专利名称：燃料电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池。
背景技术：
近年来，随着信息社会的到来，由于通过诸如个人计算机等电子装置处理的信息量显著增加，电子装置的功耗也显著增加。特别是，便携式电子装置具有伴随处理能力增加的功耗增加的问题。目前，在这些便携式电子装置中，通常用锂离子电池作为电源，但是锂离子电池的能量密度正接近理论极限。因此，为了增加便携式电子装置的持续使用周期，在通过控制CPU驱动频率降低功耗方面进行了限制。
在这些情况下，期望使用燃料电池来代替锂离子电池，燃料电池具有高能量密度和热交换效率，用它作为电子装置的电源提高了便携式电子装置的使用期限。
燃料电池由燃料电极和氧化剂电极(在下文中，它们也称为“催化剂电极”)以及在其间提供的电解质构成。将燃料供给到燃料电极，将氧化剂供给到氧化剂电极，由此通过电化学反应产生电。尽管通常使用氢作为燃料，但也使用容易处理并能以低价购得的甲醇。近年来，已经很好地开发了通过重整甲醇来产生氢的甲醇重整型燃料电池，以及直接使用甲醇作为燃料的直接型燃料电池。
当使用氢作为燃料时，在燃料电极处的反应由下式(1)给出(1)当使用甲醇作为燃料时，在燃料电极处的反应由下式(2)给出
(2)此外，在每一种情况中，氧化剂电极中的反应由下式(3)给出(3)特别是，在直接型燃料电池中，由于能够从甲醇水溶液获得氢，因此不需要重整设备，从而直接型燃料电池有利的应用于便携式装置。另外，由于甲醇水溶液用作燃料，因此能量密度非常高。
这里，通常存在这样的问题，即燃料电池在启动时不如其他电源可靠。尤其是，由于直接型燃料电池的发电效率随着温度的下降而降低，如果温度低，则不能提供期望的电压/电流，从而装置可能不启动。
为了改善燃料电池启动时的不良性能，例如，提出了一种通过给燃料电池添加热电加热器来将温度强制提升至预定温度的方法(日本专利申请公开No.1-187776专利文献1)。此外，提出了一种在短时间内将燃料电池的温度提升至最佳工作温度的方法，例如，在启动燃料电池后，直接将甲醇供给到空气室，并且甲醇通过空气电极直接燃烧，由此迅速提升燃料电池的温度(日本专利申请公开No.5-307970专利文献2)。
发明内容
本发明要解决的问题然而，在添加电加热器的常规方法中，存在这样的问题，即添加有电加热器的设备变大了，并且电加热器单独需要电源。另外，在通过空气电极直接燃烧甲醇的方法中，由于需要向空气电极供给甲醇的导管，因此，当将该方法应用于燃料电池的包括多个单元电池的电池堆时，其结构变得复杂并且设备变大了。
同时，当燃料电池用于诸如蜂窝电话等便携式装置时，由于燃料电池经常用在户外，因此燃料电池需要在大约0℃的低温环境下工作。因此，如果燃料电池用于便携式装置，进一步优选的是提供一种便携式燃料电池，其具有简便的机构，用于在尽管处于低的环境温度时也能通过在短时间内提升燃料电池的温度而将输出提到正常水平。
鉴于上述情形，本发明的目标是提供一种技术，其通过提供利用简便的机构来提升燃料电池的温度的加热单元，即使外界空气温度不高，也能够提高可用性。
解决问题的手段根据本发明，提供一种燃料电池，其包括单元电池，包括固体电解质隔膜、布置在所述固体电解质隔膜上的燃料电极和氧化剂电极；加热装置，对所述单元电池进行加热；以及燃料供给系统，向所述燃料电极供给燃料，其中，所述燃料中的一部分从燃料供给系统供给到加热装置，并且供给到加热装置的燃料通过加热装置燃烧时产生的热量传导到所述单元电池，从而加热所述单元电池。
在本发明的燃料电池中，加热装置的热量传导到单元电池，由此加热所述单元电池。此外，供给到燃料电极的燃料的一部分供给到所述加热装置来燃烧。因此，通过使用该燃料的燃烧热能够确实地加热所述单元电池。因此，即使使用燃料电池的外界空气的温度很低，也能通过简单的机构来改善电池的启动特性。
本发明的燃料电池可以具有一个单元电池或多个单元电池。
在本发明的燃料电池中，加热装置可以设置成与单元电池接触。此外，在本发明的燃料电池中，加热装置可以具有加热元件以及与加热元件接触设置的热导体。通过该构造，加热元件可以设置成与单元电池直接或经由热导体接触。因此，在加热元件中产生的燃烧热经由与加热元件接触设置的热导体有效地传导到与热导体接触布置的单元电池，由此加热单元电池。因此，即使使用燃料电池的环境温度低时，燃料电池被确实地加热，由此能够改善燃料电池的启动特性。
在本发明的燃料电池中，加热装置可以包括用于燃烧所述燃料的加热催化剂。通过该构造，通过使用加热装置中的催化剂，燃料能够确实地燃烧。因此，能够确实地加热燃料电池。
在本发明的燃料电池中，加热元件可以包括加热催化剂。通过该构造，与加热元件直接或经由热导体接触设置的单元电池能够被容易地加热。
在本发明的燃料电池中，液体燃料可以直接供给到燃料电极。当直接供给液体燃料时，尽管在低温下尤其需要改善启动特性，根据本发明在简单的构造中满足了该要求。即使液体燃料直接供给到燃料电极时，也能够用该简单的构造容易地加热单元电池。因此，即使外界空气处于低温，燃料电池也表现出满意的输出特性。
本发明的燃料电池包括多个单元电池；多个第一电极，它们设置在固体电解质隔膜的一侧；以及多个第二电极，它们设置在所述固体电解质隔膜的另一侧，第二电极与第一电极相对布置，其中，单元电池可由彼此相对的第一电极和第二电极对、以及固体电解质隔膜构成，并且所述加热装置可对多个所述单元电池进行加热。
在本发明的燃料电池中，所述多个单元电池构造成共享固体电解质隔膜。通过该构造，在平面上稳定地布置多个单元电池。另外，在本发明的燃料电池中，通过加热装置加热多个单元电池。因此，构成燃料电池的每个单元电池能够被确定无误地加热。因此，即使在低温下使用燃料电池时也能确保良好的启动特性。
在本发明的燃料电池中，加热装置可以设置成与固体电解质隔膜接触。当固体电解质隔膜设置成与加热装置接触时，加热固体电解质隔膜，由此能够同时迅速加热共享该隔膜的多个单元电池。因此，即使在二维布置多个单元电池的燃料电池中，每个单元电池都能被确定无误地加热。因此，即使在低温使用燃料电池时也能获得良好的启动特性。
