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JP2006302639A - Fuel supply device for fuel cell - Google Patents

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JP2006302639A
JP2006302639A JP2005122063A JP2005122063A JP2006302639A JP 2006302639 A JP2006302639 A JP 2006302639A JP 2005122063 A JP2005122063 A JP 2005122063A JP 2005122063 A JP2005122063 A JP 2005122063A JP 2006302639 A JP2006302639 A JP 2006302639A
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fuel
fuel cell
supply device
cell
liquid
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Mitsuru Nozue
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel supply device for a fuel cell capable of safely conveying fuel for the fuel cell and simply supplying fuel to the fuel cell. <P>SOLUTION: The fuel supply device 1 for the fuel cell is equipped with a fuel housing part 2 and a flow means 3 continuously installed to the fuel housing part 2. The upper surface and the lower surface of the fuel housing part 2 are covered with liquid permeable sheets 4, 4A, and the inside is filled with a methanol clathrate compound 5. The flow means 3 is constituted by fitting a push button 7 to the top of a sponge 6 containing water so as to be capable of pressing the sponge 6. When the push button 7 is pressed, the sponge 6 is shrunk, water is supplied to the fuel housing part 2 through the water permeable sheet 4 to form a fuel aqueous solution. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池に燃料を供給するための装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for supplying fuel to a fuel cell.

固体高分子電解質型燃料電池は、パーフルオロスルホン酸膜等の固体電解質膜を電解質とし、この膜の両面に燃料極及び酸化剤極を接合して構成され、アノードに水素やメタノール、カソードに酸素を供給して電気化学反応により発電する装置である。各電極で生じる電気化学反応は、アノードでは、メタノールを用いた場合、
CHOH+HO→6H+CO+6e …[1]
であり、また、カソードでは、
3/2O+6H+6e→3HO …[2]
である。この反応を起こすために、両電極は触媒物質が担持された炭素微粒子と固体高分子電解質との混合体より構成されている。
A solid polymer electrolyte fuel cell has a solid electrolyte membrane such as a perfluorosulfonic acid membrane as an electrolyte, and a fuel electrode and an oxidant electrode are joined to both sides of the membrane. Hydrogen or methanol is used for the anode and oxygen is used for the cathode. Is a device that generates electricity through an electrochemical reaction. The electrochemical reaction that occurs at each electrode is as follows:
CH 3 OH + H 2 O → 6H + + CO 2 + 6e [1]
And at the cathode,
3/2 O 2 + 6H + + 6e → 3H 2 O [2]
It is. In order to cause this reaction, both electrodes are composed of a mixture of carbon fine particles carrying a catalyst material and a solid polymer electrolyte.

このような固体高分子電解質型燃料電池において、燃料としてメタノールを用いた場合、アノードに供給されたメタノールは、電極中の細孔を通過して触媒に達し、触媒によりメタノールが分解されて、上記反応式[1]の反応で電子と水素イオンを生成する。水素イオンはアノード中の電解質及び両電極間の固体電解質膜を通ってカソードに達し、カソードに供給された酸素及び外部回路より流れ込む電子と反応して、上記反応式[2]のように水を生じる。一方、メタノールより放出された電子はアノード中の触媒担体を通って外部回路へ導き出され、外部回路よりカソードに流れ込む。この結果、外部回路ではアノードからカソードへ向かって電子が流れ電力が取り出される。   In such a solid polymer electrolyte fuel cell, when methanol is used as the fuel, the methanol supplied to the anode reaches the catalyst through the pores in the electrode, and the methanol is decomposed by the catalyst. Electrons and hydrogen ions are generated by the reaction of reaction formula [1]. The hydrogen ions reach the cathode through the electrolyte in the anode and the solid electrolyte membrane between the electrodes, react with oxygen supplied to the cathode and electrons flowing from the external circuit, and water is formed as in the above reaction formula [2]. Arise. On the other hand, electrons emitted from methanol are led to the external circuit through the catalyst carrier in the anode, and flow into the cathode from the external circuit. As a result, in the external circuit, electrons flow from the anode to the cathode and electric power is taken out.

このメタノールを燃料とするダイレクトメタノール型燃料電池は、携帯用小型燃料電池として適用できる可能性が高く、近年、携帯用コンピューターや携帯電話等の次世代二次電池として開発が活発化してきている。   This direct methanol fuel cell using methanol as a fuel has a high possibility of being applicable as a portable small fuel cell, and in recent years, development has been activated as a next-generation secondary battery such as a portable computer or a mobile phone.

しかしながら、ダイレクトメタノール型燃料電池の燃料は、メタノールを液体のまま利用していたので、危険性が高く、取扱上の問題が多い。このような燃料を安全に貯蔵する方法として、燃料を分子化合物とする方法(特許文献1参照)、ポリマーに吸収させてゲル化させる方法(特許文献2参照)、多価アルコールの脂肪酸エステルと配合させる方法(特許文献3参照)等が報告されている。また、これらの燃料電池用燃料を安定な組成物としたものから、燃料電池用燃料を放出させる方法としては、燃料組成物に水を通水して放出させることが報告されている。
国際公開2004/000857号パンフレット 特開2004−127659号公報 特開平8−231970号公報
However, since the fuel of the direct methanol fuel cell uses methanol as it is in a liquid state, it is highly dangerous and has many handling problems. As a method of safely storing such fuel, a method of using a fuel as a molecular compound (see Patent Document 1), a method of absorbing and gelling a polymer (see Patent Document 2), and a fatty acid ester of a polyhydric alcohol And the like (see Patent Document 3) have been reported. In addition, as a method for releasing fuel cell fuel from those fuel cell fuels having a stable composition, it is reported that water is passed through the fuel composition to release it.
International Publication No. 2004/000857 Pamphlet JP 2004-127659 A Japanese Patent Laid-Open No. 8-231970

しかしながら、従来報告されている燃料放出装置では、燃料電池用燃料組成物が入っている容器内に通水する水が液体として存在しており、その水が漏れたりするおそれがある。   However, in the fuel discharge devices that have been reported in the past, the water that flows through the container containing the fuel composition for the fuel cell exists as a liquid, and the water may leak.

本発明は、燃料電池用燃料を安全に持ち運べ、かつ簡単に燃料電池へ燃料を供給することが可能な燃料電池用燃料供給装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a fuel supply device for a fuel cell that can safely carry the fuel for the fuel cell and can easily supply the fuel to the fuel cell.

本発明の燃料電池用燃料供給装置は、液体燃料成分を固定化した燃料収納部と、この燃料収納部の燃料を流動させる流動手段とを備え、前記流動手段により液体燃料成分を流動させて、液体燃料成分を燃料電池に供給可能としたことを特徴とするものである(請求項1)。これにより、液体燃料成分を固体状にして持ち運びや保管することができ、さらに、燃料電池の稼動時には流動手段により液体燃料成分を流動させて、液体燃料成分を燃料電池に供給することができる。   The fuel supply device for a fuel cell according to the present invention includes a fuel storage portion in which a liquid fuel component is fixed, and a fluidizing means for causing the fuel in the fuel accommodation portion to flow. The liquid fuel component can be supplied to the fuel cell (claim 1). As a result, the liquid fuel component can be carried and stored in a solid state. Further, when the fuel cell is in operation, the liquid fuel component can be flowed by the flow means and supplied to the fuel cell.

この燃料収納部は、水と接触することによって燃料電池用燃料が放出する燃料電池用燃料組成物を収納したものであり、前記流動手段が水分供給装置であり、前記水分供給装置から前記燃料収納部に水を供給することにより、前記燃料電池用燃料の水溶液が作成され、その水溶液状の燃料を燃料電池に供給可能とすればよい(請求項2)。   The fuel storage unit stores a fuel composition for a fuel cell that is released from the fuel for the fuel cell upon contact with water, the flow means is a moisture supply device, and the fuel storage device is supplied from the moisture supply device. By supplying water to the unit, an aqueous solution of the fuel for the fuel cell is created, and the aqueous fuel can be supplied to the fuel cell.

また、燃料収納部は、その容積が増減可能となっていて、該燃料収納部に燃料電池用燃料を収容したマイクロカプセルを充填し、前記流動手段は該燃料収納部の容積を変更する押圧体であり、該押圧体により燃料収納部の容積を減少させると、マイクロカプセルが破損して燃料電池用燃料を放出して燃料電池用燃料を燃料電池に供給可能としてもよい(請求項3)。   The volume of the fuel storage section can be increased or decreased, and the fuel storage section is filled with microcapsules that store fuel cell fuel, and the flow means is a pressing body that changes the volume of the fuel storage section. If the volume of the fuel storage portion is reduced by the pressing body, the microcapsule may be broken to release the fuel cell fuel so that the fuel cell fuel can be supplied to the fuel cell.

さらに、前記燃料収納部は、その容積が増減可能となっていて、該燃料収納部に水と接触することによって燃料電池用燃料が放出する燃料電池用燃料組成物と、水を収容したマイクロカプセルとが充填されており、前記流動手段が該燃料収納部の容積を変更する押圧体であり、該押圧体により、燃料収納部の容積を減少させると、マイクロカプセスが破損して水が漏洩し、前記燃料電池用燃料の水溶液が作成され、その水溶液状の燃料に圧力を燃料電池に供給可能とすることもできる(請求項4)。   Further, the fuel storage part can be increased or decreased in volume, and the fuel composition for the fuel cell, which is released from the fuel cell fuel by contacting the fuel storage part with water, and the microcapsule containing the water And the flow means is a pressing body that changes the volume of the fuel storage section. When the volume of the fuel storage section is reduced by the pressing body, the microcapsule is damaged and water leaks. Then, an aqueous solution of the fuel for the fuel cell is prepared, and pressure can be supplied to the fuel cell in the aqueous fuel (claim 4).

このような燃料電池用燃料供給装置(請求項1〜4)において、前記燃料収納部に液体燃料吸収体を有していてもよい(請求項5)。   In such a fuel cell fuel supply device (claims 1 to 4), the fuel storage section may have a liquid fuel absorber (claim 5).

また、このような燃料電池用燃料供給装置(請求項1〜5)において、前記該燃料電池用燃料としては、アルコール類、エーテル類、炭化水素類、及びアセタール類よりなる群から選ばれる1種又は2種以上を用いることができる(請求項6)。   Moreover, in such a fuel cell fuel supply device (Claims 1 to 5), the fuel cell fuel is one selected from the group consisting of alcohols, ethers, hydrocarbons, and acetals. Or 2 or more types can be used (Claim 6).

本発明の燃料電池用燃料供給装置では、燃料収納部に液体燃料成分を固定化しておくとともに、この固定化した液体燃料成分を流動化させる手段を別途設けているので、持ち運びの際に燃料収納部から液漏れしない。そして、この燃料収納部に吸水することにより、加熱装置や加熱エネルギーを必要とすることなく、燃料電池用燃料を含む燃料組成物から燃料電池用燃料を容易に放出させることができる。   In the fuel cell fuel supply apparatus of the present invention, the liquid fuel component is fixed in the fuel storage portion, and means for fluidizing the fixed liquid fuel component is separately provided. No liquid leaks from the part. By absorbing water into the fuel storage section, the fuel cell fuel can be easily released from the fuel composition containing the fuel cell fuel without requiring a heating device or heating energy.

このため、取扱いが困難な燃料電池用燃料を、燃料電池用燃料を含む燃料組成物として安全かつ安定に貯蔵した上で、この燃料組成物から燃料電池用燃料を容易かつ安価に取り出すことができる。   Therefore, it is possible to safely and stably store a fuel cell fuel that is difficult to handle as a fuel composition containing the fuel cell fuel, and then easily and inexpensively extract the fuel cell fuel from the fuel composition. .

なお、燃料電池用燃料のうち、メタノールの原液は毒劇物取締法の劇物に相当し、また危険物第4類に相当する等取扱いには十分に注意する必要がある上に、高濃度メタノールでは腐食等の問題があること等の理由から、メタノールを燃料として使用する際は、通常、10〜30質量%程度の水溶液として使用する。したがって、メタノール水溶液のカートリッジを持ち運ぶことが一般的な方法として提案されているが、水溶液の漏れを防止することは大きな問題となっていた。本発明では、燃料組成物を使用する際に水と接触させて、燃料組成物中の燃料を水中に放出させることにより、燃料を適当な濃度の水溶液として燃料電池に供給することが可能である。   Of the fuels for fuel cells, the methanol stock solution corresponds to the deleterious substance of the Poisonous and Deleterious Substances Control Law, and it must be handled with great care, such as equivalent to the dangerous substance class 4, and has a high concentration. Methanol is usually used as an aqueous solution of about 10 to 30% by mass when methanol is used as a fuel because of problems such as corrosion. Therefore, it has been proposed as a general method to carry a cartridge of methanol aqueous solution, but preventing leakage of the aqueous solution has been a big problem. In the present invention, when the fuel composition is used, the fuel is brought into contact with water, and the fuel in the fuel composition is released into the water, so that the fuel can be supplied to the fuel cell as an aqueous solution having an appropriate concentration. .

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係る燃料電池用燃料供給装置を示す斜視図であり、図2は縦断面図である。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a fuel supply device for a fuel cell according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view.

図1及び図2において、燃料電池用燃料供給装置1は、燃料収容部2と、この収容部2に連接して設けられた流動手段3とを備える。この燃料収容部2は、上面及び下面が液透過性シート4,4Aにより覆われており、内部にメタノール包接化合物5が充填されている。このように本実施形態においては液体燃料成分であるメタノールを包接化合物とすることにより固定化し、安全に持ち運べるようになっている。また、流動手段3は水を含ませたスポンジ6の上部に押ボタン7を、該スポンジ6を押圧変形可能に取り付けることにより構成されている。なお、この燃料収容部2は下側を覆う液透過性のシート4Aを介してダイレクトメタノール型燃料電池の燃料極(図示せず)に連通している。   1 and 2, the fuel supply device 1 for a fuel cell includes a fuel storage portion 2 and a flow means 3 provided so as to be connected to the storage portion 2. The fuel storage unit 2 has an upper surface and a lower surface covered with the liquid permeable sheets 4 and 4 </ b> A, and is filled with a methanol clathrate compound 5. As described above, in the present embodiment, methanol, which is a liquid fuel component, is fixed as an inclusion compound and can be safely carried. Further, the flow means 3 is constituted by attaching a push button 7 to the upper part of a sponge 6 containing water so that the sponge 6 can be pressed and deformed. The fuel storage portion 2 communicates with a fuel electrode (not shown) of a direct methanol fuel cell through a liquid-permeable sheet 4A covering the lower side.

