JP2007080586A - Fuel cell and electric equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell in which a temperature is retained within a fixed range by heating a fuel tank by using generated heat accompanying power generation of the fuel cell by a simple constitution and in which pressure and fuel discharge speed in the fuel tank can be kept optimum. <P>SOLUTION: This is the fuel cell having the fuel tank 3, the fuel battery cell 1, and a connecting member 2 to supply heat to the fuel tank from the fuel battery cell by connecting the fuel tank and the fuel battery cell, to control supply of the heat according to a temperature of the fuel tank, and to retain the temperature of the fuel tank within a fixed range. Since the connecting member 2 swells or shrinks according to the temperature of the fuel tank, and is released or contacted to the contact 4, the connecting member 2 installed at the fuel tank and a contact 4 installed at the fuel battery cell control the supply of the heat to the fuel tank from the fuel battery cell. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池および電気機器に関し、特にデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、小型プロジェクタ、小型プリンタ、ノート型パソコンなどの持ち運び可能な小型電気機器に搭載可能な発電量が数ミリワットから数百ワットまでの燃料電池およびそれを用いた小型電気機器に関するものである。   The present invention relates to a fuel cell and an electric device, and in particular, a power generation amount that can be mounted on a portable small electric device such as a digital camera, a digital video camera, a small projector, a small printer, and a laptop computer is several milliwatts to several hundred watts. The present invention relates to a fuel cell and a small electric device using the same.

従来、小型の電気機器を持ち運んで使用するためには、種々の一次電池、二次電池が使用されてきた。しかし、最近の小型電気機器の高性能化に伴い、消費電力が大きくなり、一次電池では、小型軽量で、十分なエネルギーを供給できなくなっている。一方、二次電池においては、繰り返し充電して使用できるという利点はあるが、一回の充電で使用できるエネルギーは一次電池よりも更に少ない。また、二次電池の充電の為には、別の電源が必要である上、充電には通常数十分から数時間かかり、いつでもどこでもすぐに使用できる様にするということは困難である。今後、電気機器のますますの小型、軽量化が進み、ワイヤレスのネットワーク環境が整うことになる。そのために、電器機器を持ち運んで使用する傾向が高まる中で、従来の一次電池、二次電池では機器の駆動に十分なエネルギーを供給することは困難である。   Conventionally, various primary batteries and secondary batteries have been used to carry and use small electric devices. However, with the recent high performance of small electrical devices, power consumption has increased, and primary batteries are small and light and cannot supply sufficient energy. On the other hand, in the secondary battery, there is an advantage that it can be repeatedly charged and used, but the energy that can be used in one charge is much smaller than that of the primary battery. Further, in order to charge the secondary battery, another power source is required, and charging usually takes several tens of minutes to several hours, and it is difficult to make it usable immediately anytime and anywhere. In the future, electrical devices will become increasingly smaller and lighter, and a wireless network environment will be established. For this reason, it is difficult to supply sufficient energy for driving the device with the conventional primary battery and secondary battery while the tendency to carry and use the electric device is increasing.

このような問題の解決策として、小型の燃料電池が注目されている。燃料電池は、従来は大型の発電機、自動車用の駆動源として開発が進められてきた。これは燃料電池が、従来の発電システムに比べて、発電効率が高く、しかも廃棄物がクリーンであることが主な理由である。一方、燃料電池が小型電気機器の駆動源として有用な理由に体積当たり、重量当たりの供給可能なエネルギー量が従来の電池に比べて、数倍から十倍近くであることが挙げられる。さらに、燃料のみを交換すれば連続して使用が可能であるため、他の二次電池の様に充電に時間がかかることもない。   As a solution to such a problem, a small fuel cell has attracted attention. Conventionally, fuel cells have been developed as a large generator and a driving source for automobiles. This is mainly because the fuel cell has higher power generation efficiency and clean waste than the conventional power generation system. On the other hand, the reason why fuel cells are useful as a drive source for small electric devices is that the amount of energy that can be supplied per volume and per weight is several to ten times that of conventional batteries. Furthermore, since it can be used continuously if only the fuel is replaced, it does not take time to charge unlike other secondary batteries.

燃料電池には、様々な方式のものがあるが、小型電気機器、とりわけ持ち運びして使用する機器に対しては、固体高分子形燃料電池が適している。これは、常温に近い温度で使用でき、また、電解質が液体ではなく固体であるので、安全に持ち運べるという利点を有しているためである。   There are various types of fuel cells, but polymer electrolyte fuel cells are suitable for small electric devices, especially devices that are carried and used. This is because it can be used at a temperature close to room temperature, and since the electrolyte is a solid rather than a liquid, it has the advantage of being safe to carry.

小型電気機器用の燃料電池の燃料としては、従来メタノールが検討されてきた。これは、メタノールが保存しやすく、また入手しやすい燃料であることが主な理由である。しかしながら、ダイレクトメタノール型の燃料電池は、燃料極での活性化過電圧が大きい上、燃料のメタノールが高分子電解質膜を透過して酸化剤極側で酸素と直接反応してしまうクロスオーバー現象を起す問題がある。また、反応で生成する一酸化炭素が電極触媒を被毒する問題があり、出力はさらに小さなものしか得られていのが現状である。   Conventionally, methanol has been studied as a fuel for fuel cells for small electrical devices. This is mainly due to the fact that methanol is a fuel that is easily stored and easily available. However, the direct methanol fuel cell has a large activation overvoltage at the fuel electrode and causes a crossover phenomenon in which the methanol in the fuel permeates the polymer electrolyte membrane and directly reacts with oxygen on the oxidant electrode side. There's a problem. In addition, there is a problem that carbon monoxide generated by the reaction poisons the electrode catalyst, and the output is only smaller.

大きな出力を得るための燃料電池には、水素を燃料に使用するのが効果的である。しかし、水素は常温で気体であり、小型の燃料タンクの中に高密度に水素を貯蔵することは非常に困難であった。燃料タンクに水素を貯蔵する第一の方法は、水素を圧縮して高圧ガスとして保存する方法であるが、ガスの圧力を２００気圧まで高めても体積水素密度は１８ｍｇ／ｃｍ3程度である。その上、高圧のガスタンクを安全に扱うためには、タンクの肉厚を大きくする必要があり、小型化には向かない。第二の方法は水素を低温にして、液体として貯蔵する方法である。この方法では、高密度な保存が可能であるが、水素を液化するためには、大きなエネルギーが必要であること、また、液体水素が自然気化して、漏れだしてしまうことが問題である。 In a fuel cell for obtaining a large output, it is effective to use hydrogen as a fuel. However, hydrogen is a gas at room temperature, and it has been very difficult to store hydrogen at high density in a small fuel tank. The first method of storing hydrogen in the fuel tank is a method of compressing hydrogen and storing it as a high-pressure gas. However, even if the pressure of the gas is increased to 200 atm, the volume hydrogen density is about 18 mg / cm 3 . Moreover, in order to handle a high-pressure gas tank safely, it is necessary to increase the thickness of the tank, which is not suitable for downsizing. The second method is a method in which hydrogen is stored at a low temperature as a liquid. In this method, high-density storage is possible. However, in order to liquefy hydrogen, a large amount of energy is required, and liquid hydrogen naturally vaporizes and leaks.

第三の方法は水素吸蔵合金を使用して水素を貯蔵する方法である。この方法は、体積ベースでの吸蔵量は大きいが、水素吸蔵合金の比重が大きいため、重量ベースでは、２ｗｔ％程度の水素しか吸蔵できず、燃料タンクが重くなる。しかし、燃料タンクを小型化できるという点では非常に有効な方法である。   The third method is a method of storing hydrogen using a hydrogen storage alloy. In this method, the occlusion amount on a volume basis is large, but since the specific gravity of the hydrogen occlusion alloy is large, only about 2 wt% of hydrogen can be occluded on the weight basis, and the fuel tank becomes heavy. However, this is a very effective method in that the fuel tank can be miniaturized.

これらの水素貯蔵方法のうち、第三の水素吸蔵合金を使用する場合においては、水素の放出反応は一般に吸熱反応である。例えば、水素吸蔵合金として知られるＬａＮｉ5は、水素１ｍｏｌを放出する際に約３０ｋＪの熱を吸収する。また、水素吸蔵合金の温度Ｔと水素解離圧ＰH2との関係はファントホッフの式と呼ばれる次式で表される。 Of these hydrogen storage methods, when a third hydrogen storage alloy is used, the hydrogen release reaction is generally an endothermic reaction. For example, LaNi 5 known as a hydrogen storage alloy absorbs about 30 kJ of heat when releasing 1 mol of hydrogen. The relationship between the temperature T and the hydrogen dissociation pressure P H2 of the hydrogen storage alloy is expressed by the following formula called formula van't Hoff.

Figure 2007080586
Figure 2007080586

ここで、ｎはモル数、Ｒは気体定数であり、ＬａＮｉ5では、ΔＨ0＝−３０．１［ｋＪ／ｍｏｌＨ2］、ΔＳ0＝−１０８．８［ｋＪ／ｍｏｌＨ2］である。
上式より、水素放出に伴い、燃料タンクは温度が低下し、タンク内部の圧力および水素放出速度は減少する。特に、燃料電池発電中は、発電による水素放出に伴い、燃料タンクの温度が低下し、水素放出速度が減少する。反対に燃料タンクを加熱すると、タンク内部の圧力、および水素放出速度は増加する。従って、十分な水素放出速度を得、タンク圧力が上がり過ぎることを防ぐために、タンク内の温度を一定に保つ必要がある。 Here, n is the number of moles and R is a gas constant. In LaNi 5 , ΔH 0 = −30.1 [kJ / molH 2 ] and ΔS 0 = −108.8 [kJ / molH 2 ].
From the above equation, as the hydrogen is released, the temperature of the fuel tank decreases, and the pressure inside the tank and the hydrogen release rate decrease. In particular, during fuel cell power generation, with the release of hydrogen by power generation, the temperature of the fuel tank decreases and the hydrogen release rate decreases. Conversely, when the fuel tank is heated, the pressure inside the tank and the hydrogen release rate increase. Therefore, it is necessary to keep the temperature in the tank constant in order to obtain a sufficient hydrogen release rate and prevent the tank pressure from rising excessively.