在本发明的燃料电池中，加热装置可以设置成与多个第一电极接触。通过该构造，能够从一个电极侧同时加热多个单元电池。
在本发明的燃料电池中，加热装置可以设置成与氧化剂电极接触。此外，在本发明中，第一电极可以是氧化剂电极。通过该构造，即使在液体燃料直接供给到燃料电极的燃料电池中，也能更快地加热具有低热容并容易加热的氧化剂电极，由此有效地加热整个电池。
本发明的燃料电池可以具有燃料回收装置，其将已经通过燃料电极的燃料回收到加热装置。通过该构造，在已经通过燃料电极的燃料中包含的未使用的燃料可用于在燃烧装置中的燃烧。因此，能够提高燃料利用效率。
本发明的燃料电池可以具有氧化剂供给装置，其将氧化剂供给到加热装置。通过该构造，能够在加热装置中更快速地进行燃料的燃烧反应。因此，能够更快速地加热燃料电池。
本发明的燃料电池可以具有冷却水供给装置，其将冷却水供给到加热装置。通过该构造，在燃料电池加热后，加热装置能够被确实地冷却。因此，避免了加热装置过度加热，由此燃料电池能够安全地工作。
在本发明中，燃料电池还可包括温度传感器，其测量加热装置中的加热温度或燃料电池的温度；以及控制单元，其基于通过温度传感器测量的温度来控制从燃料供给系统到加热装置的燃料供给。通过该构造，能够响应燃料电池的温度来驱动加热装置。这里，燃料电池的温度可以指燃料电池的内部、表面、废液、排气或燃料电池周围的外界空气的温度。可以选择特定数量的这些种类的温度并适当地利用。
在本发明的燃料电池中，燃料供给系统可以包括可拆卸燃料盒(fuel cartridge)。通过该构造，即使当燃料耗尽的情况下，能够更换燃料盒，从而能够重新填充燃料。在本发明的燃料电池中，在燃料盒中保持的燃料可以供给到加热装置。
在本发明的燃料电池中，燃料盒可以具有保持第一液体燃料的第一室，以及保持第二液体燃料的第二室，其中第一室可具有用于将第一液体燃料排放到加热装置的燃料排放出口，第二室可具有用于将第二液体燃料排放到燃料电池本体的燃料排放出口。
由于燃料盒具有第一室和第二室，因此除低浓度燃料外，燃料盒还可包括高浓度燃料，用于供给。由于高浓度燃料供给到加热装置，能够快速加热燃料电池，因此更加改善了低温启动特性。在本发明中，燃料电池可以具有混合箱，用于混合第一液体燃料和第二液体燃料。
此外，作为本发明的一个方面，有用的是，上述组成部分的任意组合，或本发明的组成部分或表示可以在方法和设备之间互相替换。例如，根据本发明，能够提供安装有燃料电池系统的电子设备。
本发明的效果如上所述，根据本发明，即使外界空气温度低，也能够提升燃料电池的温度并提高设备的可用性。
图1是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
图2是示出具有图1所示构造的燃料电池的例子的截面图。
图3是示出根据本实施例的燃料电池中的燃烧单元的构造的示意图。
图4是示出根据本实施例的燃料电池中的燃烧单元的构造的示意图。
图5是示出根据本实施例的燃料电池中的燃烧单元的构造的示意图。
图6是示出具有图1所示构造的燃料电池的例子的平面图。
图7是沿图6中所示的线A-A’截取的燃料电池的截面图。
图8是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
图9是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
图10是示出根据本实施例的燃料电池的例子的截面图。
图11是沿图10中所示的线A-A’截取的截面图。
图12是示出根据本实施例的燃料电池的平面图。
图13是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
图14是示出具有图13所示构造的燃料电池的例子的截面图。
图15是示出具有图13所示构造的燃料电池的例子的平面图。
图16是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
图17是示出具有图16所示构造的燃料电池的例子的截面图。
图18是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
图19是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
图20是示出具有图19所示构造的燃料电池的构造的例子的截面图。
图21是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
图22是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
图23是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
图24是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。
参考标记说明101 单元电池结构
102 燃料电极104 基板106 燃料电极的催化剂层108 氧化剂电极110 基板112 氧化剂电极的催化剂层114 固体电解质隔膜124 燃料126 氧化剂725 高浓度燃料811 燃料容器853 隔板1103 燃料盒1105 高浓度燃料箱1107 混合箱1109 燃料电池体1111 燃料排放导管1113 燃料回收导管1117 泵1123 连接器1149 低浓度燃料1155 回收燃料1301 燃料电池1303 燃烧单元1305 燃烧催化剂保持单元1307 燃烧燃料通路1309 燃料箱1311 燃料电池1313 燃烧燃料供给导管1315 燃烧燃料排放导管
1317 传热板1319 混合箱1321 高浓度燃料箱1323 高浓度燃料供给导管1327 燃料箱1329 泵1331 流量控制阀1333 低浓度燃料箱1337 燃料排放导管1339 混合箱1341 温度计1343 燃烧燃料供给导管1345 燃料电池1347 燃料回收导管1349 燃料电池1351 冷却水箱1353 冷却水1355 氧化剂保持单元1357 氧化剂具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述本发明的实施例。在所有附图中，对相同元件给出相同的参考标记，并且省略了重复说明。
