JPS58186170A - 液体燃料電池 - Google Patents

液体燃料電池

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JPS58186170A
JPS58186170A JP57067416A JP6741682A JPS58186170A JP S58186170 A JPS58186170 A JP S58186170A JP 57067416 A JP57067416 A JP 57067416A JP 6741682 A JP6741682 A JP 6741682A JP S58186170 A JPS58186170 A JP S58186170A
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達雄 堀場
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Kazunori Fujita
一紀 藤田
Koki Tamura
弘毅 田村
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体燃料１１．！ｔＩｌ用の燃料ｉ！素および
それを用いた液体・燃料電池に関するものである。
メタノールなどの液体燃料を用いる従来の燃料電池は待
公昭４８−４４７７７号公報に見られるように燃料タン
クｔ−設け、そこからボンダなどの手段によって電池本
体に燃料を供給するというものであった。しかし、この
ような燃料電池においてはボンダやその他の補礪を必費
とするため小ｍ軽盪化が−Ｌ＜Ｉ＝Ｊ搬型燃料電池とし
ては大変不都合でめった。また、可搬ｍ燃料ｔ＋ｔｉｔ
としては液もれ対策が極めて電安な問題であるが、特に
燃料自体がメタノールやホルマリンなどの劇薬にあって
は十分な気密構造とする必要があ抄、設置上ならびに型
燃料礪他としては実用的とはいえなかった。
本発明の１つの目的は、開本な操作による着脱方式が採
用でき、かつ着脱の際でも劇薬である燃料の漏えいの６
妃がないという点で取扱い性のすぐれた全く新しいタイ
プの液体燃料ｔａ用燃料要素を提供することにある。
また、別の目的は、鹸述の取扱い性に加え、小型、＠酸
化とも相俟って可搬性のすぐれた液体燃料電池を優供゛
することにある。
本発明の液体燃料電池用燃料Ｊｌ！素は、物理的または
化学的手段により奔流ＩＩｂ性の状態となし、随時、勿
埋的または化学的手段によシ元の液体燃料に涙婦しうる
ようにしたことを特徴とする。
本発明において、使用される液体燃料としては例えばメ
タノール、ギ酸、ホルマリンあるいはヒドラジンなどが
用いられる。これらの燃料を非流動性の伏悪にするとい
うことは、物理的または化学的手段により、常態におい
て固形化ないしベースト状とするか、見かけ上置形化な
いしペースト状とすることであシ、外的手段なしには上
記の状態を保持しうる４のとすることを意味する。前記
」勿斗的または化学的手段としては公知の方法を採用す
ることができる１列えは代表的な例としては吸着剤を用
いる方法がある。吸着剤としては例えばデキストリ／、
デキストラにシリカゲル、ノリ力、アルミナ、モレキュ
ラー７−ブ、カオリン、け：ハそう土、カーボンブラッ
ク、活性炭などを用いることができ０．また、他の方法
としてはギ酸をギ酸ナトリウムやギ酸カリウムに、ヒド
ラジンを硫酸ヒドラジニウム、メタノールを化学的に変
換してリチウムメチラート、ナトリウムメチラート、カ
リウムメチラートに、また、ホルムアルデヒドをＩｆｆ
してメタホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒ
ドに変換するという化学的な方法もある。
前記のようにして非流動性の状態としたものを尤の液体
燃料にする偶帰させる手段としては次のような方法があ
る。列えはデキストリン、デキストラン、シリカゲル、
シリカ、アルミナ、モレキュラー７−ブ、カオリン、あ
るいはけいそう土などに及曽した場合は水を加えること
により、カーボンブラックや活性炭に吸着した場合は、
加熱または加熱下に水を加えることにより、ギ酸ナトリ
ウム、ギ盾カリウム、値域ヒドラジニウムは加水分Ｐｓ
ｖζより、また、メタあるいはパラホルムアルデヒドは
／ＪＦＩ熱下に水をｈＯえる方法などによプ元の液体・
燃料に漠滞させることができる。
本発明の燃料要菓は紙、網目状基材、織布あるいは不織
布などの繊維質基材に収納するか、あるいは一部分が上
記のような基材で構成されているケース（カートリッジ
）に収納して使用するのが便利である。第１図にその一
例を示す。第１図において、１は非流動性の状態とじ九
燃料員票、２はそれを収納するカートリッジ本体、３は
カートリッジの一部に設けられた網目状基材（ネット〕
、４はカートリッジ本体の上部に設けられたつばである
。このようにすれば燃料電池本体への装着ある匹は収り
外しＶｉ極めてｎＲ＄となり、また、着脱の際あるいは
