WO2013005814A1

WO2013005814A1 - バイオ燃料電池

Info

Publication number: WO2013005814A1
Application number: PCT/JP2012/067250
Authority: WO
Inventors: 洋樹三田; 修二藤田; 貴晶中川; 酒井　秀樹; 村田　賢一; 隆平松本; 戸木田　裕一
Original assignee: ソニー株式会社
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2013-01-10

Abstract

　表面に酸化還元酵素が存在する電極（アノード及び／又はカソード）を備えた発電部が、直列に接続された積層セル構造のバイオ燃料電池において、各発電部の燃料注入口と連通する燃料供給部を設ける。そして、この燃料供給部から燃料溶液を注入した後、蓋体により、燃料供給部及び各燃料注入口を閉塞し、充填された燃料溶液が相互に接触しないようにする。収容容器内に、表面に酸化還元酵素が存在する電極を備えた発電部が設けられているバイオ燃料電池に、燃料溶液のｐＨ変化を色変化により検出するｐＨ検出部を設け、更に、収容容器の少なくとも検出部が見える位置を透明又は半透明とする。ｐＨ検出部としては、例えば燃料溶液内にｐＨ試験紙を配置したり、燃料溶液にｐＨ指示薬を添加したりすることができる。

Description

バイオ燃料電池

　本技術は、酸化還元酵素を用いたバイオ燃料電池に関する。より詳しくは、バイオ燃料電池における燃料供給技術に関する。より詳しくは、電極表面に酸化還元酵素が存在するバイオ燃料電池に関する。

　近年、アノード又はカソードの少なくとも一方の電極上に、反応触媒として酸化還元酵素を固定した燃料電池（以下、バイオ燃料電池という。）が注目されている。このバイオ燃料電池は、グルコースやエタノールなどのように通常の工業触媒では反応が困難な燃料から、効率よく電子を取り出すことができるため、高容量でかつ安全性が高い次世代の燃料電池として期待されている。
　図１５は酵素を使用したバイオ燃料電池の発電原理を模式的に示す図である。例えば、図１５に示すようなグルコースを燃料とするバイオ燃料電池の場合、負極（アノード）１０１では表面に固定化された酵素によりグルコース（Ｇｌｕｃｏｓｅ）を分解して、電子（ｅ⁻）を取り出すと共にプロトン（Ｈ^＋）を発生する。また、正極（カソード）１０２においては、負極（アノード）１０１からプロトン伝導体１０３を介して輸送されたプロトン（Ｈ^＋）と、外部回路を通って送られた電子（ｅ⁻）と、例えば空気中の酸素（Ｏ_２）とにより水（Ｈ_２Ｏ）を生成する。そして、これら正負極の反応が同時に起こることで、正負極間で電気エネルギーが発生する。
　一方、ダイレクトメタノール型などの燃料電池は、単セルの電圧が低いという問題がある。このため、従来の燃料電池は、一般に、複数のセルを直列に接続したモジュール形態で使用されている（例えば、特許文献１，２参照。）。また、従来、バイオ燃料電池においても、出力向上を目的として、複数のセルを並列及び／又は直列に接続した構造が提案されている（例えば、特許文献３，４参照）。
　一方、燃料電池は、燃料を追加供給することにより、長期間に亘って連続して発電することが可能である。しかしながら、バイオ燃料電池の場合、燃料が消費されても、燃料溶液量自体は大きく減少することがないため、燃料の消費を視覚的に判断することは難しい。そこで、バイオ燃料電池において、燃料の残量を知るには、電池内に燃料を検出可能なセンサを搭載する必要がある。
　また、ダイレクトメタノール燃料電池においては、プロトン伝導性を有する高分子膜をセル内に装備し、メタノール濃度に依存する高分子膜の抵抗値やプロトン伝導度の変化に基づいて、燃料溶液中のメタノール濃度を検出する方法が提案されている（特許文献５参照。）。

