专利名称：生物燃料电池燃料供应体和生物燃料电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对生物燃料电池供应燃料的燃料供应体(fuel supply body)以及生物燃料电池系统。特别地，本发明涉及使用氧化还原酶的生物燃料电池系统及其燃料供应体。
背景技术：
使用氧化还原酶作为反应催化剂的生物燃料电池可以有效地从普通エ业催化剂不使用的燃料如葡萄糖或こ醇提取电子并由此作为具有高容量和安全性的下一代燃料电池而引起了注意。图10是示意性地示出了使用酶的生物燃料电池的发电原理的图。如果例如如图10中所示，生物燃料电池使用葡萄糖作为燃料，则负极(阳极)101通过固定在其表面上的酶而分解葡萄糖以提取电子(e_)并还产生质子(H+)。 正极(阴极)102由通过质子导体103从负极101输送的质子(H+)、通过外部电路而传送的电子(e_)和例如空气中的氧(O2)而产生水(H2O)。然后，在同时发生的负极和正极的这些反应的情况下，在负极和正极之间产生电能。另ー方面，燃料电池可以通过供应附加燃料而长时间连续产生电力，并由此提出了各种燃料供应盒· ·參见例如，日本专利申请号2002-270210，日本专利申请号2003-123821和日本专利申请号2005-011613)。例如，日本专利申请号2002-270210和日本专利申请号2003-123821中所描述的燃料电池盒(fuel cell cartridge)被构造为通过生物化学催化剂如微生物将含氧的烃内部分解并将产生的氢供应至燃料电池。日本专利申请号2005-011613中所描述的燃料盒设法通过采用能够提取内部残余燃料的构造而在处理期间促进安全性。
发明内容
然而，对于如在日本专利申请号2002-270210、日本专利申请号2003-123821和日本专利申请号2005-011613中所描述的使用氢或甲醇的用于燃料电池的燃料盒(fuelcartridges),必须利用坚固的外壳将燃料储存部(fuel reservoir portion)气密地封住并在使用的同时必须确保安全性时将燃料仅供应至发电单元。因此，这种现有的用于燃料电池的燃料盒具有非常低可用性的问题。另外，现有的盒具有大比例的对发电没有贡献的用于坚固外壳等的部分，从而导致盒的低能量容量密度的问题。而且，现有的盒花费大量的时间和努力来丢弃或回收所用的盒，从而导致低可用性的问题。期望的是，本发明提供具有高可用性和大能量容量的生物燃料电池燃料供应体(bio-fuel cell fuel supply body)以及生物燃料电池系统。根据本发明的生物燃料电池燃料供应体部分或完全由具有生物聚合物(生物高分子)作为主要成分的材料形成并且代谢分解生物聚合物的生物催化剂被容纳在生物燃料电池燃料供应体中或者被固定至其上。
在本发明中，生物燃料电池燃料供应体部分或完全由生物聚合物形成并且分解生物聚合物的生物催化剂被容纳在生物燃料电池燃料供应体中或者被固定至其上，因此，在必要时，可以通过生物催化剂将生物聚合物分解。所述燃料供应体(fuel supply body)包括例如其中容纳有燃料的燃料容纳部和其中容纳有生物催化剂的生物催化剂容纳部，其中所述燃料容纳部和所述生物催化剂容纳部可以由具有生物聚合物作为主要成分的材料形成。在所述情况下，可以独立地设置燃料容纳部和生物催化剂容纳部。如果燃料处于固体状态，则所述燃料容纳部还可以充当生物催化剂容纳部。另ー方面，可以以非活性状态容纳或固定所述生物催化剂。所述生物聚合物是例如碳水化合物。