取り外した後での液漏れの心配が殆んどなく、取扱い性
を飛躍的に向上させることができる。
なお、第１図に示す燃料要素１は繊維質基材（図示せず
）に入れたものをカートリッジに収納するようにしても
よい。
第１図に示すようなカートリッジタイプとすれば燃料電
池に対する着脱作業は極めて簡単となる。
上記カートリッジを燃料電池に装着し７’（場合の一列
を第２図に示すつ第２図は燃料電池の構造を示す餠（８
）図で、５はアノード、６はカソード、７はＩＩｔ４液
、８はアノライト室ま九は燃料室、９は炭酸ガスなどの
砿池反厄によって生成したガスの排出口、１０は９気な
どの酸化剤室、１１は酸化剤供給口、１２は水分などの
反応生成物の排出口であるウアノフイトイま九は燃料室
８にはグラスウールやポリグロピレン繊維質基材のよう
な電解液により浸必されない繊維質基材を充填しておく
ことにより液体に復層した燃料を担持するのに好都せで
ある。時に漏液防止の点でも有利である。
本珀男者ら前記燃料要素を燃＠蝋池に装着する手段につ
めて研究した結果、以下の燃料電池を見出した。
その特徴とするところは、アノード、カソードおよび上
記両ｔｆｆ１間に存在する電解液を含有する液体燃料電
池において、電解液が下記カートリッジ内に逆流しない
ような手段を介在して着脱自在のカートリッジを設け、
該カートリッジ内に液体燃料を物理的または化学的手段
により元の液体燃料に１滞しうるようにした燃料表素を
収納するようにしたことにある。
カートリッジタイプの燃料要素を用いる場合Ｋ特に間層
になったのは、カートリッジ着脱の際に電解液が漏洩し
ないようにすることである。本発明者らはこの間層を解
決するために１力−トリツジ装置ｆ後電池本体内の電解
液が逆流しないよ′うにしておけばよいことに着目し、
逆流防止手段を介在してカートリッジを電池本体に装着
するという前記燃料電池を見出すことができ丸。
次に前記燃料電池の一例を第３図および第４図により説
明する。第３図および第４図は積層型液体燃料電池へ、
４Ｍ用した場合の概略図で、１３はカートリッジ（図示
せず）を装着（収容）シ、かつ上部に仮本燃料を出口が
設けられている燃料容器、１４は逆流防止装置１例えば
逆止弁、１５は燃料供りハルブ、１６は燃料供給マニホ
ールド、１７Ｆｉ積層蝋池本体である０例えば前述の方
法によって載体に１帰した容器１３に収納されたカート
リッジ（図示せず）内の燃料は逆流防止装置１１４ｈよ
びバルブ１５を通してマニホールド１６へ送られ、さら
に、噴ｍ′蝋池本体のアノードに供給さルる。
上記の液本燃４＋４池においては燃料の補給あるいは９
ｅ換などに当り、その着脱操作が１１１！ＩｊＩｉでめ
るにも拘らず、電解液の漏えいの心配がないという大き
な利点を胃するものである。また、燃料供給のためのポ
ンプなども不一であり、小ｔ！ｉ１＠量化が可能で６．
６．、また、逆流防止装置の設置により電解液の濃、建
を一定に保つことができるという利点も有する。第３図
の場合は燃料容器１３ｔ１積ノー電池本本５に対し水平
位置に、また、第４図は上方に設けたものである。第４
図に示す液体ｆＳ＠電池の場廿は燃料の流下は重力の作
用も刀ｎわるため・給料供給はより円滑に行なわれると
いう利点がある。
次に、本発明の燃料要素をつくり、これを実際の燃料電
池に適用した場合の実施例を示す。
実施例１ 〔燃料要素の構造〕 デキストリン１重産部を蒸留水５重量部に溶かし、これ
にメタノール１０重量部を加えて混合する。得られた粉
末をポリグロピレ／不織布製の袋に入れ、これを第１図
に示すポリグロピレン製のカートリッジ（ネットもポリ
プロビレ／製）Ｋ収納した。
〔燃料＃ＩＬ池の製作〕
白金黒３０璽ｔｇおよびポリテトラフルオロエチレン３
．５重音部からなる混合物を白金金網ｅｃ１を布し、窒
素中、約３００Ｃでα５時間焼成してアノードを作成し
た。また、白金黒３０重虚部とポリテトラフルオロエチ
レン７．５重量部からなる温曾物を白金金網に塗布し、
その片側にポリテトラフルオロエチレンの多孔性シート
（防水膜）を重ね、３００Ｋｔ／備３の圧力で加圧し友
後、窒素中３００Ｃの温度下にて０．５時間焼成してカ
ソードを作成した。次に、上記両電極を用い、第２図に
示す構成の燃料電池を製作した。セパレータとしては陽
イオン交換膜（１）ｕ　Ｐｏｎｔ社製Ｎａｆｉｏｎ４２
５）を用い、電解液としては１．５　ｍｏｔ／　ｔの硫
清水溶液を用い、上記陽イオン交換膜に含浸し丸。
次に、上記燃料電池に前記燃料要素を装着し、運転した
。燃料は燃料カートリッジに収められているメタノール
の重量の２倍の水を燃料カートリッジ内に注入し、燃料
供給パルプを開くことによ」度は室温である。また、空
気はプロアで供給した。第５図において、Ａ点およびＢ
点は燃料要素の交換時点である。第５図から明らかな通
り、本発明の燃料４池は十分実用に供しうろことが分る
。
＊残飼２ シリカ分末４重建部とメタノール１重量部をよく混合し
、これをろ紙で包み、かつポリプロピレン不織布製の袋
に入れ、これを第１図に示すポリプロピレン製カートリ
