200845465 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關有效於攜帶機器之動作的平面配置之燃 料電池。 【先前技術】 近年’電筆記型電腦，行動電話等之各種電子機器係 與半導體技術之發達同時而作爲小型化，並嘗試將燃料電 池使用於此等小型機器用之電源，而燃料電池係使只由供 給燃料與氧化劑而即可發電，並具有只需補充交換燃料 而即可連I買發電之利點’因此，可以說是如可作爲小型化 ’對於攜帶電子機器之動作極爲有利之系統，特別是，直 接甲醇燃料電池（DMFC: Direct Methanol Fuel Cell)係 因使用能量密度局之甲醇於燃料，並從甲醇，在電極觸媒 上直接取出電流，故可作爲小型化，另外，從燃料的處理 亦比較於氫氣燃料爲容易之情況，作爲小型機器用之電源 爲有望’故作爲對於筆記型電腦，行動電話，攜帶播放器 ’攜帶遊戲機等之無線攜帶機器最佳之電源，期待其實用 化。 做爲DMFC之燃料供給法，係知道有將液體燃料氣化 之後，以送風箱等，送入至燃料電池內之氣體供給型 DMFC，與直接將液體燃料，以幫浦等，送入至燃料電池 內之液體供給型DMF C，在元件內使液體燃料氣化之內部 氣化型DMFC等，而之中內部氣化型DMFC係記載於例如 200845465 ，日本特許第 3 4 1 3 1 1 1號公報及國際公開號 W02006/057283號公報，而在內部氣化型DMFC之中，使 保持於燃料浸透層中之液體燃料的氣化成分，在燃料氣化 層（陽極氣體擴散層）擴散，所擴散之氣化燃料則供給於 陽極觸媒層，與來自陰及觸媒層側的氧化劑，在電解質膜 而進行發電反應。 但，針對在記載於日本特許第3 4 1 3 1 1 1號公報及國際 公開號W02006/057283號公報之內部氣化型DMFC，爲了 使攜帶機器動作而得到充分高之輸出特性的情況則爲困難 ，在此等以往之燃料電池之中，做爲液體燃料而使用將甲 醇與水以1 : 1之摩爾比混合之甲醇水溶液，將甲醇與水 的雙方，以氣化氣體的形態而供給至燃料極，但，因水比 較於甲醇，蒸氣壓爲低，且水的氣化速度係比甲醇的氣化 速度爲慢，無論是甲醇或水，當經由氣化而供給至燃料極 時，因對於甲醇供給量的水之相對性的供給則不足，其結 果，將甲醇做內部改質之反應的反應阻抗則變高。 另外，DMFC係因每單位元件之動作電壓爲低的〇.3 〜0.5V程度，故有將複數之單位元件進行串聯地連接而組 裝於機器的必要，特別是對於組裝於筆記型電腦，行動電 話，攜帶播放器，攜帶遊戲機等之小型攜帶機器時，係有 將複數之單位元件配置於同一平面之必要。 另外，在DMFC之中’當內部之密封不完全時，因寄 予反應之燃料的比例則減少，而燃料利用效率下降，故使 燃料電池性能下降。 -6- 200845465 【發明內容】 本發明係爲爲了解決上述課題所作爲之構成，其目的 爲提供爲了使攜帶機器動作而可得到充分高之輸出特性的 燃料電池。 有關本發明之燃料電池係屬於具備於陰極觸媒層與陽 極觸媒層之間，配置電解質膜之膜電極接合體，和配置於 前述膜電極接合體之陰極觸媒層側之陰極導電層，和設置 於前述陰極觸媒層與前述陰極導電層之間的陰極氣體擴散 層，和配置於前述膜電極接合體之陽極觸媒層側之陽極導 電層，和設置於前述陽極觸媒層與前述陽極導電層之間的 陽極氣體擴散層之燃料電池，其特徵乃 前述陰極導電層係具有接觸於前述陰極氣體擴散層而 電性導通，使燃料通過前述膜電極接合體的孔，並具有實 質上排列於同一平面之複數陰極電極部， 前述陽極導電層係具有接觸於前述陽極氣體擴散層而 電性導通，且與前述陰極電極部電性地所連接，形成串聯 的電路，爲了使燃料通過前述膜電極接合體的孔，並具有 實質上排列於同一平面之複數陽極電極部， 前述複數陰極電極部及前述複數陽極電極部之至少任 一方，係具有將前述複數陰極電極部做爲位置決定之陰極 絕緣密封框或將前述複數陽極電極部做爲位置決定之陽極 絕緣密封框， 更加地具有串聯地連接前述陰極電極部與前述陽極電 200845465 極部之電極部間導電構件。 【實施方式】 [爲了實施發明之最佳型態] 針對在本發明之燃料電池，陰極導電層係具有 陰極氣體擴散層而電性導通，使燃料通過前述膜電 體的孔，並具有實質上排列於同一平面之複數陰極 ，陽極導電層係具有接觸於陽極氣體擴散層而電性 使燃料通過前述膜電極接合體的孔，並具有實質上 同一平面之複數陰極電極部，前述複數陰極電極部 複數陽極電極部之至少任一方，係具有將前述複數 極部做爲位置決定之陰極絕緣密封框或將前述複數 極部做爲位置決定之陽極絕緣密封框，更加地具有 連接前述陰極電極部與前述陽極電極部之電極部間 件。 此情況，將陰極電極部之相互間隔W2及陽極 之相互間隔W4，各自做爲〇 · 3 mm以上1 · 5 mm以下 則爲期望，當電極之相互間隔W2，W4未滿0.3時 亦經由電極部間絕緣密封部之絕緣性能，但有產生 於，另一方面，當電極之相互間隔W2，W4超過 時，因燃料電池做爲大型化，做爲攜帶機器用之電 爲不適合之構成。 前述陰極導電層及陽極導電層係以經由電極部 構件所連接之狀態所二折，可做爲於其二折之內側 接觸於 極接合 電極部 導通， 排列於 及前述 陰極電 陽極電 串聯地 導電構 電極部 之情況 ，雖因 短路之 1.5mm 源而成 間導電 夾入前 -8- 200845465 述膜電極接合體之構造，此情況，從針對在將前述電極部 間導電構件作爲二折之前的面內之前述陰極導電層至前述 陽極導電層之離間距離W5，對於從含有前述膜電極接合 體之前述陰極氣體擴散層至前述陽極氣體擴散層之厚度t 而言，期望滿足1.5tSW5S 4t之關係情況。 對於前述陰極導電層及前述陽極導電層，係使用不鏽 鋼（SUS304，SUS316等），鋁，鋁合金，鎳，鎳合金， 鈦，太合金等之金屬，對於無法得到耐蝕性之情況，係有 必要施以Au等之導電性的高耐蝕電鍍。 