而且，如果所述生物聚合物是纤维素，则可以将纤维素酶用作所述生物催化剂。如果所述生物聚合物是淀粉，则可以将淀粉酶用作所述生物催化剂。如果所述燃料容纳部和所述生物催化剂容纳部由具有与燃料的生物聚合物不同的生物聚合物作为主要成分的材料形成，则可以在所述生物催化剂容纳部中容纳代谢分解作为材料主要成分的生物聚合物的第一生物催化剂和代谢分解在燃料中包含的生物聚合物的第二催化剂。根据本发明的生物燃料电池系统包括上述燃料供应体和生物燃料电池，所述生物燃料电池包括在其表面上存在有氧化还原酶的电极，其中将燃料和/或生物催化剂从所述燃料供应体供应至所述生物燃料电池并且还将所述燃料供应体自身用作燃料。在所述系统中，所述生物燃料电池可以设置有燃料储存部，其包括切割、破裂或粉碎所述燃料供应体的机构，并且在所述情况下，所述燃料供应体在所述燃料储存部中分解。另ー方面，根据本发明的另ー种生物燃料电池系统包括燃料供应体和生物燃料电池，所述燃料供应体部分或全部由具有生物聚合物作为主要成分的材料形成，所述生物燃料电池至少包括发电单元和燃料重整单元(燃料改质单元，fuel reforming unit),所述发电单元包括在其表面上存在有氧化还原酶的电极，所述燃料重整单元将一次燃料重整为能够放出电子的二次燃料，其中分解构成所述燃料供应体的所述生物聚合物的生物催化剂被容纳在所述生物燃料电池的所述燃料重整単元中或者被固定至其上。根据本发明，燃料供应体可以被生物催化剂代谢分解，由此，提高了可用性且还可以提高能量容量。
图I是示意性地示出了根据本发明第一实施方式的燃料供应体的构造的图；图2是示意性地示出了根据本发明第二实施方式的其中将燃料5的颗粒和生物催化剂6的颗粒混合并容纳在燃料供应体中的状态的图；图3是示意性地示出了根据本发明第二实施方式的其中在燃料供应体中将生物催化剂6夹在燃料5之间的状态的图；图4是示意性地示出了根据本发明第二实施方式的其中在燃料供应体中将生物催化剂6包含在燃料5中的状态的图；图5是示出了根据本发明第三实施方式的通过在生物燃料电池系统中使用吸附剂而将除生物聚合物以外的成分分离的方法的示意图；图6是示出了根据本发明第三实施方式的通过生物燃料电池系统中的电场而将除生物聚合物以外的成分分离的方法的示意图；图7是示出了根据本发明第三实施方式的通过生物燃料电池系统中的磁场而将除生物聚合物以外的成分分离的方法的示意图；图8是示出了根据本发明第三实施方式的通过生物燃料电池系统中的低极性有机溶剂而将除生物聚合物以外的成分分离的方法的示意图；图9是示出了根据本发明第四实施方式的用于生物燃料电池系统中的生物燃料电池的燃料重整器的构造的示意图；以及图10是示意性地示出了使用酶的生物燃料电池的发电原理的图。
具体实施例方式在下文中，将參考附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。应注意，在本说明书和附图中，以相同的參考标号表示具有基本相同功能和结构的结构元件(结构要素)，并且省略这些结构元件的重复说明。下面将參考附图详细地描述实施本发明的实施方式。然而，本发明不限于下面示出的各实施方式。将以下面示出的顺序提供描述。I.第一实施方式(设置有燃料容纳部和生物催化剂容纳部的燃料供应体的实例)2.第二实施方式(其中不单独设置生物催化剂容纳部的燃料供应体的实例)3.第三实施方式(使用包含生物催化剂的燃料供应体的生物燃料电池系统的实例)4.