このような本実施形態の燃料電池用燃料供給装置1にあっては、押ボタン7を押圧してスポンジ6を縮小(減容)させると、水が液透過性シート4を介して燃料収容部2に供給される。この水がメタノール包接化合物5と接触することにより、メタノール水溶液よりなる燃料電池用燃料が生成する。この燃料電池用燃料溶液であるメタノール水溶液は、スポンジ6からの水の供給圧力により下側の液透過性シート4Aから流出し、燃料電池の燃料極に供給される。   In such a fuel cell fuel supply device 1 of this embodiment, when the push button 7 is pressed to reduce (decrease) the sponge 6, the water is stored in the fuel storage portion via the liquid permeable sheet 4. 2 is supplied. When this water comes into contact with the methanol clathrate compound 5, a fuel for a fuel cell made of an aqueous methanol solution is produced. The aqueous methanol solution that is the fuel solution for the fuel cell flows out of the lower liquid-permeable sheet 4A due to the supply pressure of water from the sponge 6 and is supplied to the fuel electrode of the fuel cell.

次に本発明の第2の実施形態について図3及び図4に基づいて説明する。
図3及び図4において、燃料電池用燃料供給装置11は、燃料収容部12と、この収容部12の上面に連接して設けられた流動手段3としての押ボタン13とを備える。この燃料収容部12は、上面が可撓性シート14により覆われている一方、下面は液透過性シート15となっており、内部に液体燃料成分であるメタノール水溶液を封入した燃料カプセル16が充填されている。このように本実施形態においては、メタノール水溶液を燃料カプセル16に封入することにより液体燃料成分を固定化し、安全に持ち運べるようになっている。なお、この燃料収容部12は下側を覆う液透過性のシート15を介してダイレクトメタノール型燃料電池の燃料極(図示せず)に連通している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
3 and FIG. 4, the fuel supply device 11 for a fuel cell includes a fuel storage portion 12 and a push button 13 as the flow means 3 provided in connection with the upper surface of the storage portion 12. The fuel container 12 has an upper surface covered with a flexible sheet 14, while a lower surface is a liquid permeable sheet 15 and is filled with a fuel capsule 16 in which a methanol aqueous solution as a liquid fuel component is enclosed. Has been. Thus, in this embodiment, the liquid fuel component is fixed by enclosing the methanol aqueous solution in the fuel capsule 16 so that it can be safely carried. The fuel storage portion 12 communicates with a fuel electrode (not shown) of a direct methanol fuel cell through a liquid-permeable sheet 15 covering the lower side.

このような本実施形態の燃料電池用燃料供給装置11にあっては、押ボタン13を押圧すると可撓性シート14は破断することなく撓んで押ボタン13が燃料収容部12に押し入ることにより、燃料収容部12の容積が減少し、燃料カプセル16が圧損してメタノール水溶液が漏洩し、この燃料電池用燃料溶液であるメタノール水溶液は押ボタン13の侵入による圧力で下側の液透過性シート15から流出し、燃料電池の燃料極に供給される。   In the fuel cell fuel supply device 11 of this embodiment, when the push button 13 is pressed, the flexible sheet 14 is bent without breaking, and the push button 13 is pushed into the fuel storage portion 12. The volume of the fuel storage portion 12 is reduced, the fuel capsule 16 is pressure-lossed, and the methanol aqueous solution leaks. The methanol aqueous solution that is the fuel solution for the fuel cell is pressed by the pressure of the push button 13 and the lower liquid permeable sheet 15. And is supplied to the fuel electrode of the fuel cell.

さらに本発明の第3の実施形態について図5及び図6に基づいて説明する。
図5及び図6において、燃料電池用燃料供給装置21は、燃料収容部22と、この収容部22の上面に連接して設けられた流動手段3としての押ボタン23とを備える。この燃料収容部22は、上面が可撓性シート24により覆われている一方、下面は液透過性シート25となっており、内部に水を封入した水カプセル26と、メタノール包接化合物27とが充填されている。このように本実施形態においては液体燃料成分であるメタノールを包接化合物とするとともに、水をカプセルに封入することにより、液体燃料成分を固定化し、安全に持ち運べるようになっている。なお、この燃料収容部22は下側を覆う液透過性のシート25を介してダイレクトメタノール型燃料電池の燃料極(図示せず)に連通している。
Further, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
5 and 6, the fuel supply device 21 for the fuel cell includes a fuel storage portion 22 and a push button 23 as the flow means 3 provided to be connected to the upper surface of the storage portion 22. The fuel container 22 has an upper surface covered with a flexible sheet 24, while a lower surface is a liquid permeable sheet 25, a water capsule 26 in which water is enclosed, a methanol clathrate compound 27, Is filled. As described above, in this embodiment, methanol, which is a liquid fuel component, is used as an inclusion compound, and water is sealed in a capsule so that the liquid fuel component is fixed and can be safely carried. The fuel storage portion 22 communicates with a fuel electrode (not shown) of a direct methanol fuel cell via a liquid-permeable sheet 25 covering the lower side.

このような本実施形態の燃料電池用燃料供給装置21にあっては、押ボタン23を押圧すると可撓性シート24が破断することなく撓んで押ボタン23が燃料収容部22に押し入ることにより、燃料収容部22の容積が減少し、水カプセル26が圧損して水が漏洩し、この水がメタノール包接化合物27と接触することにより、メタノール水溶液よりなる燃料電池用燃料溶液が生成する。この燃料電池用燃料溶液であるメタノール水溶液は押ボタン23の侵入による圧力で下側の液透過性シート25から流出し、燃料電池の燃料極に供給される。   In such a fuel cell fuel supply device 21 of the present embodiment, when the push button 23 is pressed, the flexible sheet 24 is bent without breaking, and the push button 23 is pushed into the fuel accommodating portion 22. When the volume of the fuel storage unit 22 is reduced, the water capsule 26 is compressed and water leaks, and the water comes into contact with the methanol clathrate compound 27, thereby producing a fuel solution for a fuel cell made of an aqueous methanol solution. The aqueous methanol solution that is the fuel solution for the fuel cell flows out from the lower liquid-permeable sheet 25 due to the pressure caused by the push button 23 and is supplied to the fuel electrode of the fuel cell.

上述した第2及び第3の実施形態においては、燃料収容部12,22にスポンジ小塊などの液体燃料吸収体を混入しておくことにより、燃料電池による電力の供給停止時に押ボタン13,23による押圧を解除するとスポンジ小塊などの液体燃料吸収体が膨張して、燃料収容部12,22内の余分な液体を吸収するようにすることができる。なお、液体燃料吸収体とは、押圧時には液体を吸収しないが、圧力を低減させるとこれに伴い液体を吸収することのできるものが好ましく、例えば、圧力を制御することで液体の吸収性が変化する高分子吸収体を用いたり、感温性ゲルを用いて圧力に対応して温度を制御したりしてもよい。   In the second and third embodiments described above, a liquid fuel absorber such as a sponge lump or the like is mixed in the fuel storage portions 12 and 22 so that the push buttons 13 and 23 are stopped when power supply by the fuel cell is stopped. When the pressure due to is released, the liquid fuel absorber such as a sponge lump expands to absorb excess liquid in the fuel storage portions 12 and 22. Note that the liquid fuel absorber is preferably one that does not absorb liquid when pressed, but can absorb liquid when the pressure is reduced.For example, the liquid absorbency changes by controlling the pressure. The polymer absorber may be used, or the temperature may be controlled according to the pressure using a thermosensitive gel.

上述したような第1〜第3の実施形態において、燃料電池用燃料(又は液体燃料成分)としては、アルコール類、エーテル類、炭化水素類、またはアセタール類等があげられるが、固体高分子型燃料電池の燃料に使用できるものであればよく、これらに限定されるものではない。具体的には水素、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール類;ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル,ジエチルエーテル等のエーテル類;プロパン、ブタン等の炭化水素類;ジメトキシメタン、トリメトシキメタン等のアセタール類等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、またこれらは1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いてもよい。   In the first to third embodiments as described above, examples of the fuel for fuel cell (or liquid fuel component) include alcohols, ethers, hydrocarbons, acetals, and the like. Any material can be used as long as it can be used as fuel for the fuel cell, and the present invention is not limited to these. Specifically, alcohols such as hydrogen, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, and ethylene glycol; ethers such as dimethyl ether, methyl ethyl ether, and diethyl ether; hydrocarbons such as propane and butane; dimethoxymethane, trimethoxy Although acetals, such as methane, etc. are mentioned, it is not limited to these, Moreover, these may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.

燃料電池は、好ましくは、固体高分子型燃料電池であり、その中でもダイレクトメタノール型燃料電池が好適であるがこれに限定されるものではない。   The fuel cell is preferably a solid polymer fuel cell. Among them, a direct methanol fuel cell is suitable, but is not limited thereto.

この燃料電池用燃料は、燃料電池用燃料の分子化合物やポリマーとして固体化あるいはゲル化された燃料電池用燃料組成物を用いることができる。   As the fuel for the fuel cell, a fuel composition for a fuel cell solidified or gelled as a molecular compound or polymer of the fuel for the fuel cell can be used.

前記分子化合物とは、単独で安定に存在することのできる化合物の2種類以上の化合物が、水素結合やファンデルワールス力等に代表される、共有結合以外の比較的弱い相互作用によって結合した化合物であり、水化物、溶媒化物、付加化合物、包接化合物等が含まれる。このような分子化合物は、分子化合物を形成する化合物と燃料電池用燃料との接触反応により形成することができ、燃料電池用燃料を固体状の化合物に変化させることができ、比較的軽量で安定に燃料電池用燃料を貯蔵することができる。   The molecular compound is a compound in which two or more kinds of compounds that can exist stably alone are bonded by a relatively weak interaction other than a covalent bond, such as a hydrogen bond or van der Waals force. And hydrates, solvates, addition compounds, inclusion compounds and the like. Such a molecular compound can be formed by a contact reaction between the compound forming the molecular compound and the fuel for the fuel cell, and the fuel for the fuel cell can be changed into a solid compound, which is relatively light and stable. The fuel for the fuel cell can be stored.

分子化合物としては、ホスト化合物と燃料電池用燃料との接触反応により燃料電池用燃料を包接した包接化合物が挙げられる。   Examples of the molecular compound include an inclusion compound in which a fuel for a fuel cell is included by a contact reaction between a host compound and a fuel for a fuel cell.

分子化合物のうち、燃料電池用燃料を包接した包接化合物を形成するホスト化合物としては、有機化合物、無機化合物、有機・無機複合化合物よりなるものが知られており、また、有機化合物において単分子系、多分子系、高分子系ホスト等が知られている。   Among molecular compounds, host compounds that form an inclusion compound that includes a fuel for a fuel cell are known, and organic compounds, inorganic compounds, and organic / inorganic composite compounds are known. Molecular systems, multimolecular systems, polymer hosts, and the like are known.

単分子系ホストとしては、シクロデキストリン類、クラウンエーテル類、クリプタンド類、シクロファン類、アザシクロファン類、カリックスアレン類、シクロトリベラトリレン類、スフェランド類、環状オリゴペプチド類等が挙げられる。また多分子系ホストとしては、尿素類、チオ尿素類、デオキシコール酸類、コール酸類、ペルヒドロトリフェニレン類、トリ−o−チモチド類、ビアンスリル類、スピロビフルオレン類、シクロフォスファゼン類、モノアルコール類、ジオール類、ヒドロキシベンゾフェノン類、アセチレンアルコール類、フェノール類、ビスフェノール類、トリスフェノール類、テトラキスフェノール類、ポリフェノール類、ナフトール類、ビスナフトール類、ジフェニルメタノール類、カルボン酸アミド類、チオアミド類、ビキサンテン類、カルボン酸類、イミダゾール類、ヒドロキノン類等が挙げられる。また、高分子系ホストとしては、セルロース類、デンプン類、キチン類、キトサン類、ポリビニルアルコール類、1,1,2,2,−テトラキスフェニルエタンをコアとするポリエチレングリコールアーム型ポリマー類、α,α,α’,α’−テトラキスフェニルキシレンをコアとするポリエチレングリコールアーム型ポリマー類等が挙げられる。また、その他に有機りん化合物、有機ケイ素化合物等も挙げられる。   Examples of the monomolecular host include cyclodextrins, crown ethers, cryptands, cyclophanes, azacyclophanes, calixarenes, cyclotriveratrylenes, spherands, and cyclic oligopeptides. Multimolecular hosts include ureas, thioureas, deoxycholic acids, cholic acids, perhydrotriphenylenes, tri-o-thymotides, bianthryls, spirobifluorenes, cyclophosphazenes, monoalcohols Diols, hydroxybenzophenones, acetylene alcohols, phenols, bisphenols, trisphenols, tetrakisphenols, polyphenols, naphthols, bisnaphthols, diphenylmethanols, carboxylic acid amides, thioamides, bixanthene , Carboxylic acids, imidazoles, hydroquinones and the like. In addition, as a polymer host, celluloses, starches, chitins, chitosans, polyvinyl alcohols, polyethylene glycol arm type polymers having 1,1,2,2, -tetrakisphenylethane as a core, α, Examples include polyethylene glycol arm type polymers having α, α ′, α′-tetrakisphenylxylene as a core. In addition, organophosphorus compounds, organosilicon compounds, and the like are also included.

無機系ホスト化合物としては、酸化チタン、グラファイト、アルミナ、遷移金属ジカルゴゲナイト、フッ化ランタン、粘土鉱物(モンモリロナイト等)、銀塩、ケイ酸塩、リン酸塩、ゼオライト、シリカ、多孔質ガラス等が挙げられる。   Examples of the inorganic host compound include titanium oxide, graphite, alumina, transition metal dicargogenite, lanthanum fluoride, clay mineral (montmorillonite, etc.), silver salt, silicate, phosphate, zeolite, silica, porous glass, and the like. It is done.

さらに、有機金属化合物にもホスト化合物としての性質を示すものがあり、例えば、有機アルミニウム化合物、有機チタン化合物、有機ホウ素化合物、有機亜鉛化合物、有機インジウム化合物、有機ガリウム化合物、有機テルル化合物、有機スズ化合物、有機ジルコニウム化合物、有機マグネシウム化合物等が挙げられる。また有機カルボン酸の金属塩や有機金属錯体等を用いることも可能であるが、有機金属化合物であれば、特にこれらに限定されるものではない。   Furthermore, some organometallic compounds exhibit properties as host compounds. For example, organoaluminum compounds, organotitanium compounds, organoboron compounds, organozinc compounds, organoindium compounds, organogallium compounds, organotellurium compounds, organotins. Examples thereof include compounds, organic zirconium compounds, and organic magnesium compounds. Moreover, it is possible to use a metal salt of an organic carboxylic acid, an organic metal complex, or the like, but it is not particularly limited as long as it is an organic metal compound.

これらのホスト化合物のうち、包接能力がゲスト化合物の分子の大きさに左右されにくい多分子系ホストがより有効である。   Of these host compounds, multimolecular hosts whose inclusion ability is less affected by the molecular size of the guest compound are more effective.