對於從前述陰極導電層至對於前述陽極導電層使用金 屬板之情況，當離間距離W5未達厚度t之1 · 5倍時，因 以充分之曲率半徑而彎曲1 80°之情況則變爲困難，假設 即使做爲可彎曲之情況，因彎曲部亦銳角性地變形而塑性 硬化，彎曲部變脆而變爲容易破損，另一方面，當離間距 離W5超過厚度t之4倍時，因從對向之陽極導電層至陰 極導電層之相互間隔則變過大，而燃料電池則大型化，此 情況，理想爲將含有前述膜電極接合體之陰極氣體擴散層 至陽極氣體擴散層之厚度t做爲500μηι以上900μιη以下 ，將離間距離W5做爲0.75mm以上3.6mm以下者，從前 述陰極導電層以金屬板構成前述陽極導電層之情況，導電 層之厚度t係理想爲50μιη〜200μιη，當導電層之厚度爲 5 0 W以下時，因所期望的強度不足而變爲容易破損，另一 方面，當厚度11超過2 0 0 μπι時，剛性則增大而對於彎曲 所需的力則變過大，成爲不易彎曲，另外，離間距離W5 -9- 200845465 未達0.75 mm時，彎曲所需的力則變過大，成爲不易彎曲 之同時，彎曲部則成爲銳角性而變爲容易破損，另一方面 ，當離間距離W5超過3.6mm時’因從對向之陽極導電層 至陰極導電層之相互間隔則變過大’而燃料電池則大型化 〇 在本發明之中，係期望將陰極絕緣密封框及陽極絕緣 密封框，各自安裝於各電極部者，但亦可做爲只將此等之 中任何一方安裝於電極部者，而如將陰極電極部或陽極電 極部之任何一方做爲位置決定，因以泛用之Ο環按壓另一 方之電極部而做爲位置決定之情況係比較容易。 陰極絕緣密封框或陽極絕緣密封框係期望爲由對於燃 料之透過量爲9x1 07g/m3 · 24hr · atm以下，體積固有阻抗 爲1011〜1015n.cm之橡膠系材料而成者，而當透過量多 時，因寄與發電之燃料的量則變少而使燃料電池性能下降 ，而當薄板阻抗低時，因絕緣破壞而容易產生短路，對於 橡膠系材料，係可使用EPDM (乙烯丙烯橡膠），氟素系 橡膠，矽系橡膠等。 贿子間連接部係爲爲了將在各電極所生成之電子取出 於外部電路之導電部，剖面積變越大，阻抗越被降低，但 將導電部的厚度加厚而剖面積變大時，彎曲則變爲困難， 當加寬導電部之寬度時，因接觸於其他的端子之可能性變 大，故導電部的厚度係理想爲50μιη〜200μιη，端子間導電 部之寬度W6係如將與其他的端子之距離，做爲〇.4mm以 上，可彎曲之寬度即可。 -10- 度W3 寬度係 於電極 極略長 理想爲 以 實施型 (第1 首 明，燃 11等S 單位元 兩極之 聯地加 而 齒密加 數的單 與螺帽 等作爲 燃 ，76b 而形成 200845465 外，陰極電極部之寬度w 1及前述陽極電極部 係理想爲各自1 mm以上者，然而，各自之電極 指配置各電極於平面之情況的排列方向之寬度 爲略長方形之情況係成爲短方向之長度，，對 方形之情況，長度方向與短方向的比（縱橫比 1 〇比1以下。 下，參照附加的圖面，說明爲了實施本發明之 態。 實施型態） 先’參照圖1，關於就燃料電池的全體槪要進 料電池1係由外裝罩體（蓋板）2 i及燃料分配 :覆全體，於內部具備複數之單位元件，此等複 件係貫質上，橫排列地配置於同一平面上，且 導電層（集電體）7a，7b及未圖示之導線配線 以連接。 燃料電池1係例如，經由將外裝罩體2 1的端部 工於燃料分配機構1 1之外面之時，作爲一體 位兀件之1個單元所構成，然而，亦可經由以 寺固疋外裝罩體2丨與燃料分配機構丨丨之時， 一體化形成。 料电池1內之單位元件係經由絕緣性的密封框 勒&地所密封’而經由此等之絕緣密封框76a， 各種空間或間隙於燃料電池！之內部，而此等 之寬 部的 皿_1 ，封 於電 )係 各種 行說 機構 數之 經由 ，串 21a 化複 螺絲 將此 76a 76b 空間 200845465 或間隙之中，例如，陽極側之空間係做爲空隙部40所使 用，陰極側之空間隙做爲收納保濕板1 9之空氣供給部所 使用。 對於陽極導電層7b係開口有複數之燃料供給孔1 8， 從燃料分配機構1 1，燃料的氣化成分則通過孔而供給至氣 體擴散層5及陽極觸媒層3。 對於陽極導電層7 b與燃料分配機構1 1之間係設置有 做爲氣化膜之氣液分離膜9，氣液分離膜9之週緣部係挾 入於燃料分配機構1 1之凸緣與陽極導電層7b之間，而氣 液分離膜9係爲由具有多數之細孔的聚四氟乙烯（PTFE ) 薄片而成，並具有遮斷液體燃料（甲醇液或其水溶液）， 使燃料氣體（甲醇氣體）透過的性質之構成。 空隙部40係由經由燃料分配機構1 1而規定周圍之特 定容量的空間而成，針對在其空間的適所（例如，燃料分 配機構1 1之側面），開口有燃料注入口 1 2 (參照圖9 ) 〇 對於空隙部4 0之內部係設置有未圖示之液體燃料浸 含層，而液體燃料浸含層係針對在空隙部40內之液體燃 料減少的情況或燃料電池主體傾斜而載置，燃料供給產生 偏差之情況’亦均質地燃料供給於氣液分離膜9，其結果 ’對於陽極觸媒層3而言，可均質地供給氣化之液體燃料 ’做爲液體燃料浸含層，理想爲例如多孔質聚酯纖維，多 孔質烯系樹脂等多硬質纖維，或連續氣泡多孔質樹脂，除 了聚酯纖維以外，亦可經由丙烯酸系之樹脂等之各種吸水 -12- 200845465 性聚合物，經由可利用海綿或纖維之集合體等液體之浸透 性而保持液體之材料而構成，而如此之液體燃料浸含部係 無關於主體之姿勢而對於供給適量的燃料情況爲有效。 對於陰極導電層7a係開口有複數之氣體流通孔1 8， 從外裝罩體2 1之通氣孔2 2所導入之空氣則經由保濕板i 9 之後，通過孔1 8而供給至氣體擴散層4及陰極觸媒層2， 然而，氣體流通孔1 8之中心軸係呈與形成在外裝罩體2 之通氣孔22之中心軸略一致地加以配置。 