此外，在实施例中所述的燃料电池的应用不受特定限制。例如，燃料电池适当地用于小型电子装置，诸如蜂窝电话、便携式个人计算机(包括笔记本计算机)、PDA(个人数字助理)、各种照相机、导航系统和便携式音乐再现播放器。
(第一实施例)
图1是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。图1所示的燃料电池1301具有单元电池结构101以及与单元电池结构101接触设置的燃烧单元1303。单元电池结构101具有燃料电极102、氧化剂电极(图1中未示出)以及保持它们的固体电解质隔膜(图1中未示出)。另外，燃料电池1301具有燃料箱1327和泵1329。
在燃料电池1301中，容纳在燃料箱1327中的燃料124供给到燃烧单元1303和单元电池结构101。此时，在燃料供给系统中，用于控制燃料124的流量的泵1329设置在燃料箱1327和燃烧单元1303之间。此外，在图1所示的燃料电池中，尽管在连接燃料箱1327和单元电池结构101的燃料供给线中没有提供泵1329，但在需要时也可以提供泵1329，这类似地适用于其他实施例。
尽管没有示出，容纳在燃料箱1327中的燃料124可以供给到单元电池结构101，并且从燃料箱1327供给的燃料124的一部分可以供给到燃烧单元1303。此外，在燃料电极102处未使用的燃料124可以返回到燃料箱1327。另外，燃料电极102可以包括燃料箱1327，并且在该情况下，从燃料电极102供给的燃料124中的一部分被供给到燃烧单元1303。
燃烧单元1303具有能够燃烧燃料124的催化剂。当燃料124和燃烧氧化剂供给到燃烧单元1303时，燃料124燃烧，由此产生燃烧热。并且与燃烧单元1303接触的单元电池结构101由燃烧热加热。例如，空气或氧气可以用作燃烧氧化剂。另外，用于控制燃烧热的温度计1341设置在燃烧单元1303中。此外，在其他实施例中，温度计1341也设置在燃烧单元1303中。
在燃料电池1301中，由于通过燃料124的供给来产生热的燃烧单元1303与单元电池结构101接触，因此能够以简单的构造来加热单元电池结构101。因此，即使在低温使用燃料电池1301，也能容易地加热单元电池结构101，由此能够改善启动特性。
此外，在图1中示出了一个单元电池结构101，但是可以串联连接多个单元电池结构101。另外，该多个单元电池结构101可以布置在平的表面上，或在平面方向中堆叠。
图2是示出具有图1所示构造的燃料电池的例子的截面图。图2所示的燃料电池1311具有单元电池结构101、燃烧单元1303、燃料箱1309和燃烧燃料供给导管1313以及泵1329。燃烧单元1303设置成与单元电池结构101和燃料箱1309接触。只要燃烧单元1303与单元电池结构101接触，燃烧单元1303可以不和燃料箱1309接触。用于测量燃烧热的温度计1341设置在燃烧单元1303中。
另外，在燃烧单元1303和单元电池结构101之间可以设置用来传导在燃烧单元1303中产生的燃烧热的传热部件。通过该构造，燃烧热能够有效地传导到单元电池结构101。例如，具有高热导率的金属，如铜、铝和钛，能够用作传热部件。
在燃料电池1311中，燃料箱1309设置成与构成单元电池结构101的燃料电极102接触，由此燃料124能够直接供给到燃料电极102。在初始状态，在燃料箱1309中填充具有适于供给到单元电池结构101的浓度的燃料124。下面将描述单元电池结构101的详细构造。
在本实施例和下面的实施例中，燃料124是指供给到单元电池结构101的液体燃料，并含有有机溶剂和水作为燃料成分。有机液体燃料，诸如甲醇、乙醇、二甲醚、其他醇，或液体烃类燃料，包括环烷烃，可以用作燃料124中包含的燃料成分。以下，在下面的说明中使用甲醇。作为氧化剂126，通常可以使用空气，但也可替代地供给氧气。
此外，适当地选择燃料124的浓度。例如，当燃料成分是甲醇时，燃料箱1309可以容纳浓度范围在大于等于3体积％和小于等于50体积％之间的甲醇溶液作为燃料124。
优选的是，燃料箱1309由对燃料成分具有抗蚀性的材料形成。例如，燃料箱1309可由聚丙稀、聚乙烯、氯乙烯或硅形成。
燃料124的一部分通过设置在燃料箱1309中的燃烧燃料排放出口1315经由燃烧燃料供给导管1313供给到燃烧单元1303的燃烧燃料通路1307。泵1329设置在燃烧燃料供给导管1313上，由此能够控制供给到燃烧单元1303的燃料124的量。
例如，压电设备，诸如具有非常低的功耗的小型压电马达，可用作泵1329。例如可以使用双压电晶片型压电泵。另外，温度计可以设置在燃料电池1311中，并且可以提供控制单元(其在图2中未示出)来基于由温度计测量的温度控制泵1329的操作。
对于温度计，优选的是那些能够测量温度作为电信号的，诸如热电偶或热敏电阻。温度计可置于燃料电池内的燃烧单元中，或在燃料电池的表面上。可以使用燃料电池废液、燃料电池排气或外界空气之一或它们中的多个的温度。
图3是示出燃烧单元1303的构造的示意图。在图3中，燃烧单元1303是中空圆柱体，并且在圆柱体的外壁和内壁之间的燃烧催化剂保持单元1305中保持使燃料124燃烧的催化剂。另外，沿圆柱体的长度方向延伸的燃烧燃料通路1307的一端与燃烧燃料供给导管1313相通。
在燃烧催化剂保持单元1305的内壁的表面上，具有将燃料124从燃烧燃料供给导管1313引导到燃烧催化剂保持单元1305内部的孔。优选的是，这些孔遍布内壁而设置。孔可以在氧化剂电极108侧设置的更多。通过该构造，单元电池结构101的氧化剂电极108能够被优先加热。由于氧化剂电极108具有比燃料电极102更小的热容，并能够容易地加热，因此当氧化剂电极108被优先加热时，能够有效地加热整个单元电池结构101。