多分子系ホスト化合物としては、具体的には、尿素、1,1,6,6−テトラフェニルヘキサ−2,4,−ジイン−1,6−ジオール、1,1−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−2−プロピン−1−オール、1,1,4,4,−テトラフェニル−2−ブチン−1,4−ジオール、1,1,6,6,−テトラキス(2,4,−ジメチルフェニル)−2,4−ヘキサジイン−1,6−ジオール、9,10−ジフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオール、9,10−ビス(4−メチルフェニル)−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオール、1,1,2,2−テトラフェニルエタン1,2−ジオール、4−メトキシフェノール、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4’−スルホニルビスフェノール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−エチリデンビスフェノール、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エチレン、1,1,2,2−テトラキス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、α,α,α’,α’−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)−p−キシレン、3,6,3’,6’−テトラメトキシ−9,9’−ビ−9H−キサンテン、3,6,3’6’−トトラアセトキシ−9,9’−ビ−9H−キサンテン、没食子酸、没食子酸メチル、カテキン、ビス−β−ナフトール、α,α,α’,α’−テトラフェニル1,1’−ビフェニル−2,2’−ジメタノール、ジフェン酸ビス(ジシクロヘキシルアミド)、フマル酸ビス(ジシクロヘキシルアミド)、コール酸、デオキシコール酸、1,1,2,2−テトラキス(4−カルボキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−カルボキシフェニル)エタン、アセチレンジカルボン酸、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、1,2,4,5−テトラフェニルイミダゾール、2−フェニルフェナントロ[9,10−d]イミダゾール、2−(o−シアノフェニル)フェナントロ[9,10−d]イミダゾール、2−(m−シアノフェニル)フェナントロ[9,10−d]イミダゾール、2−(p−シアノフェニル)フェナントロ[9,10−d]イミダゾール、ヒドロキノン、2−t−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2,5−ビス(2,4−ジメチルフェニル)ヒドロキノン、等が挙げられるが、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンのようなフェノール系ホスト化合物が工業的に使用しやすい点で有利である。   Specific examples of the multimolecular host compound include urea, 1,1,6,6-tetraphenylhexa-2,4, -diyne-1,6-diol, 1,1-bis (2,4- Dimethylphenyl) -2-propyn-1-ol, 1,1,4,4, -tetraphenyl-2-butyne-1,4-diol, 1,1,6,6, -tetrakis (2,4,- Dimethylphenyl) -2,4-hexadiyne-1,6-diol, 9,10-diphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol, 9,10-bis (4-methylphenyl) -9,10 -Dihydroanthracene-9,10-diol, 1,1,2,2-tetraphenylethane 1,2-diol, 4-methoxyphenol, 2,4-dihydroxybenzophenone, 4,4'-dihydroxybenzopheno 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 4,4′-sulfonylbisphenol, 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-t -Butylphenol), 4,4'-ethylidenebisphenol, 4,4'-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-t-) Butylphenyl) butane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethylene, 1,1,2,2-tetrakis (3 -Methyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-fluoro-4-hydroxyphenyl) ethane, α, α, α ', α '-Tetrakis (4-hydroxyphenyl) -p-xylene, 3,6,3', 6'-tetramethoxy-9,9'-bi-9H-xanthene, 3,6,3'6'-totraacetoxy- 9,9′-bi-9H-xanthene, gallic acid, methyl gallate, catechin, bis-β-naphthol, α, α, α ′, α′-tetraphenyl 1,1′-biphenyl-2,2′- Dimethanol, diphenic acid bis (dicyclohexylamide), fumarate bis (dicyclohexylamide), cholic acid, deoxycholic acid, 1,1,2,2-tetrakis (4-carboxyphenyl) ethane, 1,1,2,2 -Tetrakis (3-carboxyphenyl) ethane, acetylenedicarboxylic acid, 2,4,5-triphenylimidazole, 1,2,4,5-tetraphenylimidazole, 2- Phenylphenanthro [9,10-d] imidazole, 2- (o-cyanophenyl) phenanthro [9,10-d] imidazole, 2- (m-cyanophenyl) phenanthro [9,10-d] imidazole, 2 -(P-cyanophenyl) phenanthro [9,10-d] imidazole, hydroquinone, 2-t-butylhydroquinone, 2,5-di-t-butylhydroquinone, 2,5-bis (2,4-dimethylphenyl) Although hydroquinone etc. are mentioned, a phenol type host compound like 1, 1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane is advantageous at the point which is easy to use industrially.

これらのホスト化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのホスト化合物は、燃料電池用燃料と固体状の包接化合物を形成するものであれば、どのような形状の化合物でもかまわない。   These host compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. These host compounds may be any shape compounds as long as they form a solid clathrate compound with the fuel for the fuel cell.

また、上述の有機ホスト化合物は、無機系多孔質物質に担持させた有機・無機複合素材として使用することもできる。この場合、有機ホスト化合物を担持する多孔質物質としては、シリカ類、ゼオライト類、活性炭類の他に、粘土鉱物類、モンモリロナイト類等の層間化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   The organic host compound described above can also be used as an organic / inorganic composite material supported on an inorganic porous material. In this case, examples of the porous material supporting the organic host compound include silica, zeolites, activated carbons, intercalation compounds such as clay minerals and montmorillonites, but are not limited thereto. Absent.

このような有機・無機複合素材は、例えば、前述の有機ホスト化合物を溶解することのできる溶媒に溶解させ、その溶液を無機多孔質物質中に含浸させ、乾燥、減圧乾燥することにより製造することができる。無機多孔質物質に対する有機ホスト化合物の担持量としては特に制限はないが、通常、無機多孔質物質に対して10〜80質量%程度である。   Such an organic / inorganic composite material is manufactured, for example, by dissolving the organic host compound in a solvent that can dissolve the organic host compound, impregnating the solution in an inorganic porous material, and drying and drying under reduced pressure. Can do. Although there is no restriction | limiting in particular as the load of the organic host compound with respect to an inorganic porous material, Usually, it is about 10-80 mass% with respect to an inorganic porous material.

前述の1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等のホスト化合物を用いて燃料電池用燃料の包接化合物を合成する方法としては、例えば、燃料電池用燃料とホスト化合物を直接接触、混合する方法、ホスト化合物を燃料電池用燃料に加熱等行い溶解させ再結晶する方法等が挙げられる。また、燃料電池用燃料が気体や液体の場合、燃料電池用燃料の包接化合物は、燃料を加圧状態でホスト化合物と接触することで得ることができる。   As a method of synthesizing a fuel cell fuel clathrate compound using a host compound such as 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane described above, for example, a fuel cell fuel and a host compound are directly contacted and mixed. And a method in which the host compound is dissolved in a fuel for a fuel cell by heating, etc., and recrystallized. When the fuel cell fuel is a gas or liquid, the fuel cell fuel clathrate compound can be obtained by contacting the fuel with the host compound in a pressurized state.

燃料電池用燃料とホスト化合物とを接触させる温度は、特に制限はないが、常温〜100℃程度が好ましい。また、燃料電池用燃料とホスト化合物とを接触させる時間についても特に制限はないが、作業効率等の面から0.01〜24時間程度とするのが好ましい。   The temperature at which the fuel for the fuel cell is brought into contact with the host compound is not particularly limited, but is preferably from room temperature to about 100 ° C. The time for contacting the fuel cell fuel with the host compound is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 24 hours from the viewpoint of work efficiency.

なお、ホスト化合物と接触させる燃料電池用燃料は、高純度の燃料が好ましいが、燃料電池用燃料の選択的包接能を有したホスト化合物を用いる場合には、燃料電池用燃料と他の成分との混合液体であっても良い。   The fuel for the fuel cell to be brought into contact with the host compound is preferably a high-purity fuel. However, when a host compound having the selective inclusion ability of the fuel for the fuel cell is used, the fuel for the fuel cell and other components are used. And a mixed liquid.

このようにして得られる包接化合物は、用いたホスト化合物の種類、燃料電池用燃料との接触条件等によっても異なるが、通常、ホスト化合物1モルに対して燃料電池用燃料分子0.1〜10モルを包接した包接化合物である。   The clathrate compound thus obtained varies depending on the type of the host compound used, the contact conditions with the fuel for the fuel cell, etc. An inclusion compound containing 10 moles.

このようにして得られた包接化合物は、常温・常圧環境において、長期に亘り燃料電池用燃料を安定に貯蔵することができる。しかも、この包接化合物は、軽量で取扱性にも優れ、しかも固体状であるため、ガラス、金属、プラスチック等の容器に入れて容易に貯蔵することができ、液漏れの問題も解消される。また、通常液体状の燃料が包接化により固体状になることで、劇物や危険物としての性質を回避できるようにもなる。さらには、燃料電池用燃料が有する化学的反応性を低減できるようになり、例えば、金属に対する腐食性等も緩和できるようになる。   The clathrate compound thus obtained can stably store fuel for fuel cells over a long period of time in a normal temperature / normal pressure environment. In addition, the inclusion compound is lightweight, excellent in handleability, and solid, so it can be easily stored in a glass, metal, plastic or other container, and the problem of liquid leakage is also eliminated. . In addition, since the liquid fuel is usually solidified by inclusion, the property as a deleterious substance or a dangerous substance can be avoided. Furthermore, the chemical reactivity of the fuel cell fuel can be reduced, and for example, the corrosiveness to metals can be alleviated.

燃料組成物としては、分子内にカルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する構成単位を高分子(1)に基づいて20〜100質量%含有し、かつ該カルボキシル基及び/又は該スルホン酸基のプロトンの30〜100モル%がオニウムカチオンで置換されてなる高分子(1)の架橋体(A)と燃料電池用燃料からなる燃料電池用燃料組成物も使用することができる。燃料電池用燃料(以下単に燃料という)を吸収、ゲル化させるために、分子内にカルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する構成単位を所定量含有し、かつ該カルボキシル基及び/又はスルホン酸基のプロトンが、所定量オニウムカチオンで置換されてなる高分子(1)の架橋体(A)を使用する。   The fuel composition contains 20 to 100% by mass of a structural unit having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group in the molecule based on the polymer (1), and the carboxyl group and / or the sulfonic acid group. A fuel composition for a fuel cell comprising a cross-linked product (A) of the polymer (1) in which 30 to 100 mol% of protons are substituted with an onium cation and a fuel for a fuel cell can also be used. In order to absorb and gel a fuel for a fuel cell (hereinafter simply referred to as fuel), it contains a predetermined amount of a structural unit having a carboxyl group and / or sulfonic acid group in the molecule, and the carboxyl group and / or sulfonic acid group The cross-linked product (A) of the polymer (1) obtained by substituting a certain amount of proton with a predetermined amount of onium cation is used.

架橋体(A)を構成するカルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する構成単位(a)としては、カルボキシル基を有するモノマー[例えば、(メタ)アクリル酸、エタアクリル酸、クロトン酸、ソルビン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、ケイ皮酸、及びそれらの無水物等];スルホン酸基を有するモノマー[例えば、脂肪族ビニルスルホン酸〔ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸等〕、(メタ)アクリレート型スルホン酸〔スルホエチル(メタ)アクリレート、スルホプロピル(メタ)アクリレート等〕及び(メタ)アクリルアミド型スルホン酸[例えば、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等]等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を高分子(1)中の構成単位とすることができる。好ましくは炭素数3〜30のカルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する構成単位である。   As the structural unit (a) having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group constituting the crosslinked body (A), a monomer having a carboxyl group [for example, (meth) acrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, sorbic acid, Maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, cinnamic acid, and their anhydrides]; monomers having sulfonic acid groups [for example, aliphatic vinyl sulfonic acids [vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, vinyl toluene sulfonic acid, styrene] Sulfonic acid etc.], (meth) acrylate type sulfonic acid [sulfoethyl (meth) acrylate, sulfopropyl (meth) acrylate etc.) and (meth) acrylamide type sulfonic acid [eg acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid etc.] etc. And one or more of these are included in the polymer (1). It is possible to the unit. Preferably, it is a structural unit having a C 3-30 carboxyl group and / or a sulfonic acid group.

また、カルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する構成単位を分子内に所定量含有する高分子(1)を得る方法として、上記のモノマー(a)を所定量重合する方法の他に、例えば、前記カルボキシル基、スルホン酸基含有モノマーのエステル化物やアミド化物等のような、容易にカルボキシル基やスルホン酸基に変更できるモノマーを重合し、加水分解等の方法を用いて、所定量のカルボキシル基やスルホン酸基の構成単位を分子内に導入する方法等が挙げられ、また、高分子(1)としては、カルボキシメチルセルロースに代表されるカルボキシル基、スルホン酸基含有多糖類高分子、及び該多糖類高分子と他のモノマーとのグラフト共重合体等を例示することができるが、最終的にカルボキシル基及び/又はスルホン酸基の構成単位を所定量含有するポリマーが得られるものであれば特に限定はない。   Further, as a method for obtaining a polymer (1) containing a predetermined amount of a structural unit having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group in the molecule, in addition to a method of polymerizing a predetermined amount of the monomer (a), for example, A monomer that can be easily changed to a carboxyl group or a sulfonic acid group, such as an esterified product or an amidated product of the carboxyl group or sulfonic acid group-containing monomer, is polymerized, and a predetermined amount of the carboxyl group is obtained using a method such as hydrolysis. And a method of introducing a structural unit of a sulfonic acid group into the molecule, and the polymer (1) includes a carboxyl group typified by carboxymethyl cellulose, a sulfonic acid group-containing polysaccharide polymer, and the polymer. Examples include graft copolymers of saccharide polymers and other monomers, but the final component of carboxyl group and / or sulfonic acid group The not particularly limited as long as a predetermined amount containing polymer is obtained.

カルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する構成単位の高分子(1)中の含有量は、通常20〜100質量%、好ましくは40〜100質量%、さらに好ましくは60〜100質量%である。含有量が20%未満であると、後述するオニウムカチオンでカルボキシル基やスルホン酸基のプロトンを置換しても対象となる液体燃料に対する吸収量が低下したり、少量では液体燃料をゲル化できない場合がある。   Content in the polymer (1) of the structural unit which has a carboxyl group and / or a sulfonic acid group is 20-100 mass% normally, Preferably it is 40-100 mass%, More preferably, it is 60-100 mass%. When the content is less than 20%, even if the proton of a carboxyl group or sulfonic acid group is replaced with an onium cation described later, the amount of absorption with respect to the target liquid fuel decreases, or the liquid fuel cannot be gelled with a small amount There is.

カルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する構成単位以外の構成単位を形成する共重合可能なモノマー(b)としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキル(炭素数1〜30)エステル類[(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸オクチルフェニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等];(メタ)アクリル酸オキシアルキル(炭素数1〜4)類[(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸モノ(ポリエチレングリコール)エステル(PEG数平均分子量:100〜4000)、(メタ)アクリル酸モノ(ポリプロピレングリコール)エステル(PPG数平均分子量:100〜4000)、(メタ)アクリル酸モノメトキシポリエチレングリコール(PEG数平均分子量:100〜4000)、(メタ)アクリル酸モノメトキシプロピレングリコール(PPG数平均分子量:100〜4000)等];(メタ)アクリルアミド類[(メタ)アクリルアミド、(ジ)メチル(メタ)アクリルアミド、(ジ)エチル(メタ)アクリルアミド、(ジ)プロピル(メタ)アクリルアミド等];アリルエーテル類[メチルアリルエーテル、エチルアリルエーテル、プロピルアリルエーテル、グリセロールモノアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールモノアリルエーテル等];炭素数4〜20のα−オレフィン類[イソブチレン、1−ヘキセン、1−オクテン、イソオクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ドデセン等];炭素数8〜20の芳香族ビニル化合物類[スチレン、t−ブチルスチレン、オクチルスチレン等];その他のビニル化合物[N−ビニルアセトアミド、カプロン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等];アミノ基含有モノマー[ジアルキル(アルキルの炭素数:1〜5)アミノエチル(メタ)アクリレート、メタ(アクリロイル)オキシエチルトリアルキル(アルキル炭素数:1〜5)アンモニウムクロリド、ブロマイド又はサルフェート等];前記カルボキシル基、スルホン酸基を有するモノマーのアルカリ金属塩;1〜3級アミン塩;アルカノールアミン塩等を挙げることができる。これらのモノマー(b)は、1種又は2種以上を、必要により前記(a)と所定量の範囲内(ポリマー構成単位の80%未満)で共重合すればよい。   Examples of the copolymerizable monomer (b) that forms a structural unit other than the structural unit having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group include (meth) alkyl acrylate (C 1-30) esters [(meta ) Methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, ethyl hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, (meth) Stearyl acrylate, phenyl (meth) acrylate, octylphenyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, etc.]; (meth) acrylic acid oxyalkyl (C1-4) [hydroxy (meth) acrylate Ethyl, hydroxypropyl (meth) acrylate, mono (meth) acrylate (polyethylene) Recall) ester (PEG number average molecular weight: 100 to 4000), (meth) acrylic acid mono (polypropylene glycol) ester (PPG number average molecular weight: 100 to 4000), (meth) acrylic acid monomethoxypolyethylene glycol (PEG number average molecular weight) : 100-4000), (meth) acrylic acid monomethoxypropylene glycol (PPG number average molecular weight: 100-4000), etc.]; (meth) acrylamides [(meth) acrylamide, (di) methyl (meth) acrylamide, (di ) Ethyl (meth) acrylamide, (di) propyl (meth) acrylamide, etc.]; allyl ethers [methyl allyl ether, ethyl allyl ether, propyl allyl ether, glycerol monoallyl ether, trimethylolpropane triallyl Ether, pentaerythritol monoallyl ether, etc.]; α-olefins having 4 to 20 carbon atoms [isobutylene, 1-hexene, 1-octene, isooctene, 1-nonene, 1-decene, 1-dodecene, etc.]; ~ 20 aromatic vinyl compounds [styrene, t-butylstyrene, octylstyrene, etc.]; other vinyl compounds [N-vinylacetamide, vinyl caproate, vinyl laurate, vinyl stearate, etc.]; amino group-containing monomers [ Dialkyl (carbon number of alkyl: 1 to 5) aminoethyl (meth) acrylate, meth (acryloyl) oxyethyltrialkyl (alkyl carbon number: 1 to 5) ammonium chloride, bromide, sulfate, etc.]; carboxyl group, sulfonic acid Alkali metal salt of a monomer having a group; 1 Tertiary amine salts; alkanolamine salts and the like. One or more of these monomers (b) may be copolymerized with the above (a) within a predetermined amount range (less than 80% of the polymer structural unit) as necessary.

前記モノマー(b)の中で、モノマーの重合性や生成したポリマーの安定性等の観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステル類、オキシアルキル(メタ)アクリレート類、アリルエーテル類、α−オレフィン類、芳香族ビニル化合物類が好ましい。   Among the monomers (b), (meth) acrylic acid alkyl esters, oxyalkyl (meth) acrylates, allyl ethers, α-olefins from the viewpoints of polymerizability of the monomer and stability of the produced polymer. Aromatic vinyl compounds are preferred.

液体燃料の吸収やゲル化の対象となる溶媒のSP値(ソリュビリティーパラメーター)に合わせて、溶媒とモノマー(b)のSP値との差が5以下のモノマー(b)を選択した方が吸収量やゲル化力が上がりやすいため好ましく、対象とする溶媒のSP値と前記モノマー(b)のSP値が3以下のものを選択した方が更に好ましい。   It is better to select the monomer (b) whose difference between the SP value of the solvent and the monomer (b) is 5 or less according to the SP value (solubility parameter) of the solvent to be absorbed or gelled by the liquid fuel. It is preferable because the absorption amount and gelling power are easily increased, and it is more preferable to select a solvent having an SP value of the target solvent and an SP value of the monomer (b) of 3 or less.

前記カルボキシル基及び/又はスルホン酸基のプロトンをオニウムカチオンで30〜100モル%置換することが望ましい。オニウムカチオンとしては、第4級アンモニウムカチオン(I)、3級スルホニウムカチオン(II)、第4級ホスホニウムカチオン(III)、3級オキソニウムカチオン(IV)からなるカチオンの群より選ばれる1種又は2種以上である。   It is desirable to substitute 30 to 100 mol% of protons of the carboxyl group and / or sulfonic acid group with an onium cation. As the onium cation, one kind selected from the group consisting of a quaternary ammonium cation (I), a tertiary sulfonium cation (II), a quaternary phosphonium cation (III), and a tertiary oxonium cation (IV) or 2 or more types.

第4級アンモニウムカチオン(I)としては、下記(I−1)〜(I−11)が挙げられる。
(I−1)アルキル及び/又はアルケニル基を有する炭素数4〜30又はそれ以上の脂肪族系第4級アンモニウム;テトラメチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、ジエチルジメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリメチルプロピルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、ブチルトリメチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等。
Examples of the quaternary ammonium cation (I) include the following (I-1) to (I-11).
(I-1) C4-C30 or higher aliphatic quaternary ammonium having an alkyl and / or alkenyl group; tetramethylammonium, ethyltrimethylammonium, diethyldimethylammonium, triethylmethylammonium, tetraethylammonium, trimethyl Propyl ammonium, tetrapropyl ammonium, butyl trimethyl ammonium, tetrabutyl ammonium and the like.

(I−2)炭素数6〜30又はそれ以上の芳香族第4級アンモニウム;トリメチルフェニルアンモニウム、ジメチルエチルフェニルアンモニウム、トリエチルフェニルアンモニウム等。   (I-2) Aromatic quaternary ammonium having 6 to 30 or more carbon atoms; trimethylphenylammonium, dimethylethylphenylammonium, triethylphenylammonium and the like.

(I−3)炭素数3〜30又はそれ以上の脂環式第4級アンモニウム;N,N−ジメチルピロジニウム、N−エチル−N−メチルピロリジニウム、N,N−ジメチルモルホリニウム、N,N−ジエチルモルホリニウム、N,N−ジメチルピペリジニウム、N,N−ジエチルピペリジニウム等。   (I-3) C3-C30 or more alicyclic quaternary ammonium; N, N-dimethylpyrrinium, N-ethyl-N-methylpyrrolidinium, N, N-dimethylmorpholinium N, N-diethylmorpholinium, N, N-dimethylpiperidinium, N, N-diethylpiperidinium and the like.

(I−4)炭素数3〜30又はそれ以上のイミダゾリニウム;1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリニウム、1,2−ジメチル−3,4−ジエチルイミダゾリニウム、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾリニウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリニウム、1,2,3−トリエチルイミダゾリニウム、4−シアノ−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、2−シアノメチル−1,3−ジメチルイミダゾリニウム、4−アセチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、4−メチルカルボキシメチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、4−ホルミル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、3−ヒドロキシエチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、3−ヒドロキシエチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウム等。   (I-4) imidazolinium having 3 to 30 or more carbon atoms; 1,2,3-trimethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 1,3,4-trimethyl 2-ethylimidazolinium, 1,2-dimethyl-3,4-diethylimidazolinium, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazolinium, 1-ethyl-3-methylimidazolinium, 1,2 , 3,4-tetraethylimidazolinium, 1,2,3-triethylimidazolinium, 4-cyano-1,2,3-trimethylimidazolinium, 2-cyanomethyl-1,3-dimethylimidazolinium, 4 -Acetyl-1,2,3-trimethylimidazolinium, 4-methylcarboxymethyl-1,2,3-trimethylimidazolinium, 4-formyl-1,2, - trimethyl imidazolinium, 3-hydroxyethyl-1,2,3-trimethyl imidazolinium, 1,2 3-hydroxyethyl dimethyl imidazolinium like.

(I−5)炭素数3〜30又はそれ以上のイミダゾリウム;1,3−ジメチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−メチル−3−エチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−メチル−3−エチルイミダゾリウム、1,2,3−トリエチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−フェニルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−ベンジルイミダゾリウム、4−シアノ−1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、3−シアノメチル−1,2−ジメチルイミダゾリウム、4−アセチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、4−メトキシ−1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、3−ホルミルメチル−1,2−ジメチルイミダゾリウム、2−ヒドロキシエチル−1,3−ジメチルイミダゾリウム、N,N’−ジメチルベンゾイミダゾリウム、N,N’−ジエチルベンゾイミダゾリウム、N−メチル−N’−エチルベンゾイミダゾリウム等。   (I-5) imidazolium having 3 to 30 or more carbon atoms; 1,3-dimethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-methyl-3-ethylimidazolium, 1,2,3 , 4-tetramethylimidazolium, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-methyl-3-ethylimidazolium, 1,2,3-triethylimidazolium, 1,2,3,4-tetraethylimidazolium, 1,3-dimethyl-2-phenylimidazolium, 1,3-dimethyl-2-benzylimidazolium, 4-cyano-1,2,3-trimethylimidazolium, 3-cyanomethyl-1,2-dimethylimidazolium, 4-acetyl-1,2,3-trimethylimidazolium, 4-methoxy- , 2,3-trimethylimidazolium, 3-formylmethyl-1,2-dimethylimidazolium, 2-hydroxyethyl-1,3-dimethylimidazolium, N, N'-dimethylbenzimidazolium, N, N'- Diethyl benzimidazolium, N-methyl-N′-ethyl benzimidazolium and the like.

(I−6)炭素数4〜30又はそれ以上のテトラヒドロピリミジニウム;1,3−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム、1,2,3−トリメチルテトラヒドロピリミジニウム、1,2,3,4−テトラメチルテトラヒドロピリミジニウム、8−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセニウム、5−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノネニウム、3−シアノメチル−1,2−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム、3−アセチルメチル−1,2−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム、4−メチルカルボキシメチル−1,2,3−トリメチル−テトラヒドロピリミジニウム、3−メトキシメチル−1,2−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム、4−ヒドロキシメチル−1,3−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム等。   (I-6) Tetrahydropyrimidinium having 4 to 30 or more carbon atoms; 1,3-dimethyltetrahydropyrimidinium, 1,2,3-trimethyltetrahydropyrimidinium, 1,2,3,4-tetra Methyltetrahydropyrimidinium, 8-methyl-1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecenium, 5-methyl-1,5-diazabicyclo [4,3,0] -5-nonenium, 3- Cyanomethyl-1,2-dimethyltetrahydropyrimidinium, 3-acetylmethyl-1,2-dimethyltetrahydropyrimidinium, 4-methylcarboxymethyl-1,2,3-trimethyl-tetrahydropyrimidinium, 3-methoxymethyl -1,2-dimethyltetrahydropyrimidinium, 4-hydroxymethyl-1,3-dimethyltetra Mud pyrimidinium like.

(I−7)炭素数4〜30又はそれ以上のジヒドロピリミジニウム;1,3−ジメチル−2,4−もしくは−2,6−ジヒドロピリミジニウム[これらを1,3−ジメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウムと表記し、以下同様の表現を用いる。]、1,2,3−トリメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、1,2,3,4−テトラメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、1,2,3,5−テトラメチル−2,4(6)−ジヒドロピミジニウム、8−メチル−1,8−ジアザシクロ[5,4,0]−7,9(10)−ウンデカンジエニウム、2−シアノメチル−1,3−ジメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、3−アセチルメチル−1,2−ジメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、4−メチルカルボキシメチル−1,2,3−トリメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、4−ホルミル−1,2,3−トリメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、3−ヒドロキシエチル−1,2−ジメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム等。   (I-7) Dihydropyrimidinium having 4 to 30 or more carbon atoms; 1,3-dimethyl-2,4- or -2,6-dihydropyrimidinium [these are 1,3-dimethyl-2, This is expressed as 4 (6) -dihydropyrimidinium, and the same expression is used hereinafter. 1,2,3-trimethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 1,2,3,4-tetramethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 1,2,3 , 5-tetramethyl-2,4 (6) -dihydropymidinium, 8-methyl-1,8-diazacyclo [5,4,0] -7,9 (10) -undecandienium, 2-cyanomethyl- 1,3-dimethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 3-acetylmethyl-1,2-dimethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 4-methylcarboxymethyl-1,2 , 3-trimethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 4-formyl-1,2,3-trimethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 3-hydroxyethyl-1,2- Dimethyl-2,4 (6) -dihydropi Mijiniumu like.

(I−8)炭素数3〜30又はそれ以上のイミダゾリニウム骨格を有するグアニジウム;2−ジメチルアミノ−1,3,4−トリメチルイミダゾリニウム、2−ジエチルアミノ−1,3,4−トリメチルイミダゾリニウム、2−ジメチルアミノ−1−メチル−3,4−ジエチルイミダゾリニウム、2−ジメチルアミノ−1,3−ジメチルイミダゾリニウム、2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルイミダゾリニウム、2−ジエチルアミノ−1,3−ジエチルイミダゾリニウム、1,5,6,7−テトラヒドロ1,2−ジメチル−2H−ピリミド[1,2a]イミダゾリニウム、1,5−ジヒドロ−1,2−ジメチル−2H−ピリミド[1,2a]イミダゾリニウム、2−ジメチルアミノ−3−メチルカルボキシメチル−1−メチルイミダゾリニウム、2−ジメチルアミノ−3−メトキシメチル−1−メチルイミダゾリニウム、2−ジメチルアミノ−3−ヒドロキシエチル−1−メチルイミダゾリニウム、2−ジメチルアミノ−4−ヒドロキシメチル−1,3−ジメチルイミダゾリニウム等。   (I-8) Guanidium having an imidazolinium skeleton having 3 to 30 or more carbon atoms; 2-dimethylamino-1,3,4-trimethylimidazolinium, 2-diethylamino-1,3,4-trimethylimidazole Linium, 2-dimethylamino-1-methyl-3,4-diethylimidazolinium, 2-dimethylamino-1,3-dimethylimidazolinium, 2-diethylamino-1,3-dimethylimidazolinium, 2- Diethylamino-1,3-diethylimidazolinium, 1,5,6,7-tetrahydro1,2-dimethyl-2H-pyrimido [1,2a] imidazolinium, 1,5-dihydro-1,2-dimethyl- 2H-pyrimido [1,2a] imidazolinium, 2-dimethylamino-3-methylcarboxymethyl-1-methylimidazoli , 2-dimethylamino-3-methoxymethyl-1-methylimidazolinium, 2-dimethylamino-3-hydroxyethyl-1-methylimidazolinium, 2-dimethylamino-4-hydroxymethyl-1,3- Dimethylimidazolinium etc.