外裝罩體2 1係因亦達成加壓含有元件構造體之積材 而提升其緊密性之作用，故例如經由如S U S 3 0 4之金屬板 所形成·，而保濕板1 9係不會阻害通過外裝罩體2 1之通氣 孔2 2所導入之空氣的通過，且防止從外部的塵埃或異物 的混入’更加地防止接觸等之構成，保濕板1 9係達成防 只針對在陰極觸媒層2生成的水之蒸發的作用同時，亦達 成做爲經由均一地導入氧化劑於陰極氣體擴散層4之情況 而促進對於陰極觸媒層2之氧化劑的均一擴散之補助擴散 層之作用，對於其保濕板1 9係理想爲使用例如氣孔率爲 20〜60%之多孔性薄膜等。 燃料電池之單位元件係具備具有質子傳導性之固體電 解質膜6，陽極觸媒層3及陰極觸媒層2，而陽極觸媒層3 及陰極觸媒層2係構成將固體電解質膜6夾持於其間而做 爲一體化之膜電極接合體，而於陽極觸媒層3係貼有陽極 氣體擴散層5，而陽極觸媒層3係將藉由氣體擴散層5所 供給之燃料進行氧化，從燃料取出電子與質子之構成，陽 -13- 200845465 極觸媒層3係例如經由含有觸媒之碳素粉末所構 觸媒係使用例如白金（Pt)之微粒子，鐵（Fe ) )，鈷（Co )，釕（Ru )或鉬（Mo )等之過渡 氧化物或此等之合金等之微粒子’從可防止經由 (C Ο )之吸附的觸媒之不活性化之情況，對於陽 期望使用對於甲醇或一氧化碳耐性強之Pt-Ru， 觸媒係期望使用白金，但，並不僅於此限定觸媒 另外，亦可使用使用如碳素材料之導電性載持體 觸媒，或無載持體觸媒。 另外，陽極觸媒層3係包含使用於固體電解 樹脂的微粒子情況，則更爲理想，因爲容易進行 子的移動，而陽極氣體擴散層5係例如以由多孔 材料而成之薄膜所構成，具體而言，係以碳紙或 所形成。 陰極係具有陰極觸媒層2與陰極氣體擴散層 極觸媒層2係將氧還原，使電子與針對在陽極觸 生的質子進行反應而生成水的構成，例如’與上 觸媒層3及陰極氣體擴散層4同樣地所構成’即 構成從電解質膜6側依序堆疊由包含觸媒之碳素 之陰極觸媒層2與由多孔質之碳素材料而成之陰 散層4 (氣體透過層）的層機構造，而使用於陰 2之觸媒係爲與陽極觸媒層3相同，陽極觸媒層 使用於固體電解質膜6之樹脂的情況，亦與陽極 相同。 成，對於 ，鎳（Ni 金屬或其 一氧化碳 極觸媒係 對於陰極 之構成， 的載持體 質膜6之 產生之質 質之碳素 碳纖維等 4，而陰 媒層3產 述之陽極 ，陰極係 粉沫而成 極氣體擴 極觸媒層 2有包含 觸媒層2 -14- 200845465 固體電解質膜6係爲爲了將針對在陽極觸媒 之質子，輸送至陰極觸媒層2之構成，並經由不 傳導性而可輸送質子之材料所構成，例如，經由 酸系之樹脂膜，具體而言，係DUPONT公司製: 膜，或旭硝子公司製之Flemion膜，旭化成工業 Aciplex膜等所構成，然而，除了聚全氟磺酸系 之外，亦可作爲構成可輸送三氟苯乙烯衍生物之 ，含浸磷酸之聚并咪唑膜，芳香族聚醚酮磺酸膜 族碳化氫樹脂膜等質子之固體電解質膜6。 陰極氣體擴散層4係層積於陰極觸媒層2之 且陽極氣體擴散層5係層積於陽極觸媒層3之下 陰極氣體擴散層4係爲擔當均一地供給氧化劑於 層2之作用的構成，但亦兼具陰極觸媒層2之集 一方面，陽極氣體擴散層5係達成均一地供給氧 極觸媒層3之作用同時，亦兼具陽極觸媒層3之 而陰極導電層7a及陽極導電層7b係各自與陰極 層4及陽極氣體擴散層5接合，做爲構成陰極I 及陽極導電層7b之材料係可各自使用例如，由 屬材料而成之多孔質層（例如篩孔）或箔體者。 於元件構造體20之下方設置有燃料分配機才 燃料分配機構1 1之主體係爲一面具有複數之燃 14之箱狀，對於空隙部40內係收容有液體之甲 體燃料或甲醇水溶液，在此，液體燃料之氣化成 爲液體燃料而使用液體之甲醇情況，做爲氣化之 層3產生 具有電子 聚全氟磺 匕 Nafion 公司製之 之樹脂膜 共聚合膜 ，或脂肪 上面側， 面側，而 陰極觸媒 電體，另 化劑於陽 集電體， 氣體擴散 事電層7a 金等之金 奪1 1，而 料供給孔 醇等之液 分係指做 甲醇，對 -15- 200845465 於做爲液體燃料而使用甲醇水溶液之情況，係意味由甲 之氣化成分與水的氣化成分而成之混合氣體。 接著，參照圖2〜圖5，關於就上述燃料電池之元 構造體而進行說明。 在本實濕型態之中，將元件構造體2 0做爲二折構 ，針對在元件構造體20，構成集電體組件7 A之陰極導 層7a及陽極導電層7b (導電層70 )係由金屬板所形成 於做爲二折之內側空間，收容有膜電極接合體丨〇，即， 於陰極觸媒層2，接合有陰極氣體擴散層4，於陽極觸 層3，接合有陽極氣體擴散層5，經由做爲二折之導電 70，膜電極接合體10係夾入兩面，對於陰極導電層7a 陽極導電層7 b，係各自穿設有爲了供給空氣於陰極觸媒 2之複數的空氣流通孔1 8及爲了供給燃料於陽極觸媒層 之複數的燃料供給孔1 8。 如此之元件構造體20係如以下做爲所形成。 關於將短冊狀之兩電極部7 1，7 3排列於同一平面 ，對於兩電極部7 1，7 3使用金屬板之情況進行說明， 圖4 (省略密封框之圖示）所示，將具有各端子77，78 電極部7 1，73，配置於相互相距最遠的位置（多極排列 一方側的端部與另一方側的端部），而未具有端子之陰 電極部7 1與陽極電極部73係經由電極部間導電構件 所連接，即，無端子之陰極電極部7 1與陽極電極部73 偏移1列所配置之電極部之間，則經由電極部間導電構 75而1對丨地所連接，爲了防止短路，電極部間導電構 醇 件 造 電 呈 媒 層 及 層 上 如 之 之 極 7 5 係 件 件 -16- 200845465 75與電極部71，73之最短距離L1 (圖4)係有必要做爲 0 · 4 m m以上，但，在將最短距離L 1做爲過大之排列之中 ，因燃料電池大型化，而期望將最短距離 L1設定爲 3.0mm以下者，然而，雖圖4無圖示，但各電極部71，73 係由經由未圖示之密封框而各自位置決定之狀態所支撐。 