WO2005074066A1

WO2005074066A1 - 燃料電池、燃料電池用燃料貯留体

Info

Publication number: WO2005074066A1
Application number: PCT/JP2005/001502
Authority: WO
Inventors: Yoshihisa Suda; Takahiro Osada; Kunitaka Yamada; Toshimi Kamitani
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co., Ltd.
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2005-08-11
Also published as: EP2161774A1; EP1717893A1; EP2161775A1; EP2157650A1; US20070128492A1; EP1717893A4

Abstract

　携帯電話、ノート型パソコン及びＰＤＡなどの携帯用電子機器の電源として用いられるのに好適な小型の燃料電池を提供するために、その構成を燃料電極体に電解質層と、該電解質層に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給される燃料電池であって、前記液体燃料貯蔵槽に、毛管力を有する多孔体及び／又は繊維束体からなる液体燃料吸蔵体を含む構造とする。

Description

明細書

燃料電池、燃料電池用燃料貯留体

技術分野

[0001] 本発明は、燃料電池及び燃料電池用燃料貯留体に関し、更に詳しくは携帯電話、ノート型パソコン及び PDAなどの携帯用電子機器の電源として用いられるのに好適な小型の燃料電池及び燃料電池用燃料貯留体に関する。

背景技術

[0002] 一般に、燃料電池は、空気電極層、電解質層及び燃料電極層が積層された燃料電池セルと、燃料電極層に還元剤としての燃料を供給するための燃料供給部と、空気電極層に酸化剤としての空気を供給するための空気供給部とからなり、燃料と空気中の酸素とによって燃料電池セル内で電気化学反応を生じさせ、外部に電力を得るようにした電池であり種々の形式のものが開発されて!、る。

[0003] 近年、環境問題や省エネルギーに対する意識の高まりにより、クリーンなエネルギ一源としての燃料電池を、各種用途に用いることが検討されており、特に、メタノールと水を含む液体燃料を直接供給するだけで発電できる直接メタノール型燃料電池が注目されてきて、る（例えば、特許文献 1及び 2参照)。

これらの中でも、液体燃料の供給に毛管力を利用した各液体燃料電池等が知られている（例えば、特許文献 3— 7参照)。

これらの各特許文献に記載される液体燃料電池は、燃料タンクカゝら液体燃料を毛管力で燃料極に供給するため、液体燃料を圧送するためのポンプを必要としないなど小型化に際してメリットがある。

[0004] し力しながら、このような単に燃料貯蔵槽に設けられた、多孔体及び Z又は繊維束体の毛管力だけを利用した液体燃料電池は、構成上は小型化に適するものの、燃料極に燃料が直接液体状態で供給されるため小型携帯機器に搭載し、電池部の前後左右や上下が絶えず変わる使用環境下では、長時間の使用期間中に燃料の追従が不完全となり、燃料供給遮断などの弊害が発生し、電解質層への燃料供給を一定にすることを阻害する原因となって、る。 [0005] また、これら欠点の解決策の一つとして、例えば、液体燃料を毛管力によりセル内に導入した後、液体燃料を燃料気化層にて気化して、使用する燃料電池システム（例えば、特許文献 8参照）が知られているが、基本的な問題点である燃料の追従性不足は改善されていないという課題を有し、また、この構造の燃料電池は液体を気化させた後に燃料として用いるシステムのため、小型化が困難となるなどの課題がある

[0006] このように従来の燃料電池では、燃料極に直接液体燃料を供給する際に、燃料の供給が不安定で動作中の出力値に変動が生じたり、安定な特性を維持したまま携帯機器への搭載が可能な程度の小型化は困難であるのが現状である。

また、これらの特許文献 1一 8には、使用済み燃料の貯蔵については開示がなされて、るものの、その後の使用済み燃料の処理などにっ、ては明確に開示されて!、ないものである。

[0007] また、メタノールと水を含む液体燃料を直接供給するだけで発電できる燃料電池の中でも、液体燃料をセルに定量的に供給するためには、燃料カートリッジとセルの間に、ポンプや電磁弁、液体燃料の流出量を制御するための制御装置や流出量センサ一等の補器を設ける必要があった (例えば、特許文献 1一 2参照)。

し力しながら、ポンプや電磁弁等の機構を設けると、ポンプや電磁弁等を駆動させるため、電力が必要となり、小型化などが難しくなるという課題がある。

更に、液体燃料の自重や毛管現象を利用し、セルに液体燃料を供給する手段等も数多く知られているが (例えば、特許文献 3— 7参照）、このセルに液体燃料を供給する方式では、定量的に液体燃料を供給することが難しいという課題がある。

[0008] 更にまた、従来の上記各形式の燃料電池用燃料貯留体は、燃料貯留部自体に液体燃料を保持する力が小さいため、燃料排出口から空気置換すると、液体燃料の漏れゃこぼれが発生しやすいという課題があり、特に、燃料電池用の液体燃料はインキや化粧料等と比較し、粘度や表面張力が低いため、燃料排出ロカの空気置換が発生しやす、と、う課題がある。

[0009] 一方、燃料電池の発電において、燃料は完全に消費されるわけではなぐ水若しくは低濃度の液体燃料が廃燃料として生成されたり、酸化された燃料が生成されたりする。例えば、水素化ホウ素を燃料とする燃料電池では、廃燃料として、酸化ホウ素が生成する。

また、廃燃料中には発電に伴ない発生する二酸ィ匕炭素が溶けている。この二酸ィ匕炭素濃度が高まり、気泡が生成すると、電極が燃料と接触できなくなるため、廃燃料を速やかに回収除去する必要がある。これを回収する廃燃料回収槽を設けるには、燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽とほぼ等しい大きさの廃燃料回収層が必要となってしまうものであった。更に、廃燃料を回収するためには、燃料電池セルと廃燃料回収槽との間に、ポンプや電磁弁を設ける必要があり、このような機構を設けると、ポンプゃ電磁弁を駆動させるための電力が必要となる課題がある。

[0010] 従来における燃料電池の廃燃料回収技術としては、例えば、一回使用した液体燃料を元の燃料タンクに戻し、燃料タンクのスペースを有効利用する燃料カートリッジ等の構造 (例えば、特許文献 9一 10参照）が知られてヽる。

し力ながら、これらの文献には、燃料タンクからの燃料の供給機構、並びに、使用済み燃料の回収機構についての詳細な記載はないものであり、本願発明の液体燃料をポンプや電磁弁を駆動させることなぐ定量供給し、使用済み廃燃料を自動的に回収する燃料電池とはその技術思想が相違するものである。

[ooii] 更にまた、上述のような単に燃料貯蔵槽に設けられた、多孔体及び Z又は繊維束体の毛管力だけを利用した液体燃料電池は、構成上は小型化に適するものの、燃料極に燃料が直接液体状態で供給されるため小型携帯機器に搭載し電池部の前後左右や上下が絶えず変わる使用環境下では、長時間の使用期間中に燃料の追従が不完全となり、燃料供給遮断などの弊害が発生し、電解質層への燃料供給を一定にすることを阻害する原因となっている。

[0012] これら欠点の解決策の一つとして、例えば、液体燃料を毛管力によりセル内に導入した後、液体燃料を燃料気化層にて気化して、使用する燃料電池システム (例えば、特許文献 8参照）が知られているが、基本的な問題点である燃料の追従性不足は改善されていないという課題を有し、また、この構造の燃料電池は液体を気化させた後に燃料として用いるシステムのため、小型化が困難となるなどの課題がある。

更に、一回使用した液体燃料を元の燃料タンクに戻し、未使用の液体燃料を押し出すことに供する構造 (例えば、特許文献 9一 11参照）に知られているが、戻した液体燃料を直ちに再利用する構造とはなつてヽないのが現状である。

[0013] このような従来の燃料電池では、燃料極に直接液体燃料を供給する際に燃料の供給が不安定で動作中の出力値に変動が生じたり、安定な特性を維持したまま携帯機器への搭載が可能な程度の小型化は困難であるのが現状である。

更に、これら特許文献 9一 11には、使用済み燃料の貯蔵あるいは処理については開示がなされているものの、使用済み燃料の再利用などについては明確に開示されていない。更にまた、液体燃料を再利用する場合には、利用の度に燃料濃度が希薄になり、液体燃料として利用できる最低濃度が使用者に分力ないという課題もある。特許文献 1 :特開平 5— 258760号公報 (特許請求の範囲、実施例等）

特許文献 2：特開平 5— 307970号公報 (特許請求の範囲、実施例等）

特許文献 3：特開昭 59— 66066号公報 (特許請求の範囲、実施例等）

特許文献 4:特開平 6-188008号公報 (特許請求の範囲、実施例等）

特許文献 5：特開 2003— 229158号公報 (特許請求の範囲、実施例等）

特許文献 6：特開 2003— 299946号公報 (特許請求の範囲、実施例等）

特許文献 7：特開 2003— 340273号公報 (特許請求の範囲、実施例等）

特許文献 8：特開 2001— 102069号公報 (特許請求の範囲、実施例等）

特許文献 9 :特開 2003-92128号公報 (特許請求の範囲、実施例等）

特許文献 10：特開 2004— 127905号公報 (特許請求の範囲、実施例等）特許文献 11：特開 2004-199966号公報 (特許請求の範囲、実施例等）発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] 本第 1発明一第 5発明は、上記従来の燃料電池における小型の課題及び現状に鑑み、これを解消するためになされたものであり、燃料極に直接液体燃料を安定的に供給し、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池を提供することを目的とする。

本第 6発明は、上記従来の燃料電池用燃料貯留体における課題に鑑み、これを解消するためになされたものであり、ポンプや電磁弁、液体燃料の流出量を制御するための制御装置や流出量センサー等を設けることなぐ液体燃料を効率良くセルに定量的に供給することができ、かつ、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池用燃料貯留体及び燃料電池を提供することを目的とする。

本第 7発明は、上記従来の燃料電池用燃料貯留体における課題に鑑み、これを解消するためになされたものであり、ポンプや電磁弁、液体燃料の流出量を制御するための制御装置や流出量センサー等を設けることなぐ液体燃料を効率良くセルに定量的に供給することができると共に、別途に廃燃料回収槽を設けることなぐ簡便に使用済み燃料を自動的に回収することができる燃料電池用燃料貯留体及び燃料電池を提供することを目的とする。

本第 8発明は、上記従来の燃料電池における課題及び現状に鑑み、これを解消するためになされたものであり、燃料極に直接液体燃料を安定的に供給し、簡便に使用済み燃料の再利用を可能にし、燃料の使い終わりが使用者に容易に分力ることができると共に、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

本発明者らは、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体に電解質層を構築し、この電解質層に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結される燃料電池にぉヽて、各単位セルへの燃料供給に燃料貯蔵槽より直接接続される燃料供給体に連結し、特定構造の使用済み燃料貯蔵槽が燃料供給体の終端に接続することなどにより、上記目的の燃料電池が得られることに成功し、本発明の第 1発明一第 5発明を完成するに至ったものである。また、本発明者らは、燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体において、該燃料貯留体を、特定の構造とすることにより、上記目的の燃料電池用燃料貯留体及び燃料電池が得られることに成功し、本第 6発明及び本第 7発明を完成するに至ったのである。

更にまた、本発明者らは、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、この電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結される燃料電池にぉ、て、各単位セルへの燃料供給に燃料貯蔵槽より直接接続される燃料供給体に連結し、特定構造の使用済み燃料貯蔵槽が燃料供給体の終端に接続することなどにより、上記目的の燃料電池が得られることに成功し、本第 8発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明は、次の（1)一 (62)に存する。

(1) 燃料電極体に電解質層と、該電解質層に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給される燃料電池であって、前記液体燃料貯蔵槽に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる液体燃料吸蔵体を含むことを特徴とする燃料電池。

(2) 前記液体燃料貯蔵槽が交換可能なカートリッジ構造体である上記（1)に記載の燃料電池。

(3) 前記カートリッジ構造体から液体燃料を燃料供給体に、前記液体燃料吸蔵体よりも大きい毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体力なる中継芯を介して、液体燃料を継続的に供給する上記（1)又は（2)に記載の燃料電池。

(4) 前記燃料供給体又は燃料電極体の毛管力が前記中継芯の毛管力よりも大きいこ上記（1)一 (3)の何れか一つに記載の燃料電池。

(5) 前記カートリッジ構造体に含浸された液体燃料を燃料供給体に供給する燃料電池であり、上記カートリッジ構造体に含浸された液体燃料が、視認性を有する透明又は半透明の榭脂で形成され、少なくとも液体燃料と接する面には液体燃料はじき層を形成してなる液体燃料誘導管を介して燃料供給体に供給されると共に、前記力ートリッジ構造体からの液体燃料終了サインをカートリッジ構造体に形成した視認部を介して前記液体燃料誘導管を視認することにより検知する上記（2)— (4)の何れか一つに記載の燃料電池。

(6) 前記視認部の内壁に平滑な部分と微小な凹凸を持つ部分を設け、それらを組み合わせることにより、液体燃料の終了を使用者に検知させる表示を設けた上記（5) に記載の燃料電池。

(7) 前記カートリッジ構造体が前記燃料供給体よりも下に位置した状態で継続して燃料供給が可能である上記（2)— (6)の何れか一つに記載の燃料電池。

(8) 前記液体燃料が着色されて！ヽる上記（1)一 (7)の何れか一つに記載の燃料電池。

(9) 前記燃料供給体の終端に使用済みの燃料貯蔵槽を接続し、使用済み燃料貯蔵槽として前記カートリッジ構造体が利用可能な上記（1)一 (8)の何れか一つに記載の燃料電池。

(10) 燃料電極体に電解質層と、該電解質層に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給される燃料電池であって、前記燃料貯蔵槽カゝら液体燃料を燃料供給体に供給する供給機構に、コレクタ一体又はバルブ体を有することを特徴とする燃料電池。

(11) 前記燃料貯蔵槽が交換可能なカートリッジ構造体力なる上記（10)に記載の燃料電池。

(12) 前記コレクタ一体が射出成形又は光造形技術により製造、若しくは、前記コレクタ一体が枚葉体により構成されて、る上記（10)又は（11)に記載の燃料電池。

(13) 前記コレクタ一体表面が前記液体燃料よりも表面自由エネルギーが高く調整されている上記（10)—（12)の何れか一つに記載の燃料電池。

(14) 前記カートリッジ構造体力液体燃料を燃料供給体に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる中継芯を通して、液体燃料を継続的に供給する上記（ 10)—（ 13)の何れか一つに記載の燃料電池。

(15) 前記燃料供給体の終端に使用済みの燃料貯蔵槽を接続し、使用済み燃料貯蔵槽として前記カートリッジ構造体が利用可能とする上記（10)—（14)の何れか一つに記載の燃料電池。

(16) 前記燃料貯蔵槽及び Z又は前記燃料供給体を押圧することで前記バルブ体を開放し、一定量の液体燃料を燃料供給体に供給する上記（10)に記載の燃料電池。

(17) 前記燃料貯蔵槽がバルブ体を有するカートリッジ構造体である上記（10)又は (16)に記載の燃料電池。

(18) 燃料電極体に電解質層を構築し、該電解質層に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給され、燃料供給体の終端は、使用済み燃料貯蔵槽に接続される燃料電池であって、前記使用済み燃料貯蔵槽に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる中継芯を配し、該中継芯を介して使用済み燃料を前記使用済み燃料貯蔵槽に排出し、該中継芯を介した排出孔以外は密閉されていることを特徴とする燃料電池。

(19) 前記使用済み燃料貯蔵槽に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体力なる使用済み燃料吸蔵体を、上記中継芯と接するように設けた上記（18)に記載の燃料電池。

(20) 前記使用済み燃料吸蔵体の中継芯の毛管力が前記燃料供給体の毛管カ以上である上記（18)又は（19)に記載の燃料電池。

(21) 前記使用済み燃料吸蔵体の毛管力が前記中継芯の毛管力以上である上記（ 18)一 (20)の何れか一つに記載の燃料電池。

(22) 前記使用済み燃料吸蔵体へ使用済み液体燃料を、前記使用済み燃料貯蔵槽に排出する排出機構に、コレクタ一体を有する上記（18)—（21)の何れか一つに記載の燃料電池。

(23) 前記コレクタ一体が射出成形又は光造形技術により製造、若しくは、前記コレクタ一体が枚葉体により構成されている上記（18)—（22)の何れか一つに記載の燃料電池。

(24) 前記コレクタ一体表面が前記使用済み液体燃料よりも表面自由エネルギーが高く調整されている上記（18)— (23)の何れか一つに記載の燃料電池。

(25) 前記使用済み燃料貯蔵槽が、取り外し可能である上記（18)—（24)の何れか一つに記載の燃料電池。

(26) 前記使用済み燃料貯蔵槽に、開閉可能な蓋体を設けた上記（18)—（25)の何れか一つに記載の燃料電池。 (27) 燃料電極体に電解質層を構築し、該電解質層に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体が連結されて液体燃料が供給され、燃料供給体の終端は、使用済み燃料貯蔵槽に接続される燃料電池であって、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体力なる中継芯を配し、該中継芯を介して使用済み燃料を前記使用済み燃料貯蔵槽に排出する構成で、該使用済み燃料貯蔵槽が開放されていることを特徴とする燃料電池。

(28) 前記使用済み燃料貯蔵槽に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体力なる使用済み燃料吸蔵体を設けた上記（27)に記載の燃料電池。

(29) 前記使用済み燃料吸蔵体の中継芯の毛管力が前記燃料供給体の毛管カ以上である上記（27)又は（28)に記載の燃料電池。

(30) 前記使用済み燃料吸蔵体の毛管力が前記中継芯の毛管力以上である上記（ 27)一 (29)の何れか一つに記載の燃料電池。

(31) 前記使用済み燃料吸蔵体へ使用済み液体燃料を前記使用済み燃料貯蔵槽に排出する排出機構に、コレクタ一体を有する上記（27)—（30)の何れか一つに記載の燃料電池。

(32) 前記コレクタ一体が射出成形又は光造形技術により製造、若しくは、前記コレクタ一体が枚葉体により構成されている上記（27)—（31)の何れか一つに記載の燃料電池。

(33) 前記コレクタ一体表面が前記使用済み液体燃料よりも表面自由エネルギーが高く調整されて!、る上記（27)— (32)の何れか一つに記載の燃料電池。

(34) 前記使用済み燃料貯蔵槽が、取り外し可能である上記 (27)—（33)の何れか一つに記載の燃料電池。

(35) 前記使用済み燃料貯蔵槽に、開閉可能な蓋体を設けた上記 (27)—（34)の何れか一つに記載の燃料電池。

(36) 前記使用済み燃料貯蔵槽に微小な開口部を設け、該使用済み貯蔵槽内面及び該微小開放部周辺の表面自由エネルギーが前記使用済み液体燃料よりも低く調整されて!、る上記（27)— (35)の何れか一つに記載の燃料電池。 (37) 液体燃料力タノール液、ジメチルエーテル (DME)、ギ酸、ヒドラジン、アンモ-ァ液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液力も選ばれる少なくとも 1種である上記（1)一 (36)の何れか一つに記載の燃料電池。

(38) 燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体であって、該カートリッジ型燃料貯留体は、液体燃料を収容する燃料タンク部と、該燃料タンク部の先端に設けられる逆止弁を有する液体燃料排出部と、上記燃料タンク部に設けられる液体燃料押圧機構とを備え、該液体燃料押圧機構によって燃料タンク部内に収容した液体燃料を、前方へ押圧し一定量の液体燃料を液体燃料排出部に供給し、該液体燃料排出部カゝら一定量の液体燃料を排出せしめることを特徴とする燃料電池用燃料貯留体。

(39) 液体燃料押圧機構は、燃料タンク部の後方に、外筒部材とその内方に回動不能に挿入される内筒部材とにより構成された回転操作部材と、該回転操作部材の外筒部材の先端部に設けられる、燃料タンク部の内面に形成されたラチット歯と該ラチェット歯に係合する係止爪とからなるラチェット機構と、上記回転操作部材の内筒部材の内方に挿入されたねじ棒と、該ねじ棒の先端部に設けられると共に、燃料タンク部の内面に突設される隔壁より前方において燃料タンク部の内面に摺動可能に挿入されるピストンとを備え、上記ねじ棒は、外周面に形成された雄ねじ部が内筒部材の前端に形成される雌ねじ部に螺合すると共に、前記隔壁の挿通孔に揷通されて、内筒部材に対し長手方向へのみ移動可能とし、前記回転操作部材の外筒部材の回転操作によって、ねじ棒を回転させ、ねじ棒を雌ねじ部との螺合によって前方へと移動させ、該ねじ棒の先端に連結されたピストンによって、一定量の液体燃料を液体燃料排出部に供給し、該液体燃料排出部力一定量の液体燃料を押し出す上記 (38) に記載の燃料電池用燃料貯留体。

(40) 燃料タンク部は、酸素バリア性の榭脂層を少なくとも 1層以上有する上記（38) 又は（39)に記載の燃料電池用燃料貯留体。

(41) 酸素ノリア性の榭脂層は、エチレン 'ビュルアルコール共重合榭脂、ポリアタリロニトリノレ、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩ィ匕ビユリデン、ポリ塩ィ匕ビニルの単独若しくは 2種以上の榭脂からなる上記 (40)に記載の燃料電池用燃料貯留体。

(42) 燃料タンク部は、光線透過率が 50%以上である材質で形成されている上記（ 38)一（41)の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。

(43) 燃料タンク部は、少なくとも液体燃料と接触する壁面が液体燃料の表面自由エネルギーよりも低く調整されている上記（38)—（42)の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。

(44) 燃料電池本体と、該燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体とを有する燃料電池であって、上記燃料電池本体は、燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、上記単位セルには上記（38)— (43)の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体に接続される燃料供給体が連結されて液体燃料が供給される構成となることを特徴とする燃料電池。

(45) 燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体であって、該カートリッジ型燃料貯留体は、液体燃料を収容すると共に、廃燃料回収口部を有する燃料タンク部と、該燃料タンク部の先端に設けられる逆止弁を有する液体燃料排出部と、上記燃料タンク部に設けられる液体燃料押圧機構とを備え、該液体燃料押圧機構によって燃料タンク部内に収容した液体燃料を、前方へ押圧し一定量の液体燃料を燃料電池本体へ排出せしめると共に、上記押圧機構によってできる燃料タンク部の空間部を燃料電池本体で消費された使用済み燃料の廃燃料回収槽として構成することを特徴とする燃料電池用燃料貯留体。

(46) 液体燃料押圧機構は、燃料タンク部の後方に、外筒部材とその内方に回動不能に挿入される内筒部材とにより構成された回転操作部材と、該回転操作部材の外筒部材の先端部に設けられる、燃料タンク部の内面に形成されたラチット歯と該ラチェット歯に係合する係止爪とからなるラチェット機構と、上記回転操作部材の内筒部材の内方に挿入されたねじ棒と、該ねじ棒の先端部に設けられると共に、燃料タンク部の内面に突設される隔壁より前方において燃料タンク部の内面に摺動可能に挿入されるピストンとを備え、上記ねじ棒は、外周面に形成された雄ねじ部が内筒部材の前端に形成される雌ねじ部に螺合すると共に、前記隔壁の挿通孔に揷通されて、内筒部材に対し長手方向へのみ移動可能とし、前記回転操作部材の外筒部材の回転操作によって、ねじ棒を回転させ、ねじ棒を雌ねじ部との螺合によって前方へと移動させ、該ねじ棒の先端に連結されたピストンによって、一定量の液体燃料を液体燃料排出部に供給し、該液体燃料排出部力一定量の液体燃料を押し出す上記 (45) に記載の燃料電池用燃料貯留体。

