[发明专利]供电装置和电子设备

说明书

技术领域

本公开涉及一种供电装置。更具体地，本公开涉及一种能够通过串联连接至少两个电极来实现输出的增加并能很容易地向电极提供燃料的供电装置，以及使用该供电装置的电子设备。

背景技术

电池可粗略地分为化学电池和物理电池，且作为化学电池，例如，可提及原电池，诸如锰干电池、碱性干电池、镍基原电池、锂电池、碱性纽扣电池、氧化银电池和空气（锌）电池；二次电池，诸如镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、铅蓄电池和碱性蓄电池；以及燃料电池，诸如生物燃料电池。此外，作为物理电池，例如，可提及太阳能电池。

下文中，将描述与本公开相关的化学电池。原电池是一种电池，其包括反应物质，并通过反应物质的化学反应产生电流，且可被使用直到所有反应物质耗尽，而且可以实例的方式提及干电池。二次电池是一种电池，其可以这样一种方式来重复使用：尽管在产生电流时其中包括的反应物质的量减少，但通过对电池充电，会发生逆反应，并允许反应产物变回反应物质，而且例如，可提及汽车电池和锂离子电池。

在上述电池中，由于氧化还原酶作为催化剂被固定在负电极和正电极中的至少一个上的燃料电池（下文中，称其为“生物燃料电池”）可从燃料（诸如葡萄糖和乙醇，其很难通过一般工业催化剂发生反应）中有效提取电子，所以已对作为具有大容量和高安全性的下一代燃料电池的这种电池给予了很多关注。

作为生物燃料电池的一个实例，将描述使用葡萄糖作为燃料的生物燃料电池的反应方式。在使用葡萄糖作为燃料的生物燃料电池中，葡萄糖的氧化反应在负电极上进行，且空气中氧气（O₂）的还原反应在正电极上进行。此外，在负电极一侧，电子从葡萄糖顺序通过葡萄糖脱氢酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）、心肌黄酶和媒介物转移至电极（碳）。

另一方面，如上所述的生物燃料电池具有相比其它燃料电池输出低的问题。因此，为获得具有高输出的生物燃料电池，已进行了研究（例如，参见日本待审查专利申请公开第2006-234788号、第2006-93090号和第2007-188810号）。

例如，在日本待审查专利申请公开第2006-234788号公开的生物燃料电池中，为增大电流密度，电极由具有多孔结构的导电组件（诸如金属、导电聚合物、金属氧化物或炭材料）形成，并将酶、电子转移媒介物（electron transfer mediator）等固定在其孔中，以增大单位有效面积的酶携带密度（enzyme carrying density）。

在日本待审查专利申请公开第2006-93090号公开的生物燃料电池中，为充分获得良好的电极特性，阴极电极由多孔材料（诸如炭）以及固定其上的酶和电子转移媒介物形成，并且该阴极电极的至少一部分被配置为与空气或氧气接触，该部分充当气相中的反应基质。

在日本待审查专利申请公开第2007-188810号公开的生物燃料电池中，为增大电流密度和电压，在一个电池中配置了多个电池部分。在日本待审查专利申请公开第2007-188810号公开的生物燃料电池中，在允许空气通过的间隔物之间，顺序配置正电极集电器、正电极、质子导体、负电极、负电极集电器、允许燃料通过的间隔物、负电极集电器、负电极、质子导体、正电极和正电极集电器。即，由正电极、质子导体和负电极形成的电池部分以及由负电极、质子导体和正电极形成的电池部分被配置为将间隔物夹在中间。此外，将酶固定在负电极上，并配置燃料保持容器来封住负电极、负电极集电器和间隔物。

在日本待审查专利申请公开第2007-188810号公开的生物燃料电池中，例如，当将葡萄糖溶液作为燃料填入燃料保持容器时，由于葡萄糖被负电极上的酶分解，所以能提取电子，且此外，产生了H+离子。另一方面，在正电极上，通过质子导体输送的H+离子、在负电极上提取的并通过外电路输送的电子、以及空气中的氧气相互反应，从而生成水。此外，当将负载连接在负电极集电器与正电极集电器之间时，电流在其间流动，并可获得比过去更高的输出。

如上所述，为增大生物燃料电池的输出，已进行了各种研究；然而，目前，其输出仍旧太低而无法用于实际的电子设备等。因此，必须通过串联连接多个生物燃料电池来增大输出。

然而，当串联连接生物燃料电池来增大输出时，由于必须向多个生物燃料电池提供燃料，所以燃料供应系统变得很复杂，并因此不利地增加了发电所需的时间。