(I−9)炭素数3〜30又はそれ以上のイミダゾリウム骨格を有するグアニジウム;2−ジメチルアミノ−1,3,4−トリメチルイミダゾリウム、2−ジエチルアミノ−1,3,4−トリメチルイミダゾリウム、2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチル−4−エチルイミダゾリウム、2−ジエチルアミノ−1,3,4−トリエチルイミダゾリウム、2−ジメチルアミノ−1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,5,6,7−テトラヒドロ−1,2−ジメチル−2H−イミド[1,2a]イミダゾリウム、1,5−ジヒドロ−1,2−ジメチル−2H−ピリミド−[1,2a]イミダゾリウム、2−ジメチルアミノ−3−シアノメチル−1−メチルイミダゾリウム、2−ジメチルアミノ−4−メチルカルボキシメチル−1,3−ジメチルイミダゾリウム、2−ジメチルアミノ−3−メトキシメチル−1−メチルイミダゾリウム、2−ジメチルアミノ−3−ホルミルメチル−1−メチルイミダゾリウム、2−ジメチルアミノ−4−ヒドロキシメチル−1,3−ジメチルイミダゾリウム等。   (I-9) Guanidium having an imidazolium skeleton having 3 to 30 or more carbon atoms; 2-dimethylamino-1,3,4-trimethylimidazolium, 2-diethylamino-1,3,4-trimethylimidazolium, 2-diethylamino-1,3-dimethyl-4-ethylimidazolium, 2-diethylamino-1,3,4-triethylimidazolium, 2-dimethylamino-1,3-dimethylimidazolium, 1,5,6,7 -Tetrahydro-1,2-dimethyl-2H-imide [1,2a] imidazolium, 1,5-dihydro-1,2-dimethyl-2H-pyrimido- [1,2a] imidazolium, 2-dimethylamino-3 -Cyanomethyl-1-methylimidazolium, 2-dimethylamino-4-methylcarboxymethyl-1,3-dimethyli Dazolium, 2-dimethylamino-3-methoxymethyl-1-methylimidazolium, 2-dimethylamino-3-formylmethyl-1-methylimidazolium, 2-dimethylamino-4-hydroxymethyl-1,3-dimethylimidazole Lium etc.

(I−10)炭素数4〜30又はそれ以上のテトラヒドロピリミジニウム骨格を有するグアニジウム;2−ジメチルアミノ−1,3,4−トリメチルテトラヒドロピリミジニウム、2−ジエチルアミノ−1,3,4−トリメチルテトラヒドロピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−1,3−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム、2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム、1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−1,2−ジメチル−2H−イミド[1,2a]ピリミジニウム、1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−1,2−ジメチル−2H−ピリミド[1,2a]ピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−3−シアノメチル−1−メチルテトラヒドロピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−4−アセチル−1,3−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム2−ジメチルアミノ−4−メチルカルボキシメチル−1,3−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−3−メトキシメチル−1−メチルテトラヒドロピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−3−ヒドロキシエチル−1−メチルテトラヒドロピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−4−ヒドロキシメチル−1,3−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム等。   (I-10) Guanidium having a tetrahydropyrimidinium skeleton having 4 to 30 or more carbon atoms; 2-dimethylamino-1,3,4-trimethyltetrahydropyrimidinium, 2-diethylamino-1,3,4- Trimethyltetrahydropyrimidinium, 2-dimethylamino-1,3-dimethyltetrahydropyrimidinium, 2-diethylamino-1,3-dimethyltetrahydropyrimidinium, 1,3,4,6,7,8-hexahydro-1 , 2-dimethyl-2H-imide [1,2a] pyrimidinium, 1,3,4,6,7,8-hexahydro-1,2-dimethyl-2H-pyrimido [1,2a] pyrimidinium, 2-dimethylamino- 3-cyanomethyl-1-methyltetrahydropyrimidinium, 2-dimethylamino-4-acetyl-1 3-dimethyltetrahydropyrimidinium 2-dimethylamino-4-methylcarboxymethyl-1,3-dimethyltetrahydropyrimidinium, 2-dimethylamino-3-methoxymethyl-1-methyltetrahydropyrimidinium, 2-dimethylamino -3-hydroxyethyl-1-methyltetrahydropyrimidinium, 2-dimethylamino-4-hydroxymethyl-1,3-dimethyltetrahydropyrimidinium, and the like.

(I−11)炭素数4〜30又はそれ以上のジヒドロピリミジニウム骨格を有するグアニジウム;2−ジメチルアミノ−1,3,4−トリメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、2−ジエチルアミノ−1,3,4−トリメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、2−ジエチルアミノ−1,3,4−トリエチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−1−エチル−3−メチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、1,6,7,8−テトラヒドロ−1,2−ジメチル−2H−イミド[1,2a]ピリミジニウム、1,6−ジヒドロ−1,2−ジメチル−2H−ピリミド[1,2a]ピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−4−シアノ−1,3−ジメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−3−アセチルメチル−1−メチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−3−メチルカルボキシメチル−1−メチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−4−ホルミル−1,3−ジメチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム、2−ジメチルアミノ−3−ホルミルメチル−1−メチル−2,4(6)−ジヒドロピリミジニウム等。   (I-11) Guanidium having a dihydropyrimidinium skeleton having 4 to 30 or more carbon atoms; 2-dimethylamino-1,3,4-trimethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 2- Diethylamino-1,3,4-trimethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 2-diethylamino-1,3,4-triethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 2-diethylamino- 1,3-dimethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 2-dimethylamino-1-ethyl-3-methyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 1,6,7,8 -Tetrahydro-1,2-dimethyl-2H-imide [1,2a] pyrimidinium, 1,6-dihydro-1,2-dimethyl-2H-pyrimido [1,2a] pyrimidinium, 2-dimethyl Ruamino-4-cyano-1,3-dimethyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 2-dimethylamino-3-acetylmethyl-1-methyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 2-dimethylamino-3-methylcarboxymethyl-1-methyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, 2-dimethylamino-4-formyl-1,3-dimethyl-2,4 (6) -dihydro Pyrimidinium, 2-dimethylamino-3-formylmethyl-1-methyl-2,4 (6) -dihydropyrimidinium, and the like.

3級スルホニウムカチオン(II)としては、下記(II−1)〜(II−3)が挙げられる。
(II−1)炭素数1〜30又はそれ以上のアルキル及び/又はアルケニル基を有する脂肪族系3級スルホニウム;トリメチルスルホニウム、トリエチルスルホニウム、エチルジメチルスルホニウム、ジエチルメチルスルホニウム等。
Examples of the tertiary sulfonium cation (II) include the following (II-1) to (II-3).
(II-1) Aliphatic tertiary sulfonium having an alkyl and / or alkenyl group having 1 to 30 or more carbon atoms; trimethylsulfonium, triethylsulfonium, ethyldimethylsulfonium, diethylmethylsulfonium and the like.

(II−2)炭素数6〜30又はそれ以上の芳香族系3級スルホニウム;フェニルジメチルスルホニウム、フェニルエチルメチルスルホニウム、フェニルメチルベンジルスルホニウム等。   (II-2) Aromatic tertiary sulfonium having 6 to 30 or more carbon atoms; phenyldimethylsulfonium, phenylethylmethylsulfonium, phenylmethylbenzylsulfonium and the like.

(II−3)炭素数3〜30又はそれ以上の脂環式3級スルホニウム;メチルチオラニウム、フェニルチオラニウム、メチルチアニウム等。   (II-3) Alicyclic tertiary sulfonium having 3 to 30 or more carbon atoms; methylthiolanium, phenylthiolanium, methylthianium and the like.

第4級ホスホニウムカチオン(III)としては、下記(III−1)〜(III−3)が挙げられる。
(III−1)炭素数1〜30又はそれ以上のアルキル及び/又はアルケニル基を有する脂肪族系第4級ホスホニウム;テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラプロピルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、メチルトリエチルホスホニウム、メチルトリプロピルホスホニウム、メチルトリブチルホスホニウム、ジメチルジエチルホスホニウム、ジメチルジブチルホスホニウム、トリメチルエチルホスホニウム、トリメチルプロピルホスホニウム、トリメチルブチルホスホニウム等。
Examples of the quaternary phosphonium cation (III) include the following (III-1) to (III-3).
(III-1) Aliphatic quaternary phosphonium having an alkyl and / or alkenyl group having 1 to 30 or more carbon atoms; tetramethylphosphonium, tetraethylphosphonium, tetrapropylphosphonium, tetrabutylphosphonium, methyltriethylphosphonium, methyl Tripropylphosphonium, methyltributylphosphonium, dimethyldiethylphosphonium, dimethyldibutylphosphonium, trimethylethylphosphonium, trimethylpropylphosphonium, trimethylbutylphosphonium, etc.

(III−2)炭素数6〜30又はそれ以上の芳香族系4級ホスホニウム;トリフェニルメチルホスホニウム、ジフェニルジメチルホスホニウム、トリフェニルベンジルホスホニウム等。   (III-2) Aromatic quaternary phosphonium having 6 to 30 or more carbon atoms; triphenylmethylphosphonium, diphenyldimethylphosphonium, triphenylbenzylphosphonium and the like.

(III−3)炭素数3〜30又はそれ以上の脂環式4級ホスホニウム;1,1−ジメチルホスホラニウム、1−メチル−1−エチルホスホラニウム、1,1−ジエチルホスホラニウム、1,1−ジエチルホスホリナニウム、1,1−ペンタエチレンホスホリナニウム等。   (III-3) alicyclic quaternary phosphonium having 3 to 30 or more carbon atoms; 1,1-dimethylphosphoranium, 1-methyl-1-ethylphosphonium, 1,1-diethylphosphonium, 1,1-diethyl phosphorinanium, 1,1-pentaethylene phosphorinanium, and the like.

3級オキソニウムカチオン(IV)としては、下記(IV−1)〜(IV−3)が挙げられる。
(IV−1)炭素数1〜30又はそれ以上のアルキル及び/又はアルケニル基を有する脂肪族系3級オキソニウム;トリメチルオキソニウム、トリエチルオキソニウム、エチルジメチルオキソニウム、ジエチルメチルオキソニウム等。
Examples of the tertiary oxonium cation (IV) include the following (IV-1) to (IV-3).
(IV-1) Aliphatic tertiary oxonium having an alkyl and / or alkenyl group having 1 to 30 or more carbon atoms; trimethyloxonium, triethyloxonium, ethyldimethyloxonium, diethylmethyloxonium and the like.

(IV−2)炭素数6〜30又はそれ以上の芳香族系3級オキソニウム;フェニルジメチルオキソニウム、フェニルエチルメチルオキソニウム、フェニルメチルベンジルオキソニウム等。   (IV-2) Aromatic tertiary oxonium having 6 to 30 or more carbon atoms; phenyldimethyloxonium, phenylethylmethyloxonium, phenylmethylbenzyloxonium and the like.

(IV−3)炭素数3〜30又はそれ以上の脂環式3級オキソニウム;メチルオキソラニウム、フェニルオキソラニウム、メチルオキサニウム等。   (IV-3) An alicyclic tertiary oxonium having 3 to 30 or more carbon atoms; methyl oxolanium, phenyl oxolanium, methyl oxonium and the like.

これらの中で、好ましいオニウムカチオンは(I)であり、更に好ましいものは(I−1)、(I−4)及び(I−5)であり、特に好ましいものは(I−4)及び(I−5)である。これらオニウムカチオンは、1種又は2種以上を併用しても良い。   Among these, a preferable onium cation is (I), more preferable are (I-1), (I-4) and (I-5), and particularly preferable are (I-4) and (I I-5). These onium cations may be used alone or in combination of two or more.

オニウムカチオンを高分子に導入する方法は、例えば、高分子のカルボキシル基及び/又はスルホン酸基のプロトンを前記オニウムカチオンに置換する方法が挙げられる。プロトンを前記オニウムカチオンに置換する方法としては、所定量のオニウムカチオンに置換できる方法で有ればいずれの方法でもよいが、例えば、上記オニウムカチオンの水酸化物塩(例えば、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイド等)やモノメチル炭酸化物塩(例えば、1,2,3,4−トリメチルイミダゾリニウムモノメチル炭酸塩等)を、カルボキシル基及び/又はスルホン酸基を含有する高分子に添加し、必要により脱水、脱炭酸、脱メタノ−ル等を行うことにより容易に置換することができる。また、モノマーの段階で同様に置換してもよい。   Examples of the method of introducing the onium cation into the polymer include a method of substituting the proton of the carboxyl group and / or sulfonic acid group of the polymer with the onium cation. As a method for substituting protons with the onium cation, any method can be used as long as it is a method capable of substituting a predetermined amount of onium cation. For example, a hydroxide salt of the onium cation (for example, tetraethylammonium hydroxide). Etc.) and a monomethyl carbonate salt (for example, 1,2,3,4-trimethylimidazolinium monomethyl carbonate, etc.) are added to a polymer containing a carboxyl group and / or a sulfonic acid group, and if necessary, dehydration, It can be easily replaced by decarboxylation, demethanol, or the like. Moreover, you may substitute similarly in the stage of a monomer.

オニウムカチオンによる置換の段階に関しては、例えば、前記カルボキシル基及び/又はスルホン酸基を含有するモノマーをオニウムカチオンで置換した後に重合する方法や、カルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する高分子を作成した後に酸のプロトンをオニウムウムカチオンで置換する方法等が挙げられるが、最終的な高分子のカルボキシル基及び/又はスルホン酸基のプロトンが置換されていればいずれの段階で行ってもよい。   Regarding the stage of substitution with an onium cation, for example, a method of polymerizing after the monomer containing a carboxyl group and / or sulfonic acid group is substituted with an onium cation, or a polymer having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group is prepared. Then, a method of substituting the proton of the acid with an onium cation can be mentioned, but it may be carried out at any stage as long as the proton of the carboxyl group and / or sulfonic acid group of the final polymer is substituted.

カルボキシル基及び/又はスルホン酸基のプロトンを前記オニウムカチオンにより置換する度合い(置換度)は、30〜100モル%、好ましくは50〜100モル%、さらに好ましくは70〜100モル%である。オニウムカチオンによる置換度が30モル%未満では、高分子(1)のカルボキシル基、スルホン酸基及びオニウムカチオンの解離が低すぎて膨潤力やゲル化力が低い場合がある。   The degree of substitution of the proton of the carboxyl group and / or sulfonic acid group with the onium cation (substitution degree) is 30 to 100 mol%, preferably 50 to 100 mol%, more preferably 70 to 100 mol%. When the degree of substitution by the onium cation is less than 30 mol%, the dissociation of the carboxyl group, sulfonic acid group and onium cation of the polymer (1) is too low, and the swelling power and gelling power may be low.