第四实施方式(其中将生物催化剂容纳在电池中或者固定至其上的生物燃料电池系统的实例)〈I.第一实施方式>[燃料供应体的总体构造]首先，将描述根据本发明第一实施方式的生物燃料电池燃料供应体。图I是示意性地示出了根据本发明第一实施方式的燃料供应体的构造的图。如图I中所示，本实施方式中的燃料供应体I设置有其中容纳了燃料5的燃料容纳部2、用于将燃料5供应至燃料电池的燃料供应孔3和其中容纳有生物催化剂6的生物催化剂容纳部4。[燃料容纳部2]燃料容纳部2由包含生物聚合物作为主要成分的材料形成并且在其中容纳燃料5。本文中的燃料5是指燃料成分如糖、醇、醛、脂类(脂质)和蛋白质或包含这些燃料成分中的至少ー种的溶液。更具体地，糖如葡萄糖、果糖和山梨糖，醇如甲醇、こ醇、丙醇、甘油和聚こ烯醇，醛如甲醛和こ酸，以及有机酸如こ酸、甲酸和丙酮酸。另外，还可以将作为葡萄糖代谢的中间产物的脂肪、蛋白质和有机酸用作燃料成分。燃料5的形式没有具体限制，并且可以使用各种形式如液体、粉末和固体燃料。另ー方面，构成燃料容纳部2的生物聚合物包括例如糖(碳水化合物)如葡萄糖、果糖、麦芽糖和纤维素，蛋白质(酶和肽)如酪蛋白、胶原蛋白、角蛋白和丝蛋白(丝心蛋白)，核酸如DNA和RNA，以及生物可降解的聚合物如聚乳酸。在这些生物聚合物中，优选使用碳水化合物，特别地，淀粉和纤维素是合适的。构成燃料容纳部2的生物聚合物可以与燃料5中包含的生物聚合物相同或者可以使用与燃料5中包含的生物聚合物不同的生物聚合物。而且，可以混合并使用多种生物聚合物。如果燃料容纳部2由吸湿材料如纤维素形成，则液体燃料5可能从燃料容纳部2泄漏或者固体或粉末燃料5可能在外部润湿条件下被滲透的水分劣化。因此，燃料容纳部2期望地具有防水性能。对燃料容纳部2提供防水性能的方法没有特别限制，并且如果燃料容纳部2由例如纤维素形成，则可以通过提高质量密度来減少通过其渗透水分的孔，而且，可以将疏水涂层施加至燃料容纳部2的表面(或内表面和外表面)。通过利用疏水蛋白质膜涂布表面，整个燃料容纳部2可以由生物可降解的材料形、成。通过以这种方式提高燃料容纳部2的防水性能，可以防止因蠕虫和真菌的侵扰而造成的燃料5的劣化。[燃料供应孔3]燃料供应孔3用于输入/输出燃料5并且当将在燃料容纳部2中容纳的燃料5供应至生物燃料电池时使用燃料供应孔3，燃料容纳部2再次填充燃料5，或者回收生物燃料电池中的废液。燃料供应孔3可以被开关机构(切换机构)(未示出)可选地打开/关闭。开关机构的构造没有特别限制，并且例如可以考虑其中在燃料容纳部2的一部分中设置切割线并通过压制所述部分而将燃料供应孔3打开的构造，或者其中利用纸或塑料材料(塑性材料)将燃料供应孔3密封的构造。根据本实施方式，燃料供应孔3在燃料供应体I中通常是关闭的并且仅当输入或输出燃料5时打开。因此，防止了水分的滲透或蠕虫和真菌的侵扰，使得可以防止燃料5的劣化。而且，燃料供应孔3可以被构造成可与设置在生物燃料电池中的燃料进ロ连接。燃料进ロ /出口孔3的数目和位置没有特别限制，并且可以根据生物燃料电池的构造而适当设定。[生物催化剂容纳部4]生物催化剂容纳部4 g在容纳代谢分解生物聚合物的生物催化剂并且与上述燃料容纳部2相同，由具有生物聚合物如糖(碳水化合物)、蛋白质、核酸以及生物可降解的聚合物作为主要成分的材料形成。优选将碳水化合物用作构成生物催化剂容纳部4的生物聚合物，特别地，淀粉和纤维素是合适的。生物催化剂容纳部4可以由与燃料容纳部2的材料相同的材料形成，但是可以由包含不同生物聚合物的材料形成。