(47) 燃料タンク部は、酸素バリア層を少なくとも 1層以上有する上記 (45)又は (46 )に記載の燃料電池用燃料貯留体。

(48) 酸素バリア層は、酸素バリア性の樹脂からなり、該榭脂はエチレン 'ビュルァルコール共重合榭脂、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩ィ匕ビニリデン、ポリ塩ィ匕ビニルの単独若しくは 2種以上の榭脂からなる上記 (47)に記載の燃料電池用燃料貯留体。

(49) 酸素バリア層は、金属酸化物を蒸着させた榭脂フィルムからなり、金属酸化物はアルミナ、シリカ単独又はこれらの両方力もなり、榭脂フィルムはポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンの単独又は複合されてなる上記 (48)に記載の燃料電池用燃料貯留体。

(50) 酸素バリア層は、ダイヤモンドライクカーボン (DLC)にて被覆された榭脂フィルム力らなり、榭脂フィルムはポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンの単独又は複合されてなる上記 (48)に記載の燃料電池用燃料貯留体。

(51) 燃料タンク部は、光線透過率が 50%以上である材質で形成されている上記（ 48)一 (50)の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。

(52) 燃料電池本体と、該燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体とを有する燃料電池であって、上記カートリッジ型燃料貯留体は、液体燃料を収容すると共に、廃燃料回収口部を有する燃料タンク部と、該燃料タンク部の先端に設けられる逆止弁を有する液体燃料排出部と、上記燃料タンク部に設けられる液体燃料押圧機構とを備え、該液体燃料押圧機構によって燃料タンク部内に収容した液体燃料を、前方へ押圧し一定量の液体燃料を燃料電池本体へ排出せしめると共に、燃料電池本体で消費された使用済み燃料を上記押圧機構によってできる燃料タンク部の空間部に回収することを特徴とする燃料電池。

(53) 燃料電池本体には、使用済み燃料貯蔵槽を有すると共に、該使用済み燃料貯蔵槽は燃料タンク部の逆止弁を有する廃燃料回収口部に接続されてヽる上記（5 2)に記載の燃料電池。

(54) 燃料電池本体は、燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、上記単位セルには上記 (45)— (53)の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体に接続される燃料供給体が連結されて液体燃料が供給される構成となることを特徴とする燃料電池。

(55) 燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給され、燃料供給体の終端は、使用済み燃料貯蔵槽に接続される燃料電池であって、前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽とが接続され、使用済み燃料が前記燃料貯蔵槽に供給されて液体燃料として再利用できる構成としてなることを特徴とする燃料電池。

(56) 前記燃料貯蔵槽に、液体燃料の濃度センサを備えていることを特徴とする上記（55)に記載の燃料電池。

(57) 前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽との接続部に中継芯を配置したことを特徴とする上記（55)又は（56)に記載の燃料電池。

(58) 前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽との接続部に中継芯を配置し、更に、コレクタ体を備えたことを特徴とする上記（54)—（56)の何れか一つに記載の燃料電池。

(59) 前記コレクタ体が射出成形又は光造形技術により製造されている、または、前記コレクタ体が枚葉体により構成されていることを特徴とする上記（55)—（58)の何れか一つに記載の燃料電池。

(60) 前記コレクタ体表面が前記使用済み液体燃料よりも表面自由エネルギーが高く調整されていることを特徴とする上記（55)—（59)の何れか一つに記載の燃料電池。

(61) 前記使用済み燃料貯蔵槽及び Z又は前記燃料貯蔵槽、あるいは、前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽との接続部が、取り外し可能であることを特徴とする上記（55)— (60)の何れか一つに記載の燃料電池。

(62) 前記使用済み燃料貯蔵槽及び Z又は前記燃料貯蔵槽、あるいは、前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽との接続部に、開閉可能な蓋体を設けたことを特徴とする上記（55)— (61)の何れか一つに記載の燃料電池。

発明の効果

本第 1発明一第 5発明によれば、燃料貯蔵槽から各単位セルの個々に直接液体燃料を安定的かつ継続的に燃料を供給することができると共に、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池が提供される。

これらの発明にお!、て、燃料貯蔵槽を交換可能なカートリッジ構造体から構成すれば、更に液体燃料貯蔵槽の交換を簡単にすることができる。

本第 1発明において、燃料供給体の終端に使用済みの燃料貯蔵槽を接続し、使用済み燃料貯蔵槽としてカートリッジ構造体を利用すれば、簡便に使用済み燃料の処理を可能とすることができ、燃料電池をどのような状態 (角度)、逆さ等に放置しても、燃料貯蔵槽カゝら各単位セルの個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなぐ安定的かつ継続的に燃料を供給することができる。

また、カートリッジ構造体に含浸された液体燃料を燃料供給体に供給する燃料電池とし、上記カートリッジ構造体に含浸された液体燃料が、視認性を有する透明又は半透明の榭脂で形成され、少なくとも液体燃料と接する面には液体燃料はじき層を形成してなる液体燃料誘導管を介して燃料供給体に供給されると共に、前記カートリツジ構造体力ゝらの液体燃料終了サインをカートリッジ構造体に形成した視認部を介して液体燃料誘導管を視認することにより検知すれば、液体燃料終了サインを目視により簡単に検知することができる。

更に、コレクタ一体表面を液体燃料よりも表面自由エネルギーが高く調整されているこうし得とすれば、更に燃料貯蔵槽カゝら各単位セルの個々に直接液体燃料を安定的かつ継続的に燃料を供給することができる。 [0024] 本第 6発明によれば、ポンプや電磁弁、液体燃料の流出量を制御するための制御装置や流出量センサー等を設けることなぐ液体燃料を効率良くセルに定量的に供給することができ、かつ、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池用燃料貯留体及び燃料電池が提供される。

本第 7発明によれば、ポンプや電磁弁、液体燃料の流出量を制御するための制御装置や流出量センサー等を設けることなぐ液体燃料を効率良くセルに定量的に供給することができると共に、別途に廃燃料回収槽を設けることなぐ簡便に使用済み燃料を自動的に回収することができる燃料電池用燃料貯留体及び燃料電池が提供される。

[0025] 本第 8発明によれば、燃料極に直接液体燃料を安定的に供給し、簡便に使用済み燃料の再利用を可能にし、燃料電池の小型化をなし得ることができる燃料電池が提供される。

また、燃料貯蔵槽に、液体燃料の濃度センサを備えることにより、燃料の使い終わりが使用者に容易に分力ることができる燃料電池が提供される。

更に、使用済み燃料貯蔵槽と燃料貯蔵槽との接続部に中継芯、更に、コレクタ体一を備えることにより、燃料極に直接液体燃料を更に安定的に供給し、簡便に使用済み燃料の再利用を可能とすると共に、更に使用性に優れた燃料電池が提供される図面の簡単な説明

[0026] [図 1] (a)は本第 1発明の第 1実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図、（b)は燃料単位セルの斜視図、（c)は燃料単位セルの縦断面図である。

[図 2]本第 1発明の第 1実施形態の変形例を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。

[図 3]本第 1発明の第 2実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。

[図 4]本第 1発明の第 2実施形態に用いる終点検知管の一例を示す概略斜視図である。

[図 5]本第 1発明の第 3実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略部分断面図である。

[図 6]本第 1発明の第 4実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略部分断面図である。

[図 7] (a)は本第 2発明の第 1実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図、（b)は燃料単位セルの斜視図、（c)は燃料単位セルの縦断面図である。

[図 8]本第 2発明の第 1実施形態の変形例を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。

[図 9]本第 2発明の第 2実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。

[図 10]本第 2発明の第 3実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略部分断面図である。

[図 11] (a)は本第 3発明の第 1実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図、（b)は燃料単位セルの要部を示す部分縦断面図である。

[図 12] (a)は本第 3発明の第 2実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図、（b)は燃料単位セルの部分縦断面図、（c)及び (d)は別の形態を示す燃料単位セルの要部を示す部分縦断面図と斜視図である。

[図 13]本第 3発明の第 3実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す部分縦断断面図である。

[図 14]本第 3発明の第 4実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す部分縦断断面図である。

[図 15] (a)は本第 4発明の第 1実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図、（b)は燃料単位セルの斜視図、（c)は燃料単位セルの縦断面図である。

[図 16]本第 4発明の第 2実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。

[図 17] (a)は本第 4発明の第 3実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図、 (b)は本第 4発明の第 4実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図、（c)は単位セルの取り付け構造を示す部分断面図である。

[図 18]本第 4発明の第 5実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。

[図 19] (a)は本第 4発明の第 6実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略部分断面図、（b)は使用済み燃料貯蔵槽の別の形態を示す概略断面図である。

[図 20]本第 4発明の第 7実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。

[図 21] (a)は本第 5発明の第 1実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図、（b)は燃料単位セルの斜視図、（c)は燃料単位セルの縦断面図、（d)は使用済み燃料貯蔵槽の開放構造を示す斜視図、 (e)は使用済み燃料貯蔵槽の開放構造を示す縦断面図である。

[図 22]本第 5発明の第 2実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。

[図 23] (a)は本第 5発明の第 3実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図、 (b)は本第 5発明の第 4実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図、（c)は単位セルの取り付け構造を示す部分断面図である。

[図 24]本第 5発明の第 5実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略断面図である。

[図 25] (a)は本第 5発明の第 6実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略部分断面図、（b)は使用済み燃料貯蔵槽の別の形態を示す概略断面図である。

[図 26] (a)は本第 5発明の第 6実施形態を示す燃料電池を縦断面態様で示す概略部分断面図、（b)は使用済み燃料貯蔵槽の別の形態を示す概略断面図である。

[図 27]本第 5発明の第 7実施形態を示す燃料電池であり、使用済み燃料貯蔵槽内に収容される吸蔵体を示す図面であり、（a)は斜視図、（b)は平面図、（c)は正面図である。

[図 28]本第 6発明の第 1実施形態の燃料電池用燃料貯留体を示す縦断面図である。

[図 29]図 28の部分分解斜視図である。

[図 30]図 28の燃料電池用燃料貯留体の作動状態を示し、一定量の液体燃料が液体燃料排出部に供給された状態の一例を示す縦断面図である。

[図 31]本第 6発明の燃料電池の実施形態の一例を示す概略断面図であり、本発明の燃料電池用燃料貯留体を燃料電池本体に取り付けた状態を示す図面である。

[図 32] (a)及び (b)は燃料電池セルを説明する斜視図、縦断面図である。

[図 33]本第 6発明の第 2実施形態の燃料電池用燃料貯留体を示す部分平面図である。

[図 34] (a)及び (b)は液体燃料排出部に設けられる逆止弁の別の形態を示す図面であり、 (a)は逆止弁体が閉じた状態及び (b)は逆止弁体が開いた状態を示す縦断面図である。

[図 35] (a)は本第 7発明の第 1実施形態の燃料電池用燃料貯留体を示す縦断面図、 (b)は廃燃料回収口部の縦断面図である。

圆 36]図 35の部分分解斜視図である。

圆 37]図 35の燃料電池用燃料貯留体の作動状態を示し、一定量の液体燃料が液体燃料排出部に供給された状態の一例を示す縦断面図である。

圆 38]本第 7発明の燃料電池の実施形態の一例を示す概略断面図であり、本発明の燃料電池用燃料貯留体を燃料電池本体に取り付けた状態を示す図面である。

[図 39]本第 8発明の第 1実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す図面である。

[図 40] (a)は図 39の燃料電池に用いる単位セルの斜視図、（b)はその部分縦断面図である。

[図 41]本第 8発明の第 2実施形態の燃料電池を縦断面態様で示す図面である。圆 42]本第 8発明の第 3実施形態の燃料電池を斜視図態様で示す概略図面である。

[図 43] (a)は図 42の燃料電池に用いる単位セルの斜視図、（b)は、単位セルの部分縦断面図である。

符号の説明

A 燃料電池

10 燃料貯蔵槽

10a 中継芯

11 コレクタ一体

20 単位セル

30 燃料供給体 40 使用済み燃料貯蔵槽

発明を実施するための最良の形態

[0030] 以下に、本第 1発明の実施形態を図面を参照しながら詳しく説明する。

図 1 (a)— (c)は、本第 1発明の基本的な実施形態を示す燃料電池 Aの基本形態（第 1実施形態)を示すものである。

この燃料電池 Aは、図 1 (a)— (c)に示すように、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 1 0と、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体 21の外表部に電解質層 23を構築し、該電解質層 23の外表部に空気電極層 24を構築することで形成される単位セル (燃料電池セル) 20、 20と上記燃料貯蔵槽 10に接続される浸透構造を有する燃料供給体 30 と、該燃料供給体 30の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽 40とを備え、上記各単位セル 20、 20は直列に連結されて燃料供給体 30により燃料が順次供給される構造となっている。

[0031] 本実施形態では、液体燃料は、燃料貯蔵槽 10内に収容される中綿や多孔体、または繊維束体などの吸蔵体 10aに吸蔵されている。

この燃料貯蔵槽 10の吸蔵体 10aに吸蔵される液体燃料としては、メタノールと水とカゝらなるメタノール液が挙げられる力後述する燃料電極体にお!、て燃料として供給された化合物力も効率良く水素イオン (H+)と電子 (e— )が得られるものであれば、液体燃料は特に限定されず、燃料電極体の構造などにもよるが、例えば、ジメチルエーテル（DME)、エタノール液、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液などの液体燃料も用いることができる。

また、これらの液体燃料の濃度は、燃料電池の構造、特性等により種々の濃度の液体燃料を用いることができ、例えば、 1一 100%濃度の液体燃料を用いることができる。

[0032] この吸蔵体 10aは、液体燃料を吸蔵出来るものであれば特に限定されず、例えば、フェルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系榭脂、アクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリオレフィン系榭脂、ポリビュル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ-レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せ力もなる繊維束体力もなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル 20への供給量に応じて適宜設定されるものである。

[0033] また、上記燃料貯蔵槽 10としては、耐久性、収容される液体燃料 fに対して保存安定性、ガス不透過性 (酸素ガス、窒素ガス等に対するガス不透過性)を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂、ガラスなどが挙げられる。更に、液体燃料の残量を視認できるように光線透過性を有することが望ましい。液体燃料の残量視認が可能な光線透過性は、材質やその厚みに関わりなぐ光線透過率が 50%以上あれば内容物の視認が可能である。更に好ましくは、 80%以上の光線透過性があれば実用上問題はなぐ液体燃料の視認性が更に向上することとなる。

[0034] また、液体燃料の漏洩及び蒸発防止、空気などの燃料貯留体への浸入防止については、ガス不透過性の材質力構成されることが好ましぐ更に好ましくは、酸素ガス透過度（酸素ガス不透過性）力 SlOOcc · 25 m/m²- 24hr-atm (25°C、 65%RH )以下であれば実使用上問題はな、。

これらの特性を有する燃料貯蔵槽 10であれば、特に限定されず、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性及び光線透過性を有するものであればよぐ例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂、ガラスなどが挙げられる。

燃料貯蔵槽 10の材質としては、光線透過性を要求されない場合であれば、好ましい材質としてアルミニウム、ステンレスなどの金属、合成樹脂、ガラスなどが挙げられる力前記した液体燃料の残量の視認性、ガス不透過性、製造や組立時のコスト低減及び製造の容易性などから、好ましくは、エチレン'ビニルアルコール共重合榭脂、ポリアクリノレニトリノレ、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩ィ匕ビユリデン、ポリ塩ィ匕ビュルなどの単独もしくは 2種以上の榭脂を含む単層構造、 2層以上の多層構造力ものが挙げられる。更に好ましくは、これらの榭脂であって上記酸素ガス透過度（酸素ガス不透過性）力 lOOcc · 25 μ m/m²- 24 hr.atm (25°C、 65%RH)以下であり、かつ、光線透過率が 50%以上、特に好ましくは 80%以上のものを選択することが望まし、。

特に好ましくは、上記特性の酸素ガス不透過度を有し、光線透過率が 80%以上となるエチレン ·ビニルアルコール共重合榭脂、ポリアクリル-トリル、ポリ塩ィ匕ビ -リデンが望ましい。

[0035] また、燃料貯蔵槽部 10は、好ましくは、 2層以上の多層構造からなり、少なくとも 1層は前記したガス不透過性、光線透過性を有する上述の榭脂群を含む材料から構成される 2層以上の多層構造となるものが望ましい。この多層構造の内、少なくとも 1層力前記した性能 (ガス透過度）を持つ樹脂で構成されていれば、残りの層は通常の榭脂でも実使用上問題はない。このような多層構造は、押出し成形、射出成形、共押出し成形などにより製造することができる。

また、これらの成形により設けられる少なくとも 1層のガス不透過層の代わりに、前記した榭脂群カゝら選ばれる榭脂の溶液などを塗布してガス不透過層を設けることもできる。この塗布方法では、上記押出し成形、射出成形などの成形による製造よりも特殊な製造設備を必要とせず、逐次製造することが可能である。

[0036] これらの各成形法、塗布で設けられたガス不透過層は、好ましくは、 10— 2000 μ mの厚みであることが望ましい。この厚みが 10 m未満では、ガス不透過性を発揮することができず、一方、 2000 mを超える場合には、容器全体の光線透過性、柔軟性などの性能が悪ィ匕することとなる。

また、前記した榭脂による成形又は塗布によるガス不透過層の代わりに、ガス不透過性のフィルムなどのガス不透過薄膜部材によって被覆することができる。被覆するガス不透過薄膜部材としては、好ましくは、アルミ箔などの金属箔、アルミナ、シリカなどの金属酸ィ匕物蒸着物、ダイアモンドライクカーボンコーティング物力選ばれる少なくとも 1種が挙げられ、これらの不透過薄膜部材で燃料貯蔵槽 10の外表面部を被覆することにより、上述のとおりのガス不透過性を発揮させることができる。なお、この不透過薄膜部材の厚みは、上記と同様に 10— 2000 /z mとすることが望ましい。また、上記ガス不透過薄膜部材が視認性を有しない部材、例えば、アルミ金箔などの場合は、ガス不透過性を損なわない程度に一部施さず、格子状、ストライプ状等に被覆して、覼き窓部を設けこの覼き窓部に光線透過性を有するガス不透過性フィルムを被覆してガス不透過性と視認性を確保することもできる。

[0037] 上記単位セルとなる各燃料電池セル 20は、微小柱状の炭素多孔体よりなる燃料電極体 21を有すると共に、その中央部に燃料供給体 30を貫通する貫通部 22を有し、上記燃料電極体 21の外表部に電解質層 23が構築され、該電解質層 23の外表部に空気電極層 24が構築される構造カゝらなっている。なお、各燃料電池セル 20の一つ当たり、理論上約 1. 2Vの起電力を生じる。

この燃料電極体 21を構成する微小柱状の炭素多孔体としては、微小な連通孔を有する多孔質構造体であれば良ぐ例えば、三次元網目構造若しくは点焼結構造よりなり、アモルファス炭素と炭素粉末とで構成される炭素複合成形体、等方性高密度炭素成形体、炭素繊維抄紙成形体、活性炭素成形体などが挙げられ、好ましくは、燃料電池の燃料極における反応制御が容易かつ反応効率の更なる向上の点で、ァモルファス炭素と炭素粉末とからなる微細な連通孔を有する炭素複合成形体が望ましい。

[0038] この多孔質構造力もなる炭素複合体の作製に用いる炭素粉末としては、更なる反応効率の向上の点から、高配向性熱分解黒鉛 (HOPG)、キッシュ黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンナノチューブ、フラーレンより選ばれる少なくとも 1種 (単独または 2種以上の組合せ）が好ま Uヽ。

また、この燃料電極体 21の外表部には、白金ルテニウム (Pt Ru)触媒、イリジゥムールテニウム (Ir R_U)触媒、白金ースズ (Pt-Sn)触媒などが当該金属イオンや金属錯体などの金属微粒子前駆体を含んだ溶液を含浸ゃ浸漬処理後還元処理する方法や金属微粒子の電析法などにより形成されている。

[0039] 電解質層 23としては、プロトン伝導性又は水酸化物イオン伝導性を有するイオン交換膜、例えば、ナフイオン (Nafion、 Du pont社製)を初めとするフッ素系イオン交換膜が挙げられる他、耐熱性、メタノールクロスオーバーの抑制が良好なもの、例えば、無機化合物をプロトン伝導材料とし、ポリマーを膜材料としたコンポジット (複合)膜、具体的には、無機化合物としてゼォライトを用い、ポリマーとしてスチレンブタジエン系ラバー力もなる複合膜、炭化水素系グラフト膜などが挙げられる。また、空気電極層 24としては、白金 (Pt)、パラジウム (Pd)、ロジウム (Rh)等を上述の金属微粒子前駆体を含んだ溶液等を用いた方法で担持させた多孔質構造力ゝらなる炭素多孔体が挙げられる。

[0040] 前記燃料供給体 30は、燃料貯蔵槽 10内に収容される液体燃料を吸蔵する吸蔵体 10aに接続され、該液体燃料を各単位セル 20に供給できる浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えばフェルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系榭脂、アクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリビュル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ二レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せからなる繊維束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル 20への供給量に応じて適宜設定されるものである。

[0041] 使用済み燃料貯蔵槽 40は、燃料供給体 30の終端に配置されるものである。この時、使用済み燃料貯蔵槽 40を燃料供給体 30の終端に直接接触させて使用済み燃料を直接吸蔵させても問題ないが、図 2 (図 1の変形例）に示すように、燃料供給体 30と接触する接続部に中綿や多孔体、または繊維束体などを中継芯 40aとして設け、使用済み燃料排出路としてもよい。

また、燃料供給体 30により供給される液体燃料は、燃料電池セル 20で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆どなぐ従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰時に至った際には、反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となっている。

なお、 50は、燃料貯蔵槽 10と使用済み燃料貯蔵槽 40を連結すると共に、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 20の個々に燃料供給体 30を介して直接液体燃料を確実に供給するメッシュ構造など力なる部材である。

[0042] このように構成される本実施形態の燃料電池 Aは、燃料電極体 21又は燃料供給体 30の浸透構造により燃料貯蔵槽 10内の吸蔵体 10aに吸蔵されている液体燃料を毛管力により燃料電池セル 20、 20内に導入するものである。この時、燃料貯蔵槽 10が、燃料電極体 21または燃料供給体 30に接続される部分に、図 2に示したように、前記した吸蔵体 10aと同様の材質を持つ中継芯 10bを設けることもできる。この中継芯 10bを設けることにより燃料電池セル 20内への過剰な液体燃料の供給を防止すること力 Sでき、中継芯 10bの毛管力を調整することにより液体燃料の供給量を調節することがでさる。

[0043] 本実施形態では、図 1 (a)又は図 2に示すように、燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 10a)、燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30、使用済み燃料貯蔵槽 40 (中継芯 40a)の毛管力を、燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 10a)く燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30と設定することにより、燃料電池 Aがどのような状態 (角度)、逆さ等に放置されても、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 2 0の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなぐ安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなる。好ましくは、各毛細管力を燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 10a)く燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30く使用済み燃料貯蔵槽 40 (中継芯 40a)とすることによって安定した液体燃料の流れを作ることがでさる。

[0044] また、図 2に示したように、燃料貯蔵槽 10に中継芯 10bを設ける場合には、中継芯 10bの毛管力は、少なくとも燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 10a及び中継芯 10b)く燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30とすることで、使用済み燃料が逆流を起こし燃料貯蔵槽に進入することがなくなる。好ましくは、各毛細管力を吸蔵体 10aく中継芯 10bく燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30く中継芯 40aとすることで、燃料電池体の配置 (上、下、横置き）に関わらず安定した液体燃料の流れを作ることができる。

更に、この実施形態の燃料電池 Aでは、ポンプゃブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなぐ液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することができる構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。