於發電部23之電解質膜部，設置陰極絕緣密封框76a 及陰極絕緣密封框76b，4串聯之情況，將5片的導電層 ，對於複數之電極而言，呈圖5 (省略密封框圖示）地進 行折返，如圖1，設置於特定的位置。 然而，如圖2所示，針對在導電層70，預先將一方的 密封框76a接著或形成於陰極導電層7a (陰極電極部71 之兩端），而預先將另一方的密封框76b接著或形成於陽 極導電層7b (陽極電極部73之兩端），因經由密封框 76a，76b而規定膜電極接合體10之周圍，故對於導電層 70之膜電極接合體1 0的位置決定則變爲容易。 接著，表示針對在實施形態之集電體組件7A的各部 尺寸。 1) 陰極電極部之寬度Wl ; 6mm 2) 陰極電極部間絕緣密封部的寬度W2 ; 1.2mm 3) 陽極電極部之寬度W3 ; 6mm 4) 陽極電極部間絕緣密封部的寬度W4 ; 1.2mm 5) 做爲平面展開時之兩電極部間之離間距離W5 ; 2.8mm 6) 電極部間導電構件之寬度W6 ; 1.2mm 7) 從電極部間導電構件至電極部之最短距離LI ; 〇.4mm -17- 200845465 8)孔 dl，d2 之口 徑； φ4_ 在本實施形態之中，係因可小型地製作多串連連接之 陰極導電層7 a及陽極導電層7 b ’故爲了使攜帶機器動作 而可得到充分高的輸出特性。 (第2實施形態） 使用圖6，關於就第2實施形態而進行說明’然而’ 本實施形態乃與上述第1及第2實施形態重複的部分之說 明係省略。 本實施形態之集電體組件7C係如圖6所示’將陰極 電極部7 1與陽極電極部73，經由各自高密封性的密封框 76，而圍住周圍，對於密封框76係可使用EPDM (乙烯丙 烯橡膠）。 接著，表示針對在實施形態之集電體組件7C的各部 尺寸。 1) 陰極電極部之寬度wi ; 6.9mm 2) 陰極電極部間絕緣密封部的寬度W2 ; 1.2mm 3) 陽極電極部之寬度W3 ; 6.9mm 4) 陽極電極部間絕緣密封部的寬度W4 ; 1.2mm 5) 做爲平面展開時之兩電極部間之離間距離W5 ; 2.4mm 6) 電極部間導電構件之寬度W6 ; i.2mm 7) 從電極部間導電構件至電極部之最短距離LI ; 〇.4mm 8) 孔 dl，d2 之口 徑； φ4ηιιη 如根據本實施形態，外周密封部之位置決定則變爲容 -18- 200845465 易，可大幅提升組裝性能 (第3實施形態） 使用圖7，關於就第3實施形態而進行說明，然而’ 本實施形態乃與上述第1及第2實施形態重複的部分之說 明係省略。 本實施形態之集電體組件7D係如圖7所示，對於陰 極絕緣密封部72B及陽極絕緣密封部74B，各設置高阻抗 之橡膠系材料，在本實施形態之中，做爲橡膠系材料，使 用EPDM (乙烯丙烯橡膠）。 接著，表示針對在實施形態之集電體組件7B的各部 尺寸。 1) 陰極導電部71之寬度Wl; 6.0mm 2) 絕緣密封部72B的寬度W2 ; 1.0mm 3) 陽極導電部73之寬度W3; 6.0mm 4) 絕緣密封部74B的寬度W4 ; 1.0mm 5) 做爲平面展開時之兩電極部間之離間距離W5 ; 2.4mm 6) 電極部間導電構件之寬度W6 ; 1.2mm 7) 從電極部間導電構件至電極部之最短距離LI ; 0.4mm 8) 孔 dl，d2 之口 徑； 04mm 如根據本實施形態，更提升絕緣性能，可確實防止短 路。 (第4實施形態） -19- 200845465 使用圖8，關於就第4實施形態而進行說明，然而， 本實施形態乃與上述第1及第2實施形態重複的部分之說 明係省略。 本實施形態之集電體組件7E係第2實施形態（圖6 )與電極部間導電構件之寬度W6不同，電極部間導電構 件之寬度W6成爲2.7mm，圖8然而，針對在本實施形態 ，其他的尺寸係與第2實施形態相同。 如根據本實施形態，經由連接部的寬度變寬，可降低 阻抗。 接著，關於就可適用本發明之各種的燃料供給方式之 燃料電池，參照圖9〜圖1 7，各自進行說明。 首先，圖9所示之燃料電池1 A係具備元件構造體2 0 ’和供給燃料至元件構造體2 0支燃料分配機構π，和收 容燃料液體之空隙部40，和連接此等燃料分配機構η與 燃料供給源5 0之流路5 1。 元件構造體20係具備含有陽極觸媒層3及陽極氣體 擴散層5之陽極（燃料極），和含有陰極觸媒層2及陰極 氣體擴散層4之陰極（空氣極），和夾持於陽極觸媒層3 與陰極觸媒層2之間的質子（氫離子）傳導性之固體電解 質膜6，通常，固體電解質膜6與陽極觸媒層3與陰極觸 媒層2係經由熱壓法而接合爲一體，所謂行成膜電極接合 體(Membrane Electrode Assembly : ME A ) 10。 做爲含於陽極觸媒層3及陰極觸媒層2之觸媒，例如 可舉出Pt，Ru，Rh，Ir，Os，Pd等之白金族元素的單體 -20- 200845465 ’含有白金族元素之合金等，對於陽極觸媒層3，理想則 採用對於甲醇或一氧化碳而言，具有強耐性之pt-Rii或 Pt-Mo等情況，而對於陰極觸媒層2，理想則採用pt或 Pt-Ni等情況’但觸媒並不限定於此等之構成，而可使用 具有觸媒活性之各種的物質者，而觸媒係亦可爲使用如碳 素材料之導電性載持體的載持體觸媒，或無載持體觸媒之 任一。 作爲構成電解質膜6之質子傳導性材料係可舉出如具 有磺酸基之全氟黃酸聚合體之氟素樹脂（Nafion (商品名 、DuPont公司製）或，Flemi on (商品名、旭硝子公司製 )等）’具有黃酸基之碳化氫系樹脂等之有機系材料，或 鎢酸或憐鎢酸等之無機系材料等，但，質子傳導性之電解 質膜6並不限定於此等之構成。 陽極氣體擴散層5係略全面緊密於陽極觸媒層3，並 具有均一地供給燃料於陽極觸媒層3的機能同時，亦兼具 陽極觸媒層3之集電體的機能，而陰極氣體擴散層4係具 有略全面緊密於陽極觸媒層3，並具有均一地供給氧化劑 於陰極觸媒層3的機能同時，亦兼具陰極觸媒層3之集電 體的機能’此等陽極氣體擴散層3及陰極氣體擴散層4係 由如碳紙之導電性的多孔質薄板而成。 