JP2003299946A - Chemical reaction apparatus and power supply system - Google Patents

Chemical reaction apparatus and power supply system

Info

Publication number
JP2003299946A
JP2003299946A JP2002104329A JP2002104329A JP2003299946A JP 2003299946 A JP2003299946 A JP 2003299946A JP 2002104329 A JP2002104329 A JP 2002104329A JP 2002104329 A JP2002104329 A JP 2002104329A JP 2003299946 A JP2003299946 A JP 2003299946A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
fluid substance
chemical reaction
substrate
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002104329A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4147803B2 (en
Inventor
Hiroyuki Takeyama
啓之 竹山
Yoshihiro Kawamura
義裕 河村
Osamu Nakamura
修 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP2002104329A priority Critical patent/JP4147803B2/en
Priority to US10/405,840 priority patent/US7169367B2/en
Publication of JP2003299946A publication Critical patent/JP2003299946A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4147803B2 publication Critical patent/JP4147803B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chemical reaction apparatus constituted so that functional elements such as a reaction flow channel, a thin film heater and the like are integrated in a minute space, substrates are well bonded mutually without requiring a working process such as highly accurate alignment or the like and the reaction efficiency in the reaction flow channel is enhanced. <P>SOLUTION: The chemical reaction apparatus is equipped with a main substrate 10 comprising a minute substrate, the reaction flow channel 20 formed on one surface of the main substrate 10 and having a predetermined groove-like cross-sectional shape and a meandering flow channel shape, the catalyst bonded and formed on the inner wall surface of the reaction flow channel 20, a closing substrate 30 comprising a minute substrate bonded to one surface of the main substrate 10, and the thin film heater 40A interposing between the main substrate and the closing substrate 30 and bonded to the inside of the reaction flow channel so as to be partially exposed and having a material composition of Ta<SB>x</SB>Si<SB>y</SB>O<SB>z</SB>N<SB>w</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化学反応装置及び
電源システムに関し、特に、微小基板に形成された反応
流路における吸熱触媒反応により、水素ガス等の所望の
流体物質の生成が可能な化学反応装置、及び、該化学反
応装置を燃料電池等における燃料供給部に適用した電源
システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical reaction device and a power supply system, and more particularly to a chemical reaction device capable of producing a desired fluid substance such as hydrogen gas by an endothermic catalytic reaction in a reaction channel formed on a micro substrate. The present invention relates to a reaction device and a power supply system in which the chemical reaction device is applied to a fuel supply unit in a fuel cell or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、化学反応工学の分野においては、
流体化された混合物質を反応流路（チャネル）内に設け
られた触媒による化学反応（触媒反応）により、所望の
流体物質を生成する化学反応装置（「流路反応器」、又
は、「チャネルリアクタ」ともいう）が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of chemical reaction engineering,
A chemical reaction device (“flow channel reactor” or “channel”) that produces a desired fluid substance by a chemical reaction (catalytic reaction) of a fluidized mixed substance with a catalyst provided in a reaction flow channel (channel). Also known as a "reactor").

【０００３】近年、このような化学反応装置の技術分野
に、集積回路等の半導体デバイス製造技術で蓄積された
微細加工技術（マイクロテクノロジー）をはじめとす
る、いわゆる、マイクロマシン製造技術を適用して、例
えば、単一のシリコンチップ上の微小空間にミリメート
ルオーダー又はミクロンオーダーの混合器や反応流路、
分析器等の各種機能要素を集積化したマイクロリアクタ
（又は、「マイクロチャネルリアクタ」ともいう）の研
究開発が活発に行われている。In recent years, so-called micromachine manufacturing technology such as microfabrication technology (microtechnology) accumulated in semiconductor device manufacturing technology such as integrated circuits has been applied to the technical field of such chemical reaction apparatus, For example, a mixer or reaction channel of millimeter order or micron order in a minute space on a single silicon chip,
Research and development of microreactors (or also referred to as “microchannel reactors”) in which various functional elements such as analyzers are integrated have been actively conducted.

【０００４】ここで、マイクロリアクタにおける主要な
構成である反応流路部について、図９を参照して簡単に
説明する。マイクロリアクタの反応流路部は、概略、図
９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、シリコン等の
微小な主基板１０ｐの一面側にフォトエッチング技術等
を用いて、例えば、ミクロンオーダーの幅及び深さを有
する溝部からなる反応流路（マイクロチャネル）２０ｐ
を形成し、該反応流路２０ｐの内壁面（側壁面あるいは
底面等）に図示を省略した所定の触媒を付着形成した
後、該主基板１０ｐの一面側に、上記反応流路２０ｐの
開放部（上記溝部の開口端）を閉止するようにガラス等
の閉止基板３０ｐを接合した構成を有している。Here, the reaction flow path portion, which is the main structure in the microreactor, will be briefly described with reference to FIG. The reaction flow path portion of the microreactor is, for example, as shown in FIGS. 9 (a), (b), and (c), using a photoetching technique or the like on one surface side of a minute main substrate 10p such as silicon, for example, Reaction channel (microchannel) 20p consisting of a groove having a width and depth of the order of microns
And a predetermined catalyst (not shown) is adhered and formed on the inner wall surface (side wall surface or bottom surface) of the reaction channel 20p, and then the opening of the reaction channel 20p is formed on one surface of the main substrate 10p. It has a structure in which a closing substrate 30p made of glass or the like is joined so as to close the (open end of the groove).

【０００５】特に、マイクロリアクタにおける化学反応
（触媒反応）が所定の熱条件による吸熱反応を伴う場合
には、化学反応時に反応流路２０ｐ（詳しくは、触媒）
に所定の熱量（熱エネルギー）を供給するために、図９
（ｂ）、（ｃ）に示すように、閉止基板３０ｐの他面側
（主基板１０との接合側とは反対側）に、上記反応流路
２０ｐの形状（流路形状）と一致又は近似する形状を有
して形成された発熱抵抗体等からなる薄膜ヒータ４０ｐ
を備えた構成が適用される。In particular, when the chemical reaction (catalytic reaction) in the microreactor is accompanied by an endothermic reaction under a predetermined heat condition, the reaction channel 20p (more specifically, the catalyst) during the chemical reaction.
In order to supply a predetermined amount of heat (heat energy) to
As shown in (b) and (c), the shape (flow path shape) of the reaction flow path 20p matches or approximates to the other surface side of the closing board 30p (the side opposite to the bonding side with the main board 10). Thin-film heater 40p formed of a heat-generating resistor or the like having a shape
The configuration with is applied.

【０００６】なお、図９（ａ）、（ｃ）においては、反
応流路２０ｐ及び薄膜ヒータ４０ｐの形状を明確にする
ために、便宜的にハッチングを施して示した。また、図
９においては、化学反応装置の側部に反応流路２０ｐへ
の流体物質の導入部２０ａ及び排出部２０ｂを設けた構
成を示したが、主基板１０ｐ又は閉止基板３０ｐに対し
て垂直方向（すなわち、図９（ａ）、（ｃ）において、
紙面に垂直方向）に上記導入部２０ａ及び排出部２０ｂ
が設けられた構成であってもよい。9 (a) and 9 (c), hatching is shown for convenience in order to clarify the shapes of the reaction channel 20p and the thin film heater 40p. Further, although FIG. 9 shows a configuration in which the fluid substance introduction part 20a and the fluid discharge part 20b to the reaction channel 20p are provided on the side of the chemical reaction device, it is perpendicular to the main substrate 10p or the closed substrate 30p. Direction (that is, in FIGS. 9A and 9C),
The introduction portion 20a and the discharge portion 20b in the direction perpendicular to the paper surface)
May be provided.

【０００７】このような構成を有するマイクロリアクタ
において、例えば、メタノールと水からなる原料物質を
気化した流体物質（混合ガス）を上記反応流路２０ｐの
導入部２０ａ側から導入するとともに、図示を省略した
ヒータ電源により薄膜ヒータ４０ｐに所定の電圧を印加
して加熱し、反応流路２０ｐが所定の温度となるように
熱エネルギーを供給することにより、反応流路２０ｐ内
に付着形成された触媒による吸熱触媒反応が生じて水素
ガスと少量の二酸化炭素等が生成され（メタノール水蒸
気改質反応）、反応流路２０ｐの排出部２０ｂから排出
される。なお、メタノール等のアルコール系原料から上
述したような水蒸気改質反応により水素ガスを生成する
技術は、近年、実用化に向けての研究開発が目覚ましい
燃料改質型の燃料電池における燃料（水素）供給装置に
も適用される技術である。In the microreactor having such a structure, for example, a fluid substance (mixed gas) obtained by vaporizing a raw material substance consisting of methanol and water is introduced from the introduction portion 20a side of the reaction channel 20p, and the illustration is omitted. A predetermined voltage is applied to the thin film heater 40p by a heater power source to heat the thin film heater 40p, and heat energy is supplied so that the reaction channel 20p reaches a predetermined temperature, so that heat is absorbed by the catalyst adhered and formed in the reaction channel 20p. A catalytic reaction occurs to generate hydrogen gas and a small amount of carbon dioxide (methanol steam reforming reaction), and the hydrogen gas is discharged from the discharge part 20b of the reaction flow path 20p. Incidentally, the technology for producing hydrogen gas from an alcohol-based raw material such as methanol by the steam reforming reaction as described above is a fuel (hydrogen) in a fuel reforming fuel cell, which has been remarkably researched and developed for practical use in recent years. This is a technology that is also applied to supply devices.

【０００８】そして、このようなマイクロリアクタにお
いては、反応流路の構成を微細化することにより、次に
示すような種々の特徴を有している。 （１）反応流路の構成を微細化することにより、反応流
路における反応容積が小さくなるので、反応流路とヒー
タとの間の表面積と反応流路の体積の比（表面積／体積
比）が高くなり、触媒反応時の熱伝導特性（伝熱特性）
が向上して、上述したような化学反応の反応効率が改善
されるという利点がある。Further, such a microreactor has various characteristics as described below by miniaturizing the structure of the reaction channel. (1) Since the reaction volume in the reaction channel becomes smaller by making the structure of the reaction channel smaller, the ratio of the surface area between the reaction channel and the heater to the volume of the reaction channel (surface area / volume ratio). Becomes higher, and heat conduction characteristics (heat transfer characteristics) during catalytic reaction
Is improved, and the reaction efficiency of the above-mentioned chemical reaction is improved.

【０００９】（２）また、反応流路の構成を微細化する
ことにより、反応流路の径（断面形状のサイズ）が小さ
くなり、混合物質を構成する反応分子の拡散混合時間が
短くなるので、反応流路内における触媒反応の進行速度
（反応速度）が向上するという利点がある。 （３）さらに、マイクロリアクタの装置構成自体が小型
化されるので、大型炉を製造するときに適用されるよう
な、小型実験炉での検証結果に合わせた段階的なスケー
ルアップ（装置規模の大型化や流体物質の生成能力の向
上）に伴う煩雑な反応工学的な検討が不要になるという
利点がある。なお、マイクロリアクタの具体的な構成例
については、後述する発明の実施の形態の記載において
詳しく説明する。(2) Further, by making the structure of the reaction channel finer, the diameter of the reaction channel (the size of the cross-sectional shape) becomes smaller, and the diffusion and mixing time of the reaction molecules constituting the mixed substance becomes shorter. There is an advantage that the rate of progress of the catalytic reaction (reaction rate) in the reaction channel is improved. (3) Furthermore, since the device structure itself of the microreactor is miniaturized, it is possible to scale up stepwise according to the verification result in a small experimental furnace (large device size), which is applied when manufacturing a large reactor. It is not necessary to carry out complicated reaction engineering studies due to liquefaction and improvement of fluid substance generation ability). Note that a specific configuration example of the microreactor will be described in detail in the description of the embodiments of the invention described later.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなマイクロリアクタにおいては、次に示すような
問題を有している。 （ア）すなわち、従来技術におけるマイクロリアクタ
（上述した反応流路部）の製造プロセスは、まず、図１
０（ａ）に示すように、主基板１０ｐとなる基板材料の
一面側に所定の断面形状及び流路形状を有する溝部（反
応流路２０ｐ）を形成した後、該溝部の内壁面（側壁面
あるいは底面）に所定の触媒層を形成する。一方、この
主基板１０ｐ側の流路形成工程とは独立して、図１０
（ｂ）に示すように、閉止基板３０ｐとなる基板材料の
一面側に、上記溝部の流路形状に一致又は近似する平面
形状（図１０（ｃ）参照）を有するように薄膜ヒータ４
０ｐを形成する。そして、図１０（ｃ）に示すように、
これらの主基板１０ｐに形成された上記溝部（反応流路
２０ｐ）と閉止基板３０ｐに形成された薄膜ヒータ４０
ｐの位置が正確に対応するように、主基板１０ｐ及び閉
止基板３０ｐの位置合わせを行い、主基板１０ｐの一面
側と閉止基板３０ｐの他面側を接合する（貼り合わせ
る）手順が採用されている。However, the above-mentioned microreactor has the following problems. (A) That is, the manufacturing process of the microreactor (the above-mentioned reaction flow path portion) in the conventional technique is as follows.
As shown in FIG. 0 (a), after forming a groove (reaction flow path 20p) having a predetermined cross-sectional shape and flow path shape on one surface side of the substrate material to be the main substrate 10p, the inner wall surface (side wall surface) of the groove section is formed. Alternatively, a predetermined catalyst layer is formed on the bottom surface). On the other hand, independently of the flow path forming process on the main substrate 10p side, as shown in FIG.
As shown in (b), the thin film heater 4 has a flat surface shape (see FIG. 10C) that matches or approximates the flow path shape of the groove portion on one surface side of the substrate material that becomes the closed substrate 30p.
To form 0p. Then, as shown in FIG.
The groove portion (reaction channel 20p) formed on the main substrate 10p and the thin film heater 40 formed on the closing substrate 30p.
The main substrate 10p and the closing substrate 30p are aligned so that the positions of p correspond accurately, and a procedure of joining (bonding) one surface side of the main substrate 10p and the other surface side of the closing substrate 30p is adopted. There is.

【００１１】ここで、上述したマイクロリアクタのよう
に、微小基板にミクロンオーダーで溝部（反応流路２０
ｐ）や薄膜ヒータ４０ｐが形成された構成においては、
上記基板接合工程における位置合わせ精度が、マイクロ
リアクタの反応特性等に大きく影響を与える。そのた
め、基板相互を極めて高い精度で位置合わせする必要が
あり、基板接合工程における作業が繁雑かつ手間のかか
るものとなったり、高精度の製造機器を必要とし、信頼
性の低下や製品コストの上昇を招くという問題を有して
いた。Here, as in the above-described microreactor, a groove portion (reaction channel 20
p) and the configuration in which the thin film heater 40p is formed,
The alignment accuracy in the substrate bonding process greatly affects the reaction characteristics of the microreactor. Therefore, it is necessary to align the boards with each other with extremely high precision, which makes the work in the board bonding process complicated and time-consuming, and requires highly accurate manufacturing equipment, which lowers reliability and increases product cost. Had the problem of inviting.

【００１２】（イ）また、図９、図１０に示したよう
に、主基板１０ｐと閉止基板３０ｐの接合構造におい
て、両者の接合性や密着性が良好でない場合、反応流路
２０ｐを流下する流体物質（混合ガス、水素ガス等）の
漏洩を生じたり、薄膜ヒータ４０ｐからの熱エネルギー
を供給した場合に、上記基板相互の熱膨張率の違いによ
り、接合された基板相互の剥離や破損等が発生して、マ
イクロリアクタの反応特性の劣化や動作不良、周辺機器
への汚染等を生じ、製品品質や信頼性の低下を招くとい
う問題も有していた。(A) Further, as shown in FIGS. 9 and 10, in the joining structure of the main substrate 10p and the closing substrate 30p, when the joining property and the adhesiveness between the two are not good, the reaction flow passage 20p is flowed down. When a fluid substance (mixed gas, hydrogen gas, etc.) leaks or thermal energy is supplied from the thin film heater 40p, the bonded substrates are separated or damaged due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrates. This also causes the deterioration of reaction characteristics of the microreactor, malfunction, contamination of peripheral equipment, and the like, resulting in deterioration of product quality and reliability.

【００１３】（ウ）さらに、上述したようなマイクロリ
アクタにおいて、薄膜ヒータから反応流路（触媒）への
熱エネルギーの伝達効率（熱伝導特性）を向上させ、反
応流路内での吸熱触媒反応の反応効率を向上させるため
に、例えば、反応流路内に薄膜ヒータが露出するような
構成を適用した場合、本願発明者による検証によれば、
上記吸熱触媒反応（水蒸気改質反応）により生成される
流体物質（特に、水素ガス）が、薄膜ヒータを構成する
金属や比較的密度の低い酸化物材料、窒化物材料等のヒ
ータ材料に侵入して膜質の劣化を生じ、薄膜ヒータ本来
の発熱特性が得られなくなり、反応流路内での反応効率
が低下するという問題を有していることが判明した。(C) Further, in the above-described microreactor, the efficiency of heat energy transfer (heat conduction characteristic) from the thin film heater to the reaction channel (catalyst) is improved to promote the endothermic catalytic reaction in the reaction channel. In order to improve the reaction efficiency, for example, when a configuration in which the thin film heater is exposed in the reaction channel is applied, according to the verification by the inventor of the present application,
The fluid substance (particularly hydrogen gas) generated by the endothermic catalytic reaction (steam reforming reaction) penetrates into the metal constituting the thin film heater and the heater material such as oxide material or nitride material having a relatively low density. It has been found that there is a problem that the film quality deteriorates, the original heat generation characteristics of the thin film heater cannot be obtained, and the reaction efficiency in the reaction channel decreases.

【００１４】そこで、本発明は、上述した問題点に鑑
み、微小空間に反応流路や薄膜ヒータ等の機能要素が集
積化された化学反応装置において、高精度の位置合わせ
等の作業工程を必要とすることなく、かつ、基板相互が
良好に接合された構成を有するとともに、反応流路内で
の反応効率の向上を図ることができる化学反応装置、及
び、該化学反応装置を燃料供給部等に適用した電源シス
テムを提供することを目的とする。In view of the above-mentioned problems, the present invention requires work steps such as highly accurate alignment in a chemical reaction device in which functional elements such as a reaction channel and a thin film heater are integrated in a minute space. And a structure in which the substrates are well bonded to each other, and the reaction efficiency in the reaction channel can be improved, and the chemical reaction device includes a fuel supply unit and the like. It aims at providing the power supply system applied to.

【００１５】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
化学反応装置は、少なくとも一つの反応領域を備え、該
反応領域において連続的に形成された反応流路を有し、
該反応流路内で第１の流体物質を第２の流体物質に変換
する化学反応を生じる化学反応装置において、前記反応
領域において、前記反応流路及び隣接する反応流路間を
含む領域に対応して形成され、前記反応流路に所定の熱
量を供給する温度調整層を備えたことを特徴としてい
る。請求項２記載の化学反応装置は、請求項１記載の化
学反応装置において、前記化学反応装置は、前記反応領
域を複数有し、該各反応領域において互いに異なる化学
反応を生じ、前記反応流路は少なくとも前記各反応領域
毎に形成されていることを特徴としている。A chemical reaction device according to claim 1 of the present invention comprises at least one reaction region, and a reaction channel formed continuously in the reaction region,
In a chemical reaction device that causes a chemical reaction for converting a first fluid substance into a second fluid substance in the reaction channel, the reaction region corresponds to a region including the reaction channel and an adjacent reaction channel. And a temperature control layer for supplying a predetermined amount of heat to the reaction channel. The chemical reaction device according to claim 2 is the chemical reaction device according to claim 1, wherein the chemical reaction device has a plurality of the reaction regions, and different chemical reactions occur in each of the reaction regions, and the reaction channel Is formed at least in each of the reaction regions.

【００１６】また、請求項３記載の化学反応装置は、請
求項１又は２記載の化学反応装置において、前記反応領
域に対応して、一面側に前記反応流路が溝状に形成され
た第１の基板と、前記反応領域に対応して、一面側に前
記温度調整層が前記反応流路領域に対応して形成された
第２の基板と、を備え、前記第１の基板の一面側と前記
第２の基板の一面側が対向して、前記反応流路の溝部開
口端が閉止され、かつ、前記反応流路内に前記温度調整
層の一部が露出するように接合されていることを特徴と
している。The chemical reaction device according to claim 3 is the chemical reaction device according to claim 1 or 2, wherein the reaction flow path is formed in a groove shape on one surface side corresponding to the reaction region. One substrate, and a second substrate corresponding to the reaction region, the temperature control layer being formed on one surface side corresponding to the reaction flow channel region, and one surface side of the first substrate And one surface side of the second substrate are opposed to each other, the groove opening end of the reaction channel is closed, and the temperature adjustment layer is partially exposed in the reaction channel. Is characterized by.

【００１７】請求項４記載の化学反応装置は、請求項１
又は２記載の化学反応装置において、前記反応領域に対
応して、一面側に前記反応流路が溝状に形成された第１
の基板と、前記反応領域に対応して、一面側に前記温度
調整層が前記反応流路領域に対応して形成された第２の
基板と、を備え、前記第１の基板の一面側と前記第２の
基板の他面側が対向して、前記反応流路の溝部開口端が
閉止されるように接合されていることを特徴としてい
る。請求項５記載の化学反応装置は、請求項１乃至４の
いずれかに記載の化学反応装置において、前記化学反応
装置は、少なくとも、前記第１の基板及び第２の基板が
微小基板からなり、前記反応流路がミクロンオーダーの
微細化された流路形状を有して形成されていることを特
徴としている。The chemical reaction device according to claim 4 is the chemical reaction device according to claim 1.
Alternatively, in the chemical reaction device according to the first aspect, the reaction channel is formed in a groove shape on one surface side corresponding to the reaction region.
And a second substrate having the temperature adjustment layer formed on one surface side corresponding to the reaction region and corresponding to the reaction flow channel region, and one surface side of the first substrate. It is characterized in that the other surface side of the second substrate faces each other and is joined so that the opening end of the groove portion of the reaction channel is closed. The chemical reaction device according to claim 5 is the chemical reaction device according to any one of claims 1 to 4, wherein at least the first substrate and the second substrate are micro substrates. It is characterized in that the reaction channel is formed to have a micron-ordered channel shape.

【００１８】請求項６記載の化学反応装置は、請求項１
乃至５のいずれかに記載の化学反応装置において、前記
温度調整層は、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）、
酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）からなる化合物の薄膜層により
構成されていることを特徴としている。請求項７記載の
化学反応装置は、請求項６記載の化学反応装置におい
て、前記温度調整層は、前記化合物における酸素及び窒
素の合計含有率が、概ね５６%以下の任意の数値に設定
されていることを特徴としている。A chemical reaction apparatus according to claim 6 is the chemical reaction apparatus according to claim 1.
In the chemical reaction device according to any one of 1 to 5, the temperature adjustment layer is tantalum (Ta), silicon (Si),
It is characterized by being constituted by a thin film layer of a compound consisting of oxygen (O) and nitrogen (N). The chemical reaction device according to claim 7 is the chemical reaction device according to claim 6, wherein the temperature adjustment layer has a total content of oxygen and nitrogen in the compound set to an arbitrary numerical value of approximately 56% or less. It is characterized by being.