生物催化剂容纳部4还可以使用与燃料5中包含的生物聚合物相同的生物聚合物或与燃料5中包含的生物聚合物不同的生物聚合物。而且，可以混合并使用多种生物聚合物。此外，生物催化剂容纳部4还期望地具有防水性能，由此防止因蠕虫和真菌的侵扰而造成的生物催化剂6的劣化。另ー方面，在生物催化剂容纳部4中容纳的生物催化剂6仅能够至少分解燃料容纳部2和生物催化剂容纳部4，并且可以使用例如酶如纤维素酶、淀粉酶、葡糖苷酶和蛋白酶或微生物。特别地，如果构成燃料容纳部2和生物催化剂容纳部4的生物聚合物是纤维素，则纤维素酶是合适的，并且如果生物聚合物是淀粉，则淀粉酶是合适的。除了构成燃料容纳部2和生物催化剂容纳部4的生物聚合物之外，在生物催化剂容纳部4中还可以容纳代谢分解在燃料5中包含的生物聚合物的生物催化剂。因此，提高了电池性能，因为生物燃料电池的负极的生物催化反应变快或者恢复。而且，可以在生物催化剂容纳部4中设置生物催化剂输出孔7，使得可以通过生物催化剂输出孔7将代谢分解在生物催化剂 6或燃料5中包含的生物聚合物的生物催化剂引入到生物燃料电池或燃料重整器中。因此,可以提高或恢复电池性能和燃料重整性能,在这种情况下，与上述燃料供应孔3相同，还可以可选地通过开关机构(未示出)如封条将生物催化剂输出孔7期望地打开/关闭以防止生物催化剂6的劣化。可以以活性状态包含生物催化剂6，但是期望通过干燥等的方法以非活性状态包含生物催化剂6。因此，可以使生物催化剂6长时间稳定存在。另一方面，如果以活性状态包含生物催化剂6，则必须在与生物催化剂容纳部4的生物催化剂6接触的表面上形成不被生物催化剂6分解的层，从而使得不发生代谢反应。而且，生物催化剂容纳部4期望地具有耐热结构和/或热绝缘结构。因此，可以防止生物催化剂被外部热劣化。尽管图I中所示的燃料供应体I具有其中生物催化剂6和燃料5因分隔壁(分离壁)8而不接触的构造，但是本发明不限于这样的构造，并且例如可以在燃料容纳部2内部，例如在其中央部中设置生物催化剂容纳部4。[燃料供应体I的外表面]根据本实施方式的燃料供应体I期望地具有施加在其外表面上的牵制蠕虫和真菌的抗细菌涂层或驱虫涂层。而且，通过设置光反射层可以获得遮光效果或者可以通过设置绝热层而提供耐热性。此外，如果在表面上进行印刷且使用源自大豆的油墨，则也可以通过生物催化剂6将印刷部分分解。[使用方法]然后，将描述使用上述燃料供应体I的方法。当使用图I中所示的燃料供应体I时，将燃料容纳部2填充燃料5并还将生物催化剂6容纳在生物催化剂容纳部中。然后，根据需要通过燃料供应孔3将燃料5供应至生物燃料电池并且在供应燃料容纳部2中的全部燃料5之后，通过生物催化剂容纳部4中的生物催化剂6将燃料容纳部2代谢分解。可以将生物催化剂6与燃料5 —起或单独供应至生物燃料电池或其燃料重整器。而且，可以在利用燃料5和生物催化剂6再填充之后使用根据本实施方式的燃料供应体I。另一方面，分解燃料供应体I的方法没有具体限制，并且例如，通过破坏或除去在生物催化剂容纳部4和燃料容纳部2之间的分隔壁8或者通过粉碎机等粉碎整个燃料供应体I而使构成生物催化剂容纳部4和燃料容纳部2的生物聚合物与生物催化剂6接触。因此，通过生物催化剂6开始构成生物催化剂容纳部4和燃料容纳部2的生物聚合物的分解。即使以固体状态或以非活性状态如干燥状态包含生物催化剂6，在使其与液体状态的燃料5或电解液接触后也使生物催化剂6活化。