對於陽極氣體擴散層5或陰極氣體擴散層4係因應需 要而層積導電層，而作爲此等導電層係使用例如，由如 Au之導電性金屬材料而成的網眼，多孔質膜，薄膜等， 而對於外裝罩體2 1與電解質膜6之間，係設置有陰極絕 -21 - 200845465 緣密封框（密封框）7 6 a ’同樣地，對於燃料分配機構1 1 與電解質膜6之間’係設置有陽極絕緣密封框（密封框） 76b，而此等密封框76a，76b係由體積固有阻抗爲1011〜 1 0 15 Ω · cm之橡膠系材料而成，經由此等密封構件，防止 來自發電部23之燃料洩漏或氧化劑洩漏。 外裝罩體2 1係具有爲了取入做爲氧化劑之空氣的複 數通氣孔22，對於外裝罩體2 1與陰極之間，係設置保濕 板1 9或表面層（未圖示），而保濕板1 9係吸收在陰極觸 媒層2所生成的水之一部分，控制水的蒸散之同時，促進 對於陰極觸媒層2之空氣的均一擴散之構成，而表面層係 爲調整空氣之取入量的構成，具有因應空氣之取入量而調 整個數或尺寸等之複數的空氣導入口（未圖示）。 對於燃料供給源5 0係收容對應於元件構造體20之液 體燃料’作爲液體燃料係可舉出使用各種濃度的甲醇溶液 或純甲醇等之甲醇燃料，而液體燃料，未必限於甲醇燃料 而液體燃料亦可爲例如，乙醇水溶液或純乙醇等之乙醇燃 料’丙醇水溶液或純丙醇等之丙醇燃料，乙二醇水溶液或 純乙二醇等之乙二醇燃料，二甲醚，艤酸，其他的液體燃 料。 對於元件構造體2 0之陽極（燃料極）側係配置有燃 料分配機構1 1 ’而燃料分配機構u係經由管狀的流路5 i 而連接於燃料供給源5 0，對於燃料分配機構1 1，係從燃 料供給源5〇，藉由流路5 1而導入液體燃料，而流路5 1係 並不限於與燃料分配機構1 1或燃料供給源5 0獨立之配管 -22- 200845465 的構成，例如，層積燃料分配機構1 1與燃料供給源5 〇而 作爲一體化之情況，亦可爲連繫此等之液體燃料的流路， 而燃料分配機構1 1係如藉由流路51而與燃料供給源5 0 連接即可。 燃料分配機構1 1係如圖1 0所示，具備：具有液體燃 料則藉由流路5 1而流入之至少1的的燃料注入口 12，和 排出液體燃料或其氣化成分之複數個的燃料供給口 1 4之 燃料分配板1 3，對於燃料分配板1 3的內部係如圖1所示 ’設置有成爲從燃料注入口 1 2所引導之液體燃料的通路 之空隙部4 0，複數之燃料供給口 1 4係各自直接連接於做 爲燃料通路而發揮機能之空隙部40。 從燃料注入口 1 2導入至燃料分配機構1丨之液體燃料 係進入至空隙部40，藉由做爲其燃料通路而發揮機能之空 隙部40而各自引導至複數之燃料供給口 i 4，對於複數之 燃料供給口 1 4係亦可例如只透過液體燃料之氣化成分， 配置不使液體成分透過之氣液分離體（未圖示），由此， 對於元件構造體20之陽極（燃料極），係供給液體燃料 之氣化成分，隨之，液體燃料之氣化成分係從複數之燃料 供給口 1 4朝向陽極之複數個處所排出。 燃料供給口 1 4係呈可供給燃料於元件構造體20之全 體地，複數設置於與燃料分配板1 3之陽極接合的面，燃 料供給口 1 4之個數係如爲2個以上即可，但在均一化針 對在元件構造體20之面內的燃料供給量之後，呈存在有 〇 · 1〜1 0個/cm2之燃料供給口 1 4地形成之情況則爲理想， -23- 200845465 當燃料供給口 14的個數未達〇，1個/cm2時，將無法充分 地均一化對於元件構造體2〇之燃料供給量，而即使超過 1 〇個/cm2而形成燃料供給口 1 4之個數，亦未能得到更佳 的效果。 從燃料分配機構1 1所釋放之燃料係如上述，供給至 元件構造體20之陽極（燃料極），針對在元件構造體20 內’燃料係擴散在陽極氣體擴散層5而供給至陽極觸媒層 3 ’作爲液體燃料而使用甲醇燃料之情況，在陽極觸媒層3 產生下述之（1)式所示之甲醇的內部改質反應，然而， 對於做爲甲醇燃料而使用純甲醇之情況，係使在陰極觸媒 層2所生成的水或電解質膜6中的水，與甲醇進行反應而 使（1 )式之內部改質反應發生，或經由未必要水之其他 反應機構，使內部改質反應發生。 CH30H + H20—C02 + 6H + + 6e_". ( 1) 由此反應所生成之電子（^)係經由集電體而引導致 外部，所謂在做爲電性而使攜帶用電子機器等進行動作後 ，引導之陰極（空氣極），另外，在（1)式之內部改質 反應所生成之質子（H+ )係經由電解質膜6而引導至陰極 ，對於陰極係做爲氧化劑而供給空氣，到達至陰極之電子 (e_)與質子（H+)係在陰極觸媒層2，與空氣中的氧氣 ，隨著下述（2)式而進行反應，並伴隨其反應而生成水 〇 6e' + 6E + + ( 3/2 ) 02->3 Η20·" ( 2 ) 針對在上述之燃料電池之發電反應，對於爲了使進行 -24- 200845465 發電之電力增加，係圓滑地進行觸媒反應之同時，使元件 構造體2 0之電極全體，更有效地貢獻於發電之情況則成 爲重要，對於如此情況而言，對於元件構造體20而供給 燃料之燃料供給口 14爲1處所之情況’燃料排出口近旁 之燃料濃度係雖對於發電成爲充分之濃度，但隨著從燃料 排出口離開，燃料濃度則急速下降，因此，以燃料電池全 體而視之情況的平均輸出係受到燃料之供給少之部分的影 響而停留在低的値。 作爲爲了提升燃料濃度之手段，係考慮使液體燃料之 供給量增加之情況，但，單使液體燃料之供給量增加之情 況’燃料排出口近旁的燃料濃度則過高，而產生燃料未產 生反應而流向於空氣極之現象之稱爲交越之現象，而交越 係成爲燃料的下降，伴隨著在空氣極之燃料的直接反應之 電壓下降，成爲由此等之輸出下降的原因。 另外，於接觸於燃料極的面，形成流動有液體燃料的 溝，並嘗試流動液體燃料於此部分，在大型的燃料電池中 係被實用化，但在其手法中，因伴隨著流動有液體燃料在 溝’經由反應而依序消耗燃料，故燃料濃度則減少而無法 充分控制輸出之下降，更加地，以往係因爲了流動燃料而 使用循環幫浦，故無法迴避裝置的大型化。 