例如，金属网、多孔金属板和泡沫金属(foaming metal)材料能够用作燃烧催化剂保持单元1305的内壁材料。多孔金属板仅需要具有穿过该板的孔并使燃料124通过。可以使用各种形状和厚度，而没有进一步的限制。例如，可以使用多孔薄金属板。进一步，可以使用金属纤维板。金属纤维板仅需是由以板状形成的一个或多个金属纤维制成的那些，并且能够使用金属纤维的无编织或编织布。
优选的是，内壁的材料具有对燃料124的抗腐蚀性。该材料优选地是金属，其作为燃料124燃烧的催化剂。此外，除了金属，能够使用聚合物分子、陶瓷或玻璃作为内壁材料。具体地，例如可以使用化学纤维板或玻璃纤维板。
燃烧催化剂保持单元1305的外壁具有导气孔，其把使燃料124燃烧的燃烧氧化剂126引到燃烧催化剂保持单元1305的内部。优选的是，导气孔遍布燃烧催化剂保持单元1305的外壁的暴露部分而设置。通过该构造，燃料124能够在整个燃烧催化剂保持单元1305中有效燃烧。例如，供给到电极108的氧化剂126能够用作燃烧氧化剂126。
燃烧催化剂保持单元1305的外壁可由多孔材料制成。用于燃烧催化剂保持单元1305的内壁的那些能够用作该多孔材料。另外，在图2所示的燃料电池1311中，燃烧单元1303的外壁与单元电池结构101接触。在该情况中，所述外壁由具有极好热导率的材料制成。通过该构造，在燃烧单元1303中产生的燃烧热确实地传导到单元电池结构101，由此加热单元电池结构101。
当诸如金属的传导部件用于外壁时，燃料电极102和氧化剂电极108彼此绝缘，以防止在其间导电。例如，燃烧单元1303的表面与单元电池结构101能够经由具有热导率的绝缘板接触。
燃烧催化剂保持单元1305可在多孔支撑的表面上具有燃烧催化剂。例如，钢丝绒、泡沫金属或细金属线烧结体用作该支撑，并且它们可以填充在内壁和外壁之间。另外，用于在支撑的表面上保持燃烧催化剂的方法包括将燃烧催化剂金属喷涂到支撑的表面上然后烧结的方法，或者将燃烧催化剂金属镀到支撑的表面上的方法。
另外，能够燃烧燃料124内的燃料成分的催化剂用作燃烧催化剂。具体地，例如，当甲醇溶液用作燃料124时，铂或铂与钌合金作为燃烧催化剂的例子。
多孔支撑可由燃烧催化剂金属构成。通过该构造，能够简单地构成燃料催化剂保持单元1305。
此外，在图3中，尽管燃烧单元1303是中空的，但燃烧单元1303可以是实心的。图4示出了实心燃烧单元1303。在该情况中，燃烧单元1303的整个容积可填充以燃烧催化剂保持单元1305。在该构造中，已通过燃烧燃料供给导管1313的燃料124也从燃烧单元1303的一端供给到燃烧催化剂保持单元1305。
另外，只要燃烧热能够传导到单元电池结构101，燃烧单元1303的形状不限于图3和4中所示的圆柱形。图5示出燃烧单元1303的另一种构造。由于图5所示的燃烧单元1303在侧面具有平的表面，它与单元电池结构101更好地接触。因此，热更有效地从燃烧单元1303传导到单元电池结构101。
回来参考图2，将描述单元电池结构101的构造。单元电池结构101包括燃料电极102、氧化剂电极108和固体电解质隔膜114。如上所述，燃料124供给到单元电池结构101的燃料电极102。氧化剂126供给到氧化剂电极108。
到氧化剂电极108的氧化剂126可以通过空气的自然吸入或通过风扇(未示出)强行吸入来供给。氧化剂还可借助于压电泵来供给。当使用压电泵时，从压电泵供给的氧化剂126的量能够通过改变逆变器、逆变器的频率或电压来有利地控制。当逆变器或逆变器的频率改变时，能够改变每单位时间泵的排出量，并且当电压改变时，每一次排出的排出量随压电设备的排量(displacement)的改变而改变。
在图2所示的单元电池结构101中，基板104和基板110也作为气体扩散层和收集电极。燃料电极端子和氧化剂电极端子可分别设置在基板104和基板110上(未示出)。例如，金属网、多孔金属板或泡沫金属材料可用于基板104和110。通过该构造，即使未提供大块(bulk)金属收集部件，也能有效收集电力。
固体电解质隔膜114用作燃料电极102和氧化剂108的分隔物，并防止其间的氢离子移动。因此，优选的是，固体电解质隔膜114对氢离子具有高传导性。另外，优选的是，该隔膜具有化学稳定性和高机械强度。
优选地，使用具有极性基的有机聚合物分子作为固体电解质隔膜114的材料，所述极性基例如强酸基，包括磺酸基、磷酸基、膦酸基和次膦酸基；或弱酸基，包括羟基。有机聚合物分子包括芳香类聚合物，诸如聚(4-苯氧基苯甲酰基-1，4-亚苯基)磺酸酯和烷基磺酸酯聚苯并咪唑基；共聚物，诸如聚苯乙烯磺酸酯共聚物、聚乙烯磺酸酯共聚物、交联烷基磺酸酯衍生物及由含氟树脂主链和磺酸组成的含氟聚合物；通过使诸如丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸的丙烯酰胺与诸如n-甲基丙烯酸丁酯的丙烯酸酯共聚获得的共聚物；含磺酸基的全氟化碳(由Dupont生产的NAFION和由Asahi Kasei公司生产的ACIPLEX)；以及含羧基的全氟化碳(FLEMION S MEMBRANE(由Asahi Glass Co.LTD生产))。当选择芳香类聚合物，诸如聚(4-苯氧基苯甲酰基-1，4-亚苯基)磺酸酯和烷基磺酸酯聚苯并咪唑基时，能够抑制有机液体燃料的渗透，由此能够抑制由交叉(crossover)导致的电池效率的降低。
在燃料电极102和氧化剂电极108中，可分别在基板104和基板110上形成燃料电极的催化剂层106和氧化剂电极的催化剂层112，其包括碳颗粒和固体电解质颗粒并支撑催化剂。铂或铂与钌合金作为催化剂的例子。在燃料电极102和氧化剂电极108中可以使用相同的催化剂或不同的催化剂。
在基板104和110的表面上可以进行疏水处理。如上所述，在使用甲醇作为燃料124的情况中，在燃料电极102中产生二氧化碳。如果在燃料电极102中产生的二氧化碳滞留在燃料电极102附近，则阻塞到燃料电极102的燃料124的供给，由此降低发电效率。这里，优选的是，用亲水涂层材料或疏水涂层材料对基板104的表面进行表面处理。用亲水涂层材料进行表面处理改善了燃料124在基板104的表面上的流动性。这使得二氧化碳气泡容易随燃料124一起移动。用疏水涂层材料进行处理降低了在基板104的表面上导致气泡的湿气的附着。因此，能够降低在基板104的表面上的气泡形成。
