燃料電池體系,運行燃料電池的方法以及氣體處理儀器的制作方法

專利名稱：：燃料電池體系,運行燃料電池的方法以及氣體處理儀器的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種燃料電池體系，運行燃料電池的方法和一種氣體處理儀器。
背景技術：
：燃料電池由一對燃料電極和氧化劑電極以及它們之間的電解質組成，當將燃料供應給燃料電極并將氧化劑供應給氧化劑電極時，在發生的化學反應中發電。通常使用氫作為燃料，但是近年來熱切地研究直接型燃料電池，這種燃料電池直接使用甲醇這種更便宜且更容易處理的燃料作為燃料。當使用氫作為燃料時，在燃料電極上的反應表示為下式(1)(1)當使用甲醇作為燃料時，在燃料電極上的反應表示為下式(2)(2)在任一種情況中，在氧化劑電極上的反應均表示為下式(3)(3)特別地，直接型燃料電池，其可以從甲醇水溶液產生氫離子，不需要重整裝置等，因此有利于燃料電池的小型化和商業化。另外，燃料電池的特征在于能量密度非常高，因為使用液態甲醇水溶液用作燃料。在這樣的直接型燃料電池中，如式(2)所示，在燃料電極上的電化學反應中產生二氧化碳。因此，常規的燃料電池設計為從燃料電極中除去二氧化碳。專利文件1公開了一種具有反應產物出口和連接到反應產物出口上的容器的燃料電池，所述的反應產物出口用于排出燃料電池的電化學反應中產生的反應產物，而所述的容器包含反應產物儲存室，用于儲存反應產物。該專利文件還公開了當將用于吸附未反應的燃料和電化學反應的副產物(即諸如甲醛和甲酸的危險物質)的吸附劑，如活性碳或沸石，以及用于分解容器中的這些危險物質的諸如銀的貴金屬催化劑、無機催化劑或微生物催化劑，單獨使用或者根據需要組合使用時的情況。如此，即使當將這些危險物質回收于容器中時，也可以解決容器處置或者再循環中的問題。備選地，專利文件2公開了一種含有封裝在副產物回收袋中的吸附劑材料的電源系統，該吸附劑材料吸收和吸附回收袋中封裝的副產物使其不動，然后將其固定。這種體系還有一個用于報告回收袋交換時間的檢測回收袋中剩余封裝容量的單元和一個顯示剩余封裝容量的單元。日本公開專利公布NO.2003-132931[專利文件2]日本公開專利公布NO.2003-36879
發明內容但是，在常規燃料電池中，將從燃料電池排出的未反應的燃料和副產物收集在容器中，并且將收集后的容器從燃料電池分離進行處理，因此，這樣的體系具有以下問題回收后的容器需要冗長的處理用以廢物處置或者再循環。這樣的燃料電池體系還需要顯示剩余封裝容量的單元，作為收集于容器中的未反應燃料和副產物的量以及用新容器代替該容器的時間的指示器，導致諸如運行復雜和燃料電池結構復雜之類的問題，因此難以使燃料電池小型化。在此情況下進行的本發明的一個目的是提供一種將從燃料電池體系中燃料電池排出的未反應燃料和副產物解毒和除去的技術，所述的燃料電池體系具有更簡單的構造，從而改善了燃料電池體系的可維護性和可靠性。根據本發明，提供一種燃料電池體系，該體系包含燃料電池，該燃料電池包括固體聚合物電解質膜和放置在固體聚合物電解質膜上的燃料電極及氧化劑電極，與燃料電極接觸放置的用于儲存燃料的容器，用于將容器中含有的氣體排放到空氣中的出口通道，以及放置在出口通道中用于氧化氣體的催化劑。容器中所含的氣體包括未反應的燃料氣體和燃料電池的電化學反應中產生的副產物。副產物包括，例如甲酸、甲酸甲酯、甲醛等。根據本發明，即使在從燃料電池排出的氣體含有對環境和人體有害的危險組分時，也可以通過催化氧化將從燃料電池排出的氣體解毒并且將解毒后的氣體排放到空氣中。因此，可以在對環境和人體沒有不利影響的情況下安全地使用燃料電池體系。還可以預防危險組分造成的燃料電池的劣化和故障，并且改善燃料電池體系的可維護性和可靠性。根據本發明的燃料電池體系可以以一個簡單的構造組成，例如，在現有燃料電池體系的氣體排出通道中簡單地放置催化劑。催化劑的實例可以包括含有選自Pt、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、In、Sn、Sb、W、Au、Pb和Bi中的至少一種元素的金屬、合金或者它們的氧化物。