針對在此實施型態之燃料電池1 A係如上述，適用具 有複數之燃料供給口 1 4的燃料分配機構n，而導入於燃 料分配機構1 1之液體燃料係藉由空隙部4 〇而引導至複數 之燃料供給口 1 4 ’燃料分配機構I〗之空隙部* 〇係因作爲 -25 - 200845465 緩衝而發揮機能，故從複數之燃料供給口 1 4，各排出規定 濃度之燃料，並且，複數之燃料供給口 14係因呈供給燃 料於元件構造體2 0之全面地所配置，故可均一化對於元 件構造體20之燃料供給量者。 即，將針對在陽極（燃料極）之面內的燃料分部作爲 平準化，可對於全體無過不足地供給對於在元件構造體20 之發電反應所需之燃料，隨之，未招致燃料電池1之大型 化或複雜化，而可在元件構造體2 0有效率使發電反應發 生，經由此，成爲可使燃料電池1之輸出提升者，換言之 ，無損未使燃料循環之被動燃料電池1的利點，而可將輸 出或其安定性提升者。 在上述實施例的形態所使用之燃料分配機構1 1係從 設置於其內部之空隙部40，將燃料分配於複數之燃料供給 口 1 4，因此，嚴格來說係觀察接近於燃料注入口 1 2側之 溫度則若干爲高，而隨著往內，溫度則有下降之現象，另 外，對於使燃料電池1 A傾斜之情況，係從重力之影響等 ，經由傾斜方向，溫度分部則產生變化，並觀察下側部分 之反應則變高的傾向，而實用上係即使爲此亦可得到充分 之性能，但對於爲了更加地改善輸出，係如圖1 1及圖1 2 所示，理想爲使用以液槽4 1連接燃料注入口 1 2與複數之 燃料供給口 1 4之燃料分配機構1 1 A者。 圖1 1及圖1 2所示之燃料分配機構1 1 A係具備：具有 流入有液體燃料之至少1個的燃料注入口 1 2，和供給液體 燃料或其氣化成分於元件構造體20之複數的燃料供給口 -26- 200845465 1 4之燃料分配板1 3 A，而對於燃料分配板〗3 A之內部， 係形成有做爲液體燃料之通路而發揮機能之液槽4 1，對於 液槽41之一端（始端部）係設置有燃料注入口 12，而液 槽4 1係在途中而分歧呈複數，並於此等分歧之液槽4 1的 各終端部，各設置有燃料供給口 1 4，液槽4 1係理想爲例 如內徑爲0.05〜5mm之貫通孔者。 從燃料注入口 1 2導入至燃料分配機構丨1之液體燃料 係藉由分歧呈複數之液槽41而各引導至複數之燃料供給 口 1 4，然而，圖1 1及圖1 2所示之燃料分配機構1 1A係 除了做爲其內部之燃料通路而使用液槽4 1以外，係具有 與圖1 〇所示之燃料分配機構1 1同樣的構成，而經由使用 如此構造之燃料分配機構1 1 A的情況，從燃料注入口 1 2 ’將注入至燃料分配機構1 1內之液體燃料，無關於方向 或位置，而可均等地分配於複數之燃料供給口 1 4，隨之， 成爲更可提升針對在元件構造體20之面內的發電反應之 均一性者。 更加地，如根據以液槽4 1而連接燃料注入口 1 2與複 數之燃料供給口 1 4之構造，成爲可作爲呈經由燃料電池1 之特定處所而供給多的燃料之設計，例如，從裝置安裝上 之情況，燃料電池1 B之一半的放熱如變佳之情況，在以 往中係產生溫度分佈，而無法迴避平均輸出的下降，對此 ，經由調整液槽41之形成圖案，預先於放熱佳的部分， 緊密地配置燃料供給口 1 4之情況，可增加伴隨在此部分 之發電的發熱，由此，可均一化面內之發電程度，進而成 -27- 200845465 爲可控制輸出下降者。 更加地，對於燃料分配機構1 1與陽極（燃料極）i 3 之間，係如圖1 3所示，插入多孔體2 6的情況則爲有效， 作爲多孔體2 6之構成材料係使用各種樹脂，並多孔質狀 態之樹脂薄膜等則做爲多孔體26所使用，而由配置多孔 體26之情況，更可平均化對於陽極之燃料供給量，即， 從燃料分配機構U A之燃料供給口 1 4噴出之液體燃料係 一時被吸收於多孔體2 6，並在多孔體2 6之內部而擴散於 面內方向，之後，因從多孔體2 6供給燃料於陽極，故更 可平均化燃料供給量。 針對在上述之第1實施型態，將液體燃料從燃料供給 源5 0輸送至燃料分配機構1 1 A之機構係爲並無特別限定 之構成’例如，對於固定使用時之設置場所的情況，係可 利用重力’使液體燃料從燃料供給源5 0落下至燃料分配 機構1 1 ’ 1 1 A而進行輸送液體，另外，經由使用塡充多孔 體等之流路5 1情況，可以毛細管現象從燃料供給源5 〇輸 送液體至燃料分配機構1 1，1 1 A。 接著’關於做爲本發明之第2實施型態而於燃料供給 源5 0與燃料分配機構1 1之間插入幫浦3 1之燃料電池， 參照圖14乃至圖20進行說明，圖14所示之燃料電池1D 係爲於適用被動方式之圖1 2所示之燃料電池1 B之流路 51的途中，插入幫浦31之構成，而除此之外的構成係爲 與圖12所示之燃料電池1 B實質上同樣，即，幫浦3 1係 並非使燃料循環之循環幫浦，而徹底從燃料供給源5 0輸 -28- 200845465 送液體燃料至燃料分配機構1 i之燃料供給幫浦，而經由 由如此之幫浦3 1，必要時輸送液體燃料之情況，可提升燃 料供給量之控制性者。 針對在圖1 4所示之燃料電池1 D，從燃料分配機構 11A供給至元件構造體20之燃料係使用於發電反應，之 後進行循環而未返回至燃料供給源5 0，圖1 4所示之燃料 電池1 D係從未循環燃料之情況，爲與以往之主動方式不 同之構成，並非爲損及裝置之小型化的構成，另外，對於 液體燃料之供給使用幫浦3 1，因亦與如以往之內部氣化型 之純被動方式不同，故圖1 4所示之燃料電池1 D係爲適用 例如稱爲半被動型之方式的構成。 