燃料タンクの温度低下時にタンクを加熱する方法としては、特許文献１において、タンク壁面に触媒を塗布し、燃料の触媒燃焼を利用する方法が開示されている。
一方、固体高分子形燃料電池の発電は以下の様にして行われる。高分子電解質膜には、パーフルオロスルホン酸系の陽イオン交換樹脂がよく用いられる。例えば、このような膜としては、デュポン社のナフィオンなどがよく知られている。高分子電解質膜を、白金などの触媒を担持した一対の多孔質電極、すなわち、燃料極と酸化剤極とで狭持した膜電極複合体が発電セルとなる。この燃料電池セルに対して、酸化剤極には酸化剤を、燃料極には燃料を供給することにより、高分子電解質膜中をプロトンが移動し、発電が行われる。 As a method of heating a tank when the temperature of the fuel tank is lowered, Patent Document 1 discloses a method of applying a catalyst to a tank wall surface and utilizing catalytic combustion of fuel.
On the other hand, power generation of the polymer electrolyte fuel cell is performed as follows. A perfluorosulfonic acid cation exchange resin is often used for the polymer electrolyte membrane. For example, Nafion from DuPont is well known as such a membrane. A pair of porous electrodes carrying a polymer electrolyte membrane carrying a catalyst such as platinum, that is, a membrane electrode assembly sandwiched between a fuel electrode and an oxidant electrode serves as a power generation cell. By supplying an oxidant to the oxidant electrode and a fuel to the fuel electrode, protons move through the polymer electrolyte membrane to generate electric power.

この発電反応は６０℃〜１００℃程度の温度範囲で行われると最も効率がよい。しかし、高分子電解質膜は、１００℃を超えると、発電性能が著しく低下するという性質を持っている。また、高分子電解質膜は、通常湿らせて使用するが、１００℃以上の温度では、高分子電解質膜中の水分が蒸発してしまう。従って、発電において発電セル温度が１００℃以上になることは好ましくない。固体高分子形燃料電池の発電効率は５０％程度であり、発電量と同程度の熱が発生する。従って、発電においては、燃料電池セルを適切な温度に保つことが必要になる。   This power generation reaction is most efficient when performed in a temperature range of about 60 ° C to 100 ° C. However, the polymer electrolyte membrane has a property that when the temperature exceeds 100 ° C., the power generation performance is remarkably lowered. The polymer electrolyte membrane is usually used after being wetted, but at a temperature of 100 ° C. or higher, the water in the polymer electrolyte membrane evaporates. Therefore, it is not preferable for the power generation cell temperature to be 100 ° C. or higher in power generation. The power generation efficiency of the polymer electrolyte fuel cell is about 50%, and the same amount of heat is generated as the power generation amount. Therefore, in power generation, it is necessary to keep the fuel cell at an appropriate temperature.

そこで、特許文献２においては、発電セルの発熱を燃料タンク筐体を用いて放熱する方法が開示されている。さらに、特許文献２においては、燃料タンクが発電セルの熱によって過熱状態にならないように、タンク筐体とタンク内部との間は絶縁部材によって隔てられている。   Therefore, Patent Document 2 discloses a method of dissipating heat generated by a power generation cell using a fuel tank casing. Further, in Patent Document 2, the tank housing and the inside of the tank are separated by an insulating member so that the fuel tank is not overheated by the heat of the power generation cell.

また、特許文献３では冷却水を用いて、特許文献４では排ガスを用いて、燃料電池セルと燃料タンクとの間で熱交換を行なう方法を開示している。さらに、冷却水や排ガスなどの媒体を用いずに直接燃料電池セルと燃料タンクとの間で効率的に熱交換を行なう方法として、特許文献５では、発電セルを一平面状に配置した燃料電池において、燃料電池の主平面と燃料タンクの主平面とを接触させた燃料電池システムを開示している。
特開平０９−２２７１０１号公報 特開２００４−３１０９６号公報 特開平０６−２６０２０２号公報 特開平１０−０６４５６７号公報 米国特許第６２６８０７７ Ｂ１号明細書 Patent Document 3 discloses a method of performing heat exchange between a fuel cell and a fuel tank using cooling water and Patent Document 4 using exhaust gas. Furthermore, as a method for efficiently exchanging heat directly between a fuel cell and a fuel tank without using a medium such as cooling water or exhaust gas, Patent Document 5 discloses a fuel cell in which power generation cells are arranged in a single plane. Discloses a fuel cell system in which a main plane of a fuel cell and a main plane of a fuel tank are brought into contact with each other.
JP 09-227101 A JP 2004-31096 A Japanese Patent Laid-Open No. 06-260202 Japanese Patent Laid-Open No. 10-064567 US Pat. No. 6,268,08077 B1

しかしながら、特許文献１においては、燃料タンクを加熱する際に燃料を使用する必要があり、また、燃料電池セルの温度上昇対策には有効ではない。
特許文献２においては、燃料電池セルの温度上昇は防げるものの、燃料タンク内部の温度低下に対しては有効でなかった。また、特許文献３および４においては、燃料電池セルと燃料タンクとの間で熱交換を行なう際に、冷却水や排ガスの循環装置を必要とし、システムの大型化、およびシステム全体のエネルギー利用効率の低下を招く恐れがあった。特許文献５においては、熱交換に特別なシステムを必要としない反面、熱交換量は燃料電池主平面の面積によって決定され、熱交換量を最適に制御することが難しかった。 However, in patent document 1, it is necessary to use a fuel when heating a fuel tank, and it is not effective as a countermeasure against a temperature rise of a fuel battery cell.
In Patent Document 2, although the temperature rise of the fuel battery cell can be prevented, it is not effective for the temperature drop inside the fuel tank. In Patent Documents 3 and 4, when heat exchange is performed between the fuel battery cell and the fuel tank, a circulating device for cooling water and exhaust gas is required, the system is enlarged, and the energy utilization efficiency of the entire system is increased. There was a risk of lowering. In Patent Document 5, a special system is not required for heat exchange, but the heat exchange amount is determined by the area of the main plane of the fuel cell, and it is difficult to optimally control the heat exchange amount.

本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、簡便な構成で燃料電池の発電に伴う発熱を用いて燃料タンクを加熱して温度を一定の範囲に保持し、燃料タンク内の圧力および燃料放出速度を最適に保つことができる燃料電池を提供するものである。   The present invention has been made in view of such background art, and heats a fuel tank using heat generated by power generation of a fuel cell with a simple configuration to maintain the temperature within a certain range. A fuel cell capable of maintaining the optimum pressure and fuel discharge rate is provided.

また、本発明は、上記の燃料電池を用いた電気機器を提供するものである。   Moreover, this invention provides the electric equipment using said fuel cell.

すなわち、本発明の第一の発明は、燃料タンクと、燃料電池セルと、前記燃料タンクと燃料電池セルを接続して燃料電池セルから燃料タンクに熱を供給し、かつ前記燃料タンクの温度に応じて熱の供給を制御し、燃料タンクの温度を一定の範囲に保持する熱供給制御手段を有することを特徴とする燃料電池である。   That is, the first invention of the present invention is to connect a fuel tank, a fuel battery cell, the fuel tank and the fuel battery cell, supply heat from the fuel battery cell to the fuel tank, and adjust the temperature of the fuel tank. Accordingly, the fuel cell has a heat supply control means for controlling the supply of heat in response to the temperature of the fuel tank within a certain range.

本発明の第二の発明は、吸熱反応によって燃料を放出する材料を充填した燃料タンクと、前記燃料を用いて発電する燃料電池セルと、前記燃料タンクと燃料電池セルを接続して燃料電池セルから燃料タンクに熱を供給し、かつ前記燃料タンクの温度に応じて熱の供給を制御し、燃料タンクの温度を一定の範囲に保持する熱供給制御手段を有する燃料電池であって、前記熱供給制御手段が、定格発電状態において、燃料電池セルと燃料タンクとの間の伝熱量と、燃料電池外部から前記燃料タンクへの伝熱量の和が、前記燃料タンクでの吸熱量とほぼ等しくなるような熱抵抗を有する部材からなることを特徴とする燃料電池である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel tank filled with a material that releases fuel by an endothermic reaction, a fuel battery cell that generates power using the fuel, and a fuel battery cell connected to the fuel tank and the fuel battery cell. A fuel cell having heat supply control means for supplying heat to the fuel tank and controlling the supply of heat according to the temperature of the fuel tank, and maintaining the temperature of the fuel tank in a certain range, When the supply control means is in the rated power generation state, the sum of the heat transfer amount between the fuel cell and the fuel tank and the heat transfer amount from the outside of the fuel cell to the fuel tank becomes substantially equal to the heat absorption amount in the fuel tank. A fuel cell comprising a member having such a thermal resistance.

本発明の第三の発明は、吸熱反応によって燃料を放出する材料を充填した燃料タンクと、前記燃料を用いて発電する燃料電池セルと、前記燃料タンクと燃料電池セルを接続して燃料電池セルから燃料タンクに熱を供給し、かつ前記燃料タンクの温度に応じて熱の供給を制御し、燃料タンクの温度を一定の範囲に保持する熱供給制御手段を有する燃料電池であって、前記熱供給制御手段が、定格発電状態において、燃料電池セルと燃料タンクとの間の伝熱量と、前記燃料電池セルから燃料電池外部への伝熱量の和が、前記燃料電池セルでの発熱量とほぼ等しくなるような熱抵抗を有する部材からなることを特徴とする燃料電池である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a fuel tank filled with a material that releases fuel by an endothermic reaction, a fuel battery cell that generates power using the fuel, and a fuel battery cell connected to the fuel tank and the fuel battery cell. A fuel cell having heat supply control means for supplying heat to the fuel tank and controlling the supply of heat according to the temperature of the fuel tank, and maintaining the temperature of the fuel tank in a certain range, In the rated power generation state, the supply control means is configured such that the sum of the heat transfer amount between the fuel cell and the fuel tank and the heat transfer amount from the fuel cell to the outside of the fuel cell is substantially equal to the heat value in the fuel cell. A fuel cell comprising a member having equal thermal resistance.