根據本發明的燃料電池體系還可以包括用催化劑加速氣體氧化的氧化加速單元。氧化加速單元可以具有向氣體供應氧氣的氧氣供應單元。氧化加速單元還可以具有加熱氣體或催化劑的加熱單元。在這樣的構造中，可以更加有效和可靠地氧化從容器引入到排氣通道中的氣體。另外，即使組分沒有被催化劑完全氧化并且液化的組分在燃料電池體系運行后長期沉積在催化劑上，也可以有效和更加可靠地完全氧化和除去組分并且保持其初始性能。因此，可以額外地改善燃料電池體系的可維護性和可靠性。此外，根據本發明的燃料電池體系可以具有加速排出存在于出口通道中的氣體的單元。如此，可以將存在于出口通道中的氣體氧化并且有效排放到空氣中。根據本發明的燃料電池體系可以具有多個燃料電池，并且可以安裝和多個燃料電池中每個的燃料電極接觸的容器。如此，即使在燃料電池體系含有多個燃料電池時，也可以具有只在一個出口通道中含有催化劑的構造，從而簡化燃料電池體系的構造。根據本發明的燃料電池體系還可以具有用于回收供應給燃料電極的燃料的回收通道，并且可以配置出口通道以將燃料中所含的氣體經過回收通道排放到空氣中。如此，可以除去回收燃料中含有的氣體并且保持再循環的燃料的高質量。根據本發明的燃料電池體系在容器和出口通道之間還可以有氣-液分離膜，并且配置催化劑以氧化通過氣-液分離膜引入到出口通道中的氣體。如此，在燃料是液體時可以防止液體燃料流入出口通道并提高燃料的相對回收率，并且可以只將氣體排放到出口通道中，用催化劑氧化氣體并將氧化的氣體排放到空氣中。在根據本發明的燃料電池體系中，燃料電池可以是其中將液體燃料供應到燃料電極的直接型燃料電池。燃料的實例可以包括有機液體燃料，如甲醇、乙醇、二甲醚、其它醇類，或者液態烴，如環烷烴等。根據本發明，提供一種可拆卸地連接到燃料電池體系上的氣體處理儀器，所述的燃料電池體系包括含有固體聚合物電解質膜和放置在固體聚合物電解質膜上的一對燃料電極和氧化劑電極的單元電池，以及與燃料電極接觸放置的用于儲存燃料的容器，所述的氣體處理儀器包括具有用于引入容器中所含氣體的入口和將氣體排放到空氣中的排氣孔的套管，以及放置在套管中將接收在套管中的氣體氧化的催化劑。催化劑以這樣的一種方式放置，可以氧化通過套管入口引入的氣體并且將氧化后的氣體通過排氣孔排出。在上述構造中，即使在從燃料電池排出的氣體含有對環境和人體有害的危險組分時，也可以通過催化氧化將從燃料電池排出的氣體解毒并且將解毒后的氣體排放到空氣中。因此，可以在對環境和人體沒有不利影響的情況下安全地使用燃料電池體系。可以將氣體處理儀器的套管入口可拆卸地接在位于燃料電池中的排出口上以除去電極反應中產生的二氧化碳。在這樣的構造中，可以簡單地通過將氣體處理儀器的套管入口連接到現有燃料電池的容器的排出口上，氧化和解毒從燃料電池排出的氣體并且將解毒后的氣體排放到空氣中。根據本發明的氣體處理儀器還可以具有用催化劑加速氣體氧化的氧化加速單元。氧化加速單元可以具有向氣體供應氧氣的氧氣供應單元。氧化加速單元還可以具有加熱氣體或催化劑的加熱單元。在這樣的構造中，可以更加有效和可靠地氧化從容器引入到排氣通道中的氣體。另外，即使組分沒有被催化劑完全氧化并且液化的組分在燃料電池體系運行后長期沉積在催化劑上，也可以有效和更加可靠地完全氧化和除去組分并且保持其初始性能。另外，可以將根據本發明的氣體處理儀器可拆卸地放置在用于回收供應給燃料電極的燃料的燃料電池的回收通道中。根據本發明，提供一種運行燃料電池的方法，包括用催化劑氧化從燃料電池排出的氣體，然后將氧化后的氣體排放到空氣中，其中所述的燃料電池包括固體聚合物電解質膜和放置在固體聚合物電解質膜上的一對燃料電極和氧化劑電極。如此，即使在從燃料電池排出的氣體含有危險組分時，也可以將氣體氧化、解毒并且將解毒后的氣體排放到空氣中，防止對環境和人體產生不利影響。在根據本發明的運行燃料電池的方法中，燃料電池可以是通過向燃料電極供應液體燃料而驅動的直接型燃料電池，燃料電池還可以具有與燃料電極接觸放置的用于儲存液體燃料的容器，并且可以從燃料容器排出氣體。從燃料容器排出的氣體包括具有升高的液體溫度的液體燃料，如未反應的甲醇，以及在燃料電池的電化學反應中產生的副產物。