[0045] 更にまた、各単位セル 20、 20への燃料供給には、燃料貯蔵槽 10の端部より直接接続される浸透構造を有する燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30が連結されることにより、複数セル力なる燃料電池の小型化が達成することがでさるちのとなる。

[0046] 図 3は、本第 1発明の第 2実施形態の燃料電池 Bを示すものである。なお、以下の第 2実施形態以降において、前記第 1実施形態の燃料電池 Aと同様の構成及び効果を発揮するものについては、図 9と同一符号を付してその説明を省略する。

[0047] この燃料電池 Bは、図 3に示すように、液体燃料の終点検知管 10cを燃料貯蔵槽 1 0に設けている点でのみ上記第 1実施形態の燃料電池 Aと相違するものである。この液体燃料の終点検知管 10cは、本第 1発明で使用される液体燃料の吸蔵体 1 Oaを使用する場合に、吸蔵されている液体燃料が不可視であるために、液体燃料の使用終了や終了間際であることが使用者に検知されず、突然の停電などにより不利益を被らせることが考えられる。このような事態を防止するために、本実施形態では、吸蔵体 10aの液体燃料誘導芯 10dと中継芯 10bとの間に視認性を有する透明又は半透明の榭脂で形成された液体燃料が通過する液体燃料誘導管となる終点検知管 10cを設け、上記液体燃料誘導芯 10dの下部と中継芯 10bの上部を、図 3に示すように、終点検知管 10c内に挿入した構造の燃料電池とし、これにより、液体燃料が終点検知管 10cの中に存在して、な、ことを燃料貯蔵槽 10の透明又は半透明となる視認部 10eを視認することによって、吸蔵体 10aの中に液体燃料が存在して、な、ことを目視により確認することができるものである。

なお、上記液体燃料誘導芯 10dは中継芯 10bと同様の材質力も構成されるものである。また、燃料貯蔵槽 10内の吸蔵体 10aを複数設け、これらの各吸蔵体 10a…の液体燃料吐出部に上記終点検知管を夫々設けることにより、各々の吸蔵体中にあつた液体燃料の終了を検知することも可能となる。

[0048] この終点検知管 10cの材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性、光線透過性を有するものであれば、特に限定されず、ガラスなどの無機物、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂などが挙げられる。特に好ましくはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂であり、通常の射出成形、押出し成形などの成形技術や複雑な形状を形成可能な光造形技術によっても製造することができる。 [0049] また、終点検知管 10cの液体燃料が接する部分（内壁）の表面エネルギーは、液体燃料の表面自由エネルギーよりも低く設定されることが重要であり、これにより液体燃料に対する終点検知管 10cの濡れ性が低下し、液体燃料が終了した場合には直ちに燃料電極体 21又は燃料供給体 30に液体燃料が吸収され、終点検知管 10c内に液体燃料が存在しなくなり液体燃料の終了が検知できることとなる。終点検知管 10c の表面自由エネルギーの調整には通常表面改質剤による処理、例えば、ジメチルシリコーンを骨格とするシリコーン榭脂コート、フッ素コート、フッ素榭脂コートなどで行うことができる。

[0050] 更に、用いる液体燃料は透明であることが多いので、終点検知管 10cを用いても、液体燃料が終了した力否か検知しづらい場合がある。このような場合には終点検知管 10c内壁を、ヤスリによる加工やレーザー加工などによって微小な凹凸を施すことで、液体燃料が存在している時には終点検知管 10cは透明に見えるが、液体燃料が終了した場合には図 3に示すように、終点検知管 10cが白濁して見えるようにすることもできる。更には、前記した微小な凹凸を、終了を告知するような文字、図形、例えば、図 4に示すように、例えば、この微小な凹凸で「使用済み」との表示部 10fを形成することにより、解りやすい表示をさせることもできる。

[0051] また、液体燃料を染料などにより着色することで、終点検知管 10c内の液体燃料の終了を、色相の変化により表示させることも可能である。この場合に、使用できる着色剤としては、液体燃料に溶解または分散が可能で燃料電池の発電に影響を及ぼさない限り、染料及び Z又は顔料とも制限なく使用することができる。例えば、液体燃料力 Sメタノール液を使用する場合は、着色剤として、 c. I. Solvennt Yellow 61などを水またはメタノールに溶解させた溶液、又は、フタロシアニンブルーなどの顔料を、ブチラール榭脂、或いは、スチレンアクリル榭脂などを用いてメタノール、或いは、水に分散させたものを使用することができる。

更に、終点検知管を使用する場合、終点検知管 10cの毛管力は、吸蔵体 10a (誘導芯 10d含む)及び中継芯 10bのいずれよりも低くすることで、吸蔵体 10aでの液体燃料の終了を遅滞なく表示することができる。また、強い衝撃が加わる場合以外は終点検知管 10c内部で液体燃料が「切れる」ことなく実用上問題なく使用を続けることができる。

[0052] 図 5は、本第 1発明の第 3実施形態の燃料電池 Cを示すものである。

本実施形態の燃料電池 Cは、液体燃料貯蔵槽を交換可能なカートリッジ構造体とした点で、上記第 1実施形態の燃料電池 Aと異なるものである。

このカートリッジ型の液体燃料貯蔵槽 60は、図 5に示すように、支持体 70内に収納される構造であり、先端部に中継芯 10bを保持する保持部 61と後端部に固着された尾栓部 62とを有する筒状の本体部 63から構成され、この本体部 63内部には液体燃料が含浸された吸蔵体 10aが収納されると共に、該吸蔵体 10aに中継芯 10bが接続された構造力もなるものである。また、このカートリッジ型の液体燃料貯蔵槽 60の吸蔵体 10aに接続された中継芯 10bは、支持体 70内に収納される燃料供給体 30に接続されている。なお、図示しないが、燃料供給体 30の先端（図 5の矢印方向）には、上記第 1実施形態と同様に燃料電池セル 20、 20· ··に接続される構造となっている。

[0053] この燃料電池 Cは、カートリッジ構造体となる液体燃料貯蔵槽 60の吸蔵体 10aに含浸された液体燃料を燃料供給体 30に供給するものであり、上記カートリッジ構造体 6 0の吸蔵体 10aに含浸された液体燃料が消費されて終了した場合には、該体燃料貯蔵槽 60がカートリッジ構造体であるため簡単に交換することができる。

また、前記カートリッジ構造体 60から液体燃料を燃料供給体 30に、好ましくは、上記第 1実施形態と同様に、前記吸蔵体 10aよりも大きい毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体力もなる中継芯 10bを通して、液体燃料を継続的に供給することが望ましい。この場合には、カートリッジ構造体 60が前記燃料供給体 30よりも下に位置した状態でも継続して燃料供給が可能となる。

[0054] 図 6は、本第 1発明の第 4実施形態の燃料電池 Dを示すものである。

本実施形態の燃料電池 Dは、液体燃料貯蔵槽を交換可能なカートリッジ構造体に液体燃料の終了サインを簡単に視認することができる点でのみ、上記第 3実施形態の燃料電と異なるものであり、上記第 2実施形態の燃料電池 Bと同様の作用効果を発揮するものである。

この燃料電池 Dでは、カートリッジ構造体 60aに含浸された液体燃料 (着色剤による着色含む)が、視認性を有する透明又は半透明の榭脂で形成され、少なくとも液体燃料と接する面には表面改質剤等の処理による液体燃料はじき層を形成してなる液体燃料誘導管 64及び中継芯 10bを介して燃料供給体 30に供給されると共に、前記カートリッジ構造体 30からの液体燃料終了サインをカートリッジ構造体 60に形成した透明又は半透明の視認部 65を介して前記液体燃料誘導管 64を視認することにより簡単に検知することができるものである。

なお、図示しないが、燃料供給体 30の先端（図 6の矢印方向）には、上記第 3実施形態と同様に燃料電池セル 20、 20…に接続される構造となっている。また、本実施形態では、支持体 70も液体燃料の終了サインを確実に確認するためには、透明又は半透明の視認性を有する構造体となることが好ましい。

[0055] 本第 1発明の燃料電池は、上記各実施形態に限定されるものではなぐ本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。

例えば、燃料電池セル 20は円柱状のものを用いた力角柱状、板状の他の形状のものであってもよぐまた、燃料供給体 30との接続は直列接続のほか、並列接続であつてもよい。

更に、各実施形態の燃料電池の構造の一部を相互に変更して使用することもできる。例えば、上記第 1実施形態の液体燃料貯蔵槽 10の代わりに、上記第 3実施形態の液体燃料貯蔵槽を交換可能なカートリッジ構造体 60又は上記第 4実施形態の液体燃料の終了サインを簡単に視認することができるカートリッジ構造体 60aを取り付けた構造としてもよ、ものである。

[0056] また、前記第 1実施形態の燃料供給体 30の終端に使用済みの燃料貯蔵槽 40として、前記第 3実施形態のカートリッジ構造体 60を使用すれば、その使用済みの燃料貯蔵槽の交換を簡単に行うことができる。

更にまた、これらの実施形態のカートリッジ構造体を、燃料貯蔵槽ゃ使用済み燃料貯蔵槽として使用した後で、液体燃料を適当な充填方法により注意深く再充填することにより、何度でも燃料貯蔵槽として利用可能である。

[0057] 図 7 (a)— (c)は、本第 2発明の燃料電池 Eの基本的な実施形態 (第 1実施形態)を示す概略図面であり、図 8は第 1実施形態の変形例を示す概略図面である。

この燃料電池 Eは、図 7 (a)— (c)に示すように、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 1 0と、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体 21の外表部に電解質層 23を構築し、該電解質層 23の外表部に空気電極層 24を構築することで形成される単位セル (燃料電池セル) 20、 20と上記燃料貯蔵槽 10に接続される浸透構造を有する燃料供給体 30 と、該燃料供給体 30の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽 40とを備え、上記各単位セル 20、 20は直列に連結されて燃料供給体 30により燃料が順次供給される構造となっている。

[0058] 本実施形態では、図 7 (a)に示すように、液体燃料が直接貯蔵され、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10の下部に燃料供給体 30を設け、この燃料供給体 30を取り囲む格好で配されたコレクタ一体 11を備え、燃料供給体 30を通して燃料が供給されるものが挙げられる。

[0059] また、図 8 (図 7の変形例）に示すように、燃料貯蔵槽 10の下部に中継芯 10aを設け、この中継芯 10aを取り囲む格好で配されたコレクタ一体 11を備え、中継芯 10a及び該中継芯 10aに接続される燃料供給体 30を通して燃料を供給するものとしてもよいものである。

中継芯 10aは、中綿や多孔体、または繊維束体など力もなり、浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、フェルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等力構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系榭脂、アクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリビニル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ二レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せからなる繊維束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル 20への供給量に応じて適宜設定されるものである。

[0060] コレクタ一体 11は、直液筆記具などにおいて用いられる部材と同様の構成であり、気圧、温度変化等により燃料貯蔵槽 10内に直接収容される液体燃料が燃料供給体 30に過剰に流出するのを防ぐものであり、膨張等により過剰となった液体燃料はコレクタ一体 11のコレクタ一部 l la、 11a…間などに保持され、気圧、温度変化が元に戻れば燃料貯蔵槽 10内に戻る構造となっている。

このコレクタ一体 11の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂などが挙げられる。特に好ましくは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂であり、通常の射出成形や複雑な形状を形成可能な光造形技術によつて製造することができる。また、前記の合成樹脂などのフィルムをプレスカ卩ェするなどして得られる枚葉体を積層させることで、前記コレクタ一部 11aの代わりとし、枚葉体のコレクタ一体を構成させることもできる。

これらのコレクタ一体 11の表面エネルギーは、液体燃料の表面自由エネルギーよりも高く設定されることが重要であり、これにより液体燃料に対するコレクタ一体の濡れ性が向上し、液体燃料の保持力が向上する。コレクタ一体の表面自由エネルギーの調整には、通常、プラズマ処理、オゾン処理、表面改質剤による処理などを利用することができる。

[0061] また、上記燃料貯蔵槽 10の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性及び光線透過性を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂、ガラスなどが挙げられ、上記第 1発明と同様のものが用いられるので、その説明を省略する。

また、単位セルとなる各燃料電池セル 20は、上記第 1発明と同様のものが用いられるので、その説明を省略する。

[0062] 前記燃料供給体 30は、液体燃料が収容される燃料貯蔵槽 10内に挿入され、該液体燃料を各単位セル 20に供給できる浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えばフェルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタ一ル系榭脂、アクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリビュル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ-レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せ力もなる繊維束体力なるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル 20への供給量に応じて適宜設定されるものである。 [0063] 使用済み燃料貯蔵槽 40は、燃料供給体 30の終端に配置されるものである。この貯蔵槽 40内に使用済み燃料を吸蔵する多孔体や繊維束体などの吸蔵体が収容され、燃料供給体 30の終端と接続されている。なお、図 8に示すように、燃料供給体 30の終端に上記中継芯 10aと同質の中継芯 40aを介して貯蔵槽 40内に収容される使用済み燃料を吸蔵する多孔体や繊維束体などの吸蔵体に接続してもよいものである。燃料供給体 30により供給される液体燃料は、燃料電池セル 20で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆どなぐ従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰時に至った際には、反応に使用されな V、液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となって、る。なお、 50は、燃料貯蔵槽 10と使用済み燃料貯蔵槽 40を連結すると共に、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 20の個々に燃料供給体 30を介して直接液体燃料を確実に供給するメッシュ構造など力なる部材である。

[0064] このように構成される本実施形態の燃料電池 Eは、燃料供給体 30の浸透構造により燃料貯蔵槽 10内の液体燃料を毛管力により燃料電池セル 20、 20内に導入するものである。

本実施形態では、少なくとも燃料貯蔵槽 10 (中継芯 10a)、燃料電極体 21及び Z 又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30、使用済み燃料貯蔵槽 40 (中継芯 40a) の毛管力を、少なくとも燃料貯蔵槽 10 (中継芯 10a)く燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30と設定することにより、燃料電池 Aがどのような状態 (角度）、逆さ等に放置されても、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 20の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなぐ安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなる。より好ましくは、燃料貯蔵槽 10 (中継芯 10a)く燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30く使用済み燃料貯蔵槽 40 ( 中継芯 40a)と設定することにより、燃料貯蔵槽 10、各単位セル 20、 20から使用済み燃料貯蔵槽までの夫々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなぐ安定的かつ継続的に燃料の流れを作ることができるものとなる。

また、この実施形態の燃料電池 Eでは、ポンプゃブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなぐ液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することが出来る構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。

[0065] 各単位セル 20、 20への燃料供給には、燃料貯蔵槽 10の端部より直接接続される浸透構造を有する燃料供給体 30が連結されることにより、複数セルカゝらなる燃料電池の小型化が達成することができるものとなる。

更に、本実施形態では、燃料電池セル 20を二つ使用した形態を示したが、燃料電池の使用用途により燃料電池セル 20の連結（直列又は並列）する数を増加させて所要の起電力等とすることができる。

従って、本実施形態の燃料電池 Eではカートリッジィ匕が可能となり、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯用電子機器の電源として用いられることができる小型の直接メタノール型燃料電池が提供されることとなる。

[0066] 図 9は、本第 2発明の第 2実施形態の燃料電池 Fを示すものである。以下の実施形態において、前記第 1実施形態の燃料電池 Eと同様の構成及び効果を発揮するものについては、図 7及び図 8と同一符号を付してその説明を省略する。

この燃料電池 Fは、図 9に示すように、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽が交換可能なカートリッジ構造体となっている点でのみ、上記第 1実施形態と相違するものであるこのカートリッジ型の液体燃料貯蔵槽 60は、図 9に示すように、支持体 70内に収納される構造であり、先端部に中継芯 10aを有するコレクタ一体 11を保持する先軸 61 、保持体 62と後端部に固着された尾栓部 63とを備えた筒状の本体部 64から構成され、この本体部 64内部には液体燃料 Fが収容されると共に、中継芯 10aが挿入されている。また、このカートリッジ型の液体燃料貯蔵槽 60の中継芯 10aは、支持体 70内に収納される燃料供給体 30の先端部 30aに接続されている。なお、図示しないが、燃料供給体 30の先端 (図 9の矢印方向）には、上記第 1実施形態と同様に燃料電池セル 20、 20…に接続される構造となっている。

[0067] このように構成される第 2実施形態の燃料電池 Fでは、燃料貯蔵槽がカートリッジ式の燃料貯蔵槽 60となって、るので、燃料電池本体を固定したまま燃料の補充 ·交換が簡単にできるものであり、燃料貯蔵槽 60の中継芯 10aを燃料供給体 30と接触させること〖こよって、液体燃料を流出させ、燃料電池として動作できるので、使用開始時の調整、使用休止（中断)も簡単に行うことができると共に、液体燃料を安定的に、かつ、継続的に供給することができる。

また、本実施形態の燃料貯蔵槽 60は、カートリッジ式のため、使用済み燃料貯蔵槽として再利用することができる。前記燃料貯蔵槽 60に設けられている中継芯 10aを、使用済み燃料貯蔵体 40に設けられている中継芯 40aと毛管力が同等の物に取り替え、本出願の燃料貯蔵層を燃料供給体 30の終端に取り付けることによって、使用済み燃料貯蔵層として再利用することもできる。

[0068] 図 10は、本第 2発明の第 3実施形態の燃料電池 Gを示すものである。

本実施形態の燃料電池 Gは、コレクタ一体が平板状に広がる枚葉体を積み力さねて構成されるコレクタ一体 15からなる点、カートリッジ型の液体燃料貯蔵槽の構造が若干相違する点で、上記第 2実施形態の燃料電池 Fと異なるものであり、上記第 2実施形態の燃料電池 Bと同様の作用効果を発揮するものである。

このコレクタ一体 15は、上記実施形態のコレクタ一体 11と同様に機能するものであり、各枚葉体 16、 16· · ·の表面に適宜の間隔をもたせた位置に複数の凸部を形成し、該凸部が積み重なった、隣り合う枚葉体 16同士を所望の間隔でほぼ平行に位置させることにより溢流する液体燃料を保留する間隙部を形成し、かつ、間隙部を構成する全ての枚葉体が液体燃料が通過する中継芯 10aが装着される導通路に接しているものである。

[0069] このカートリッジ型の液体燃料貯蔵槽 80は、図 10に示すように、支持体 70内に収納される構造であり、先端部に中継芯 10aを保持する先軸 81と、後端部に固着された尾栓部 82と、液体燃料を収容するタンク部 83とを備えた筒状の本体部 84から構成されている。また、このカートリッジ型の液体燃料貯蔵槽 80の中継芯 10aは、支持体 70内に収納される燃料供給体 30に接続されている。なお、図示しないが、燃料供給体 30の先端（図 10の矢印方向）には、上記第 1実施形態と同様に燃料電池セル 2 0、 20…に接続される構造となっている。

[0070] このように構成される本第 2発明の第 3実施形態の燃料電池 Gでは、コレクタ一体が平板状に広がる枚葉体を積みかさねて構成される前記実施形態 Eと同様に機能するコレクタ一体 15を備えたカートリッジ式の燃料貯蔵槽 80となっているので、燃料電池本体を固定したまま燃料の補充 '交換が簡単にできるものであり、燃料貯蔵槽 80の中継芯 10aを燃料供給体 30と接触させることによって、液体燃料を流出させ、燃料電池として動作できるので、使用開始時の調整、使用休止（中断)も簡単に行うことができると共に、液体燃料を安定的に、かつ、継続的に供給することができる。また、本実施形態の燃料貯蔵槽 80も、上記第 2実施形態と同様に、使用済み燃料貯蔵層として再利用することもできる。

[0071] 本第 2発明の燃料電池は、上記各実施形態に限定されるものではなぐ本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。

更に、各実施形態の燃料電池の構造の一部を相互に変更して使用することもできる。例えば、上記第 1実施形態の液体燃料貯蔵槽 10の代わりに、上記第 2実施形態の液体燃料貯蔵槽を交換可能なカートリッジ構造体 60又は上記第 3実施形態の力ートリッジ構造体 80を取り付けた構造としてもよいものである。

[0072] 更にまた、これらの実施形態のカートリッジ構造体を、燃料貯蔵槽ゃ使用済み燃料貯蔵槽として使用した後で、液体燃料を適当な充填方法により注意深く再充填することにより、何度でも燃料貯蔵槽として利用可能である。

[0073] 図 11 (a)及び (b)は、本第 3発明の燃料電池 Hの基本的実施形態 (第 1実施形態）を示す概略図面である。なお、上記第 1発明の燃料電池と同様の構成は、同一の図示符号で示し、その説明を省略する。

この燃料電池 Hは、図 11 (a)及び (b)に示すように、液体燃料 fを収容する燃料貯蔵槽 10と、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体 21の外表部に電解質層 23を構築し、該電解質層 23の外表部に空気電極層 24を構築することで形成される単位セル ( 燃料電池セル) 20、 20と上記燃料貯蔵槽 10に接続される浸透構造を有する燃料供給体 30と、該燃料供給体 30の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽 40とを備え、上記各単位セル 20、 20は直列に連結されて燃料供給体 30により燃料が順次供給される構造となっている。

上記燃料貯蔵槽 10に収容される液体燃料 fは、上記第 1発明と同様のものが用いられるので、その説明を省略する。

[0074] 本実施形態では、図 11 (a)に示すように、液体燃料が直接貯蔵され、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10の下部にバルブ部材 12を介して更に第 2燃料貯蔵槽 15を有し、第 2燃料貯蔵槽 15内には液体燃料を吸蔵する多孔体又は繊維束体が内蔵されており、燃料供給体 30は上記第 2燃料貯蔵槽 15内に内蔵される多孔体又は繊維束体力ゝらなる吸蔵体 15aに接続されて、燃料が供給されるものが挙げられる。

この吸蔵体 15aとしては、浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、フェルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系榭脂、アクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリォレフィン系榭脂、ポリビニル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ-レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せ力もなる繊維束体力もなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は必要に応じて適宜設定されるものである。

[0075] ノレブ部材 12は、直液筆記具などにおいて用いられる部材と同様の構成であり、気圧、温度変化等により燃料貯蔵槽 10内に直接収容される液体燃料が燃料供給体 30に過剰に流出するのを防ぐものであり、過剰となった液体燃料はバルブ体 12などによって構成される第 2燃料貯蔵槽 15および第 2燃料貯蔵槽 15内に内蔵される多孔体又は繊維束体に保持され、過剰な燃料の流出を一時的に防止する構造となつている。

このバルブ体の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂などが挙げられる。特に好ましくはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成榭脂であり、通常の射出成形などによって製造することができる。

[0076] また、上記燃料貯蔵槽 10の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性及び光線透過性を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂、ガラスなどが挙げられ、上記第 1発明と同様のものが用いられるので、その説明を省略する。

[0077] 前記燃料供給体 30は、第 2燃料貯蔵槽 15内に収容される液体燃料を吸蔵する吸蔵体 15aに接続され、該液体燃料を各単位セル 20に供給できる浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、フェルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等カゝら構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系榭脂、アクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリビニル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ二レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せからなる繊維束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル 20への供給量に応じて適宜設定されるものである。

[0078] 使用済み燃料貯蔵槽 40は、燃料供給体 30の終端に配置されるものである。この貯蔵槽 40内に使用済み燃料を吸蔵する多孔体や繊維束体などの吸蔵体 41が設けられ、燃料供給体 30の終端と接続されている。

燃料供給体 30により供給される液体燃料は、燃料電池セル 20で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆どなぐ従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰時に至った際には、反応に使用されな V、液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となって、る。なお、 50は、燃料貯蔵槽 10と使用済み燃料貯蔵槽 40を連結すると共に、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 20の個々に燃料供給体 30を介して直接液体燃料を確実に供給するメッシュ構造など力なる部材である。