在根据本实施方式的燃料供应体I中，燃料容纳部2和生物催化剂容纳部4由包含生物聚合物作为主要成分的材料形成，并且在生物催化剂容纳部4中容纳代谢分解生物聚合物的生物催化剂6，由此，可以在使用燃料供应体I之后，通过生物催化剂6来分解燃料容纳部2和生物催化剂容纳部4。因此，没有引起燃料供应体I的回收成本并且还提高了可用性。而且，填充根据本实施方式的燃料供应体I的燃料5比在现有燃料电池中使用的燃料更安全，因此，不必用坚固外壳气密地封住燃料5。因此，与现有的燃料盒相比，可以简化其结构，可以实现重量减轻和成本下降，而且，可以提高整个盒的能量容量。在根据本实施方式的燃料供应体I中，不仅燃料容纳部2和生物催化剂容纳部4，而且其他部分也可以由包含生物聚合物作为主要成分的材料形成。在这种情况下，可以通过在使用纤维素或淀粉作为燃料的生物燃料电池的燃料输出部中设置粉碎机构如粉碎机而将使用后的燃料供应体I用作燃料。因此，可以实现100%再生能量的盒。<2.第二实施方式>[燃料供应体的总体构造]然后，将描述根据本发明第二实施方式的燃料供应体。在图I中所示的燃料供应 体I中，独立地设置生物催化剂容纳部4和燃料容纳部2并且将生物催化剂6和燃料5构造为不接触，但是本发明不限于这样的实例且包含其中不单独设置生物催化剂容纳部的构造。[燃料5和生物催化剂6的容纳状态]图2至4是示意性地示出了根据本发明第二实施方式的燃料供应体中的燃料5和生物催化剂6的容纳状态的图。如果如例如图2中所示，燃料5处于固体状态，则可以采用其中燃料容纳部2也充当生物催化剂容纳部4的构造，即，其中在充当燃料容纳部2和生物催化剂容纳部4两者的部分中容纳并混合燃料5的颗粒和生物催化剂6的颗粒两者的构造。另外，可以采用其中将生物催化剂6固定至燃料供应体I或燃料5的构造。更具体地，可以利用生物催化剂6涂布片状燃料5的一面或两面。可替换地，如图3中所示，可以通过夹在燃料5之间而包含生物催化剂6，或者如图4中所示，可以通过以基本球状包含在燃料5中而包含生物催化剂6。而且，燃料供应体I的表面的一部分或整个表面可以由具有包含生物催化剂6的材料的燃料供应体I的表面的一部分或整个表面形成。在这种情况下，期望由固定生物催化剂6或容纳生物催化剂6的材料特别形成与燃料5接触的部分。然而，如果采用上述容纳状态中的每一种，则燃料5和生物催化剂6发生接触，由此，期望使用不分解燃料5的生物催化剂6或者根据需要使生物催化剂6失活。如上所述，如果将燃料5和生物催化剂6混合或者将生物催化剂6固定至燃料5或燃料供应体1，则燃料5和生物催化剂6的接触面积增大，由此，可以提高分解反应的速率。除上述以外的本实施方式中的燃料供应体的其他构造和效果与上述第一实施方式中的那些相同。〈3 第三实施方式〉[生物燃料电池系统的总体构造]然后，将对根据本发明第三实施方式的生物燃料电池系统进行描述。在根据本实施方式的生物燃料电池系统中，通过使用上述第一或第二燃料供应体将燃料和燃料中包含的代谢分解生物聚合物的生物催化剂供应至生物燃料电池。更具体地，本系统的生物燃料电池至少包括发电单元和燃料储存部，所述发电单元包括在其表面上存在有氧化还原酶的电极，所述燃料储存部储存待引入到发电单元中的燃料。然后，将填充燃料供应体的燃料供应至燃料储存部。[燃料储存部]另一方面，生物燃料电池的燃料储存部设置有用于切割、破裂或粉碎燃料供应体的机构(在下文中，统称为粉碎机构)。然后，通过用粉碎机构粉碎燃料供应体，可以通过生物催化剂来分解构成燃料容纳部2和生物催化剂容纳部4的生物聚合物。结果，可以将燃料供应体自身用作根据本实施方式的生物燃料电池系统中的燃料。