根據本發明的運行燃料電池的方法還可以具有用催化劑加速氧化的步驟。加速氧化步驟可以包括向氣體供應氧氣。加速氧化步驟可以包括加熱氣體或催化劑。本發明能夠氧化和解毒從燃料電池排出的氣體并且將解毒后的氣體排放到空氣中，從而可以減小對環境和人體的不利影響。本發明的上述目的、其它目的、特征和優點將參考下面描述的優選實施方案和與之相關的附圖而變得更加明顯。圖1是舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意性截面圖。圖2是舉例說明圖1中所示燃料電池體系的氣體處理單元的示意圖。圖3是舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意性截面圖。圖4是舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意性截面圖。圖5是舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意性截面圖。圖6是舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意圖。圖7是舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意圖。(第一實施方案)圖1是舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意性截面圖。燃料電池體系800包括燃料電池的多個單元電池101和處理從這些單元電池101排出的氣體的氣體處理單元804。每個單元電池101包括燃料電極102和氧化劑電極108以及位于它們之間的固體電解質膜114，并且將燃料124供應給燃料電極102和將氧化劑供應給氧化劑電極108，從而在電化學反應中發電。單元電池101是其中將液體燃料供應給燃料電極102的直接型燃料電池。燃料124的實例可以包括有機液體燃料，如甲醇、乙醇、二甲醚、其它醇類，或者液態烴，如環烷烴等。有機液體燃料可以是水溶液。通常，使用空氣作為氧化劑，但是可以改為供應氧氣。燃料電池體系800包括含有供應給燃料電極102的燃料124的燃料容器811。氣體處理單元804包括收集將要處理的氣體802的容器801，氣體802包括反應產物，如在單元電池101中電化學反應中產生的二氧化碳，未反應的燃料氣體和副產物，還包括位于容器801中的催化劑層805，催化劑層805氧化收集在容器801中的氣體中要被氧化的氣體。在這種構造中，催化劑層805中含有的催化劑的實例包括含有選自Pt、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、In、Sn、Sb、W、Au、Pb和Bi中的至少一種元素的金屬、合金或者它們的氧化物。這些催化劑有效地氧化未反應的燃料氣體和副產物。在該實施方案中，催化劑層805可以具有這樣的形式，其中將催化劑涂布在諸如碳紙的基礎構件上。在這種情況下，催化劑可以按照被涂布在至少部分碳紙的原樣存在。可以用通常使用的浸漬法將催化劑承載在碳粒子上。承載催化劑的碳粒子的實例包括乙炔黑(DenkaBlack(注冊商標)，由DenkiKagakuKogyoKabushikiKaisha制造，XC72，由VulcanInc.制造，等)，Ketjen黑，碳納米管，碳納米角等。碳粒子的粒子直徑為，例如0.01至0.1μm，優選0.02至0.06μm。催化劑層805可以是通過將溶劑中的承載催化劑的碳粒子分散成膏狀，將該膏涂布并干燥于基礎構件上而制備的。催化劑層805的厚度沒有特別限制，但是可以為，例如1nm或更高并且500nm或更小。除了碳紙，還可以使用模制碳、燒結碳、燒結金屬、泡沫金屬等制成的多孔基礎構件作為基礎構件。備選地，催化劑層805可以具有其中將催化劑承載在多孔金屬板上的形式。使用的多孔金屬板可以是金屬纖維板，并且在這種情況下，可以通過金屬纖維的壓縮模塑或者根據需要和壓縮燒結一起，獲得金屬纖維板。