本発明の第四の発明は、容器筐体と容器内部との間に温度に応じて動作する接点を有し、前記容器筐体と容器内部との間を開放、または接触することにより容器筐体から容器内部への熱の供給を制御することを特徴とする燃料容器である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is a contact that operates according to temperature between the container housing and the inside of the container, and the container housing is opened or contacted between the container housing and the inside of the container. The fuel container is characterized in that the supply of heat from the body to the inside of the container is controlled.

本発明の第五の発明は、容器筐体と容器内部との間に温度に応じて伝熱量が変化する断熱材料と高熱伝導材料との混合物からなる接続部材を有し、容器筐体から容器内部への熱の供給を制御することを特徴とする燃料容器である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a connecting member made of a mixture of a heat insulating material and a heat-conductive material whose heat transfer amount varies depending on temperature between the container casing and the inside of the container. The fuel container is characterized by controlling supply of heat to the inside.

本発明の第六の発明は、上記の燃料電池を用いた電気機器。   A sixth invention of the present invention is an electric device using the above fuel cell.

本発明は、簡便な構成で燃料電池の発電に伴う発熱を用いて燃料タンクを加熱して温度を一定の範囲に保持し、燃料タンク内の圧力および燃料放出速度を最適に保つことができる燃料電池を提供することができる。   The present invention provides a fuel that can heat the fuel tank using heat generated by the power generation of the fuel cell with a simple configuration to maintain the temperature within a certain range, and optimally maintain the pressure in the fuel tank and the fuel discharge rate. A battery can be provided.

また、本発明は、上記の燃料電池を用いた電気機器を提供することができる。   Further, the present invention can provide an electric device using the fuel cell.

本発明の燃料電池は、燃料タンクと、燃料電池セルと、前記燃料タンクと燃料電池セルを接続して燃料電池セルから燃料タンクに熱を供給し、かつ前記燃料タンクの温度に応じて熱の供給を制御し、燃料タンクの温度を一定の範囲に保持する熱供給制御手段を有することを特徴とする。   The fuel cell of the present invention connects a fuel tank, a fuel cell, the fuel tank and the fuel cell, supplies heat from the fuel cell to the fuel tank, and generates heat according to the temperature of the fuel tank. It has heat supply control means for controlling supply and maintaining the temperature of the fuel tank within a certain range.

前記熱供給制御手段が、前記燃料タンクに設けられた接続部材と、燃料電池セルに設けられた接点からなり、前記接続部材が燃料タンクの温度に応じて膨張または収縮し、前記接点と開放または接触することにより燃料電池セルから燃料タンクへの熱の供給を制御することが好ましい。   The heat supply control means includes a connection member provided in the fuel tank and a contact provided in the fuel cell, and the connection member expands or contracts according to the temperature of the fuel tank, and opens or closes the contact. It is preferable to control the supply of heat from the fuel cell to the fuel tank by contact.

前記接続部材が、熱膨張性材料、バイメタル材料または形状記憶合金からなることが好ましい。
前記接点が、燃料電池セルの筐体であることが好ましい。 It is preferable that the connection member is made of a thermally expandable material, a bimetal material, or a shape memory alloy.
It is preferable that the contact is a housing of a fuel cell.

前記熱供給制御手段が、温度に応じて伝熱量が変化する断熱材料と高熱伝導材料との混合物からなる接続部材からなり、前記接続部材により燃料タンクと燃料電池セルが接続されていることが好ましい。   It is preferable that the heat supply control means is composed of a connection member made of a mixture of a heat insulating material whose heat transfer amount changes according to temperature and a high heat conductive material, and the fuel tank and the fuel cell are connected by the connection member. .

前記燃料タンクが、燃料タンク筐体と燃料を収容している燃料タンク内部との間に断熱部材を有しており、かつ燃料タンク内部に設けられた接続部材と、燃料電池セルとが接続され、前記接続部材が燃料タンクの温度に応じて膨張または収縮し、前記燃料電池セルと開放または接触することにより燃料電池セルから燃料タンクへの熱の供給を制御することが好ましい。   The fuel tank has a heat insulating member between the fuel tank housing and the inside of the fuel tank containing the fuel, and the connecting member provided inside the fuel tank is connected to the fuel cell. Preferably, the connection member expands or contracts in accordance with the temperature of the fuel tank, and controls the supply of heat from the fuel cell to the fuel tank by opening or contacting the fuel cell.

前記燃料タンクが、燃料タンク筐体と燃料を収容している燃料タンク内部との間に断熱部材を有しており、かつ燃料タンク内部に設けられた接続部材と、燃料電池セルとが接続され、前記接続部材が温度に応じて伝熱量が変化する断熱材料と高熱伝導材料との混合物からなることが好ましい。   The fuel tank has a heat insulating member between the fuel tank housing and the inside of the fuel tank containing the fuel, and the connecting member provided inside the fuel tank is connected to the fuel cell. It is preferable that the connecting member is made of a mixture of a heat insulating material whose heat transfer amount varies with temperature and a high heat conductive material.

前記燃料タンクが、燃料タンク筐体と燃料タンク内部との間に温度に応じて動作する接点を有し、前記燃料タンク筐体と燃料タンク内部との間を開放、または接触することにより燃料タンク筐体から燃料タンク内部への熱の供給を制御することが好ましい。   The fuel tank has a contact that operates according to temperature between the fuel tank casing and the fuel tank interior, and the fuel tank is opened or contacted between the fuel tank casing and the fuel tank interior. It is preferable to control the supply of heat from the housing to the inside of the fuel tank.

前記燃料タンクが、燃料タンク筐体と燃料タンク内部との間に温度に応じて伝熱量が変化する断熱材料と高熱伝導材料との混合物からなる接続部材を有し、燃料タンク筐体から燃料タンク内部への熱の供給を制御することが好ましい。
前記接続部材の接続状態を判別する検出器を有することが好ましい。 The fuel tank has a connecting member made of a mixture of a heat insulating material and a high heat conductive material whose heat transfer amount varies depending on the temperature between the fuel tank casing and the fuel tank, and the fuel tank extends from the fuel tank casing to the fuel tank. It is preferable to control the supply of heat to the inside.
It is preferable to have a detector for determining the connection state of the connection member.

前記燃料タンク内部の温度を検知する検出器を有することが好ましい。
また、本発明の燃料電池は、吸熱反応によって燃料を放出する材料を充填した燃料タンクと、前記燃料を用いて発電する燃料電池セルと、前記燃料タンクと燃料電池セルを接続して燃料電池セルから燃料タンクに熱を供給し、かつ前記燃料タンクの温度に応じて熱の供給を制御し、燃料タンクの温度を一定の範囲に保持する熱供給制御手段を有する燃料電池であって、前記熱供給制御手段が、定格発電状態において、燃料電池セルと燃料タンクとの間の伝熱量と、燃料電池外部から前記燃料タンクへの伝熱量の和が、前記燃料タンクでの吸熱量とほぼ等しくなるような熱抵抗を有する部材からなることを特徴とする。 It is preferable to have a detector for detecting the temperature inside the fuel tank.
The fuel cell of the present invention includes a fuel tank filled with a material that releases fuel by an endothermic reaction, a fuel cell that generates power using the fuel, and a fuel cell connected to the fuel tank and the fuel cell. A fuel cell having heat supply control means for supplying heat to the fuel tank and controlling the supply of heat according to the temperature of the fuel tank, and maintaining the temperature of the fuel tank in a certain range, When the supply control means is in the rated power generation state, the sum of the heat transfer amount between the fuel cell and the fuel tank and the heat transfer amount from the outside of the fuel cell to the fuel tank becomes substantially equal to the heat absorption amount in the fuel tank. It consists of the member which has such a thermal resistance, It is characterized by the above-mentioned.

さらに、本発明の燃料電池は、吸熱反応によって燃料を放出する材料を充填した燃料タンクと、前記燃料を用いて発電する燃料電池セルと、前記燃料タンクと燃料電池セルを接続して燃料電池セルから燃料タンクに熱を供給し、かつ前記燃料タンクの温度に応じて熱の供給を制御し、燃料タンクの温度を一定の範囲に保持する熱供給制御手段を有する燃料電池であって、前記熱供給制御手段が、定格発電状態において、燃料電池セルと燃料タンクとの間の伝熱量と、前記燃料電池セルから燃料電池外部への伝熱量の和が、前記燃料電池セルでの発熱量とほぼ等しくなるような熱抵抗を有する部材からなることを特徴とする。   Furthermore, the fuel cell according to the present invention includes a fuel tank filled with a material that releases fuel by an endothermic reaction, a fuel cell that generates electric power using the fuel, and a fuel cell that connects the fuel tank and the fuel cell. A fuel cell having heat supply control means for supplying heat to the fuel tank and controlling the supply of heat according to the temperature of the fuel tank, and maintaining the temperature of the fuel tank in a certain range, In the rated power generation state, the supply control means is configured such that the sum of the heat transfer amount between the fuel cell and the fuel tank and the heat transfer amount from the fuel cell to the outside of the fuel cell is substantially equal to the heat value in the fuel cell. It consists of the member which has the thermal resistance which becomes equal, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の燃料容器は、容器筐体と容器内部との間に温度に応じて動作する接点を有し、前記容器筐体と容器内部との間を開放、または接触することにより容器筐体から容器内部への熱の供給を制御することを特徴とする。   The fuel container of the present invention has a contact that operates according to temperature between the container housing and the inside of the container, and opens or contacts between the container housing and the inside of the container to remove the container from the container housing. It is characterized by controlling the supply of heat to the inside of the container.

