[发明专利]燃料电池用固体燃料的制造方法、燃料电池用燃料的气化控制方法、燃料电池用固体燃料及燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池用固体燃料的制造方法、燃料电池用燃料的 气化控制方法、燃料电池用固体燃料及燃料电池。

背景技术

近几年来，对环境问题及资源问题的对策变得重要，作为该对策 之一，直接供给作为液体燃料的有机溶剂与水，可以进行发电的燃料 电池开发在积极进行。特别是使用甲醇作为液体燃料，不进行其改质、 气体化而直接供给甲醇进行发电的直接甲醇型燃料电池，结构简单， 并且可容易小型化、轻量化，故作为以手提型小型电子仪器用、电脑 用等用户电源为代表的各种分散型电源、可移动型电源是有希望的。

直接供给这种液体燃料进行发电的燃料电池，其结构是：通过具 有质子导电性的固体高分子电解质膜所构成的电解质，与两侧的正极 (空气极)及负极(燃料极)接合的膜/电极接合体(MEA)，用正极 侧(空气极侧)隔板与负极侧(燃料极侧)隔板支持的单元多个加以 层压的结构。所谓该正极侧(空气极侧)隔板与负极侧(燃料极侧) 隔板，具有向正极(空气极)供给氧化剂气体及向负极(燃料极)供 给液体燃料的作用，同时，具有氧化剂气体与液体燃料构成的电解质 进行的电化学反应所生成的反应生成物加以排出的作用。

即，在直接甲醇型燃料电池中，当向负极(燃料极)侧供给甲醇 水溶液，向正极(空气极)侧供给作为氧化剂气体的空气时，在负极 (燃料极)，甲醇与水反应生成二氧化碳，同时放出氢离子与电子； 而在正极(空气极)，空气中的氧与通过电解质而至的氢离子和电子 生成水，在外部电路产生电力。但是，生成的水与无助于反应的空气 一起从正极(空气极)侧排出，而二氧化碳与无助于反应的甲醇水溶 液一起从负极(燃料极)侧排出。

作为这种直接甲醇型燃料电池的燃料供给方式，有以下提案：把 原液甲醇或甲醇水溶液，通过针筒状注入器从外部向直接注入负极(燃 料极)侧的外部注入方式；把填充了原液甲醇或甲醇水溶液的贮盒可 拆卸地连接在燃料电池的负极(燃料极)上，从贮盒把原液甲醇或甲 醇水溶液直接供给负极(燃料极)侧，当发现来自燃料电池的输出功 率下降时，更换新的贮盒的贮盒方式。然而，需要指出的是：这种外 部注入方式及贮盒方式，任何一种都是把作为燃料的甲醇以液体状态 保持，故燃料供给时燃料飞散或泄漏的危险性大，存在操作上的问题。

另外，采用直接甲醇型燃料电池时，从提高其输出特性这点考虑， 提高甲醇水溶液浓度是优选的，但甲醇的挥发性高，在大气压下容易 气化，气化的甲醇如遇火源则容易着火，所以，在使用及运输时必需 重视其安全性。因此，对以飞机为代表的运输装置的甲醇持有量及持 有浓度制定了法规界限。目前，飞机的甲醇持有法规，成为直接甲醇 型燃料电池的实用化障碍，故要求控制放宽。而降低泄漏等的危险性， 技术上很有限，故在直接甲醇型燃料电池的实用化时要求安全性高的 燃料。

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的是提供一种操作性优良的燃料电池用固体燃料的制 造方法，同时提供一种操作性优良的燃料电池用固体燃料及使用该燃 料电池用固体燃料的燃料电池。另外，本发明的目的还提供一种控制 燃料电池用燃料的气化，改善燃料电池用燃料安全性的方法。

解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的燃料电池用固体燃料的制造方法， 其特征在于，使燃料电池用燃料组入多孔性材料(发明1)。

按照上述发明(发明1)，通过燃料电池用燃料与多孔性材料接 触，使燃料电池用燃料组入多孔性材料，得到操作性优良的燃料电池 用固体燃料。

在这里，本说明书中所谓“多孔性材料”，是指表面形状形成凹 凸，凹部的深度比孔径大，具有称作细孔的孔的材料总称，在该细孔 内可以组入液体状及气体状物质的材料。

另外，本发明的燃料电池用固体燃料的制造方法，其特征在于， 使水与燃料电池用燃料组入多孔性材料(发明2)。

按照上述发明(发明2)，使燃料电池用燃料组入多孔性材料， 可以得到操作性优良的燃料电池用固体燃料，同时，由于被组入多孔 性材料的成分是水与燃料电池用燃料的二成分体系，与被组入多孔性 材料的成分仅为燃料电池用燃料的一成分体系相比，蒸气压降低，即 使在一般的燃料电池用燃料气化的温度条件下，由于可以控制燃料电 池用燃料的气化，故可以得到安全性优良的燃料电池用固体燃料。