【００１９】請求項８記載の化学反応装置は、請求項６
又は７記載の化学反応装置において、前記温度調整層
は、前記化合物における酸素及び窒素の合計含有率が、
概ね３５%乃至５６%の範囲のうち、任意の数値に設定さ
れていることを特徴としている。請求項９記載の化学反
応装置は、請求項６乃至８のいずれかに記載の化学反応
装置において、前記温度調整層は、前記薄膜層のシート
抵抗が、概ね１０Ω／□乃至１００Ω／□の範囲のう
ち、任意の数値に設定されていることを特徴としてい
る。The chemical reaction apparatus according to claim 8 is the chemical reaction device according to claim 6.
Alternatively, in the chemical reaction device according to 7, the temperature adjustment layer has a total content of oxygen and nitrogen in the compound,
It is characterized by being set to an arbitrary numerical value within the range of approximately 35% to 56%. The chemical reaction device according to claim 9 is the chemical reaction device according to any one of claims 6 to 8, wherein the temperature control layer has a sheet resistance of the thin film layer in the range of approximately 10Ω / □ to 100Ω / □. Among them, it is characterized by being set to an arbitrary numerical value.

【００２０】請求項１０記載の化学反応装置は、請求項
６乃至９のいずれかに記載の化学反応装置において、前
記温度調整層は、前記化合物の抵抗率が、概ね０.５ｍ
Ωｃｍ／□乃至１０ｍΩｃｍの範囲のうち、任意の数値
に設定されていることを特徴としている。請求項１１記
載の化学反応装置は、請求項６乃至１０のいずれかに記
載の化学反応装置において、前記温度調整層は、前記化
合物の密度が、概ね７.０×１０ ２２／cm３以上の任意
の数値に設定されていることを特徴としている。A chemical reaction apparatus according to claim 10 is the following:
In the chemical reaction device according to any one of 6 to 9,
The temperature control layer has a resistivity of the compound of about 0.5 m
Any value within the range of Ωcm / □ to 10 mΩcm
It is characterized by being set to. Claim 11
The chemical reaction device described in any one of claims 6 to 10.
In the chemical reaction device described above, the temperature control layer is
The density of the compound is about 7.0 × 10 22/cmThreeAny of the above
It is characterized by being set to the value of.

【００２１】請求項１２記載の化学反応装置は、請求項
１乃至１１のいずれかに記載の化学反応装置において、
前記化学反応装置は、前記反応領域において、前記反応
流路内の少なくとも一部に所定の触媒層が設けられ、前
記温度調整層から前記触媒層に供給される所定の熱量に
基づいて、吸熱又は発熱を伴う前記化学反応を生じるこ
とにより、前記第１の流体物質から前記第２の流体物質
を生成することを特徴としている。The chemical reaction apparatus according to claim 12 is the chemical reaction apparatus according to any one of claims 1 to 11,
The chemical reaction device, in the reaction region, a predetermined catalyst layer is provided in at least a part of the reaction flow path, based on a predetermined amount of heat supplied from the temperature adjustment layer to the catalyst layer, heat absorption or It is characterized in that the second fluid substance is generated from the first fluid substance by causing the chemical reaction accompanied by heat generation.

【００２２】請求項１３記載の化学反応装置は、請求項
１乃至１２のいずれかに記載の化学反応装置において、
前記第１の流体物質は、アルコール系の気体燃料と酸素
を含む混合ガスであり、前記第２の流体物質は、水素ガ
スであって、前記化学反応装置は、少なくとも、前記温
度調整層から供給される熱量に基づいて前記反応流路内
で水蒸気改質反応を生じることにより、前記第１の流体
物質から前記第２の流体物質を生成することを特徴とし
ている。The chemical reactor according to claim 13 is the chemical reactor according to any one of claims 1 to 12.
The first fluid substance is a mixed gas containing an alcohol-based gaseous fuel and oxygen, the second fluid substance is hydrogen gas, and the chemical reaction device is at least supplied from the temperature adjustment layer. The second fluid substance is generated from the first fluid substance by causing a steam reforming reaction in the reaction channel based on the amount of heat generated.

【００２３】請求項１４記載の化学反応装置は、請求項
１乃至１２のいずれかに記載の化学反応装置において、
前記第１の流体物質は、アルコール系の液体燃料又は水
であり、前記第２の流体物質は、前記第１の流体物質が
気化した燃料ガス又は水蒸気であって、前記化学反応装
置は、少なくとも、前記温度調整層から供給される熱量
に基づいて前記反応流路内で気化反応を生じることによ
り、前記第１の流体物質から前記第２の流体物質を生成
することを特徴としている。The chemical reactor according to claim 14 is the chemical reactor according to any one of claims 1 to 12.
The first fluid substance is an alcohol-based liquid fuel or water, the second fluid substance is a fuel gas or water vapor vaporized from the first fluid substance, and the chemical reaction device is at least The second fluid substance is generated from the first fluid substance by causing a vaporization reaction in the reaction channel based on the amount of heat supplied from the temperature control layer.

【００２４】請求項１５記載の化学反応装置は、請求項
１乃至１２のいずれかに記載の化学反応装置において、
前記第１の流体物質は、一酸化炭素ガスと酸素を含む混
合ガスであり、前記第２の流体物質は、水素ガス及び二
酸化炭素ガスであって、前記化学反応装置は、少なくと
も、前記温度調整層から供給される熱量に基づいて前記
反応流路内で水性シフト反応及び選択酸化反応を生じる
ことにより、前記第１の流体物質から前記第２の流体物
質を生成することを特徴としている。A chemical reactor according to claim 15 is the chemical reactor according to any one of claims 1 to 12.
The first fluid substance is a mixed gas containing carbon monoxide gas and oxygen, the second fluid substance is hydrogen gas and carbon dioxide gas, and the chemical reaction device is at least the temperature adjusting device. The second fluid substance is produced from the first fluid substance by causing an aqueous shift reaction and a selective oxidation reaction in the reaction channel based on the amount of heat supplied from the layer.

【００２５】本発明の請求項１６記載の電源システム
は、少なくとも一つの反応領域を備え、該反応領域にお
いて連続的に形成された反応流路を有し、該反応流路内
で第１の流体物質を第２の流体物質に変換する化学反応
を生じる化学反応装置を備え、該化学反応装置により生
成された前記第２の流体物質を直接的又は間接的に用い
て電力を発生する電源システムであって、前記反応領域
において、前記反応流路及び隣接する反応流路間を含む
領域に対応して形成された温度調整層を有し、該温度調
整層から前記反応流路に所定の熱量を供給して、前記反
応流路内で吸熱又は発熱を伴う前記化学反応を生じるこ
とにより、前記第１の流体物質から前記第２の流体物質
を生成することを特徴としている。A power supply system according to a sixteenth aspect of the present invention is provided with at least one reaction region, has a reaction channel continuously formed in the reaction region, and has a first fluid in the reaction channel. A power supply system comprising: a chemical reaction device that causes a chemical reaction to convert a substance into a second fluid substance, and directly or indirectly using the second fluid substance generated by the chemical reaction device to generate electric power. There, in the reaction region, has a temperature adjusting layer formed corresponding to the region including the reaction channel and between adjacent reaction channels, a predetermined amount of heat from the temperature adjusting layer to the reaction channel. The second fluid substance is supplied from the first fluid substance to generate the second fluid substance by causing the chemical reaction accompanied by heat absorption or heat generation in the reaction channel.

【００２６】請求項１７記載の電源システムは、請求項
１６記載の電源システムにおいて、前記化学反応装置
は、前記反応領域を複数有し、該各反応領域において互
いに異なる化学反応を生じ、前記反応流路は少なくとも
前記各反応領域毎に形成されていることを特徴としてい
る。請求項１８記載の電源システムは、請求項１６又は
１７記載の電源システムにおいて、前記化学反応装置
は、前記反応領域に対応して、一面側に前記反応流路が
溝状に形成された第１の基板と、前記反応領域に対応し
て、一面側に前記温度調整層が前記反応流路領域に対応
して形成された第２の基板と、を備え、前記第１の基板
の一面側と前記第２の基板の一面側が対向して、前記反
応流路の溝開口端が閉止され、かつ、前記反応流路内に
前記温度調整層の一部が露出するように接合されている
ことを特徴としている。A power supply system according to a seventeenth aspect is the power supply system according to the sixteenth aspect, wherein the chemical reaction device has a plurality of the reaction regions, and different chemical reactions are generated in the respective reaction regions, and the reaction flow is generated. The passage is formed at least in each of the reaction regions. The power supply system according to claim 18 is the power supply system according to claim 16 or 17, wherein the chemical reaction device has a first flow path formed in a groove shape on one surface side corresponding to the reaction region. And a second substrate having the temperature adjustment layer formed on one surface side corresponding to the reaction region and corresponding to the reaction flow channel region, and one surface side of the first substrate. One surface side of the second substrate faces each other, the groove opening end of the reaction channel is closed, and the temperature control layer is joined so that a part of the temperature adjustment layer is exposed in the reaction channel. It has a feature.

【００２７】請求項１９記載の電源システムは、請求項
１６又は１７記載の電源システムにおいて、前記化学反
応装置は、前記反応領域に対応して、一面側に前記反応
流路が溝状に形成された第１の基板と、前記反応領域に
対応して、一面側に前記温度調整層が前記反応流路領域
に対応して形成された第２の基板と、を備え、前記第１
の基板の一面側と前記第２の基板の他面側が対向して、
前記反応流路の溝開口端が閉止されるように接合されて
いることを特徴としている。請求項２０記載の電源シス
テムは、請求項１６又は１９記載の電源システムにおい
て、前記化学反応装置は、少なくとも、前記反応流路が
ミクロンオーダーの微細化された流路形状を有して微小
空間に形成されていることを特徴としている。A power supply system according to a nineteenth aspect is the power supply system according to the sixteenth or seventeenth aspect, wherein the chemical reaction device has the reaction channel formed in a groove shape on one surface side corresponding to the reaction region. A first substrate and a second substrate corresponding to the reaction region and having the temperature adjustment layer formed on one surface side corresponding to the reaction channel region,
One surface side of the substrate and the other surface side of the second substrate face each other,
It is characterized in that the reaction channel is joined so as to close the groove opening end. The power supply system according to claim 20 is the power supply system according to claim 16 or 19, wherein at least the reaction channel of the chemical reaction device has a micron-ordered flow channel shape in a minute space. It is characterized by being formed.

【００２８】請求項２１記載の電源システムは、請求項
１６又は２０記載の電源システムにおいて、前記化学反
応装置は、前記反応領域において、前記反応流路内の少
なくとも一部に所定の触媒層が設けられ、前記温度調整
層から前記触媒層に供給される所定の熱量に基づいて、
吸熱又は発熱を伴う前記化学反応を生じることにより、
前記第１の流体物質から前記第２の流体物質を生成する
ことを特徴としている。The power supply system according to claim 21 is the power supply system according to claim 16 or 20, wherein the chemical reaction device is provided with a predetermined catalyst layer in at least a part of the reaction channel in the reaction region. And based on a predetermined amount of heat supplied from the temperature adjustment layer to the catalyst layer,
By causing the chemical reaction with endotherm or exotherm,
It is characterized in that the second fluid substance is generated from the first fluid substance.

【００２９】請求項２２記載の電源システムは、請求項
１６乃至２１のいずれかに記載の電源システムにおい
て、前記第１の流体物質は、アルコール系の気体燃料と
酸素を含む混合ガスであり、前記第２の流体物質は、水
素ガスであって、前記化学反応装置は、前記反応領域に
おいて、前記温度調整層から供給される熱量に基づいて
前記反応流路内で水蒸気改質反応を生じることにより、
前記第１の流体物質から前記第２の流体物質を生成する
ことを特徴としている。The power supply system according to claim 22 is the power supply system according to any one of claims 16 to 21, wherein the first fluid substance is an alcohol-based gaseous fuel and a mixed gas containing oxygen. The second fluid substance is hydrogen gas, and the chemical reaction device causes a steam reforming reaction in the reaction flow path in the reaction region based on the amount of heat supplied from the temperature control layer. ,
It is characterized in that the second fluid substance is generated from the first fluid substance.

【００３０】請求項２３記載の電源システムは、請求項
１６乃至２１のいずれかに記載の電源システムにおい
て、前記第１の流体物質は、アルコール系の液体燃料又
は水であり、前記第２の流体物質は、前記第１の流体物
質が気化した燃料ガス又は水蒸気であって、前記化学反
応装置は、前記反応領域において、前記温度調整層から
供給される熱量に基づいて前記反応流路内で気化反応を
生じることにより、前記第１の流体物質から前記第２の
流体物質を生成することを特徴としている。A power supply system according to a twenty-third aspect is the power supply system according to any one of the sixteenth to twenty-first aspects, wherein the first fluid substance is alcohol-based liquid fuel or water, and the second fluid is The substance is fuel gas or water vapor in which the first fluid substance is vaporized, and the chemical reaction device is vaporized in the reaction channel in the reaction region based on the amount of heat supplied from the temperature adjustment layer. It is characterized in that the second fluid substance is generated from the first fluid substance by causing a reaction.

【００３１】請求項２４記載の電源システムは、請求項
１６乃至２１のいずれかに記載の電源システムにおい
て、前記第１の流体物質は、一酸化炭素ガスと酸素を含
む混合ガスであり、前記第２の流体物質は、水素ガス及
び二酸化炭素ガスであって、前記化学反応装置は、前記
反応領域において、前記温度調整層から供給される熱量
に基づいて前記反応流路内で水性シフト反応及び選択酸
化反応を生じることにより、前記第１の流体物質から前
記第２の流体物質を生成することを特徴としている。。A power supply system according to a twenty-fourth aspect is the power supply system according to any one of the sixteenth to twenty-first aspects, wherein the first fluid substance is a mixed gas containing carbon monoxide gas and oxygen. The fluid substance of No. 2 is hydrogen gas and carbon dioxide gas, and the chemical reaction device has an aqueous shift reaction and selection in the reaction channel based on the amount of heat supplied from the temperature control layer in the reaction region. It is characterized in that the second fluid substance is generated from the first fluid substance by causing an oxidation reaction. .

【００３２】請求項２５記載の電源システムは、請求項
１６乃至２４のいずれかに記載の電源システムにおい
て、前記温度調整層は、タンタル（Ｔａ）、シリコン
（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）からなる化合物の薄
膜層により構成されていることを特徴としている。請求
項２６記載の電源システムは、請求項２５記載の電源シ
ステムにおいて、前記温度調整層は、前記化合物におけ
る酸素及び窒素の合計含有率が、概ね３５%乃至５６%の
範囲のうち、任意の数値に設定されていることを特徴と
している。A power supply system according to a twenty-fifth aspect is the power supply system according to any one of the sixteenth to twenty-fourth aspects, wherein the temperature adjustment layer comprises tantalum (Ta), silicon (Si), oxygen (O), nitrogen ( It is characterized in that it is composed of a thin film layer of a compound consisting of N). The power supply system according to claim 26 is the power supply system according to claim 25, wherein in the temperature adjustment layer, the total content of oxygen and nitrogen in the compound is an arbitrary numerical value within a range of approximately 35% to 56%. It is characterized by being set to.

【００３３】請求項２７記載の電源システムは、請求項
２５又は２６記載の電源システムにおいて、前記温度調
整層は、前記化合物の抵抗率が、概ね０.５ｍΩｃｍ／
□乃至１０ｍΩｃｍの範囲のうち、任意の数値に設定さ
れていることを特徴としている。請求項２８記載の電源
システムは、請求項２５乃至２７のいずれかに記載の電
源システムにおいて、前記温度調整層は、前記反応流路
内に露出するように形成されるとともに、前記化合物の
密度が、概ね７.０×１０２２／cm３以上の任意の数値
に設定されていることを特徴としている。The power supply system according to claim 27 is the power supply system according to claim 25 or 26, wherein the temperature control layer has a resistivity of the compound of about 0.5 mΩcm /
It is characterized by being set to an arbitrary numerical value within the range of □ to 10 mΩcm. The power supply system according to claim 28 is the power supply system according to any one of claims 25 to 27, wherein the temperature control layer is formed so as to be exposed in the reaction channel, and the density of the compound is It is characterized by being set to an arbitrary numerical value of approximately 7.0 × 10 22 / cm 3 or more.

【００３４】すなわち、本発明に係る化学反応装置は、
少なくとも一つの反応領域を備え、該反応領域において
反応流路等の機能要素が微小空間にミクロンオーダーに
微細化されて形成され、該反応流路内で第１の流体物質
を第２の流体物質に変換する化学反応を生じる化学反応
装置において、反応領域における、吸熱又は発熱を伴う
化学反応を生じる反応流路及び隣接する反応流路間を含
む領域に対応して薄膜ヒータ（温度調整層）が設けら
れ、かつ、該薄膜ヒータがタンタル（Ｔａ）、シリコン
（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）からなるＴａ−Ｓｉ
−Ｏ−Ｎ系の化合物の薄膜層により構成されている。That is, the chemical reaction device according to the present invention is
At least one reaction region is provided, and in the reaction region, a functional element such as a reaction channel is formed in a micro space by micronizing, and the first fluid substance is converted into the second fluid substance in the reaction channel. In a chemical reaction device that produces a chemical reaction for converting into Ta-Si provided and the thin film heater is made of tantalum (Ta), silicon (Si), oxygen (O), and nitrogen (N).
It is composed of a thin film layer of an —O—N compound.

【００３５】このような構成を有する化学反応装置によ
れば、主基板に閉止基板を接合する際に、反応流路の流
路形状の全域に対して、この領域を含む、より大きな領
域に薄膜ヒータが形成されているので、基板相互の位置
合わせマージンを大きく取ることができ、比較的容易に
位置合わせを行うことができる。したがって、高精度の
製造機器等を必要とすることなく、基板接合工程におけ
る位置合わせ作業を簡素化することができ、製品コスト
を抑制した信頼性の高い化学反応装置を提供することが
できる。According to the chemical reaction device having such a structure, when the closed substrate is joined to the main substrate, the thin film is formed in a larger region including this region with respect to the entire region of the shape of the reaction channel. Since the heater is formed, a large alignment margin can be secured between the substrates, and the alignment can be performed relatively easily. Therefore, it is possible to simplify the alignment work in the substrate bonding process without requiring highly accurate manufacturing equipment and the like, and it is possible to provide a highly reliable chemical reaction device that suppresses the product cost.

【００３６】ここで、上記薄膜ヒータ（温度調整層）
は、反応流路が形成される主基板（第１の基板）と反応
流路の開口端を閉止する閉止基板（第２の基板）との間
に介在して、化学反応が生じる反応流路内に露出するよ
うに設けられるものであってもよいし、閉止基板の他面
側（主基板との接合に用いない面）に設けられるもので
あってもよい。特に、前者の構成においては、薄膜ヒー
タが反応流路内に露出するように構成されているので、
薄膜ヒータから反応流路や触媒層への熱エネルギーの伝
熱特性を大幅に向上することができ、反応流路内部で生
じる化学反応の反応効率を改善することができる。Here, the thin film heater (temperature adjusting layer)
Is a reaction channel in which a chemical reaction occurs by being interposed between a main substrate (first substrate) in which a reaction channel is formed and a closed substrate (second substrate) that closes the open end of the reaction channel. It may be provided so as to be exposed inside, or may be provided on the other surface side of the closing substrate (the surface not used for bonding with the main substrate). Particularly, in the former configuration, since the thin film heater is configured to be exposed in the reaction channel,
The heat transfer characteristics of the thermal energy from the thin film heater to the reaction channel or the catalyst layer can be significantly improved, and the reaction efficiency of the chemical reaction occurring inside the reaction channel can be improved.

【００３７】また、反応流路の流路形状の全域を含むよ
うに形成された薄膜ヒータは、上記Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ
系の化合物における酸素及び窒素の合計含有率が、概ね
５６%以下（好ましくは、概ね３５%乃至５６%の範囲）
の任意の数値、もしくは、化合物の抵抗率が、概ね０.
５ｍΩｃｍ／□乃至１０ｍΩｃｍの範囲のうち、任意の
数値に設定されていることが望ましく、このような材料
組成によれば、薄膜ヒータとして良好な発熱特性が得ら
れる、概ね１０Ω／□以上のシート抵抗を実現すること
ができるとともに、反応流路内での化学反応を効率よく
促進することができる。The thin film heater formed so as to include the entire flow channel shape of the reaction flow channel is the Ta-Si-O-N described above.
The total content of oxygen and nitrogen in the compounds of the system is approximately 56% or less (preferably approximately in the range of 35% to 56%)
, Or the resistivity of the compound is approximately 0.
It is desirable to set it to an arbitrary value within the range of 5 mΩcm / □ to 10 mΩcm. With such a material composition, a sheet resistance of about 10 Ω / □ or more can be obtained, which provides good heat generation characteristics as a thin film heater. And the chemical reaction in the reaction channel can be efficiently promoted.

【００３８】また、薄膜ヒータを構成する上記Ｔａ−Ｓ
ｉ−Ｏ−Ｎ系の化合物を水素化処理して得られるＴａ−
Ｓｉ−Ｏ−Ｎ−Ｈからなる化合物を、薄膜ヒータとして
適用することにより、例えば、シリコン基板からなる主
基板とガラス基板からなる閉止基板とを、加熱して所定
電圧を印加することにより、シリコンＳｉとガラス間に
生じる静電引力を利用して化学結合させる陽極接合を、
主基板と薄膜ヒータ間においても適用することができ、
化学反応装置の製造プロセスを簡易化して効率化しつ
つ、各基板と薄膜ヒータとを良好に接合することができ
る。Further, the above Ta-S constituting the thin film heater.
Ta-obtained by hydrogenating an i-O-N compound
By applying a compound composed of Si-O-N-H as a thin film heater, for example, a main substrate made of a silicon substrate and a closed substrate made of a glass substrate are heated and a predetermined voltage is applied thereto, so that silicon is produced. Anodic bonding that chemically bonds using the electrostatic attraction generated between Si and glass,
It can also be applied between the main substrate and thin film heater,
It is possible to satisfactorily bond each substrate and the thin film heater while simplifying the manufacturing process of the chemical reaction device to improve efficiency.

【００３９】さらに、上記Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の化合
物は、一般的に発熱抵抗体として適用される金属系の抵
抗体材料に比較して、主基板及び閉止基板に適用される
ガラス基板やシリコン基板等に対して、極めて良好な密
着性を有しているので、薄膜ヒータの発熱に伴って熱膨
張や熱収縮が生じた場合であっても、主基板及び閉止基
板との間でストレスが比較的生じにくく、剥離や破損の
発生を良好に抑制することができる。Further, the Ta-Si-O-N-based compound is a glass substrate applied to the main substrate and the closed substrate, as compared with a metal-based resistor material generally applied as a heating resistor. Since it has extremely good adhesion to silicon substrates, etc., even if thermal expansion or contraction occurs due to the heat generation of the thin film heater, it does not interfere between the main substrate and the closed substrate. Stress is relatively unlikely to occur, and the occurrence of peeling and damage can be satisfactorily suppressed.