[0079] このように構成される本実施形態の燃料電池 Hは、燃料貯蔵槽 10を押圧操作 (ノック操作)することにより、バルブ部材 12が開閉するものであり、燃料貯蔵槽 10を押圧（ノック)するとバルブ部材 12が開口し液体燃料が一時貯蔵用の第 2燃料貯蔵槽 15に流入することとなり、該バルブ体 12を通して第 2燃料貯蔵槽 15内の多孔体又は繊維束体力もなる吸蔵体 15aへ液体燃料が浸透し、燃料供給体 30の浸透構造により、液体燃料を燃料電池セル 20、 20内に導入するものである。

これにより液体燃料は燃料電極体 21により各単位セル 20に供給されて、燃料貯蔵槽の押圧 (ノック)後に液体燃料を安定的に供給することができる。

[0080] また、本実施形態の燃料電池 Hでは燃料貯蔵槽 10を押圧操作 (ノック操作)することにより流出バルブ 12が開閉して燃料電池として動作できるので、使用開始時期の調整、使用休止（中断)も簡単に行うことができると共に、液体燃料を安定的にかつ継続的に供給することができる。

本実施形態では、少なくとも燃料貯蔵槽 10 (第 2燃料貯蔵槽 15内の多孔体又は繊維束体 15a)、燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30、使用済み燃料貯蔵槽 40 (吸蔵体 41)の毛管力を、少なくとも燃料貯蔵槽 10 (第 2燃料貯蔵槽 15内の多孔体又は繊維束体 15a) <燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30と設定することにより、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 2 0、 20の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなぐ安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなる。より好ましくは、燃料貯蔵槽 10 (第 2燃料貯蔵槽 15内の多孔体又は繊維束体 15a) <燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21 に接する燃料供給体 30く使用済み燃料貯蔵槽 40 (吸蔵体 41)と設定することにより、燃料貯蔵槽 10、各単位セル 20、 20から使用済み燃料貯蔵槽までの夫々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなぐ安定的かつ継続的に燃料の流れを作ることがでさるちのとなる。

[0081] また、この実施形態の燃料電池 Hでは、各単位セル 20が平板状 (層状)の構造であるため、多数の単位セルを燃料供給に対して直列に連結できるので、高井起電力を有する燃料電池となる。また、ポンプゃブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなぐ液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することができる構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。

このように本実施形態の燃料電池 Hでは，燃料電池全体のカートリッジ化が可能となり、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯用電子機器の電源として用いられることができる小型の燃料電池が提供されることとなる。

[0082] 図 12 (a)— (d)は、本第 3発明の第 2実施形態を示す燃料電池 Iを示すものである。

この燃料電池 Iは、図 12 (a)及び (b)に示すように、燃料貯蔵槽 10内の液体燃料が直接収容されてヽる点、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10が交換可能なカートリツジ構造体となって、る点、燃料貯蔵槽 10の下部に流出バルブ 13を介して液体燃料流入槽 14を有する燃料供給機構となっている点、液体燃料流入槽 14の下部にバルブ部材 12を介して更に第 2燃料貯蔵層 15を有する点、各単位セル 20の燃料電極体 21自体が多孔体であり、燃料供給体 30の機能を兼用する点、各単位セル 20が燃料供給に対して並列に連結されている点でのみ、上記第 1実施形態と相違するものである。

[0083] この単位セル 20は、図 12 (b)に示すような構造であり、円筒の中心にある燃料電極体 21が、燃料供給体 30と同等な毛管力を有する多孔体等にて構成されており、第二燃料貯蔵槽 15から使用済み燃料貯蔵槽 40への燃料の流れを可能にするものである。また、この構造は、図 12 (c)及び (d)に示すように、燃料電極体 21が突出した形状でも構わな、ものである。

[0084] このように構成される第 2実施形態の燃料電池 Iでは、燃料貯蔵槽 10を押圧操作 ( ノック操作)することにより流出バルブ部材 13、バルブ部材 12が開閉するものであり、燃料貯蔵槽 10を押圧 (ノック)すると流出バルブ 13が開口して液体燃料流入槽 14に流入し、更に同時開口するバルブ部材 12により液体燃料が一時貯蔵用の第 2燃料貯蔵層 15に流入する。これにより液体燃料は燃料電極体 21により各単位セル 20に供給されて、上記第 1実施形態と同様の作用効果を発揮することとなる。

また、本第 2実施形態の燃料電池 Eでは、燃料貯蔵槽 10がカートリッジ式となっているので、燃料の補充 ·交換が簡単にできるものであり、燃料貯蔵槽を押圧操作 (ノック操作)することにより流出バルブ 13、バルブ部材 12が開閉して燃料電池として動作できるので、使用開始時期の調整、使用休止（中断)も簡単に行うことができると共に、液体燃料を安定的にかつ継続的に供給することができる。

[0085] 更に、本第 2実施形態の燃料電池 Iでは、各単位セル 20が多孔体構造であることから燃料供給体 30が必要な、ため、各単位セルの性能 ·効率の向上及び小型化などを更に実現可能にする燃料電池となる。

また、本実施形態では、燃料電池セル 20を 3つ使用した形態を示したが、燃料電池の使用用途により燃料電池セル 20の連結（直列又は並列）する数を増加させて所要の起電力等とすることができる。

[0086] このように本実施形態の燃料電池 Iでは、燃料電池全体のカートリッジ化、燃料貯蔵槽 10のカートリッジィ匕が可能となり、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯用電子機器の電源として用いられることができる小型の燃料電池が提供されることとなる。

[0087] 図 13は、本第 3発明の第 3実施形態の燃料電を示すものであり、図 14は本第 3 発明の第 4実施形態の燃料電池 Kを示すものである。以下の実施形態において、前記第 1実施形態と同様の構成及び効果を発揮するものについては、図 5と同一符号を付してその説明を省略する。

この燃料電池 F又は Gは、図 13及び図 14に示すように、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽が交換可能なバルブ体を備えたカートリッジ構造体 60となっている点でのみ、上記第 1実施形態の燃料電池 Dと相違するものである。また、燃料電池 Fと Gの相違は、後述するように、カートリッジ構造体 60からの液体燃料が燃料供給体に浸透流出する力、または、中継芯を介して燃料供給体に浸透流出するかの違いである。

[0088] 第 3実施形態のカートリッジ型の液体燃料貯蔵槽 60は、図 13に示すように、支持体 70内に収納される構造であり、先端部に燃料供給体 30と一体となる中継部材 31 を保持する先軸 61を取り付けると共に、後端部が閉塞された筒状の本体部 62から構成され、この本体部 64内部にはバルブ体 65が取り付けられている。第 4実施形態では、図 14に示すように、燃料供給体 30と一体ではなぐ上述の多孔体や繊維束体などの吸蔵体 15aと同材質の中継芯 32として先軸 62に保持されるものである。

[0089] このバルブ体 65は、燃料貯蔵槽 60を押圧 (ノック）すると流出バルブが開口して中継芯 31に浸透するものであり、押圧をやめると流出バルブが閉じる構造となるものである。なお、図示しないが、燃料供給体 30の先端（図 13及び図 14の矢印方向）には、上記第 1又は第 2実施形態と同様に燃料電池セル 20、 20· ··に接続される構造となつている。 [0090] このように構成される第 3実施形態の燃料電では、燃料貯蔵槽 60がカートリッジ式となって!/、るので、燃料電池本体を固定したまま燃料の補充 ·交換が簡単にできるものであり、押圧 (ノック)操作により保持部 62が中継部材 31に沿って下側へ動、てバルブ体 65が開口し、燃料貯蔵槽 60内の液体燃料 fを中継部材 31を介して燃料供給体 30に浸透させ、燃料電池として動作できるので、使用開始時の調整、使用休止 (中断)も簡単に行うことができると共に、液体燃料を安定的にかつ継続的に供給することがでさる。

また、第 4実施形態の燃料電池 Kでは、燃料貯蔵槽 60がカートリッジ式となっているので、燃料電池本体を固定したまま燃料の補充 ·交換が簡単にできるものであり、押圧 (ノック)操作により燃料供給体 30の押圧部 33に接触してバルブ体 65が開口し、燃料貯蔵槽 60内の液体燃料 Fを中継芯 32を介して燃料供給体 30に浸透させ、燃料電池として動作できるので、使用開始時の調整、使用休止（中断)も簡単に行うことができると共に、液体燃料を安定的にかつ継続的に供給することができる。

また、第 2—第 4の実施形態のカートリッジ構造体を液体燃料貯蔵槽として使用した後で、適当な充填方法により液体燃料を注意深く再充填することで液体燃料貯蔵槽として再利用することが可能である。

更にまた、第 1実施形態の燃料電池を使用し終えた後、液体燃料貯蔵槽 10に、適当な充填方法により液体燃料を再充填して燃料電池として再利用することが可能である。

[0091] 本第 3発明の燃料電池は、上記各実施形態に限定されるものではなぐ本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。

各実施形態の燃料電池の構造の一部を相互に変更して使用することもできる。例えば、上記第 1実施形態の液体燃料貯蔵槽 10及びバルブ体 12の代わりに、上記第 4実施形態のカートリッジ型のバルブ体 65及び中継芯 32を備えた液体燃料貯蔵槽 6 0を取り付けた構造としてもよ、ものである。

また、液体燃料の消費が激しい場合には、例えば、第 4実施形態の燃料電池 Gの中継芯 32を、金属製、あるいは、榭脂製などの、パイプ、あるいは、押し棒などの、液体燃料に対する保持力が無いものに取り替えることによって、一度に大量の液体燃料を燃料供給体 30に供給することも可能である。

[0092] 図 15 (a)— (c)は、本第 4発明の燃料電池 Lの基本的実施形態 (第 1実施形態)を示す概略図面である。

この燃料電池 Lは、図 15 (a)— (c)に示すように、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10と、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体 21の外表部に電解質層 23を構築し、該電解質層 23の外表部に空気電極層 24を構築することで形成される単位セル (燃料電池セル) 20、 20と上記燃料貯蔵槽 10に接続される浸透構造を有する燃料供給体 30と、該燃料供給体 30の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽 40とを備え、上記各単位セル 20、 20は直列に連結されて燃料供給体 30により燃料が順次供給される構造となっており、また、前記使用済み燃料貯蔵槽 40に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体力もなる中継芯 40aを配し、該中継芯 40aを介して使用済み燃料を前記使用済み燃料貯蔵槽 40に排出し、該中継芯 40aを介した排出孔 40b以外は密閉される構造となっている。

[0093] 上記燃料貯蔵槽 10に収容される液体燃料としては、上記第 1発明と同様のものが用いられるので、その説明を省略する。

本実施形態では、液体燃料は、燃料貯蔵槽 10内に収容される中綿や多孔体、または繊維束体などの吸蔵体 10aに吸蔵されている。なお、この吸蔵体 10aは液体燃料を吸蔵できるものであれば特に限定されず、後述する燃料供給体 30と同様の構成のものなどを用いることができる。

[0094] また、上記燃料貯蔵槽 10の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂、ガラスなどが挙げられ、上記第 1発明と同様のものが用いられるので、その説明を省略する。

[0095] 前記燃料供給体 30は、燃料貯蔵槽 10内に収容される液体燃料を吸蔵する吸蔵体 10aに接続され、該液体燃料を各単位セル 20に供給できる浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えばフェルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系榭脂、アクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリビュル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ二レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せからなる繊維束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル 20への供給量に応じて適宜設定されるものである。

[0096] 使用済み燃料貯蔵槽 40は、燃料供給体 30の終端に中継芯 40aを介して配置されるものである。この使用済み燃料貯蔵槽 40には、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる中継芯 40aを配し、該中継芯 40aを介して使用済み燃料を前記使用済み燃料貯蔵槽 40に排出し、該中継芯 40aを介した排出孔 40b以外は密閉される構造となっている。また、使用済み燃料貯蔵槽 40内には、中継芯 40aの下端部と接して使用済み燃料を吸蔵する多孔体や繊維束体などの吸蔵体 41が内蔵されて！ヽる。

[0097] 燃料供給体 30により供給される液体燃料は、燃料電池セル 20で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆どなぐ従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰時に至った際には、反応に使用されな V、液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となって、る。なお、 50は、燃料貯蔵槽 10と使用済み燃料貯蔵槽 40を連結するとともに、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 20の個々に燃料供給体 30を介して直接液体燃料を確実に供給するメッシュ構造など力なる部材である。

[0098] このように構成される本実施形態の燃料電池 Lは、燃料供給体 30の浸透構造により燃料貯蔵槽 10内の吸蔵体 10aに吸蔵されている液体燃料を毛管力により燃料電池セル 20、 20内に導入するものである。

本実施形態では、前記使用済み燃料貯蔵槽 40には、中継芯 40aを介した排出孔 40b以外は密閉される構造となっており、燃料供給体 30の終端に中継芯 40aを介して使用済み燃料を吸蔵体 41に直接吸蔵させる構成となっており、少なくとも、燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 10a)、燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30、中継芯 40a,使用済み燃料貯蔵槽 40 (吸蔵体 41)の毛管力を、燃料貯蔵槽 1 0 (吸蔵体 10a)く燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30 く中継芯 40aく使用済み燃料貯蔵槽 40 (吸蔵体 41)と設定することにより、燃料電池 Aがどのような状態 (角度)、逆さ等に放置されても、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 20の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなぐ安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなり、かつ、反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる。

[0099] また、これらの実施形態では、使用済み燃料貯蔵槽 40又は使用済み燃料貯蔵槽 4 0内の吸蔵体 41又は吸蔵体 41を内蔵する使用済み燃料貯蔵槽 40を交換可能としてよいものである。使用済み燃料の排出には、使用済み燃料貯蔵槽 40又は使用済み燃料貯蔵槽 40内の吸蔵体 41をそのまま廃棄しても良い。また、吸蔵体 41や中継芯 40aに吸蔵された使用済み燃料を搾り出し、遠心による排出、蒸発などにより使用済み燃料を排出しても良ぐこの場合、使用済み燃料貯蔵槽は再利用することも可能である。

更に何らかの理由で、使用済み燃料の成分として再利用可能な濃度の燃料が残つている場合には前記した方法で排出した使用済み燃料を、再度、燃料貯蔵槽 10〖こ再充填することも可能である。

また、この実施形態の燃料電池 Lでは、ポンプゃブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなぐ液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することが出来る構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。

更にまた、各単位セル 20、 20への燃料供給には、燃料貯蔵槽 10の端部より直接接続される浸透構造を有する燃料供給体 30が連結されることにより、複数セル力ゝらなる燃料電池の小型化が達成することができるものとなる。

[0100] 図 16は、本第 4発明の第 2実施形態を示す燃料電池 Mを示すものである。なお、上記第 1実施形態の燃料電池 Lと同様の構成は同一符号を付けてその説明を省略する（第 3実施形態以降にぉ、ても同様)。

この実施形態の燃料電池 Mは、液体燃料が燃料貯蔵槽 10内に収容される中綿や多孔体、または繊維束体などの吸蔵体 10a、中継芯 10bを介して燃料供給体 30に供給する点で、上記第 1実施形態の燃料電池 Lと相違するものである。

本実施形態では、少なくとも、燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 10a)、中継芯 10bく燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30、中継芯 40a、使用済み燃料貯蔵槽 40 (吸蔵体 41)の毛管力を、燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 10a) <中継芯 10b く燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30く中継芯 40a く使用済み燃料貯蔵槽 40 (吸蔵体 41)と設定することにより、燃料電池 Aよりも、更に燃料電池 Bがどのような状態 (角度)、逆さ等に放置されても、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 20の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなぐ安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなり、かつ、反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる。

[0101] 図 17 (a)は、本第 4発明の第 3実施形態を示す燃料電池 Nを示すものである。

この実施形態の燃料電池 Nは、図 17 (a)に示すように、液体燃料が直接貯蔵され、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10の下部にコレクタ一体 11を備えて燃料が供給される点で、上記第 1実施形態の燃料電池 Lと相違するものである。

この実施形態では、コレクタ一体 11は、直液筆記具などにおいて用いられる部材と同様の構成であり、気圧、温度変化等により燃料貯蔵槽 10内に直接収容される液体燃料が燃料供給体 30に過剰に流出するのを防ぐものであり、膨張等により過剰となつた液体燃料はコレクタ一体 11のコレクタ一部 l la、 11a…間などに保持され、気圧、温度変化が元に戻れば燃料貯蔵槽 10内に戻る構造となっており、上記第 1実施形態と同様に機能するものである。

[0102] 図 17 (b)及び (c)は、本第 4発明の第 4実施形態を示す燃料電池 Oを示すものである。

この実施形態の燃料電池 Oは、図 17 (b)及び (c)に示すように、液体燃料が直接貯蔵され、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10の下部にバルブ部材 12を介して更に第 2燃料貯蔵槽 15を有し、該第 2燃料貯蔵槽 15内には液体燃料を吸蔵する多孔体又は繊維束体が内蔵されており、燃料供給体 30が上記第 2燃料貯蔵槽 15内に内蔵される多孔体又は繊維束体が接続されている点、並びに、単位セル 20が平板状のものを使用してヽる点で、上記第 1実施形態の燃料電池 Lと相違するものである。

この実施形態では、燃料貯蔵槽 10を押圧操作 (ノック操作)することによりバルブ部材 12が開閉し、液体燃料が一時貯蔵用の第 2燃料貯蔵槽 15に流入する。これ〖こより液体燃料は燃料供給体 30により各単位セル 20に供給されて、前記第 1実施形態と同様の作用効果を発揮する。更に、この実施形態では燃料貯蔵槽 10をノック操作することにより燃料が供給され、燃料電池として動作できるので、液体燃料の供給量の調節、使用開始時期の調整、使用休止が簡単に行うことができる。

[0103] 図 18は、本第 4発明の第 5実施形態を示す燃料電池 Pを示すものである。

この実施形態の燃料電池 Pは、図 18に示すように、液体燃料が直接貯蔵され、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10が交換可能なカートリッジ構造体となっており燃料貯蔵槽 10の下部に流出バルブ 13を介して液体燃料流入槽 14を有する燃料供給体となっており、液体燃料流入槽 14の下部にバルブ部材 12を介して更に第 2燃料貯蔵槽 15を有し、該第 2燃料貯蔵槽 15内には液体燃料を吸蔵する多孔体又は繊維束体が内蔵されており、燃料供給体 30が上記第 2燃料貯蔵槽 15内に内蔵される多孔体又は繊維束体が接続されている点、並びに、単位セル 20を並列接続している点で、上記第 1実施形態の燃料電池 Lと相違するものである。

この実施形態では、燃料貯蔵槽 10を押圧操作 (ノック操作)することにより流出ノレブ部材 13、バルブ部材 12が開閉し、液体燃料が一時貯蔵用の第 2燃料貯蔵槽 15 に流入する。これにより液体燃料は燃料供給体 30により各単位セル 20に供給されて、前記第 1実施形態と同様の作用効果を発揮する。更に、この実施形態では燃料貯蔵槽 10がカートリッジ式となっているので、燃料の補充'交換が簡単にでき、燃料貯蔵槽 10をノック操作することにより燃料が供給され、燃料電池として動作できるので、使用開始時期の調整、使用休止が簡単に行うことができる。

[0104] 図 19は、本第 4発明の第 6実施形態の燃料電池 Qを示すものである。

この実施形態の燃料電池 Qは、図 17 (a)に示すように、使用済み燃料貯蔵槽 40〖こ、開閉可能な蓋体 42を設けた点で、上記第 2実施形態の燃料電池 Mと異なるものである。

開閉可能な蓋体 42の構造としては、例えば、スクリューキャップ構造、ヒンジ構造、通常の筆記具などに用いられている嵌合キャップ構造など、使用済み液体燃料を安易に漏出させな、構造であれば適宜用いることができる。

この実施形態では、上記第 1実施形態の燃料電池等と同様に機能すると共に、使用済み燃料貯蔵槽 40内の吸蔵体 41が交換可能となり、使用済み燃料の廃棄が簡単に行うができる。

また、使用済み燃料貯蔵槽 40を、取り外し自在としてもよぐ図 19 (b)に示すように、大型の使用済み燃料貯蔵槽 40を取り付け、てもよ、ものである。

使用済み燃料貯蔵槽 40を取り外し自在とする構成としては、例えば、スクリューキヤップ構造、嵌合構造、および、ボルトなどによる固定など脱着が簡単にできる構成が挙げられる。

[0105] 図 20は、本第 4発明の第 7実施形態の燃料電池 Rを示すものである。

この実施形態の燃料電池 Rは、図 20に示すように、燃料供給体 30と接触する中継芯 40bの周囲にコレクタ一体 45を設けている点でのみ、上記第 1実施形態の燃料電池と相違するものである。

コレクタ一体 45は、直液筆記具などにおいて用いられる部材と同様の構成であり、気圧、温度変化等により使用済み燃料貯蔵槽 40内に直接収容される使用済み液体燃料が燃料供給体 30に逆流することを防ぐものであり、膨張等により逆流しそうな使用済み液体燃料はコレクタ一体 45のコレクタ一部 45a、 45a…間などに保持され、気圧、温度変化が元に戻れば燃料貯蔵槽 40内に戻る構造となっている。

[0106] このコレクタ一体 45の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂などが挙げられる。特に好ましくはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂であり、通常の射出成形や複雑な形状を形成可能な光造形技術によつて製造できる。また、前記の合成樹脂などのフィルムをプレス加工するなどして得られる枚葉体を積層させることで、前記コレクタ一部 45aの代わりとし、コレクタ一体を構成させることちでさる。

[0107] これらのコレクタ一体 45の表面エネルギーは、使用済み燃料の表面自由エネルギ一よりも高く設定されることが重要であり、これにより使用済み燃料に対するコレクター体 45の濡れ性が向上し、使用済み燃料の保持力が向上する。コレクタ一体 45の表面自由エネルギーの調整には通常、プラズマ処理、オゾン処理、表面改質剤による処理などが利用される。

[0108] この実施形態では、前記第 1実施形態と同様に機能するものであり、中継芯 40aの毛管力を、燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30く中継芯 40aとすることで、使用済み燃料貯蔵槽 40から各単位セル 20、 20の個々に使用済み燃料が逆流を起こすことなぐ反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる。

また、これらの実施形態では、使用済み燃料貯蔵槽 40を交換可能とする力、又は、使用済み燃料貯蔵槽 40に開閉可能な蓋体を設けてもよいものである。使用済み燃料の排出には、使用済み燃料貯蔵槽 40をそのまま廃棄しても良い。また、蓋体を開放し使用済み燃料を排出しても良ぐこの場合、使用済み燃料貯蔵槽は再利用することも可能である。

開閉可能な蓋体 42の構造として、前記第 6実施形態の燃料電池 Fの使用済み燃料貯蔵槽に用いることができる構造の他、第 4、第 5実施形態に燃料貯蔵槽からの液体燃料の流出機構として挙げたバルブ構造も用いることができる。

[0109] 本第 4発明の燃料電池は、上記各実施形態に限定されるものではなぐ本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。

例えば、第 3—第 5実施形態の燃料貯蔵槽と、第 6、第 7実施形態の使用済み燃料貯蔵槽をそれぞれ組み合わせた形態に、自由に変更可能である。

また、第 1一第 7実施形態の使用済み燃料貯蔵槽を複数連結し、使用済み燃料の貯蔵量を上げることも可能である。この場合、連結の仕方は直列でも並列でも適宜選択することが可能である。