[多余成分(不必要成分)的分离/回收机构]如果应该将燃料供应体用作燃料，则除生物聚合物以外的成分的存在造成问题。图5至8是示意性地示出了分离/回收生物聚合物以外的成分的方法的图。如上所述，通过生物催化剂将输入到燃料储存部中并通过粉碎机构粉碎的燃料供应体的粉碎体Ia的生物聚合物成分逐渐分解。 利用所述分解，将生物聚合物以外的成分如油墨、塑料和金属释放在包含生物催化剂的溶液(生物催化剂/生物聚合物含有溶液6a)中。然后，可以通过生物聚合物以外的成分来抑制生物聚合物的分解。由此，当将燃料供应体用作生物燃料电池的燃料时，必须将生物聚合物以外的成分分离并回收。更具体地，可以考虑如图5中所示，在燃料储存部10中使用吸附剂21如活性炭和沸石将生物聚合物以外的成分分离并回收的方法，或者如图6中所示，因通过施加电场而引起的电泳效应而分离和回收油墨成分22的方法。对于图6中所示的方法，可以使用由生物燃料电池产生的电力的一部分。如图7中所示，可以使用通过安装磁铁23而分离并回收磁性成分24的方法。而且，如图8中所示，如果通过低极性有机溶剂25等而形成低极性层，则可以分离油墨成分22和塑料成分(塑料成分，plastic components) 26。在根据本实施方式的生物燃料电池系统中，使用上述第一或第二燃料供应体，而且例如，生物燃料电池的燃料储存部10设置有粉碎燃料供应体的粉碎机构，因此，可以将燃料供应体自身用作燃料。结果，没有引起燃料供应体的回收成本，提高了可用性并且可以
提高能量容量。而且，可以通过将生物聚合物以外的成分分离/回收来防止生物催化剂的性能劣化。然后，通过再次利用各种分离/回收的成分，可以预期材料成本的下降、环境负荷的下降和资源节约。〈4 第四实施方式〉[生物燃料电池系统的总体构造]然后，将对根据本发明第四实施方式的生物燃料电池系统进行描述。在上述第三实施方式中，对使用包含生物催化剂的生物燃料体的生物燃料电池系统进行了描述，但是本发明不限于这样的实例并且还可以使用包含生物催化剂的生物燃料电池。更具体地，本系统中的生物燃料电池至少包括发电单元和燃料重整单元，所述发电单元包括在其表面上存在有氧化还原酶的电极，且将生物催化剂容纳或固定在所述燃料重整单元中。然后，将通过燃料重整单元重整的燃料供应至发电单元。在这种情况下，燃料供应体不必包含生物催化剂且仅燃料供应体部分或全部由具有能够被容纳或固定在燃料重整单元中的生物催化剂分解的生物聚合物和/或另一种生物聚合物作为主要成分的材料形成。[燃料重整单元]图9是示出了根据本发明第四实施方式的用于生物燃料电池系统中的生物燃料电池的燃料重整器的构造的概念图。如图9中所示，本实施方式中的燃料重整器至少包括用于引入一次燃料的一次燃料进口 11、将一次燃料重整为二次燃料的燃料重整单元12以及用于将二次燃料供应至燃料电池的二次燃料供应单元13。根据需要，也可以包括燃料精制单元14和电解液供应单元15。如果例如构成燃料供应体的生物聚合物是纤维素或淀粉，则通过由燃料重整器的燃料重整单元12或者燃料精制单元14中的生物催化剂造成的氧化还原反应将一次燃料如纤维素或淀粉重整为能够放出电子的二次燃料。在根据本实施方式的生物燃料电池系统中，如上所述，在生物燃料电池中设置包含生物催化剂的燃料重整单元，由此，如果燃料供应体由生物聚合物形成，则即使不包含生物催化剂也可以将燃料供应体用作燃料。而且，通过如上述第一或第二实施方式中那样，使用包含生物催化剂的燃料供应体，可以提高或恢复分解性能。