幫浦3 1之種類係並非特別限定之構成，從控制性佳 而可輸送少量之液體燃料情況，更加地可小型輕量化之觀 點’理想爲使用旋轉葉片幫浦，電性浸透流幫浦，隔片幫 浦’汲取幫浦之情況，而旋轉葉片幫浦係爲以馬達使葉片 旋轉而進行輸送的構成，電性浸透流幫浦係爲使用引起電 性浸透流現象之二氧化矽等之燒結多孔體之構成，隔片幫 浦係爲經由電磁石或壓電陶瓷而驅動隔片進行輸送的構成 ’汲取幫浦係壓迫具有柔軟性之燃料流路的一部分，汲取 燃料而進行輸送的構成，而在此之中，從驅動電力或尺寸 等之觀點，更理想爲使用電性浸透流幫浦或具有壓電磁石 之隔片幫浦者。 幫浦3 1之輸送量係從燃料電池1之主要對象物爲小 型機器之情況，理想爲ι〇μί/分〜imL/分之範圍者，當輸 -29 - 200845465 送液體能力超過lmL/分時，一回所輸送之液體燃料的量 則過多，佔全運轉期間之幫浦3 1的停止時間則變長，因 此，對於元件構造體2 0燃料的供給量變動則變大，作爲 其結果，輸出的變動則變大，亦可將爲了防止此之保留區 設置於幫浦3 1與燃料分配機構丨1之間，但即使適用如此 之構成，亦無法充分地控制燃料供給量之變動，而更加地 將招致裝置尺寸之大型化。 另一方面，當幫浦31之輸送液體能力未達1 〇μί/分時 ，如裝置啓動時燃料的消耗量增加時，有招致供給能力不 足之虞，由此’燃料電池3 1之啓動特性則下降，從如此 之情況’理想爲使用具有1 0 μ L /分〜1 m L /分之範圍的輸送 液體能力之幫浦3 1者，而幫浦3 1之輸送液體量係更爲理 想爲1 0〜200 μί/分之範圍者，即使安定如此之輸送液體量 而實現之情況’對於幫浦3 1係適用電性浸透流幫浦或隔 片幫浦之情況則爲理想。 針對在圖1 4所示之燃料電池1 D，係必要時使幫浦3 1 動作，從燃料供給源5 0供給液體燃料於燃料分配機構 1 1 A，而導入於燃料分配機構1 1之液體燃料係與前述之第 1實施型態同樣地，各自導入於複數之燃料供給口 1 4，並 且，從複數之燃料供給口 1 4，對於元件構造體2〇之全面 而言，供給燃料而發生發電反應，如此，針對在以幫浦3 i ’將液體燃料從燃料供給源5 0輸送至燃料分配機構I〗之 情況’燃料分配機構1 1 A係因亦有效地發揮機能，故可均 一化對於元件構造體2 0之燃料供給量者。 -30- 200845465 燃料供給用（輸送液體用）之幫浦31的控制係例如 如圖1 5所示’參照燃料電池1 E之輸出而進行之情況則爲 理想’針對在圖1 5，燃料電池！ E之輸出係由控制電路3 2 所檢測出’並依據其檢測結果而傳送控制信號漁幫浦3 1， 幫浦3 1係依據從控制電路3 2所傳送之控制信號而控制開 啓/關閉，幫浦31之動作係加上燃料電池1之輸出，由依 據溫度資訊或爲電力供給源之電子機器的運轉資訊等而進 f了控制之情況，可達成更安定之運轉者。 作爲幫浦3 1之具體的動作控制方法，係可舉出在例 如從燃料電池1 E之輸出，較特定之規定値爲高之情況， 停止幫浦3 1或使輸送液體量降低，而在輸出較規定値爲 低之情況，再啓動幫浦3 1之運轉，或使輸送液體量增加 之方法，而作爲其他的動作控制方法，係可舉出在從燃料 電池1之輸出的變化率爲正的情況，停止幫浦31或使輸 送液體量降低，而在輸出的變化率爲負的情況，再啓動幫 浦3 1之運轉，或使輸送液體量增加之方法。 更加地，對於爲了提升做爲燃料電池之安定性或信賴 性，係如圖1 6所示，與幫浦3 1串聯地配置燃料遮斷閥3 3 之情況則爲理想，而在圖1 6中，係表示於幫浦3 1與燃料 分配機構1 1之間的流路5 1，插入燃料遮斷閥3 3之構造， 而燃料遮斷閥3 3係即使配置於幫浦31與燃料供給源5 〇 之間，亦無機能上之障礙。 但，將燃料遮斷閥3 3配置於幫浦3 1與燃料供給源5 0 之間的流路5 1的情況，例如當於長時間保管時而幫浦3 i -31 - 200845465 之燃料蒸發時，有著對於從燃料供給源5 0之液體燃料的 吸出機能產生障礙之虞，從如此之情況，燃料遮斷閥33 係設置於幫浦3 1與燃料分配機構！丨之間的流路5 1，防止 針對在從長時間保管時等之幫浦3 1之液體燃料的蒸發之 情況則爲理想。 如此，經由將燃料遮斷閥3 3插入於燃料供給源5 0與 燃料分配機構1 1之間的情況，對於燃料電池1之未使用 時，亦可迴避在不可避免而產生之微量的燃料消耗，或上 述幫浦再啓動時之吸入不良等者，此等係爲對於燃料電池 1之實用上的便利性提升有大的貢獻之構成。 更加地，燃料遮斷閥3 3係對於前述之第1實施型態 的燃料電池1而言，亦爲有效，例如針對在圖1，圖3， 圖5所示之燃料電池1，於連接燃料分配機構丨i與燃料供 給源5 0的流路5，插入燃料遮斷閥3 3，經由適用如此之 構成情況，可控制對於元件構造體2 0之燃料的供給，提 升燃料電池1之輸出控制性，而此情況之燃料遮斷閥3 3 的動作控制係可與上述之幫浦3 1之動作控制同樣地實施 〇 針對在第2實施型態之燃料電池1 F，理想爲於燃料 供給源5 0或流路5 1，安裝使燃料供給源5 0內之壓力與外 氣平衡之平衡閥者，圖1 7係表示於燃料供給源50設置平 衡閥60之燃料電池1 G，平衡閥60係具有因應燃料供給 源5 0內之壓力而使閥可動片6 1動作之彈簧62，和密封閥 可動片6 1而作爲關閉狀態之密封部63。 -32- 200845465 當從燃料供給源5 0供給液體燃料於燃料分配機構1 1 ’燃料供給源5 0之內壓則成爲減壓狀態時，平衡閥60的 閥可動片6 1則受到外壓，克服彈簧62之反彈力而開放密 封部63，而依據其平衡閥60之開放狀態，外氣則呈減少 內外壓力差地加以導入，當內外的壓力差被消解時，再次 ，閥可動片6 1則移動而密閉密封部63。 經由將如此動作之平衡閥60設置於燃料供給源5 0等 之情況，可控制因伴隨液體燃料的供給而產生之燃料供給 源5 0的內壓下降引起之液體輸送量的變動，即當燃料供 給源5 0內變爲減壓狀態時，經由幫浦31之液體燃料的吸 入則成爲不安定，液體輸送量則容易產生變動，而可由設 置平衡閥60之情況消解如此液體輸送量的變動，隨之， 可使燃料電池1 G之動作安定性提升，然而，對於設置平 衡閥60於流路5 1之情況，係理想爲插入於燃料供給源5 0 與幫浦3 1之間者。 