ウエアラブルな小型電子機器に搭載

　当社は、ウエアラブルな（身に着ける）小型オーディオプレーヤやワイヤレスヘッドセットなどの小型電子機器向けに、ダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）を用いた世界最小の電源システムを開発しました。
　今回開発したシステムは、横２２ｍｍ縦５６ｍｍの親指サイズで１００ｍＷの出力を実現しています。内蔵タンクには２ｍＬまで燃料が入り、小型オーディオプレーヤであれば、最大約２０時間の駆動が可能です。

　当社は今回、燃料ポンプや送気ファンを全く使用せず、小型化に適したパッシブ型の燃料電池セルを採用しています。また、電極内の触媒を直径数ナノレベルの微粒子にして高密度に配置する技術を導入するなど、全般的な構造の最適化によりセルの小型化を図るとともに、メタノールを希釈せずに使用して発電できるシステムを実現しています。
　これにより、燃料タンクの体積は、メタノールを１０％以下に希釈する一般的なシステムに比べ１／１０以下に小型化でき、ペンダント型の小型オーディオプレーヤなどウエアラブルな小型電子機器に搭載できるサイズを実現しています。
　さらに、電極部分の材料・構造の改善により、当社従来技術に対し約５倍の高出力を実現しています。
　今回の小型のシステムを開発したことにより、電子機器内の電池格納スペースを従来よりも小さくし、機器の小型化に加えて、機器デザインの自由度を高めることができます。
　出力の変更はセルサイズの変更により対応できるため、幅広い小型電子機器への適用が可能です。今後、高出力化への改善を進め、携帯用電子機器全般への搭載を目指します。

　当社では、これまでノートパソコンや携帯電話向けに、アクティブ型燃料電池も開発してきていますが、今回のパッシブ型燃料電池と合わせ、幅広い用途に対応できる燃料電池技術を開発していきます。
　今回のシステムについては、今後用途に応じた仕様の最適化や信頼性の向上などの改善を実施し、２００５年中に実用化を目指しています。

開発品の主な仕様

開発した技術の概要

　小型の燃料電池の実現に適したパッシブ型のシステムにおいては、燃料を希釈循環する機構がないため、長時間駆動には高濃度のメタノールを用いて発電する必要があります。
　しかし、メタノール濃度を高めると、分解前のメタノールが電解質膜を通過して、発電することなく酸素と直接反応する「クロスオーバー現象」が発生しやすいため、一般に数％から数１０％に希釈したメタノールを用いるシステムが採用されています。その結果、燃料タンクの容積が大きくなり、電源システム全体が大型化してしまう課題がありました。
　今回開発したシステムでは、ナノメートル級の触媒微粒子を高密度に配置する電極の新構造を採用し、メタノールの分解性能や水素と酸素の反応性を高めるなどの改善を行いました。電極の改善のほか、電解質膜など他の領域についても細かに最適化した結果、クロスオーバー現象などによる性能低下がほとんどないシステムを実現しています。
　こうした全体的な改善により、メタノールを希釈せずに使用したパッシブ型システムが可能となり、メタノールを１０％以下に希釈する一般的なシステムに比べ、燃料タンクの体積を１／１０以下に小型化することができます。
　また、電極の設計改善などにより、電力の出力効率を当社従来比で約５倍に向上させています。

【参考】