【００４０】なお、薄膜ヒータが主基板と閉止基板との
間に介在し、反応流路内に露出する構成を適用する場合
にあっては、薄膜ヒータを構成する上記Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ
−Ｎ系の化合物の密度が、概ね７.０×１０２２／cm３
以上に設定されるように、少なくとも、上記化合物に含
まれる窒素の含有割合を制御することが望ましく、この
ような密度設定によれば、通常の金属や酸化物（例え
ば、Ｔａ＋Ｓｉ＋Ｏ系の化合物）により薄膜ヒータを形
成した場合に比較して、簡易に高い密度を実現すること
ができ、反応流路内で生成される水素等の薄膜ヒータへ
の侵入を抑制して、膜質の劣化を防止することができ
る。In the case of applying the structure in which the thin film heater is interposed between the main substrate and the closed substrate and exposed in the reaction channel, the above Ta-Si-O constituting the thin film heater is used.
-The density of the N-based compound is about 7.0 × 10 22 / cm 3
As described above, it is desirable to control at least the content ratio of nitrogen contained in the above compound. According to such density setting, a normal metal or oxide (for example, Ta + Si + O based compound) is used. High density can be easily achieved compared to the case where a thin film heater is formed, and hydrogen that is generated in the reaction channel is prevented from entering the thin film heater to prevent deterioration of film quality. You can

【００４１】また、本発明に係る電源システムは、上述
したような化学反応装置を燃料供給部に適用した構成を
有し、薄膜ヒータから所定の熱エネルギーを供給するこ
とにより、微小空間に形成された反応流路内で、例え
ば、アルコール系の液体燃料又は水（第１の流体物質）
から、燃料ガス又は水蒸気（第２の流体物質）を生成す
る蒸発反応や、アルコール系の気体燃料と水蒸気の混合
ガス（第１の流体物質）から、水素ガス（第２の流体物
質）を生成する水蒸気改質反応、一酸化炭素ガスと水蒸
気の混合ガス（第１の流体物質）から、水素ガス及び二
酸化炭素ガス（第２の流体物質）を生成する水性シフト
反応及び選択酸化反応等を生じさせ、アルコール系の液
体燃料から高い変換効率で水素ガスを生成することがで
きるとともに、有害な副生成物の排出を極力抑制するこ
とができるので、燃料改質型の燃料電池等を備えた電源
システムにおける発電効率の向上や、システム構成の大
幅な小型化を図りつつ、実用化に極めて有益な構成を提
供することができる。Further, the power supply system according to the present invention has a structure in which the above-described chemical reaction device is applied to the fuel supply section, and is formed in a minute space by supplying a predetermined thermal energy from the thin film heater. In the reaction channel, for example, alcohol-based liquid fuel or water (first fluid substance)
To produce a fuel gas or water vapor (second fluid substance), or a hydrogen gas (second fluid substance) from a mixed gas of alcohol-based gaseous fuel and water vapor (first fluid substance) Steam reforming reaction, a water shift reaction and a selective oxidation reaction that generate hydrogen gas and carbon dioxide gas (second fluid substance) from a mixed gas of carbon monoxide gas and steam (first fluid substance) As a result, hydrogen gas can be generated with high conversion efficiency from alcohol-based liquid fuel, and the emission of harmful by-products can be suppressed as much as possible. It is possible to provide a configuration that is extremely useful for practical use while improving the power generation efficiency in the system and significantly reducing the system configuration.

【００４２】[0042]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る化学反応装置
及び該化学反応装置を適用した電源システムの実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。まず、本発
明に係る化学反応装置の一実施形態について、図面を参
照して説明する。図１は、本発明に係る化学反応装置に
適用される反応流路部の一実施形態を示す概略構成図で
ある。また、図２は、本実施形態に係る化学反応装置の
製造プロセスの一例を示す概略図である。なお、ここで
は、化学反応装置の構成を明瞭にするために、反応流路
の流路形状及び薄膜ヒータの平面形状に対して便宜的に
ハッチングを施して示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a chemical reaction device according to the present invention and a power supply system to which the chemical reaction device is applied will be described below with reference to the drawings. First, an embodiment of a chemical reaction device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a reaction flow path section applied to a chemical reaction device according to the present invention. Further, FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing process of the chemical reaction device according to the present embodiment. Here, in order to clarify the structure of the chemical reaction device, the flow path shape of the reaction flow path and the planar shape of the thin film heater are hatched for convenience.

【００４３】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施
形態に係る化学反応装置（マイクロリアクタ）に適用さ
れる反応流路部は、大別して、微小基板からなる主基板
（第１の基板）１０と、該主基板１０の一面側に所定の
溝状の断面形状及び蛇行する流路形状を有して形成され
た反応流路２０と、該反応流路２０の内壁面（例えば、
反応流路２０の側壁面や底面）に付着形成された触媒層
（図示を省略）と、主基板１０の一面側（反応流路２０
の溝部開口端側）に接合された微小基板からなる閉止基
板（第２の基板）３０と、上記主基板１０と閉止基板３
０との間に介在し、かつ、反応流路２０内にその一部が
露出するように接合された薄膜ヒータ（温度調整層）４
０Ａと、を備えて構成されている。As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the reaction flow path portion applied to the chemical reaction device (microreactor) according to the present embodiment is roughly classified into a main substrate (first substrate) composed of a minute substrate. Substrate 10), a reaction channel 20 having a predetermined groove-shaped cross-sectional shape and a meandering channel shape on one surface side of the main substrate 10, and an inner wall surface of the reaction channel 20 (for example, ,
A catalyst layer (not shown) attached and formed on the side wall surface or bottom surface of the reaction channel 20 and one surface side of the main substrate 10 (reaction channel 20)
Closing substrate (second substrate) 30 formed of a minute substrate bonded to the groove opening end side), the main substrate 10 and the closing substrate 3
Thin film heater (temperature adjustment layer) 4 which is interposed between the thin film heater and the reaction flow path 20 so as to be partially exposed in the reaction channel 20.
0A, and is configured.

【００４４】ここで、反応流路２０は、図１（ｂ）に示
すように、シリコン等からなる主基板１０の一面側をフ
ォトエッチング技術等を用いて、任意の溝状の断面形状
を有するようにエッチングした後、該溝部の内壁面（例
えば、側壁面や底面）に、例えば、銅−亜鉛（Ｃｕ−Ｚ
ｎ）系の触媒を化学気相成長法（ＣＶＤ）等により任意
の厚さ（例えば、１μｍ〜１００μｍ）に付着形成する
ことにより、図１（ａ）、（ｂ）に示したような流路形
状（蛇行パターンを有する溝部）を有するように形成さ
れる。ここで、反応流路２０は、主基板１０の一面側に
溝部の開口端を有するように形成されているため、この
反応流路２０の開口端を外部から遮断するために、ガラ
ス等の閉止基板（具体的には、後述するように、一面側
に矩形状の薄膜ヒータ４０Ａが形成された閉止基板）３
０が接合されて閉止される。これにより、所定の流体物
質の導入部２０ａ及び排出部２０ｂにのみ開口部を備え
た流路が形成される。なお、反応流路２０を構成する溝
部は、内壁面に触媒層が付着形成されるため、図１
（ｂ）に示した断面において流体物質が流下、移動可能
な実効断面積が小さくなるが、後述するような流体物質
が良好に流下、移動可能な溝断面としては、概ね幅１０
０μｍ以下、深さ５００μｍ以下であってもよい。Here, as shown in FIG. 1B, the reaction channel 20 has an arbitrary groove-shaped cross-sectional shape on one surface side of the main substrate 10 made of silicon or the like by using a photoetching technique or the like. After etching as described above, copper-zinc (Cu-Z) is formed on the inner wall surface (eg, side wall surface or bottom surface) of the groove portion.
n) -based catalyst is attached and formed to have an arbitrary thickness (for example, 1 μm to 100 μm) by chemical vapor deposition (CVD) or the like, so that the flow path as shown in FIGS. It is formed so as to have a shape (a groove portion having a meandering pattern). Here, since the reaction channel 20 is formed so as to have an opening end of a groove on one surface side of the main substrate 10, in order to shield the opening end of the reaction channel 20 from the outside, a closure of glass or the like is performed. Substrate (Specifically, as will be described later, a closed substrate having a rectangular thin film heater 40A formed on one surface side) 3
0 is joined and closed. As a result, a flow path having an opening is formed only in the introduction part 20a and the discharge part 20b of the predetermined fluid substance. In addition, since the catalyst layer is adhered and formed on the inner wall surface of the groove portion forming the reaction flow path 20,
In the cross section shown in (b), the effective cross-sectional area in which the fluid substance can flow down and move is small, but as described below, the groove cross-section in which the fluid substance can flow and move satisfactorily has a width of about 10 mm.
The depth may be 0 μm or less and the depth may be 500 μm or less.

【００４５】また、薄膜ヒータ４０Ａは、図１（ｂ）、
（ｃ）に示すように、少なくとも、主基板１０の一面側
に形成された反応流路２０の流路形状に対応し、該流路
形状の全域を含む所定の平面形状（ここでは、矩形状）
を有し、かつ、所定の材料組成を有する発熱抵抗体（化
合物）の薄膜層により構成されている。ここで、薄膜ヒ
ータ４０Ａは、具体的には、タンタル（Ｔａ）、シリコ
ン（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）からなる材料組成
を有する化合物ＴａｘＳｉｙＯｚＮｗを良好に適用する
ことができる。なお、本発明において発熱抵抗体として
適用される化合物ＴａｘＳｉｙＯｚＮｗの材料特性につ
いては、詳しく後述する。The thin film heater 40A is shown in FIG.
As shown in (c), a predetermined planar shape (here, rectangular shape) corresponding to at least the flow channel shape of the reaction flow channel 20 formed on the one surface side of the main substrate 10 and including the entire flow channel shape. )
And a thin film layer of a heating resistor (compound) having a predetermined material composition. Here, specifically, the thin film heater 40A favorably uses a compound Ta x Si y O z N w having a material composition of tantalum (Ta), silicon (Si), oxygen (O), and nitrogen (N). Can be applied. The material characteristics of the compound Ta x Si y O z N w applied as a heating resistor in the present invention will be described later in detail.

【００４６】なお、図１においては、化学反応装置の反
応流路部を構成する主基板１０及び閉止基板３０の側部
に反応流路２０への流体物質の導入部２０ａ及び排出部
２０ｂが設けられた構成を示したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、主基板１０又は閉止基板３０に
対して垂直方向（すなわち、図１（ａ）、（ｃ）におい
て、紙面に垂直方向）に上記導入部２０ａ及び排出部２
０ｂが設けられた構成を有するものであってもよい。In FIG. 1, an inlet portion 20a and an outlet portion 20b for introducing a fluid substance into the reaction channel 20 are provided on the sides of the main substrate 10 and the closing substrate 30 which constitute the reaction channel portion of the chemical reaction apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the direction perpendicular to the main substrate 10 or the closing substrate 30 (that is, the direction perpendicular to the paper surface in FIGS. 1A and 1C). ) To the introduction part 20a and the discharge part 2
It may have a configuration in which 0b is provided.

【００４７】このような構成を有する化学反応装置にお
いて、例えば、メタノールと水からなる原料物質を気化
した流体物質（第１の流体物質）を上記反応流路２０の
導入部２０ａ側から導入するとともに、図示を省略した
ヒータ電源により薄膜ヒータ４０Ａに所定の電圧を印加
して加熱し、反応流路２０内に付着形成された触媒層に
所定の熱エネルギーを供給することにより、吸熱触媒反
応（メタノール水蒸気改質反応）が生じて水素ガスと少
量の二酸化炭素等の流体物質（第２の流体物質）が生成
され、反応流路２０の排出部２０ｂから排出される。In the chemical reaction device having such a structure, for example, a fluid substance (first fluid substance) obtained by vaporizing a raw material substance consisting of methanol and water is introduced from the introduction part 20a side of the reaction flow channel 20. , A predetermined voltage is applied to the thin-film heater 40A by a heater power source (not shown) to heat the thin-film heater 40A, and predetermined thermal energy is supplied to the catalyst layer adhered and formed in the reaction flow path 20 to endothermic catalytic reaction (methanol). (Steam reforming reaction) occurs, and a fluid substance (second fluid substance) such as hydrogen gas and a small amount of carbon dioxide is generated and discharged from the discharge portion 20b of the reaction flow path 20.

【００４８】そして、このような化学反応装置における
製造プロセスは、まず、図２（ａ）に示すように、フォ
トエッチング技術等を用いて、主基板１０となるシリコ
ン基板等の一面側に所定の流路形状を有する溝部（反応
流路２０）を形成した後、化学気相成長法（ＣＶＤ）等
により、該溝部の内壁面（側壁面あるいは底面）に銅−
亜鉛系の触媒層を形成するとともに、この主基板１０側
の流路形成工程とは独立して、図２（ｂ）に示すよう
に、閉止基板３０となるガラス基板等の一面側であっ
て、上記溝部の平面形状（流路形状）の全域を含む所定
の領域に薄膜ヒータ４０Ａを形成する。ここで、酸素ガ
ス（Ｏ２）と窒素（Ｎ２）ガスが混合されたアルゴンガ
ス（Ａｒ）雰囲気中で、タンタル（Ｔａ）、シリコン
（Ｓｉ）のストライプターゲットを用いたスパッタリン
グ法等を行うことにより、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系薄膜か
らなる薄膜ヒータ４０Ａが形成される。Then, in the manufacturing process in such a chemical reaction apparatus, as shown in FIG. 2A, first, a predetermined surface is formed on one side of the silicon substrate or the like to be the main substrate 10 by using a photoetching technique or the like. After forming a groove (reaction flow path 20) having a flow path shape, copper is formed on the inner wall surface (side wall surface or bottom surface) of the groove by chemical vapor deposition (CVD) or the like.
While forming the zinc-based catalyst layer, independently of the flow path forming step on the main substrate 10 side, as shown in FIG. The thin film heater 40A is formed in a predetermined area including the entire planar shape (flow path shape) of the groove. Here, a sputtering method or the like using a stripe target of tantalum (Ta) or silicon (Si) is performed in an argon gas (Ar) atmosphere in which oxygen gas (O 2 ) and nitrogen (N 2 ) gas are mixed. Thus, the thin film heater 40A made of a Ta-Si-O-N based thin film is formed.

【００４９】そして、図２（ｃ）に示すように、主基板
１０に形成された上記溝部（反応流路２０）を含む全域
に、閉止基板３０に形成された薄膜ヒータ４０Ａが対応
するように、主基板１０及び閉止基板３０相互の位置合
わせを行い、主基板１０の一面側（反応流路２０の溝部
開口端側）と閉止基板３０の一面側（薄膜ヒータ４０Ａ
側）を接合する。これにより、図１に示したように、上
記主基板１０と閉止基板３０との間に薄膜ヒータ４０Ａ
が介在するとともに、反応流路２０内に膜ヒータ４０Ａ
の一部が露出する構成を有する化学反応装置を製造する
ことができる。Then, as shown in FIG. 2C, the thin film heater 40A formed on the closed substrate 30 corresponds to the entire area including the groove (reaction channel 20) formed on the main substrate 10. The main substrate 10 and the closing substrate 30 are aligned with each other, and the one surface side of the main substrate 10 (the groove opening end side of the reaction channel 20) and the one surface side of the closing substrate 30 (the thin film heater 40A).
Side) to join. As a result, as shown in FIG. 1, the thin film heater 40A is provided between the main substrate 10 and the closing substrate 30.
And the film heater 40A in the reaction channel 20
It is possible to manufacture a chemical reaction device having a structure in which a part of the is exposed.

【００５０】このように、本実施形態に係る化学反応装
置によれば、半導体製造技術等の微細加工技術を用いて
主基板に形成された反応流路の流路形状の全域を含む領
域に対応するように、閉止基板に矩形状の薄膜ヒータが
形成され、主基板に閉止基板を接合する際に、比較的位
置合わせ精度が低い場合であっても、反応流路の流路形
状の全域（すなわち、反応流路の流路形状の最外縁部に
より規定される領域）に対して、より大きく形成された
矩形状の薄膜ヒータを簡易に対応させることができる。
これは、換言すれば、基板接合工程において、基板相互
の位置合わせマージンを大きく取ることができることを
意味する。したがって、高精度の製造機器等を必要とす
ることなく、基板接合工程における作業を簡素化するこ
とができ、信頼性の低下や製品コストの上昇を良好に抑
制することができる。As described above, according to the chemical reaction apparatus of this embodiment, the reaction channel formed on the main substrate using the fine processing technique such as the semiconductor manufacturing technique corresponds to the region including the entire flow channel shape. As described above, the rectangular thin film heater is formed on the closed substrate, and when the closed substrate is bonded to the main substrate, even if the alignment accuracy is relatively low, the whole area of the flow channel shape of the reaction flow channel ( That is, a rectangular thin film heater having a larger size can be easily adapted to the region defined by the outermost edge of the flow channel shape of the reaction flow channel.
In other words, this means that a large alignment margin can be secured between the substrates in the substrate bonding process. Therefore, the work in the substrate bonding process can be simplified without requiring high-precision manufacturing equipment and the like, and the decrease in reliability and the increase in product cost can be favorably suppressed.

【００５１】また、本実施形態に係る化学反応装置によ
れば、主基板側に形成された反応流路内に薄膜ヒータが
露出する構成を有しているので、薄膜ヒータから供給さ
れる熱エネルギーの反応流路や触媒層への伝熱特性が向
上し、反応流路内部で生じる化学反応の反応効率を改
善、もしくは、所定の熱エネルギーを供給するために消
費される電力（すなわち、薄膜ヒータに投入される電気
エネルギーの量）を削減することができる。Further, according to the chemical reaction device of this embodiment, since the thin film heater is exposed in the reaction channel formed on the main substrate side, the thermal energy supplied from the thin film heater is reduced. The heat transfer characteristics to the reaction channel and the catalyst layer are improved, the reaction efficiency of the chemical reaction occurring inside the reaction channel is improved, or the electric power consumed to supply a predetermined thermal energy (that is, the thin film heater). It is possible to reduce the amount of electric energy input to the.

【００５２】ここで、従来技術においても記載したよう
に、反応流路内に薄膜ヒータが露出する構成を適用した
場合、薄膜ヒータに用いる材料によっては、反応流路内
で生じる化学反応（例えば、水蒸気改質反応等）により
生成される流体物質（特に、水素ガス）により、薄膜ヒ
ータの膜質の劣化を招き、発熱特性が悪化して、化学反
応の反応効率が低下することが判明している。また、主
基板と閉止基板の間に薄膜ヒータが介在する構成を有し
ているので、発熱に伴う熱膨張率の違いによる剥離や破
損を抑制するために、適切な接合性や密着性を有するよ
うに材料特性を設定する必要がある。さらに、従来技術
に示したような反応流路の流路形状（例えば、蛇行パタ
ーン）と略一致する細長い形状の薄膜ヒータ（発熱抵抗
体）の場合と、本実施形態に係る矩形状の薄膜ヒータと
では、発熱特性が異なるため、適切な抵抗率を有するよ
うに設定する必要もある。Here, as described in the prior art, when the structure in which the thin film heater is exposed in the reaction channel is applied, depending on the material used for the thin film heater, a chemical reaction (for example, It has been found that the fluid substance (especially hydrogen gas) generated by the steam reforming reaction, etc. causes deterioration of the film quality of the thin film heater, deteriorates heat generation characteristics, and reduces reaction efficiency of chemical reaction. . In addition, since the thin film heater is interposed between the main substrate and the closed substrate, the thin film heater has appropriate bondability and adhesiveness in order to suppress peeling and damage due to a difference in coefficient of thermal expansion due to heat generation. It is necessary to set the material properties as follows. Furthermore, a thin film heater (heating resistor) having an elongated shape that substantially matches the flow path shape (for example, a meandering pattern) of the reaction flow path as shown in the related art, and the rectangular thin film heater according to the present embodiment. Since and have different heat generation characteristics, it is also necessary to set so as to have an appropriate resistivity.

【００５３】そこで、本発明においては、薄膜ヒータと
して適用するＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系薄膜について種々検
証し、後述するような電源システムの燃料供給部等とし
ても利用が可能な化学反応装置に適用して良好な材料組
成と材料特性との関係を見出した。以下、実験データを
示して具体的に説明する。（発熱特性と抵抗率の関係）
まず、薄膜ヒータ（発熱抵抗体）の発熱特性とその抵抗
率との関係について説明する。Therefore, in the present invention, various examinations have been conducted on the Ta-Si-O-N type thin film applied as a thin film heater, and a chemical reaction device which can be used also as a fuel supply portion of a power supply system as described later is obtained. By applying it, the relationship between good material composition and material properties was found. Hereinafter, experimental data will be shown and specifically described. (Relationship between heat generation characteristics and resistivity)
First, the relationship between the heat generation characteristics of the thin film heater (heat generation resistor) and its resistivity will be described.

【００５４】上述したように、薄膜ヒータに適用される
発熱抵抗体は、反応流路に所定の熱エネルギーを供給す
ることを目的とするものであるので、ある程度の抵抗値
を有している必要がある。ここで、本実施形態に示した
ように、薄膜ヒータの平面形状を矩形状とした場合、従
来技術に示したように、蛇行パターン等の反応流路の流
路形状に一致又は近似させた細長い蛇行した形状の場合
に対して、長さが短く、且つ、断面積が大きい形状とな
るため、仮に同材料を用いて形成した場合、抵抗値が小
さくなる。そこで、このような形状で所定の抵抗値を得
るためには比較的高い抵抗率を設定する必要がある。As described above, the heating resistor applied to the thin film heater is intended to supply a predetermined amount of heat energy to the reaction flow channel, so that it must have a certain resistance value. There is. Here, as shown in the present embodiment, when the planar shape of the thin film heater is rectangular, as shown in the prior art, an elongated shape that matches or approximates the flow path shape of the reaction flow path such as a meandering pattern. Compared with the case of a meandering shape, the length is short and the cross-sectional area is large. Therefore, if it is formed by using the same material, the resistance value becomes small. Therefore, in order to obtain a predetermined resistance value with such a shape, it is necessary to set a relatively high resistivity.

【００５５】このとき、薄膜ヒータに設定されるシート
抵抗が小さすぎると（例えば、１Ω／□程度より小さい
値の場合）、薄膜ヒータの周辺構造における抵抗（例え
ば、配線電極部におけるヒータ配線との接触抵抗等）と
同程度となって、抵抗値の差が小さくなって、十分な発
熱量が得られず、反応流路内での化学反応を十分に促進
することができなくなるとともに、無駄な電力を浪費す
ることになる。一方、薄膜ヒータに設定されるシート抵
抗が大きすぎると（例えば、１００Ω／□程度より大き
い値の場合）、薄膜ヒータの周辺構造（例えば、配線電
極部等）において良好なオーミックコンタクトが得られ
難くなる。At this time, if the sheet resistance set in the thin film heater is too small (for example, a value smaller than about 1 Ω / □), the resistance in the peripheral structure of the thin film heater (for example, the heater wiring in the wiring electrode portion) Contact resistance, etc.) and the difference in resistance value becomes small, sufficient heat generation cannot be obtained, and it becomes impossible to sufficiently promote the chemical reaction in the reaction flow path, and it is wasteful. Power will be wasted. On the other hand, if the sheet resistance set for the thin film heater is too large (for example, a value larger than about 100 Ω / □), it is difficult to obtain a good ohmic contact in the peripheral structure of the thin film heater (for example, the wiring electrode portion). Become.

【００５６】本願発明者は、上述したような状況に鑑
み、種々検討を重ねた結果、薄膜ヒータに設定されるシ
ート抵抗として、概ね１０Ω／□以上、より好ましく
は、概ね１０Ω／□以上１００Ω／□程度以下に設定さ
れていることが望ましいことを見出した。また、この薄
膜ヒータは１０００Å〜２０００Åの膜厚に形成され
る。そこで、このシート抵抗に基づいて、薄膜ヒータに
設定される抵抗率を算出すると、シート抵抗Ｒが１０Ω
／□のとき、薄膜ヒータを構成する発熱抵抗体の膜厚ｔ
を１０００Åとした場合には、抵抗率ρは１ｍΩｃｍと
算出され、また、膜厚ｔを２０００Åとした場合には、
抵抗率ρは０．５ｍΩｃｍと算出される。一方、シート
抵抗Ｒが１００Ω／□のとき、発熱抵抗体の膜厚ｔを１
０００Åとした場合には、抵抗率ρ＝１０ｍΩｃｍと算
出され、また、膜厚ｔを２０００Åとした場合には、抵
抗率ρは５ｍΩｃｍと算出される。The present inventor has made various studies in view of the above-mentioned situation, and as a result, the sheet resistance set in the thin film heater is approximately 10 Ω / □ or more, more preferably approximately 10 Ω / □ or more 100 Ω / □ We have found that it is desirable to set the value to about below. The thin film heater is formed to have a film thickness of 1000Å to 2000Å. Therefore, when the resistivity set in the thin film heater is calculated based on this sheet resistance, the sheet resistance R is 10Ω.
When /, the film thickness t of the heating resistor that constitutes the thin film heater
Is 1000 Å, the resistivity ρ is calculated to be 1 mΩcm, and when the film thickness t is 2000 Å,
The resistivity ρ is calculated to be 0.5 mΩcm. On the other hand, when the sheet resistance R is 100Ω / □, the film thickness t of the heating resistor is set to 1
When 000Å, the resistivity ρ is calculated to be 10 mΩcm, and when the film thickness t is 2000Å, the resistivity ρ is calculated to be 5 mΩcm.