還可以在構成多孔金屬板的金屬表面上形成精細糙化的結構，例如，采用諸如電化學或化學蝕刻的蝕刻方法。可以將催化劑金屬沉積在含有金屬纖維的在表面上具有糙化結構的多孔金屬板上，所用方法例如鍍金屬法，如電鍍或無電鍍，或者氣相沉積方法，如真空沉積或化學氣相沉積(CVD)。燃料電池體系800還包括位于燃料容器811和容器801之間的氣-液分離膜815。氣-液分離膜815是疏水膜，例如由聚醚砜、丙烯酸共聚物等組成。氣-液分離膜815的實例包括由JapanGoatexK.K.制造的Goatex(注冊商標)，由NihonPallLtd.制造的Versapore(注冊商標)，由NihonPallLtd.制造的Supor(注冊商標)等。在氣體處理單元804中，容器801被催化劑層805分成上室801a和下室801b。下室801b具有用于引入從燃料容器811排出的未處理氣體802的入口809。容器801的入口809通過氣-液分離膜815與開口813相連，開口813形成在儲存供應到單元電池101的燃料124的燃料容器811一端的上部區域。用于排放處理后的氣體806的排氣孔807形成在上室801a的上端。另外，供應氧816的氧氣入口817形成在容器801的下室801b中，并且氧816是從附圖中未顯示的供氧單元供應的。盡管在該實施方案中供應氧816，但本發明不限于供應氧的構造。因此，可以將含有氧氣的空氣或其它氣體通過氧氣入口817供應。通過氧氣入口817供應某種氣體的構造可以在容器801中產生氣流，從而加速通過催化劑層805對排放到容器801中的未處理氣體進行的處理以及處理后的氣體通過排氣孔807的排出。上面描述了通過供氧單元供應氧氣的構造，但是本發明中還可以采用其它構造，例如不使用供氧單元，只結合外部空氣的構造。密封部件分別位于燃料容器811的開口813和氣-液分離膜815之間、氣-液分離膜815和容器801的入口809之間、容器801的下室801b和承載催化劑層805的碳紙之間以及碳紙和容器801的上室801a之間。圖2包括上述燃料電池體系800中氣體處理單元804的分解圖和裝配圖。圖2(a)是燃料電池體系800中氣體處理單元804的分解圖，圖2(b)是圖2(a)中所示氣體處理單元804的裝配圖。氣體處理單元804可以以可拆卸的方式連接到燃料容器811上。在本實施方案的燃料電池體系800中，如圖2(a)的分解圖所示，氣體處理單元804中的容器801包括氣-液分離膜815、具有氧氣入口817的第一容器873、承載催化劑層805的碳紙、從兩側夾持承載催化劑層805的碳紙的兩個框架875、具有排氣孔807的第二容器877，以及頂板879。密封部件881分別位于它們之間，用以防止燃料124的泄漏。圖2(b)是舉例說明以這種構造組裝的燃料電池體系800的氣體處理單元804的附圖，并且截面圖與圖1所示的類似。即，用頂板879、第二容器877和承載催化劑層805的碳紙形成容器(圖1)的上室801a，同時用承載催化劑層805的碳紙、第一容器873和氣-液分離膜815形成容器(圖1)的下室801b。以下，將參考圖1和2描述具有這種構造的燃料電池體系800的運行。在單元電池101引起的電化學反應中，在燃料電極102上產生二氧化碳。未反應燃料124中所含的部分醇，例如甲醇，蒸發成氣體。然后還生成諸如甲酸(HCOOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)和甲醛(HCOH)的副產物。包含二氧化碳、醇、甲酸、甲酸甲酯和甲醛的氣體作為未反應氣體802通過氣-液分離膜815被排放到容器801中。收集在容器801中的未反應氣體802被催化劑層805氧化，其反應式由下式(4)至(7)表示。(4)(5)(6)(7)如此，未反應氣體802中所含的未反應的燃料氣體和副產物被氧化成二氧化碳和水。氧化后的處理氣體806然后通過通氣孔807排放到外部。此時通過氧氣入口817供應氧氣816加速了催化劑層805對未反應氣體802的氧化。如上所述，具有將來自燃料電池的氣體在其被氧化后排出的構造的該實施方案的燃料電池體系800，可以在一個簡單構造中進行氣體的解毒，從而減少對環境和人體的不利影響并且改善燃料電池體系的可維護性和可靠性。(第二實施方案)圖3是舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意性截面圖。該實施方案的燃料電池體系820在以下方面不同于上述實施方案中的燃料電池體系800對于燃料電池的每個單元電池101均形成氣體處理單元824。在該體系中，氣體處理單元824形成于單元電池101的上部區域。單元電池101位于接近燃料容器811的開口813處，并且氣-液分離膜815位于形成于單元電池101固體電解質膜114中的孔823上。在這種構造中，不必單獨地從單元電池101的區域中開辟用于氣體處理單元824的區域，從而使燃料電池體系緊湊并且減小了整體體積。(第三實施方案)圖4是舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意性截面圖。該實施方案的燃料電池體系830在催化劑形狀方面不同于第一和第二實施方案。燃料電池體系830含有鋼絲絨狀的催化劑835。催化劑835填充在位于出口通道831上部的排氣口807中。在該實施方案中，鋼絲絨狀催化劑835可以是由金屬、合金或其氧化物制成的，所述的金屬、合金或其氧化物與第一實施方案中所述的催化劑層805中所包含的類似。盡管圖中沒有顯示，出口通道831可以具有類似于第一和第二實施方案中參考圖1和3所述的，具有用于供應氧氣816的氧氣入口817的構造；并且氧氣816可以從圖中未顯示的供氧單元供應。因此，如果體系具有其中從燃料容器811排出的未處理氣體802可以被氧化的構造，則對催化劑835的形狀沒有特別限制。例如，可以照原樣使用由上述的金屬、合金或其他氧化物制成的線或者將其轉變成網狀。該實施方案的體系還具有類似于第一和第二實施方案的有利效果。(第四實施方案)圖5是舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意性截面圖。該實施方案的燃料電池體系840和第一至第三實施方案中的體系的不同之處在于，其包含加熱單元841。盡管所示的燃料電池體系840的構造中含有與第三實施方案所述的類似的鋼絲絨狀催化劑835，其還可以具有含有第一和第二實施方案中所述的催化劑層805的構造；并且對催化劑的形狀沒有特別限制。加熱單元841是，例如加熱器，并且優選適當放置以加熱出口通道831中催化劑835的附近。如此，可用有效和可靠地將沉積在催化劑835上的未反應氣體802氧化。備選地，加熱單元841可以是單獨安裝在出口通道831周邊外的加熱器，并且因此，該體系可以具有這樣的構造，其中將出口通道831中的未處理氣體802引入到加熱單元841并且在加熱后返回到出口通道831。還備選，該體系可以具有其中將來自氧氣入口817的氧氣在加熱后再供應的構造。如此，可以加速未處理氣體802被催化劑835的氧化。來自燃料容器811的未處理氣體802在加熱單元841中的處理方式可以是連續的或者有間隔地周期進行，例如在燃料電池體系840運行特定的周期后進行。燃料電池體系840的長期運行可能由于未氧化且液化的組分在催化劑835上的沉積而導致其氧化效率的劣化。在這種情況下，可用通過除去沉積在催化劑835上的未處理氣體802而有效恢復催化劑835的氧化能力。在燃料電池體系840中，從燃料容器811排出的未處理氣體802幾乎不包含除上述醇、甲酸、甲酸甲酯、甲醛等以外的組分。因此，催化劑835不會被雜質污染；并且可以通過加熱處理周期性地除去沉積在催化劑835上的未處理氣體802而提高催化劑835的耐久性。在具有這種構造的燃料電池體系840中，可以用催化劑835加速氧化，更加有效和可靠地完全氧化和除去未反應的氣體802，并且通過在加熱單元841中加熱從燃料容器811排出的未處理氣體802而保持催化劑835的性能。如此，可以提高燃料電池體系840的可維護性和可靠性。在上述實施方案中，氧氣供應單元和加熱單元被描述成加速排出的氣體雜質的催化氧化的氧化加速單元，但是氧化加速單元不限于此，并且例如，還可用應用壓力單元、振動單元、攪拌單元等作為另外的氧化加速單元。