[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及使用氧化还原酶(oxidoreductase)的燃料电池。更加具体地，本发明涉及用于向燃料电池的电池部提供燃料的技术。 

背景技术

在负电极和正电极中的至少一者上固定有氧化还原酶作为催化剂的生物燃料电池(下文中也称为酶电池)可以有效地从诸如葡萄糖和乙醇等无法与普通工业催化剂一起使用的燃料中取得电子，因此这样的酶电池作为高容量且更安全的下一代燃料电池引起了人们的关注。 

图5A图示了酶电池的负电极的反应图式。图5B图示了酶电池的正电极的反应图式。如图5A和图5B中所示，在以葡萄糖为燃料的酶电池中，在负电极处进行葡萄糖的氧化反应并且在正电极处进行大气中的氧气(O₂)的还原反应。在负电极处，电子按照葡萄糖、葡萄糖脱氢酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide；NAD⁺)、黄递酶(diaphorase)、电子媒介和电极(碳)的顺序进行转移。 

在这样的生物燃料电池中，通常是通过向该电池供给燃料来开始发电的，并且例如提出了如下方案(例如参照专利文献1)：通过将填充有燃料溶液的燃料盒连接至燃料供给口来生成电力。此外，按照以前的传统曾经提出了一种使用饮料容器(beverage container)作为燃料存储部并且能够把成为燃料的饮料从该容器中直接供给至电池部的电源装置(例如参照专利文献2)。 

引用列表 

专利文献 

专利文献1：日本专利申请特开第2002-270210号公报 

专利文献2：日本专利申请特开第2009-140646号公报 

发明内容

本发明要解决的问题 

然而，上述的传统技术存在着以下问题。也即是说，传统的生物燃料电池具有这样的问题：在燃料供给的时候燃料溶液可能从入口溢出。在此情况下，溢出的燃料溶液可能会粘到诸如手上从而将手弄脏。 

尽管可以通过提前将燃料存储在电池中来解决上述这个问题，但是在此情况下，在反应时起到催化剂作用的酶的耐水性差，因此就存在下列新问题：当酶与燃料溶液接触时该酶的活性逐渐降低，并且在使用时无法获得足够的电力。 

因此，本发明的主要目的是提供一种生物燃料电池，该生物燃料电池不需要燃料溶液的注入操作并且可以抑制氧化还原酶的活性的降低。 

解决问题的方案 

本发明的燃料电池包括：电池部，所述电池部含有表面上存在有氧化还原酶的电极；燃料存储部，所述燃料存储部与所述电池部相邻设置着，并且所述燃料存储部中存储有将要供给至所述电池部的燃料溶液；以及分隔件，所述分隔件将所述电池部与所述燃料存储部彼此分隔，其特征在于，通过去除所述分隔件的至少一部分来将所述燃料溶液供给至所述电池部。 

这里，所述电极的所述表面既包括该电极的外表面又包括该电极中的间隙的内表面，并且在下面的说明中也是如此。 

在本发明中，由于通过所述分隔件将所述燃料存储部与所述电池部彼此分隔，所以即使当所述燃料存储部提前填充有所述燃料溶液的时候仍不会降低存在于所述电极上的酶的活性。此外，由于通过去除所述分隔件的一部分来将所述燃料存储部中的所述燃料溶液供给至所述电池部并且据此就能够发电，所以不需要从外部注入所述燃料溶液的操作。 

所述燃料电池还可以包括与空气电极相邻布置着的另一个分隔件，并且通过去除所述另一个分隔件的至少一部分来将氧气供给至所述空气电极。 

所述分隔件可以是可拉起的，还可以是可插入可拔出的。 

可以通过让电池主体弯曲来使所述分隔件的至少一部分破损，因此所述燃料溶液可以被供给至所述电池部。 

本发明的效果 

根据本发明，由于存储有燃料溶液的燃料存储部被设置于电池中，所以不需要在开始发电时注入燃料溶液的操作，并且由于通过分隔件将燃料存储部与电池部彼此分隔，所以能够通过将燃料溶液填充于燃料存储部中来防止存在于电极上的氧化还原酶的活性降低。 

附图说明

图1的(A)至(C)示意性地图示了本发明第一实施例的生物燃料电池中的燃料供给方法。 

图2图示了在图1的(A)至(C)中所示的生物燃料电池的各个状态下发电时的状况，该图中沿着横坐标和纵坐标分别绘出了时间和发电量。 

图3A至图3C示意性地图示了本发明第一实施例的变形例的生物燃料电池中的氧供给方法。