【００５７】このことから、本実施形態に係る構成を有
する化学反応装置に適用可能な薄膜ヒータの抵抗率は、
概ね０．５ｍΩｃｍ以上、より好ましくは、概ね０．５
ｍΩｃｍ以上１０ｍΩｃｍ程度以下に設定されているこ
とが望ましいことが判明した。ここで、表１に、Ｔａ−
Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系材料の材料組成と抵抗率との関係を検証
した実験データを示す。表１において、［試料］欄は、
検証対象となった各実験試料Ａ〜Ｍを示している。各実
験試料Ａ〜Ｍにおける材料組成、すなわち、タンタル、
シリコン、酸素、窒素の各含有量は異なるように設定さ
れているとともに、材料全体に対する酸素と窒素の含有
率（Ｏ＋Ｎ／Ｔａ＋Ｓｉ＋Ｏ＋Ｎ）も異なるように設定
されている。そして、上記数値範囲（０．５ｍΩｃｍ〜
１０ｍΩｃｍ）の抵抗率を得ることができる材料組成範
囲は、表１の良否判定欄に示されているように、酸素と
窒素の合計含有率がＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系材料全体の概
ね５６％以下、より好ましくは概ね３５％〜５６％であ
ることが判明した（表１；［Ｏ＋Ｎ／Ｔａ＋Ｓｉ＋Ｏ＋
Ｎ］欄、［抵抗率］欄、［良否判定］欄参照）。From this, the resistivity of the thin film heater applicable to the chemical reaction device having the structure according to this embodiment is
Approximately 0.5 mΩcm or more, more preferably approximately 0.5
It has been found that it is desirable that the thickness is set to mΩcm or more and about 10 mΩcm or less. Here, in Table 1, Ta−
The experimental data which verified the relationship between the material composition and resistivity of Si-ON system material are shown. In Table 1, the [Sample] column is
Each of the experimental samples A to M which are the verification targets is shown. The material composition of each experimental sample A to M, that is, tantalum,
The contents of silicon, oxygen, and nitrogen are set to be different, and the contents of oxygen and nitrogen (O + N / Ta + Si + O + N) in the entire material are also set to be different. And the above numerical range (0.5 mΩcm ~
The material composition range in which a resistivity of 10 mΩcm) can be obtained is, as shown in the pass / fail judgment column of Table 1, the total content of oxygen and nitrogen is approximately 56 of the entire Ta—Si—O—N-based material. % Or less, more preferably approximately 35% to 56% (Table 1; [O + N / Ta + Si + O +
N column, [resistivity] column, [good / bad judgment] column).

【００５８】[0058]

【表１】 [Table 1]

【００５９】したがって、上述したように、主基板に形
成された反応流路の流路形状の全域を含む領域に対応す
るように、矩形状の薄膜ヒータを設けた構成を有する化
学反応装置において、薄膜ヒータを構成する発熱抵抗体
のシート抵抗を概ね１０Ω／□〜１００Ω／□の範囲の
うち、任意の数値に設定することにより、もしくは、上
記発熱抵抗体の抵抗率を概ね０.５ｍΩｃｍ／□〜１０
ｍΩｃｍの範囲のうち、任意の数値に設定することによ
り、又は、発熱抵抗体における酸素及び窒素の合計含有
率を概ね３５%〜５６%の範囲のうち、任意の数値に設定
することにより、薄膜ヒータの良好な発熱特性が得ら
れ、反応流路内での所定の化学反応を効率よく促進する
ことができる。Therefore, as described above, in the chemical reaction device having the structure in which the rectangular thin film heater is provided so as to correspond to the region including the entire flow channel shape of the reaction flow channel formed in the main substrate, By setting the sheet resistance of the heating resistor constituting the thin film heater to an arbitrary value within the range of about 10Ω / □ to 100Ω / □, or by setting the resistivity of the heating resistor to about 0.5 mΩcm / □. -10
By setting an arbitrary value within the range of mΩcm or by setting the total content of oxygen and nitrogen in the heating resistor to an arbitrary value within the range of approximately 35% to 56%, the thin film Good heat generation characteristics of the heater can be obtained, and a predetermined chemical reaction in the reaction channel can be efficiently promoted.

【００６０】（材料組成と密度との関係）次いで、薄膜
ヒータ（発熱抵抗体）の材料組成とその密度との関係に
ついて説明する。図３は、本実施形態に係る化学反応装
置に適用される薄膜ヒータの材料組成とその密度の関係
を示す実験データである。(Relationship between Material Composition and Density) Next, the relationship between the material composition of the thin film heater (heating resistor) and its density will be described. FIG. 3 is experimental data showing the relationship between the material composition and the density of the thin film heater applied to the chemical reaction device according to the present embodiment.

【００６１】上述したように、反応流路内に薄膜ヒータ
が露出する構成を適用した場合、反応流路内で生じる化
学反応（例えば、水蒸気改質反応等）により生成される
流体物質（特に、水素ガス）により、通常の金属や密度
の低い酸化物等からなる薄膜ヒータの膜質の劣化を招く
ので、発熱抵抗体は、高い耐水素性を有している必要が
ある。ここで、本実施形態に示したように、薄膜ヒータ
を構成する発熱抵抗体としてＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の化
合物を適用していることにより、図３に示すように、Ｔ
ａ＋Ｓｉ＋Ｏ系（酸化物系）の化合物（図中左端×印に
て表記）に比較して、高い密度が得られるうえ、酸素と
窒素の合計含有率に比例して密度が上昇する傾向が得ら
れた（図中●にて表記）。そして、本願発明者が、種々
検討を重ねた結果、水素の侵入による膜質の劣化が防止
される密度として、概ね７.０×１０２２／cm３以上の
任意の数値に設定されていることが望ましいことが判明
した。As described above, when the structure in which the thin film heater is exposed in the reaction channel is applied, the fluid substance (particularly, the water-based reforming reaction) generated by the chemical reaction (for example, steam reforming reaction) occurring in the reaction channel (particularly, Since the hydrogen gas causes deterioration of the film quality of a thin film heater made of an ordinary metal or an oxide having a low density, the heat generating resistor needs to have high hydrogen resistance. Here, as shown in this embodiment, by applying the Ta-Si-O-N-based compound as the heating resistor forming the thin film heater, as shown in FIG.
Compared with a + Si + O-based (oxide-based) compounds (marked with a cross at the left end in the figure), a higher density can be obtained, and the density tends to increase in proportion to the total content of oxygen and nitrogen. (Indicated by ● in the figure). As a result of various studies by the inventor of the present application, it is found that the density at which the deterioration of the film quality due to the penetration of hydrogen is prevented is set to an arbitrary value of about 7.0 × 10 22 / cm 3 or more. Turned out to be desirable.

【００６２】このような発熱抵抗体における密度の設定
により、Ｔａ＋Ｓｉ＋Ｏ系の化合物に窒素が結合して密
度が高くなり、反応流路内で生成される水素の侵入が抑
制されるので、本実施形態に示したように、反応流路内
に薄膜ヒータが露出する構成を適用した場合であって
も、薄膜ヒータの膜質の劣化を招くことなく、所定の発
熱特性を維持することができ、反応流路内における化学
反応の反応効率を向上させることができる。By setting the density of the heating resistor as described above, nitrogen is bonded to the Ta + Si + O-based compound to increase the density, and the entry of hydrogen generated in the reaction channel is suppressed. As shown in Fig. 6, even when the structure in which the thin film heater is exposed in the reaction flow channel is applied, it is possible to maintain a predetermined heat generation characteristic without deteriorating the film quality of the thin film heater, The reaction efficiency of the chemical reaction in the road can be improved.

【００６３】（材料組成と接合性／密着性との関係）次
いで、薄膜ヒータ（発熱抵抗体）の材料組成と基板材料
との接合性及び密着性の関係について説明する。一般
に、シリコン基板とガラス基板とを接合する工程におい
ては、両基板を３００〜４００℃に加熱して５００Ｖ〜
１ｋＶの電圧を印加することにより、シリコンとガラス
間に静電引力を発生させ、界面で化学結合させる陽極接
合が適用される。上述したように、主基板及び閉止基板
間に薄膜ヒータが介在する構成を適用した場合にあって
も、上記陽極接合による場合と同等の高い接合性を実現
する必要がある。(Relationship between Material Composition and Bondability / Adhesiveness) Next, the relationship between the bondability and adhesiveness between the material composition of the thin film heater (heating resistor) and the substrate material will be described. Generally, in the step of bonding a silicon substrate and a glass substrate, both substrates are heated to 300 to 400 ° C. and 500 V to
By applying a voltage of 1 kV, anodic bonding is applied in which an electrostatic attractive force is generated between silicon and glass to chemically bond at the interface. As described above, even when the configuration in which the thin film heater is interposed between the main substrate and the closed substrate is applied, it is necessary to realize the same high bondability as in the case of the above anodic bonding.

【００６４】そこで、本実施形態に示したようなＴａ−
Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の化合物を、水素ガス雰囲気中で加熱す
る水素化処理を施すことにより得られるＴａ−Ｓｉ−Ｏ
−Ｎ−Ｈからなる化合物を薄膜ヒータを構成する発熱抵
抗体として適用した場合、この材料は酸化あるいは窒化
が不十分であるため、上記陽極接合を、主基板と薄膜ヒ
ータ間にも適用することができる。これにより、接着剤
等を用いた他の接合工程を行うことなく、化学反応装置
の製造プロセスを簡易化して効率化しつつ、各基板と薄
膜ヒータとを良好に接合することができる。Therefore, Ta- as shown in this embodiment is
Ta-Si-O obtained by subjecting a Si-ON-based compound to hydrogenation treatment by heating in a hydrogen gas atmosphere
When a compound consisting of —N—H is applied as a heating resistor forming a thin film heater, this material is insufficiently oxidized or nitrided. Therefore, the above anodic bonding should be applied between the main substrate and the thin film heater. You can This makes it possible to satisfactorily bond each substrate and the thin film heater while simplifying the manufacturing process of the chemical reaction device and increasing the efficiency without performing another bonding step using an adhesive or the like.

【００６５】また、主基板と閉止基板の間に薄膜ヒータ
が介在する構成を適用した場合、薄膜ヒータの発熱に伴
って、薄膜ヒータや主基板、閉止基板に熱膨張や熱収縮
が生じるが、この場合、各々の熱膨張率の違いにより剥
離や破損が発生する可能性があるため、高い密着性を有
している必要がある。ここで、本実施形態に示したよう
なＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の化合物は、一般的に発熱抵抗
体として適用されるアルミニウム（Ａｌ）、チタン−タ
ングステン（ＴｉＷ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）パラ
ジウム（Ｐｄ）等の金属系の抵抗体材料に比較して、熱
酸化膜付きシリコン基板、あるいは、パイレックス（登
録商標）ガラスや石英ガラスからなるガラス基板等に対
して、極めて良好な密着性を有しているので、主基板及
び閉止基板に上記シリコン基板やガラス基板を適用する
ことにより、薄膜ヒータの発熱に伴って熱膨張や熱収縮
が生じた場合であっても熱ストレスに比較的強いため、
主基板及び閉止基板の剥離や破損の発生を良好に抑制す
ることができる。When a structure in which a thin film heater is interposed between the main substrate and the closing substrate is applied, the thin film heater, the main substrate, and the closing substrate undergo thermal expansion and contraction due to the heat generation of the thin film heater. In this case, there is a possibility that peeling or breakage may occur due to the difference in the coefficient of thermal expansion, so it is necessary to have high adhesion. Here, the Ta-Si-O-N-based compound as shown in the present embodiment is generally applied as a heating resistor such as aluminum (Al), titanium-tungsten (TiW), copper (Cu), Compared to metal-based resistor materials such as platinum (Pt) palladium (Pd), it is extremely good for a silicon substrate with a thermal oxide film or a glass substrate made of Pyrex (registered trademark) glass or quartz glass. Since it has excellent adhesion, by applying the above-mentioned silicon substrate or glass substrate to the main substrate and the closing substrate, even if thermal expansion or contraction occurs due to heat generation of the thin film heater, thermal stress Is relatively strong in
It is possible to favorably prevent the main substrate and the closed substrate from being peeled off or damaged.

【００６６】次に、本発明に係る化学反応装置の他の実
施形態について、図面を参照して説明する。図４は、本
発明に係る化学反応装置に適用される反応流路部の他の
実施形態を示す概略構成図である。ここで、上述した実
施形態と同等の構成については同一の符号を付してその
説明を省略する。Next, another embodiment of the chemical reaction apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the reaction flow path section applied to the chemical reaction device according to the present invention. Here, the same components as those of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【００６７】図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施
形態に係る化学反応装置に適用される反応流路部は、大
別して、微小基板からなる主基板（第１の基板）１０
と、該主基板１０の一面側に所定の溝状の断面形状及び
蛇行する流路形状を有して形成された反応流路２０と、
該反応流路２０の内壁面に付着形成された触媒層（図示
を省略）と、主基板１０の一面側（反応流路２０の溝部
開口端側）に接合された微小基板からなる閉止基板（第
２の基板）３０と、閉止基板３０の他面側（主基板との
接合に用いない面；非接合面側）に形成された薄膜ヒー
タ（温度調整層）４０Ｂと、を備えて構成されている。As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the reaction channel portion applied to the chemical reaction device according to this embodiment is roughly classified into a main substrate (first substrate) made of a micro substrate. 10
And a reaction channel 20 having a predetermined groove-shaped cross-sectional shape and a meandering channel shape on one surface of the main substrate 10,
A closed substrate composed of a catalyst layer (not shown) formed on the inner wall surface of the reaction channel 20 and a minute substrate bonded to one surface side of the main substrate 10 (opening side of the groove of the reaction channel 20) ( A second substrate) 30 and a thin film heater (temperature adjusting layer) 40B formed on the other surface side of the closing substrate 30 (a surface not used for bonding with the main substrate; non-bonding surface side). ing.

【００６８】ここで、薄膜ヒータ４０Ｂは、図４
（ｂ）、（ｃ）に示すように、少なくとも、主基板１０
の一面側に形成された反応流路２０の流路形状の全域を
含む所定の平面形状（ここでは、矩形状）を有し、か
つ、ＴａｘＳｉｙＯｚＮｗからなる化合物の薄膜層によ
り構成されている。なお、化合物ＴａｘＳｉｙＯｚＮｗ
の材料組成と種々の特性との関係については、上述した
実施形態に示した場合と同等であるので、その説明を省
略する。また、反応流路２０の構成についても、上述し
た実施形態と同等であるので説明を省略する。Here, the thin film heater 40B is shown in FIG.
As shown in (b) and (c), at least the main substrate 10
A thin film layer of a compound having a predetermined planar shape (here, a rectangular shape) including the entire flow channel shape of the reaction flow channel 20 formed on one surface side and made of Ta x Si y O z N w It is composed by. The compound Ta x Si y O z N w
Since the relationship between the material composition and various characteristics is the same as that shown in the above-mentioned embodiment, the description thereof will be omitted. Further, the configuration of the reaction flow channel 20 is also the same as that of the above-described embodiment, and therefore its description is omitted.

【００６９】そして、このような化学反応装置における
製造プロセスは、まず、図２（ａ）、（ｂ）に示した場
合と同様に、主基板１０となるシリコン基板等の一面側
に溝部（反応流路２０）を形成した後、該溝部の内壁面
に銅−亜鉛系の触媒層を形成するとともに、この主基板
１０側の流路形成工程とは独立して、閉止基板３０とな
るガラス基板等の一面側であって、上記溝部の平面形状
（流路形状）の全域を含む所定の領域に薄膜ヒータ４０
Ｂを形成する。Then, in the manufacturing process in such a chemical reaction device, first, as in the case shown in FIGS. 2A and 2B, a groove portion (reaction After forming the flow path 20), a copper-zinc catalyst layer is formed on the inner wall surface of the groove portion, and a glass substrate to be the closed substrate 30 independently of the flow path forming step on the main substrate 10 side. The thin film heater 40 in a predetermined area including the entire planar shape (flow path shape) of the groove portion on one surface side of the thin film heater 40.
Form B.

【００７０】次いで、主基板１０に形成された上記溝部
（反応流路２０）を含む全域に、閉止基板３０に形成さ
れた薄膜ヒータ４０Ｂが対応するように、主基板１０及
び閉止基板３０相互の位置合わせを行い、主基板１０の
一面側（反応流路２０の溝部開口端側）と閉止基板３０
の他面側（薄膜ヒータ４０Ｂが形成されていない側）を
接合する。これにより、図４に示したように、上記主基
板１０と閉止基板３０が直接接合されるとともに、閉止
基板３０の他面側に、反応流路２０の全域に対応した矩
形状の薄膜ヒータ４０Ｂが形成された構成を有する化学
反応装置を製造することができる。Next, the main substrate 10 and the closed substrate 30 are so arranged that the thin film heater 40B formed on the closed substrate 30 corresponds to the entire region including the groove (reaction channel 20) formed on the main substrate 10. Positioning is performed, and one surface side of the main substrate 10 (the groove opening end side of the reaction channel 20) and the closed substrate 30
The other surface side (the side where the thin film heater 40B is not formed) is joined. As a result, as shown in FIG. 4, the main substrate 10 and the closing substrate 30 are directly bonded to each other, and the rectangular thin film heater 40B corresponding to the entire area of the reaction channel 20 is provided on the other surface side of the closing substrate 30. It is possible to manufacture a chemical reaction device having a structure in which

【００７１】このように、本実施形態に係る化学反応装
置によっても、上述した実施形態に示した場合と同様
に、主基板に閉止基板を接合する際に、比較的位置合わ
せ精度が低い場合であっても、反応流路の流路形状の全
域に対して、より大きく形成された矩形状の薄膜ヒータ
を簡易に対応させることができる。したがって、高精度
の製造機器等を必要とすることなく、簡易な作業により
基板相互を接合することができ、信頼性の低下や製品コ
ストの上昇を良好に抑制することができる。As described above, also in the case of the chemical reaction device according to this embodiment, when the closing substrate is joined to the main substrate with relatively low alignment accuracy, as in the case of the above-described embodiment. Even if there is, a rectangular thin film heater having a larger size can be easily adapted to the entire flow channel shape of the reaction flow channel. Therefore, it is possible to bond the substrates to each other by a simple work without requiring a highly accurate manufacturing device or the like, and it is possible to favorably suppress a decrease in reliability and an increase in product cost.

【００７２】なお、上述した実施形態に係る化学反応装
置により実現することができる化学反応は、上記メタノ
ール水蒸気改質反応に限定されるものではなく、少なく
とも、薄膜ヒータ４０から供給される所定の熱エネルギ
ーに基づいて、吸熱又は発熱を伴う化学反応を生じるこ
とにより、所望の流体物質を生成することができるもの
であれば、他の種類の化学反応であってもよいことはい
うまでもない。また、上述した実施形態においては、反
応流路内に所定の触媒層を付着形成し、薄膜ヒータから
所定の熱エネルギーを供給することにより、吸熱触媒反
応を生じさせて所望の流体物質を生成する場合について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
反応流路内に触媒層を設けず、単に薄膜ヒータから熱エ
ネルギーを供給することのみにより、気化反応により原
料物質を蒸発させるものであってもよい。具体的な化学
反応の例については、後述する化学反応装置の適用例に
おいて説明する。The chemical reaction that can be realized by the chemical reaction device according to the above-described embodiment is not limited to the above methanol steam reforming reaction, but at least a predetermined heat supplied from the thin film heater 40. Needless to say, other types of chemical reactions may be used as long as they can generate a desired fluid substance by causing a chemical reaction involving heat absorption or heat generation based on energy. Further, in the above-described embodiment, a predetermined catalyst layer is adhered and formed in the reaction channel, and a predetermined thermal energy is supplied from the thin film heater to cause an endothermic catalytic reaction to generate a desired fluid substance. Although the case has been described, the present invention is not limited to this.
Alternatively, the raw material may be evaporated by the vaporization reaction only by supplying the heat energy from the thin film heater without providing the catalyst layer in the reaction flow path. A specific example of the chemical reaction will be described in the application example of the chemical reaction device described later.

【００７３】＜電源システムへの適用例＞次に、本発明
に係る化学反応装置を、燃料改質型の燃料電池を備えた
電源システムに適用した場合の具体例について説明す
る。図５は、本発明に係る化学反応装置の適用が可能な
電源システム（燃料電池システム）３００の要部構成、
及び、該電源システム３００より駆動されるデバイスＤ
ＶＣを示すブロック図であり、図６は、本発明に係る化
学反応装置を備えた燃料供給部の具体例を示す概略構成
図である。なお、ここでは、燃料改質方式を採用した固
体高分子型の燃料電池を適用した電源システムについて
説明する。<Application Example to Power Supply System> Next, a specific example in which the chemical reaction device according to the present invention is applied to a power supply system provided with a fuel reforming type fuel cell will be described. FIG. 5 is a main part configuration of a power supply system (fuel cell system) 300 to which the chemical reaction device according to the present invention can be applied,
And a device D driven by the power supply system 300
FIG. 6 is a block diagram showing a VC, and FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a specific example of a fuel supply unit including the chemical reaction device according to the present invention. A power supply system to which a polymer electrolyte fuel cell adopting a fuel reforming method is applied will be described here.

【００７４】図５に示すように、本発明に係る化学反応
装置が適用される電源システム３００は、概略、所定の
発電用燃料に基づいて電力を発生する発電モジュール１
００と、該発電モジュール１００に対して着脱可能に構
成され、所定の発電用燃料が封入された燃料パック２１
０と、から構成され、発電モジュール１００は、大別し
て、燃料改質方式の固体高分子型燃料電池の構成を有す
る発電部（燃料電池本体）１１０と、燃料パック２１０
の燃料封入部１９０に貯蔵、封入された発電用燃料（例
えば、水素を含む液体燃料、液化燃料及び気体燃料や
水）の発電部１１０への供給量を制御する燃料制御部１
２０と、発電部１１０への空気（酸素）の供給量を制御
する空気制御部１３０と、燃料制御部１２０により供給
された発電用燃料を改質して、発電用燃料に含有される
水素をガス化して発電部１１０に供給する燃料改質部１
４０と、発電部１１０及び燃料改質部１４０を必要に応
じて加熱するための温度制御部１５０と、発電部１１０
により生成された電力の一部若しくは全部を充電するコ
ンデンサを有する充電部１６０と、発電モジュール１０
０内の発電動作、充電動作、後述する動作制御部１８０
により充電部１６０の蓄電状態を検知する動作等のため
の必要な電力を出力する副電源部１７０と、発電モジュ
ール１００内の駆動動作を演算処理する動作制御部１８
０と、を有して構成されている。As shown in FIG. 5, the power supply system 300 to which the chemical reaction device according to the present invention is applied generally has a power generation module 1 for generating electric power based on a predetermined fuel for power generation.
00 and a fuel pack 21 configured to be attachable to and detachable from the power generation module 100 and enclosing a predetermined fuel for power generation.
0, and the power generation module 100 is roughly classified into a power generation unit (fuel cell main body) 110 having a fuel reforming solid polymer fuel cell structure, and a fuel pack 210.
The fuel control unit 1 for controlling the supply amount of the power generation fuel (for example, liquid fuel containing hydrogen, liquefied fuel and gas fuel or water) stored and enclosed in the fuel encapsulation unit 190 of the power generation unit 110.
20, an air control unit 130 that controls the supply amount of air (oxygen) to the power generation unit 110, and the fuel for power generation supplied by the fuel control unit 120 to reform the hydrogen contained in the fuel for power generation. Fuel reforming unit 1 that gasifies and supplies to the power generation unit 110
40, a temperature control unit 150 for heating the power generation unit 110 and the fuel reforming unit 140 as necessary, and the power generation unit 110.
A charging unit 160 having a capacitor for charging a part or all of the electric power generated by the power generation module 10;
Power generation operation in 0, charging operation, operation control unit 180 described later
The sub-power supply unit 170 that outputs necessary power for the operation of detecting the storage state of the charging unit 160, and the operation control unit 18 that arithmetically processes the driving operation in the power generation module 100.
0, and are configured.