また、本発明の燃料容器は、容器筐体と容器内部との間に温度に応じて伝熱量が変化する断熱材料と高熱伝導材料との混合物からなる接続部材を有し、容器筐体から容器内部への熱の供給を制御することを特徴とする。   Further, the fuel container of the present invention has a connecting member made of a mixture of a heat insulating material and a highly heat-conductive material whose heat transfer amount varies depending on temperature between the container housing and the inside of the container. It is characterized by controlling the supply of heat to the inside.

本発明の電気機器は、上記の燃料電池を用いた電気機器からなることを特徴とする。   The electrical device of the present invention is characterized by comprising an electrical device using the above fuel cell.

以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１
まず、本実施例の燃料電池の構成を述べる。図１は本発明の燃料電池の構成を示す概要図である。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
Example 1
First, the configuration of the fuel cell of the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the fuel cell of the present invention.

本実施例の燃料電池は、酸化剤として反応に用いる酸素を外気から取り入れるための通気孔７を有する。また、この通気孔は生成した水を水蒸気として外に逃がす作用する。また、一方の側面には、電気を取り出すための電極５３が設けられている。燃料電池の内部は、高分子電解質膜１２、酸化剤極１１、燃料極１３、触媒からなる燃料電池セル１と、燃料を貯蔵する燃料タンク３、各燃料電池セルで発電した電気をとりまとめる配線部５によって構成されている。   The fuel cell of this embodiment has a vent hole 7 for taking in oxygen used for the reaction as an oxidant from outside air. Further, the vent hole acts to release the generated water as water vapor. Also, an electrode 53 for taking out electricity is provided on one side surface. Inside the fuel cell is a fuel cell 1 composed of a polymer electrolyte membrane 12, an oxidant electrode 11, a fuel electrode 13, and a catalyst, a fuel tank 3 for storing fuel, and a wiring part for collecting electricity generated by each fuel cell. 5.

次に本実施例の燃料電池システムの形態に関し以下に説明するが、燃料電池セルや流路、タンクの形状や配置関係に関しては、これに限るものではない。
図２は実施例１の燃料電池を表す斜視図である。図３Ａは燃料電池の平面図である。図３Ｂは燃料電池の正面図である。図３Ｃは燃料電池の側面図である。燃料電池の外寸法は５０ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍであり、通常コンパクトデジタルカメラで使用されているリチウムイオン電池の大きさとほぼ同じである。図１５は本発明の燃料電池９２をデジタルカメラ９１に搭載した状態を示す概要図である。このように本発明の燃料電池は小型で一体化されるため、デジタルカメラ等の携帯機器に組み込みやすい形状となっている。 Next, although the form of the fuel cell system of a present Example is demonstrated below, regarding the shape and arrangement | positioning relationship of a fuel cell, a flow path, and a tank, it does not restrict to this.
FIG. 2 is a perspective view showing the fuel cell of the first embodiment. FIG. 3A is a plan view of the fuel cell. FIG. 3B is a front view of the fuel cell. FIG. 3C is a side view of the fuel cell. The outer dimension of the fuel cell is 50 mm × 30 mm × 10 mm, which is almost the same as the size of a lithium ion battery usually used in a compact digital camera. FIG. 15 is a schematic view showing a state in which the fuel cell 92 of the present invention is mounted on the digital camera 91. Thus, since the fuel cell of the present invention is small and integrated, it has a shape that can be easily incorporated into a portable device such as a digital camera.

以下、本発明の燃料電池の各部位について詳細に説明する。
燃料電池セル１について説明する。燃料電池セルは燃料極１３に燃料（水素）、酸化剤極１１に酸化剤（酸素または空気）を供給することより、触媒反応が起こり発電する。その際、生成物として水が発生する。燃料極１３および酸化剤極１１での反応式（１）および（２）は、以下の通りである。 Hereinafter, each part of the fuel cell of the present invention will be described in detail.
The fuel cell 1 will be described. The fuel cell supplies a fuel (hydrogen) to the fuel electrode 13 and an oxidant (oxygen or air) to the oxidant electrode 11, thereby generating a catalytic reaction and generating electric power. At that time, water is generated as a product. Reaction formulas (1) and (2) at the fuel electrode 13 and the oxidant electrode 11 are as follows.

Figure 2007080586
Figure 2007080586

上式からわかるように、得られる電流量と消費する水素量とには比例関係がある。電流量Ｉ［Ａ］の発電を行なったとすると、消費する水素量は５．１×１０-6×Ｉ［ｍｏｌ／ｓ］となる。 As can be seen from the above equation, there is a proportional relationship between the amount of current obtained and the amount of hydrogen consumed. Assuming that power generation with the amount of current I [A] is performed, the amount of hydrogen consumed is 5.1 × 10 −6 × I [mol / s].

また、発電とともに熱が発生する。理論上の発生熱量は以下のように計算される。発電量をＰ［Ｗ］、燃料電池セル１枚当たりの起電力をｖ［Ｖ］として、
発熱量Ｈc＝Ｐ×（ｖ0−ｖ）÷ｖ
＝Ｉ×（ｖ0−ｖ）
ただし、ｖ0：理論開回路電圧（２５℃では１．２３［Ｖ］）である。 In addition, heat is generated with power generation. The theoretical heat generation is calculated as follows. The power generation amount is P [W], the electromotive force per fuel cell is v [V],
Calorific value H c = P × (v 0 −v) ÷ v
= I × (v 0 −v)
Where v 0 is the theoretical open circuit voltage (1.23 [V] at 25 ° C.).

燃料電池は、通常、燃料電池セル１枚あたり０．６Ｖ程度で使用されるので、発電電力と同程度の熱が発生する。
次に燃料タンク３について説明する。本実施例では燃料として水素を使用するものとする。タンクの内部に水素吸蔵合金を充填する場合について述べる。一般に、燃料電池に用いる高分子電解質膜の耐圧が０．３〜０．５ＭＰａであることから、外気との差圧が０．１ＭＰａ以内の範囲で用いるのが好ましい。例えば、水素の解放圧が常温で０．２ＭＰａの特性を持つ水素吸蔵合金として、ＬａＮｉ5などを用いることができる。燃料タンクの容積を燃料電池全体の半分とし、タンク肉厚を１ｍｍとすると、燃料タンク容積は約５．２ｃｍ3になる。ＬａＮｉ5は重量当たり１．１ｗｔ％の水素を吸脱着可能なので、充填率を５０％とすると、燃料タンクに蓄えられている水素量は０．２ｇであり、発電可能なエネルギーは、約５．７［Ｗ・ｈｒ］となる。 Since a fuel cell is normally used at about 0.6 V per fuel cell, the same amount of heat as generated power is generated.
Next, the fuel tank 3 will be described. In this embodiment, hydrogen is used as the fuel. The case where the hydrogen storage alloy is filled in the tank will be described. In general, since the polymer electrolyte membrane used in the fuel cell has a pressure resistance of 0.3 to 0.5 MPa, it is preferable to use the pressure difference with the outside air within a range of 0.1 MPa. For example, LaNi 5 or the like can be used as a hydrogen storage alloy having a characteristic that the release pressure of hydrogen is 0.2 MPa at room temperature. If the volume of the fuel tank is half that of the entire fuel cell and the tank thickness is 1 mm, the fuel tank volume is about 5.2 cm 3 . Since LaNi 5 can absorb and desorb 1.1 wt% of hydrogen per weight, when the filling rate is 50%, the amount of hydrogen stored in the fuel tank is 0.2 g, and the energy that can be generated is about 5. 7 [W · hr].

表１にＬａＮｉ5の温度による放出速度の変化を示す。一般に水素吸蔵合金は温度の低下に伴い、水素放出速度が低下する。また、水素放出反応は吸熱反応であるので、水素の放出に伴って温度が低下し、水素放出速度は低下する。従って、燃料電池発電中、発電に十分な水素放出量を得るためには、燃料タンクの温度低下を防ぐ必要がある。 Table 1 shows the change in release rate with LaNi 5 temperature. In general, the hydrogen storage rate of the hydrogen storage alloy decreases as the temperature decreases. Further, since the hydrogen releasing reaction is an endothermic reaction, the temperature decreases with the release of hydrogen, and the hydrogen release rate decreases. Therefore, in order to obtain a hydrogen release amount sufficient for power generation during fuel cell power generation, it is necessary to prevent a temperature drop of the fuel tank.

Figure 2007080586
Figure 2007080586

但し、タンク容量＝５．１５ｃｍ3：２．８×２．３×０．８ｃｍである。
一方、一般に水素吸蔵合金は温度の上昇に伴い、水素の解離圧が上昇する。表２はＬａＮｉ5の温度による解離圧の変化を表したものである。表２から分かるように、燃料タンク内の温度が５０℃を超えると、タンク内圧は０．４ＭＰａ（４ａｔｍ）を超えてしまう。燃料タンクがこのような高圧になることは、破裂の危険性が高まる。たとえ、燃料タンクと燃料電池セルとの間に燃料の圧力を制御するバルブを設けても、バルブが正常に動作しなくなる原因となる。従って、燃料タンクの圧力上昇を防ぐためには、発電に伴って発生する熱や外部からの熱が燃料タンクに過度に伝わらないようにすることが必要である。 However, the tank capacity = 5.15 cm 3 : 2.8 × 2.3 × 0.8 cm.
On the other hand, hydrogen storage alloys generally increase the hydrogen dissociation pressure as the temperature increases. Table 2 shows the change in dissociation pressure depending on the temperature of LaNi 5 . As can be seen from Table 2, when the temperature in the fuel tank exceeds 50 ° C., the tank internal pressure exceeds 0.4 MPa (4 atm). Such a high pressure in the fuel tank increases the risk of rupture. Even if a valve for controlling the pressure of the fuel is provided between the fuel tank and the fuel cell, the valve does not operate normally. Therefore, in order to prevent an increase in pressure in the fuel tank, it is necessary to prevent heat generated from power generation and heat from the outside from being excessively transmitted to the fuel tank.