亲水涂层材料包括例如氧化钛和氧化硅。另一方面，疏水涂层材料包括聚四氟乙烯和硅烷。
如上所述，获得了单元电池结构101。如图2所示，单元电池结构101布置成与燃烧单元1303接触，从而在燃烧单元1303中产生的燃烧热能够传导到单元电池结构101。
接下来，将描述使用燃料电池1311的方法。当燃料电池1311在例如大约25℃以上使用时，燃料电池1311的启动特性是有保证的，泵1329不被驱动。在该情况下，燃料箱1309中的燃料124仅供给到燃料电极102。当燃料电池1311在启动特性良好的温度使用时，燃料124有选择地仅供给到燃料电极102，从而降低了燃料电极102的浪费，由此稳定地操作燃料电池1311。
另一方面，当在低温使用燃料电池1311时，泵1329被驱动。通过该构造，燃料箱1309中的燃料124的一部分供给到燃烧单元1303。另外，氧化剂126从外部供给到燃烧单元1303。然后，通过在燃烧催化剂保持单元1305的支撑中保持的燃烧催化剂的作用，燃料124燃烧，从而产生燃烧热。该燃烧热传导到单元电池结构101，由此提升单元电池结构101的温度。因此，通过简单的构造，能够改善单元电池结构101在低温的启动特性。
如上所述，即使当在外界空气具有低温的条件下使用时，燃料电池1311也能发挥极好的启动特性。上面所述的“低温”是指燃料电池1311的电池电压不能充分获得的温度条件。更具体地，例如能够改善在0℃至20℃的低温时的启动特性。
上述温度仅是使用燃料电池1311时的例子。能够适当地控制是否将燃料124供给到燃烧单元1303以及供给多少燃料124。另外，本实施例的燃料电池可具有控制单元，其基于由温度计1341测量的温度来控制泵1329的操作。
图6是示出具有图1所示构造的燃料电池的另一个例子的平面图。图6示出了该燃料电池的构造，其中在二维中布置多个单元电池结构101。另外，图6是从单元电池结构101的氧化剂电极108侧的燃料电池的视图。图6所示的燃料电池包括燃料电池体1109和燃料盒1103。
燃料电池体1109包括二维布置的多个单元电池结构101、燃料容器811、隔板853、燃料排放导管1111、燃烧燃料供给导管1343、燃料排出导管1337、泵1117、流量控制阀1331、连接器1123和温度计1341。
图7是沿图6的线A-A’截取的截面图。燃料电极102设置在固体电解质隔膜114的一侧，氧化剂电极108设置在另一侧。燃烧单元1303与固体电解质隔膜114的端面经由传热板1317接触。燃料容器811与燃料电极102接触。
回来参考图6，燃料盒1103是可通过连接器1123从燃料电池体1109拆卸的。在初始状态，燃料盒1103填充有适于单元电池结构101的特定浓度的燃料124。燃料124的浓度可以适当选择，像图2所示的燃料电池1311一样。
另外，优选的是，燃料盒1103由对燃料成分具有抗蚀性的材料制成。例如，燃料盒1103可由聚丙烯、聚乙烯、氯乙烯或硅形成。
燃料124经由燃料排放导管1111供给到燃料容器811。燃料容器811中的燃料124沿设置在燃料容器811中的多个隔板853流动，并顺序供给到多个单元电池结构101。
泵1117设置在燃料排放导管1111上。另外，燃烧燃料供给导管1343在燃料排放导管1111中泵1117的下游侧，即在燃料容器811侧分支，由此燃料124的一部分从燃烧燃料供给导管1343供给到燃烧单元1303。流量控制阀1331设置在燃料排放导管1111中燃烧燃料供给导管1343分支的点，由此控制供给到燃烧单元1303的燃料124的量。
如同图2所示的燃料电池1311，压电设备，诸如具有非常低的功耗的小型压电马达能够用作泵1117。另外，尽管在图6中没有示出，本实施例的燃料电池可以具有控制单元，其基于由温度计1341测量的温度来控制泵1117和流量控制阀1331的操作。
使燃料124燃烧的催化剂保持在燃烧单元1303中。燃烧单元1303的一端连接到燃烧燃料供给导管1343。燃烧单元1303的另一端连接到燃烧燃料排出导管1337，并且已通过燃烧单元1303的残余燃料被引到燃料容器811中。此外，引到燃料容器811中的残余燃料例如随燃烧产生的二氧化碳输入到燃料容器811，其中残余燃料已经通过燃烧单元1303的燃烧热汽化。
如图7中所述，在图6所示的燃料电池中，多个电极和氧化剂设置在一片固体电解质隔膜114的每一侧，并且共享固体电解质隔膜114的多个单元电池结构101形成在相同的平面上。由于燃烧单元1303与固体电解质隔膜114的端面经由传热板1317接触，在燃烧单元1303中产生的燃烧热能够从固体电解质隔膜114传导到每一个单元电池结构101。因此，共享电解质隔膜114的单元电池结构101能够被同时加热。因此，即使外界空气具有低温，也能改善燃料电池的启动特性。
此外，即使在具有多个单元电池结构101的燃料电池中，也能够在燃烧单元1303和燃料容器811之间提供传热部件。
在根据本实施例的燃料电池中，已通过单元电池结构101的燃料124中未用于电池反应的燃料成分可以供给到燃烧单元1303。图8是示出该燃料电池的构造的示意图。图8所示的燃料电池将图1所示的燃料电池1301中的单元电池结构101的燃料电极102与燃烧单元1303连接起来。通过该构造，由于从单元电池结构101的燃料电极102排出的残余燃料能够供给到燃烧单元1303，由此提高了燃料效率。因此，燃料电池能够稳定地工作很长的时间周期。此外，可以在单元电池结构101和燃烧单元1303之间的燃料通过路径中提供泵1329。
另外，图8所示的燃料电池能够在燃料124通过燃烧单元1303后，将供给到燃烧单元1303的燃料124引导到单元电池结构101的燃料电极102。通过该构造，能够进一步减少排出到外部的残余燃料。因此，能够有效利用燃料。此外，已通过燃烧单元1303的残余燃料可以以汽化状态随燃料124燃烧产生的气体供给到单元电池结构101。
图9是示出本实施例的燃料电池的另一种构造的示意图。在图9所示的燃料电池中，燃料供给系统具有燃料箱1327、控制燃料124的流量的泵1329、以及流量控制阀1331，其设置在泵1329的下游，并控制供给到燃烧单元1303和单元电池结构101的燃料的量。