【００７５】燃料制御部１２０は、燃料封入部１９０か
ら毛細管現象等の物理的手段により送出された発電用燃
料を、動作制御部１８０からの指令信号にしたがって、
燃料改質部１４０に所定量供給するように構成されてい
る。空気制御部１３０は、燃料電池システム３００の外
部から空気を取込み、発電部１１０に酸素ガス（Ｏ２）
又は空気を供給するように構成されている。燃料改質部
１４０は、燃料パック２１０内のアルコール(ALCOHOL)
及び水（Ｈ ２Ｏ）から構成される発電用燃料を燃料制御
部１２０を介して取り込み、水素（Ｈ２）と副生成物の
二酸化炭素（ＣＯ２）、さらに、微量の一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）を生成する水蒸気改質反応部１４０ａと、次に示す
一酸化炭素改質部と、を有して構成されている。一酸化
炭素改質部は、水蒸気改質反応部１４０ａから供給され
た一酸化炭素（ＣＯ）を燃料制御部１２０及び／又は発
電部１１０から供給された水（Ｈ２Ｏ）と反応させ、二
酸化炭素（ＣＯ２）及び水素（Ｈ２）を生成する水性シ
フト反応部１４０ｂと、水性シフト反応部１４０ｂで反
応しきれなかった一酸化炭素（ＣＯ）を酸素（Ｏ）と反
応させて、二酸化炭素（ＣＯ２）を生成する選択酸化反
応部１４０ｃのうち、少なくとも一方を備えた構成を有
している。Whether the fuel control unit 120 is the fuel sealing unit 190
Fuel for power generation delivered by physical means such as capillary phenomenon
According to a command signal from the operation control unit 180,
It is configured to supply a predetermined amount to the fuel reforming section 140.
It The air control unit 130 is provided outside the fuel cell system 300.
Of the oxygen gas (OTwo)
Alternatively, it is configured to supply air. Fuel reformer
140 is alcohol (ALCOHOL) in the fuel pack 210
And water (H TwoFuel control for power generation fuel consisting of O)
It is taken in through the part 120 and hydrogen (HTwo) And by-products
Carbon dioxide (COTwo), And a trace amount of carbon monoxide (C
O)) steam reforming reaction section 140a and
And a carbon monoxide reforming unit. monoxide
The carbon reforming section is supplied from the steam reforming reaction section 140a.
Carbon monoxide (CO) is emitted from the fuel control unit 120 and / or
Water (HTwoO) and react
Carbon oxide (COTwo) And hydrogen (HTwo) Producing an aqueous solution
And the aqueous shift reaction section 140b.
Carbon monoxide (CO) that could not be responded was reacted with oxygen (O).
Correspondingly, carbon dioxide (COTwo) Producing selective antioxidation
It has a configuration including at least one of the response section 140c.
is doing.

【００７６】温度制御部１５０は、動作制御部１８０か
らの指令信号により、水蒸気改質反応部１４０ａ、水性
シフト反応部１４０ｂ、選択酸化反応部１４０ｃにそれ
ぞれ設けられた薄膜ヒータに電力を供給することにより
加熱制御するように構成されている。また、発電部１１
０にも薄膜ヒータが設けられている場合にあっては、同
様に、所定の電力が供給されるように構成されている。
ここで、薄膜ヒータは、上述した各実施形態に示した薄
膜ヒータ４０Ａ、４０Ｂに相当し、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ
系の化合物の薄膜層により構成されているとともに、上
述した各種の材料特性が得られるように材料組成が設定
されている。The temperature control unit 150 supplies electric power to the thin film heaters provided in the steam reforming reaction unit 140a, the aqueous shift reaction unit 140b, and the selective oxidation reaction unit 140c according to the command signal from the operation control unit 180. Is configured to control heating. In addition, the power generation unit 11
In the case where the thin film heater is also provided at 0, similarly, a predetermined power is supplied.
Here, the thin film heater corresponds to the thin film heaters 40A and 40B shown in each of the above-described embodiments, and is Ta-Si-O-N.
It is composed of a thin film layer of a system compound, and the material composition is set so as to obtain the various material characteristics described above.

【００７７】発電部１１０は、燃料改質部１４０から供
給された水素（Ｈ２）、及び、空気制御部１３０から供
給された酸素ガス（Ｏ２）に基づいて、所定の電力を発
生（発電）するように構成され、また、充電部１６０
は、発電部１１０で発電された電力により充電されるよ
うに設定され、発電部１１０及び充電部１６０の少なく
とも一方は、デバイスＤＶＣの負荷ＬＤに電力を供給す
るように構成されている。副電源部１７０は、動作制御
部１８０からの指令信号に応じて、充電部１６０で蓄電
された電力により燃料制御部１２０、温度制御部１５
０、後述する動作制御部１８０に電力を供給するととも
に、必要に応じて発電部１１０にも電力を供給するよう
に構成されている。The power generation section 110 generates a predetermined power based on the hydrogen (H 2 ) supplied from the fuel reforming section 140 and the oxygen gas (O 2 ) supplied from the air control section 130 (power generation). ), And the charging unit 160
Is set to be charged by the power generated by the power generation unit 110, and at least one of the power generation unit 110 and the charging unit 160 is configured to supply power to the load LD of the device DVC. The sub power supply unit 170 uses the electric power stored in the charging unit 160 in response to a command signal from the operation control unit 180, and the fuel control unit 120 and the temperature control unit 15
0, power is supplied to the operation control unit 180, which will be described later, and power is also supplied to the power generation unit 110 as needed.

【００７８】動作制御部１８０は、充電部１６０で蓄電
されたチャージ（充電電位）を検知するために常時駆動
し、該チャージが所定値まで小さくなったことを検知す
ると、燃料制御部１２０、温度制御部１５０、必要に応
じて発電部１１０に電力を供給するように指令信号を副
電源部１７０に出力するとともに、燃料制御部１２０が
必要量の燃料を供給し、かつ、温度制御部１５０が燃料
改質部１４０の反応炉（本発明に係る化学反応装置の反
応流路に相当）を所定の時間、必要温度に達するように
指令信号を出力する。The operation control unit 180 is constantly driven to detect the charge (charge potential) stored in the charging unit 160, and when detecting that the charge has decreased to a predetermined value, the fuel control unit 120, the temperature The control unit 150 outputs a command signal to the sub-power source unit 170 so as to supply power to the power generation unit 110 as necessary, the fuel control unit 120 supplies a required amount of fuel, and the temperature control unit 150 A command signal is output so that the reaction furnace of the fuel reforming section 140 (corresponding to the reaction flow path of the chemical reaction device according to the present invention) reaches a required temperature for a predetermined time.

【００７９】そして、発電モジュール１００と着脱自在
に構成された燃料パック２１０は、発電用燃料が封入さ
れた燃料封入部１９０と、発電部１１０により生成され
た副生成物を回収する副生成物回収部２００と、を有し
て構成されている。発電モジュール１００及び燃料パッ
ク２１０で構成された燃料電池システム３００は、デバ
イスＤＶＣの負荷ＬＤに対して所定の駆動電力を供給す
ることにより、コントローラＣＮＴの制御にしたがって
デバイスＤＶＣを正常に駆動させることができる。The fuel pack 210 detachably attached to the power generation module 100 has a fuel encapsulation unit 190 in which a fuel for power generation is encapsulated, and a by-product recovery for recovering a by-product generated by the power generation unit 110. And a part 200. The fuel cell system 300 including the power generation module 100 and the fuel pack 210 supplies the predetermined drive power to the load LD of the device DVC, so that the device DVC can be normally driven under the control of the controller CNT. it can.

【００８０】ここで、発電部１１０は、周知の固体高分
子型の燃料電池本体の構成を有し、概略、白金や白金・
ルテニウム等の触媒微粒子が付着した炭素電極からなる
燃料極（カソード）と、白金等の触媒微粒子が付着した
炭素電極からなる空気極（アノード）と、該燃料極と空
気極の間に介装されたフィルム状のイオン導電膜（交換
膜）と、を有して構成されている。そして、このような
構成を有する発電部１１０の燃料極に、燃料改質部１４
０を介して抽出された水素ガス（Ｈ２）が供給されるこ
とにより、次の化学反応式（１）に示すように、上記触
媒により電子（ｅ−）が分離した水素イオン（プロト
ン；Ｈ＋）が発生し、イオン導電膜を介して空気極側に
通過するとともに、燃料極を構成する炭素電極により電
子（ｅ−）が取り出されて負荷に供給される。 ３Ｈ２ → ６Ｈ＋＋６ｅ− ・・・（１）Here, the power generation section 110 has a well-known solid polymer type fuel cell main body structure, and is roughly composed of platinum or platinum.
A fuel electrode (cathode) made of a carbon electrode having catalyst particles such as ruthenium attached thereto, an air electrode (anode) made of a carbon electrode having catalyst particles such as platinum attached thereto, and an electrode interposed between the fuel electrode and the air electrode. And a film-shaped ion conductive film (exchange film). Then, the fuel reforming unit 14 is attached to the fuel electrode of the power generation unit 110 having such a configuration.
By hydrogen gas extracted through the 0 (H 2) is supplied, as shown in the following chemical equation (1), electrons by the catalyst (e -) is separated hydrogen ions (protons; H + ) Is generated and passes to the air electrode side through the ionic conductive film, and at the same time, electrons (e − ) are taken out by the carbon electrode forming the fuel electrode and supplied to the load. 3H 2 → 6H + + 6e - ··· (1)

【００８１】一方、空気極に空気制御部１３０を介して
大気中の酸素ガス（Ｏ２）が供給されることにより、次
の化学反応式（２）に示すように、上記触媒により負荷
を経由した電子（ｅ−）とイオン導電膜を通過した水素
イオン（Ｈ＋）と空気中の酸素ガス（Ｏ２）が反応して
水（Ｈ２Ｏ）が生成される。 ６Ｈ＋＋（３／２）Ｏ２＋６ｅ− → ３Ｈ２Ｏ ・・・（２） すなわち、このような一連の電気化学反応（（１）式及
び（２）式）は、概ね室温〜８０℃の比較的低温の環境
下で進行し、電力以外の副生成物は、基本的に水（Ｈ２
Ｏ）のみとなる。なお、上述したような電気化学反応に
より負荷に供給される電力（電圧・電流）は、上記化学
反応式（１）及び（２）に示したように、発電部１１０
の燃料極に供給される水素ガス（Ｈ２）の量に依存す
る。On the other hand, when oxygen gas (O 2 ) in the atmosphere is supplied to the air electrode through the air control unit 130, the catalyst causes a load to pass through as shown in the following chemical reaction formula (2). The generated electrons (e − ) react with the hydrogen ions (H + ) that have passed through the ion conductive film and the oxygen gas (O 2 ) in the air to generate water (H 2 O). 6H + + (3/2) O 2 + 6e − → 3H 2 O (2) That is, such a series of electrochemical reactions (equations (1) and (2)) are generally at room temperature to 80 ° C. Progressing in a relatively low temperature environment, and byproducts other than electric power are basically water (H 2
O) only. The electric power (voltage / current) supplied to the load by the electrochemical reaction as described above is generated by the power generation unit 110 as shown in the chemical reaction formulas (1) and (2).
Depends on the amount of hydrogen gas (H 2 ) supplied to the fuel electrode.

【００８２】したがって、燃料制御部１２０は、発電部
１１０において、所定の電力を生成、出力するために必
要な量の水素ガス（Ｈ２）となる分の燃料や水等を取り
込んで、後述する燃料改質部１４０により水素ガスに改
質して、発電部１１０の燃料極に供給する制御を行う。
なお、空気制御部１３０は、発電部１１０の空気極に供
給する酸素ガス（Ｏ２）の量を制御する機能を有してい
るが、発電部１１０における単位時間あたりの酸素の最
大消費量に相当する空気を供給可能であれば、発電部１
１０の空気極に供給する酸素ガスの量を制御することな
く、発電部１１０の駆動時に常時酸素ガスを供給するも
のであってもよく、また、別の構成として、発電部１１
０における電気化学反応の進行状態を、燃料制御部１２
０において調整される水素ガスの供給量のみで制御し、
空気制御部１３０の代わりに通気孔を設け、発電部１１
０における電気化学反応に用いられる上記最大消費量以
上の空気（大気）が通気孔を介して供給されるように構
成されているものであってもよい。Therefore, the fuel control unit 120 takes in fuel, water, etc., which becomes hydrogen gas (H 2 ) in an amount necessary to generate and output a predetermined electric power in the power generation unit 110, and will be described later. The fuel reforming unit 140 reforms the hydrogen gas and supplies the hydrogen gas to the fuel electrode of the power generation unit 110.
Although the air control unit 130 has a function of controlling the amount of oxygen gas (O 2 ) supplied to the air electrode of the power generation unit 110, it does not exceed the maximum amount of oxygen consumed per unit time in the power generation unit 110. If the corresponding air can be supplied, the power generation unit 1
The oxygen gas may be constantly supplied when the power generation unit 110 is driven without controlling the amount of oxygen gas supplied to the air electrode 10 of the air electrode 10. Alternatively, as another configuration, the power generation unit 11 may be used.
The progress of the electrochemical reaction at 0 is indicated by the fuel control unit 12
Controlled only by the supply amount of hydrogen gas adjusted at 0,
A ventilation hole is provided instead of the air control unit 130, and the power generation unit 11
The air (atmosphere) used in the electrochemical reaction at 0 above the maximum consumption amount may be supplied through the ventilation hole.

【００８３】また、燃料改質部１４０は、燃料制御部１
２０により所定の供給量で供給される発電用燃料に対し
て、所定の吸熱触媒反応（水蒸気改質反応）を利用して
発電用燃料に含まれる水素成分を抽出して上記発電部１
１０に供給する機能を有するものであって、上述した実
施形態に示した薄膜ヒータを備えた化学反応装置（図
１、図４参照）の構成を良好に適用することができる。
具体的には、メタノール等の水素を含む液体燃料（アル
コール類）から、吸熱触媒反応である水蒸気改質反応を
利用して、水素ガス（Ｈ２）を生成する。ここで、現
在、研究開発が行われている燃料改質方式の燃料電池に
適用されている発電用燃料としては、上記発電部１１０
により、比較的高いエネルギー変換効率で電力を生成す
ることができる燃料であって、例えば、メタノール、エ
タノール、ブタノール等のアルコール系の液体燃料や、
ジメチルエーテル、イソブタン、天然ガス（ＣＮＧ）等
の液化ガス等の常温常圧で気化される炭化水素からなる
液化燃料、あるいは、水素ガス等の気体燃料等の流体物
質を良好に適用することができる。Further, the fuel reformer 140 is the fuel controller 1
The electric power generation fuel supplied by 20 at a predetermined supply amount is extracted with a predetermined endothermic catalytic reaction (steam reforming reaction) to extract the hydrogen component contained in the electric power generation fuel, and the power generation unit 1
The structure of the chemical reaction device (see FIGS. 1 and 4) including the thin-film heater shown in the above-described embodiment can be favorably applied because the chemical reaction device has a function of supplying the thin film heater.
Specifically, hydrogen gas (H 2 ) is generated from a liquid fuel (alcohols) containing hydrogen such as methanol by utilizing a steam reforming reaction which is an endothermic catalytic reaction. Here, as the power generation fuel applied to the fuel reforming type fuel cell currently being researched and developed, the power generation unit 110 is used.
Is a fuel that can generate electric power with a relatively high energy conversion efficiency, for example, an alcohol-based liquid fuel such as methanol, ethanol, butanol, or the like,
A liquefied fuel such as dimethyl ether, isobutane, liquefied gas such as natural gas (CNG), which is composed of a hydrocarbon that is vaporized at room temperature and normal pressure, or a fluid substance such as a gaseous fuel such as hydrogen gas can be favorably applied.

【００８４】ここで、燃料改質部１４０における水素ガ
スの生成に利用される吸熱触媒反応の例としては、液体
燃料の一例であるメタノールを適用した場合には、次の
化学反応式（３）に示すような水蒸気改質反応が生じ、
また、常温常圧で気体となる液化燃料の一例であるジメ
チルエーテルを適用した場合には、次の化学反応式
（４）に示すような水蒸気改質反応が生じる。 ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ → ３Ｈ２＋ＣＯ２ ・・・（３） ＣＨ３ＯＣＨ３＋３Ｈ２Ｏ → ６Ｈ２＋２ＣＯ２ ・・・（４）Here, as an example of the endothermic catalytic reaction used to generate hydrogen gas in the fuel reforming section 140, when methanol which is an example of liquid fuel is applied, the following chemical reaction formula (3) is used. A steam reforming reaction occurs as shown in
When dimethyl ether, which is an example of a liquefied fuel that becomes a gas at room temperature and atmospheric pressure, is applied, a steam reforming reaction as shown in the following chemical reaction formula (4) occurs. CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 ··· (3) CH 3 OCH 3 + 3H 2 O → 6H 2 + 2CO 2 ··· (4)

【００８５】なお、いずれの水蒸気改質反応において
も、概ね３００℃の熱条件の下で当該反応が良好に進行
する。また、この改質反応により生成される水素以外の
微量の生成物（主に、ＣＯ２）は、大気中に排出され
る。したがって、上述した実施形態に示したような化学
反応装置（図１、図４参照）を燃料改質部１４０に適用
することにより、反応流路（反応炉）の流路形状の全域
を含む領域に対応して、基板間、あるいは、基板の他面
側に設けられた薄膜ヒータに、ヒータ電源から所定の電
力を供給して加熱することにより、反応流路（触媒層）
に対して、上記各化学反応式（３）、（４）に示した吸
熱を伴う水蒸気改質反応の進行に寄与する所定の熱エネ
ルギーを供給することができ、水素ガスを良好に生成す
ることができる。In any of the steam reforming reactions, the reaction proceeds well under the thermal condition of about 300 ° C. Further, a trace amount of products (mainly CO 2 ) other than hydrogen generated by this reforming reaction are discharged into the atmosphere. Therefore, by applying the chemical reaction device (see FIGS. 1 and 4) as shown in the above-described embodiment to the fuel reforming section 140, a region including the entire flow channel shape of the reaction flow channel (reaction furnace). Corresponding to, the reaction flow path (catalyst layer) is provided by heating the thin film heater provided between the substrates or on the other surface side of the substrate by supplying a predetermined electric power from the heater power source.
On the other hand, it is possible to supply a predetermined thermal energy that contributes to the progress of the steam reforming reaction involving the endotherm shown in the above chemical reaction formulas (3) and (4), and to generate hydrogen gas satisfactorily. You can

【００８６】ここで、燃料改質部１４０に適用される具
体的な構成例は、例えば、図６（ａ）に示すように、シ
リコン等の微小基板（上述した主基板１０に相当する）
１４１の一面側に、半導体製造技術等の微細加工技術を
用いて、所定の断面形状及び平面形状を有して溝状に設
けられた燃料吐出部１４２ａ、水吐出部１４２ｂ、燃料
気化部１４３ａ、水気化部１４３ｂ、混合部１４３ｃ、
改質反応流路１４４、水素ガス排気部１４５と、例え
ば、上記改質反応流路１４４の形成領域を含む領域であ
って、かつ、改質反応流路１４４内に露出するように、
微小基板１４１上に設けられた矩形状の薄膜ヒータ１４
６（上述した薄膜ヒータ４０Ａに相当する）と、微小基
板１４１上に薄膜ヒータ１４６を介して接合された微小
基板（上述した閉止基板３０に相当する；図示を省略）
と、を備えて構成されている。Here, a concrete example of the structure applied to the fuel reforming section 140 is, for example, as shown in FIG. 6A, a minute substrate such as silicon (corresponding to the main substrate 10 described above).
On one surface side of 141, a fuel discharge part 142a, a water discharge part 142b, a fuel vaporization part 143a provided in a groove shape having a predetermined cross-sectional shape and a planar shape by using a microfabrication technology such as a semiconductor manufacturing technology, Water vaporization section 143b, mixing section 143c,
The reforming reaction channel 144, the hydrogen gas exhaust unit 145, and a region including, for example, the formation region of the reforming reaction channel 144 and exposed in the reforming reaction channel 144,
Rectangular thin film heater 14 provided on the micro substrate 141
6 (corresponding to the above-mentioned thin film heater 40A) and a micro substrate joined to the micro substrate 141 via the thin film heater 146 (corresponding to the above-mentioned closing substrate 30; illustration is omitted).
And are provided.

【００８７】燃料吐出部１４２ａ及び水吐出部１４２ｂ
は、上述したような水蒸気改質反応における原料物質と
なる発電用燃料及び水を、例えば、所定の単位量ごとに
液状粒として流路内に吐出する流体吐出機構を有してい
る。したがって、燃料吐出部１４２ａ及び水吐出部１４
２ｂにおける発電用燃料又は水の吐出量に基づいて、例
えば、上記化学反応式（３）式に示した水蒸気改質反応
の進行状態が制御されることになるため（詳しくは、薄
膜ヒータ１４６から供給される熱エネルギーも密接に関
連する）、燃料吐出部１４２ａ及び水吐出部１４２ｂ
は、燃料供給量の調整機能を担う構成を有している。The fuel discharger 142a and the water discharger 142b
Has a fluid discharge mechanism that discharges the power generation fuel and water, which are the raw materials in the steam reforming reaction as described above, into the flow path as liquid particles in a predetermined unit amount, for example. Therefore, the fuel discharger 142a and the water discharger 14
Based on the discharge amount of the power generation fuel or water in 2b, for example, the progress state of the steam reforming reaction represented by the chemical reaction formula (3) is controlled (for details, from the thin film heater 146). The thermal energy supplied is also closely related), the fuel discharge part 142a and the water discharge part 142b.
Has a configuration responsible for adjusting the fuel supply amount.

【００８８】燃料気化部１４３ａ及び水気化部１４３ｂ
は、それぞれ発電用燃料及び水の沸点等の揮発条件に応
じて加熱されるヒータであって、燃料吐出部１４２ａ及
び水吐出部１４２ｂから液状粒として吐出された発電用
燃料又は水を、加熱処理あるいは減圧処理等することに
より気化し、混合部１４３ｃにおいて、燃料ガスと水蒸
気の混合ガスを生成する。ここで、燃料気化部１４３ａ
及び水気化部１４３ｂとして、加熱処理を行う機構を採
用する場合には、上述した改質反応流路１４４と同様
に、燃料気化部１４３ａ及び水気化部１４３ｂを構成す
る溝部の形成領域を含む領域であって、かつ、該溝部内
に露出するように微小基板１４１上に矩形状の薄膜ヒー
タを設けた構成を適用するものであってもよい。Fuel vaporization section 143a and water vaporization section 143b
Is a heater that is heated according to volatilization conditions such as the boiling point of the fuel for power generation and water, respectively, and heats the fuel or water for power generation discharged as liquid particles from the fuel discharger 142a and the water discharger 142b. Alternatively, the mixture is vaporized by decompression or the like, and a mixed gas of fuel gas and water vapor is generated in the mixing section 143c. Here, the fuel vaporization section 143a
In the case where a mechanism for performing heat treatment is adopted as the water vaporization section 143b, a region including a groove formation region forming the fuel vaporization section 143a and the water vaporization section 143b, like the reforming reaction flow channel 144 described above. In addition, a configuration in which a rectangular thin film heater is provided on the micro substrate 141 so as to be exposed in the groove may be applied.