Figure 2007080586
Figure 2007080586

図４および図５は本発明の実施例１の燃料電池の熱供給制御手段の動作を説明する説明図である。前記熱供給制御手段は、前記燃料タンク３に設けられた接続部材２と、燃料電池セル１に設けられた接点４からなり、前記接続部材２が燃料タンク３の温度に応じて膨張または収縮し、前記接点４と開放または接触することにより燃料電池セル１から燃料タンク３へ熱の供給を制御する。１４は燃料タンク３から燃料電池セル１へ燃料を供給するための流路である。   4 and 5 are explanatory views for explaining the operation of the heat supply control means of the fuel cell according to the first embodiment of the present invention. The heat supply control means includes a connection member 2 provided in the fuel tank 3 and a contact 4 provided in the fuel cell 1, and the connection member 2 expands or contracts according to the temperature of the fuel tank 3. The supply of heat from the fuel cell 1 to the fuel tank 3 is controlled by opening or contacting the contact 4. Reference numeral 14 denotes a flow path for supplying fuel from the fuel tank 3 to the fuel cell 1.

接続部材２は、熱伝導性が良く、かつ熱膨張率の大きなものが好ましく、このような材料には、アルミニウム、鉄、金、銀、銅や各種合金などがあり、燃料タンクおよび燃料電池セル筐体に使用されている材料よりも熱膨張率が大きなものを選択して用いる。表３にこれらの材料の２０℃での熱膨張率、および０℃での熱伝導率を示す。   The connecting member 2 preferably has a high thermal conductivity and a high coefficient of thermal expansion. Such materials include aluminum, iron, gold, silver, copper, various alloys, and the like. A material having a larger coefficient of thermal expansion than the material used for the housing is selected and used. Table 3 shows the thermal expansion coefficient at 20 ° C. and the thermal conductivity at 0 ° C. of these materials.

Figure 2007080586
Figure 2007080586

燃料タンク３に設けられた接続部材２と、燃料電池セル１に設けられる接点４とは、燃料タンク３が一定の範囲の温度以上であれば、接続部材２が熱膨張により膨張して図４のように接触していない。一方、燃料タンク３が一定の範囲の温度以下になると、接続部材２が収縮して図５のように接続部材２と接点４は接触する。上記接点４が接続部材２と接触すると、接続部材２を介して、燃料電池セル１から燃料タンク３へと熱が伝わり、燃料タンク３の温度低下を防ぐことができる。さらに、燃料タンク３の温度が所定の温度よりも高くなった場合に上記接点４は離れるため、燃料タンク３の過剰な温度上昇を防ぐことができ、タンク内の圧力の高圧化を防ぐことができる。   The connection member 2 provided in the fuel tank 3 and the contact 4 provided in the fuel battery cell 1 are expanded by thermal expansion when the fuel tank 3 is at a temperature within a certain range. Is not in contact. On the other hand, when the temperature of the fuel tank 3 falls below a certain range, the connecting member 2 contracts and the connecting member 2 and the contact 4 come into contact as shown in FIG. When the contact 4 comes into contact with the connecting member 2, heat is transferred from the fuel cell 1 to the fuel tank 3 through the connecting member 2, and a temperature drop of the fuel tank 3 can be prevented. Further, since the contact 4 is separated when the temperature of the fuel tank 3 becomes higher than a predetermined temperature, it is possible to prevent an excessive increase in temperature of the fuel tank 3 and to prevent the pressure in the tank from being increased. it can.

例えば、筐体の材質をステンレスとし、接続部材２の材質をアルミニウム、長さを１０ｍｍとすると、接続部材２と接点４の間の距離変化は１℃の温度変化に対し、１．６×１０-7［ｍ］となる。例えば、４０℃で、接点がちょうど接触するように調整しておけば、それ以上の温度では接点は接続部材と離れ、それ以下の温度では接点は接続部材と接触した状態となる。図５のように接続部材が薄い板状で、接点で斜めに接触するようにしておけば、タンク温度がさらに下がっても、接続部材２は板バネのように働くので、接続部材２の変形により、破損することがない。 For example, if the housing is made of stainless steel, the connecting member 2 is made of aluminum, and the length is 10 mm, the change in distance between the connecting member 2 and the contact 4 is 1.6 × 10 with respect to a temperature change of 1 ° C. -7 [m]. For example, if it is adjusted at 40 ° C. so that the contact is just in contact, the contact is separated from the connection member at a temperature higher than that, and the contact is in contact with the connection member at a temperature lower than that. If the connecting member is a thin plate as shown in FIG. 5 and is contacted obliquely at the contact point, the connecting member 2 acts like a leaf spring even if the tank temperature further decreases. It will not be damaged.

図６および図７は、本発明の燃料電池の熱供給制御手段の動作の他の例を説明する説明図である。図６に示す様に、接続部材２と接点４の接続される部分に導電性材料を使用し、検出器（電気抵抗測定器）６１と接続して組み合わせれば、燃料タンク３と燃料電池セル１とが接続されているかどうかを検出器６１の電気抵抗の変化から検出することができる。   6 and 7 are explanatory diagrams for explaining another example of the operation of the heat supply control means of the fuel cell according to the present invention. As shown in FIG. 6, when a conductive material is used for the portion where the connecting member 2 and the contact 4 are connected and connected to the detector (electric resistance measuring device) 61, the fuel tank 3 and the fuel cell unit are combined. 1 can be detected from the change in the electrical resistance of the detector 61.

さらに、図７に示す様に、接続部材２と接点４の接続される部分に電気的絶縁被覆された帯電導電性材料を使用し、検出器（静電容量測定器）６２と接続して組み合わせて用いることにより、検出器６２の静電容量の変化から、燃料タンクの温度を検出することも可能である。   Further, as shown in FIG. 7, a charged conductive material with an electrically insulating coating is used for a portion where the connection member 2 and the contact 4 are connected, and the detector (capacitance measuring device) 62 is connected and combined. Therefore, it is also possible to detect the temperature of the fuel tank from the change in the capacitance of the detector 62.

実施例２
本発明の燃料電池の他の実施例を説明する。
本実施例における燃料電池の燃料電池セルおよび燃料タンクの構成は実施例１と同様である。図８および図９は本発明の実施例２の燃料電池の熱供給制御手段の動作を説明する説明図である。燃料タンク３と燃料電池セル１との間には接続部材２が設置されている。接続部材２は燃料タンク３に設置され、接点４は燃料電池セルの筐体からなる。 Example 2
Another embodiment of the fuel cell of the present invention will be described.
The configuration of the fuel cell and the fuel tank of the fuel cell in this embodiment is the same as that in the first embodiment. 8 and 9 are explanatory diagrams for explaining the operation of the heat supply control means of the fuel cell according to the second embodiment of the present invention. A connecting member 2 is installed between the fuel tank 3 and the fuel cell 1. The connecting member 2 is installed in the fuel tank 3, and the contact 4 is composed of a fuel cell housing.

接続部材２はバイメタルまたは形状記憶合金からなる。バイメタルは２種類の熱膨張率の異なる材料を張り合わせたものからなり、形状記憶合金はＴｉＮｉ系合金などがある。図８に示す様に、接続部材２は、燃料タンク３が所定の温度以上であれば熱変形により、接点４と接触しない。燃料タンク３が所定の温度以下になると、図９に示すように、接続部材２と接点４とは接触する。接続部材２と接点４が接触すると、接続部材２を介して、燃料電池セル１から燃料タンク３へと熱が伝わり、燃料タンクの温度低下を防ぐことができる。さらに、燃料タンク３の温度が所定の温度よりも高くなった場合には、接点４は接続部材２から離れるため、燃料タンク３の過剰な温度上昇を防ぐことができ、タンク内圧力の高圧化を防ぐことができる。   The connecting member 2 is made of bimetal or shape memory alloy. The bimetal is composed of two materials having different thermal expansion coefficients, and the shape memory alloy includes a TiNi alloy. As shown in FIG. 8, the connecting member 2 does not contact the contact 4 due to thermal deformation if the fuel tank 3 is at a predetermined temperature or higher. When the fuel tank 3 falls below a predetermined temperature, the connecting member 2 and the contact 4 come into contact as shown in FIG. When the connecting member 2 and the contact 4 come into contact with each other, heat is transmitted from the fuel cell 1 to the fuel tank 3 via the connecting member 2, and a temperature drop of the fuel tank can be prevented. Further, when the temperature of the fuel tank 3 becomes higher than a predetermined temperature, the contact 4 is separated from the connection member 2, so that an excessive increase in temperature of the fuel tank 3 can be prevented and the pressure in the tank is increased. Can be prevented.

さらに、実施例１と同様にして、図６に示す様に、接続部材２と接点４の接続される部分に導電性材料を使用し、検出器６１と組み合わせれば、燃料タンク３と燃料電池セル１とが接続されているかどうかを電気的に検出することができる。さらに、図７に示す様に、接続部材２と接点４の接続される部分に電気的絶縁被覆された帯電導電性材料と検出器６２を用いることにより、静電容量の変化から、燃料タンク３の温度を検出することも可能である。   Further, in the same manner as in the first embodiment, as shown in FIG. 6, when a conductive material is used for a portion where the connecting member 2 and the contact 4 are connected and combined with the detector 61, the fuel tank 3 and the fuel cell are combined. Whether the cell 1 is connected or not can be detected electrically. Further, as shown in FIG. 7, by using a charged conductive material and a detector 62 that are electrically insulated and coated at a portion where the connecting member 2 and the contact 4 are connected, the fuel tank 3 It is also possible to detect the temperature.