本発明において、カルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する構成単位を所定量含有し、かつ該カルボキシル基及び/又はスルホン酸基が所定量オニウムカチオンで置換された前記高分子(1)は、最終的にはいずれかの段階で架橋して架橋体とする。架橋の方法としては、公知の方法で良く、例えば、下記[1]〜[5]の方法を挙げることができる。   In the present invention, the polymer (1) containing a predetermined amount of a structural unit having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group and having the carboxyl group and / or the sulfonic acid group substituted with a predetermined amount of an onium cation, Specifically, it is crosslinked at any stage to obtain a crosslinked product. The crosslinking method may be a known method, and examples thereof include the following methods [1] to [5].

[1]共重合性架橋剤による架橋
前記カルボキシル基及び/又はスルホン酸基含有モノマー、該モノマーのオニウムカチオン置換体、必要により共重合する他のモノマー(b)と共重合可能な又は分子内に2重結合を2つ以上有する共重合性架橋剤[例えば、ジビニルベンゼン等の多価ビニル型架橋剤、N,N’−メチレンビスアクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド型架橋剤、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル等の多価アリルエーテル型架橋剤、トリメチロールプロパントリアクリレート等の多価(メタ)アクリル酸エステル型架橋剤等]を共重合して架橋する方法。
[1] Crosslinking with a copolymerizable crosslinking agent Copolymerizable with the carboxyl group and / or sulfonic acid group-containing monomer, an onium cation-substituted product of the monomer, and another monomer (b) to be copolymerized if necessary, or within the molecule Copolymerizable crosslinking agent having two or more double bonds [for example, polyvalent vinyl type crosslinking agent such as divinylbenzene, (meth) acrylamide type crosslinking agent such as N, N′-methylenebisacrylamide, pentaerythritol triallyl ether For example, a polyvalent allyl ether type cross-linking agent such as trimethylolpropane triacrylate and the like.

[2]反応性架橋剤による架橋
カルボキシル基及び/又はスルホン酸基又はそのオニウムカチオン置換体、必要により共重合するモノマーの官能基等と反応し得る官能基を分子内に2つ以上有する反応性架橋剤[例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の多価イソシアネート型架橋剤、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル等の多価エポキシ型架橋剤、グリセリン等の多価アルコール型架橋剤、ヘキサメチレンテトラミンやポリエチレンイミン等の多価アミン、イミン型架橋剤、エピクロルヒドリン等のハロエポキシ型架橋剤、硫酸アルミニウム等の多価金属塩型架橋剤等]を用いて架橋する方法。
[2] Crosslinking with a reactive crosslinking agent Reactivity having two or more functional groups in the molecule that can react with a carboxyl group and / or a sulfonic acid group or an onium cation substitution product thereof, and a functional group of a monomer to be copolymerized if necessary Crosslinker [for example, polyvalent isocyanate type crosslinker such as 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, polyvalent epoxy type crosslinker such as polyglycerol polyglycidyl ether, polyhydric alcohol type crosslinker such as glycerin, hexamethylenetetramine and polyethylene And a polyvalent amine such as imine, an imine type cross-linking agent, a haloepoxy type cross-linking agent such as epichlorohydrin, and a polyvalent metal salt type cross-linking agent such as aluminum sulfate.

[3]重合反応性架橋剤による架橋
前記カルボキシル基及び/又はスルホン酸基含有モノマー、該モノマーのオニウムカチオン置換体、必要により共重合する他のモノマー(b)と共重合可能な又は分子内に2重結合を有し、かつカルボキシル基及び/又はスルホン酸基又はそのオニウムカチオン置換体、必要により共重合するモノマーの官能基等と反応し得る官能基を分子内に有する重合反応性架橋剤[例えば、グリシジルメタクリレート等のグリシジル(メタ)アクリレート型架橋剤、アリルグリシジルエーテル等のアリルエポキシ型架橋剤等]を用いて架橋する方法。
[3] Crosslinking with a polymerization-reactive crosslinker The carboxyl group and / or sulfonic acid group-containing monomer, an onium cation-substituted product of the monomer, and, if necessary, copolymerizable with other monomer (b) or within the molecule Polymerization-reactive crosslinking agent having a double bond and having a functional group in the molecule that can react with a carboxyl group and / or a sulfonic acid group or an onium cation substitution product thereof, and a functional group of a monomer to be copolymerized if necessary [ For example, glycidyl (meth) acrylate type crosslinking agents such as glycidyl methacrylate, and allyl epoxy type crosslinking agents such as allyl glycidyl ether].

[4]放射線照射による架橋
前記高分子(1)に紫外線、電子線、γ線等の放射線を照射して高分子(1)を架橋する方法、前記モノマーに紫外線、電子線、γ線等を照射し重合と架橋を同時に行う方法等。
[4] Crosslinking by radiation irradiation A method of crosslinking the polymer (1) by irradiating the polymer (1) with radiation such as ultraviolet rays, electron beams, γ rays, etc., and the monomer with ultraviolet rays, electron beams, γ rays, etc. A method of performing polymerization and crosslinking at the same time by irradiation.

[5]加熱による架橋
前記高分子(1)を100℃以上に加熱して、高分子(1)の分子間で熱架橋(例えば、加熱によるラジカルの発生による炭素間の架橋や官能基間での架橋)する方法等。
[5] Crosslinking by heating The polymer (1) is heated to 100 ° C. or more, and thermal crosslinking is performed between the molecules of the polymer (1) (for example, between carbons due to generation of radicals by heating or between functional groups). Cross-linking).

これらの架橋方法の中で好ましいものは、最終品の用途、形態によって異なるが、総合的に考えると[1]共重合性架橋剤による架橋、[2]反応性架橋剤による架橋及び[4]放射線照射による架橋である。   Among these crosslinking methods, preferred ones vary depending on the use and form of the final product, but when considered comprehensively, [1] crosslinking with a copolymerizable crosslinking agent, [2] crosslinking with a reactive crosslinking agent, and [4] Cross-linking by radiation irradiation.

前記共重合性架橋剤の中で好ましいものは、多価(メタ)アクリルアミド型架橋剤、アリルエーテル型架橋剤、多価(メタ)アクリル酸エステル型架橋剤であり、さらに好ましいものは、アリルエーテル型架橋剤である。   Among the copolymerizable crosslinking agents, preferred are polyvalent (meth) acrylamide type crosslinking agents, allyl ether type crosslinking agents, and polyvalent (meth) acrylic acid ester type crosslinking agents, and more preferred are allyl ethers. It is a mold cross-linking agent.

前記反応性架橋剤の中で好ましいものは、多価イソシアネート型架橋剤及び多価エポキシ型架橋剤であり、さらに好ましいものは分子内に3つ以上の官能基を有する多価イソシアネート型架橋剤又は多価エポキシ型架橋剤である。   Among the reactive crosslinking agents, preferred are a polyvalent isocyanate type crosslinking agent and a polyvalent epoxy type crosslinking agent, and more preferred are a polyvalent isocyanate type crosslinking agent having three or more functional groups in the molecule or It is a polyvalent epoxy type cross-linking agent.

架橋度に関しては、使用する目的によって適宜選択できるが、共重合性架橋剤を使用する場合は、全モノマー質量に対して、0.001〜10質量%が好ましく、0.01〜5質量%がさらに好ましい。   The degree of crosslinking can be appropriately selected depending on the purpose of use, but when a copolymerizable crosslinking agent is used, it is preferably 0.001 to 10% by mass, and 0.01 to 5% by mass with respect to the total monomer mass. Further preferred.

反応性架橋剤を使用する場合の添加量は、架橋体(A)をどのような形状とするかによって好ましい添加量が異なるが、0.001〜10質量%が好ましく、後述する燃料電池用液体燃料を含有した一体化したゲルを作成する場合は、0.01〜50質量%が好ましい。   The amount of addition in the case of using a reactive cross-linking agent varies depending on the shape of the cross-linked product (A), but is preferably 0.001 to 10% by mass. In the case of producing an integrated gel containing fuel, 0.01 to 50% by mass is preferable.

本発明において、前記カルボキシル基及び/又はスルホン酸基含有モノマー、該モノマーのオニウムカチオン置換体及び必要により共重合する他のモノマー(b)の重合方法も公知の方法で良く、例えば、前記の各モノマー及び生成するポリマーが溶解する溶媒中での溶液重合法、溶媒を使用せずに重合する塊状重合法、乳化重合法等を例示することができる。この中で好ましいものは、溶液重合法である。   In the present invention, the polymerization method of the carboxyl group and / or sulfonic acid group-containing monomer, the onium cation-substituted product of the monomer, and other monomer (b) copolymerized as necessary may be a known method. Examples thereof include a solution polymerization method in a solvent in which a monomer and a polymer to be generated are dissolved, a bulk polymerization method in which polymerization is performed without using a solvent, and an emulsion polymerization method. Among these, the solution polymerization method is preferable.

溶液重合による有機溶媒は、使用するモノマーやポリマーの溶解性により適宜選択できるが、例えば、メタノ−ル、エタノール等のアルコール類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;ε−カプロラクタム等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸エチル等のカルボン酸エステル類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類及び水等を挙げることができる。これら、溶媒は1種又は2種以上を混合して使用してもよい。   The organic solvent by solution polymerization can be selected as appropriate depending on the solubility of the monomer and polymer used, for example, alcohols such as methanol and ethanol; carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate and dimethyl carbonate; γ-butyrolactone, etc. Lactones; lactones such as ε-caprolactam; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; carboxylic acid esters such as ethyl acetate; ethers such as tetrahydrofuran and dimethoxyethane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; and water Etc. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

溶液重合における重合濃度も特に限定はなく目的の用途によって種々異なるが、1〜80質量%が好ましく、5〜60質量%がさらに好ましい。   The polymerization concentration in the solution polymerization is not particularly limited and may vary depending on the intended use, but is preferably 1 to 80% by mass, more preferably 5 to 60% by mass.

重合開始剤も通常のものでよく、アゾ系開始剤[アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸、アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、アゾビス(2−アミジノプロパン)ジハイドロクロライド、アゾビス{2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロロピオンアミド}等]、過酸化物系開始剤[過酸化ベンゾイル、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、コハク酸パーオキサイド、ジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、過酸化水素等]、レドックス開始剤[上記過酸化物系開始剤と還元剤(アスコルビン酸や過硫酸塩)の組み合わせ等]を例示することができる。   The polymerization initiator may be a normal one, such as an azo initiator [azobisisobutyronitrile, azobiscyanovaleric acid, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, azobis { 2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide} and the like], peroxide initiators [benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, succinic peroxide, di ( 2-ethoxyethyl) peroxydicarbonate, hydrogen peroxide, etc.] and redox initiators [a combination of the above peroxide-based initiators and a reducing agent (ascorbic acid or persulfate), etc.].

他の重合方法としては、光増感開始剤[ベンゾフェノン等]を添加し紫外線等を照射する方法、γ線や電子線等の放射線を照射し重合する方法等を例示することができる。   Examples of other polymerization methods include a method of adding a photosensitizing initiator [benzophenone or the like] and irradiating with ultraviolet rays or the like, a method of irradiating with radiation such as γ rays or electron beams, and the like.

重合開始剤を使用する場合の開始剤の添加量は、特に限定はないが、使用するモノマーの総質量に対して、0.0001〜5質量%が好ましく、0.001〜2質量%がさらに好ましい。   The amount of initiator added when a polymerization initiator is used is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 5% by mass, more preferably 0.001 to 2% by mass, based on the total mass of the monomers used. preferable.

重合温度も目的とする分子量や開始剤の分解温度、使用する溶媒の沸点等により種々異なるが、−20〜200℃が好ましく、0〜100℃がさらに好ましい。   The polymerization temperature also varies depending on the target molecular weight, the decomposition temperature of the initiator, the boiling point of the solvent used, etc., but is preferably -20 to 200 ° C, more preferably 0 to 100 ° C.

架橋体を粒子状とする場合、その粒子径は、体積平均粒径で0.1〜5000μmが好ましく、さらに好ましくは50〜2000μmである。また、0.1μm未満が全体の10質量%以下、5000μmを超える部分が全体の10質量%以下が好ましく、それぞれ5質量%以下がさらに好ましい。   When making a crosslinked body into a particulate form, the particle diameter is 0.1-5000 micrometers in a volume average particle diameter, More preferably, it is 50-2000 micrometers. Further, the portion less than 0.1 μm is 10% by mass or less of the whole, and the portion exceeding 5000 μm is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less.

粒子径の測定は、ロータップ試験篩振とう機及びJIS Z8801−2000標準篩いを用いて、ペリーズ・ケミカル・エンジニアーズ・ハンドブック第6版(マックグローヒル・ブック・カンパニー,1984,p.21)に記載の方法で行う(以下、粒子径の測定は本方法による。)。   The particle size was measured in the Perry's Chemical Engineers Handbook 6th Edition (McGlow Hill Book Company, 1984, p.21) using a low tap test sieve shaker and a JIS Z8801-2000 standard sieve. (Hereinafter, the particle diameter is measured by this method.)

粒子状の形態を得る方法としては、最終的に粒子状になれば特に限定はないが、例えば、下記(i)〜(iv)等の方法が挙げられる。
(i)必要により溶媒を用いて、前記共重合性架橋剤を添加して共重合により高分子(1)の架橋体(A)を作成し、必要により乾燥等の方法で溶媒を留去し、公知の粉砕方法を用いて粉砕して粒子状とする方法。
The method for obtaining the particulate form is not particularly limited as long as it finally becomes particulate, and examples thereof include the following methods (i) to (iv).
(I) If necessary, using a solvent, adding the copolymerizable crosslinking agent to prepare a crosslinked body (A) of the polymer (1) by copolymerization, and if necessary, removing the solvent by a method such as drying. A method of pulverizing into particles using a known pulverization method.

(ii)必要により溶媒を用いて、重合して高分子(1)を作成した後、前記反応性架橋剤又は放射線の照射等の手段により、高分子(1)を架橋した後、必要により乾燥等の方法で溶媒を留去し、公知の粉砕方法を用いて粉砕して粒子状とする方法。   (Ii) If necessary, polymerize using a solvent to prepare the polymer (1), and then crosslink the polymer (1) by means of the reactive crosslinking agent or radiation irradiation, and then dry if necessary. A method in which the solvent is distilled off by a method such as pulverization using a known pulverization method to form particles.

(iii)前記カルボキシル基及び/又はスルホン酸基含有モノマー及び必要により他のモノマー(b)を前記共重合性架橋剤の存在下、必要により溶媒を用いて共重合して架橋し高分子化した後、前記オニウムカチオン化合物を添加し、酸性基のプロトンを所定量オニウムカチオンに置換した後、必要により乾燥等の方法で溶媒を留去し、公知の粉砕方法を用いて粉砕して粒子状とする方法。   (Iii) The carboxyl group and / or sulfonic acid group-containing monomer and, if necessary, another monomer (b) in the presence of the copolymerizable crosslinking agent, if necessary, are copolymerized using a solvent to be crosslinked and polymerized. Then, after adding the onium cation compound and replacing the proton of the acidic group with a predetermined amount of onium cation, if necessary, the solvent is distilled off by a method such as drying, and pulverization is performed using a known pulverization method. how to.