【００８９】改質反応流路１４４及び薄膜ヒータ１４６
は、上述した各実施形態に示した反応流路部に相当し、
上記混合部１４３ｃにおいて生成された混合ガスを改質
反応流路１４４に導入し、改質反応流路１４４の内壁面
に付着形成された銅−亜鉛（Ｃｕ−Ｚｎ）系の触媒層
（図示を省略）及び改質反応流路１４４に、該改質反応
流路１４４の形成領域を含む領域に対応して設けられた
薄膜ヒータ１４６から供給される所定の熱エネルギーに
基づいて、上記化学反応式（３）、（４）に示した水蒸
気改質反応を生じさせて、水素ガス（Ｈ２）を生成す
る。水素ガス排気部１４５は、改質反応流路１４４にお
いて生成された水素ガスを排出して、上述した発電部１
１０を構成する燃料電池の燃料極に供給する。これによ
り、発電部１１０において、上記化学反応式（１）及び
（２）に基づく一連の電気化学反応が生じて、所定の電
力が生成される。Reforming reaction channel 144 and thin film heater 146
Corresponds to the reaction flow path section shown in each of the above-mentioned embodiments,
The mixed gas generated in the mixing section 143c is introduced into the reforming reaction flow channel 144, and a copper-zinc (Cu-Zn) -based catalyst layer (illustrated in the figure) formed on the inner wall surface of the reforming reaction flow channel 144 is formed. (Omitted) and based on predetermined thermal energy supplied from the thin film heater 146 provided in the reforming reaction flow channel 144 corresponding to the region including the formation region of the reforming reaction flow channel 144, the above chemical reaction formula The steam reforming reactions shown in (3) and (4) are caused to generate hydrogen gas (H 2 ). The hydrogen gas exhaust unit 145 exhausts the hydrogen gas generated in the reforming reaction flow channel 144 to generate the above-described power generation unit 1
10 is supplied to the fuel electrode of the fuel cell. As a result, in the power generation unit 110, a series of electrochemical reactions based on the chemical reaction formulas (1) and (2) occur, and a predetermined electric power is generated.

【００９０】そして、上述したように、このような構成
を有する燃料改質部１４０の微小基板１４１に形成され
た溝状の改質反応流路等の形成領域を含む領域に対応し
て、上述した実施形態に示した薄膜ヒータ４０を、微細
加工技術を用いて形成することができる。これにより、
燃料改質部１４０全体又は一部、あるいは、燃料改質部
１４０を含む発電モジュール１００を微小空間に集積化
することができ、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）に則
った汎用の一次電池や種々の二次電池等と略同一の外形
形状及び外形寸法を有するように小型化することがで
き、既存の一次電池や二次電池市場において互換可能な
ポータブル電源を実現することができる。Then, as described above, the fuel reforming section 140 having such a configuration is described above in correspondence with a region including the formation region of the groove-like reforming reaction flow channel formed in the micro substrate 141. The thin film heater 40 shown in the above embodiment can be formed by using a fine processing technique. This allows
The fuel reforming section 140 can be integrated in whole or in part, or the power generation module 100 including the fuel reforming section 140 can be integrated in a minute space. For example, a general-purpose primary battery according to Japanese Industrial Standard (JIS) or various types can be used. It can be miniaturized so as to have substantially the same outer shape and outer dimension as the secondary battery and the like, and a portable power source compatible with the existing primary battery and secondary battery markets can be realized.

【００９１】なお、上述した電源システムは、上述した
実施形態に示したような化学反応装置を適用した燃料改
質部により生成される所定の流体物質（水素ガス等）を
発電用燃料として用いて、発電を行うことができるもの
であれば、燃料電池に限定されるものではない。したが
って、化学反応装置（燃料改質部）により生成された流
体物質の燃焼反応に伴う熱エネルギーによるもの（温度
差発電）や、燃焼反応等に伴う圧力エネルギーを用いて
発電器を回転させて電力を発生する力学的なエネルギー
変換作用等によるもの（ガス燃焼タービンやロータリー
エンジン、スターリングエンジン等の内燃、外燃機関発
電）、また、発電用燃料ＦＬの流体エネルギーや熱エネ
ルギーを電磁誘導の原理等を利用して電力に変換するも
の（電磁流体力学発電、熱音響効果発電等）等、種々の
形態を有する発電装置に適用することができる。The power supply system described above uses a predetermined fluid substance (hydrogen gas, etc.) generated by the fuel reforming section to which the chemical reaction device as described in the above embodiment is applied, as the fuel for power generation. The fuel cell is not limited as long as it can generate power. Therefore, the power is generated by rotating the generator by using the thermal energy (temperature difference power generation) associated with the combustion reaction of the fluid substance generated by the chemical reaction device (fuel reformer) or the pressure energy associated with the combustion reaction. By a mechanical energy conversion action that generates electricity (internal combustion of gas combustion turbines, rotary engines, Stirling engines, etc., external combustion engine power generation), and the principle of electromagnetic induction of fluid energy and thermal energy of fuel FL for power generation. The present invention can be applied to power generation devices having various forms, such as those that convert electricity into electric power by utilizing (e.g., magnetohydrodynamic power generation, thermoacoustic power generation).

【００９２】また、図６（ａ）に示した構成において
は、上記化学反応式（３）において、発電用燃料として
メタノール等と水を、別個の吐出部１４２ａ、１４２ｂ
及び供給経路を介して供給、気化して混合する構成を備
えた燃料改質部を示したが、予めメタノール等に水が混
合された発電用燃料を直接燃料改質部に供給して、水素
ガスを生成する水蒸気改質反応を実行するものであって
もよい。このような場合にあっては、例えば、図６
（ｂ）に示すように、微小基板１４１の一面側に、単一
の燃料吐出部１４２ｃ及び燃料気化部１４３ｃと、上述
した改質反応流路１４４、水素ガス排気部１４５からな
る単一の流路を備えた構成を適用することができる。Further, in the structure shown in FIG. 6A, in the chemical reaction formula (3), methanol and the like as the fuel for power generation and water are supplied separately to the discharge portions 142a and 142b.
And the fuel reforming unit having a configuration in which it is supplied through a supply path, vaporized, and mixed, but a power generation fuel in which water is mixed in advance with methanol or the like is directly supplied to the fuel reforming unit to generate hydrogen. It may be one that executes a steam reforming reaction that produces gas. In such a case, for example, as shown in FIG.
As shown in (b), a single flow consisting of a single fuel discharge part 142c and a fuel vaporization part 143c, the above-mentioned reforming reaction channel 144, and the hydrogen gas exhaust part 145 is provided on one surface side of the micro substrate 141. A configuration with a path can be applied.

【００９３】また、上述した電源システムに示した燃料
改質部１４０においては、上記化学反応式（３）や
（４）での反応以外に極微量の一酸化炭素（ＣＯ）を生
成する恐れがあるが、図５に示すように、生成された一
酸化炭素を無害化するような反応部を設けてもよい。す
なわち、発電モジュール１００の燃料改質部１４０は、
上述したように、燃料パック２１０内のアルコール及び
水から構成される燃料を燃料制御部１２０から供給さ
れ、水素（Ｈ２）と副生成物の二酸化炭素（ＣＯ２）、
さらに、微量の一酸化炭素（ＣＯ）を生成する水蒸気改
質反応部１４０ａに加えて、水蒸気改質反応部１４０ａ
から供給された一酸化炭素（ＣＯ）を燃料制御部１２０
及び／又は発電部１１０から供給された水（Ｈ２Ｏ）と
反応させ、二酸化炭素（ＣＯ２）及び水素（Ｈ２）を生
成する水性シフト反応部１４０ｂ、及び、水性シフト反
応部１４０ｂで反応しきれなかった一酸化炭素（ＣＯ）
を酸素（Ｏ）と反応させて二酸化炭素（ＣＯ２）を生成
する選択酸化反応部１４０ｃのうちの少なくとも一方か
らなる一酸化炭素燃料改質部を備えた構成を有し、燃料
パック２１０に封入された燃料を、改質して得られる水
素（Ｈ２）を発電部１１０に供給するとともに、微量に
生じる一酸化炭素（ＣＯ）を無毒化するものである。下
記に示す実施形態では、一酸化炭素燃料改質部が水性シ
フト反応部１４０ｂ及び選択酸化反応部１４０ｃの両方
を有する構成になっている。Further, in the fuel reforming section 140 shown in the above-described power supply system, there is a possibility that a very small amount of carbon monoxide (CO) may be generated in addition to the reactions in the chemical reaction formulas (3) and (4). However, as shown in FIG. 5, a reaction part for detoxifying the generated carbon monoxide may be provided. That is, the fuel reforming unit 140 of the power generation module 100 is
As described above, the fuel composed of alcohol and water in the fuel pack 210 is supplied from the fuel control unit 120, and hydrogen (H 2 ) and carbon dioxide (CO 2 ) as a by-product,
Furthermore, in addition to the steam reforming reaction section 140a that generates a small amount of carbon monoxide (CO), the steam reforming reaction section 140a
The carbon monoxide (CO) supplied from the fuel control unit 120
And / or react with water (H 2 O) supplied from the power generation unit 110 to generate carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) in the aqueous shift reaction unit 140b and the aqueous shift reaction unit 140b. Carbon monoxide (CO) that could not be exhausted
Has a configuration including a carbon monoxide fuel reforming unit including at least one of the selective oxidation reaction units 140c that reacts oxygen with oxygen (O) to generate carbon dioxide (CO 2 ), and is sealed in the fuel pack 210. Hydrogen (H 2 ) obtained by reforming the fuel thus produced is supplied to the power generation unit 110, and carbon monoxide (CO) generated in a trace amount is detoxified. In the embodiment described below, the carbon monoxide fuel reforming section is configured to have both the aqueous shift reaction section 140b and the selective oxidation reaction section 140c.

【００９４】以下、燃料改質部１４０の各構成と図６に
示した構成との関係について説明する。燃料改質部１４
０の水蒸気改質反応部１４０ａは、図６（ａ）に示す構
造と概略同一であり、燃料気化部１４３ａ及び水気化部
１４３ｂは、薄膜ヒータ１４６と同様にＴａ−Ｓｉ−Ｏ
−Ｎ系の化合物（発熱抵抗体）からなる薄膜層を備えて
いる。ここで、温度制御部１５０により制御された電力
により上記薄膜層が所定温度に加熱され、メタノール
（ＣＨ３ＯＨ）及び水（Ｈ２Ｏ）を気化させる。The relationship between each structure of the fuel reforming section 140 and the structure shown in FIG. 6 will be described below. Fuel reformer 14
The steam reforming reaction section 140a of No. 0 has substantially the same structure as that shown in FIG. 6A, and the fuel vaporization section 143a and the water vaporization section 143b are similar to the thin film heater 146 in Ta-Si-O.
A thin film layer made of an N-type compound (heating resistor) is provided. Here, the thin film layer is heated to a predetermined temperature by electric power controlled by the temperature control unit 150, and methanol (CH 3 OH) and water (H 2 O) are vaporized.

【００９５】そして、水蒸気改質反応過程においては、
上記気化したメタノール（ＣＨ３ＯＨ）及び水（Ｈ
２Ｏ）に対して、薄膜ヒータ１４６で概ね３００℃の温
度条件の雰囲気を設定することにより、４９．４kJ/mol
程度の熱エネルギーを吸熱して、上述した化学反応式
（３）に示すように、水素（Ｈ２）と微量の二酸化炭素
（ＣＯ２）が生成される。この二酸化炭素（ＣＯ２）
は、選択的に発電モジュール１００の外側に排出され
る。なお、この水蒸気改質反応においては、水素
（Ｈ２）と二酸化炭素（ＣＯ２）以外に副生成物として
微量の一酸化炭素（ＣＯ）が生成される場合がある。In the steam reforming reaction process,
The vaporized methanol (CH 3 OH) and water (H
Against 2 O), by setting the atmospheric temperature condition of approximately 300 ° C. In the thin-film heater 146, 49.4kJ / mol
By absorbing a certain amount of heat energy, hydrogen (H 2 ) and a small amount of carbon dioxide (CO 2 ) are generated as shown in the above chemical reaction formula (3). This carbon dioxide (CO 2 )
Are selectively discharged to the outside of the power generation module 100. In addition, in this steam reforming reaction, a trace amount of carbon monoxide (CO) may be produced as a by-product in addition to hydrogen (H 2 ) and carbon dioxide (CO 2 ).

【００９６】ここで、水蒸気改質反応において、副生成
物として生成される一酸化炭素（ＣＯ）を除去するため
の水性シフト反応部１４０ｂ及び選択酸化反応部１４０
ｃを水蒸気改質反応部１４０ａの後段に付設して、水性
シフト反応及び選択酸化反応からなる各過程を介して、
一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ２）及び水素
（Ｈ２）に変換して、有害物質の排出を抑止するように
構成する。具体的には、水性シフト反応部１４０ｂは、
図６（ａ）に示す構造と概略同一であるが、燃料吐出部
１４２ａの代わりに水蒸気改質反応部１４０ａで改質後
の残存する一酸化炭素（ＣＯ）を微量に含む水素ガス
（Ｈ２）を吐出する吐出部が設けられ、かつ、薄膜ヒー
タ１４６と同様にＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の化合物からな
る薄膜層を備えている。Here, in the steam reforming reaction, the aqueous shift reaction section 140b and the selective oxidation reaction section 140 for removing carbon monoxide (CO) produced as a by-product.
c is attached to the latter stage of the steam reforming reaction section 140a, and through each process consisting of an aqueous shift reaction and a selective oxidation reaction,
It is configured to convert carbon monoxide (CO) into carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) to suppress emission of harmful substances. Specifically, the aqueous shift reaction section 140b is
The structure is almost the same as the structure shown in FIG. 6A, but hydrogen gas (H 2 ) Is provided, and a thin film layer made of a Ta—Si—O—N-based compound is provided like the thin film heater 146.

【００９７】水性シフト反応部１４０ｂでの水性シフト
反応過程において、一酸化炭素（ＣＯ）に対して水（水
蒸気；Ｈ２Ｏ）を反応させることにより４０．２kJ/mol
程度の熱エネルギーを発熱して、次の化学反応式（５）
に示すように、二酸化炭素（ＣＯ２）と水素（Ｈ２）が
生成される。 ＣＯ＋Ｈ２Ｏ →ＣＯ２＋Ｈ２ ・・・（５） このとき発生される二酸化炭素（ＣＯ２）は、発電モジ
ュール１００の外側に選択的に排出される。In the aqueous shift reaction process in the aqueous shift reaction section 140b, carbon monoxide (CO) is reacted with water (steam; H 2 O) to obtain 40.2 kJ / mol.
The following chemical reaction formula (5)
As shown in, carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) are generated. CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (5) Carbon dioxide (CO 2 ) generated at this time is selectively discharged to the outside of the power generation module 100.

【００９８】水性シフト反応部１４０ｂの少なくとも一
方の後段に付設された選択酸化反応部１４０ｃは、水性
シフト反応部１４０ｂで未反応の一酸化炭素（ＣＯ）を
二酸化炭素（ＣＯ２）に改質するものであり、概略図６
（ａ）から燃料気化部１４３ａ、水気化部１４３ｂを省
略し、燃料吐出部１４２ａ、水吐出部１４２ｂの代わり
に、それぞれ水性シフト反応部１４０ｂからの気体を吐
出する吐出部と、発電モジュール１００の外側から取り
込んだ空気あるいは酸素（Ｏ）を吐出する吐出部と、が
設けられ、かつ、薄膜ヒータ１４６と同様にＴａ−Ｓｉ
−Ｏ−Ｎ系の化合物からなる薄膜層を備えている。The selective oxidation reaction section 140c attached to at least one subsequent stage of the aqueous shift reaction section 140b reforms unreacted carbon monoxide (CO) to carbon dioxide (CO 2 ) in the aqueous shift reaction section 140b. And a schematic diagram 6
The fuel vaporization section 143a and the water vaporization section 143b are omitted from (a), and instead of the fuel ejection section 142a and the water ejection section 142b, an ejection section that ejects gas from the aqueous shift reaction section 140b and a power generation module 100, respectively. And a discharge portion that discharges air or oxygen (O) taken from the outside, and, like the thin-film heater 146, Ta-Si.
It is provided with a thin film layer made of an -ON compound.

【００９９】選択酸化反応過程において、水性シフト反
応により二酸化炭素（ＣＯ２）と水素（Ｈ２）に変換さ
れなかった一酸化炭素（ＣＯ）に対して酸素（Ｏ２）を
反応させることにより２８３．５kJ/mol程度の熱エネル
ギーを発熱して、次の化学反応式（６）に示すように、
二酸化炭素（ＣＯ２）が生成される。 ＣＯ＋（１／２）Ｏ２ →ＣＯ２ ・・・（６） なお、選択酸化反応部１４０ｃは、水蒸気改質反応部１
４０ａと水性シフト反応部１４０ｂとの間に設けてもよ
い。上記一連の燃料改質反応により生成される水素（Ｈ
２）以外の微量の生成物（主に、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ２））は、発電モジュール１００に設けられた排出孔
を介して、外気に排出される。In the selective oxidation reaction process, carbon monoxide (CO) which has not been converted into carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) by the aqueous shift reaction is reacted with oxygen (O 2 ) 283. As it generates heat energy of about 0.5 kJ / mol, as shown in the following chemical reaction formula (6),
Carbon dioxide (CO 2 ) is produced. CO + (1/2) O 2 → CO 2 (6) The selective oxidation reaction section 140 c is the steam reforming reaction section 1
It may be provided between 40a and the aqueous shift reaction section 140b. Hydrogen (H generated by the above series of fuel reforming reactions
2 ) trace amount of products (mainly carbon dioxide (C
O 2 )) is discharged to the outside air through a discharge hole provided in the power generation module 100.

【０１００】次いで、本発明に係る電源システムに適用
される発電モジュール１００及び燃料パック２１０の形
状について、図面を参照して簡単に説明する。図７
（ａ）〜図７（ｄ）及び図７（ｅ）〜図７（ｈ）は、そ
れぞれ本発明に係る電源システムに適用される一実施例
の燃料パック及びホルダー部（発電モジュール）を上方
向、前方向、横方向、後方向から見た外形形状を示す概
略構成図である。Next, the shapes of the power generation module 100 and the fuel pack 210 applied to the power supply system according to the present invention will be briefly described with reference to the drawings. Figure 7
(A) to FIG. 7 (d) and FIG. 7 (e) to FIG. 7 (h) respectively show the fuel pack and the holder part (power generation module) of one embodiment applied to the power supply system according to the present invention in the upward direction. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an outer shape viewed from the front, the lateral direction, and the rear direction.

【０１０１】図７（ａ）〜図７（ｄ）及び図７（ｅ）〜
図７（ｈ）に示すように、本実施例に係る電源システム
は、発電用燃料が所定の条件で封入された燃料パック２
１０と、該燃料パック２１０が装着自在及び取り外し自
在に構成された発電モジュール１００を収容したホルダ
ー部２２０と、を備えて構成されている。ここで、燃料
パック２１０は、例えば、燃料ＦＬを封入する透明の分
解性高分子ケースであって、未使用の場合には、バクテ
リア等の分解要因から保護するパッケージ２１１でケー
スの周囲を被覆されており、燃料パック２１０の装着時
には、パッケージ２１１を剥離する構成になっている。
また、燃料パック２１０は透明なケースで構成されると
ともに、図７（ａ）に示すように、その側面の適当な位
置に指標２１０ｃを設けた構成を有しており、これによ
り、燃料パック２１０内に残存する発電用燃料の量（残
量）を視覚的に確認することができるようになってい
る。FIGS. 7A to 7D and 7E to
As shown in FIG. 7 (h), in the power supply system according to the present embodiment, the fuel pack 2 in which the fuel for power generation is sealed under a predetermined condition.
10 and a holder portion 220 accommodating the power generation module 100 in which the fuel pack 210 is attachable and detachable. Here, the fuel pack 210 is, for example, a transparent degradable polymer case that encloses the fuel FL, and when not used, the circumference of the case is covered with a package 211 that protects from a decomposition factor such as bacteria. Thus, the package 211 is peeled off when the fuel pack 210 is mounted.
Further, the fuel pack 210 has a transparent case, and as shown in FIG. 7A, has an index 210c provided at an appropriate position on the side surface thereof. It is possible to visually check the amount (remaining amount) of the fuel for power generation remaining inside.

【０１０２】ホルダー部２２０は、大別して、上述した
実施形態と同等の構成を有する発電モジュール１００が
収納され、正極端子ＥＬ（＋）が設けられた発電部２２
０ａと、負極端子ＥＬ（−）が設けられた対向部２２０
ｂと、発電部２２０ａと対向部２２０ｂを連結するとと
もに、発電部２２０ａと負極端子ＥＬ（−）を電気的に
接続する連結部２２０ｃと、を有して構成されている。
ここで、発電部２２０ａ、対向部２２０ｂ及び連結部２
２０ｃにより囲まれた貫通した空間ＳＰ１が、上記燃料
パック２１０を結合した際の収納位置となる。The holder part 220 is roughly classified into the power generation part 22 in which the power generation module 100 having the same structure as that of the above-mentioned embodiment is housed, and the positive electrode terminal EL (+) is provided.
0a and the facing portion 220 provided with the negative electrode terminal EL (−)
b, and a connecting portion 220c for connecting the power generating portion 220a and the facing portion 220b and electrically connecting the power generating portion 220a and the negative electrode terminal EL (-).
Here, the power generation part 220a, the facing part 220b, and the connecting part 2
A penetrating space SP1 surrounded by 20c is a storage position when the fuel pack 210 is coupled.

【０１０３】さらに、ホルダー部２２０は、対向部２２
０ｂの当接部分の周囲にバネ材等の弾性を有し、中央に
孔を有する凸部２２０ｄと、凸部２２０ｄの孔及び発電
モジュール１００の副生成物供給経路１０４を連結する
副生成物回収経路２２０ｅと、を備えている。なお、ホ
ルダー部２２０の連結部２２０ｃには、図７（ｅ）に示
すように、図７（ａ）に示した燃料パック２１０の指標
２１０ｃに代えて、又は、指標２１０ｃと併設して、指
標２２０ｈが刻まれた構成を適用するものであってもよ
い。これにより、ホルダー部２２０に燃料パック２１０
を結合した際に、発電用燃料の残量を簡易かつ正確に確
認することができるようになっている。なお、この場
合、連結部２２０ｃは、不透明である方が指標２２０ｈ
を視認しやすい。Further, the holder part 220 includes the facing part 22.
0b, which has elasticity such as a spring material around the abutting portion of 0b, has a hole in the center, and the by-product recovery that connects the hole of the convex part 220d and the by-product supply path 104 of the power generation module 100. And a path 220e. It should be noted that, as shown in FIG. 7E, the connecting portion 220c of the holder 220 may be replaced with the index 210c of the fuel pack 210 shown in FIG. A configuration in which 220h is engraved may be applied. As a result, the fuel pack 210 is attached to the holder 220.
It is possible to easily and accurately check the remaining amount of fuel for power generation when the fuel cells are connected. Note that, in this case, the connecting portion 220c is more opaque than the index 220h.
Is easy to see.