実施例３
本発明の燃料電池の他の実施例を説明する。
本実施例における燃料電池の燃料電池セル１および燃料タンク３の構成は実施例１と同様である。
本実施例においては、図１０に示すように、燃料タンク１と燃料電池電池セル３とは接続部材２ａによって常時接続されており、燃料電池セル１と燃料タンク３との間で熱交換が行われる。この場合、実施例１の様な接点は必要ない。 Example 3
Another embodiment of the fuel cell of the present invention will be described.
The configurations of the fuel cell 1 and the fuel tank 3 of the fuel cell in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the fuel tank 1 and the fuel cell 3 are always connected by the connecting member 2 a, and heat exchange is performed between the fuel cell 1 and the fuel tank 3. Is called. In this case, the contact as in the first embodiment is not necessary.

さらに、接続部材に低融点材料を用いたり、高温では熱伝導率が大きく下がる材料を用いることなどにより熱ヒューズ機構を持たせ、高温域では熱的接続が切断される構成をあわせて取り入れることも可能である。   In addition, a thermal fuse mechanism can be provided by using a low melting point material for the connection member or a material whose thermal conductivity is greatly reduced at high temperatures. Is possible.

熱供給制御手段が断熱材料と高熱伝導材料との混合物からなる接続部材からなり、前記接続部材により燃料タンクと燃料電池セルが接続されているのが好ましい。例えば、図１１に示すように、接続部材２ａに熱伝導率が低く、熱膨張率の大きな高分子などからなる断熱粒子８２と、熱伝導率の高いカーボンや金属などの高熱伝導粒子８１を混合した混合物からなる接続部材２ａが挙げられる。この接続部材２ａを用いると、所定の温度以下では、図１１（ａ）のように、高熱伝導粒子８１同士が接触することによって熱が伝えられるが、所定の温度を超えると断熱粒子８２が膨張することにより、図１１（ｂ）のように、高熱伝導粒子８１同士の接触がなくなり、熱が伝わらなくなる。このような接続部材２ａを使用すれば、所定温度以下では燃料タンク３に熱が伝えられて温度低下を防ぎ、所定温度以上では燃料タンク３が過度に加熱されることを防ぐことが可能である。特に、高熱伝導粒子８１に導電性材料を、断熱粒子８２に絶縁材料を使用すれば、電気抵抗の変化から、燃料タンク３の温度状態を検出することが可能である。   It is preferable that the heat supply control means is composed of a connecting member made of a mixture of a heat insulating material and a high heat conductive material, and the fuel tank and the fuel cell are connected by the connecting member. For example, as shown in FIG. 11, the connecting member 2a is mixed with heat insulating particles 82 made of a polymer having a low thermal conductivity and a high thermal expansion coefficient, and high thermal conductive particles 81 such as carbon or metal having a high thermal conductivity. The connection member 2a which consists of the mixture which was made is mentioned. When this connection member 2a is used, heat is transferred by contact between the high thermal conductivity particles 81 at a predetermined temperature or lower as shown in FIG. 11A. However, when the predetermined temperature is exceeded, the heat insulating particles 82 expand. By doing so, as shown in FIG. 11 (b), there is no contact between the high thermal conductivity particles 81, and heat is not transmitted. If such a connecting member 2a is used, heat is transmitted to the fuel tank 3 at a predetermined temperature or lower to prevent a temperature drop, and it is possible to prevent the fuel tank 3 from being heated excessively at a predetermined temperature or higher. . In particular, if a conductive material is used for the high thermal conductive particles 81 and an insulating material is used for the heat insulating particles 82, the temperature state of the fuel tank 3 can be detected from the change in electric resistance.

実施例４
本発明の燃料電池の他の実施例を説明する。
本実施例の燃料電池は、熱供給制御手段が、定格発電状態において、燃料電池セルと燃料タンクとの間の伝熱量と、燃料電池外部から前記燃料タンクへの伝熱量の和が、前記燃料タンクでの吸熱量とほぼ等しくなるような熱抵抗を有する部材からなる。 Example 4
Another embodiment of the fuel cell of the present invention will be described.
In the fuel cell of this embodiment, in the rated power generation state, the heat supply control means is configured so that the sum of the heat transfer amount between the fuel cell and the fuel tank and the heat transfer amount from the outside of the fuel cell to the fuel tank is It consists of a member having a thermal resistance that is substantially equal to the amount of heat absorbed in the tank.

または、本実施例では、熱供給制御手段が、定格発電状態において、燃料電池セルと燃料タンクとの間の伝熱量と、前記燃料電池セルから燃料電池外部への伝熱量の和が、前記燃料電池セルでの発熱量とほぼ等しくなるような熱抵抗を有する部材からなる。   Alternatively, in the present embodiment, in the rated power generation state, in the present embodiment, the sum of the heat transfer amount between the fuel cell and the fuel tank and the heat transfer amount from the fuel cell to the outside of the fuel cell is the fuel supply control unit. It consists of a member having a thermal resistance that is substantially equal to the amount of heat generated in the battery cell.

図１２に示すように、熱供給制御手段の接続部材２の熱抵抗は、定格発電状態において、燃料電池セル１と燃料タンク３の温度が最適になるように設計することができる。まず、燃料電池セル１で発電された熱は、外気に放出されるか、燃料タンク３に伝えられる。一方、燃料タンク３では水素放出に伴う吸熱と、外気、および、燃料電池セル１からの熱の流入がある。   As shown in FIG. 12, the thermal resistance of the connection member 2 of the heat supply control means can be designed so that the temperature of the fuel cell 1 and the fuel tank 3 is optimal in the rated power generation state. First, the heat generated by the fuel cell 1 is released to the outside air or transmitted to the fuel tank 3. On the other hand, in the fuel tank 3, there are heat absorption associated with hydrogen release, outside air, and heat inflow from the fuel cell 1.

ここで、図１２に示すように、燃料タンク３の表面積をＡT、温度をＴT、吸熱量をＨT、燃料電池セル１の表面積をＡC、温度をＴC、発熱量をＨC、外気温度をＴ0、空気の熱伝達率をｈ、接続部材２の熱伝導係数をλ、断面積をＡ、厚さをｔとし、発電セルから外気へ放出される熱量をＱC0、外気から燃料タンクへ伝えられる熱量をＱT0、燃料電池セルから燃料タンクへ伝えられる熱量をＱとする。これらの熱の収支は以下の連立方程式として表される。 Here, as shown in FIG. 12, the surface area of the fuel tank 3 is A T , the temperature is T T , the endothermic amount is H T , the surface area of the fuel cell 1 is A C , the temperature is T C , and the calorific value is H C. , outside air temperature T 0, the heat transfer coefficient of air h, connecting the thermal conductivity coefficient of the member 2 lambda, and the cross-sectional area a, a thickness of t, the amount of heat emitted from the power generation cell to the outside air Q C0, the outside air Q T0 is the amount of heat transferred from the fuel cell to the fuel tank, and Q is the amount of heat transferred from the fuel cell to the fuel tank. These heat balances are expressed as the following simultaneous equations.

Figure 2007080586
Figure 2007080586

燃料電池の発電量をＰ［Ｗ］、燃料電池セル１枚当たりの起電力をｖ［Ｖ］とすると、発熱量ＨCは、
発熱量Ｈc＝Ｐ×（ｖ0−ｖ）÷ｖ
＝Ｉ×（ｖ0−ｖ）
である。 When the power generation amount of the fuel cell is P [W] and the electromotive force per fuel cell is v [V], the calorific value H C is
Calorific value H c = P × (v 0 −v) ÷ v
= I × (v 0 −v)
It is.

ただし、ｖ0：理論開回路電圧（２５℃では１．２３［Ｖ］）である。
一方、燃料タンクでの吸熱量は、以下のように計算される。
発電総電流Ｉ＝Ｐ÷ｖ
消費水素量ｑ＝Ｉ÷９６５００÷２［ｍｏｌ／ｓ］
タンクの吸熱量ＨT＝Ｈ0×ｑ
ここで、Ｈ0は燃料タンク内の水素吸蔵材料の水素放出エンタルピーである。 Where v 0 is the theoretical open circuit voltage (1.23 [V] at 25 ° C.).
On the other hand, the amount of heat absorbed in the fuel tank is calculated as follows.
Total power generation I = P ÷ v
Hydrogen consumption q = I ÷ 96500 ÷ 2 [mol / s]
Tank heat absorption H T = H 0 × q
Here, H 0 is the hydrogen release enthalpy of the hydrogen storage material in the fuel tank.

これらの式を連立させることで、最適な熱交換量Ｑが得られるような接続部材の熱抵抗条件を決定できる。
例えば、水素吸蔵材料にＬａＮｉ5を用い（Ｈ0＝３０［ｋＪ／ｍｏｌ］）、燃料タンク３および燃料電池セル１の筐体表面積をそれぞれ４０ｃｍ2、外気を２５℃とし、燃料電池の発電量が３Ｗ程度で、発熱量が３Ｗである場合、発電時に燃料タンク３の温度を外気と等しく保とうとした場合、接続部材２に断面積２．４ｃｍ2、厚さ１０ｍｍのアルミニウムを使用すれば燃料タンク３と燃料電池セル１との間の熱交換量は０．８Ｗとなり、燃料タンク３の温度を２５℃、燃料電池セル１の温度を４０℃程度に保つことができる。 By making these equations simultaneous, it is possible to determine the thermal resistance condition of the connecting member so that the optimum heat exchange amount Q can be obtained.
For example, LaNi 5 is used as the hydrogen storage material (H 0 = 30 [kJ / mol]), the casing surface areas of the fuel tank 3 and the fuel cell 1 are 40 cm 2 and the outside air is 25 ° C. Is about 3 W, and the calorific value is 3 W. When trying to keep the temperature of the fuel tank 3 equal to the outside air during power generation, if the connecting member 2 is made of aluminum having a cross-sectional area of 2.4 cm 2 and a thickness of 10 mm, the fuel The amount of heat exchange between the tank 3 and the fuel cell 1 is 0.8 W, and the temperature of the fuel tank 3 can be kept at 25 ° C. and the temperature of the fuel cell 1 can be kept at about 40 ° C.