[0110] 図 21 (a)一 (e)は、本第 5発明の燃料電池 Sの基本的実施形態 (第 1実施形態)を示す概略図面である。

この燃料電池 Sは、図 21 (a)— (e)に示すように、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10と、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体 21の外表部に電解質層 23を構築し、該電解質層 23の外表部に空気電極層 24を構築することで形成される単位セル (燃料電池セル) 20、 20と上記燃料貯蔵槽 10に接続される浸透構造を有する燃料供給体 30と、該燃料供給体 30の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽 40とを備え、上記各単位セル 20、 20は直列に連結されて燃料供給体 30により燃料が順次供給される構造となっており、また、前記使用済み燃料貯蔵槽 40に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体力もなる中継芯 40aを配し、該中継芯 40aを介して使用済み燃料を前記使用済み燃料貯蔵槽 40に排出する構成で、該使用済み燃料貯蔵槽 40が開放されて!/、る構造となって、る。

[0111] 上記燃料貯蔵槽 10に収容される液体燃料としては、上記第 1発明と同様のものが用いられるので、その説明を省略する。

[0112] また、上記燃料貯蔵槽 10の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂、ガラスなどが挙げられ、上記第 1発明と同様のものが用いられるので、その説明を省略する。

[0113] 前記燃料供給体 30は、燃料貯蔵槽 10内に収容される液体燃料を吸蔵する吸蔵体 10aに接続され、該液体燃料を各単位セル 20に供給できる浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えばフェルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系榭脂、アクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリビュル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ二レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せからなる繊維束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル 20への供給量に応じて適宜設定されるものである。

[0114] 使用済み燃料貯蔵槽 40は、燃料供給体 30の終端に中継芯 40aを介して配置されるものである。この使用済み燃料貯蔵槽 40には、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる中継芯 40aを配し、該中継芯 40aを介して使用済み燃料を前記使用済み燃料貯蔵槽 40に排出し、該中継芯 40aを介した挿入孔 40bと共に、図 21 (d) 及び (e)に示すように、吸蔵体 41を大きく露出させることができる開口部 40cを有する開放構造となっている。また、使用済み燃料貯蔵槽 40内には、中継芯 40aの下端部と接して使用済み燃料を吸蔵する多孔体や繊維束体などの吸蔵体 41が内蔵されている。なお、吸蔵体 41を脱落させないように、リブ体 40dを設けることもできる。

[0115] 燃料供給体 30により供給される液体燃料は、燃料電池セル 20で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆どなぐ従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰時に至った際には、反応に使用されな V、液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となって、る。なお、 50は、燃料貯蔵槽 10と使用済み燃料貯蔵槽 40を連結するとともに、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 20の個々に燃料供給体 30を介して直接液体燃料を確実に供給するメッシュ構造など力なる部材である。

[0116] このように構成される本実施形態の燃料電池 Sは、燃料供給体 30の浸透構造により燃料貯蔵槽 10内の吸蔵体 10aに吸蔵されている液体燃料を毛管力により燃料電池セル 20、 20内に導入するものである。

本実施形態では、前記使用済み燃料貯蔵槽 40には、中継芯 40aを介した挿入孔 40bと共に、開放部 40cを設けた形態となる開放構造で、燃料供給体 30の終端に中継芯 40aを介して使用済み燃料を吸蔵体 41に直接吸蔵させる構成となっており、少なくとも、燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 10a)、燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30、中継芯 40a,使用済み燃料貯蔵槽 40 (吸蔵体 41)の毛管力を、燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 10a)く燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30く中継芯 40aく使用済み燃料貯蔵槽 40 (吸蔵体 41)と設定することにより、燃料電池 Aがどのような状態 (角度)、逆さ等に放置されても、燃料貯蔵槽 1 0から各単位セル 20、 20の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなぐ安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなり、かつ、反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる。

[0117] 本実施形態では、使用済み燃料貯蔵槽 40は密閉されていないため、吸蔵体 40a 力大気中へ使用済み燃料の蒸発による放出が可能である。少量の燃料電池の使用であれば、使用済み燃料の量も少量であり、大気中へ使用済み燃料の蒸発による放出が容易である。

更に、多量の使用済み燃料が排出されてきた場合でも、吸蔵体 40aにより吸蔵することが可能な量までは保持することが可能であり、吸蔵された使用済み燃料を順次大気中に蒸発させて行くことで、放出が可能である。

[0118] また、これらの実施形態では、使用済み燃料貯蔵槽 40又は使用済み燃料貯蔵槽 4 0内の吸蔵体 41又は吸蔵体 41を内蔵する使用済み燃料貯蔵槽 40を交換可能としてよいものである。使用済み燃料の排出には、使用済み燃料貯蔵槽 40又は使用済み燃料貯蔵槽 40内の吸蔵体 41をそのまま廃棄しても良い。また、吸蔵体 41や中継芯 40aに吸蔵された使用済み燃料を搾り出し、遠心による排出、蒸発などにより使用済み燃料を排出しても良ぐこの場合、使用済み燃料貯蔵槽は再利用することも可能である。

更に、この実施形態の燃料電池 Sでは、ポンプゃブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなぐ液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することが出来る構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。

[0119] 図 22は、本第 5発明の第 2実施形態を示す燃料電池 Tを示すものである。なお、上記第 1実施形態の燃料電池 sと同様の構成は同一符号を付けてその説明を省略する（第 3実施形態以降にぉ、ても同様)。

この実施形態の燃料電池 Tは、液体燃料が燃料貯蔵槽 10内に収容される中綿や多孔体、または繊維束体などの吸蔵体 10a、中継芯 10bを介して燃料供給体 30に供給する点で、上記第 1実施形態の燃料電池 Aと相違するものである。

[0120] 図 23 (a)は、本第 5発明の第 3実施形態を示す燃料電池 Uを示すものである。

この実施形態の燃料電池 Uは、図 23 (a)に示すように、液体燃料が直接貯蔵され、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10の下部にコレクタ一体 11を備えて燃料が供給される点で、上記第 1実施形態の燃料電池 Sと相違するものである。

[0121] 図 23 (b)及び (c)は、本第 5発明の第 4実施形態を示す燃料電池 Vを示すものである。

この実施形態の燃料電池 Vは、図 23 (b)及び (c)に示すように、液体燃料が直接貯蔵され、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10の下部にバルブ部材 12を介して更に第 2燃料貯蔵槽 15を有し、該第 2燃料貯蔵槽 15内には液体燃料を吸蔵する多孔体又は繊維束体が内蔵されており、燃料供給体 30が上記第 2燃料貯蔵槽 15内に内蔵される多孔体又は繊維束体が接続されている点、並びに、単位セル 20が平板状のものを使用して、る点で、上記第 1実施形態の燃料電池 Sと相違するものである。

[0122] 図 24は、本第 5発明の第 5実施形態を示す燃料電池 Wを示すものである。

この実施形態の燃料電池 Wは、図 24に示すように、液体燃料が直接貯蔵され、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10が交換可能なカートリッジ構造体となっており燃料貯蔵槽 10の下部に流出バルブ 13を介して液体燃料流入槽 14を有する燃料供給体となっており、液体燃料流入槽 14の下部にバルブ部材 12を介して更に第 2燃料貯蔵槽 15を有し、該第 2燃料貯蔵槽 15内には液体燃料を吸蔵する多孔体又は繊維束体が内蔵されており、燃料供給体 30が上記第 2燃料貯蔵槽 15内に内蔵される多孔体又は繊維束体が接続されている点、並びに、単位セル 20を並列接続している点で、上記第 1実施形態の燃料電池 Sと相違するものである。

[0123] 図 25は、本第 5発明の第 6実施形態の燃料電池 Xを示すものである。

この実施形態の燃料電池 Fは、図 25 (a)に示すように、使用済み燃料貯蔵槽 40〖こ、開閉可能な蓋体 42を設けた点で、上記第 2実施形態の燃料電池 Tと異なるものである。

この実施形態では、上記第 1実施形態の燃料電池等と同様に機能すると共に、使用済み燃料貯蔵槽 40内の吸蔵体 41の交換可能となり、使用済み燃料の排気が簡単に行うができる。

また、使用済み燃料貯蔵槽 40を、取り外し自在としてもよぐ図 25 (b)に示すように、大型の使用済み燃料貯蔵槽 40を取り付け、てもよ、ものである。

[0124] 図 26は、本第 5発明の第 7実施形態の燃料電池 Yを示すものである。

この実施形態の燃料電池 Gは、図 26 (a)に示すように、燃料供給体 30と接触する中継芯 40bの周囲にコレクタ一体 45を開放された使用済み燃料貯蔵槽 40内に設けて、る点でのみ、上記第 1実施形態の燃料電池と相違するものである。

コレクタ一体 45は、直液筆記具などにおいて用いられる部材と同様の構成であり、気圧、温度変化等により使用済み燃料貯蔵槽 40内に直接収容される使用済み液体燃料が燃料供給体 30に逆流することを防ぐものであり、膨張等により逆流しそうな使用済み液体燃料はコレクタ一体 42のコレクタ一部 45a、 45a…間などに保持され、気圧、温度変化が元に戻れば燃料貯蔵槽 40内に戻る構造となっている。

[0125] このコレクタ一体 45の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂などが挙げられる。特に好ましくはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂であり、通常の射出成形や複雑な形状を形成可能な光造形技術によつて製造できる。また、前記の合成樹脂などのフィルムをプレス加工するなどして得られる枚葉体を積層させることで、前記コレクタ一部 45aの代わりとし、コレクタ一体を構成させることちでさる。

[0126] これらのコレクタ一体 45の表面エネルギーは、使用済み燃料の表面自由エネルギ一よりも高く設定されることが重要であり、これにより使用済み燃料に対するコレクター体 45の濡れ性が向上し、使用済み燃料の保持力が向上する。コレクタ一体 45の表面自由エネルギーの調整には通常、プラズマ処理、オゾン処理、表面改質剤による処理などが利用される。

[0127] この実施形態では、前記第 1実施形態と同様に機能するものであり、中継芯 40aの毛管力を、燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30く中継芯 40aとすることで、使用済み燃料貯蔵槽 40から各単位セル 20、 20の個々に使用済み燃料が逆流を起こすことなぐ反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる。

また、この実施形態では、使用済み燃料の排出には、排出されてくる使用済み燃料の量が少量であれば開放されたロカ蒸発してゆくことにより大気中への排出が可能である。

更に、排出されてくる使用済み燃料の量が多量である場合には、蓋体を開放し使用済み燃料を排出することも可能である。

[0128] 更にまた、使用済み燃料貯蔵槽 40を大型化すると共に、図 26 (b)に示すように、微小な開口部 40d, 40d…により更に開放してもよぐ更に、使用済み燃料貯蔵槽 40 に開閉可能な蓋体 42を設けてもよいものである。使用済み燃料の排出には、排出されてくる使用済み燃料の量が少量であれば開放されたロカ蒸発してゆくことにより大気中への排出が可能である。また、排出されてくる使用済み燃料の量が多量である場合には、蓋体を開放し使用済み燃料を排出することも可能である。

更に、前記使用済み燃料貯蔵槽 40の内部と微小な開口部 40d周辺の表面自由ェネルギーを使用済み燃料よりも低く設定することにより、使用済み燃料貯蔵槽 40に蓄積された使用済み燃料が液体のまま漏出することを防止することも可能である。前記使用済み燃料貯蔵槽 40の内部と開口部 40d周辺の表面自由エネルギーを使用済み燃料よりも低くすることにより使用済み燃料に対する濡れ性を低下させることにより、使用済み燃料を使用済み燃料貯蔵槽 40の開口部カゝら漏出させに《させるためである。

[0129] 図 27は、本第 5発明の第 8実施形態の燃料電池 Zを示すものである。

この実施形態は、前記の各実施形態における使用済み燃料貯蔵槽 40から大気中への放出される量を超える量の使用済み燃料の発生が予想される場合には吸蔵体 4 1の形状を、より使用済み燃料が蒸発し易い形状とした点でのみ、上記各実施形態の燃料電池 A— Gと相違するものである。

図 27 (a)—（c)に示すように、吸蔵体 41の形状を各吸蔵部 41aを所定間隔に形成したフィン状の吸蔵体とし、吸蔵部 41aと吸蔵部 41aの間に空気層 41bを設けることにより、大気中への使用済み燃料をより効率良く蒸発させる可能とするものである。なお、中継芯 40aの取り付け箇所は、中央部の他、両サイド側でもよいものである。

[0130] 本第 5発明の燃料電池は、上記各実施形態に限定されるものではなぐ本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。

例えば、第 1一第 6実施形態の使用済み燃料貯蔵槽を第 7実施形態のコレクター体を有する使用済み燃料貯蔵槽に代えてもよぐまた、第 1一第 7実施形態の使用済み燃料貯蔵槽を複数連結し、使用済み燃料の貯蔵量を上げることも可能である。

[0131] 図 28—図 30は、本第 6発明の実施形態の一例を示す燃料電池用燃料貯留体 Aを示すものである。

本第 6発明の第 1実施形態の燃料電池用燃料貯留体 Aは、図 28—図 30に示すように、燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体であり、液体燃料 Fを収容する燃料タンク部 (本体部） 10と、該燃料タンク部 10の先端に設けられる逆止弁を有する液体燃料排出部 20と、上記燃料タンク部 10に設けられる液体燃料押圧機構 30とを備え、該液体燃料押圧機構 30によって燃料タンク部 30内に収容した液体燃料 Fを、前方へ押圧し一定量の液体燃料 Fを液体燃料排出部 20に供給し、該液体燃料排出部 20から一定量の液体燃料 Fを排出せしめるものである。 [0132] 燃料タンク 10は、その先端側に逆止弁を有する液体燃料排出部 20が設けられると共に、中央部分が液体燃料を収容する収容室 11となり、後方側に液体燃料を定量排出する液体燃料押圧機構 30が設けられる構成となっている。

燃料タンク部 10としては、耐久性、収容される液体燃料 fに対して保存安定性、ガス不透過性 (酸素ガス、窒素ガス等に対するガス不透過性)を有するものが好まヽ。更に、液体燃料の残量を視認できるように光線透過性を有することが望ましい。液体燃料の残量視認が可能な光線透過性は、材質やその厚みに関わりなぐ光線透過率が 50%以上あれば内容物の視認が可能である。更に好ましくは、 80%以上の光線透過性があれば実用上問題はなぐ液体燃料の視認性が更に向上することとなる。

また、液体燃料の漏洩及び蒸発防止、空気などの燃料貯留体への浸入防止については、ガス不透過性の材質力構成されることが好ましぐ更に好ましくは、酸素ガス透過度（酸素ガス不透過性）力 SlOOcc · 25 m/m²- 24hr-atm (25°C、 65%RH )以下であれば実使用上問題はな、。

[0133] 燃料タンク部 10の材質としては、光線透過性を要求されな!、場合であれば、好ましい材質としてアルミニウム、ステンレスなどの金属、合成樹脂、ガラスなどが挙げられる力前記した液体燃料の残量の視認性、ガス不透過性、製造や組立時のコスト低減及び製造の容易性などから、好ましくは、エチレン'ビニルアルコール共重合榭脂、ポリアクリノレニトリノレ、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩ィ匕ビユリデン、ポリ塩ィ匕ビュルなどの単独もしくは 2種以上の榭脂を含む単層構造、 2層以上の多層構造力ものが挙げられる。更に好ましくは、これらの榭脂であって上記酸素ガス透過度（酸素ガス不透過性）が lOOcc · 25 μ m/m²- 24 hr.atm (25°C、 65%RH)以下であり、かつ、光線透過率が 50%以上、特に好ましくは 80%以上のものを選択することが望まし、。

[0134] また、燃料タンク部 10は、好ましくは、 2層以上の多層構造からなり、少なくとも 1層は前記したガス不透過性、光線透過性を有する上述の榭脂群を含む材料から構成される 2層以上の多層構造となるものが望ましい。この多層構造の内、少なくとも 1層力前記した性能 (ガス透過度）を持つ樹脂で構成されていれば、残りの層は通常の榭脂でも実使用上問題はない。このような多層構造は、押出し成形、射出成形、共押出し成形などにより製造することができる。

[0135] これらの各成形法、塗布で設けられたガス不透過層は、好ましくは、 10— 2000 μ mの厚みであることが望ましい。この厚みが 10 m未満では、ガス不透過性を発揮することができず、一方、 2000 mを超える場合には、容器全体の光線透過性、柔軟性などの性能が悪ィ匕することとなる。

また、前記した榭脂による成形又は塗布によるガス不透過層の代わりに、ガス不透過性のフィルムなどのガス不透過薄膜部材によって被覆することができる。被覆するガス不透過薄膜部材としては、好ましくは、アルミ箔などの金属箔、アルミナ、シリカなどの金属酸ィ匕物蒸着物、ダイアモンドライクカーボンコーティング物力選ばれる少なくとも 1種が挙げられ、これらの不透過薄膜部材で燃料タンク部 10の外表面部を被覆することにより、上述のとおりのガス不透過性を発揮させることができる。なお、この不透過薄膜部材の厚みは、上記と同様に 10— 2000 /z mとすることが望ましい。また、上記ガス不透過薄膜部材が視認性を有しない部材、例えば、アルミ金箔などの場合は、ガス不透過性を損なわない程度に一部施さず、格子状、ストライプ状等に被覆して、覼き窓部を設けこの覼き窓部に光線透過性を有するガス不透過性フィルムを被覆してガス不透過性と視認性を確保することもできる。

[0136] 液体燃料排出部 20は、アダプタ一部材 21を介して燃料タンク部 20内の先端側に設けられるものであり、筒状の流入部 22を有する上方分割部材 23と、筒状の排出部 24を有する下方分割部材 25とを有し、該分割部材 23, 25とを一体に接合等することにより、上記流入部 22と排出部 24との間に、逆止弁体 26及び逆止弁体 26を流入部 22側に付勢するコイルスプリング部材カもなる付勢部材 27からなる逆止弁 28を収容する収容室 29から構成されてヽる。

この液体燃料排出部 20に逆止弁 28を設けることで、使用休止 (未使用）時にも空気などの異物の浸入を防止する構造となるので、燃料タンク部 10への空気置換を防止でき、液体燃料 Fの漏れや、こぼれを防止することができる構造となっている。

[0137] これらの逆止弁 28を含む液体燃料排出部 20の材質としては、耐久性、並びに、収容される液体燃料に対して保存安定性、ガス不透過性を有するものであれば、特に限定されず、エチレン 'ビュルアルコール共重合榭脂、ポリアクリル-トリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、 1, 2—ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、二トリノレゴム、ブチノレゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、ェピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどのゴム、エラストマーが挙げられ、通常の射出成形や加硫成形などによって製造することができるまた、用いる液体燃料 Fとしては、第 1発明に用いた液体燃料と同様である。

[0138] 本第 6発明にお、て、液体燃料押圧機構 30は、該液体燃料押圧機構 30によって燃料タンク部 30内に収容した液体燃料 Fを、前方へ押圧し一定量の液体燃料 Fを液体燃料排出部 20に供給し、該液体燃料排出部 20から一定量の液体燃料 Fを排出せしめるものであれば、特に限定されるものでなぐ種々の構造のものを用いることができる。

本実施形態の液体燃料押圧機構 30は、燃料タンク部 10の後方に、外筒部材 31とその内方に回動不能に挿入される内筒部材 32とにより構成された回転操作部材 33 と、該回転操作部材 33の外筒部材 31の先端部に設けられる、燃料タンク部 10の内面に形成されたラチェット歯 34と、該ラチェット歯 34に係合する係止爪 35とからなるラチェット機構 36と、上記回転操作部材 33の内筒部材 32の内方に挿入されたねじ棒 40と、該ねじ棒 40の先端部に設けられると共に、燃料タンク部 10の内面に突設される隔壁 12より前方において燃料タンク部 10の内面に摺動可能に挿入されるピストン 50とを備えている。

前記外筒部材 31には、嵌合凸部 31aが形成され、これが燃料タンク部 10の嵌合凹部 10aに嵌合しており、外筒部材 31は燃料タンク部 10に対し回動可能、抜脱不能となっている。

[0139] また、ねじ棒 40は、外周面に形成された雄ねじ部 41が内筒部材 31の前端に形成される雌ねじ部 37に螺合すると共に、前記隔壁 12の揷通孔 13に挿通されて、内筒部材 32に対し長手方向へのみ移動可能としている。

そして、前記回転操作部材 33の外筒部材 31の回転操作によって、ねじ棒 40を回転させ、ねじ棒 40を雌ねじ部 37との螺合によって前方へと移動させ、そのねじ棒 40 の先端に連結されたピストン 50によって、一定量の液体燃料 Fを液体燃料排出部 20 に供給し、該液体燃料排出部 20から一定量の液体燃料 Fを押し出す構造となってヽる。上記液体燃料排出部 20内では、ピストン 50によって、押し出される一定量の液体燃料 Fは図 3に示すように、その圧力により逆止弁 28を開、て液体燃料排出部 20 内に供給されて、該液体燃料排出部 20から一定量の液体燃料 Fが排出 (押し出）されるものである。また、一定量の液体燃料 Fが供給されると、付勢部材 27によって図 1の状態に戻って、燃料タンク部 10内に空気などの異物の浸入を防止する構造となる。

[0140] このように構成された第 6発明の燃料電池用燃料貯留体 Aは、前記ラチヱット機構 3 6によって外筒部材 31が燃料タンク部 10に対して一方向へのみ回転可能とし、本実施形態では、回転操作部材 33の回転角度を一定に保つことで液体燃料 Fを定量排出できるものであり、上記回転角度を一定に保っために、上記ラチヱット機構 36により、一定角度回転操作するたびにクリック感が得られる構造となっている。 1度のクリツクで排出される液体燃料の排出量は、回転操作部材 33、ねじ棒 40のピッチ、ラチェット機構 36のノッチ数 (ラチヱット機構 36で 1回転するときに乗り越えるカム山の総数）、燃料タンク部 10の後壁面積によってコントロール (排出量 =ねじのピッチ X 1Zノッチ数 X後端壁面積)され、好ましくは、 5 1一 10mlに設定することが望ましい。

上記外筒部材 31を燃料タンク部 10に対して回転させると、外筒部材 31に伴なつて内筒部材 32が回転する。このとき、ねじ棒 40はその回転を揷通孔 12に阻止されるため、ねじ棒 40を前方へと移動させる。その結果、燃料タンク部 10内に収容された液体燃料 Fは、このピストン 50に押されて、一定量の液体燃料 Fを逆止弁 28を有する液体燃料排出部 20に供給し、該液体燃料排出部 20から一定量の液体燃料 Fが排出されるものである。

[0141] このように構成される燃料電池用燃料貯留体 Aは、図 31に示すように、燃料電池本体 Nに連結自在となり、使用〖こ供されることとなる。

すなわち、燃料電池本体 Nは、図 31に示すように、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体 62の外表部に電解質層 63を構築し、該電解質層 63の外表部に空気電極層 6 4を構築することで形成される単位セル (燃料電池セル) 60, 60と、燃料貯留体 Aに接続される浸透構造を有する燃料供給体 70と、該燃料供給体 70の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽 80とを備え、上記各単位セル 60、 60は直列に連結されて燃料供給体 70により燃料が順次供給される構造となっており、前記燃料貯留体 Aは、交換可能なカートリッジ構造体となっており、燃料電池本体 Nの支持体 18に挿入される構造となっている。

[0142] これらの燃料貯留体 Aは、支持体 18、燃料供給体 70を介して燃料電池本体 Nに取り付けられる。このとき、それぞれの部材が液体燃料 Fの表面自由エネルギーよりも高い場合、取り付け部の隙間に入り込みやすく液体燃料 Fが漏洩する可能性が高まつてしまう。そのため、これらの部材の少なくとも液体燃料 Fと接触する壁面には、液体燃料の表面自由エネルギーよりも低く調整されていることが望ましい。この調整方法としては、燃料タンク部 10などの液体燃料と接触する壁面に、シリコン系、ケィ素榭脂若しくはフッ素系の撥水剤を用いたコーティングによる、撥水膜形成処理を施すことにより行うことができる。