【０１０４】このような構成を有する電源システムにお
いて、パッケージ２１１を剥がした燃料パック２１０が
空間ＳＰ１に収納されると、後述する図８に示すよう
に、燃料送出経路となる燃料送出管２２０ｆが、バネで
姿勢が固定されている燃料供給弁２１０ｄを押し下げ
て、燃料パック２１０の漏出防止機能が解除されて、燃
料パック２１０に封入された発電用燃料ＦＬが、毛細管
２１０ｆ内及び燃料送出管２２０ｆ内での表面張力によ
り自動的に搬送されて発電モジュール１００に供給され
る。In the power supply system having such a configuration, when the fuel pack 210 with the package 211 removed is housed in the space SP1, the fuel delivery pipe 220f, which serves as a fuel delivery path, as shown in FIG. The fuel supply valve 210d whose posture is fixed by a spring is pushed down to release the leakage prevention function of the fuel pack 210, and the power generation fuel FL enclosed in the fuel pack 210 is stored in the capillary 210f and the fuel delivery pipe 220f. It is automatically conveyed by the surface tension in the above and supplied to the power generation module 100.

【０１０５】ここで、電源システムは、燃料パック２１
０が空間ＳＰ１に収納され、ホルダー部２２０に結合さ
れた状態において、例えば、上述した円柱形状の汎用の
化学電池と略同等の外形形状及び寸法を有するように構
成されている。また、このとき、燃料パック２１０が空
間ＳＰ１に正常に収納された状態で、燃料パック２１０
の燃料送出口２１０ａが、発電部２２０ａ側の燃料送出
経路に良好に当接して接続するように、燃料パック２１
０の他端側２１０ｂを適当な力で押圧するとともに、燃
料パック２１０がホルダー部２２０から不用意に脱落す
ることを防止するために、燃料パック２１０の他端側２
１０ｂと対向部２２０ｂの当接部分が、適当な押圧力で
係合するように構成されていることが望ましい。Here, the power supply system is the fuel pack 21.
In the state where 0 is housed in the space SP1 and coupled to the holder portion 220, for example, the outer shape and dimensions are substantially the same as those of the above-mentioned columnar general-purpose chemical battery. Further, at this time, with the fuel pack 210 normally stored in the space SP1,
Of the fuel pack 21 so that the fuel outlet 210a of the power supply unit 210a is in good contact with and connected to the fuel delivery path on the power generation unit 220a side.
In order to prevent the other end side 210b of the fuel pack 210 from being accidentally dropped from the holder part 220 while pressing the other end side 210b of the fuel pack 210 with an appropriate force,
It is desirable that the abutting portions of 10b and the facing portion 220b be configured to engage with each other with an appropriate pressing force.

【０１０６】これにより、上述したように、副電源部１
７０から発電モジュール１００内の動作制御部１８０に
動作電力が供給される。また、本実施形態に係る電源シ
ステムが所定のデバイスＤＶＣに装着されることによ
り、充電部１６０あるいは発電部１１０から出力された
電力の一部が正極端子ＥＬ（＋）及び対向部２２０ｂに
設けられた負極端子ＥＬ（−）を介して、デバイスＤＶ
Ｃに内蔵されたコントローラＣＮＴに駆動電力（コント
ローラ電力）として供給される（初期動作）。As a result, as described above, the sub power source unit 1
The operation power is supplied from 70 to the operation controller 180 in the power generation module 100. Further, when the power supply system according to the present embodiment is attached to the predetermined device DVC, a part of the electric power output from the charging unit 160 or the power generation unit 110 is provided in the positive electrode terminal EL (+) and the facing unit 220b. Via the negative terminal EL (-)
It is supplied as drive power (controller power) to the controller CNT built in C (initial operation).

【０１０７】したがって、汎用の化学電池と同様に簡易
に取り扱うことができ、汎用の化学電池と同一又は同等
の外形形状及び寸法（ここでは、円柱形状）を有すると
ともに、同一又は同等の電気的特性を有する電力を供給
することができる完全互換の電源システムを実現するこ
とができるので、既存の携帯機器等のデバイスに対し
て、汎用の化学電池と全く同様に、動作電力として適用
することができる。Therefore, it can be handled as easily as a general-purpose chemical battery, has the same external shape and dimensions (here, a cylindrical shape) as the general-purpose chemical battery, and has the same or equivalent electrical characteristics. Since it is possible to realize a completely compatible power supply system capable of supplying electric power having the above, it can be applied as operating power to a device such as an existing mobile device, just like a general-purpose chemical battery. .

【０１０８】（具体的構成例）次に、上述した各実施形
態（各構成例を含む）のいずれかを適用した電源システ
ム全体の具体構成例について、図面を参照して説明す
る。図８は、本発明に係る電源システム全体の具体構成
例を示す要部構成図である。ここでは、発電モジュール
に設けられる副電源部１７０が、充電部１６０で蓄電さ
れたチャージにより充電され、発電部１１０の燃料セル
として燃料改質方式の燃料電池が適用されているものと
する。また、上述した各実施形態及び各構成例を適宜参
照し、同等の構成については、同一の符号を付して、そ
の説明を簡略化する。(Specific Configuration Example) Next, a specific configuration example of the entire power supply system to which any of the above-described embodiments (including each configuration example) is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a main part configuration diagram showing a specific configuration example of the entire power supply system according to the present invention. Here, it is assumed that the sub power supply unit 170 provided in the power generation module is charged by the charge stored in the charging unit 160, and a fuel reforming type fuel cell is applied as a fuel cell of the power generation unit 110. Further, the respective embodiments and the respective configuration examples described above are appropriately referred to, and the same components are denoted by the same reference numerals to simplify the description.

【０１０９】図８に示すように、本具体構成例に係る電
源システム３００は、発電モジュール１００と燃料パッ
ク２１０が装着自在及び取り外し自在に構成され、全体
として円柱形状からなる外形形状を有している。また、
これらの構成（特に、発電モジュール１００）が、マイ
クロマシン製造技術等を用いて微小空間に構成され、汎
用の化学電池と同等の外形寸法を有するように構成され
ている。As shown in FIG. 8, the power supply system 300 according to the present specific configuration is configured such that the power generation module 100 and the fuel pack 210 are attachable and detachable, and have an overall outer shape of a cylindrical shape. There is. Also,
These configurations (in particular, the power generation module 100) are configured in a minute space by using a micromachine manufacturing technique or the like, and have the same outer dimensions as a general-purpose chemical battery.

【０１１０】発電モジュール１００は、概略、円柱形状
の円周側面に沿って延在する発電部１１０と、円柱状の
発電モジュール１００内部に、深さ及び幅がそれぞれ５
００μｍ以下の燃料流路及び流路内の空間を所定温度に
設定する薄膜ヒータが形成された水蒸気改質反応部（水
蒸気改質反応炉）１４０ａと、深さ及び幅がそれぞれ５
００μｍ以下の燃料流路及び流路内の空間を所定温度に
設定する薄膜ヒータが形成された水性シフト反応部（水
性シフト反応炉）１４０ｂと、深さ及び幅がそれぞれ５
００μｍ以下の燃料流路及び流路内の空間を所定温度に
設定する薄膜ヒータが形成された選択酸化反応部（選択
酸化反応炉）１４０ｃと、発電モジュール１００内部に
マイクロチップ化されて収納された動作制御部１８０
と、発電モジュール１００の円柱側面から上記発電部１
１０の空気極まで貫通し、外部の空気を取り入れる複数
の通気孔（スリット）１３０ａと、上記空気極側におい
て生成される副生成物（水等）を液化（凝縮）して分離
回収する分離回収部１０２と、回収した副生成物の一部
を水蒸気改質反応部１４０ａに供給する副生成物供給経
路２２０ｅと、円柱上面から上記発電部１１０の空気極
まで貫通し、少なくとも、発電部の燃料極側や水蒸気改
質反応部１４０ａ、水性シフト反応部１４０ｂ、選択酸
化反応部１４０ｃにおいて生成され、非回収物質である
副生成物（二酸化炭素等）を発電モジュールの外部に排
出する排出孔１０６と、記載はないが副電源部１７０
と、を備えて構成されている。The power generation module 100 includes a power generation section 110 extending along a circumferential side surface of a cylindrical shape and a cylindrical power generation module 100 having a depth and a width of 5 respectively.
A steam reforming reaction part (steam reforming reaction furnace) 140a in which a thin film heater for setting a fuel flow path of 00 μm or less and a space in the flow path to a predetermined temperature is formed, and a depth and a width of 5 respectively.
An aqueous shift reaction section (aqueous shift reaction furnace) 140b in which a thin film heater for setting a fuel flow path of 00 μm or less and a space in the flow path to a predetermined temperature is formed, and a depth and a width of 5 respectively.
A selective oxidation reaction section (selective oxidation reaction furnace) 140c in which a thin film heater for setting a fuel flow path of 00 μm or less and a space in the flow path to a predetermined temperature is formed, and a microchip are housed inside the power generation module 100. Operation control unit 180
From the side of the cylinder of the power generation module 100,
Separation and recovery for liquefying (condensing) and collecting and collecting a plurality of vent holes (slits) 130a that penetrate up to 10 air electrodes and take in outside air, and by-products (water etc.) generated on the air electrode side. Section 102, by-product supply path 220e for supplying a part of the recovered by-product to steam reforming reaction section 140a, and penetrating from the upper surface of the cylinder to the air electrode of power generation section 110, and at least the fuel of the power generation section. A discharge hole 106 for discharging a by-product (carbon dioxide or the like) which is a non-recovered substance and is generated in the electrode side, the steam reforming reaction section 140a, the aqueous shift reaction section 140b, and the selective oxidation reaction section 140c to the outside of the power generation module. , No description, but sub power supply unit 170
And are provided.

【０１１１】水蒸気改質反応部１４０ａ及び水性シフト
反応部１４０ｂは、反応に必要な水として、副生成物供
給経路１０４を介して供給される発電部１１０で生成さ
れた水及び燃料パック２１０内の燃料ＦＬ内の水の少な
くとも一方を利用する。また水蒸気改質反応部１４０
ａ、水性シフト反応部１４０ｂ及び選択酸化反応部１４
０ｃ内で各反応により生じた二酸化炭素は、排出孔１０
６を介して発電モジュール１００の外部に排出される。The steam reforming reaction section 140a and the aqueous shift reaction section 140b are the water necessary for the reaction, and the water generated in the power generation section 110 supplied through the by-product supply path 104 and the fuel pack 210. At least one of the water in the fuel FL is used. In addition, the steam reforming reaction unit 140
a, aqueous shift reaction section 140b and selective oxidation reaction section 14
The carbon dioxide produced by each reaction within
It is discharged to the outside of the power generation module 100 via 6.

【０１１２】燃料パック２１０は、発電部１１０に供給
される発電用燃料ＦＬが充填、封入される燃料封入部１
９０と、上記分離回収部１０２により回収された副生成
物（水）を固定的に保持する副生成物回収部２００と、
発電モジュール１００との境界にあって、発電用燃料Ｆ
Ｌの漏出を防止する燃料供給弁２１０ｄ（燃料漏出防止
手段）と、回収保持された副生成物（回収物）の漏出を
防止する副生成物取込弁２１０ｅ（回収物漏出防止手
段）と、を有して構成されている。ここで、燃料パック
２１０は、例えば、分解性プラスチックにより形成され
ている。The fuel pack 210 is filled with the power generation fuel FL supplied to the power generation unit 110, and is filled with the fuel.
90, and a by-product recovery unit 200 that fixedly holds the by-product (water) recovered by the separation / recovery unit 102,
At the boundary with the power generation module 100, the fuel F for power generation
A fuel supply valve 210d (fuel leakage prevention means) for preventing leakage of L, and a by-product intake valve 210e (recovered material leakage prevention means) for preventing leakage of the by-product (recovered material) collected and retained. Is configured. Here, the fuel pack 210 is formed of degradable plastic, for example.

【０１１３】このような構成を有する燃料パック２１０
を発電モジュール１００と結合すると、燃料送出管２２
０ｆがバネで姿勢が固定されている燃料供給弁２１０ｄ
を押し下げて燃料パック２１０の漏出防止機能が解除さ
れ、燃料パック２１０に封入された発電用燃料ＦＬが毛
細管２１０ｆ内及び燃料送出管２２０ｆ内での表面張力
により発電モジュール１００まで自動的に搬送される。
また、燃料パック２１０を発電モジュール１００から外
すと、燃料供給弁２１０ｄがバネの復元力で元の閉じた
状態になって、発電用燃料ＦＬが漏れないようになる。The fuel pack 210 having such a configuration
Is connected to the power generation module 100, the fuel delivery pipe 22
0f is a fuel supply valve 210d whose posture is fixed by a spring
Is pushed down to release the leakage preventing function of the fuel pack 210, and the power generation fuel FL enclosed in the fuel pack 210 is automatically conveyed to the power generation module 100 due to the surface tension in the capillary tube 210f and the fuel delivery tube 220f. .
Further, when the fuel pack 210 is removed from the power generation module 100, the fuel supply valve 210d is closed by the restoring force of the spring, and the power generation fuel FL does not leak.

【０１１４】[0114]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る化学
反応装置によれば、少なくとも一つの反応領域を備え、
該反応領域において反応流路等の機能要素が微小空間に
ミクロンオーダーに微細化されて形成され、該反応流路
内で第１の流体物質を第２の流体物質に変換する化学反
応を生じる化学反応装置において、反応流路が形成され
た主基板に閉止基板を接合する際に、反応領域におい
て、反応流路及び隣接する反応流路間を含む流路形状の
全域に対して、この領域を含む、より大きな領域に薄膜
ヒータが形成されているので、基板相互の位置合わせマ
ージンを大きく取ることができ、比較的容易に位置合わ
せを行うことができる。したがって、高精度の製造機器
等を必要とすることなく、基板接合工程における位置合
わせ作業を簡素化することができ、製品コストを抑制し
た信頼性の高い化学反応装置を提供することができる。As described above, according to the chemical reaction device of the present invention, at least one reaction region is provided,
In the reaction region, a functional element such as a reaction flow channel is formed in a microscopic space by micronizing, and a chemical reaction for converting a first fluid substance into a second fluid substance is generated in the reaction flow channel. In the reaction device, when bonding the closed substrate to the main substrate on which the reaction channel is formed, in the reaction region, this region is defined for the entire region of the channel shape including between the reaction channel and the adjacent reaction channel. Since the thin film heater is formed in a larger area including the above, a large alignment margin can be secured between the substrates, and alignment can be performed relatively easily. Therefore, it is possible to simplify the alignment work in the substrate bonding process without requiring highly accurate manufacturing equipment and the like, and it is possible to provide a highly reliable chemical reaction device that suppresses the product cost.

【０１１５】ここで、薄膜ヒータがタンタル（Ｔａ）、
シリコン（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）からなるＴ
ａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の化合物の薄膜層により構成され、
かつ、薄膜ヒータが反応流路内に露出するように構成す
ることにより、薄膜ヒータから反応流路への熱エネルギ
ーの伝熱特性を大幅に向上することができるので、反応
流路内部で生じる化学反応の反応効率を改善することが
できる。Here, the thin film heater is tantalum (Ta),
T composed of silicon (Si), oxygen (O), and nitrogen (N)
a thin film layer of a-Si-O-N based compound,
In addition, since the thin film heater is configured to be exposed in the reaction channel, the heat transfer characteristics of heat energy from the thin film heater to the reaction channel can be significantly improved. The reaction efficiency of the reaction can be improved.

【０１１６】特に、薄膜ヒータを構成するＴａ−Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ系の化合物における酸素及び窒素の合計含有率
を、概ね５６%以下（好ましくは、概ね３５%乃至５６%
の範囲）の任意の数値、もしくは、化合物の抵抗率を、
概ね０.５ｍΩｃｍ／□乃至１０ｍΩｃｍの範囲のう
ち、任意の数値に設定することにより、薄膜ヒータとし
て良好な発熱特性が得られるとともに、反応流路内での
化学反応を効率よく促進することができる。In particular, Ta-Si- which constitutes the thin film heater.
The total content of oxygen and nitrogen in the ON-N compound is approximately 56% or less (preferably approximately 35% to 56%).
Range)) or the resistivity of the compound,
By setting an arbitrary value within the range of approximately 0.5 mΩcm / □ to 10 mΩcm, good heat generation characteristics as a thin film heater can be obtained, and a chemical reaction in the reaction channel can be efficiently promoted. .

【０１１７】また、薄膜ヒータを構成する上記Ｔａ−Ｓ
ｉ−Ｏ−Ｎ系の化合物を水素化処理して得られるＴａ−
Ｓｉ−Ｏ−Ｎ−Ｈからなる化合物を、薄膜ヒータとして
適用することにより、例えば、シリコン基板からなる主
基板と薄膜ヒータ間に陽極接合を適用することができる
ので、化学反応装置の製造プロセスを簡易化して効率化
しつつ、各基板と薄膜ヒータとを良好に接合することが
できる。さらに、上記Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の化合物
は、主基板及び閉止基板に適用されるガラス基板やシリ
コン基板等に対して、極めて良好な密着性を有している
ので、薄膜ヒータの発熱に伴って熱膨張や熱収縮が生じ
た場合であっても、主基板及び閉止基板との間でストレ
スが比較的生じにくく、剥離や破損の発生を良好に抑制
することができる。Further, the above Ta-S constituting the thin film heater is used.
Ta-obtained by hydrogenating an i-O-N compound
By applying the compound of Si-O-N-H as a thin film heater, for example, anodic bonding can be applied between the main substrate made of a silicon substrate and the thin film heater, and therefore, the manufacturing process of the chemical reaction device can be performed. It is possible to satisfactorily bond each substrate and the thin film heater while simplifying and improving efficiency. Furthermore, since the Ta-Si-O-N-based compound has extremely good adhesion to the glass substrate, the silicon substrate, and the like applied to the main substrate and the closing substrate, the thin-film heater generates heat. Even if thermal expansion or thermal contraction occurs due to the above, stress is relatively unlikely to occur between the main substrate and the closed substrate, and the occurrence of peeling or damage can be favorably suppressed.

【０１１８】なお、薄膜ヒータが主基板と閉止基板との
間に介在し、反応流路内に露出する構成を適用する場合
にあっては、薄膜ヒータを構成するＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ
系の化合物の密度を、概ね７.０×１０２２／cm３以上
に設定することにより、通常の金属や酸化物により薄膜
ヒータを形成した場合に比較して、簡易に高い密度を実
現することができ、反応流路内で生成される水素等の薄
膜ヒータへの侵入を抑制して、膜質の劣化を防止するこ
とができる。When the thin film heater is interposed between the main substrate and the closed substrate and is exposed in the reaction channel, the Ta-Si-O-N constituting the thin film heater is used.
By setting the density of the compound of the system to about 7.0 × 10 22 / cm 3 or more, it is possible to easily achieve a high density as compared with the case of forming a thin film heater with a normal metal or oxide. Therefore, it is possible to prevent hydrogen and the like generated in the reaction channel from entering the thin film heater and prevent deterioration of the film quality.

【０１１９】また、本発明に係る電源システムによれ
ば、上述したような化学反応装置を燃料供給部に適用し
た構成を有し、薄膜ヒータから所定の熱エネルギーを供
給することにより、微小空間に形成された反応流路内
で、例えば、蒸発反応や水蒸気改質反応、水性シフト反
応、選択酸化反応等を生じさせ、アルコール系の液体燃
料（第１の流体物質）から高い変換効率で水素ガス（第
２の流体物質）を生成することができるとともに、有害
な副生成物の排出を極力抑制することができるので、燃
料改質型の燃料電池等を備えた電源システムにおける発
電効率の向上や、システム構成の大幅な小型化を図りつ
つ、実用化に極めて有益な構成を提供することができ
る。Further, according to the power supply system of the present invention, the chemical reaction device as described above is applied to the fuel supply section, and a predetermined amount of thermal energy is supplied from the thin film heater to the micro space. In the formed reaction flow path, for example, an evaporation reaction, a steam reforming reaction, an aqueous shift reaction, a selective oxidation reaction, or the like is caused, and hydrogen gas is highly efficiently converted from an alcohol-based liquid fuel (first fluid substance). Since it is possible to generate (second fluid substance) and to suppress the discharge of harmful by-products as much as possible, it is possible to improve power generation efficiency in a power supply system including a fuel reforming fuel cell and the like. Thus, it is possible to provide a configuration that is extremely useful for practical use while achieving a drastic downsizing of the system configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明に係る化学反応装置（マイクロリアクタ
の反応流路部）の一実施形態を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a chemical reaction device (reaction flow path portion of a microreactor) according to the present invention.

【図２】本実施形態に係る化学反応装置（マイクロリア
クタ）の製造プロセスの一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of a manufacturing process of the chemical reaction device (microreactor) according to the present embodiment.

【図３】本実施形態に係る化学反応装置に適用される薄
膜ヒータの材料組成と密度との関係を示す実験データで
ある。FIG. 3 is experimental data showing the relationship between the material composition and the density of the thin film heater applied to the chemical reaction device according to the present embodiment.

【図４】本発明に係る化学反応装置（マイクロリアクタ
の反応流路部）の他の実施形態を示す概略構成図であ
る。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the chemical reaction device (reaction flow path portion of the microreactor) according to the present invention.

【図５】本発明に係る化学反応装置を燃料供給部に適用
した電源システムの構成例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a power supply system in which the chemical reaction device according to the present invention is applied to a fuel supply section.

【図６】本発明に係る化学反応装置を燃料供給部に適用
した場合の具体構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a specific configuration example when the chemical reaction device according to the present invention is applied to a fuel supply unit.

【図７】本発明に係る電源システムに適用される燃料パ
ック及びホルダー部の外形形状を示す概略構成図であ
る。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing outer shapes of a fuel pack and a holder portion applied to the power supply system according to the present invention.

【図８】本発明に係る電源システムの要部構成の具体例
を示す概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a specific example of a main configuration of a power supply system according to the present invention.

【図９】従来技術における化学反応装置（マイクロリア
クタの反応流路部）の概略構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a chemical reaction device (reaction flow path portion of a microreactor) in a conventional technique.