実施例５
本発明の燃料電池の他の実施例を説明する。
本実施例における燃料電池の燃料電池セル１および燃料タンク３の構成は実施例１と同様である。また、本実施例における伝熱制御のための接続部材２は実施例１乃至３のものを使用することができる。 Example 5
Another embodiment of the fuel cell of the present invention will be described.
The configurations of the fuel cell 1 and the fuel tank 3 of the fuel cell in this embodiment are the same as those in the first embodiment. Moreover, the connection member 2 for heat transfer control in a present Example can use the thing of Example 1 thru | or 3.

本実施例においては、燃料タンク内壁に断熱部材９を有し、さらに伝熱制御のための接続部材２を断熱部材９よりも内側の燃料タンク内部１０に設ける。図１３は接続部材２として、実施例２のバイメタル構造を用いた場合を表している。断熱部材９には、断熱性を有する材料を用いて構成する方法と、断熱性の高い構造を具備する方法がある。断熱性を有する材料には、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリカーボネートなどのプラスチック類、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム類、ガラス、シリコンカーバイド、窒化シリコン、アモルファスカーボン、木材、コルク、紙、陶磁器などがあり、必要とされる加工性、強度などから最適な材料を選択することができる。また、断熱性の高い構造としては、断熱部分に真空室を設ける方法がある。   In this embodiment, a heat insulating member 9 is provided on the inner wall of the fuel tank, and a connecting member 2 for heat transfer control is provided in the fuel tank interior 10 inside the heat insulating member 9. FIG. 13 shows a case where the bimetal structure of Example 2 is used as the connection member 2. The heat insulating member 9 includes a method using a material having a heat insulating property and a method having a structure having a high heat insulating property. Insulating materials include plastics such as polyethylene, polystyrene, polyacryl and polycarbonate, rubbers such as urethane rubber, silicone rubber and fluoro rubber, glass, silicon carbide, silicon nitride, amorphous carbon, wood, cork, paper There are ceramics, etc., and the optimum material can be selected from the required workability and strength. Moreover, as a structure with high heat insulation, there is a method of providing a vacuum chamber in the heat insulation portion.

本実施例においては、実施例１乃至３と同様に、燃料タンク内の温度が低下した場合には、接続部材２が接続され、燃料電池セル１から燃料タンクへ熱を取り込むことにより、燃料タンクの過度の冷却を防ぐことができる。一方、燃料タンクの温度が所定の温度以上になれば、熱的接続が切断されるため、タンク内部の温度が上昇しすぎるのを防ぐことができる。特に、本実施例では、タンク内壁に断熱部材９を有するため、燃料電池セル１の発熱だけでなく、外部空間の温度上昇による、燃料タンク内部の過度の温度上昇も防ぐことができる。   In the present embodiment, as in the first to third embodiments, when the temperature in the fuel tank decreases, the connecting member 2 is connected, and heat is taken from the fuel cell 1 into the fuel tank, so that the fuel tank Can prevent excessive cooling. On the other hand, if the temperature of the fuel tank becomes equal to or higher than the predetermined temperature, the thermal connection is cut off, so that the temperature inside the tank can be prevented from rising excessively. In particular, in this embodiment, since the heat insulating member 9 is provided on the inner wall of the tank, not only the heat generation of the fuel cell 1 but also an excessive temperature increase inside the fuel tank due to the temperature increase in the external space can be prevented.

さらに、断熱部材９に所定の温度以下では伝熱性を示し、所定の温度以上で断熱性を示す部材を使用すれば、所定の温度以下では、燃料タンク３は外気と熱交換を行い、所定の温度以上になった場合にのみ、外部からの熱を遮断することができる。このような部材には、例えば、図１１に示すような熱伝導率が低く、熱膨張率の大きな高分子などからなる断熱粒子８２と、熱伝導率の高いカーボンや金属などの高熱伝導粒子８１を混合したものを用いることができる。   Furthermore, if a member that exhibits heat conductivity at a predetermined temperature or less and has heat insulation at a predetermined temperature or more is used for the heat insulating member 9, the fuel tank 3 performs heat exchange with the outside air at a predetermined temperature or less, Only when the temperature exceeds the temperature, heat from the outside can be cut off. Such a member includes, for example, heat insulating particles 82 made of a polymer having a low thermal conductivity and a high thermal expansion coefficient as shown in FIG. 11, and high thermal conductive particles 81 such as carbon or metal having a high thermal conductivity. Can be used.

さらに、図１４に示す構成とすることも可能である。具体的には、燃料電池セル１に燃料タンク３の筐体と接続可能な外部接続部材２２をさらに具備した構成である。
燃料電池セル１が温度上昇すると、外部接続部材２２が接続され、燃料タンク３の筐体を介して放熱が行なわれる。一方、燃料タンク３内部の温度が低下すると、接続部材２が接続され、燃料電池セル１の発熱により、燃料タンク３内部に熱が伝わり、温度低下を防ぐことができる。さらに燃料タンク３内の温度が上昇しすぎると、接続部材２の熱的接続を切断し、燃料タンク３内の圧力上昇を防ぐことができる。従って、上記構成により、燃料電池セル１の放熱と、燃料タンク３の温度制御をさらに最適に保つことができる。 Furthermore, the configuration shown in FIG. 14 is also possible. Specifically, the fuel cell 1 further includes an external connection member 22 that can be connected to the housing of the fuel tank 3.
When the temperature of the fuel cell 1 rises, the external connection member 22 is connected and heat is radiated through the housing of the fuel tank 3. On the other hand, when the temperature inside the fuel tank 3 decreases, the connection member 2 is connected, and heat is transmitted to the inside of the fuel tank 3 due to heat generated by the fuel cell 1, thereby preventing temperature decrease. Furthermore, if the temperature in the fuel tank 3 rises too much, the thermal connection of the connecting member 2 can be cut off, and an increase in pressure in the fuel tank 3 can be prevented. Therefore, with the above configuration, the heat dissipation of the fuel battery cell 1 and the temperature control of the fuel tank 3 can be kept more optimal.

さらに、接続部材と燃料タンクの接続される部分に導電性材料を使用し、検出器６１と組み合わせれば、燃料タンク３と燃料電池セル１とが接続されているかどうかを電気的に検出することができ、さらに、接続部材と燃料タンクの接続される部分に電気的絶縁被覆された帯電導電性材料と検出器６２を用いることにより、静電容量の変化から、燃料タンク３の温度を検出することも可能であることは実施例１と同様である。   Furthermore, when a conductive material is used for a portion where the connecting member and the fuel tank are connected and combined with the detector 61, it is electrically detected whether the fuel tank 3 and the fuel cell 1 are connected. Furthermore, the temperature of the fuel tank 3 is detected from the change in capacitance by using the charged conductive material that is electrically insulated and coated at the portion where the connecting member and the fuel tank are connected, and the detector 62. This is also possible as in the first embodiment.

以上で説明した本発明のは燃料電池は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、小型プロジェクタ、小型プリンタ、ノート型パソコンなどの持ち運び可能な小型電気機器に搭載して用いることができる。   The fuel cell of the present invention described above can be used by being mounted on a portable small electric device such as a digital camera, a digital video camera, a small projector, a small printer, or a notebook personal computer.

本発明の燃料電池は、簡便な構成で燃料電池の発電に伴う発熱を用いて燃料タンクを加熱して温度を一定の範囲に保持し、燃料タンク内の圧力および燃料放出速度を最適に保つことができるので、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、小型プロジェクタ、小型プリンタ、ノート型パソコンなどの電気機器用の電源として利用することができる。   The fuel cell of the present invention heats the fuel tank by using heat generated by the power generation of the fuel cell with a simple configuration, maintains the temperature within a certain range, and keeps the pressure in the fuel tank and the fuel discharge rate optimally. Therefore, it can be used as a power source for electric devices such as digital cameras, digital video cameras, small projectors, small printers, and notebook computers.

本発明の燃料電池の構成を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the fuel cell of this invention. 本発明の実施例１の燃料電池を表す斜視図である。It is a perspective view showing the fuel cell of Example 1 of this invention. 図２の燃料電池の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the fuel cell of FIG. 2. 図２の燃料電池の正面図である。FIG. 3 is a front view of the fuel cell of FIG. 2. 図２の燃料電池の側面図である。FIG. 3 is a side view of the fuel cell of FIG. 2. 本発明の実施例１の燃料電池の接続部材の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the connection member of the fuel cell of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の燃料電池の接続部材の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the connection member of the fuel cell of Example 1 of this invention. 本発明の燃料電池の接続部材の動作の他の例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the other example of operation | movement of the connection member of the fuel cell of this invention. 本発明の燃料電池の接続部材の動作の他の例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the other example of operation | movement of the connection member of the fuel cell of this invention. 本発明の実施例２の燃料電池の接続部材の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the connection member of the fuel cell of Example 2 of this invention. 本発明の実施例２の燃料電池の接続部材の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the connection member of the fuel cell of Example 2 of this invention. 本発明の実施例３の燃料電池の接続部材の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the connection member of the fuel cell of Example 3 of this invention. 本発明の実施例３の燃料電池の接続部材を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the connection member of the fuel cell of Example 3 of this invention. 本発明の実施例４の燃料電池の接続部材を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the connection member of the fuel cell of Example 4 of this invention. 本発明の実施例５の燃料電池の接続部材の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the connection member of the fuel cell of Example 5 of this invention. 本発明の実施例５の燃料電池の他の接続部材の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the other connection member of the fuel cell of Example 5 of this invention. 本発明の燃料電池をデジタルカメラに搭載した状態を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the state which mounted the fuel cell of this invention in the digital camera.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池セル
２ 接続部材
２ａ 接続部材
３ 燃料タンク
４ 接点
５ 配線部
７ 通気孔
９ 断熱部材
１０ 燃料タンク内部
１１ 酸化剤極
１２ 高分子電解質膜
１３ 燃料極
１４ 流路
２２ 外部接続部材
５３ 電極
６１ 検出器１
６２ 検出器２
８１ 高熱伝導粒子
８２ 断熱粒子
９１ デジタルカメラ
９２ 燃料電池 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 2 Connection member 2a Connection member 3 Fuel tank 4 Contact 5 Wiring part 7 Vent 9 Heat insulation member 10 Inside fuel tank 11 Oxidant electrode 12 Polymer electrolyte membrane 13 Fuel electrode 14 Flow path 22 External connection member 53 Electrode 61 Detector 1
62 Detector 2
81 High thermal conductivity particles 82 Thermal insulation particles 91 Digital camera 92 Fuel cell