特開２００６−１３９９８５号公報特表２００７−１４９４３２号公報特開２００９−４８８４８号公報特開２００９−１５８４６６号公報国際公開第２００４／１１４４５０号

　しかしながら、前述した従来の燃料電池には、以下に示す問題点がある。燃料電池は、燃料を追加供給することで、長期間に亘って連続して発電することが可能であるが、複数のセルを接続したモジュール形態の燃料電池の場合、セル毎に燃料注入口が設けられており、個別に燃料を供給しなければならない。このため、従来の燃料電池には、燃料供給時の作業が煩雑であるという問題点がある。また、仮に燃料注入口を１つにした場合でも、電池内部に流路などの燃料分配機構を設けなければならず、装置の複雑化や単位体積あたりの出力低下を招く。
　一方、特許文献２に記載の燃料電池では、共通燃料タンク内に、複数の燃料極を浸漬しているが、バイオ燃料電池の場合、燃料溶液がプロトン伝導体を兼ねているため、このような構造を採用することはできない。具体的には、バイオ燃料電池の場合、セル毎に燃料溶液が独立しており、相互に接触しない状態にする必要がある。
　そこで、本開示は、直列接続された複数のセルに燃料を供給することが可能なバイオ燃料電池を提供することを主目的とする。
　また、前述した特許文献５に記載の方法は、別途、セルに抵抗測定装置を設ける必要がある。このような抵抗測定装置や燃料残量検出用センサなどの検出器を設けると、それを動作させるための電力が必要となると共に、装置構成が複雑になるという問題点がある。また、セルに検出器を設けることは、電池の小型化の観点からも好ましくない。
　そこで、本開示は、燃料の消費に起因する電池性能の劣化を容易に判断可能なバイオ燃料電池を提供することを主目的とする。

　本開示に係るバイオ燃料電池は、表面に酸化還元酵素が存在する電極を備え、直列に接続された２以上の発電部と、各発電部の燃料注入口と連通する燃料供給部と、前記燃料供給部及び各燃料注入口を閉塞する蓋体と、を有するものである。
　このバイオ燃料電池では、各発電部を仕切り板によって相互に分離し、前記仕切り板の一部に高さの低い部分を設けることにより、凹状の燃料供給部が構成することもできる。
　また、前記蓋体に、各発電部に充填される燃料の量を調節する充填量調節部を設け体もよい。
　更に、前記発電部の燃料タンク内に、内部から各電極を押圧する１又は２以上の押圧部材が配置することもできる。その場合、前記押圧部材は、幅方向及び高さ方向に延びる複数の棒状部材を一体化した構造としてもよい。
　本発明者は、前述した課題を解決するため、鋭意実験検討を行った結果、以下に示す知見を得た。バイオ燃料電池に使用される燃料は、可視域に吸収を持たないため、目視により燃料の消費を確認することは難しい。一方、バイオ燃料電池の燃料溶液は、一般に、溶媒として水を使用しているが、発電が進行して燃料が消費されると、燃料溶液のｐＨが変化する。これは、バイオ燃料電池ならでは特性である。そこで、本開示においては、この燃料溶液のｐＨ変化を利用して、燃料の消費を視覚により確認可能にすることとした。
　即ち、本開示に係るバイオ燃料電池は、表面に酸化還元酵素が存在する電極を備えた発電部と、燃料溶液のｐＨ変化を色変化により検出する検出部と、前記発電部が収容される収容容器と、を有し、前記収容容器は少なくとも前記検出部が見える位置が透明又は半透明となっている。
　このバイオ燃料電池では、前記検出部として前記燃料溶液内にｐＨ試験紙が配置されていてもよい。
　その場合、前記ｐＨ試験紙はアノード近傍に配置することができる。
　又は、前記検出部として、燃料溶液にｐＨ指示薬が添加されていてもよい。
　その場合、前記収容容器はアノード近傍が見える位置を透明又は半透明とすることができる。
　更に、前記発電部の中心部に燃料を供給する燃料供給部を有し、該燃料供給部を軸として回転するような構成としてもよい。

　本開示によれば、各発電部の燃料注入口に連通する燃料供給部を備えているため、直列接続された複数のセルに対して、一度の操作で燃料を供給することができる。
　本開示によれば、燃料溶液のｐＨ変化を視覚により確認することができるため、燃料の消費に起因する電池性能の劣化を容易に判断することができる。