(iv)前記カルボキシル基及び/又はスルホン酸基含有モノマー及び必要により他のモノマー(b)を前記共重合性架橋剤の非存在下、必要により溶媒を用いて共重合して未架橋の高分子とした後、前記オニウムカチオン化合物及び反応性架橋剤の添加や放射線の照射により、酸性基のプロトンを置換するのと同時に高分子を架橋し、必要により乾燥等の方法で溶媒を留去し、公知の粉砕方法を用いて粉砕して粒子状とする方法。   (Iv) An uncrosslinked polymer obtained by copolymerizing the carboxyl group and / or sulfonic acid group-containing monomer and, if necessary, another monomer (b) in the absence of the copolymerizable crosslinking agent, if necessary, using a solvent. Then, by adding the onium cation compound and the reactive crosslinking agent or by irradiation with radiation, the polymer is crosslinked at the same time as replacing the proton of the acidic group, and if necessary, the solvent is distilled off by a method such as drying, A method in which particles are pulverized using a known pulverization method.

これらの燃料電池用燃料貯蔵物(以下燃料貯蔵物という)の架橋体(A)の形状を粒子状にする過程で、必要により行う乾燥は、公知の乾燥方法で良く、例えば、通気乾燥(循風乾燥機等)、透気乾燥(バンド型乾燥機等)、減圧乾燥(減圧乾燥機等)、接触乾燥(ドラムドライヤー等)等を挙げることができる。   In the process of making the cross-linked product (A) of these fuel cell fuel storages (hereinafter referred to as fuel storages) into a particulate form, the drying performed as necessary may be performed by a known drying method. For example, ventilation drying (circulation) And air drying (such as a band-type dryer), vacuum drying (such as a vacuum dryer), and contact drying (such as a drum dryer).

乾燥する場合の乾燥温度に関しては、ポリマー等の劣化や過度の架橋が起こらなければ特に限定はないが、好ましくは0〜200℃、さらに好ましくは50〜150℃である。形状を粒子状とする場合の粉砕方法も公知の方法でよく、例えば、衝撃粉砕(ピンミル、カッターミル、ボールミル型粉砕機、ACMパルペライザー等の高速回転型粉砕機等)、空気粉砕(ジェット粉砕機等)、凍結粉砕等の方法を挙げることができる。   The drying temperature for drying is not particularly limited as long as the polymer or the like does not deteriorate or excessively cross-linked, but is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C. The pulverization method when the shape is in the form of particles may be a known method, for example, impact pulverization (pin mill, cutter mill, ball mill type pulverizer, high-speed rotary pulverizer such as ACM pulverizer, etc.) Etc.), and a method such as freeze pulverization.

このようにして粒子状の架橋体(A)が得られる。本発明において、このように粒子状化した本発明の燃料貯蔵物中の架橋体(A)は、燃料を吸収する能力がある。   In this way, a particulate crosslinked body (A) is obtained. In the present invention, the cross-linked product (A) in the fuel storage of the present invention that has been particulated in this way has the ability to absorb fuel.

本発明の燃料電池用燃料供給装置に収容する燃料組成物は、種々の形態に加工でき、燃料組成物の形態は特に限定されないが、好ましい形態としては粒子状、シート状、一体ゲル化の形態を挙げることができる。   The fuel composition accommodated in the fuel supply device for a fuel cell of the present invention can be processed into various forms, and the form of the fuel composition is not particularly limited, but as a preferred form, it is in the form of particles, sheets, and integral gelation. Can be mentioned.

以下、好ましい形態の作成方法について説明するが、形態によりその作成方法等や好ましい方法等が若干異なるので、それぞれについて説明する。   Hereinafter, a method for creating a preferable form will be described. However, a method for creating the preferred form, a preferable method, and the like differ slightly depending on the form, and each will be described.

粒子状の燃料貯蔵物は、粒子状の架橋体(A)が燃料を吸収したものでもよいし、燃料を吸収した後粒子状としてもよい。粒子状にする方法は上記の架橋体(A)を製造する方法と同じでよい。体積平均粒子径等は架橋体(A)と同じものが好ましい。   The particulate fuel storage product may be one in which the particulate crosslinked body (A) has absorbed the fuel, or may be particulate after the fuel has been absorbed. The method for forming particles may be the same as the method for producing the crosslinked body (A). The same volume average particle diameter as that of the crosslinked body (A) is preferable.

このように粒子状化した燃料組成物は、燃料を吸収する能力がある。この本発明の燃料貯蔵物中の架橋体(A)の吸収量は、対象とする燃料の種類や前記ポリマー組成、又ゲル強度等により種々変化し、該架橋体(A)を燃料貯蔵物として使用する場合は、メタノールに対する吸収量を10〜1000g/gに設計するのが好ましく、50〜900g/gに設計するのがさらに好ましい。吸収量が10g/g以上であれば、従来の非イオン系吸収剤に比べ保液量が大幅に大きく、1000g/g以下であると液体燃料を保液した燃料貯蔵物のゲル強度が弱すぎるという問題がない。   The particulate fuel composition is capable of absorbing fuel. The amount of the crosslinked product (A) absorbed in the fuel storage of the present invention varies depending on the type of the target fuel, the polymer composition, the gel strength, etc., and the crosslinked product (A) is used as the fuel storage. When using, it is preferable to design the absorption amount with respect to methanol to 10-1000 g / g, and it is more preferable to design to 50-900 g / g. If the absorption amount is 10 g / g or more, the liquid retention amount is significantly larger than that of the conventional nonionic absorbent, and if it is 1000 g / g or less, the gel strength of the fuel stock holding liquid fuel is too weak. There is no problem.

次に燃料組成物の形状をシート状とする場合に関して説明する。シート状にする場合方法としては、例えば、下記(v)〜(vii)の方法を挙げることができる。   Next, the case where the fuel composition is in the form of a sheet will be described. Examples of the method for forming a sheet include the following methods (v) to (vii).

(v)前記粒子状の架橋体(A)を不織布や紙等の間に挟み込んでサンドイッチシートとし、燃料を吸収させる方法。   (V) A method in which the particulate crosslinked product (A) is sandwiched between non-woven fabrics or papers to form a sandwich sheet and absorb fuel.

(vi)前記高分子(1)の未架橋体を不織布、織布、紙、フィルムの1つ又は2つ以上からなる基材に含浸及び/又は塗工した後、前記架橋剤による架橋、前記放射線照射による架橋、前記加熱による架橋からなる群より選ばれる1つ又は2つ以上の架橋手段を用いて高分子(1)を架橋するとともに、必要により溶媒を留去しシート化した後、燃料を吸収させる方法。   (Vi) after impregnating and / or applying a non-crosslinked body of the polymer (1) to a substrate composed of one or more of nonwoven fabric, woven fabric, paper, and film, followed by crosslinking with the crosslinking agent, The polymer (1) is cross-linked by using one or two or more cross-linking means selected from the group consisting of cross-linking by radiation irradiation and cross-linking by heating. To absorb.

(vii)30〜100モル%のプロトンを前記オニウムカチオンで置換したカルボキシル基及び/又はスルホン酸基含有モノマー20〜100質量%と、他の共重合可能なモノマーを0〜80質量%、前記架橋剤からなる混合溶液を、不織布、織布、紙、フィルムの中の1つ又は2つ以上からなる基材に含浸及び/又は塗工した後、該基材を重合開始剤及び/又は放射線等の照射による架橋、加熱による架橋の群から選ばれる1つ又は2以上の架橋手段を用いて重合し、必要により溶媒を留去することによりシート化した後、燃料を吸収させる方法。   (Vii) Carboxyl group and / or sulfonic acid group-containing monomer in which 30 to 100 mol% of protons are substituted with the onium cation, and 0 to 80 mass% of other copolymerizable monomers, and the crosslinking After impregnating and / or applying a mixed solution composed of an agent to a substrate composed of one or more of nonwoven fabric, woven fabric, paper, and film, the substrate is then subjected to polymerization initiator and / or radiation, etc. A method of polymerizing using one or two or more crosslinking means selected from the group consisting of crosslinking by irradiation and crosslinking by heating, and if necessary, forming a sheet by distilling off the solvent, and then absorbing the fuel.

これらの方法の中で、作成したシート(B)の厚みの調整の容易さや作成したシートの吸収速度等の観点から、(vi)又は(vii)が好ましい。形状をシート状とした場合のシート(B)の厚みは、1〜50000μmが好ましく、5〜30000μmが更に好ましく、10〜10000μmが特に好ましい。シートの厚みが、1μm以上であると架橋体(A)の目付量が少なくなりすぎず、50000μm以下ではシートの厚みが厚すぎることがない。シート長さや巾に関しては、使用する大きさにより適宜選択でき、特に限定はないが、好ましい長さは0.01〜10m、好ましい幅は0.1〜300cmである。前記シート(B)における本発明の高分子の架橋体の目付量に関しては、特に限定はないが、対象とする液体燃料の吸収・保液能力、また厚みが厚くなりすぎないこと等を加味すると、目付量は、10〜3000g/mが好ましく、20〜1000g/mが更に好ましい。 Among these methods, (vi) or (vii) is preferable from the viewpoint of easy adjustment of the thickness of the prepared sheet (B), the absorption rate of the prepared sheet, and the like. When the shape is a sheet, the thickness of the sheet (B) is preferably 1 to 50000 μm, more preferably 5 to 30000 μm, and particularly preferably 10 to 10000 μm. When the thickness of the sheet is 1 μm or more, the basis weight of the crosslinked body (A) is not too small, and when it is 50000 μm or less, the thickness of the sheet is not too thick. The sheet length and width can be appropriately selected depending on the size to be used, and are not particularly limited. However, the preferred length is 0.01 to 10 m, and the preferred width is 0.1 to 300 cm. The weight per unit area of the crosslinked polymer of the present invention in the sheet (B) is not particularly limited, but taking into account the absorption / retention capacity of the target liquid fuel, the thickness not being too thick, and the like. weight per unit area is preferably 10~3000g / m 2, more preferably 20~1000g / m 2.

形態をシート状とするために必要により使用する不織布、織布、紙、フィルム等の基材は公知のものでよく、例えば、目付量が10〜500g程度の合成繊維及び/又は天然繊維からなる不織布又は織布、紙(上質紙、薄葉紙、和紙等)、合成樹脂からなるフィルム、並びにこれらの2つ以上の基材及びこれらの複合体を例示することができる。   A base material such as a nonwoven fabric, a woven fabric, paper, or a film used as necessary to form the sheet may be a well-known material, for example, a synthetic fiber and / or natural fiber having a basis weight of about 10 to 500 g. Nonwoven fabric or woven fabric, paper (quality paper, thin paper, Japanese paper, etc.), a film made of a synthetic resin, and two or more substrates thereof and a composite thereof can be exemplified.

これらの基材の中で、好ましいものは、不織布、及び不織布とプラスチックフィルム又は金属フィルムとの複合体であり、特に好ましいものは、不織布、及び不織布とプラスチックフィルムとの複合体である。   Among these substrates, preferred are nonwoven fabrics and composites of nonwoven fabrics and plastic films or metal films, and particularly preferred are nonwoven fabrics and composites of nonwoven fabrics and plastic films.

これら基材の厚みに関しては特に限定はないが、通常1〜50000μm、好ましくは10〜20000μmである。厚みが、1μm未満であると、所定量の前記高分子(1)の含浸や塗工が難しく、一方厚みが50000μmを越えるとシートが厚すぎて燃料貯蔵物としたときに全体のカサが大きくなって使用しにくくなる。基材への、高分子(1)の塗工方法や含浸方法は、公知の方法でよく、例えば、通常のコーティングやパディング等の方法を適用すれば良く、コーティングやパディング処理を行った後、重合や希釈、粘度調整等のために使用した溶媒を、必要により乾燥等の方法で留去してもよい。   Although there is no limitation in particular regarding the thickness of these base materials, it is 1-50000 micrometers normally, Preferably it is 10-20000 micrometers. When the thickness is less than 1 μm, it is difficult to impregnate or apply the predetermined amount of the polymer (1). It becomes difficult to use. The coating method or impregnation method of the polymer (1) to the substrate may be a known method, for example, a normal coating or padding method may be applied, and after performing the coating or padding treatment, The solvent used for polymerization, dilution, viscosity adjustment and the like may be distilled off by a method such as drying, if necessary.

このようにして作成した架橋体(A)を含有するシートは、燃料を効率よく吸収するので、シート型燃料貯蔵物として用いられる。このシート型燃料貯蔵物における燃料に対する吸収量も、燃料の供給時間が十分に長ければ特に限定はないが、0.1〜500g−燃料/cm−シートが好ましく、1〜400g/cmのものがさらに好ましい。吸収量が0.1g/cm上であると液体燃料を十分に吸収できて、500g/cm以下であると液体燃料を吸収したシートが厚くなりすぎない。 The sheet containing the cross-linked product (A) thus prepared absorbs fuel efficiently and is used as a sheet-type fuel storage. The amount of fuel absorbed in the sheet-type fuel storage is not particularly limited as long as the fuel supply time is sufficiently long, but is preferably 0.1 to 500 g-fuel / cm 2 -sheet, preferably 1 to 400 g / cm 2 . More preferred. When the absorption amount is 0.1 g / cm 2 , the liquid fuel can be sufficiently absorbed, and when it is 500 g / cm 2 or less, the sheet that has absorbed the liquid fuel does not become too thick.

前記架橋体(A)及び燃料からなる一体ゲル化型燃料貯蔵物における前記架橋体(A)/燃料の比率は、好ましくは0.1〜99/1〜99.9質量%であり、さらに好ましくは0.5〜50/50〜99.5質量%、特に好ましくは1〜30/70〜99質量%であり、最も好ましくは1〜20/80〜99質量%である。該架橋体(A)の比率が、0.1質量%以上であると生成した燃料含有ゲルのゲル強度が弱かった全体をゲル化できない場合がなく、一方含有量が、99質量%以下であると、該架橋体(A)の含有量が多すぎるために必要とする燃料の添加量が低すぎて電池の放電時間が短くなることがない。   The ratio of the crosslinked body (A) / fuel in the integral gelled fuel storage comprising the crosslinked body (A) and fuel is preferably 0.1 to 99/1 to 99.9% by mass, and more preferably. Is 0.5 to 50/50 to 99.5% by mass, particularly preferably 1 to 30/70 to 99% by mass, and most preferably 1 to 20/80 to 99% by mass. When the ratio of the crosslinked body (A) is 0.1% by mass or more, there is no case in which the entire fuel-containing gel having weak gel strength cannot be gelled, while the content is 99% by mass or less. And since there is too much content of this bridge | crosslinking body (A), the addition amount of a fuel required is too low, and the discharge time of a battery is not shortened.

