供电装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种供电装置和电子设备，在供电装置中，将酶作为催化剂固定在负电极和/或正电极上，该供电装置包括起电部，其中，负电极和正电极中的至少两个串联连接；以及燃料供应部，其与负电极连通，并向负电极同时提供燃料，且在该供电装置中，燃料供应部包括燃料供应调节部，其调节对负电极的燃料供应。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种供电装置。更具体地，本公开涉及一种能够通过串联连接至少两个电极来实现输出的增加并能很容易地向电极提供燃料的供电装置，以及使用该供电装置的电子设备。
技术介绍
电池可粗略地分为化学电池和物理电池，且作为化学电池，例如，可提及原电池，诸如锰干电池、碱性干电池、镍基原电池、锂电池、碱性纽扣电池、氧化银电池和空气(锌)电池；二次电池，诸如镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、铅蓄电池和碱性蓄电池；以及燃料电池,诸如生物燃料电池。此外,作为物理电池,例如,可提及太阳能电池。 下文中，将描述与本公开相关的化学电池。原电池是一种电池，其包括反应物质，并通过反应物质的化学反应产生电流，且可被使用直到所有反应物质耗尽，而且可以实例的方式提及干电池。二次电池是一种电池，其可以这样一种方式来重复使用尽管在产生电流时其中包括的反应物质的量减少，但通过对电池充电，会发生逆反应，并允许反应产物变回反应物质，而且例如，可提及汽车电池和锂离子电池。在上述电池中，由于氧化还原酶作为催化剂被固定在负电极和正电极中的至少一个上的燃料电池(下文中，称其为“生物燃料电池”)可从燃料(诸如葡萄糖和乙醇，其很难通过一般工业催化剂发生反应)中有效提取电子，所以已对作为具有大容量和高安全性的下一代燃料电池的这种电池给予了很多关注。作为生物燃料电池的一个实例，将描述使用葡萄糖作为燃料的生物燃料电池的反应方式。在使用葡萄糖作为燃料的生物燃料电池中，葡萄糖的氧化反应在负电极上进行，且空气中氧气(O2)的还原反应在正电极上进行。此外，在负电极一侧，电子从葡萄糖顺序通过葡萄糖脱氢酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)、心肌黄酶和媒介物转移至电极(碳)。另一方面，如上所述的生物燃料电池具有相比其它燃料电池输出低的问题。因此，为获得具有高输出的生物燃料电池，已进行了研究(例如，参见日本待审查专利申请公开第2006-234788 号、第 2006-93090 号和第 2007-188810 号)。例如，在日本待审查专利申请公开第2006-234788号公开的生物燃料电池中，为增大电流密度，电极由具有多孔结构的导电组件(诸如金属、导电聚合物、金属氧化物或炭材料)形成，并将酶、电子转移媒介物(electron transfer mediator)等固定在其孔中，以增大单位有效面积的酶携带密度(enzyme carrying density)。在日本待审查专利申请公开第2006-93090号公开的生物燃料电池中，为充分获得良好的电极特性，阴极电极由多孔材料(诸如炭)以及固定其上的酶和电子转移媒介物形成，并且该阴极电极的至少一部分被配置为与空气或氧气接触，该部分充当气相中的反应基质。在日本待审查专利申请公开第2007-188810号公开的生物燃料电池中，为增大电流密度和电压，在一个电池中配置了多个电池部分。在日本待审查专利申请公开第2007-188810号公开的生物燃料电池中，在允许空气通过的间隔物之间，顺序配置正电极集电器、正电极、质子导体、负电极、负电极集电器、允许燃料通过的间隔物、负电极集电器、负电极、质子导体、正电极和正电极集电器。即，由正电极、质子导体和负电极形成的电池部分以及由负电极、质子导体和正电极形成的电池部分被配置为将间隔物夹在中间。此外，将酶固定在负电极上，并配置燃料保持容器来封住负电极、负电极集电器和间隔物。在日本待审查专利申请公开第2007-188810号公开的生物燃料电池中，例如，当将葡萄糖溶液作为燃料填入燃料保持容器时，由于葡萄糖被负电极上的酶分解，所以能提取电子，且此外，产生了 H+离子。