전지 본체로 해도 되는 것이다.

아울러 또한, 연료 유출부 (11) 에 설치된 밸브체로서 도 2 의 슬릿 밸브체, 도 7 의 밸브 부재를 들었지만, 연료 수용 용기 (10) 의 내부와 외부의 연통을 봉지 자재로 하는 구조라면, 특별히 밸브체 구조는 한정되는 것은 아니다.

다음에, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 더욱 상술하지만, 본 발명은 하 기 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1~5 및 비교예 1~3]

하기에 나타내는 튜브의 구성 및 추종체 A~C 의 조성, 수지편, 추종 보조 부재 1~5, 추종 보조 부재 없음으로 이루어지는 연료 저장체 (전체 구성 : 도 2 에 준거)를 하기 표 2 에 나타내는 조합으로 제작하고, 액체 연료 (70wt% 메탄올액, 비중 0.87) 2g 를 충전하고 연료 배출 구멍으로부터 0.5 ml/분의 속도로 액체 연료를 배출해, 그 배출성을 하기 평가 방법에 의해 배출성을 평가했다.

이들의 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.

[연료 수용 용기의 구성 : 튜브 1]

길이 100㎜, 외경 5.4㎜, 내경 4.0㎜, 폴리프로필렌제 압출 튜브, 튜브내 단면적 : 12.56㎟

[연료 배출부의 구성 (밸브체 등, 도 2 에 준거)]

길이 5㎜, 외경 4㎜, 내경 1㎜, 실리콘 고무제

[액체 연료의 물성]

70wt% 메탄올액 (비중 0.87)

[추종체 A 의 조성]

이하의 배합 조성으로 이루어지는 겔상 추종체 (비중 0.90)를 이용했다.

광유 : 다이아나 프로세스 오일 MC-W90 (이데미츠 코산사제) 93중량부

소수성 실리카 : 에어로질 R-974D 6중량부

(니폰 에어로질사제, BET 표면적 200㎡/g)

실리콘계 계면활성제 : SILWET FZ-2110 1중량부

(니폰 유니카제)

[추종체 B 의 조성]

이하의 배합 조성으로 이루어지는 겔상 추종체 (비중 1.0)를 이용했다.

실리콘 오일 : KF-96 30,000 (신에쯔 실리콘사제) 93중량부

소수성 실리카 : 에어로질 R-974D 6중량부

(니폰 에어로질사제, BET 표면적 200㎡/g)

실리콘계 계면활성제 : SILWET FZ-2171 1중량부

(니폰 유니카제)

[추종체 C 의 조성]

이하의 배합 조성으로 이루어지는 겔상 추종체 (비중 1.0)를 이용했다.

폴리부텐 : 니싼 폴리부텐 015N (일본유지사제, MW=580) 94중량부

소수성 실리카 : 에어로질 R-974D 5중량부

(니폰 에어로질사제, BET 표면적 200㎡/g)

실리콘계 계면활성제 : SILWET FZ-2110 1중량부

(니폰 유니카제)

[수지편]

재질 : 폴리프로필렌제, 형상 : 구상, 최대 길이로 1㎜, 비중 : 0.9, 추종체 중의 차지하는 부피 : 40%

[추종 보조 부재 1]

재질 : 폴리프로필렌제, 형상 : 원주상, 구조 : 중공, 전체 길이 : 8㎜ (추종체의 전체 길이에 대해서 60%), 비중 : 0.5, 직경 : 3.58㎜, 단면적은 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적의 80% (10.05㎟/12.56㎟)

[추종 보조 부재 2]

재질 : 폴리프로필렌제, 형상 : 원주상, 구조 : 중공, 전체 길이 : 8㎜ (추종체의 전체 길이에 대해서 60%), 비중 : 0.5, 직경 : 3.10㎜, 단면적은 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적의 60% (7.54㎟/12.56㎟)

[추종 보조 부재 3]

재질 : 폴리프로필렌제, 형상 : 원주상, 구조 : 중공, 전체 길이 : 8㎜ (추종체의 전체 길이에 대해서 60%), 비중 : 0.5, 직경 : 2.83㎜, 단면적은 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적의 50% (6.28㎟/12.56㎟)

[추종 보조 부재 4]

재질 : 폴리프로필렌제, 형상 : 원주상, 구조 : 중공, 전체 길이 : 8㎜ (추종체의 전체 길이에 대해서 60%), 비중 : 0.5, 직경 : 2.53㎜, 단면적은 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적의 40% (5.02㎟/12.56㎟)

[추종 보조 부재 5]

재질 : 폴리프로필렌제, 형상 : 원주상, 구조 : 중공, 전체 길이 : 8㎜ (추종체의 전체 길이에 대해서 60%), 비중 : 0.5, 직경 : 2.20㎜, 단면적은 연료 수용 용기 (10) 의 지름 방향에서의 단면적의 30% (3.77㎟/12.56㎟)

(배출성의 평가 방법)

하기 평가 기준에 의해 평가했다.

평가 기준 :

○ : 충전한 연료 전부 배출될 수 있었다.

△ : 연료가 80% 이상 배출될 수 있었다.

× : 연료의 배출량이 50% 이상 80% 미만이었다.

×× : 연료의 배출량이 50% 미만이었다.

[표 2]

	실시예					비교예
	1	2	3	4	5	1	2	3
튜브 종류	1	1	1	1	1	1	1	1
액체 연료	70wt% 메탄올액
추종체 종류	A	B	C	C	C	C	C	C
수지편	유	무	무	무	무	무	무	무
추종보조부재	무	1	1	2	3	4	5	무
평가	○	○	○	○	○	△	×	××

상기 표 2 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위가 되는 실시예 1~5 의 수지편이 혼입된 추종체 (실시예 1), 추종 보조 부재가 삽입된 추종체 (실시예 2~5) 를 구비하는 연료 저장체는, 연료 소비에 따라 추종 중단을 일으키는 일 없이, 추종체가 양호하게 이동해 연료를 완전하게 소비할 수 있는 것을 알았다.

이것에 대조적으로, 추종 보조 부재의 단면적이 충분하지 않은 비교예 1 및 2, 추종 보조 부재가 삽입되지 않는 비교예 3 에 있어서는, 연료를 완전하게 소비하지 못해 공급 효율의 점에서 바람직하지 않다는 것을 알았다.

본 발명의 액체 연료 저장체는 휴대 전화, 노트형 PC 및 PDA 등의 휴대용 전 자 기기의 전원으로서 이용되는데 매우 적합한 소형의 연료 전지의 연료 저장용으로 이용할 수 있다.

Claims (11)

1. 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체로서, 상기 연료 저장체에는 액체 연료를 수용하는 연료 수용 용기와, 연료 유출부와, 액체 연료의 후단부에 상기 액체 연료를 봉지하는 동시에 액체 연료의 소비에 따라 이동하는 추종 보조 부재가 삽입된 추종체를 구비하는 한편, 상기 추종 보조 부재는 유동성이 없고, 액체 연료에 대해서 불용성이 되는 동시에, 상기 연료 수용 용기의 지름 방향에서의 단면적으로 50% 이상의 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 저장체.
2. 제 1 항에 있어서,

   추종체는 액체 연료에 대해서 불용성 혹은 난용성인 액체, 그 액체의 겔상 물질로부터 선택되는 적어도 1 종으로 이루어지는 한편, 액체 연료의 비중에 대해서 추종체의 비중이 90% ~ 200% 인 연료 전지용 연료 저장체.
3. 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체로서, 상기 연료 저장체에는 액체 연료를 수용하는 연료 수용 용기와 연료 유출부와 액체 연료의 후단부에 상기 액체 연료를 봉지하는 동시에 액체 연료의 소비에 따라 이동하는 추종체를 구비하는 한편, 상기 추종체는 액체 연료에 대해서 불용성 혹은 난용성인 액체, 또는 그 액체의 겔상 물질과 수지편 및/또는 중공 수지편으로 이루어지는 고형 물과의 혼련물로 이루어지는 한편, 액체 연료의 비중에 대해서 추종체의 비중이 90% ~ 200% 인 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 저장체.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   불용성 혹은 난용성의 액체가 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매로 이루어지고, 불용성 혹은 난용성의 액체의 겔상 물질이 불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매와 증점제를 함유하는 것으로 이루어지는 연료 전지용 연료 저장체.
5. 제 4 항에 있어서,

   불휘발성 혹은 난휘발성 유기 용매가 폴리부텐, 광유, 실리콘 오일, 유동 파라핀으로부터 선택되는 적어도 1 종인 연료 전지용 연료 저장체.
6. 제 4 항에 있어서,

   증점제가 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 염화비닐계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머, 인산 에스테르의 칼슘염, 미립자 실리카, 아세트알콕시알루미늄 디알킬레이트로부터 선택되는 적어도 1 종인 연료 전지용 연료 저장체.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   추종 보조 부재는 고형물, 중공 구조체 또는 다공질체 중 어느 하나인 연료 전지용 연료 저장체.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   액체 연료가 메탄올액, 에탄올액, 디메틸에테르 (DME), 포름산, 히드라진, 암모니아액, 에틸렌글리콜, 자당 수용액 및 수소화 붕소 나트륨으로부터 선택되는 적어도 1 종인 연료 전지용 연료 저장체.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   연료 수용 용기는 적어도 액체 연료와 접촉하는 벽면이 액체 연료의 표면 자유 에너지보다도 낮게 조정되어 있는 연료 전지용 연료 저장체.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    연료 전지 본체는 연료 전극체의 외표부에 전해질층을 구축하고, 상기 전해질층의 외표부에 공기 전극층을 구축함으로써 형성되는 단위 셀이 복수 연결되는 동시에, 상기 단위 셀에는 연료 저장체에 접속되는 연료 공급체가 연결되어 액체 연료가 공급되는 구성으로 이루어지는 연료 전지용 연료 저장체.
11. 연료 전지 본체에 분리 가능하게 연결되어 있는 연료 저장체로서, 상기 연료 저장체에는 액체 연료를 수용하는 연료 수용 용기와, 연료 유출부와, 액체 연료의 후단부에 상기 액체 연료를 봉지하는 동시에 액체 연료의 소비에 따라 이동하는 추종 보조 부재가 삽입된 추종체를 구비하는 한편, 상기 추종 보조 부재는 액체 연료에 대해서 불용성인 중공 구조체 또는 다공질체를 가지는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 저장체.

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