在另一實施方案中，催化劑可以是光催化劑，而在這種情況下，氧化加速單元可以是光的輻照。光催化劑的實例包括半導體，如二氧化鈦，以及有機金屬配合物，并且可以使用例如鉑承載的二氧化鈦微粒。(第五實施方案)圖6包括舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意性局部橫截面水平視圖和垂直截面圖。圖6(a)是舉例說明該實施方案中燃料電池體系構造的示意性局部橫截面的平面圖，圖6(b)是其沿著圖6(a)中A-A線的截面圖。燃料電池體系850包括多個燃料電池的單元電池101，含有多個單元電池101的燃料容器811，以及將燃料124供應到燃料容器811并且回收通過燃料容器811循環的燃料124的燃料槽851。燃料容器811和燃料槽851通過燃料通道854和855相互連接。氣體處理單元804位于燃料通道855上。在該實施方案中，燃料124是通過燃料通道854供應到燃料容器811中的。燃料124沿著安裝在燃料容器811中的多個分割板853流動，并且順序供應到多個單元電池101。然后，循環通過多個單元電池101的燃料124通過燃料通道855被回收到燃料槽851中。燃料槽851可以是可從包括燃料容器811的燃料電池體系850的主體上拆卸下來的筒。在該實施方案的燃料電池體系850中，容器801的入口858通過氣-液分離膜815連接到燃料通道855的開口856上，并且未處理的氣體802從燃料通道855經過氣-液分離膜815供應到容器801中。容器801可以從燃料通道855上拆卸。收集在容器801中的未處理氣體802以與第一實施方案類似的方式被催化劑層805所氧化和解毒，然后通過容器801的排氣口807排放到空氣中。本實施方案描述了在燃料通道855上僅安裝一個氣體處理單元804的構造，但是如同第二實施方案描述的那樣，也可以具有其中多個氣體處理單元804分別放置在多個單元電池101頂上的構造。(第六實施方案)圖7包括舉例說明本發明一個實施方案中燃料電池體系結構的示意性平面圖和局部截面圖。圖7(a)是舉例說明該實施方案中燃料電池體系構造的示意性平面圖，圖7(b)是其沿著圖7(a)中C-C線的局部截面圖。該實施方案的燃料電池體系860與第五實施方案的不同之處在于，將氣體處理單元804放置在燃料槽851上部區域的末端位置處。在燃料電池體系860中，容器801的入口809通過氣-液分離膜815連接到形成于燃料容器811上部區域的末端位置處的開口863上。燃料容器811中的未處理的氣體802流動穿過氣-液分離膜815進入到容器801中。容器801可以從燃料容器811上拆卸。在具有這種構造的該實施方案的燃料電池體系860中，收集在容器801中的未處理氣體802以與第一實施方案類似的方式被催化劑層805所氧化和解毒，并且通過容器801的排氣口807排放到空氣中。(實施例)制備具有圖1所示構造的燃料電池體系800，通過氣相色譜法測定從排氣孔807排出的氣體中的甲醇濃度。在這種構造中，在以下兩種情況下測定甲醇的濃度當容器801內部的溫度為25℃(室溫)和40℃(高溫)時，以及當通過氧氣入口817供應和不供應氧氣時。還測定當容器801(容器801內的溫度25℃)中沒有形成催化劑層805時的甲醇濃度，作為參考例。結果總結于表1中。表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="825">沒有催化劑(μg/mL)使用催化劑室溫(25℃)高溫(40℃)不供應氧(μg/mL)供應氧(μg/mL)不供應氧(μg/mL)供應氧(μg/mL)13.159.5310.6111.028.859.158.39.084.244.953.894.576.467.247.216.883.032.622.082.17</table></tables>如表1所示，與沒有形成催化劑層805的情況相比，在容器801中存在催化劑層805導致從排氣孔807排出的氣體中的甲醇濃度的降低。看來甲醇被催化劑層805中的催化劑所氧化和除去。