[0143] 単位セルとなる各燃料電池セル 60は、図 32 (a)及び (b)に示すように、微小柱状の炭素多孔体よりなる燃料電極体 61を有すると共に、その中央部に燃料供給体 70 を貫通する貫通部 62を有し、上記燃料電極体 61の外表部に電解質層 63が構築され、該電解質層 63の外表部に空気電極層 64が構築される構造からなっている。なお、各燃料電池セル 60の一つ当たり、理論上約 1. 2Vの起電力を生じる。

この各燃料電池セル 60は、上述の第第 1発明の燃料電池セルと同様のものが使用される。

[0144] 前記燃料供給体 70は、燃料貯留体 Aの排出口 24に挿入され、該液体燃料を各単位セル 60に供給できる浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、フエルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系榭脂、ァクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリビニル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ-レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せ力もなる繊維束体力もなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル 60への供給量に応じて適宜設定されるものである。

[0145] 使用済み燃料貯蔵槽 80は、燃料供給体 70の終端に配置されるものである。この時、使用済み燃料貯蔵槽 80を燃料供給体 70の終端に直接接触させて使用済み燃料を直接吸蔵体等により吸蔵させても問題なヽが、燃料供給体 70と接触する接続部に中綿や多孔体、または繊維束体などを中継芯として設け、使用済み燃料排出路としてもよい。

また、燃料供給体 70により供給される液体燃料は、燃料電池セル 60で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆どなぐ従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰時に至った際には、反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 80に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となっている。

なお、 90は、燃料貯留体 Aと使用済み燃料貯蔵槽 80を連結すると共に、燃料貯蔵体 A力ゝら各単位セル 60、 60の個々に燃料供給体 70を介して一定量の液体燃料を確実に供給するメッシュ構造など力なる部材である。

[0146] このように構成される燃料貯留体 Aを用いた燃料電池は、回転操作部材 33を回転すると、燃料貯留体 Aカゝら一定量の液体燃料 Fが液体燃料排出部 20に定量供給され、燃料供給体 70の浸透構造により、液体燃料を燃料電池セル 60、 60内に導入するものである。本発明では、燃料電池用燃料貯留体 Aの回転操作部材 33の回転角度を一定に保つことで液体燃料 Fを定量排出できるものであり、上記回転角度を一定に保っために、上記ラチエツト機構 36により、一定角度回転操作するたびにクリック感が得られる構造となってヽるので、定量排出を容易に行うことができる。

[0147] また、一定量の液体燃料 Fが液体燃料排出部 20に供給されると、付勢部材 27によつて逆止弁 27が図 28の状態に戻って、燃料タンク部 10内に空気などの異物の浸入を防止する構造となるので、燃料タンク部への空気置換を防止し、燃料の漏れやこぼれを防止して、燃料電池を稼動することができるものとなる。

更に、燃料タンク 10を光線透過率が 50%以上である材質、及び Z又は酸素バリア性の榭脂層を少なくとも 1層以上有する材質で構成すれば、保存性の向上や、吐出した量を使用者が容易に確認することができ、更に使用性に優れたものとなる。この構成の燃料電池では、ポンプゃブロワ、流量センサー、流量制御機、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなぐ液体燃料を気化せずそのまま円滑に定量供給することができる構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。従って、この形態の燃料電池では、燃料電池全体のカートリッジィ匕が可能となり、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯用電子機器の電源として用いられることができる小型の燃料電池が提供されることとなる。

なお、上記形態では、燃料電池セル 60を二つ使用した形態を示した力燃料電池の使用用途により燃料電池セル 60の連結（直列又は並列）する数を増加させて所要の起電力等とすることができる。

[0148] 本第 6発明の燃料電池用貯留体及び燃料電池は、上記各実施形態に限定されるものではなぐ本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。例えば、燃料電池セル 60は円柱状のものを用いた力角柱状、板状の他の形状のものであってもよぐまた、燃料供給体 70との接続は直列接続のほか、並列接続であつてもよい。

また、上記実施形態では、直接メタノール型の燃料電池として説明したが、燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型の燃料貯留体を、液体燃料を収容する燃料タンク部と、該燃料タンク部の先端に設けられる逆止弁を有する液体燃料排出部と、上記燃料タンク部に設けられる液体燃料押圧機構とを備え、該液体燃料押圧機構によつて燃料タンク部内に収容した液体燃料を、前方へ押圧し一定量の液体燃料を液体燃料排出部に供給し、該液体燃料排出部カゝら一定量の液体燃料を排出せしめるものであれば、上記直接メタノール型の燃料電池に限定されるものではなぐ改質型を含む高分子改質膜型の燃料電池にも好適に適用することができるものである。

[0149] 図 33は、本第 6発明に係る燃料電池用燃料貯留体の他例を示す部分平面図である。

この実施形態の燃料電池用燃料貯留体 Bは、回転操作部材 33の外筒部材 31の長手方向に突状部 31a, 31a…及び Z又は突状部 31a, 31aの中央部 (真ん中）に目盛り用基準線 31b, 31b…を設けると共に、燃料タンク部 10の後側の表面部にマーク部 14を設けた点でのみ、上記実施形態の燃料電池用燃料貯留体 Aと相違し、同様に使用等に供されるものである。

この実施形態の燃料電池用燃料貯留体 Bにおヽて、回転操作部材 33の外筒部材 31が 1回転（360度)することにより、液体燃料 Fが排出部 24から 0. 1ml定量排出するものであれば、例えば、マーク部 14を基準 (液体燃料の排出なし、排出量 Oml)にし対向する突状部 31aもマーク部 14に合わせ、外筒部材 31を回転させて次の突状部 31aに合わせると 0. 0125mlの液体燃料が排出するものであり、マーク部 14を基準にして突状部 31aを 8回合わせることにより 1回転（360度)する。なお、この実施形態では、最初の基準線 31bに合わせると 0. 00625mlの排出量となる。

この実施形態の燃料電池用燃料貯留体 Bでは、上記目盛り用の突状部 31a及び Z又は基準腺 31b、マーク部 14を印刷等により表示することにより、クリック感による排出量の確認のみでなぐ液体燃料の排出量も容易に確認することができるものとなる。

[0150] また、図 34は、液体燃料排出部 20の別の実施形態を示すものである。この形態の液体燃料排出部 20は、上記図 28—図 30の実施形態に較べ、液体燃料排出部 20 内に設けられる逆止弁体 26がボール弁力もなり、また、上方分割部材 23の形状をボール弁が密着できる構造とした点で相違するものであり、図 28等に示す実施形態と同様に使用することができる。更に、燃料電池本体として、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで燃料電池本体を構成したが、燃料電池本体の構造は特に限定されず、例えば、電気導電性を有する炭素質多孔体を基材とし、該基材の表面に電極 Z電解質 Z電極の各層を形成した単位セル又は該単位セルを 2以上連結した連結体を備え、上記基材に燃料供給体を介して液体燃料を浸透させる構成とすると共に、基材の外表面に形成される電極面を空気に曝す構造力もなる燃料電池本体としてもよいものである。

[0151] 図 35—図 38は、本第 7発明の実施形態の一例を示す燃料電池用燃料貯留体 A及び燃料電池 Nを示すものである。

本第 1実施形態の燃料電池用燃料貯留体 Aは、図 35—図 38に示すように、燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体であり、液体燃料 Fを収容する廃燃料回収口部 14を有する燃料タンク部 (本体部） 10と、該燃料タンク部 10の先端に設けられる逆止弁を有する液体燃料排出部 20と、上記燃料タンク部 10に設けられる液体燃料押圧機構 30とを備え、該液体燃料押圧機構 30によって燃料タンク部 30 内に収容した液体燃料 Fを、前方へ押圧し一定量の液体燃料 Fを液体燃料排出部 2 0に供給し、該液体燃料排出部 20から一定量の液体燃料 Fを排出せしめると共に、上記押圧機構 30によってできる燃料タンク部 10の空間部 15を燃料電池本体で消費された使用済み燃料の廃燃料回収槽として構成するものである。

[0152] 燃料タンク 10は、その先端側に逆止弁を有する液体燃料排出部 20が設けられると共に、中央部分が液体燃料を収容する収容室 11となり、後方側に液体燃料を定量排出する液体燃料押圧機構 30が設けられる構成となっている。

燃料タンク部 10としては、耐久性、収容される液体燃料 Fに対して保存安定性、ガス不透過性 (酸素ガス、窒素ガス等に対するガス不透過性)を有するものが好まヽ更に、液体燃料の残量を視認できるように光線透過性を有することが望ましい。液体燃料の残量視認が可能な光線透過性は、材質やその厚みに関わりなぐ光線透過率が 50%以上あれば内容物の視認が可能である。更に好ましくは、 80%以上の光線透過性があれば実用上問題はなぐ液体燃料の視認性が更に向上することとなる。

[0153] 燃料タンク部 10の材質としては、光線透過性を要求されな!、場合であれば、好ましい材質としてアルミニウム、ステンレスなどの金属、合成樹脂、ガラスなどが挙げられる力前記した液体燃料の残量の視認性、ガス不透過性、製造や組立時のコスト低減及び製造の容易性などから、好ましくは、エチレン'ビニルアルコール共重合榭脂、ポリアクリノレニトリノレ、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ-リデン、ポリ塩化ビュルなどの単独もしくは 2種以上の榭脂を含む単層構造、 2層以上の多層構造からものが挙げられる。更に好ましくは、これらの榭脂であって上記酸素ガス透過度 (酸素ガス不透過性）力 100 ' 25 ！117111²' 24111：.&1；111 (25°〇、 65%RH)以下であり、かつ、光線透過率が 50%以上、特に好ましくは 80%以上の酸素ノリア性の榭脂を選択することが望ましい。

[0154] また、燃料タンク部 10は、好ましくは、 2層以上の多層構造からなり、少なくとも 1層は前記したガス不透過性、光線透過性を有する上述の榭脂群を含む材料から構成される 2層以上の多層構造となるものが望ましい。この多層構造の内、少なくとも 1層力前記した性能 (ガス不透過性)を持つ榭脂 (酸素バリア層）で構成されてヽれば、残りの層は通常の榭脂でも実使用上問題はない。このような多層構造は、押出し成形、射出成形、共押出し成形などにより製造することができる。

また、これらの成形により設けられる少なくとも 1層の酸素バリア層の代わりに、前記した榭脂群力選ばれる榭脂の溶液などを塗布して酸素ノリア層を設けることもできる。この塗布方法では、上記押出し成形、射出成形などの成形による製造よりも特殊な製造設備を必要とせず、逐次製造することが可能である。

[0155] これらの各成形法、塗布で設けられた酸素ノリア (ガス不透過)層は、好ましくは、 1 0-2000 μ mの厚みであることが望ましい。この厚みが 10 μ m未満では、ガス不透過性を発揮することができず、一方、 2000 mを超える場合には、容器全体の光線透過性、柔軟性などの性能が悪ィ匕することとなる。

また、前記した榭脂による成形又は塗布による酸素ノリア層（ガス不透過層）の代わりに、上述のガス不透過性のフィルムなどのガス不透過薄膜部材によって被覆することができる。被覆するガス不透過薄膜部材としては、好ましくは、アルミ箔などの金属箔、アルミナ、シリカなどの金属酸化物蒸着物、ダイアモンドライクカーボンコーティング物カゝら選ばれる少なくとも 1種が挙げられ、これらの不透過薄膜部材で燃料タンク部 10の外表面部を被覆することにより、上述のとおりのガス不透過性を発揮させることができる。なお、この不透過薄膜部材の厚みは、上記と同様〖こ 10— 2000 mとすることが望ましい。また、上記ガス不透過薄膜部材が視認性を有しない部材、例えば、アルミ金箔などの場合は、ガス不透過性を損なわない程度に一部施さず、格子状、ストライプ状等に被覆して、覼き窓部を設けこの覼き窓部に光線透過性を有するガス不透過性フィルムを被覆してガス不透過性と視認性を確保することもできる。

[0156] 液体燃料排出部 20は、アダプタ一部材 21を介して燃料タンク部 20内の先端側に設けられるものであり、筒状の流入部 22を有する上方分割部材 23と、筒状の排出部 24を有する下方分割部材 25とを有し、該分割部材 23, 25とを一体に接合等することにより、上記流入部 22と排出部 24との間に、逆止弁体 26及び逆止弁体 26を流入部 22側に付勢するコイルスプリング部材カもなる付勢部材 27からなる逆止弁 28を収容する収容室 29から構成されてヽる。

[0157] これらの逆止弁 28を含む液体燃料排出部 20の材質としては、耐久性、並びに、収容される液体燃料に対して保存安定性、ガス不透過性を有するものであれば、特に限定されず、エチレン 'ビュルアルコール共重合榭脂、ポリアクリル-トリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、 1, 2—ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、二トリノレゴム、ブチノレゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、ェピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどのゴム、エラストマーが挙げられ、通常の射出成形や加硫成形などによって製造することができる用いる液体燃料 Fとしては、上述の第 1発明と同様のものが使用できるので、その説明を省略する。

[0158] 本第 7発明にお、て、液体燃料押圧機構 30は、該液体燃料押圧機構 30によって燃料タンク部 30内に収容した液体燃料 Fを、前方へ押圧し一定量の液体燃料 Fを液体燃料排出部 20に供給し、該液体燃料排出部 20から一定量の液体燃料 Fを排出せしめるものであれば、特に限定されるものでなぐ種々の構造のものを用いることができる。

[0159] また、ねじ棒 40は、外周面に形成された雄ねじ部 41が内筒部材 31の前端に形成される雌ねじ部 37に螺合すると共に、前記隔壁 12の揷通孔 13に挿通されて、内筒部材 32に対し長手方向へのみ移動可能としている。そして、前記回転操作部材 33の外筒部材 31の回転操作によって、ねじ棒 40を回転させ、ねじ棒 40を雌ねじ部 37との螺合によって前方へと移動させ、そのねじ棒 40 の先端に連結されたピストン 50によって、一定量の液体燃料 Fを液体燃料排出部 20 に供給し、該液体燃料排出部 20から一定量の液体燃料 Fを押し出す構造となってヽる。上記液体燃料排出部 20内では、ピストン 50によって、押し出される一定量の液体燃料 Fは図 3に示すように、その圧力により逆止弁 28を開、て液体燃料排出部 20 内に供給されて、該液体燃料排出部 20から一定量の液体燃料 Fが排出 (押し出）されるものである。また、一定量の液体燃料 Fが供給されると、付勢部材 27によって図 35の状態に戻って、燃料タンク部 10内に空気などの異物の浸入を防止する構造となっている。

[0160] また、上記燃料タンク部 10の側部には、燃料電池本体で消費された使用済み燃料を燃料タンク 10内に回収するための逆止弁を内蔵した廃燃料回収口部 14が直接（又はアダプタ一部材を介して)設けられると共に、該燃料タンク部 10内には、回収される廃燃料をタンク内に確実に密閉するために、シリコンゴム等の弾性体力もなる密閉リング 16がネジ棒 40と燃料タンク 10との隙間を密閉する構成となっている。

この燃料タンク 10内に設けられる密閉リング 16、上記押圧機構 30のピストン 50によつて、燃料タンク 10内には廃燃料回収槽となる空間部 15が構成され、この空間部 15 は上記押圧機構 30によって順次容積が拡大する廃燃料回収槽となる空間部となるものである。

[0161] 上記廃燃料回収口部 14に内蔵する逆止弁としては、上述の液体燃料排出部 20に備えた逆止弁 28と同様の構造で小型となるものなどが挙げられ、本実施形態では、図 35 (b)に示す、筒状の流入部 14aを有する上方分割部材 14bと、筒状の排出部 1 4cを有する下方分割部材 14dとを有し、該分割部材 14b, 14dとを一体に接合等することにより、上記流入部 14aと排出部 14cとの間に、逆止弁体 14eを流入部 14a側に付勢するコイルスプリング部材カもなる付勢部材 14fからなる逆止弁 14gを収容する収容室 14hから構成されて、る。

この廃燃料回収口部 14に逆止弁 14gを設けることで、使用休止 (未使用）時にも空気などの異物の浸入を防止する構造となるので、燃料タンク部 10の燃料回収部 15 内からの廃燃料の漏れや、こぼれを防止することができる構造となって、る。

本実施形態では、ピストン 50の移動によってできる廃燃料回収槽 (空間部） 15の容積は、ネジ棒 40があるため、排出される液体燃料の体積よりも小さいが、燃料中のメタノール等の燃料が発電により消費されるため、廃燃料を充分回収することができる空間部となっている。

[0162] このように構成された燃料電池用燃料貯留体 Aは、前記ラチヱット機構 36によって外筒部材 31が燃料タンク部 10に対して一方向へのみ回転可能とし、本実施形態では、回転操作部材 33の回転角度を一定に保つことで液体燃料 Fを定量排出できるものであり、上記回転角度を一定に保っために、上記ラチェット機構 36により、一定角度回転操作するたびにクリック感が得られる構造となって、る。 1度のクリックで排出される液体燃料の排出量は、回転操作部材 33、ねじ棒 40のピッチ、ラチエツト機構 36 のノッチ数 (ラチヱット機構 36で 1回転するときに乗り越えるカム山の総数)、燃料タンク部 10の後壁面積によってコントロール (排出量 =ねじのピッチ X 1Zノッチ数 X後端壁面積)され、好ましくは、 5 1一 10mlに設定することが望ましい。

上記外筒部材 31を燃料タンク部 10に対して回転させると、外筒部材 31に伴なつて内筒部材 32が回転する。このとき、ねじ棒 40はその回転を揷通孔 12に阻止されるため、ねじ棒 40を前方へと移動させる。その結果、燃料タンク部 10内に収容された液体燃料 Fは、このピストン 50に押されて、一定量の液体燃料 Fを逆止弁 28を有する液体燃料排出部 20に供給し、該液体燃料排出部 20から一定量の液体燃料 Fが排出されるものである。そして、上記押圧機構 30によってできる燃料タンク部 10の空間部 15を廃燃料回収槽として構成するものである。

[0163] このように構成される燃料電池用燃料貯留体 Aは、図 38に示すように、燃料電池本体に連結自在となり、燃料電池 Nとして使用に供されることとなる。

すなわち、燃料電池本体は、図 32に示すように、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体 62の外表部に電解質層 63を構築し、該電解質層 63の外表部に空気電極層 6 4を構築することで形成される単位セル (燃料電池セル) 60, 60と、燃料貯留体 Aに接続される浸透構造を有する燃料供給体 70と、該燃料供給体 70の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽 80とを備え、上記各単位セル 60、 60は直列に連結されて燃料供給体 70により燃料が順次供給される構造となっており、前記燃料貯留体 Aは、交換可能なカートリッジ構造体となっており、燃料電池本体 Nの支持体 18に挿入される構造となっている。

[0164] これらの燃料貯留体 Aは、支持体 18、燃料供給体 70を介して燃料電池本体 Nに取り付けられる。このとき、それぞれの部材が液体燃料 Fの表面自由エネルギーよりも高い場合、取り付け部の隙間に入り込みやすく液体燃料 Fが漏洩する可能性が高まつてしまう。そのため、これらの部材の少なくとも液体燃料 Fと接触する壁面には、液体燃料の表面自由エネルギーよりも低く調整されていることが望ましい。この調整方法としては、燃料タンク部 10などの液体燃料と接触する壁面に、シリコン系、ケィ素榭脂若しくはフッ素系の撥水剤を用いたコーティングによる、撥水膜形成処理を施すことにより行うことができる。

[0165] 単位セルとなる各燃料電池セル 60は、第 6発明と同様に、図 32 (a)及び (b)に示すように、微小柱状の炭素多孔体よりなる燃料電極体 61を有すると共に、その中央部に燃料供給体 70を貫通する貫通部 62を有し、上記燃料電極体 61の外表部に電解質層 63が構築され、該電解質層 63の外表部に空気電極層 64が構築される構造力もなつている。なお、各燃料電池セル 60の一つ当たり、理論上約 1. 2Vの起電力を生じる。

この燃料電池セル 60は、上述の第 1発明と同様のものが使用できる。

[0166] 前記燃料供給体 70は、燃料貯留体 Aの排出口 24に挿入され、該液体燃料を各単位セル 60に供給できる浸透構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、フエルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系榭脂、ァクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリビニル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ-レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せ力もなる繊維束体力もなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル 60への供給量に応じて適宜設定されるものである。

[0167] 使用済み燃料貯蔵槽 80は、燃料供給体 70の終端に配置されるものである。この時、使用済み燃料貯蔵槽 80を燃料供給体 70の終端に直接接触させて使用済み燃料を直接吸蔵体等により吸蔵させても問題なヽが、燃料供給体 70と接触する接続部に中綿や多孔体、または繊維束体などを中継芯として設け、使用済み燃料排出路としてもよい。

また、 90は、燃料貯留体 Aと使用済み燃料貯蔵槽 80を連結すると共に、燃料貯蔵体 A力ゝら各単位セル 60、 60の個々に燃料供給体 70を介して一定量の液体燃料を確実に供給するメッシュ構造など力なる部材である。

[0168] 本実施形態では、更に、上記使用済み燃料貯蔵槽 80から残った液体燃料を回収するために、内部に回収管を有する燃料回収路 95の一端が使用済み燃料貯蔵槽 8 0に接続されると共に、他端は上述の逆止弁を内蔵する廃燃料回収口部 14に接続されている。

使用済み燃料貯蔵槽 80の毛管力を、燃料電極体 61及び Z又は燃料電極体 61に接する燃料供給体 70 <使用済み燃料貯蔵槽 80とすることで、使用済み燃料貯蔵槽 80から各単位セル 60、 60の個々に使用済み燃料が逆流を起こすことなぐ反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 80に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる。

また、上記燃料回収路 95は、毛管力が発生する程度の流路となっており、燃料電極体及び Z又は燃料電極体に接する燃料供給体 70<使用済み燃料貯蔵槽 80の吸蔵体く燃料回収路 95とすることで、使用済み燃料が逆流を起こすことなぐ反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 80に蓄えられ阻害反応を防ぐことができ、更には、燃料の残分を含む使用済み燃料を、再度、燃料タンク 10内の空間部 15へ回収することができる構成となって、る。

[0169] このように構成される燃料貯留体 Aを用いた燃料電池 Nは、回転操作部材 33を回転すると、燃料貯留体 Aカゝら一定量の液体燃料 Fが液体燃料排出部 20に定量供給され、燃料供給体 70の浸透構造により、液体燃料を燃料電池セル 60、 60内に導入するものである。

本発明では、燃料電池用燃料貯留体 Aの回転操作部材 33の回転角度を一定に保つことで液体燃料 Fを定量排出できるものであり、上記回転角度を一定に保っために、上記ラチエツト機構 36により、一定角度回転操作するたびにクリック感が得られる構造となってヽるので、定量排出を容易に行うことができる。

また、一定量の液体燃料 Fが液体燃料排出部 20に供給されると、付勢部材 27によつて逆止弁 27が図 35の状態に戻って、燃料タンク部 10内に空気などの異物の浸入を防止する構造となるので、燃料タンク部への空気置換を防止し、燃料の漏れやこぼれを防止して、燃料電池を稼動することができるものとなる。

そして、燃料電池の発電において、燃料は完全に消費されるわけではなぐ水若しくは低濃度の液体燃料が廃燃料として生成されるが、本実施形態では、廃燃料は使用済み燃料貯蔵槽 80に貯蔵された後、燃料回収路 95、逆止弁を有する廃燃料回収ロ部 14を介して、上記押圧機構によってできる燃料タンク部 10の廃燃料回収槽（空間部） 15〖こ回収されることとなる。この廃燃料回収槽 (空間部） 15に ha、廃燃料を吸収する燃料吸収体などを予め内蔵して、てもよ、。

