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» 2005年01月22日 03時23分 公開

携帯向け燃料電池 現状と課題:2007年は携帯用燃料電池 元年 (3/5)

[斎藤健二,ITmedia]

DMFCのいろいろ〜アクティブからパッシブまで

 現在、携帯機器向けの燃料電池の本命と目されているDMFC。しかしDMFCにもいろいろな種類がある。大きく分けて、燃料をポンプなどで送り込むアクティブ型と、浸透などに任せるパッシブ型だ。

 「アクティブ型は出力はあるが複雑になる。パッシブ型は小型化、薄型化には適している」(東芝の五戸氏)

 アクティブ型では燃料の濃度や酸素の供給を制御できるため高出力を得やすい。また100%濃度のメタノールをポンプなどの補器を使って水で希釈することで、現行のDMFCに適した低濃度メタノールに変えることもできる。こうしたメリットの半面、装置が複雑で大きくなるという欠点がある。

 東芝、NECをはじめDMFCを手がける各社は、高出力が要求されるノートPCなどではアクティブ型を、携帯電話などではパッシブ型を採用している。

東芝の長谷部氏のスライドより。アクティブ型とパッシブ型は、ポンプなどの補器以外、触媒電極や電解質膜などの基礎技術はほぼ共通。そのほか、カシオ計算機が手がける「改質型PEFC」もある。これはメタノールなどのアルコールから改質器で水素を生成し、水素を燃料とする燃料電池だ


NECの久保氏のスライドより。DMFCの原理。アノード(陽極)の触媒電極でメタノールと水が混合し、メタノール分子は水素原子と二酸化炭素に分離する。分離した水素原子は電子(e)を失い、電解質膜を通って反対側のカソード(陰極)電極に流れる。電子を失った水素原子(プロトン、H+)は空気中の酸素に反応し、電子のない水を形成。2つの極をワイヤーでつなぐと、アノードで離れた電子がカソード側に流れる──つまり発電が行われる


Samsung AITのチャン氏のスライドより。DMFCの原理図を具体的な機器の形にするとこうなる。電極(Electrode)の間に、触媒(Catalyst)と電解質膜(Membrane)が挟まれている。これを1組としてMEA(Membrane Electrode Assembly:膜電極接合体)と呼ぶ。普通DMFCは、MEAをセルとして複数のMEAを組み合わせたセルスタックとして動作する

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