図１は、本開示の第１の実施形態のバイオ燃料電池の構成を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示すバイオ燃料電池１において、燃料電池本体２と蓋体３とを分離した状態を模式的に示す断面図である。図３は、図１に示すバイオ燃料電池１の発電部１１の構成を模式的に示す分解斜視図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は押圧部材２８の配置例を示す平面図であり、図４（ｃ）は押圧部材のない従来の電池構造を示す平面図である。図５は、横軸に時間をとり、縦軸に電流値をとって、図４（ａ）~（ｃ）のバイオ燃料電池について定電位測定を行った結果を示すグラフ図である。図６は、図１に示すバイオ燃料電池１の発電部１１の他の構成を模式的に示す分解斜視図である。図７は、横軸に時間をとり、縦軸に電流値をとって、プレスバー４８の有無による出力の変化を示すグラフ図である。図８は、図１に示すバイオ燃料電池１に燃料溶液を供給する方法を模式的に示す斜視図である。図９は、本開示の第１の実施形態の第１変形例のバイオ燃料電池の構成を模式的に示す断面図である。図１０は、本開示の第１の実施形態の第２変形例のバイオ燃料電池の構成を示す斜視図である。図１１は、本開示の第１の実施形態のバイオ燃料電池の発電部の構成を模式的に示す分解斜視図である。図１２は、本開示の第１及び第２実施形態の変形例のバイオ燃料電池の構成を模式的に示す分解斜視図である。図１３は、図１２に示すバイオ燃料電池を収容する収容容器の構成例を示す図である。図１４は、図１２に示すバイオ燃料電池を収容する収容容器の他の構成例を示す図である。図１５は、酵素を使用したバイオ燃料電池の発電原理を模式的に示す図である。