一体ゲル化型燃料貯蔵物に使用する燃料も、前記のものと同じ物が使用できる。一体ゲル化型燃料貯蔵物の作成方法としては、例えば、(viii)前述した本発明の粒子状の架橋体(A)に所定量の燃料を添加する方法;(ix)該架橋体(A)を含有するシートに燃料を添加する方法でも良いが、これらの燃料含有ゲルは、下記(x)や(xi)等に挙げた方法で一体化したゲルを作成できるものが好ましい。   The same fuel as described above can be used as the fuel used for the integral gelled fuel storage. Examples of a method for producing an integral gelled fuel storage include: (viii) a method of adding a predetermined amount of fuel to the above-described particulate crosslinked body (A) of the present invention; (ix) the crosslinked body (A) However, it is preferable that these fuel-containing gels can create an integrated gel by the methods described in (x) and (xi) below.

(x)前記高分子(1)を燃料に溶解し、該高分子(1)を前記架橋剤による架橋、放射線照射による架橋、加熱による架橋の何れかの架橋手段で架橋することにより一体化したゲルとする方法。   (X) The polymer (1) is dissolved in a fuel, and the polymer (1) is integrated by cross-linking by any cross-linking means of cross-linking by the cross-linking agent, cross-linking by radiation irradiation, or cross-linking by heating. How to make a gel.

(xi)燃料中で、前記オニウムカチオンで30〜100モル%のプロトンを置換したカルボキシル基及び/又はスルホン酸含有モノマー20〜100質量%、及び必要により他の共重合可能なモノマーを0〜80質量%とを、前記共重合性架橋剤の存在下重合することにより、一体化したゲルとする方法。   (Xi) 20 to 100% by mass of a carboxyl group and / or sulfonic acid-containing monomer in which 30 to 100 mol% of protons are substituted with the onium cation in the fuel, and 0 to 80% of other copolymerizable monomers as necessary. A method of forming an integrated gel by polymerizing mass% in the presence of the copolymerizable crosslinking agent.

架橋体及び燃料からなるゲルの形態は適宜選択することができ、形状としては、例えば、シート状、ブロック状、球状、円柱状等の形状を例示することができる。これらの中で燃料貯蔵物として使用する場合、好ましい形状はシート状、ブロック状又は円柱状である。   The form of the gel composed of the crosslinked body and the fuel can be appropriately selected. Examples of the shape include a sheet shape, a block shape, a spherical shape, and a cylindrical shape. Among these, when used as a fuel storage, a preferable shape is a sheet shape, a block shape or a column shape.

シート状ゲルとする場合のゲルの厚みは、1〜50000μmが好ましく、10〜20000μmが更に好ましい。シート状ゲルの幅や長さに関しては、その使用目的や場所、用途等に合わせて適宜選択すればよい。   1-50000 micrometers is preferable and, as for the thickness of the gel in setting it as a sheet-like gel, 10-20000 micrometers is still more preferable. What is necessary is just to select suitably about the width | variety and length of a sheet-like gel according to the use purpose, a place, a use, etc.

これらの形状のゲルの作成方法も特に限定はなく、例えば、作成したい形状に合わせた容器中やセルの中でゲル化させる方法、離型紙、フィルム、不織布等の上に、前記高分子(1)やモノマー等と液体燃料の混合物を積層又はコーティング等の方法によりシート状のゲルを作成する方法等が挙げられる。   There are no particular limitations on the method for producing gels of these shapes. For example, the polymer (1) may be formed on a release paper, a film, a nonwoven fabric, or the like by gelation in a container or cell that matches the shape to be produced. ) Or a mixture of a monomer or the like and a liquid fuel, or a method of forming a sheet-like gel by a method such as lamination or coating.

燃料組成物には、必要に応じて他のゲル化剤(脂肪酸石鹸、ジベンザルソルビット、ヒドロキシプロピルセルロース、ベンジリデンソルビトール、カルボキシビニルポリマー、ポリエチレングリコール、ポリオキシアルキレン、ソルビトール、ニトロセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、アセチルブチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、AB樹脂、アクリル樹脂、アセタール樹脂、ポリカーボネート、ナイロン、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ユリア樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、フタル酸ジアリル樹脂、ポリアロマー等)、吸着剤(デキストリン、デキストラン、シリカゲル、シリカ、アルミナ、モレキュラーシーブ、カオリン、珪藻土、カーボンブラック、活性炭等)、増粘剤、結着剤、及び燃料を化学変換して非流動化させる物質からなる群より選ばれる1種又は2種以上を配合してもよい。これらは、それぞれの機能を発揮できるものであれば特に限定はなく、固体、液体のものを問わない。また、燃料貯蔵物を作成する任意の段階で配合して構わない。   The fuel composition may contain other gelling agents (fatty acid soap, dibenzal sorbite, hydroxypropylcellulose, benzylidene sorbitol, carboxyvinyl polymer, polyethylene glycol, polyoxyalkylene, sorbitol, nitrocellulose, methylcellulose, ethylcellulose as necessary. , Acetylbutyl cellulose, polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS resin, AB resin, acrylic resin, acetal resin, polycarbonate, nylon, phenolic resin, phenoxy resin, urea resin, alkyd resin, polyester, epoxy resin, diallyl phthalate resin, polyallomer Etc.), adsorbent (dextrin, dextran, silica gel, silica, alumina, molecular sieve, kaolin, diatomaceous earth, carbon bra Click, activated carbon, etc.), a thickener, a binder, and fuel may be blended with one or more members selected from the group consisting of substances which non-fluidized by chemical transformation. These are not particularly limited as long as they can exhibit their respective functions, and may be solid or liquid. Moreover, you may mix | blend in the arbitrary steps which produce a fuel store.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、何ら以下の実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples as long as the gist of the present invention is not exceeded.

〔製造例1〕
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(BHC)26.8g(0.1mol)をメタノール50mlに加熱溶解して再結晶を行うことにより、BHC:メタノール=1:1(モル比)でメタノール含有率11質量%の固体状のメタノール包接化合物を得た。
[Production Example 1]
By re-dissolving 26.8 g (0.1 mol) of 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane (BHC) in 50 ml of methanol by heating and recrystallization, BHC: methanol = 1: 1 (molar ratio). A solid methanol clathrate compound having a methanol content of 11% by mass was obtained.

〔製造例2〕
1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(THPE)39.8g(0.1mol)をメタノール100mlに加熱溶解して再結晶を行うことにより、THPE:メタノール=1:2(モル比)でメタノール含有率14質量%の固体状のメタノール包接化合物を得た。
[Production Example 2]
By resolving 39.8 g (0.1 mol) of 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane (THPE) in 100 ml of methanol by heating and recrystallization, THPE: methanol = 1: 2 ( A solid methanol clathrate compound having a methanol content of 14% by mass was obtained.

〔製造例3〕
アクリル酸360g(5モル)とペンタエリスリトールトリアリルエーテル1.08g及び水1140gを2リットルの断熱重合槽に入れた。モノマー溶液の温度を0℃まで冷却して、溶液に窒素を通じて溶存酸素を低下させた後、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ハイドロクロライド0.36g、35%過酸化水素水3.1g及びL−アスコルビン酸0.38gを添加し、重合を開始させた。重合後、生成した含水ゲルを、ミートチョッパーを用いて細分化した後、このゲルに、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンのメチル炭酸塩(分子量:203)の60%メタノ−ル溶液(三洋化成工業社製)1353g(4モル)を添加したところ、脱炭酸と脱メタノールが起こったのが観察された。前記イミダゾリニウムカチオンを添加したゲルに、バンド型乾燥機(透気乾燥機、井上金属社製)を用いて、100℃の熱風を透気して、溶媒として使用した水及び副成したメタノールを留去し、乾燥した。得られた乾燥物を、カッターミルを用いて粉砕し、平均粒径400μmの粒子状の架橋体を作成し、この20gにメタノールを100g吸収させて、燃料組成物(A1)を得た。
[Production Example 3]
360 g (5 mol) of acrylic acid, 1.08 g of pentaerythritol triallyl ether and 1140 g of water were placed in a 2 liter adiabatic polymerization tank. After cooling the temperature of the monomer solution to 0 ° C. and reducing the dissolved oxygen through nitrogen to the solution, 0.36 g of 2,2′-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride as a polymerization initiator, 35% peroxidation 3.1 g of hydrogen water and 0.38 g of L-ascorbic acid were added to initiate polymerization. After polymerization, the produced hydrous gel was subdivided using a meat chopper, and then 60% methano of methyl carbonate (molecular weight: 203) of 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium cation was added to this gel. When 1353 g (4 moles) of a solution (manufactured by Sanyo Chemical Industries) was added, it was observed that decarboxylation and demethanol occurred. The gel added with the imidazolinium cation was perfused with hot air at 100 ° C. using a band-type dryer (air-permeable dryer, manufactured by Inoue Metals Co., Ltd.), and water used as a solvent and by-product methanol Was distilled off and dried. The obtained dried product was pulverized using a cutter mill to prepare a particulate crosslinked product having an average particle size of 400 μm, and 100 g of methanol was absorbed in 20 g of this to obtain a fuel composition (A1).

〔実施例1〜3〕
製造例1〜3で得られたメタノール包接化合物又は燃料組成物(A1)を、図1に示す燃料電池用燃料供給装置1の燃料収納部2にそれぞれ充填し、この燃料収納部2に水を含んだスポンジを押圧して水を吸入したところ、いずれの場合にもメタノール水溶液が生成され、このメタノール水溶液を燃料電池試験装置に注入することにより、燃料電池を発電させることができた。
[Examples 1-3]
The methanol clathrate compound or fuel composition (A1) obtained in Production Examples 1 to 3 is filled in the fuel storage part 2 of the fuel cell fuel supply device 1 shown in FIG. In each case, an aqueous methanol solution was produced by pressing the sponge containing, and by injecting this aqueous methanol solution into the fuel cell test apparatus, the fuel cell could generate electricity.

また、この燃料電池用燃料供給装置を1mの高さから落下させても水漏れ等は生じず、48時間室温で放置しても同様に燃料電池を発電させることができた。   In addition, even when this fuel cell fuel supply device was dropped from a height of 1 m, no water leakage occurred, and the fuel cell could be similarly generated even when left at room temperature for 48 hours.

本発明の第1の実施形態に係る燃料電池用燃料供給装置を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a fuel supply device for a fuel cell according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る燃料電池用燃料供給装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fuel supply apparatus for fuel cells which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る燃料電池用燃料供給装置を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the fuel supply apparatus for fuel cells which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る燃料電池用燃料供給装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fuel supply apparatus for fuel cells which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る燃料電池用燃料供給装置を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the fuel supply apparatus for fuel cells which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る燃料電池用燃料供給装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fuel supply apparatus for fuel cells which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,11,12 燃料電池用燃料供給装置
2,12,22 燃料収容部
3 流動手段
5,27 メタノール包接化合物(燃料組成物,固定化燃料)
6 スポンジ(流動手段)
7,13,23 押ボタン(流動手段)
16 燃料カプセル(固定化燃料)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11,12 Fuel supply device for fuel cells 2,12,22 Fuel storage part 3 Flow means 5,27 Methanol clathrate compound (fuel composition, immobilized fuel)
6 Sponge (flowing means)
7, 13, 23 Push button (flowing means)
16 Fuel capsule (fixed fuel)

Claims (6)

液体燃料成分を固定化した燃料収納部と、
この燃料収納部の燃料を流動させる流動手段とを備え、
前記流動手段により液体燃料成分を流動させて、液体燃料成分を燃料電池に供給可能としたことを特徴とする燃料電池用燃料供給装置。
A fuel storage unit in which a liquid fuel component is fixed;
Fluid means for fluidizing the fuel in the fuel storage section,
A fuel supply device for a fuel cell, wherein the liquid fuel component is made to flow by the flow means so that the liquid fuel component can be supplied to the fuel cell.
前記燃料収納部は、水と接触することによって燃料電池用燃料が放出する燃料電池用燃料組成物を収納したものであり、
前記流動手段が、水分供給装置であり、
前記水分供給装置から前記燃料収納部に水を供給することにより、前記燃料電池用燃料の水溶液が作成され、その水溶液状の燃料を燃料電池に供給可能としたことを特徴とする請求項1記載の燃料電池用燃料供給装置。
The fuel storage portion stores a fuel composition for a fuel cell that is released from fuel by contact with water,
The flow means is a moisture supply device;
2. An aqueous solution of the fuel for the fuel cell is created by supplying water from the moisture supply device to the fuel storage unit, and the aqueous fuel can be supplied to the fuel cell. Fuel cell fuel supply device.
前記燃料収納部は、その容積が増減可能となっていて、該燃料収納部に燃料電池用燃料を収容したマイクロカプセルを充填し、
前記流動手段は、該燃料収納部の容積を変更する押圧体であり、
該押圧体により燃料収納部の容積を減少させると、マイクロカプセルが破損して燃料電池用燃料を放出して燃料電池用燃料を燃料電池に供給可能としたことを特徴とする請求項1記載の燃料電池用燃料供給装置。
The fuel storage part can be increased or decreased in volume, and the fuel storage part is filled with a microcapsule containing fuel for a fuel cell,
The flow means is a pressing body that changes the volume of the fuel storage portion,
2. The fuel cell according to claim 1, wherein when the volume of the fuel storage portion is reduced by the pressing body, the microcapsule is broken and the fuel cell fuel is discharged so that the fuel cell fuel can be supplied to the fuel cell. Fuel supply device for fuel cell.
前記燃料収納部は、その容積が増減可能となっていて、該燃料収納部に水と接触することによって燃料電池用燃料が放出する燃料電池用燃料組成物と、水を収容したマイクロカプセルとが充填されており、
前記流動手段が、該燃料収納部の容積を変更する押圧体であり、
該押圧体により、燃料収納部の容積を減少させると、マイクロカプセルが破損して水が漏洩し、前記燃料電池用燃料の水溶液が作成され、その水溶液状の燃料を燃料電池に供給可能としたことを特徴とする請求項1記載の燃料電池用燃料供給装置。
The volume of the fuel storage section can be increased or decreased. A fuel composition for a fuel cell that releases fuel by contacting the fuel storage section with water, and a microcapsule that stores water. Filled,
The flow means is a pressing body that changes the volume of the fuel storage portion,
When the volume of the fuel storage portion is reduced by the pressing body, the microcapsule is broken and water leaks, an aqueous solution of the fuel cell fuel is created, and the aqueous fuel can be supplied to the fuel cell. The fuel supply device for a fuel cell according to claim 1.
前記燃料収納部に液体燃料吸収体を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池用燃料供給装置。   The fuel supply device for a fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the fuel storage unit includes a liquid fuel absorber. 前記該燃料電池用燃料が、アルコール類、エーテル類、炭化水素類、及びアセタール類からなる群より選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の燃料電池用燃料供給装置。
6. The fuel cell fuel according to claim 1, wherein the fuel cell fuel is one or more selected from the group consisting of alcohols, ethers, hydrocarbons, and acetals. Fuel cell fuel supply device.
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