【図１０】従来技術における化学反応装置（マイクロリ
アクタ）の製造プロセスの一例を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic view showing an example of a manufacturing process of a chemical reaction device (microreactor) in a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 主基板 ２０ 反応流路 ３０ 閉止基板 ４０Ａ、４０Ｂ 薄膜ヒータ 10 Main board 20 reaction channels 30 Closed board 40A, 40B thin film heater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 修 東京都青梅市今井３−10−６ カシオ計算 機株式会社青梅事業所内 Ｆターム(参考） 4G075 AA03 AA13 AA39 AA62 AA63 BA05 BA06 CA02 CA51 CA54 DA02 DA18 EA05 EB21 EE02 EE12 FA01 FA12 FB02 FB20 4G140 EA02 EA06 EA07 EB12 EB32 EB35 EB48 5H027 AA02 BA01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Osamu Nakamura             3-10-6 Imai, Ome-shi, Tokyo Casio calculation             Machine Co., Ltd. Ome Office F-term (reference) 4G075 AA03 AA13 AA39 AA62 AA63                       BA05 BA06 CA02 CA51 CA54                       DA02 DA18 EA05 EB21 EE02                       EE12 FA01 FA12 FB02 FB20                 4G140 EA02 EA06 EA07 EB12 EB32                       EB35 EB48                 5H027 AA02 BA01

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 少なくとも一つの反応領域を備え、該反
応領域において連続的に形成された反応流路を有し、該
反応流路内で第１の流体物質を第２の流体物質に変換す
る化学反応を生じる化学反応装置において、 前記反応領域において、前記反応流路及び隣接する反応
流路間を含む領域に対応して形成され、前記反応流路に
所定の熱量を供給する温度調整層を備えたことを特徴と
する化学反応装置。1. A reaction channel having at least one reaction region and continuously formed in the reaction region, wherein a first fluid substance is converted into a second fluid substance in the reaction channel. In a chemical reaction device that causes a chemical reaction, in the reaction region, a temperature adjustment layer that is formed corresponding to a region including the reaction channel and between adjacent reaction channels, and supplies a predetermined amount of heat to the reaction channel. A chemical reaction device characterized by being provided. 【請求項２】 前記化学反応装置は、前記反応領域を複
数有し、該各反応領域において互いに異なる化学反応を
生じ、前記反応流路は少なくとも前記各反応領域毎に形
成されていることを特徴とする請求項１記載の化学反応
装置。2. The chemical reaction device has a plurality of the reaction regions, different chemical reactions occur in each of the reaction regions, and the reaction flow path is formed at least in each of the reaction regions. The chemical reaction device according to claim 1. 【請求項３】 前記化学反応装置は、 前記反応領域に対応して、一面側に前記反応流路が溝状
に形成された第１の基板と、 前記反応領域に対応して、一面側に前記温度調整層が前
記反応流路領域に対応して形成された第２の基板と、 を備え、 前記第１の基板の一面側と前記第２の基板の一面側が対
向して、前記反応流路の溝開口端が閉止され、かつ、前
記反応流路内に前記温度調整層の一部が露出するように
接合されていることを特徴とする請求項１又は２記載の
化学反応装置。3. The chemical reaction device comprises: a first substrate having the reaction channel formed in a groove shape on one surface side corresponding to the reaction region; and a first substrate corresponding to the reaction region on the one surface side. A second substrate on which the temperature control layer is formed corresponding to the reaction flow channel region, wherein one surface side of the first substrate and one surface side of the second substrate face each other, and 3. The chemical reaction apparatus according to claim 1, wherein the groove open end of the passage is closed, and the temperature control layer is joined so as to be partially exposed in the reaction flow passage. 【請求項４】 前記化学反応装置は、 前記反応領域に対応して、一面側に前記反応流路が溝状
に形成された第１の基板と、 前記反応領域に対応して、一面側に前記温度調整層が前
記反応流路領域に対応して形成された第２の基板と、 を備え、 前記第１の基板の一面側と前記第２の基板の他面側が対
向して、前記反応流路の溝開口端が閉止されるように接
合されていることを特徴とする請求項１又は２記載の化
学反応装置。4. The chemical reaction device comprises: a first substrate corresponding to the reaction region, the first substrate having the reaction channel formed in a groove shape on one surface side; and a first substrate corresponding to the reaction region on the one surface side. A second substrate on which the temperature control layer is formed corresponding to the reaction channel region, wherein one surface side of the first substrate and the other surface side of the second substrate face each other, and the reaction The chemical reaction device according to claim 1 or 2, wherein the flow path is joined so that the groove open end is closed. 【請求項５】 前記化学反応装置は、少なくとも、前記
第１の基板及び第２の基板が微小基板からなり、前記反
応流路がミクロンオーダーの微細化された流路形状を有
して形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の
いずれかに記載の化学反応装置。5. The chemical reaction device is formed such that at least the first substrate and the second substrate are micro substrates, and the reaction channel has a micron-ordered channel shape. The chemical reaction device according to any one of claims 1 to 4, wherein 【請求項６】 前記温度調整層は、タンタル（Ｔａ）、
シリコン（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）からなる化
合物の薄膜層により構成されていることを特徴とする請
求項１乃至５のいずれかに記載の化学反応装置。6. The temperature control layer is tantalum (Ta),
The chemical reaction device according to any one of claims 1 to 5, wherein the chemical reaction device comprises a thin film layer of a compound composed of silicon (Si), oxygen (O), and nitrogen (N). 【請求項７】 前記温度調整層は、前記化合物における
酸素及び窒素の合計含有率が、概ね５６%以下の任意の
数値に設定されていることを特徴とする請求項６記載の
化学反応装置。7. The chemical reaction device according to claim 6, wherein the temperature adjusting layer is set such that the total content of oxygen and nitrogen in the compound is set to an arbitrary value of approximately 56% or less. 【請求項８】 前記温度調整層は、前記化合物における
酸素及び窒素の合計含有率が、概ね３５%乃至５６%の範
囲のうち、任意の数値に設定されていることを特徴とす
る請求項６又は７記載の化学反応装置。8. The temperature adjusting layer is characterized in that the total content of oxygen and nitrogen in the compound is set to an arbitrary value within a range of approximately 35% to 56%. Alternatively, the chemical reaction device according to item 7. 【請求項９】 前記温度調整層は、前記薄膜層のシート
抵抗が、概ね１０Ω／□乃至１００Ω／□の範囲のう
ち、任意の数値に設定されていることを特徴とする請求
項６乃至８のいずれかに記載の化学反応装置。9. The temperature control layer according to claim 6, wherein the sheet resistance of the thin film layer is set to an arbitrary value within the range of approximately 10 Ω / □ to 100 Ω / □. The chemical reaction device according to any one of 1. 【請求項１０】 前記温度調整層は、前記化合物の抵抗
率が、概ね０.５ｍΩｃｍ／□乃至１０ｍΩｃｍの範囲
のうち、任意の数値に設定されていることを特徴とする
請求項６乃至９のいずれかに記載の化学反応装置。10. The temperature control layer according to claim 6, wherein the resistivity of the compound is set to an arbitrary value within a range of approximately 0.5 mΩcm / □ to 10 mΩcm. The chemical reaction device according to any one of claims. 【請求項１１】 前記温度調整層は、前記化合物の密度
が、概ね７.０×１０２２／cm３以上の任意の数値に設
定されていることを特徴とする請求項６乃至１０のいず
れかに記載の化学反応装置。11. The temperature control layer according to claim 6, wherein the density of the compound is set to an arbitrary value of approximately 7.0 × 10 22 / cm 3 or more. The chemical reaction device according to 1. 【請求項１２】 前記化学反応装置は、前記反応領域に
おいて、前記反応流路内の少なくとも一部に所定の触媒
層が設けられ、前記温度調整層から前記触媒層に供給さ
れる所定の熱量に基づいて、吸熱又は発熱を伴う前記化
学反応を生じることにより、前記第１の流体物質から前
記第２の流体物質を生成することを特徴とする請求項１
乃至１１のいずれかに記載の化学反応装置。12. In the chemical reaction device, a predetermined catalyst layer is provided in at least a part of the reaction channel in the reaction region, and a predetermined amount of heat supplied from the temperature adjustment layer to the catalyst layer is controlled. The second fluid substance is generated from the first fluid substance by causing the chemical reaction with heat absorption or heat generation based on the above.
12. The chemical reaction device according to any one of 1 to 11. 【請求項１３】 前記第１の流体物質は、アルコール系
の気体燃料と酸素を含む混合ガスであり、前記第２の流
体物質は、水素ガスであって、 前記化学反応装置は、少なくとも、前記温度調整層から
供給される熱量に基づいて前記反応流路内で水蒸気改質
反応を生じることにより、前記第１の流体物質から前記
第２の流体物質を生成することを特徴とする請求項１乃
至１２のいずれかに記載の化学反応装置。13. The first fluid substance is a mixed gas containing an alcohol-based gaseous fuel and oxygen, the second fluid substance is hydrogen gas, and the chemical reaction device is at least the The second fluid substance is produced from the first fluid substance by causing a steam reforming reaction in the reaction flow path based on the amount of heat supplied from the temperature control layer. 13. The chemical reaction device according to any one of 1 to 12. 【請求項１４】 前記第１の流体物質は、アルコール系
の液体燃料又は水であり、前記第２の流体物質は、前記
第１の流体物質が気化した燃料ガス又は水蒸気であっ
て、 前記化学反応装置は、少なくとも、前記温度調整層から
供給される熱量に基づいて前記反応流路内で気化反応を
生じることにより、前記第１の流体物質から前記第２の
流体物質を生成することを特徴とする請求項１乃至１２
のいずれかに記載の化学反応装置。14. The first fluid substance is an alcohol-based liquid fuel or water, and the second fluid substance is a fuel gas or water vapor obtained by vaporizing the first fluid substance. The reactor produces at least the second fluid substance from the first fluid substance by causing a vaporization reaction in the reaction channel based on at least the amount of heat supplied from the temperature control layer. Claims 1 to 12
The chemical reaction device according to any one of 1. 【請求項１５】 前記第１の流体物質は、一酸化炭素ガ
スと酸素を含む混合ガスであり、前記第２の流体物質
は、水素ガス及び二酸化炭素ガスであって、 前記化学反応装置は、少なくとも、前記温度調整層から
供給される熱量に基づいて前記反応流路内で水性シフト
反応及び選択酸化反応を生じることにより、前記第１の
流体物質から前記第２の流体物質を生成することを特徴
とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の化学反応装
置。15. The first fluid substance is a mixed gas containing carbon monoxide gas and oxygen, the second fluid substance is hydrogen gas and carbon dioxide gas, and the chemical reaction device is At least generating the second fluid substance from the first fluid substance by causing an aqueous shift reaction and a selective oxidation reaction in the reaction channel based on the amount of heat supplied from the temperature control layer. The chemical reaction device according to any one of claims 1 to 12, which is characterized. 【請求項１６】 少なくとも一つの反応領域を備え、該
反応領域において連続的に形成された反応流路を有し、
該反応流路内で第１の流体物質を第２の流体物質に変換
する化学反応を生じる化学反応装置を備え、該化学反応
装置により生成された前記第２の流体物質を直接的又は
間接的に用いて電力を発生する電源システムであって、 前記反応領域において、前記反応流路及び隣接する反応
流路間を含む領域に対応して形成された温度調整層を有
し、該温度調整層から前記反応流路に所定の熱量を供給
して、前記反応流路内で吸熱又は発熱を伴う前記化学反
応を生じることにより、前記第１の流体物質から前記第
２の流体物質を生成することを特徴とする電源システ
ム。16. At least one reaction region, comprising a reaction channel continuously formed in the reaction region,
A chemical reaction device that causes a chemical reaction that converts a first fluid substance into a second fluid substance in the reaction channel is provided, and the second fluid substance generated by the chemical reaction device is directly or indirectly A power supply system for generating electric power by using the temperature control layer in the reaction region, the temperature control layer being formed corresponding to a region including the reaction channel and an adjacent reaction channel. To generate a second fluid substance from the first fluid substance by supplying a predetermined amount of heat from the first fluid substance to the reaction channel and causing the chemical reaction with endothermic or exothermic heat in the reaction channel. Power supply system characterized by. 【請求項１７】 前記化学反応装置は、前記反応領域を
複数有し、該各反応領域において互いに異なる化学反応
を生じ、前記反応流路は少なくとも前記各反応領域毎に
形成されていることを特徴とする請求項１６記載の電源
システム。17. The chemical reaction device has a plurality of the reaction regions, different chemical reactions are caused in the respective reaction regions, and the reaction channel is formed at least in each of the reaction regions. The power supply system according to claim 16. 【請求項１８】 前記化学反応装置は、前記反応領域に
対応して、一面側に前記反応流路が溝状に形成された第
１の基板と、 前記反応領域に対応して、一面側に前記温度調整層が前
記反応流路領域に対応して形成された第２の基板と、 を備え、 前記第１の基板の一面側と前記第２の基板の一面側が対
向して、前記反応流路の溝開口端が閉止され、かつ、前
記反応流路内に前記温度調整層の一部が露出するように
接合されていることを特徴とする請求項１６又は１７記
載の電源システム。18. The chemical reaction device comprises: a first substrate having the reaction channel formed in a groove shape on one surface side corresponding to the reaction region; and one surface side corresponding to the reaction region on the one surface side. A second substrate on which the temperature control layer is formed corresponding to the reaction flow channel region, wherein one surface side of the first substrate and one surface side of the second substrate face each other, and 18. The power supply system according to claim 16 or 17, wherein an open end of the groove of the passage is closed and joined so that a part of the temperature adjustment layer is exposed in the reaction passage. 【請求項１９】 前記化学反応装置は、前記反応領域に
対応して、一面側に前記反応流路が溝状に形成された第
１の基板と、 前記反応領域に対応して、一面側に前記温度調整層が前
記反応流路領域に対応して形成された第２の基板と、 を備え、 前記第１の基板の一面側と前記第２の基板の他面側が対
向して、前記反応流路の溝開口端が閉止されるように接
合されていることを特徴とする請求項１６又は１７記載
の電源システム。19. The chemical reaction device has a first substrate corresponding to the reaction region, the first substrate having the reaction channel formed in a groove shape on one surface side, and a first substrate corresponding to the reaction region on the one surface side. A second substrate on which the temperature control layer is formed corresponding to the reaction channel region, wherein one surface side of the first substrate and the other surface side of the second substrate face each other, and the reaction 18. The power supply system according to claim 16 or 17, wherein the groove opening ends of the flow passage are joined so as to be closed. 【請求項２０】 前記化学反応装置は、少なくとも、前
記反応流路がミクロンオーダーの微細化された流路形状
を有して微小空間に形成されていることを特徴とする請
求項１６又は１９記載の電源システム。20. The chemical reaction device according to claim 16, wherein at least the reaction channel has a micron-ordered channel shape and is formed in a minute space. Power system. 【請求項２１】 前記化学反応装置は、前記反応領域に
おいて、前記反応流路内の少なくとも一部に所定の触媒
層が設けられ、前記温度調整層から前記触媒層に供給さ
れる所定の熱量に基づいて、吸熱又は発熱を伴う前記化
学反応を生じることにより、前記第１の流体物質から前
記第２の流体物質を生成することを特徴とする請求項１
６又は２０記載の電源システム。21. In the chemical reaction device, a predetermined catalyst layer is provided in at least a part of the reaction channel in the reaction region, and a predetermined amount of heat supplied from the temperature adjustment layer to the catalyst layer is controlled. The second fluid substance is generated from the first fluid substance by causing the chemical reaction with heat absorption or heat generation based on the above.
The power supply system according to 6 or 20. 【請求項２２】 前記第１の流体物質は、アルコール系
の気体燃料と酸素を含む混合ガスであり、前記第２の流
体物質は、水素ガスであって、 前記化学反応装置は、前記反応領域において、前記温度
調整層から供給される熱量に基づいて前記反応流路内で
水蒸気改質反応を生じることにより、前記第１の流体物
質から前記第２の流体物質を生成することを特徴とする
請求項１６乃至２１のいずれかに記載の電源システム。22. The first fluid substance is a mixed gas containing an alcohol-based gaseous fuel and oxygen, the second fluid substance is hydrogen gas, and the chemical reaction device is the reaction zone. In the above, the second fluid substance is generated from the first fluid substance by causing a steam reforming reaction in the reaction channel based on the amount of heat supplied from the temperature control layer. The power supply system according to claim 16. 【請求項２３】 前記第１の流体物質は、アルコール系
の液体燃料又は水であり、前記第２の流体物質は、前記
第１の流体物質が気化した燃料ガス又は水蒸気であっ
て、 前記化学反応装置は、前記反応領域において、前記温度
調整層から供給される熱量に基づいて前記反応流路内で
気化反応を生じることにより、前記第１の流体物質から
前記第２の流体物質を生成することを特徴とする請求項
１６乃至２１のいずれかに記載の電源システム。23. The first fluid substance is an alcohol-based liquid fuel or water, and the second fluid substance is a fuel gas or water vapor in which the first fluid substance is vaporized. The reaction device produces a second fluid substance from the first fluid substance by causing a vaporization reaction in the reaction flow path in the reaction region based on the amount of heat supplied from the temperature control layer. 22. The power supply system according to claim 16, wherein: 【請求項２４】 前記第１の流体物質は、一酸化炭素ガ
スと酸素を含む混合ガスであり、前記第２の流体物質
は、水素ガス及び二酸化炭素ガスであって、 前記化学反応装置は、前記反応領域において、前記温度
調整層から供給される熱量に基づいて前記反応流路内で
水性シフト反応及び選択酸化反応を生じることにより、
前記第１の流体物質から前記第２の流体物質を生成する
ことを特徴とする請求項１６乃至２１のいずれかに記載
の電源システム。24. The first fluid substance is a mixed gas containing carbon monoxide gas and oxygen, the second fluid substance is hydrogen gas and carbon dioxide gas, and the chemical reaction device is: In the reaction region, by causing an aqueous shift reaction and a selective oxidation reaction in the reaction channel based on the amount of heat supplied from the temperature adjustment layer,
The power supply system according to any one of claims 16 to 21, wherein the second fluid substance is generated from the first fluid substance. 【請求項２５】 前記温度調整層は、タンタル（Ｔ
ａ）、シリコン（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）から
なる化合物の薄膜層により構成されていることを特徴と
する請求項１６乃至２４のいずれかに記載の電源システ
ム。25. The temperature adjusting layer is made of tantalum (T
The power supply system according to any one of claims 16 to 24, which is configured by a thin film layer of a compound including a), silicon (Si), oxygen (O), and nitrogen (N). 【請求項２６】 前記温度調整層は、前記化合物におけ
る酸素及び窒素の合計含有率が、概ね３５%乃至５６%の
範囲のうち、任意の数値に設定されていることを特徴と
する請求項２５記載の電源システム。26. The temperature adjusting layer is characterized in that the total content of oxygen and nitrogen in the compound is set to an arbitrary value within a range of approximately 35% to 56%. Power supply system described. 【請求項２７】 前記温度調整層は、前記化合物の抵抗
率が、概ね０.５ｍΩｃｍ／□乃至１０ｍΩｃｍの範囲
のうち、任意の数値に設定されていることを特徴とする
請求項２５又は２６記載の電源システム。27. The temperature control layer according to claim 25, wherein the resistivity of the compound is set to an arbitrary value within a range of approximately 0.5 mΩcm / □ to 10 mΩcm. Power system. 【請求項２８】 前記温度調整層は、前記反応流路内に
露出するように形成されるとともに、前記化合物の密度
が、概ね７.０×１０２２／cm３以上の任意の数値に設
定されていることを特徴とする請求項２５乃至２７のい
ずれかに記載の電源システム。28. The temperature control layer is formed so as to be exposed in the reaction channel, and the density of the compound is set to an arbitrary numerical value of approximately 7.0 × 10 22 / cm 3 or more. The power supply system according to any one of claims 25 to 27, wherein
JP2002104329A 2002-04-05 2002-04-05 Chemical reaction apparatus and power supply system Expired - Fee Related JP4147803B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002104329A JP4147803B2 (en) 2002-04-05 2002-04-05 Chemical reaction apparatus and power supply system
US10/405,840 US7169367B2 (en) 2002-04-05 2003-04-02 Chemical reaction apparatus and power supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002104329A JP4147803B2 (en) 2002-04-05 2002-04-05 Chemical reaction apparatus and power supply system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003299946A true JP2003299946A (en) 2003-10-21
JP4147803B2 JP4147803B2 (en) 2008-09-10

Family

ID=29389644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002104329A Expired - Fee Related JP4147803B2 (en) 2002-04-05 2002-04-05 Chemical reaction apparatus and power supply system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4147803B2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004028684A1 (en) * 2002-09-24 2004-04-08 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method of reaction utilizing microchannel
WO2005122308A1 (en) 2004-06-08 2005-12-22 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel cell-use fuel storing body
WO2006001419A1 (en) 2004-06-25 2006-01-05 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel cell
JP2006082019A (en) * 2004-09-16 2006-03-30 Casio Comput Co Ltd Chemical reaction apparatus and power source system
JP2006225210A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Mitsui Chemicals Inc Method and apparatus for producing on-site gas, and gas production and sale system
JP2006266726A (en) * 2005-03-22 2006-10-05 Casio Comput Co Ltd Stack structure and its manufacturing method
WO2008050760A1 (en) * 2006-10-24 2008-05-02 Daikin Industries, Ltd. Process for production of hexafluoropropylene oxide
CN100438181C (en) * 2005-06-09 2008-11-26 三星电机株式会社 Micro-reformer and manufacturing method thereof
CN100463270C (en) * 2005-08-24 2009-02-18 三星电机株式会社 Thin type micro reformer
US7727657B2 (en) 2004-06-25 2010-06-01 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel reservoir for fuel cell
US7851106B2 (en) 2005-02-04 2010-12-14 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel cartridge

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2411138A (en) * 2002-09-24 2005-08-24 Nat Inst Of Advanced Ind Scien Method of reaction utilizing microchannel
WO2004028684A1 (en) * 2002-09-24 2004-04-08 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method of reaction utilizing microchannel
US7615305B2 (en) 2004-06-08 2009-11-10 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel reservoir for fuel cell
WO2005122308A1 (en) 2004-06-08 2005-12-22 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel cell-use fuel storing body
WO2006001419A1 (en) 2004-06-25 2006-01-05 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel cell
US7883815B2 (en) 2004-06-25 2011-02-08 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel-storing tank for fuel cell
US7727657B2 (en) 2004-06-25 2010-06-01 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel reservoir for fuel cell
JP4507178B2 (en) * 2004-09-16 2010-07-21 カシオ計算機株式会社 Method for manufacturing chemical reaction apparatus
JP2006082019A (en) * 2004-09-16 2006-03-30 Casio Comput Co Ltd Chemical reaction apparatus and power source system
US7851106B2 (en) 2005-02-04 2010-12-14 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel cartridge
JP2006225210A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Mitsui Chemicals Inc Method and apparatus for producing on-site gas, and gas production and sale system
JP4575806B2 (en) * 2005-02-18 2010-11-04 三井化学株式会社 On-site gas production equipment and gas production and sales system
JP2006266726A (en) * 2005-03-22 2006-10-05 Casio Comput Co Ltd Stack structure and its manufacturing method
JP4617947B2 (en) * 2005-03-22 2011-01-26 カシオ計算機株式会社 Stack structure and stack structure manufacturing method
CN100438181C (en) * 2005-06-09 2008-11-26 三星电机株式会社 Micro-reformer and manufacturing method thereof
CN100463270C (en) * 2005-08-24 2009-02-18 三星电机株式会社 Thin type micro reformer
WO2008050760A1 (en) * 2006-10-24 2008-05-02 Daikin Industries, Ltd. Process for production of hexafluoropropylene oxide

Also Published As

Publication number Publication date
JP4147803B2 (en) 2008-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7169367B2 (en) Chemical reaction apparatus and power supply system
US6569553B1 (en) Fuel processor with integrated fuel cell utilizing ceramic technology
JP4102611B2 (en) Bipolar plate for fuel cell
JP3979219B2 (en) Small chemical reactor
JP3941632B2 (en) Reformer, reformer manufacturing method and power generation system
CN1684761A (en) Chemical reactor and fuel cell system
JP2004006265A (en) Chemical reaction apparatus and power supply system
TW200306229A (en) Chemical reaction apparatus and power supply system
US7172736B2 (en) Compact chemical reactor and compact chemical reactor system
JP2003299946A (en) Chemical reaction apparatus and power supply system
CN100511803C (en) Reaction device, heat-insulating container, electricity generating device, and electronic apparatus
JP2004089748A (en) Chemical reaction apparatus, fuel cell system and method for manufacturing the same
JP2003340273A (en) Chemical reaction apparatus, fuel cell system and manufacturing method therefor
JP2003301295A (en) Microreactor furnace constituent and its production method
JP2007200867A (en) Reaction device, power generation device, and electronic equipment
KR100769393B1 (en) Reactor
KR100965436B1 (en) Reaction apparatus
JP2003168685A (en) Wiring electrode structure and its manufacturing method
JP2004066008A (en) Chemical reaction apparatus
JP2004063131A (en) Chemical reaction apparatus, fuel cell system and manufacturing method for them
US20070087235A1 (en) Multi-layered thin film hydrogen fuel cell system
JP2003290649A (en) Compact chemical reaction apparatus
JP4366904B2 (en) Small chemical reactor
JP4075435B2 (en) Chemical reactor and fuel cell system
KR100879599B1 (en) Reaction device, heat-insulating container, fuel cell device, and electronic apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060410

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060425

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060623

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071019

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071214

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080314

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080603

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080616

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130704

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees