[发明专利]燃料电池系统和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池系统和包括该燃料电池系统的电子设备。所述燃料电池系统包括使用含碳原子的化合物作为燃料的发电器。

背景技术

电池是以电的形式提取通过待氧化材料和待还原材料之间的化学反应所产生的能量的装置。一次电池如干电池是在其中这两种类型的材料装填在单个罐中的电池。在两种材料都完全消耗时，化学反应停止从而电力供给停止。相反地，二次电池使用可以重复地电还原的材料作为待氧化材料，而且还使用可以重复地电氧化的材料作为待还原材料。因此，二次电池的状态可以通过充电重复回到其初始状态。

燃料电池是通过如在上述电池中待氧化材料和待还原材料之间的化学反应提取电的装置，但是燃料电池的机理是待氧化材料和待还原材料都是从外部供给的。因此，燃料电池理论上可以半永久性地产生电力。因为这种燃料电池经常使用空气中的氧气作为待还原的材料，因此实际上供给的材料通常只是待氧化的材料。燃料电池可以不需要像一次电池或二次电池那样更换电池或者执行充电即可半永久性地驱动装置。因此，燃料电池目前作为可以赋予产品前所未有的新价值的技术而在工业和学术团体中被广泛地研究和开发(例如，参见日本未审查专利申请公布N0.2006-253046)。

例如，氢气、产生氢气的前体、甲醇和乙醇已经被研究作为用于燃料电池的燃料(待氧化的材料)。因为氢气(H₂)通过氧化变为水(H₂O)，用氢气作为燃料的燃料电池只产生水蒸气作为废气，这意味着这种燃料电池非常清洁。但是，由于氢气的爆炸性，很难安全地处理它。因此，氢气燃料电池不适合作为用于便携式电子设备中的燃料电池。相信将利用如甲醇或乙醇的液体燃料的燃料电池用于便携式电子设备是有潜力的。

发明内容

但是，上述燃料电池使用含碳原子化合物如甲醇、乙醇、二甲醚、甲酸、甲酸甲酯、乙二醇或葡萄糖作为燃料的不利之处在于产生了作为废气的二氧化碳(例如参见日本未审查专利申请公布No.2006-253046)。另外，因为只要氧气存在，燃料电池的化学反应就会继续，因此存在环境中氧气被完全消耗导致氧不足的问题。

特别地，便携式装置可能用于诸如具有高密封性和没有足够通风的口袋或包内部的密封环境中。因此，如果小动物如宠物与这种便携式装置一起放入包里，小动物可能会窒息(例如参见日本未审查专利申请公布No.11-235395)。

例如，在甲醇燃料电池中，燃料的氧化反应由于氧气不足而在发电停止之前不完全地进行，这可能产生具有高毒性的副产物如一氧化碳、甲醛和甲酸(例如参见日本未审查专利申请公布No.2006-253046)。这些副产物可以通过接触损害用户的健康。此外，这些副产物自然地能导致难闻的气味和包中物品的改变。

鉴于以上问题，期待提供比以前更安全的燃料电池系统，和包括这种燃料电池系统的电子设备。

根据本发明一个实施方案的燃料电池系统包括：配置为通过供给氧化剂气体和由含碳原子的化合物组成的燃料而发电的发电器；配置为检测二氧化碳(CO₂)浓度的浓度检测器；和控制器，所述控制器配置为当由浓度检测器检测的二氧化碳浓度低于预定阈值浓度时操作以使得发电器发电，而当检测的二氧化碳浓度高于或等于阈值浓度时操作以使得发电器的发电操作停止。

根据本发明一个实施方案的电子设备包括上述燃料电池系统。

在根据本发明一个实施方案的燃料电池系统和电子设备中，通过供给氧化剂气体和由含碳原子的化合物组成的燃料在发电器中发电。在此，二氧化碳(CO₂)通过化学反应在发电器中产生，然后排放到发电器外部。二氧化碳浓度通过浓度检测器检测。当检测的二氧化碳浓度低于预定阈值浓度时控制器操作以使得发电器发电。当检测的二氧化碳浓度高于或等于阈值浓度时控制器操作以使得发电器的发电操作停止。这避免了燃料电池系统的用户和在燃料电池系统周围的人或生物由于二氧化碳或其副产物而中毒的危险。

在根据本发明一个实施方案的燃料电池系统和电子设备中，浓度检测器检测二氧化碳浓度，当检测的二氧化碳浓度低于预定阈值浓度时，控制器操作以使得发电器发电，而当检测的二氧化碳浓度高于或等于阈值浓度时，控制器操作以使得发电器的发电操作停止。因此，燃料电池系统的用户等由于二氧化碳或其副产物而中毒的危险就可以避免，并且可以进一步提高安全性。

附图说明

图1是示出根据本发明一个实施方案的燃料电池系统的整体结构的框图；

图2是示出图1中所示的发电器和分隔壁的图示结构的实例的立体图；