即使在本实施例中，也能通过流量控制阀1331控制供给到燃烧单元1303的燃料124的量。另外，已通过燃烧单元1303的残余燃料从燃料供给系统被引导到单元电池结构101，所述燃料供给系统连接流量控制阀1331和单元电池结构101。
(第二实施例)在第二实施例中，尽管没有示出，燃烧单元1303设置在与第一实施例中所述的燃料电池1301(在图1中示出)的燃料电极102相反的一侧，由此加热在图1中未示出的氧化剂电极。另外，在第二实施例中，在第一实施例中所述的燃料电池1311(在图2中示出)加热单元电池结构101的整个构成部件。这里，通常，当液体燃料供给到燃料电极102时，氧化剂126具有比燃料124更小的热容。因此，燃料电极102和氧化剂电极108的加热处理可以是不同的，并且氧化剂电极108可以更加容易地加热。这里，本实施例示出了有效加热单元电池结构101的方式。
图10和图11示出了本实施例的燃料电池的构造。图11是沿图10中所示的线A-A’截取的截面图。
在图10和11所示的燃料电池1345中，传热板1317设置成与基板110的外围部分接触，并且温度计1341设置在传热板1317上。另外，管状燃烧单元1303在与传热板1317接触的氧化剂电极108的表面上呈Z形。
氧化剂126通过未被传热板1317和燃烧单元1303覆盖的基板110的表面的一部分供给到氧化剂电极108。此外，如在第一实施例中所述的，基板110还用作收集电极和气体扩散层。另外，基板110具有用来供电池反应所需的氧化剂126通过的孔。
优选的是，具有高热导率的材料用于传热板1317。例如，可使用铜板、铝板和钛板。可以如第一实施例中所示来构造燃烧单元1303。
在本实施例的燃料电池1345中，由于传热板1317设置在燃烧单元1303和基板110之间，在燃烧单元1303中产生的燃烧热能够有效地传导到氧化剂电极108，并且氧化剂电极108能够选择性地或集中地加热。氧化剂电极108本身被通过化学反应产生的热量加热，并且还被在燃烧单元1303中产生的燃烧热快速加热。因此，热量传导到整个单元电池结构101，由此有效地加热整个单元电池结构101。因此，能够进一步改善在低温下燃料电池的启动特性。
图12是示出本实施例的燃料电池的另一种构造的平面图。在图12所示的燃料电池中，如同图6所示的燃料电池，多个单元电池结构101二维布置。
在图12所示的燃料电池中，燃烧单元1303与每个单元电池结构101的氧化剂电极108(在图12中未示出)直接接触。因此，单元电池结构101能够有效地加热。此外，在图12所示的构造中，与单元电池结构101接触的燃烧单元1303的表面由绝缘部件制成，从而单元电池结构101彼此不经由燃烧单元1303电连接。例如，具有极好热导率的绝缘板可用作该绝缘部件。例如，像其中添加有导热填料的硅橡胶或环氧树脂等材料可用于绝缘板。例如铝可用作导热填料。
单元电池结构101的氧化剂电极直接被加热的构造可应用于图1、8和9及下面所述的其他实施例。
(第三实施例)在根据第一或第二实施例的燃料电池中，燃料供给系统可具有燃料容器，用于保持燃料124，以及高浓度燃料容器，用于保持具有比供给到单元电池结构101的燃料124更高浓度的液体燃料。
图13是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。在图13所示的燃料电池中，燃料箱1327由低浓度燃料箱1333和高浓度燃料箱1335组成。在初始状态，低浓度燃料箱1333填充有低浓度燃料，其具有适于单元电池结构101的浓度，高浓度燃料箱1335填充有高浓度燃料725，其具有比低浓度燃料箱1333中的液体更高的燃料成分浓度。此外，在第三实施例的图13和14所示的燃料电池中，尽管泵1329没有设置在连接燃料箱1327和单元电池结构101的燃料供给系统中，但如果需要可以提供泵1329。此外，在燃料电极102中没有使用的燃料124可以返回到燃料箱1327。
适当地选择低浓度燃料和高浓度燃料。例如，当燃料成分是甲醇时，低浓度燃料可包含具有50体积％或更低浓度的甲醇溶液或水。高浓度燃料箱1335可含有具有比燃料124更高浓度的甲醇溶液或甲醇。
在高浓度燃料箱1335中的高浓度燃料725通过泵1329供给到低浓度燃料箱1333。并且在单元电池结构101中，在低浓度燃料箱1333处调整到预定燃料成分浓度的燃料124供给到单元电池结构101。在图13中，可以提供用于从低浓度燃料箱1333向单元电池结构101供给燃料124的泵1329。
另外，高浓度燃料箱1335中的高浓度燃料725的一部分通过泵1329供给到燃烧单元1303。高浓度燃料725供给到燃烧单元1303，由此更快速地加热单元电池结构101。
图14示出具有图13所示构造的燃料电池的例子。图14所示的燃料电池1349具有与图2所示的燃料电池类似的基本结构。与基板104接触提供混合箱1319来代替燃料箱1309。燃料电池1349还具有高浓度燃料箱1321。提供从高浓度燃料箱1321向混合箱1319供给高浓度燃料725的高浓度燃料供给导管1323。流经高浓度燃料供给导管1323的高浓度燃料725的量能够通过泵1329来控制。
另外，在燃料电池1349中，燃烧燃料供给导管1313连接高浓度燃料箱1321和燃烧燃料通路1307。因此，具有高浓度燃料成分浓度的高浓度燃料725能够直接从高浓度燃料箱1321供给到燃烧单元1303。
在燃料电池1349中，由于高浓度燃料725能够直接供给到燃烧单元1303，因此能够在燃烧单元1303中有效地发生燃烧反应。因此，单元电池结构101能够更快速地加热，并且能够进一步改善在低温的启动特性。
另外，图15示出其中多个单元电池结构101二维布置的燃料电池。在图15所示的燃料电池中，燃烧单元1303设置成与构成单元电池结构101的固体电解质隔膜114(在图15中未示出)接触，与图6所示的燃料电池类似。如图15所示，在具有多个单元电池结构101的燃料电池中，燃烧单元1303与构成单元电池结构101的固体电解质隔膜114接触，由此同时加热共享固体电解质隔膜114的多个单元电池结构101。另外，由于高浓度燃料725供给到燃烧单元1303，因此能够有效地加热单元电池结构101。