上述之各實施形態之燃料電池4 9係在使用各種之液 體燃料之情況，發揮效果，並非爲限定液體燃料之種類或 濃度之構成，但具有複數之燃料供給口 1 4的燃料分配機 構1 1之特徵則做爲更顯現化之情況係燃料濃度爲濃之情 況，因此，各實施形態之燃料電池49係在將濃度爲80% 以上之甲醇作爲液體燃料而使用之情況，可特別發揮其性 能或效果，隨之，各實施形態係理想爲適用於將濃度爲 8 0%以上之甲醇作爲液體燃料而使用之燃料電池之情況。 以上，舉例說明過各種實施形態，但本發明，並不只 -33- 200845465 限定於上述各實施形態之構成，而在實施階段中，在不脫 離其宗旨之範圍，可將構成要素作爲變形而具體化。 另外，經由揭示於上述實施形態之複數的構成要素之 適宜組合，可形成各種發明，例如，亦可從實施形態所示 之全構成要素刪除幾個構成要素，上述各實施形態係關於 具有供給燃料之燃料分配機構之燃料電池，已做過說明， 但即使爲未具有燃料分配機構之燃料電池，亦可適用本發 明，而如爲排列其電極部於同一平面上之構成，並非限定 其方式之構成。 更加地，亦可適宜組合不同實施形態之構成要素，即 使針對在供給於MEA之液體燃料的蒸氣，亦可供給所有 液體燃料的蒸氣，但即使爲以液體狀態供給一部分之情況 ，亦可適用本發明。 [實施例] 以下，關於本發明之實施例進行說明。 (實施例1 ) <陽極之製作> 於陽極用觸媒（Pt : Pu=l : 1 )載持碳黑，添加全氟 磺酸溶液與水及甲氧基丙醇，並使前述觸媒載持碳黑分散 而調製塗漿，經由將所得到之塗漿，塗佈於做爲陽極氣體 擴散層5之多孔質碳紙之情況，製作具有厚度爲4 5 0 μm之 陽極觸媒層3的陽極。 -34- 200845465 <陰極之製作> 於陰極用觸媒（Pt )載持碳黑，加上全氟礦酸溶液與 水及甲氧基丙醇，並使前述觸媒載持碳黑分散而調製塗漿 ，經由將所得到之塗漿，塗佈於做爲陰極氣體擴散層4之 多孔質碳紙之情況，製作具有厚度爲400 μιη之陰極觸媒層 2的陽極。 於陽極用觸媒3與陰極觸媒層2之間，配置作爲質子 傳導性電解質膜，厚度爲3 0 μιη，含水率爲1 〇〜20重量％ 之全氟磺酸膜6 ( Nafion、DuPont公司製），經由對於此 等施以熱壓之情況，得到膜電極接合體（MEA )。 <集電體組件之製作> 如從第1實施形態至第4實施形態，各自製作集電體 組件，如本發明之各實施形態，經由將複數之導電層與陰 極絕緣密封框76a，陽極絕緣密封框76b做爲一體化之情 況，決定導電層與密封材之位置，可大幅削減元件構造體 之製作時間，另外，呈在彎曲時決定位置地，於密封材外 周，設置位置決定用的銷，第3第4之實施形態亦爲同樣 〇 經由從第1實施形態做爲第2，第3之實施形態的情 況，可大幅地製作元件構造體之製作時間，經由從第2做 爲第4之實施形態的情況，可降低電阻5 ΟηιΩ之情況，而 可提升輸出特性者。 -35- 200845465 然而，對於未具有位置決定複數之陰極電極部之陰極 絕緣密封框及位置決定複數之陽極電極部之陽極絕緣密封 框的情況，係有著各電極部之位置未決定而並非特定的電 極，對於其他的電極而言，接觸導電層之情況，另外，密 封材亦於導電層之存在的部分，容易加上經由外裝罩體及 燃料收容室構造體之壓力，有著從未存在導電層之部分的 燃料洩漏之可能性。 如根據本發明，經由可簡素化針對在使複數之單位元 件平面配置之燃料電池的配線處理情況，可貢獻於燃料電 池之小型化，使燃料電池單元之體積能量-密度提升，爲 了使筆記型電腦，行動電話，攜帶播放器，攜帶遊戲機等 之無線攜帶機器動作而可充分地得到高的輸出特性者。 【圖式簡單說明】 [圖1 ]係爲表示有關本發明之實施形態的燃料電池之 內部透視剖面圖。 [圖2]係爲表示於二折構造之導電層之間，夾Λ膜電 極接合體之剖面模式圖。 [圖3]係爲表示具有二折構造之導電層的元件構造的 剖面模式圖。 [圖4]係爲表示使用於本發明之實施形態的燃料電池 之導電層（二折前）之展開平面圖。 [Η 5 ]係爲表示將圖4之集電體組件作爲二折之狀声每 的斜視圖。 -36- 200845465 [圖6 ]係爲表示使用於本發明之實施形態的燃料電池 之導電層與絕緣密封框之槪略平面圖。 [圖7]係爲表示使用於本發明之其他實施形態的燃料 電池之導電層與絕緣密封框之槪略平面圖。 [圖8 ]係爲表示使用於本發明之其他實施形態的燃料 電池之導電層與絕緣密封框之槪略平面圖。 [圖9]係爲表示被動燃料供給方式之燃料電池系統的 方塊剖面圖。 [圖10]係爲表示燃料分配機構之槪要的平面圖。 [圖1 Π係爲表示其他燃料供給方式之燃料電池系統的 方塊剖面圖。 [圖12]係爲表示其他燃料分配機構之槪要的平面圖。 [B 1 3 ]係爲表示其他燃料供給方式之燃料電池系統的 方塊剖面圖。 [Η 1 4]係爲表示其他燃料供給方式之燃料電池系統的 方塊剖面圖。 [ffl 1 5 ]係爲表示其他燃料供給方式之燃料電池系統的 方塊剖面圖。 [Η 16]係爲表示其他燃料供給方式之燃料電池系統的 方塊剖面圖。 [Η 1 7]係爲表示其他燃料供給方式之燃料電池系統的 方塊剖面圖。 【主要元件符號說明】 -37- 200845465 1 :燃料電池 2 z陰極觸媒層 3 :陽極觸媒層 4 =陰極氣體擴散層 5 z陽極氣體擴散層 6 :電解質膜 7a，7b :導電層（集電體） 9 :氣液分離膜 1 〇 :膜電極接合體 1 1 :燃料分配機構 1 3 :燃料分配板 1 4 :燃料供給口 1 8 :燃料供給孔 1 9 :保濕板 2 1 :外裝罩體 22 :通氣孔 20 :元件構造體 2 1 a :外裝罩體之端部 76a，76b :絕緣性密封框 -38-