另一方面，在正电极上，通过质子导体输送的H+离子、在负电极上提取的并通过外电路输送的电子、以及空气中的氧气相互反应，从而生成水。此夕卜，当将负载连接在负电极集电器与正电极集电器之间时，电流在其间流动，并可获得比过去更高的输出。 如上所述，为增大生物燃料电池的输出，已进行了各种研究；然而，目前，其输出仍旧太低而无法用于实际的电子设备等。因此，必须通过串联连接多个生物燃料电池来增大输出。然而，当串联连接生物燃料电池来增大输出时，由于必须向多个生物燃料电池提供燃料，所以燃料供应系统变得很复杂，并因此不利地增加了发电所需的时间。因此，本公开的专利技术人开发了一种关于能够通过串联连接至少两个电极来实现输出的增大并能向多个电极同时提供燃料的供电装置的技术(参见日本待审查专利申请公开第2009-140646号)。根据日本待审查专利申请公开第2009-140646号所公开的技术，在向负电极同时提供燃料之后，例如，将空气层用作离子隔离部，以在负电极之间进行离子隔离。
技术实现思路
为增大输出，当如上所述串联连接燃料电池并向负电极同时提供燃料时，负电极必须彼此离子隔离来发电。在本专利技术人之前开发的供电装置中，尽管作为一个实例提出了使用空气层作为离子隔离部的方法，但在进行燃料供应之后，例如，必须实施将发电部分翻转过来的步骤以形成空气层。即，在燃料供应之后，不实施任何操作而进行发电是很困难的。此外，根据所使用的电子设备的类型，可能在某些情况下很难形成空气层。因此，期望提供一种供电装置，其能够通过串联连接至少两个电极来实现输出的增加，能够向多个电极同时提供燃料，以及在燃料供应之后不实施任何操作即能进行发电。根据本公开的一种实施方式，提供了一种供电装置，其中，将酶作为催化剂固定在负电极和/或正电极上，该供电装置包括起电部，其中，负电极和正电极中的至少两个串联连接；以及燃料供应部，其与负电极连通，并向负电极同时提供燃料，且在该供电装置中，燃料供应部包括燃料供应调节部，其调节对负电极的燃料供应。在根据本公开实施方式的供电装置中，由于配置了燃料供应调节部，所以在向电极同时提供燃料之后，在燃料供应后的状态下，不实施任何特殊操作即可进行发电。若根据本公开实施方式的供电装置的燃料供应调节部可调节对负电极的燃料供应，则不具体限定燃料供应调节部的结构。例如，当燃料扩散部由与相应负电极接触的第一燃料扩散部和与相应第一燃料扩散部接触且具有比第一燃料扩散部的燃料扩散速率低的燃料扩散速率的第二燃料扩散部构成时，可调节对负电极的燃料供应。若根据本公开实施方式的供电装置的第一燃料扩散部能够将燃料扩散并供应至相应负电极，则不具体限定第一燃料扩散部的结构。例如，第一燃料扩散部可使用诸如纸、布料、流路(flow path)、聚合物或亲水涂层材料的材料形成。此外，当根据本公开实施方式的供电装置的第二燃料扩散部由具有比第一燃料扩散部的燃料扩散速率低的燃料扩散速率的材料形成时，不具体限定第二燃料扩散部的材料。例如，第二燃料扩散部可使用诸如纸、布料、流路、聚合物、亲水涂层材料或疏水涂层材料的材料形成。当使根据本公开实施方式的供电装置的第一燃料扩散部和/或第二燃料扩散部的形态彼此不同时，也使得从燃料注入部至负电极的燃料扩散时间彼此不同，且因此发电时序(timing)可在起电部之间变换。作为用于变换起电部之间的发电时序的方法，例如，可提及一种使第一燃料扩散 部和/或第二燃料扩散部的形状彼此不同因而从燃料注入部至负电极的距离彼此不同的方法，以及一种使第一燃料扩散部和/或第二燃料扩散部的斥水性彼此不同的方法。此外，负电极和正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供电装置，其中，酶被作为催化剂固定在负电极和/或正电极上，该装置包括：起电部，其中，所述负电极和所述正电极中的至少两个串联连接；以及燃料供应部，其与所述负电极连通，并向所述负电极同时提供燃料，其中，所述燃料供应部包括燃料供应调节部，其调节对所述负电极的燃料供应。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：三田洋树，中川贵晶，寒川恒俊，杉山太喜，酒井秀树，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：