この廃燃料回収槽 (空間部） 15は、逆止弁を有する廃燃料回収口部 14、密閉リング 16及びピストン 50によって密閉されているため、ピストン 50が定量排出される際に前方へ移動することで廃燃料回収槽 (空間部） 15が負圧となる。これにより、本発明の燃料電池では、ポンプや電磁弁を設けることなぐ廃燃料を使用済み燃料貯蔵槽 8 0から、燃料回収路 95、逆止弁を有する廃燃料回収口部 14を介して、上記押圧機構によってできる燃料タンク部 10の廃燃料回収槽 (空間部） 15に自動的に回収することができる構成となって、る。

本発明において、上記燃料タンク 10を光線透過率が 50%以上である材質、及び Z又は酸素バリア性の榭脂層を少なくとも 1層以上有する材質で構成すれば、保存性の向上や、吐出した量を使用者が容易に確認することができ、更に使用性に優れたものとなる。 [0171] このように構成される本発明の燃料電池では、ポンプや電磁弁、液体燃料の流出量を制御するための制御装置や流出量センサー等を設けることなぐ液体燃料を気化せずそのまま効率良くセルに定量的に供給することができると共に、別途に廃燃料回収槽を設けることなぐ簡便に使用済み燃料を自動的に回収することができる燃料電池用燃料貯留体及び燃料電池が得られるものであり、しカゝも、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。

従って、この形態の燃料電池では、燃料電池全体のカートリッジィ匕が可能となり、携帯電話、デジタルカメラやノート型パソコンなどの携帯用電子機器の電源として用いられることができる小型の燃料電池が提供されることとなる。

[0172] 本第 7発明の燃料電池用貯留体及び燃料電池は、上記各実施形態に限定されるものではなぐ本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。例えば、燃料電池セル 60は円柱状のものを用いた力角柱状、板状の他の形状のものであってもよぐまた、燃料供給体 70との接続は直列接続のほか、並列接続であつてもよい。

また、上記実施形態では、直接メタノール型の燃料電池として説明したが、燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型の燃料貯留体を、液体燃料を収容する燃料タンク部と、該燃料タンク部の先端に設けられる逆止弁を有する液体燃料排出部と、上記燃料タンク部に設けられる液体燃料押圧機構とを備え、該液体燃料押圧機構によつて燃料タンク部内に収容した液体燃料を、前方へ押圧し一定量の液体燃料を液体燃料排出部に供給し、該液体燃料排出部カゝら一定量の液体燃料を排出せしめると共に、燃料電池本体で消費された使用済み燃料を上記押圧機構によってできる燃料タンク部の空間部を廃燃料回収槽とするものであれば、上記直接メタノール型の燃料電池に限定されるものではなぐ改質型を含む高分子改質膜型の燃料電池にも好適に適用することができるものである。

[0173] 本第 7発明に係る燃料電池用燃料貯留体の他例としては、第 6発明で示した図 33 に示す燃料電池用燃料貯留体 Bを適用でき、更に、第 6発明で示した図 34に示す形態の液体燃料排出部も使用できるものである。

更に、燃料電池本体として、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで燃料電池本体を構成したが、燃料電池本体の構造は特に限定されず、例えば、電気導電性を有する炭素質多孔体を基材とし、該基材の表面に電極 Z電解質 Z電極の各層を形成した単位セル又は該単位セルを 2以上連結した連結体を備え、上記基材に燃料供給体を介して液体燃料を浸透させる構成とすると共に、基材の外表面に形成される電極面を空気に曝す構造力もなる燃料電池本体としてもよいものである。

[0174] 図 39は、本第 8発明の基本的な実施形態を示す直接メタノール型燃料電池 (以下、単に「燃料電池」という） Aの基本形態を示すものである。

この第 8発明の燃料電池 Aは、図 39に示すように、液体燃料を収容する燃料貯蔵槽 10と、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セル (燃料電池セル） 2 0、 20と、上記燃料貯蔵槽 10に接続される浸透構造を有する燃料供給体 30と、該燃料供給体 30の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽 40とを備え、上記各単位セル 20、 20は直列に連結されて燃料供給体 30により燃料が順次供給される構造となつている。更に使用済み燃料貯蔵槽 40から燃料貯蔵槽 10への燃料再供給路 60が備えられている。

上記燃料貯蔵槽が 10に収容される液体燃料としては、上述の第 1発明の液体燃料が使用できる。

本実施形態では、メタノール液カゝらなる液体燃料は、燃料貯蔵槽 10内に収容される中綿や多孔体、または繊維束体などの吸蔵体 10aに吸蔵されている。なお、この吸蔵体 10aは液体燃料を吸蔵できるものであれば特に限定されず、後述する燃料供給体 30と同様の構成のものなどを用いることができる。

[0175] また、上記燃料貯蔵槽 10の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成榭脂、ガラスなどが挙げられ、上記第 7発明と同様のものが用いられる。また、燃料貯蔵槽 10の構造としては、単層構造の他、多層構造などにしてもよいものである、 [0176] 単位セルとなる各燃料電池セル 20は、図 39 (a)及び (b)に示すように、微小柱状の炭素多孔体よりなる燃料電極体 21を有すると共に、その中央部に燃料供給体 30 を貫通する貫通部 22を有し、上記燃料電極体 21の外表部に電解質層 23が構築され、該電解質層 23の外表部に空気電極層 24が構築される構造からなっている。なお、各燃料電池セル 20の一つ当たり、理論上約 1. 2Vの起電力を生じる。

この燃料電池セル 20は、上述の第 1発明の燃料電池セル 20が使用できるので、その説明を省略する。

[0177] 前記燃料供給体 30は、燃料貯蔵槽 10内に収容される液体燃料を吸蔵する吸蔵体 10aに中継芯 10bを介して接続されている。これらの中継芯 10b及び燃料供給体 30 は、液体燃料を各単位セル 20に供給できる浸透構造を有するものであれば、特に限定されず、例えば、フェルト、スポンジ、または、榭脂粒子焼結体、榭脂繊維焼結体などの焼結体等力構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリァセタール系樹脂、アクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリビニル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ポリフエ-レン系榭脂などの 1種又は 2種以上の組合せ力もなる繊維束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル 20への供給量に応じて適宜設定されるものである。

[0178] 使用済み燃料貯蔵槽 40は、燃料供給体 30の終端に配置されるものであり、上記燃料貯蔵槽 10と同様の材質で構成されている。この貯蔵槽 40内に使用済み燃料を吸蔵する多孔体や繊維束体などの吸蔵体 40bが内蔵され、燃料供給体 30の終端と中継芯 40aを介して接続されている。また、

燃料供給体 30により供給される液体燃料は、燃料電池セル 20で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆ど無ぐ従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰時に至った際には、反応に使用されない液体燃料が使用済み燃料貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となっている。

なお、 50は、燃料貯蔵槽 10と使用済み燃料貯蔵槽 40を連結するとともに、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 20の個々に燃料供給体 30を介して直接液体燃料を確実に供給するメッシュ構造など力なる部材である。

[0179] 上記使用済み燃料貯蔵槽 40には、燃料貯蔵槽 10へ使用済み燃料を供給し液体燃料として再利用するための燃料再供給路 60が接続されている。具体的には、使用済み燃料貯蔵体 40から残った燃料の成分を再使用するために、使用済み燃料貯蔵槽 40と燃料貯蔵槽 10とに接続される燃料再供給路 60内には、上述の多孔体、繊維束体等力もなる燃料供給体 30と同様の構成となる燃料再供給体 60aが設けられ、該燃料再供給体 60aの一端は使用済み燃料吸蔵体 40bに接続され、他端の滴下部 6 Obは、燃料貯蔵槽 10へ導かれる構成となっている。この燃料再供給路 60は、上記燃料貯蔵槽 10と同様の材質で構成されてヽる。

[0180] このように構成される本実施形態の燃料電池 Aは、燃料供給体 30の浸透構造により燃料貯蔵槽 10内の吸蔵体 10aに吸蔵されている液体燃料を毛管力により燃料電池セル 20、 20内に導入するものである。

本実施形態では、上記使用済み燃料貯蔵槽 40内に収容される中綿や多孔体、または繊維束体などの吸蔵体 40aが内蔵されており、使用済み燃料が吸蔵されるものである。また、本実施形態では、吸蔵体 40aを燃料供給体 30の終端に直接接触させて使用済み燃料を直接吸蔵させても問題ないが、燃料供給体 30と接触する接続部に吸蔵体 40aとは別に中綿や多孔体、または繊維束体などを中継芯 40bを介して接続しており、吸蔵体 40aへの使用済み燃料排出路として構成している。

[0181] 更に、本実施形態では、少なくとも燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 10a)、燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30、使用済み燃料貯蔵槽 40 (吸蔵体 40b)、燃料再供給路 60 (燃料再供給体 60a)の毛管力を、燃料貯蔵槽 10 (吸蔵体 1 0a) < (中継芯 10b)く燃料電極体及び Z又は燃料電極体に接する燃料供給体 30 < (中継芯 40a)く使用済み燃料貯蔵槽 40 (吸蔵体 40b)く燃料再供給路 60 (燃料再供給体 60a)と設定することにより、燃料電池 Aがどのような状態 (角度)、逆さ等に放置されても、燃料貯蔵槽 10から各単位セル 20、 20の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなぐ安定的かつ継続的に燃料を供給し、更には使用済み燃料を燃料貯蔵槽 10へ再供給することができるものとなる。

[0182] なお、燃料再供給路 60に燃料再供給体 60aを設けなヽ場合には、燃料再供給路 60を毛管力が発生する程度の流路とし、燃料電極体及び Z又は燃料電極体に接する燃料供給体 30く吸蔵体 40bく燃料再供給路 60とすることで、使用済み燃料が逆流を起こすことなぐ反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができ、更には、燃料の残分を含む使用済み燃料を、再度、燃料貯蔵槽 1 0へ返すことができる。

本実施形態では、上述したとおり、燃料電池の各要素の毛管力は、燃料吸蔵体 10 aく燃料再供給路 60 (燃料再供給体 60a)であるので、燃料吸蔵体 10aと燃料再供給路 60又は燃料再供給体 60aと接触させると、燃料吸蔵体 10aから燃料再供給路 6 0又は燃料再供給体 60aへの燃料の流れができてしまうので、使用済み燃料が燃料貯蔵槽 10へ戻ることが無くなってしまう。従って、燃料吸蔵体 10aと燃料再供給路 60 又は燃料再供給体 60aは接触する構成とはしな、ことが重要である。本実施形態では、図 39に示すように、燃料再供給体から滴下体 60bを設け、燃料貯蔵体 10内に使用済み燃料を滴下するように構成して、る。

[0183] また、この実施形態では、燃料貯蔵槽 10又は燃料貯蔵槽 10内の吸蔵体 10a、使用済み燃料貯蔵槽 40又は使用済み燃料貯蔵槽 40内の吸蔵体 40aにメタノール等の各液体燃料の液体濃度センサ 70を取り付けてよ、ものである。このようにすればメタノール等の液体燃料が所定の出力に発電しなくなる濃度まで燃料の使用が可能であり、その濃度となったことは濃度センサ 70から表示部 71を通じ、燃料の使い終わり (終了サイン)が使用者に容易に分力ることができる構成となって、る。

更に、前記使用済み燃料貯蔵槽 40及び Z又は前記燃料貯蔵槽 10、あるいは、前記使用済み燃料貯蔵槽 40と前記燃料貯蔵槽 10との接続部を、接合又は嵌合自在などとすれ、これらは取り外し可能となるので、燃料貯蔵槽 10、使用済み燃料貯蔵槽 40、及びこれらの接続部の交換が容易にできることとなる。

更にまた、前記使用済み燃料貯蔵槽 40及び Z又は前記燃料貯蔵槽 10、あるいは、前記使用済み燃料貯蔵槽 40と前記燃料貯蔵槽 10との接続部に、開閉可能な蓋体を設けてもよぐこれにより、ごみ等の異物の侵入を防止することができる。

[0184] また、この実施形態の燃料電池 Aでは、ポンプゃブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなぐ液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給及び再供給することができる構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。

更に、各単位セル 20、 20への燃料供給には、燃料貯蔵槽 10の端部より中継芯 10 bを介して、または、直接接続される浸透構造を有する燃料供給体 30が連結されることにより、複数セル力もなる燃料電池の小型化が達成することができるものとなる。

[0185] 図 41は、本第 8発明の第 2実施形態の燃料電池 Bを示すものである。以下の実施形態において、前記第 1実施形態と同様の構成及び効果を発揮するものについては、図 39と同一符号を付してその説明を省略する。

この第 2実施形態の燃料電池 Bは、図 41に示すように、燃料貯蔵槽 10が液体燃料を直接貯蔵すると共に、燃料貯蔵槽 10の下部にコレクタ一体 15を備えて液体燃料を中継芯 10bを貸して燃料供給体 30に供給する点、使用済み燃料貯蔵槽 40内〖こ使用済み燃料が直接収容される点、及び燃料供給体 30と接触する接続部に中綿や多孔体、または繊維束体など力もなる中継芯 40b及び中継芯 40bの周囲にコレクタ一体 42を設けてヽる点でのみ、上記第 1実施形態の燃料電池 Aと相違するものである。

このコレクタ一体 15は、直液筆記具などにおいて用いられる部材と同様の構成であり、気圧、温度変化等により燃料貯蔵槽 10内に直接収容される液体燃料が燃料供給体 30に過剰に流出するのを防ぐものであり、膨張等により過剰となった液体燃料はコレクタ一体のコレクタ一部 15a, 15a…の隙間（羽根体間）などに保持され、気圧、温度変化が元に戻れば燃料貯蔵槽 10内に戻る構造となっている。

[0186] また、コレクタ一体 45も、直液筆記具などにおいて用いられる部材と同様の構成であり、気圧、温度変化等により使用済み燃料貯蔵槽 40内に直接収容される使用済み液体燃料が燃料供給体 30に逆流することを防ぐものであり、膨張等により逆流しそうな使用済み液体燃料はコレクタ体 45のコレクタ部 45a, 45a…の隙間などに保持され、気圧、温度変化が元に戻れば使用済み燃料貯蔵槽 40内に戻る構造となっている。 [0187] これらのコレクタ一体 15及び 45の材質としては、収容される液体燃料に対して保存安定性、耐久性を有するものであれば、特に限定されず、アルミニウム、ステンレスなどの金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂などが挙げられる。特に好ましくは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂であり、通常の射出成形や複雑な形状を形成可能な光造形技術によって製造することができる。また、前記の合成樹脂などのフィルムをプレスカロェするなどして得られる枚葉体を積層させることで、前記射出成形や光造形技術によるコレクタ一部の代わりとし、コレクタ一体を構成させることもできる。

[0188] また、これらのコレクタ一体 15及び 45の表面エネルギーは、好ましくは、液体燃料、使用済み燃料の表面自由エネルギーよりも高く設定されることが重要であり、これにより液体燃料、使用済み燃料に対するコレクタ一体の濡れ性が向上し、液体燃料、使用済み燃料の保持力が向上するものとなる。コレクタ一体の表面自由エネルギーの調整には、通常、プラズマ処理、オゾン処理、表面改質剤による処理などにより行うことができる。

[0189] この第 2実施形態の燃料電池 Bは、前記第 1実施形態の燃料電池 Aと同様、中継芯 40bの毛管力は、燃料電極体 21及び Z又は燃料電極体 21に接する燃料供給体 30く中継芯 40bとすることで、使用済み燃料貯蔵槽 40から各単位セル 20、 20の個々に使用済み燃料が逆流を起こすことなぐ反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽 40に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる。

更に、この使用済み燃料貯蔵槽 40から残った液体燃料の成分を再使用するために、燃料再供給路 60を備え、該燃料再供給体 60aが内部に設けられており、燃料貯蔵層 10に接続されている。本実施形態では、第 1実施形態とは相違し、使用済み燃料貯蔵槽 40内に使用済み燃料吸蔵体が設けられていないため、燃料再供給体 60a や燃料再供給体 60の流通路に関して上記燃料供給体 30などとの毛細管力について考慮することなく設けることができる。

また、第 2実施形態でも、燃料貯蔵槽 10又は使用済み燃料貯蔵槽 40にメタノール等の液体燃料の濃度センサ 70を取り付けてよ、ものである。このようにすればメタノール等の液体燃料が発電に供しなくなる濃度まで燃料の使用が可能であり、その濃度となったことはセンサ力も表示部 71を通じ、燃料の使い終わりが使用者に容易に分力ることができる構成となって、る。

[0190] 図 42及び図 43は、本第 8発明の第 3実施形態の燃料電池 Cを示すものである。

本実施形態の燃料電池 Cは、単位セルが高ヽ導電性を持ちメタノール水溶液などの液体燃料を毛管力で吸い上げることのできる多孔質炭素などを電池支持体とし、その表面に電極 Z電解質 Z電極の各層を設けることにより単位セルとした点で、上記第 1実施形態の単位セルと相違するものである。この実施形態は、液体燃料を下部から上部へ浸透させる態様のものである。

この実施形態の燃料電池 Cは、図 43に示すように、電気導電性を有する炭素質多孔体を基材 25とし、該基材 25の表面に上記第 1実施形態と同様な構成となる電極（燃料極） 26Z電解質 27Z電極 (空気極） 28の各層（MEA)を形成した単位セル (燃料電池セル） 29を 4つ直列に連結したものである。

[0191] 本実施形態の基材 25となる炭素質多孔体は、電気導電性を有すると共に、液体燃料及びガスの浸透媒体、並びに、電池支持体として機能 (以下、単に「各特性」という場合がある）するものであり、これらの特性を有するものであれば、その素材は特に限定されるものでないが、例えば、アモルファス炭素、アモルファス炭素と炭素粉末との複合体、等方性高密度炭素成形体、炭素繊維抄紙成形体、活性炭素成形体などが挙げられ、好ましくは、成形性、コスト、所望の物性が容易に得られる点等から、ァモルファス炭素、アモルファス炭素と炭素粉末との複合体により構成することが望ましヽアモルファス炭素は、焼成により 5%以上の炭化収率を示すもので、例えば、ポリ塩化ビュル、塩素化塩ィ匕ビュル榭脂、ポリアクリロニトリル、ポリビュルアルコール、ポリ塩化ビニルーポリ酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性榭脂、フエノール榭脂、フラン榭脂、イミド榭脂、エポキシ榭脂等の熱硬化性榭脂、セルロース、アラビアガムなどの天然高分子物質等力選ばれる少なくとも 1種の原料を焼成することなどにより得られるまた、炭素粉末としては、例えば、黒鉛、タール状物質を更に乾留して得られるピッチ、炭素繊維、カーボンナノチューブ、メソカーボンマイクロビーズから選ばれる少なくとも 1種が挙げられる。

上記アモルファス炭素と炭素粉末との複合体は、全量に対して、粒径を調整したァモルファス炭素原料 50— 100重量％と炭素粉末 0— 50重量％とを混合したものを、例えば、不活性雰囲気中で 700°C以上で炭素化することなどにより得られる。

[0192] また、上記各特性を好ましく発揮させるために、基材 25となる炭素質多孔体は、平均孔径 1一 100 /ζ πι、気孔率 10— 85%であり、かつ、毛管現象により液浸透性 (液体燃料を浸透させる機能)及び自己形状を保持するのに十分な強度を有するものであることが望ましい。本実施形態では、平均孔径 20 /ζ πι、気孔率 55%、毛管現象により液浸透性及び自己形状を保持するのに十分な強度を有するものとなっている。更に好ましくは、平均孔径 5— 70 /ζ πι、気孔率 20— 70%とし、かつ、毛管現象により液浸透性を有するものであることが特に望ましい。

なお、上記平均孔径（1一 100 /z m)、気孔率（10— 85%)などが上記各範囲外となる場合は、電気導電性、液体燃料及びガスの浸透媒体、並びに、電池支持体としての機能に不都合を生じることがあり、好ましくない。

また、液浸透性を向上させるためには、更に、得られた基材に、空気酸化、電気化学的な酸化などの処理を施してもょヽ。

[0193] 上記各特性を有する炭素質多孔体 25は、例えば、熱融着可能な上述の榭脂粒子を任意の形状の型に入れ、加熱等により融着し、不活性雰囲気中で焼成することで目的の連続気孔を有する炭素質多孔体を製造することができ、また、結合材である榭脂と炭素粉末である黒鉛などを混合'混練したものを粉砕'造粒し、任意の形状の型に入れプレス成形し、不活性雰囲気中で焼成することで目的の連続気孔を有する炭素質多孔体を製造することができる。

[0194] 本実施形態の基材 25となる炭素質多孔体は、図 43に示すように、形状は平板状となっており、全体が上記各特性を有するものである。また、基材 25は、少なくとも一部に電気導電性を有してもよぐ及び Z又は、少なくとも一部が炭素質多孔体力ゝらなるものであってもよ、ものである。

本実施形態の単位セル (燃料電池セル） 29は、上記各特性を有する基材 25表面に Pt— RuZC触媒を塗布した燃料極 26、シート状炭素多孔体に PtZC触媒を塗布した空気極 28とで電解質膜 27を挟持し、ホットプレスにより形成することができる。この燃料電池セル 29は、図 43 (a)及び (b)に示すように、基材 25の上部面にガス抜き及び液体燃料浸透促進のための通気通液孔 35, 35· · ·を有する通気孔部材 36 が取り付けられたものである。

このカートリッジ化した燃料電池セル 29を用いることにより、燃料電池セル 29の連結作業、電気的接続の効率化、電池 (セル）間のスペースの空洞化による空気あるいは液体燃料の対流、拡散速度の増大による電池性能の向上を発揮することができる

[0195] 本実施形態では、上記燃料電池セル 29, 29…を保持すると共に、液体燃料貯蔵槽 10の吸蔵体 10aから燃料供給体 30を介して燃料供給ホルダー体 32に各セル間が等間隔となるように取り付けられている。この各セル 29, 29間を 1一 20mm程度の等間隔とすることにより、セル間を対流、拡散する空気あるいは燃料の流れ、濃度が均一化され、各セルの出力が均一化され、電池の出力安定ィ匕を発揮することができる、なお、空気更新による、高出力化のため、適宜小型のファンを用いて、空気を強制対流してもよ、ものである。

この構造の燃料電池 Cでは、各燃料電池セル 29の炭素質多孔体で液体燃料を浸透させると共に、外表面に形成される電極面を空気に曝す構造であり、図 4に示すように、各燃料電池セルの長さ方向を水平にしても、垂直にしても又は斜めにしても、液体燃料の浸透方向が上力でも、下からでも、横力でも浸透させることができるので、液体燃料貯蔵槽 10から各燃料電池セル 29に直接液体燃料が途絶えることなく安定的に、かつ、継続的に供給することができ、各燃料電池セル 29に液体燃料が導入されて発電するものである。

[0196] 上記の単位セルを複数配列することによって、電極面積を拡大し体積当りの電力の出力密度を大きくすることができる。図 42に示すように、セル間に隙間を保つように配列することによって、その隙間を空気供給のための流路として利用できるようになる。本実施形態では、燃料電池セル 29の上端面となる通気通液孔 35, 35· · ·に、使用済み燃料を吸蔵する燃料吸蔵体力ゝらなる一時的使用済み燃料貯蔵槽 42と燃料貯蔵槽 10が燃料再供給体 60aを介して接続された形となっており、排燃料は直接燃料吸蔵体 10aに戻されるようになって、る。