ッジに収納した。
上記燃料９ｉ素を用い、実施例１と同様の構成の燃料電
池を製作した。
得られた燃料−曲のカートリッジに２重量部の水を児え
、かつ燃料供給バルブを開いてアノードに燃料を供給し
１池を１転した。この結果、電池の放電特性は第５図に
示す特性とほぼ同様の特性を示した。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例になる燃料要素の斜視図、第
２図は該燃料要素を装着し九燃料電池の構造を示すＷｒ
Ｉｉｉ図、第３図および第４図は他の実施例になる積層
型液体燃料電池の概略図、第５図は本発明の一実癩例に
なる液体燃料電池の放電特性を示すグラフである。 １・・・燃料要素、２・・・カートリッジ本体、３・・
・ネット、５・・・アノード、６・・・カソード、７・
・・電解液を含有するセパレータ、８・・・アノライト
室または液体燃料室、１３・・・燃料容器、１４・・・
逆流防止装置、第３ｍ ／を 第４図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、液体燃料を物理的または化学的手段により非流動性
    の状態となし、随時、物理的または化学的手段により元
    の液体燃料に復帰しうるようにしたしてなることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載のα体７＄料成池用燃
    料要素。 ３、液体燃料を他の物質と化学的に反応させてその塩類
    または重合体に変換し固形化してなることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の液体燃料電池用燃料要素。 ４゜吸着剤はデキストリン、デキストラン、シリカゲル
    、シリカ、アルミナ、モレキュラー７−プ、カオリン、
    けいそう土、カーボンブラック、活性炭から選ばれるも
    のであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    液体燃料電池用燃料要素。 ５、塩類がギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、硫酸ヒドラ
    ジニウム、リチウムメチラート、ナトリウムメチラート
    、カリウムメチラート、メタホルムアルデヒドおよびパ
    ラホルムアルデヒドから選ばれる固形化した燃料である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の液本撚科
    電池用燃料四木。 ６、液体燃料を物理的または化学的手段により非ｆｉｌ
    ｌｌｌ性の状態となし、随時、″ｆｖ：Ｊ埋的または化
    学的手段により元の液体燃料に復帰しうるようにした撚
    科要諷を、カートリッジに収納してなることを待做とす
    る液体燃料電池用燃料要素。 ７、繊維状基材で包んだ燃料要素をカートリッジに収納
    したことｔ−特徴とする特許請求の範囲＠６項記載のｇ
    本ｆ！ｌＩＪ＃＋鑞池用・燃料要素。 ８、アノード、カンードおよび上記両電童間に存在する
    電解液を含有するセパレータを含む液体燃料電池におい
    て、電解液が下記カートリッジ内に逆流しないような手
    段を介在して層脱自在のカートリッジを設け、該カート
    リッジ内に数本Ｐ科を物理的または化学的手段により非
    流動性の状咋となし、随時、物理的または化学的手段に
    より元Ｏ液体燃料に復帰しうるようにし九燃料ＪＩ！素
    を収納するようにしたことを特徴とする液体燃料電池。 ９、液体燃料を吸着剤に吸着して非流動性の状態として
    彦る燃料要素を用いたことを特徴とする特許請求の範囲
    第８項記載の液体燃料電池。 １０、液体燃料を他の物質と化学的に反応させてその塩
    類または重合体に変換し固形化してなる燃料要素を用い
    たことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の液体燃
    料電池。 １１、液体燃料を、デキストリン、デキストラン、シリ
    カゲル、シリカ、アルミナ、モレキュラーシーブ、カオ
    リン、けいそう±、カーボンブラック、活性炭から選ば
    れる＠４剤に吸着してなる燃料要素を用いたことを特徴
    とする特杵晴求の範囲第９項記載の液体燃料電池。 １２、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、硫酸ヒドラジニ
    ウム、リチウムメチラート、ナトリウムメチラート、カ
    リウムメチラート、メタホルムアルデヒドおよびノくラ
    ホルムアルデヒドから選ばれる燃料要素を用いたことを
    特徴とする特許１祷求の範囲第１０項記載の准体燃料成
    池。
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