Claims (16)

燃料タンクと、燃料電池セルと、前記燃料タンクと燃料電池セルを接続して燃料電池セルから燃料タンクに熱を供給し、かつ前記燃料タンクの温度に応じて熱の供給を制御し、燃料タンクの温度を一定の範囲に保持する熱供給制御手段を有することを特徴とする燃料電池。   A fuel tank, a fuel battery cell, the fuel tank and the fuel battery cell connected to supply heat from the fuel battery cell to the fuel tank, and the heat supply is controlled according to the temperature of the fuel tank; A fuel cell comprising heat supply control means for maintaining the temperature of the fuel cell in a certain range. 前記熱供給制御手段が、前記燃料タンクに設けられた接続部材と、燃料電池セルに設けられた接点からなり、前記接続部材が燃料タンクの温度に応じて膨張または収縮し、前記接点と開放または接触することにより燃料電池セルから燃料タンクへの熱の供給を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。   The heat supply control means includes a connection member provided in the fuel tank and a contact provided in the fuel cell, and the connection member expands or contracts according to the temperature of the fuel tank, and opens or closes the contact. The fuel cell according to claim 1, wherein the supply of heat from the fuel cell to the fuel tank is controlled by contact. 前記接続部材が、熱膨張性材料、バイメタル材料または形状記憶合金からなることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。   The fuel cell according to claim 2, wherein the connecting member is made of a thermally expandable material, a bimetal material, or a shape memory alloy. 前記接点が、燃料電池セルの筐体であることを特徴とする請求項２または３に記載の燃料電池。   The fuel cell according to claim 2, wherein the contact is a housing of a fuel cell. 前記熱供給制御手段が、温度に応じて伝熱量が変化する断熱材料と高熱伝導材料との混合物からなる接続部材からなり、前記接続部材により燃料タンクと燃料電池セルが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。   The heat supply control means is composed of a connecting member made of a mixture of a heat insulating material whose heat transfer amount varies with temperature and a high heat conductive material, and a fuel tank and a fuel cell are connected by the connecting member. The fuel cell according to claim 1. 前記燃料タンクが、燃料タンク筐体と燃料を収容している燃料タンク内部との間に断熱部材を有しており、かつ燃料タンク内部に設けられた接続部材と、燃料電池セルとが接続され、前記接続部材が燃料タンクの温度に応じて膨張または収縮し、前記燃料電池セルと開放または接触することにより燃料電池セルから燃料タンクへの熱の供給を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の燃料電池。   The fuel tank has a heat insulating member between the fuel tank housing and the inside of the fuel tank containing the fuel, and the connecting member provided inside the fuel tank is connected to the fuel cell. 2. The heat supply from the fuel cell to the fuel tank is controlled by the connecting member expanding or contracting according to the temperature of the fuel tank and opening or contacting the fuel cell. The fuel cell according to any one of Items 5 to 5. 前記燃料タンクが、燃料タンク筐体と燃料を収容している燃料タンク内部との間に断熱部材を有しており、かつ燃料タンク内部に設けられた接続部材と、燃料電池セルとが接続され、前記接続部材が温度に応じて伝熱量が変化する断熱材料と高熱伝導材料との混合物からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の燃料電池。   The fuel tank has a heat insulating member between the fuel tank housing and the inside of the fuel tank containing the fuel, and the connecting member provided inside the fuel tank is connected to the fuel cell. The fuel cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the connecting member is made of a mixture of a heat insulating material whose heat transfer amount changes according to temperature and a high heat conductive material. 前記燃料タンクが、燃料タンク筐体と燃料タンク内部との間に温度に応じて動作する接点を有し、前記燃料タンク筐体と燃料タンク内部との間を開放、または接触することにより燃料タンク筐体から燃料タンク内部への熱の供給を制御することを特徴とする請求項６または７に記載の燃料電池。   The fuel tank has a contact that operates according to temperature between the fuel tank casing and the fuel tank interior, and the fuel tank is opened or contacted between the fuel tank casing and the fuel tank interior. 8. The fuel cell according to claim 6, wherein supply of heat from the housing to the inside of the fuel tank is controlled. 前記燃料タンクが、燃料タンク筐体と燃料タンク内部との間に温度に応じて伝熱量が変化する断熱材料と高熱伝導材料との混合物からなる接続部材を有し、燃料タンク筐体から燃料タンク内部への熱の供給を制御することを特徴とする請求項６または７に記載の燃料電池。   The fuel tank has a connecting member made of a mixture of a heat insulating material and a high heat conductive material whose heat transfer amount varies depending on the temperature between the fuel tank casing and the fuel tank, and the fuel tank extends from the fuel tank casing to the fuel tank. 8. The fuel cell according to claim 6, wherein supply of heat to the inside is controlled. 前記接続部材の接続状態を判別する検出器を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの項に記載の燃料電池。   The fuel cell according to any one of claims 1 to 7, further comprising a detector that determines a connection state of the connection member. 前記燃料タンク内部の温度を検知する検出器を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかの項に記載の燃料電池。   The fuel cell according to any one of claims 1 to 8, further comprising a detector that detects a temperature inside the fuel tank. 吸熱反応によって燃料を放出する材料を充填した燃料タンクと、前記燃料を用いて発電する燃料電池セルと、前記燃料タンクと燃料電池セルを接続して燃料電池セルから燃料タンクに熱を供給し、かつ前記燃料タンクの温度に応じて熱の供給を制御し、燃料タンクの温度を一定の範囲に保持する熱供給制御手段を有する燃料電池であって、前記熱供給制御手段が、定格発電状態において、燃料電池セルと燃料タンクとの間の伝熱量と、燃料電池外部から前記燃料タンクへの伝熱量の和が、前記燃料タンクでの吸熱量とほぼ等しくなるような熱抵抗を有する部材からなることを特徴とする燃料電池。   A fuel tank filled with a material that releases fuel by an endothermic reaction; a fuel battery cell that generates power using the fuel; and connecting the fuel tank and the fuel battery cell to supply heat from the fuel battery cell to the fuel tank; And a fuel cell having heat supply control means for controlling the supply of heat according to the temperature of the fuel tank and maintaining the temperature of the fuel tank in a certain range, wherein the heat supply control means is in a rated power generation state. The heat transfer amount between the fuel cell and the fuel tank and the heat transfer amount from the outside of the fuel cell to the fuel tank are made of a member having a thermal resistance so that the heat absorption amount in the fuel tank is substantially equal. The fuel cell characterized by the above-mentioned. 吸熱反応によって燃料を放出する材料を充填した燃料タンクと、前記燃料を用いて発電する燃料電池セルと、前記燃料タンクと燃料電池セルを接続して燃料電池セルから燃料タンクに熱を供給し、かつ前記燃料タンクの温度に応じて熱の供給を制御し、燃料タンクの温度を一定の範囲に保持する熱供給制御手段を有する燃料電池であって、前記熱供給制御手段が、定格発電状態において、燃料電池セルと燃料タンクとの間の伝熱量と、前記燃料電池セルから燃料電池外部への伝熱量の和が、前記燃料電池セルでの発熱量とほぼ等しくなるような熱抵抗を有する部材からなることを特徴とする燃料電池。   A fuel tank filled with a material that releases fuel by an endothermic reaction; a fuel battery cell that generates power using the fuel; and connecting the fuel tank and the fuel battery cell to supply heat from the fuel battery cell to the fuel tank; And a fuel cell having heat supply control means for controlling the supply of heat according to the temperature of the fuel tank and maintaining the temperature of the fuel tank in a certain range, wherein the heat supply control means is in a rated power generation state. A member having a thermal resistance such that the sum of the amount of heat transfer between the fuel cell and the fuel tank and the amount of heat transferred from the fuel cell to the outside of the fuel cell is substantially equal to the amount of heat generated in the fuel cell. A fuel cell comprising: 容器筐体と容器内部との間に温度に応じて動作する接点を有し、前記容器筐体と容器内部との間を開放、または接触することにより容器筐体から容器内部への熱の供給を制御することを特徴とする燃料容器。   Supply of heat from the container housing to the inside of the container by opening or contacting between the container housing and the inside of the container, having a contact that operates according to temperature between the container housing and the inside of the container A fuel container characterized by controlling the fuel. 容器筐体と容器内部との間に温度に応じて伝熱量が変化する断熱材料と高熱伝導材料との混合物からなる接続部材を有し、容器筐体から容器内部への熱の供給を制御することを特徴とする燃料容器。   A connecting member made of a mixture of a heat insulating material whose heat transfer amount changes according to temperature and a highly heat-conductive material between the container housing and the inside of the container, and controls the supply of heat from the container housing to the inside of the container A fuel container characterized by that. 請求項１乃至１３のいずれかに記載の燃料電池を用いた電気機器。   An electric device using the fuel cell according to any one of claims 1 to 13.
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