上述以外的本实施方式中的生物燃料电池系统的其他构造和效果与上述第三实施方式中的那些相同。本领域的技术人员应理解，可以根据设计要求和其他因素来进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求书或其等价物的范围内即可。另外，本技术也可以如下构造。(I)一种生物燃料电池燃料供应体，其中，所述生物燃料电池燃料供应体部分或全部由具有生物聚合物作为主要成分的材料形成，并且代谢分解所述生物聚合物的生物催化剂被容纳在所述生物燃料电池燃料供应体中或者被固定在所述生物燃料电池燃料供应体上。(2)根据(I)的生物燃料电池燃料供应体，还包括燃料容纳部，在所述燃料容纳部中容纳有燃料；和生物催化剂容纳部，在所述生物催化剂容纳部中容纳有所述生物催化剂，其中，所述燃料容纳部和所述生物催化剂容纳部由具有生物聚合物作为主要成分的材料形成。(3)根据(2)的生物燃料电池燃料供应体，其中所述燃料容纳部和所述生物催化剂容纳部单独设置。(4)根据(3)的生物燃料电池燃料供应体，、
其中所述燃料处于固体状态且所述燃料容纳部也充当所述生物催化剂容纳部。(5)根据(I)至(4)中任一项的生物燃料电池燃料供应体，
其中以非活性状态容纳或固定所述生物催化剂。(6)根据(I)至(5)中任一项的生物燃料电池燃料供应体，其中所述生物聚合物是碳水化合物。(7)根据(I)至(5)中任一项的生物燃料电池燃料供应体，其中所述生物聚合物是纤维素且所述生物催化剂是纤维素酶。(8) 根据(I)至(5)中任一项的生物燃料电池燃料供应体，其中所述生物聚合物是淀粉且所述生物催化剂是淀粉酶。(9)根据⑵至(5)中任一项的生物燃料电池燃料供应体，其中所述燃料容纳部和所述生物催化剂容纳部由具有与所述燃料的所述生物聚合物不同的生物聚合物作为主要成分的材料形成，且在所述生物催化剂容纳部中容纳代谢分解作为所述材料的主要成分的所述生物聚合物的第一生物催化剂和代谢分解在所述燃料中包含的生物聚合物的第二生物催化剂。(10)一种生物燃料电池系统，包括根据⑴至(9)中任一项的燃料供应体；以及生物燃料电池，所述生物燃料电池包括在其表面上存在有氧化还原酶的电极，其中将燃料和/或生物催化剂从所述燃料供应体供应至所述生物燃料电池且还将所述燃料供应体自身用作燃料。(11)根据(10)的生物燃料电池系统，其中所述生物燃料电池设置有包括切割、破裂或粉碎所述燃料供应体的机构的燃料储存部且所述燃料供应体在所述燃料储存部中分解。(12)一种生物燃料电池系统，包括燃料供应体，所述燃料供应体部分或全部由具有生物聚合物作为主要成分的材料形成；以及生物燃料电池，所述生物燃料电池至少包括发电单元和燃料重整单元，所述发电单元包括在其表面上存在有氧化还原酶的电极，所述燃料重整单元将一次燃料重整为能够放出电子的二次燃料，其中将分解构成所述燃料供应体的生物聚合物的生物催化剂容纳或固定在所述生物燃料电池的所述燃料重整单元中。本发明包含与在2011年4月12日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-088248中的内容相关的主题，将其全部内容通过弓I用并入本文中。
权利要求
1.ー种生物燃料电池燃料供应体， 其中，所述生物燃料电池燃料供应体部分或全部由具有生物聚合物作为主要成分的材料形成，并且 代谢分解所述生物聚合物的生物催化剂被容纳在所述生物燃料电池燃料供应体中或者被固定至所述生物燃料电池燃料供应体。