[0197] この実施形態の燃料電池 Cは、第 1実施形態の燃料電池 Aと同様に、燃料電池各要素の毛管力は、燃料吸蔵体 10aく燃料再供給路 60 (燃料再供給体 60a)であるので、燃料吸蔵体 10aと燃料再供給路 60又は燃料再供給体 60aと接触させると、燃料吸蔵体 10aから燃料再供給路 60又は燃料再供給体 60aへの燃料の流れができてしまうので、使用済み燃料が燃料貯蔵槽 10へ戻ることが無くなってしまう。従って、燃料吸蔵体 10aと燃料再供給路 60又は燃料再供給体 60aは接触する構成とはしないことが重要であり、本実施形態では燃料再供給体 60aから滴下体 60bを設け、燃料貯蔵体 10内に使用済み燃料を滴下させ吸蔵体 10aに吸蔵させるように構成している

[0198] このように構成される本実施形態の燃料電池 Cでは、電気導電性を有する炭素質多孔体を基材 25とし、該基材 25の表面に電極 26Z電解質 27Z電極 28の各層を形成した単位セル 29をホルダー体 32に取り付け、基材 25に液体燃料を浸透させると共に、基材 25の外表面に形成される電極面を空気に曝す構造となり、上記基材 25 を電極'集電体、液体燃料又はガスの浸透媒体、及び電池支持体として共有するものであり、燃料貯蔵槽 10の液体燃料を浸透作用により燃料電池セル 29に導入されて発電するものである。

本実施形態では、基材 25が上記特性、すなわち、電気導電性を有すると共に、液体燃料及びガスの浸透媒体、並びに、電池支持体として機能するので、液体燃料は外部に漏出することがなぐ燃料電池 Cを縦型配置、横型配置にされても、燃料貯蔵槽 10力も単位セル 29に直接液体燃料が途絶えることなく安定的に、かつ、継続的に供給することができるちのとなる。

[0199] この実施形態の燃料電池 Cでは、ポンプゃブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなく電気導電性を有する炭素質多孔体となる基材を電極 ·集電体、液体燃料又はガスの浸透媒体、及び電池支持体として共有することにより、セパレータを不要とすることができるので、この不要となった空間をガス又は液体燃料の対流' 拡散の場に利用することで、液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することができる構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となり、しかも、簡便に使用済み燃料の再利用を可能となる燃料電池が得られるものとなる。

[0200] また、この実施形態では、多孔質支持体となる基材 25の表面の大部分を電極として利用することができ、また、基材 25の多孔質炭素は燃料極の集電体をも兼ねるのでその端部で比較的容易にセル同士の電気的接続を行うことができる。

更に、この実施形態でも、燃料貯蔵槽 10又は使用済み燃料貯蔵槽 42にメタノール等の液体燃料の濃度センサ 70を取り付けてよ、ものである。このようにすればメタノール等の液体燃料が発電に供しなくなる濃度まで燃料の使用が可能であり、その濃度となったことはセンサ力も表示部 71を通じ使用者に終了サインとして伝えることができる。

[0201] 本発明の燃料電池は、上記各実施形態に限定されるものではなぐ本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。

例えば、上記第 1実施形態で燃料電池セル 20は円柱状のものを用いた力角柱状、板状の他の形状のものであってもよぐまた、燃料供給体 30との接続は直列接続のほ力、並列接続であってもよい。

更に、上記実施形態では、直接メタノール型の燃料電池として説明したが、燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給され、燃料供給体の終端は、使用済み燃料貯蔵槽に接続される燃料電池であって、前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽とが接続され、使用済み燃料が前記燃料貯蔵槽に供給されて液体燃料として再利用できる構成としてなるものであれば、本発明は上記直接メタノール型の燃料電池に限定されるものではなぐ改質型を含む高分子改質膜型の燃料電池にも好適に適用することがでさるちのである。

実施例

[0202] 次に、実施例により本第 6発明及び第 7発明を更に詳細に説明するが、本第 6及び第 7発明は下記実施例に限定されるものではない。

[0203] (実施例 1) 図 28—図 30及び図 33に準拠する燃料電池用燃料貯留体 Bを使用した。

使用した液体燃料 F、燃料タンク 10、液体燃料排出部 20、液体押圧機構 30は、下記の構成のものを用いた。

液体燃料：

10wt%濃度メタノール液、充填量 5ml

燃料タンク 10 :

酸素ガス透過度（酸素ガス不透過性）力 S lOOcc · 25 μ m/m² · 24hr · atm (25°C、 65%RH)以下であり、かつ、光線透過率が 80%以上となるポリエチレンテレフタレート榭脂から構成、肉厚 lmm、

液体燃料排出部 20 :

上方分割部材 23及び下方分割部材 24の材質：ポリプロピレン製、逆止弁体 26の材質：ポリプロピレン製、付勢部材 27：コイルスプリング、排出口直径： 2mm

液体押圧機構 30 :

外筒部材 31の材質:ポリプロピレン製、内筒部材 32の材質:ポリプロピレン製、ねじ棒 40の材質: ABS製、ピストン 50の材質:シリコーンゴム製、回転操作部材 33の外筒部材 31が 1回転（360度)で、液体燃料 Fが排出部 24から 0. 1ml定量排出する。

[0204] 上記構成の燃料電池用燃料貯留体 Bを実際に使用、すなわち、回転操作部材 33 の外筒部材 31を、マーク部 14を基準 (液体燃料の排出なし、排出量 Oml)にし対向する突状部 31aもマーク部 14に合わせ、外筒部材 31を回転させて次の突状部 31a に合わせると、液体燃料排出部 20の排出口 24から 0. 0125mlの液体燃料が排出されることを確認した。また、この回転操作 (排出操作)の際に、ラチヱット機構 36によるクリック感の確認のみでなぐ液体燃料の排出量も容易に確認することが判った。また、燃料電池用燃料貯留体 Bの排出口 24を下にして手に持ち左右に振っても、液体燃料の漏れなどはなヽことを確認した。

[0205] (実施例 2)

図 35—図 37及び図 33に準拠する燃料電池用燃料貯留体 Aを使用した。使用した液体燃料 F、燃料タンク 10、液体燃料排出部 20、液体押圧機構 30は、下記の構成のものを用いた。液体燃料：

10wt%濃度メタノール液、充填量 5ml

燃料タンク 10 :

酸素ガス透過度（酸素ガス不透過性）力 S lOOcc · 25 μ m/rn · 24hr · atm (25°C、 65%RH)以下であり、かつ、光線透過率が 80%以上となるポリエチレンテレフタレート榭脂から構成、肉厚 lmm、

液体燃料排出部 20 :

液体押圧機構 30 :

[0206] 上記構成の燃料電池用燃料貯留体 Aを実際に使用、すなわち、回転操作部材 33 の外筒部材 31を、マーク部 14を基準 (液体燃料の排出なし、排出量 0ml)にし対向する突状部 31aもマーク部 14に合わせ、外筒部材 31を回転させて次の突状部 31a に合わせると、液体燃料排出部 20の排出口 24から 0. 0125mlの液体燃料が排出されることを確認した。また、この回転操作 (排出操作)の際に、ラチヱット機構 36によるクリック感の確認のみでなぐ液体燃料の排出量も容易に確認することが判った。また、燃料電池用燃料貯留体 Bの排出口 24を下にして手に持ち左右に振っても、液体燃料の漏れなどはなヽことを確認した。

また、液体燃料排出部 20の排出口 24に、内径 2mmのシリコーンゴム製チューブ（長さ 100mm)の一端を接続し、他端を廃燃料回収口部に接続し、回転操作部材 33 の外筒部材 31を回転させて 0. 5mlの液体燃料が排出せしめると、燃料タンク 10内の空間部 15に液体燃料が回収されることを確認した。

産業上の利用可能性

[0207] 本発明の燃料電池、燃料電池用燃料貯留体は、燃料貯蔵槽から直接液体燃料を安定的かつ継続的に供給することができると共に、燃料電池の小型化をなし得ることができるので、携帯電話、ノート型パソコン及び PDAなどの携帯用電子機器の電源として好適に用いることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 燃料電極体に電解質層と、該電解質層に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給される燃料電池であって、前記液体燃料貯蔵槽に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる液体燃料吸蔵体を含むことを特徴とする燃料電池。

[2] 前記液体燃料貯蔵槽が交換可能なカートリッジ構造体である請求項 1に記載の燃料電池。

[3] 前記カートリッジ構造体から液体燃料を燃料供給体に、前記液体燃料吸蔵体よりも大き、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体力もなる中継芯を介して、液体燃料を継続的に供給する請求項 1又は 2に記載の燃料電池。

[4] 前記燃料供給体又は燃料電極体の毛管力が前記中継芯の毛管力よりも大きいこ請求項 1一 3の何れか一つに記載の燃料電池。

[5] 前記カートリッジ構造体に含浸された液体燃料を燃料供給体に供給する燃料電池であり、上記カートリッジ構造体に含浸された液体燃料が、視認性を有する透明又は半透明の榭脂で形成され、少なくとも液体燃料と接する面には液体燃料はじき層を形成してなる液体燃料誘導管を介して燃料供給体に供給されると共に、前記カートリッジ構造体からの液体燃料終了サインをカートリッジ構造体に形成した視認部を介して前記液体燃料誘導管を視認することにより検知する請求項 2— 4の何れか一つに記載の燃料電池。

[6] 前記視認部の内壁に平滑な部分と微小な凹凸を持つ部分を設け、それらを組み合わせることにより、液体燃料の終了を使用者に検知させる表示を設けた請求項 5に記載の燃料電池。

[7] 前記カートリッジ構造体が前記燃料供給体よりも下に位置した状態で継続して燃料供給が可能である請求項 2— 6の何れか一つに記載の燃料電池。

[8] 前記液体燃料が着色されて、る請求項 1一 7の何れか一つに記載の燃料電池。

[9] 前記燃料供給体の終端に使用済みの燃料貯蔵槽を接続し、使用済み燃料貯蔵槽として前記カートリッジ構造体が利用可能な請求項 1一 8の何れか一つに記載の燃料電池。

[10] 燃料電極体に電解質層と、該電解質層に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給される燃料電池であって、前記燃料貯蔵槽カゝら液体燃料を燃料供給体に供給する供給機構に、コレクタ一体又はバルブ体を有することを特徴とする燃料電池。

[11] 前記燃料貯蔵槽が交換可能なカートリッジ構造体力もなる請求項 10に記載の燃料電池。

[12] 前記コレクタ一体が射出成形又は光造形技術により製造、若しくは、前記コレクタ一体が枚葉体により構成されて、る請求項 10又は 11に記載の燃料電池。

[13] 前記コレクタ一体表面が前記液体燃料よりも表面自由エネルギーが高く調整されていることを特徴とする請求項 10— 12の何れか一つに記載の燃料電池。

[14] 前記カートリッジ構造体から液体燃料を燃料供給体に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる中継芯を通して、液体燃料を継続的に供給する請求項 1

0— 13の何れか一つに記載の燃料電池。

[15] 前記燃料供給体の終端に使用済みの燃料貯蔵槽を接続し、使用済み燃料貯蔵槽として前記カートリッジ構造体が利用可能とする請求項 10— 14の何れか一つに記載の燃料電池。

[16] 前記燃料貯蔵槽及び Z又は前記燃料供給体を押圧することで前記バルブ体を開放し、一定量の液体燃料を燃料供給体に供給する請求項 10に記載の燃料電池。

[17] 前記燃料貯蔵槽がバルブ体を有するカートリッジ構造体である請求項 10又は 16に記載の燃料電池。

[18] 燃料電極体に電解質層を構築し、該電解質層に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給され、燃料供給体の終端は、使用済み燃料貯蔵槽に接続される燃料電池であって、前記使用済み燃料貯蔵槽に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる中継芯を配し、該中継芯を介して使用済み燃料を前記使用済み燃料貯蔵擦こ排出し、該中継芯を介した排出孔以外は密閉されていることを特徴とする燃料電池。

[19] 前記使用済み燃料貯蔵槽に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる使用済み燃料吸蔵体を、上記中継芯と接するように設けた請求項 18に記載の燃料電池。

[20] 前記使用済み燃料吸蔵体の中継芯の毛管力が前記燃料供給体の毛管力以上である請求項 18又は 19に記載の燃料電池。

[21] 前記使用済み燃料吸蔵体の毛管力が前記中継芯の毛管力以上である請求項 18 一 20の何れか一つに記載の燃料電池。

[22] 前記使用済み燃料吸蔵体へ使用済み液体燃料を、前記使用済み燃料貯蔵槽に排出する排出機構に、コレクタ一体を有する請求項 18— 21の何れか一つに記載の燃料電池。

[23] 前記コレクタ一体が射出成形又は光造形技術により製造、若しくは、前記コレクタ一体が枚葉体により構成されている請求項 18— 22の何れか一つに記載の燃料電池。

[24] 前記コレクタ一体表面が前記使用済み液体燃料よりも表面自由エネルギーが高く調整されている請求項 18— 23の何れか一つに記載の燃料電池。

[25] 前記使用済み燃料貯蔵槽が、取り外し可能である請求項 18— 24の何れか一つに記載の燃料電池。

[26] 前記使用済み燃料貯蔵槽に、開閉可能な蓋体を設けた請求項 18— 25の何れか一つに記載の燃料電池。

[27] 燃料電極体に電解質層を構築し、該電解質層に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体が連結されて液体燃料が供給され、燃料供給体の終端は、使用済み燃料貯蔵槽に接続される燃料電池であって、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる中継芯を配し、該中継芯を介して使用済み燃料を前記使用済み燃料貯蔵槽に排出する構成で、該使用済み燃料貯蔵槽が開放されていることを特徴とする燃料電池。

[28] 前記使用済み燃料貯蔵槽に、毛管力を有する多孔体及び Z又は繊維束体からなる使用済み燃料吸蔵体を設けた請求項 27に記載の燃料電池。

[29] 前記使用済み燃料吸蔵体の中継芯の毛管力が前記燃料供給体の毛管力以上である請求項 27又は 28に記載の燃料電池。

[30] 前記使用済み燃料吸蔵体の毛管力が前記中継芯の毛管力以上である請求項 27 一 29の何れか一つに記載の燃料電池。

[31] 前記使用済み燃料吸蔵体へ使用済み液体燃料を前記使用済み燃料貯蔵槽に排出する排出機構に、コレクタ一体を有する請求項 27— 30の何れか一つに記載の燃料電池。

[32] 前記コレクタ一体が射出成形又は光造形技術により製造、若しくは、前記コレクタ一体が枚葉体により構成されている請求項 27— 31の何れか一つに記載の燃料電池。

[33] 前記コレクタ一体表面が前記使用済み液体燃料よりも表面自由エネルギーが高く調整されている請求項 27— 32の何れか一つに記載の燃料電池。

[34] 前記使用済み燃料貯蔵槽が、取り外し可能である請求項 27— 33の何れか一つに記載の燃料電池。

[35] 前記使用済み燃料貯蔵槽に、開閉可能な蓋体を設けた請求項 27— 34の何れか一つに記載の燃料電池。

[36] 前記使用済み燃料貯蔵槽に微小な開口部を設け、該使用済み貯蔵槽内面及び該微小開放部周辺の表面自由エネルギーが前記使用済み液体燃料よりも低く調整されている請求項 27— 35の何れか一つに記載の燃料電池。

[37] 液体燃料カ^タノール液、ジメチルエーテル（DME)、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液力も選ばれる少なくとも 1種である請求項 1一 36の何れか一つに記載の燃料電池。

[38] 燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体であって、該カートリッジ型燃料貯留体は、液体燃料を収容する燃料タンク部と、該燃料タンク部の先端に設けられる逆止弁を有する液体燃料排出部と、上記燃料タンク部に設けられる液体燃料押圧機構とを備え、該液体燃料押圧機構によって燃料タンク部内に収容した液体燃料を、前方へ押圧し一定量の液体燃料を液体燃料排出部に供給し、該液体燃料排出部カゝら一定量の液体燃料を排出せしめることを特徴とする燃料電池用燃料貯留体。

[39] 液体燃料押圧機構は、燃料タンク部の後方に、外筒部材とその内方に回動不能に挿入される内筒部材とにより構成された回転操作部材と、該回転操作部材の外筒部材の先端部に設けられる、燃料タンク部の内面に形成されたラチェット歯と該ラチエツト歯に係合する係止爪とからなるラチエツト機構と、上記回転操作部材の内筒部材の内方に挿入されたねじ棒と、該ねじ棒の先端部に設けられると共に、燃料タンク部の内面に突設される隔壁より前方において燃料タンク部の内面に摺動可能に挿入されるピストンとを備え、上記ねじ棒は、外周面に形成された雄ねじ部が内筒部材の前端に形成される雌ねじ部に螺合すると共に、前記隔壁の挿通孔に揷通されて、内筒部材に対し長手方向へのみ移動可能とし、前記回転操作部材の外筒部材の回転操作によって、ねじ棒を回転させ、ねじ棒を雌ねじ部との螺合によって前方へと移動させ、該ねじ棒の先端に連結されたピストンによって、一定量の液体燃料を液体燃料排出部に供給し、該液体燃料排出部力も一定量の液体燃料を押し出す請求項 38に記載の燃料電池用燃料貯留体。

[40] 燃料タンク部は、酸素バリア性の榭脂層を少なくとも 1層以上有する請求項 38又は 39に記載の燃料電池用燃料貯留体。

[41] 酸素ノリア性の榭脂層は、エチレン 'ビュルアルコール共重合榭脂、ポリアクリロ-トリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩ィ匕ビ-リデン、ポリ塩ィ匕ビニルの単独若しくは 2種以上の榭脂からなる請求項 40に記載の燃料電池用燃料貯留体。

[42] 燃料タンク部は、光線透過率が 50%以上である材質で形成されている請求項 38 一 41の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。

[43] 燃料タンク部は、少なくとも液体燃料と接触する壁面が液体燃料の表面自由ェネルギ一よりも低く調整されている請求項 38— 42の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。

[44] 燃料電池本体と、該燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体とを有する燃料電池であって、上記燃料電池本体は、燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、上記単位セルには請求項 38— 43の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体に接続される燃料供給体が連結されて液体燃料が供給される構成となることを特徴とする燃料電池。

[45] 燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体であって、該カートリッジ型燃料貯留体は、液体燃料を収容すると共に、廃燃料回収口部を有する燃料タンク部と、該燃料タンク部の先端に設けられる逆止弁を有する液体燃料排出部と、上記燃料タンク部に設けられる液体燃料押圧機構とを備え、該液体燃料押圧機構によつて燃料タンク部内に収容した液体燃料を、前方へ押圧し一定量の液体燃料を燃料電池本体へ排出せしめると共に、上記押圧機構によってできる燃料タンク部の空間部を燃料電池本体で消費された使用済み燃料の廃燃料回収槽として構成することを特徴とする燃料電池用燃料貯留体。

[46] 液体燃料押圧機構は、燃料タンク部の後方に、外筒部材とその内方に回動不能に挿入される内筒部材とにより構成された回転操作部材と、該回転操作部材の外筒部材の先端部に設けられる、燃料タンク部の内面に形成されたラチェット歯と該ラチエツト歯に係合する係止爪とからなるラチエツト機構と、上記回転操作部材の内筒部材の内方に挿入されたねじ棒と、該ねじ棒の先端部に設けられると共に、燃料タンク部の内面に突設される隔壁より前方において燃料タンク部の内面に摺動可能に挿入されるピストンとを備え、上記ねじ棒は、外周面に形成された雄ねじ部が内筒部材の前端に形成される雌ねじ部に螺合すると共に、前記隔壁の挿通孔に揷通されて、内筒部材に対し長手方向へのみ移動可能とし、前記回転操作部材の外筒部材の回転操作によって、ねじ棒を回転させ、ねじ棒を雌ねじ部との螺合によって前方へと移動させ、該ねじ棒の先端に連結されたピストンによって、一定量の液体燃料を液体燃料排出部に供給し、該液体燃料排出部力一定量の液体燃料を押し出す請求項 45記載の燃料電池用燃料貯留体。

[47] 燃料タンク部は、酸素ノリア層を少なくとも 1層以上有する請求項 45又は 46に記載の燃料電池用燃料貯留体。

[48] 酸素バリア層は、酸素ノリア性の樹脂からなり、該榭脂はエチレン 'ビュルアルコール共重合榭脂、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩ィ匕ビニリデン、ポリ塩ィ匕ビニルの単独若しくは 2種以上の榭脂からなる請求項 47に記載の燃料電池用燃料貯留体。

[49] 酸素バリア層は、金属酸化物を蒸着させた榭脂フィルムからなり、金属酸化物はァルミナ、シリカ単独又はこれらの両方力もなり、榭脂フィルムはポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンの単独又は複合されてなる請求項 48に記載の燃料電池用燃料貯留体。

[50] 酸素バリア層は、ダイヤモンドライクカーボン (DLC)にて被覆された榭脂フィルムからなり、榭脂フィルムはポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンの単独又は複合されてなる請求項 48記載の燃料電池用燃料貯留体。

[51] 燃料タンク部は、光線透過率が 50%以上である材質で形成されている請求項 45 一 50の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体。

[52] 燃料電池本体と、該燃料電池本体に連結自在となるカートリッジ型燃料貯留体とを有する燃料電池であって、上記カートリッジ型燃料貯留体は、液体燃料を収容すると共に、廃燃料回収口部を有する燃料タンク部と、該燃料タンク部の先端に設けられる逆止弁を有する液体燃料排出部と、上記燃料タンク部に設けられる液体燃料押圧機構とを備え、該液体燃料押圧機構によって燃料タンク部内に収容した液体燃料を、前方へ押圧し一定量の液体燃料を燃料電池本体へ排出せしめると共に、燃料電池本体で消費された使用済み燃料を上記押圧機構によってできる燃料タンク部の空間部に回収することを特徴とする燃料電池。

[53] 燃料電池本体には、使用済み燃料貯蔵槽を有すると共に、該使用済み燃料貯蔵槽は燃料タンク部の逆止弁を有する廃燃料回収口部に接続されている請求項 52に記載の燃料電池。

[54] 燃料電池本体は、燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、上記単位セルには請求項 45— 53の何れか一つに記載の燃料電池用燃料貯留体に接続される燃料供給体が連結されて液体燃料が供給される構成となることを特徴とする燃料電池。

[55] 燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、該各単位セルには液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵槽に接続される浸透構造を有する燃料供給体又は燃料電極体が連結されて液体燃料が供給され、燃料供給体の終端は、使用済み燃料貯蔵槽に接続される燃料電池であって、前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽とが接続され、使用済み燃料が前記燃料貯蔵槽に供給されて液体燃料として再利用できる構成としてなることを特徴とする燃料電池。

[56] 前記燃料貯蔵槽に、液体燃料の濃度センサを備えてヽることを特徴とする請求項 5 5に記載の燃料電池。

[57] 前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽との接続部に中継芯を配置した請求項 55又は 56に記載の燃料電池。

[58] 前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽との接続部に中継芯を配置し、更に、コレクタ一体を備えた請求項 54— 56の何れか一つに記載の燃料電池。

[59] 前記コレクタ一体が射出成形又は光造形技術により製造されている、または、前記コレクタ一体が枚葉体により構成されている請求項 55— 58の何れか一つに記載の燃料電池。

[60] 前記コレクタ一体表面が前記使用済み液体燃料よりも表面自由エネルギーが高く調整されている請求項 55— 59の何れか一つに記載の燃料電池。

[61] 前記使用済み燃料貯蔵槽及び Z又は前記燃料貯蔵槽、あるいは、前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽との接続部が、取り外し可能である請求項 55— 60の何れか一つに記載の燃料電池。

[62] 前記使用済み燃料貯蔵槽及び Z又は前記燃料貯蔵槽、あるいは、前記使用済み燃料貯蔵槽と前記燃料貯蔵槽との接続部に、開閉可能な蓋体を設けた請求項 55—

61の何れか一つに記載の燃料電池。