如表1所示，還可以通過將容器801內部的溫度從25℃升高到40℃進一步降低甲醇的濃度。還可以通過在容器801內部溫度為25℃和40℃時，向容器801中供應氧氣來降低從排氣孔807排出的氣體中的甲醇濃度。權利要求1.一種燃料電池體系，其包含燃料電池，所述燃料電池包括固體聚合物電解質膜和位于所述固體聚合物電解質膜上的燃料電極和氧化劑電極；容器，所述容器和所述燃料電極接觸放置，用于儲存燃料；出口通道，所述出口通道用于將所述容器中含有的氣體排放到空氣中；和催化劑，所述催化劑位于所述出口通道中，氧化所述的氣體。2.根據權利要求1所述的燃料電池體系，還包含加速用所述催化劑對所述氣體進行的氧化的氧化加速單元。3.根據權利要求2所述的燃料電池體系，其中所述的氧化加速單元具有向所述氣體供應氧氣的氧氣供應單元。4.根據權利要求2所述的燃料電池體系，其中所述的氧化加速單元具有加熱所述氣體或所述催化劑的加熱單元。5.根據權利要求1所述的燃料電池體系，其包含多個燃料電池，其中所述的容器是以和所述多個燃料電池的每個所述燃料電極接觸的方式形成的。6.根據權利要求1所述的燃料電池體系，還包含用于回收供應給所述燃料電極的燃料的回收通道，其中配置所述出口通道，將通過所述回收通道的燃料中含有的氣體排放到空氣中。7.根據權利要求1所述的燃料電池體系，還包含位于所述容器和所述出口通道之間的氣-液分離膜，其中配置所述的催化劑以氧化通過所述氣-液分離膜排放到所述出口通道中的所述氣體。8.根據權利要求1所述的燃料電池體系，其中所述的燃料電池是直接型燃料電池，其中向所述燃料電極供應液體燃料。9.一種可拆卸地連接到燃料電池上的氣體處理儀器，所述的燃料電池包括含有固體聚合物電解質膜和放置在所述固體聚合物電解質膜上的一對燃料電極和氧化劑電極的單元電池，以及與所述燃料電極接觸放置的用于儲存燃料的容器，所述的氣體處理儀器包括具有用于引入所述容器中所含氣體的入口和將所述氣體排放到空氣中的排氣孔的套管；和放置在所述套管中并且將接收在所述套管中的所述氣體氧化的催化劑；其中所述的催化劑的放置方式使得可以氧化通過所述套管入口引入的所述氣體，然后將氧化后的所述氣體通過所述排氣孔排出。10.根據權利要求9所述的氣體處理儀器，還包含加速用所述催化劑對所述氣體進行的氧化的氧化加速單元。11.根據權利要求10所述的氣體處理儀器，其中所述的氧化加速單元具有向所述氣體供應氧氣的氧氣供應單元。12.根據權利要求10所述的氣體處理儀器，其中所述的氧化加速單元具有加熱所述氣體或所述催化劑的加熱單元。13.一種運行燃料電池的方法，包括用催化劑氧化從燃料電池排出的氣體，其中所述的燃料電池包括固體聚合物電解質膜和放置在所述固體聚合物電解質膜上的一對燃料電極和氧化劑電極；然后，將氧化后的氣體排放到空氣中。14.根據權利要求13所述的運行燃料電池的方法，其中所述的燃料電池是通過向所述燃料電極供應液體燃料而驅動的直接型燃料電池，其中所述燃料電池還包括與所述燃料電極接觸放置并且儲存所述液體燃料的容器，和其中所述氣體從所述燃料容器排出。15.根據權利要求13所述的運行燃料電池的方法，還包括采用所述催化劑的加速氧化步驟。16.根據權利要求15所述的運行燃料電池的方法，其中所述的加速氧化步驟包括向所述氣體供應氧氣。17.根據權利要求15所述的運行燃料電池的方法，其中所述的加速氧化步驟包括加熱所述的氣體或所述的催化劑。全文摘要一種燃料電池體系(800)，包括多個單元電池(101)，具有用于引入氣體的入口(809)和用于排出氣體的排氣孔(807)的容器(801)，所述的氣體如通過這些單元電池(101)在電極反應中生成的二氧化碳，以及位于容器(801)中氧化引入容器(801)中的氣體的催化劑層(805)，其中將被催化劑層(805)氧化過的處理的氣體通過容器(801)的排氣孔(807)排出。文檔編號H01M8/10GK1823442SQ20048002026公開日2006年8月23日申請日期2004年7月9日優先權日2003年7月14日發明者秋山永治,真子隆志,木村英和,吉武務,久保佳實申請人:日本電氣株式會社