2.根据权利要求I所述的生物燃料电池燃料供应体，包括 燃料容纳部，在所述燃料容纳部中容纳有燃料；和 生物催化剂容纳部，在所述生物催化剂容纳部中容纳有所述生物催化剂， 其中，所述燃料容纳部和所述生物催化剂容纳部由具有生物聚合物作为主要成分的材料形成。
3.根据权利要求2所述的生物燃料电池燃料供应体， 其中，所述燃料容纳部和所述生物催化剂容纳部独立设置。
4.根据权利要求2所述的生物燃料电池燃料供应体， 其中，所述燃料为固体状态并且所述燃料容纳部也充当所述生物催化剂容纳部。
5.根据权利要求I所述的生物燃料电池燃料供应体， 其中，以非活性状态容纳或固定所述生物催化剂。
6.根据权利要求I所述的生物燃料电池燃料供应体， 其中，所述生物聚合物是碳水化合物。
7.根据权利要求I所述的生物燃料电池燃料供应体， 其中，所述生物聚合物是纤维素并且所述生物催化剂是纤维素酶。
8.根据权利要求I所述的生物燃料电池燃料供应体， 其中，所述生物聚合物是淀粉并且所述生物催化剂是淀粉酶。
9.根据权利要求2所述的生物燃料电池燃料供应体， 其中，所述燃料容纳部和所述生物催化剂容纳部由具有与所述燃料的生物聚合物不同的生物聚合物作为主要成分的材料形成,并且 在所述生物催化剂容纳部中容纳第一生物催化剂和第二生物催化剂，所述第一生物催化剂代谢分解作为所述材料的主要成分的生物聚合物，所述第二生物催化剂代谢分解在所述燃料中包含的生物聚合物。
10.根据权利要求I所述的生物燃料电池燃料供应体，其中，所述燃料供应体具有施加在其外表面上的牵制蠕虫和真菌的抗细菌涂层或驱虫涂层。
11.根据权利要求I所述的生物燃料电池燃料供应体，其中，在所述燃料供应体的外表面上设置光反射层或绝热层。
12.—种生物燃料电池系统，包括 根据权利要求I所述的燃料供应体；以及 生物燃料电池，所述生物燃料电池包括表面上存在有氧化还原酶的电扱， 其中，燃料和/或生物催化剂从所述燃料供应体被供应至所述生物燃料电池并且所述燃料供应体自身也被用作燃料。
13.根据权利要求12所述的生物燃料电池系统， 其中，所述生物燃料电池设置有包括切割、破裂或粉碎所述燃料供应体的机构的燃料储存部，并且所述燃料供应体在所述燃料储存部中分解。
14.一种生物燃料电池系统,包括 燃料供应体，所述燃料供应体部分或全部由具有生物聚合物作为主要成分的材料形成；以及 生物燃料电池，所述生物燃料电池至少包括发电单元和燃料重整単元，所述发电単元包括表面上存在有氧化还原酶的电极，所述燃料重整单元将一次燃料重整为能够放出电子的二次燃料， 其中，分解构成所述燃料供应体的生物聚合物的生物催化剂容纳在所述生物燃料电池的所述燃料重整単元中或固定至所述生物燃料电池的所述燃料重整単元。
全文摘要
本发明提供了一种生物燃料电池燃料供应体和生物燃料电池系统。所述燃料供应体部分或全部由具有生物聚合物作为主要成分的材料形成且代谢分解所述生物聚合物的生物催化剂被容纳在燃料供应体中或者被固定至其上。所述生物燃料电池系统由燃料供应体和生物燃料电池构成，所述生物燃料电池包括在其表面上存在有氧化还原酶的电极以将燃料和/或生物催化剂从所述燃料供应体供应至所述生物燃料电池并且还将所述燃料供应体自身用作燃料。
文档编号H01M8/16GK102738488SQ20121009870
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月5日 优先权日2011年4月12日
发明者三田洋树, 寒川恒俊, 松本隆平, 藤田修二, 酒井秀树 申请人:索尼公司