另外，燃料盒1103包括高浓度燃料箱1105和混合箱1107，它们通过接头(未示出)可拆卸地连接。处于连接状态的高浓度燃料箱1105和混合箱1107连接到或脱离开燃料电池体1109。在初始状态，混合箱1107填充有低浓度燃料，其具有适于燃料电池体1109的浓度，高浓度燃料箱1105填充有高浓度燃料725，其具有比混合箱1107中的液体更高的燃料成分浓度。
另外，已经环流多个单元电池结构101的燃料经由燃料回收导管1113返回到混合箱1107。通过该构造，在单元电池结构101中未消耗的燃料124能够适当地回收作为回收燃料，以便再次使用。
此外，图15所示的燃料电池可以具有控制单元(未示出)。在该情况下，例如，通过浓度计(未示出)测量从燃料回收导管1113回收的回收燃料1155的浓度，并可根据所测量的浓度来控制从高浓度燃料箱1105到混合箱1107的燃料供给。可以通过浓度计(未示出)来测量混合箱1107中燃料成分的浓度，从而控制单元能够根据所测量的浓度来控制供给到混合箱1107的高浓度燃料725的量。
此外，在本实施例中，未用于电池反应并已通过单元电池结构101的燃料成分可以供给到燃烧单元1303。图16是示出该燃料电池的构造的示意图。在图16所示的燃料电池中，如图13所示的单元电池结构101的燃料电极102连接到燃烧单元1303。
图17示出具有图16所示构造的燃料电池的例子。在图17中，在图14所示的燃料电池1349中，已通过基板104的残余燃料从燃料回收导管1347注入到燃烧燃料通路1307中。
另外，图18是示出本实施例的燃料电池的另一种构造的示意图。在图18所示的燃料电池中，燃料供给系统具有泵1329和流量控制阀1331，泵1329控制从高浓度燃料箱1335排出的高浓度燃料725的流量，流量控制阀1331置于泵1329的下游，并控制到燃烧单元1303和低浓度燃料箱1333的高浓度燃料725的供给量。
供给到燃烧单元1303或低浓度燃料箱1333的高浓度燃料725的量能够通过流量控制阀来控制。另外，已通过单元电池结构101并且未用于燃料反应的燃料成分供给到燃烧单元1303。
图19是示出本实施例的燃料电池的燃料供给系统的另一个例子的示意图。另外，图20示出具有图19所示的燃料供给系统的燃料电池的例子。
图19所示的燃料电池具有用来将燃料从高浓度燃料箱1335供给到单元电池结构101的路径，以及用来将单元电池结构101中剩下的燃料返回到低浓度燃料箱1333的路径。燃料电池具有将高浓度燃料箱1335中的高浓度燃料725供给到低浓度燃料箱1333和燃烧单元1303的路径。燃料电池具有将已通过单元电池结构101的燃料引导到燃烧单元1303的路径。到燃烧单元1303的高浓度燃料725或残余燃料的供给能够通过流量控制阀1331来切换，并且每种流量都能够通过泵1329来控制。
在图19所示的燃料电池中，由于已通过单元电池结构101的残余燃料能够回收到低浓度燃料箱1333以便再次使用，因此能够减少燃料成分的浪费，从而能够有效使用残余燃料。即使当低浓度燃料箱1333中的燃料成分被回收燃料稀释时，由于能够从高浓度燃料箱1335供给高浓度燃料725，因此能够在长时间周期将具有预定浓度的燃料724稳定地供给到单元电池结构101。
另外，在图19所示的燃料电池中，适当地选择已通过单元电池结构101的残余燃料或高浓度燃料725以便供给到燃烧单元1303。因此，当在低温启动燃料电池时，将高浓度燃料725供给到燃烧单元1303，由此快速加热与燃烧单元1303接触的单元电池结构101。当单元电池结构101被加热到一定程度时，通过控制流量控制阀1331将残余燃料供给到燃烧单元1303，由此更有效地使用燃料成分。
(第四实施例)根据第三实施例具有低浓度燃料箱1333和高浓度燃料箱1335的燃料电池可具有混合箱，其将低浓度燃料箱1333中的低浓度燃料和高浓度燃料箱1335中的高浓度燃料725进行混合。
图21是示出本实施例的燃料电池的燃料供给系统的示意图。在图21所示的燃料电池中，低浓度燃料箱1333中的低浓度燃料1149和高浓度燃料箱1135中的高浓度燃料725被注入到混合箱1339。在混合箱1339中，燃料124调整到适于单元电池结构101的浓度，并从混合箱1339供给到单元电池结构101。
另外，从高浓度燃料箱1335排出的高浓度燃料725的一部分能够供给到与单元电池结构101接触设置的燃烧单元1303。这里，泵1329设置在高浓度燃料725的供给系统中，并且通过设置在泵1329的下游点的流量控制阀1331能够将预定量的高浓度燃料725供给到混合箱1339和燃烧单元1303。
通过该构造，能够更精确地控制供给到单元电池结构101的燃料124的浓度。因此，单元电池结构101中的电池反应能够更稳定地发生。另外，由于高浓度燃料725供给到燃烧单元1303，因此能够在短时间内快速加热单元电池结构101。因此，能够改善在低温时燃料电池的启动特性。
图22示出本实施例的燃料电池的另一种构造。图22所示的燃料电池的基本构造与图21所示的燃料电池相同，但是图22中的燃料电池还包括将已通过单元电池结构101的燃料电极102的残余燃料回收到混合箱1339的路径，以及将已通过燃烧单元1303的残余燃料回收到混合箱1339的路径。
通过提供这些回收路径，能够更有效地利用燃料成分。因此，能够改善燃料电池的启动特性，并且燃料电池能够长周期稳定工作。
(第五实施例)在根据上述实施例的燃料电池中，可以提供用于将冷却水注入到燃烧单元1303中的冷却水注入路径。这里，将作为例子描述图23所示的燃料电池的构造。
图23是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。与图22所示的燃料电池相比，图23所示的燃料电池还包括冷却水箱1351。冷却水箱1351中的冷却水1353能够通过泵1329供给到燃烧单元1303。
当图23所示的燃料电池在低温启动时，高浓度燃料725供给到燃烧单元1303，由此产生燃烧热。燃烧热传导到单元电池结构101，由此加热单元电池结构101。为了防止单元电池结构101被高浓度燃料725产生的燃烧热过度加热，当通过设置在单元电池结构101中的温度计1341检测到单元电池结构101被加热到预定温度时，停止向燃烧单元1303供给高浓度燃料725，并从冷却水箱1351向燃烧单元1303供给冷却水1353。以这种方式，能够快速冷却燃烧单元1303。因此，抑制了对单元电池结构101的加热，由此燃料电池能够更稳定地工作。
此外，在具有低浓度燃料箱1333和高浓度燃料箱1335的燃料电池中，即使从低浓度燃料箱1333向燃烧单元1303供给燃料124来代替冷却水，也能抑制燃烧热的产生。在该情况下，在启动时向燃烧单元1303供给高浓度燃料725，然后当单元电池结构101加热到一定程度时供给燃料124。通过该构造，能够有效利用燃料成分。
(第六实施例)在根据上述实施例的燃料电池中，还可以提供积极地将燃烧氧化剂供给到燃烧单元1303的氧化剂供给路径。在下面的说明中，将使用图1所示的燃料电池的构造作为例子。
图24是示出根据本实施例的燃料电池的构造的示意图。与图1的燃料电池1301相比，图24所示的燃料电池还具有氧化剂保持单元1355，并且保持在氧化剂保持单元1355中的氧化剂1357可供给到燃烧单元1303。例如，提供向燃烧单元1303输送压缩空气的管线或通过风扇将氧化剂供给到燃烧单元1303，从而能够提高燃烧单元1303中的燃烧反应速度，由此能够进一步改善燃料电池在低温时的启动特性。此外，在图24所示的燃料电池中，尽管在连接燃料箱1327和单元电池结构101的燃料供给系统中没有提供泵1329，但如果需要可以提供泵1329。此外，在燃料电极102中没有使用的燃料124可以回收到燃料箱1327。
在图24所示的燃料电池中，燃料124被注入到燃烧单元1303并且氧化剂1357能够积极地供给到燃烧单元1303。因此，在燃烧单元1303中，比将空气中的氧供给到燃烧单元1303时更确定地发生燃烧反应。因此，能够进一步改善燃料电池在低温的启动特性。
如上所述，基于本发明的实施例描述了本发明。这些实施例是例子。本领域技术人员会认识到，能够结合其组成部分或处理步骤完成各种修改的例子，并且这些修改的例子包括在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种燃料电池，其包括单元电池，包括固体电解质隔膜、布置在所述固体电解质隔膜上的燃料电极和氧化剂电极；加热装置，对所述单元电池进行加热；以及燃料供给系统，向所述燃料电极供给燃料，其中，所述加热装置设置成与所述单元电池接触，所述燃料中的一部分从所述燃料供给系统供给到所述加热装置，并且供给到所述加热装置的燃料通过所述加热装置燃烧时产生的热量传导到所述单元电池，从而加热所述单元电池。
2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述加热装置包括加热元件和与所述加热元件接触设置的热导体。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池，其中，所述加热装置包括用于燃烧所述燃料的加热催化剂。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的燃料电池，其中，所述加热装置设置成与所述氧化剂电极接触。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的燃料电池，其中，液体燃料直接供给到所述燃料电极。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的燃料电池，还包括多个单元电池；多个第一电极，它们设置在所述固体电解质隔膜的一侧；以及多个第二电极，它们设置在所述固体电解质隔膜的另一侧，一个第二电极与一个第一电极相对布置，其中，单元电池由彼此相对的一对第一电极和第二电极、以及固体电解质隔膜构成，并且所述加热装置对多个所述单元电池进行加热。
7.根据权利要求6所述的燃料电池，还包括温度测量装置，其测量所述加热装置中的加热温度或所述燃料电池的温度；以及控制装置，其基于通过所述温度测量装置测量的温度来控制从所述燃料供给系统到所述加热装置的燃料供给。
8.根据权利要求6或7所述的燃料电池，其中，所述加热装置设置成与所述固体电解质隔膜接触。
9.根据权利要求6或7所述的燃料电池，其中，所述加热装置设置成与多个第一电极接触。
10.根据权利要求1至9中任何一项所述的燃料电池，还包括燃料回收装置，其将已通过所述燃料电极的燃料回收到所述加热装置中。
11.根据权利要求6或7所述的燃料电池其中，所述燃料供给系统包括高浓度燃料供给装置，其将具有比供给到所述燃料电极的燃料更高浓度的燃料供给到所述加热装置。
12.根据权利要求11所述的燃料电池，还包括燃料混合装置，其将从所述高浓度燃料供给装置供给的高浓度燃料和供给到所述燃料电极的燃料进行混合。
13.根据权利要求6或7所述的燃料电池，还包括加热温度控制装置，其通过冷却水来控制所述加热装置的加热温度。
14.根据权利要求6或7所述的燃料电池，还包括氧化剂供给装置，其将氧化剂供给到所述加热装置。
全文摘要
即使当温度降低时，提升燃料电池的温度，由此改善可用性。在燃料电池(1311)中，燃烧单元(1303)设置成与单元电池结构(101)接触。另外，燃料箱(1309)设置成与构成单元电池结构(101)的燃料电极(102)接触，并直接将燃料(124)供给到燃料电极(102)。燃料(124)中的一部分从设置在燃料箱(1309)中的燃烧燃料排放出口(1315)经由燃烧燃料供给导管(1313)供给到燃烧单元(1303)。
文档编号H01M8/10GK1890834SQ20048003655
公开日2007年1月3日 申请日期2004年12月8日 优先权日2003年12月8日
发明者长尾谕, 久保佳实, 吉武务, 真子隆志, 梶谷浩司, 木村英和, 秋山永治, 渡边义德, 河野安孝 申请人:日本电气株式会社