　以下、本開示を実施するための形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
　なお、本開示は、以下に示す各実施形態に限定されるものではない。また、説明は、以下の順序で行う。
　１．第１の実施の形態
　（複数の燃料部に共通する燃料供給部を備えるバイオ燃料電池の例）
　２．第１の実施の形態の第１変形例
　（蓋体に燃料溶液量調節孔が設けられているバイオ燃料電池の例）
　３．第１の実施の形態の第２変形例
　（筐体側面に燃料溶液量調節孔が設けられているバイオ燃料電池の例）
　４．第２の実施の形態
　（ｐＨ試験紙を配置した例）
　５．第３の実施の形態
　（燃料溶液にｐＨ指示薬を添加した例）
　６．変形例
　（電池本体が回転する例）
＜１．第１の実施の形態＞
［全体構成］
　先ず、本開示の第１の実施形態に係るバイオ燃料電池について説明する。図１は本実施形態のバイオ燃料電池の構成を模式的に示す断面図であり、図２はその燃料電池本体と蓋体とを分離した状態を模式的に示す断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態のバイオ燃料電池１は、少なくとも、複数の発電部１１が直列に接続された積層セルからなる燃料電池本体２と、その燃料供給部１４を塞ぐ蓋体３とを備えている。
　燃料電池本体２の各発電部１１は、仕切り板１２によって、電気的に絶縁されている。ただし、各発電部１１の燃料注入口が設けられている部分は、仕切り板１２の高さが外装板１３よりも低くなっており、これにより燃料供給部１４が構成されている。即ち、本実施形態のバイオ燃料電池１は、燃料供給部１４から燃料溶液４を注入することにより、全ての発電部１１に燃料溶液４が充填されるようになっている。
［発電部１１］
　図３は図１に示すバイオ燃料電池１の発電部１１の構成を模式的に示す分解斜視図である。図３に示すように、各発電部１１には、アノード２１とカソード２２とが設けられており、これらの間には、セパレータ２４が配置されている。また、アノード２１及びカソード２２には、それぞれ集電体２３，２５が接触配置されている。
　更に、セパレータ２４とアノード２１との間には燃料タンク２７が配置されており、その内部に貯留された燃料溶液４がアノード２１に接触するようになっている。そして、この燃料タンク２７内には、例えば１又は２以上の押圧部材２８を配置することができる。
　一方、本実施形態のバイオ燃料電池１においては、アノード２１若しくはカソード２２又はその両方の電極表面に、酸化還元酵素が存在している。ここで、電極の表面とは、電極の外面と電極内部の空隙の内面との全体を含み、以下の記載においても同様とする。
　なお、図３では、例えば仕切り板１２と外装板１３との間に、アノード集電体２３、アノード２１、燃料タンク２７、セパレータ２４、カソード２２、カソード集電体２５、気液分離膜２６の順に配設した例を示しているが、アノード集電体２３とアノード２１の位置及び／又はカソード集電体２５とカソード２２の位置は、逆でもよい。
（アノード２１）
　アノード２１は、燃料極であり、例えば導電性多孔質材料からなる電極の表面に酸化還元酵素が固定化されているものを使用することができる。その際使用する導電性多孔質材料には、公知の材料を使用することができるが、特に、多孔質カーボン、カーボンペレット、カーボンフェルト、カーボンペーパー、炭素繊維又は炭素微粒子の積層体などのカーボン系材料が好適である。
　また、アノード２１の表面に固定化される酵素としては、例えば燃料成分がグルコースである場合は、グルコースを分解するグルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）を使用することができる。更に、燃料成分にグルコースなどの単糖類を用いる場合には、アノード表面に、ＧＤＨのような単糖類の酸化を促進して分解する酸化酵素と共に、補酵素酸化酵素や電子メディエーターが固定化されていることが望ましい。
　補酵素酸化酵素は、酸化酵素によって還元される補酵素（例えば、ＮＡＤ^＋，ＮＡＤＰ^＋など）と、補酵素の還元体（例えば、ＮＡＤＨ，ＮＡＤＰＨなど）を酸化するものであり、例えば、ジアホラーゼなどが挙げられる。この補酵素酸化酵素の作用により、補酵素が酸化体に戻るときに電子が生成され、補酵素酸化酵素から電子メディエーターを介して電極に電子が渡される。
　また、電子メディエーターとしては、キノン骨格を有する化合物を使用することが好ましく、特に、ナフトキノン骨格を有する化合物が好適である。具体的には、２−アミノ−１，４−ナフトキノン（ＡＮＱ）、２−アミノ−３−メチル−１，４−ナフトキノン（ＡＭＮＱ）、２−メチル−１，４−ナフトキノン（ＶＫ３）、２−アミノ−３−カルボキシ−１，４−ナフトキノン（ＡＣＮＱ）などを用いることができる。
　また、キノン骨格を有する化合物としては、ナフトキノン骨格を有する化合物以外に、例えば、アントラキノン−１−スルホン酸、アントラキノン−２−スルホン酸及びアントラキノン−２−カルボン酸などのアントラキノン骨格を有する化合物やその誘導体を用いることもできる。更に、必要に応じて、キノン骨格を有する化合物と共に、電子メディエーターとして作用する１種又は２種以上の他の化合物を固定化してもよい。
　一方、燃料成分に多糖類を用いる場合には、前述した酸化酵素、補酵素酸化酵素、補酵素及び電子メディエーターに加えて、多糖類の加水分解などの分解を促進し、グルコースなどの単糖類を生成する分解酵素が固定化されていることが望ましい。なお、ここでいう「多糖類」は、広義の多糖類であり、加水分解によって２分子以上の単糖を生じる全ての炭水化物を指し、二糖、三糖及び四糖などのオリゴ糖を含む。具体的には、デンプン、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲン、セルロース、マルトース、スクロース及びラクトースなどが挙げられる。これらは２以上の単糖類が結合したものであり、いずれの多糖類においても結合単位の単糖類としてグルコースが含まれている。
　また、アミロースとアミロペクチンとはデンプンに含まれる成分であり、デンプンはアミロースとアミロペクチンとの混合物である。例えば、多糖類の分解酵素としてグルコアミラーゼを使用し、単糖類を分解する酸化酵素としてグルコースデヒドロゲナーゼを使用する場合には、燃料成分にはグルコアミラーゼによりグルコースにまで分解することができる多糖類を使用することができる。
　このような多糖類としては、例えばデンプン、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲン及びマルトースなどが挙げられる。ここで、グルコアミラーゼは、デンプンなどのα−グルカンを加水分解しグルコースを生成する分解酵素であり、グルコースデヒドロゲナーゼは、β−Ｄ−グルコースをＤ−グルコノ−δ−ラクトンに酸化する酸化酵素である。
　なお、アノード２は、表面に酸化還元酵素が固定化されているものに限定されるものではなく、電極表面に酸化還元酵素が存在しているものであれば、例えば、酸化還元酵素を有し反応触媒として作用する微生物が付着した電極などを使用することも可能である。
（カソード２２）
　カソード２２は、空気極であり、気液分離膜２６を介して気相（空気）に接触している。このカソード２２を構成する電極は、特に限定されるものではないが、例えば導電性多孔質材料からなる電極の表面に、酸化還元酵素及び電子メディエーターが固定化されているものを使用することができる。カソード２２を形成する導電性多孔質材料も、公知の材料を使用することができるが、特に、多孔質カーボン、カーボンペレット、カーボンフェルト、カーボンペーパー、炭素繊維又は炭素微粒子の積層体などのカーボン系材料が好適である。
　このカソード２２に固定化される酸素還元酵素としては、例えば、ビリルビンオキシダーゼ、ラッカーゼ及びアスコルビン酸オキシダーゼなどが挙げられる。また、これらの酵素と共に固定化される電子メディエーターとしては、例えば、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウム及びオクタシアノタングステン酸カリウムなどが挙げられる。
　なお、カソード２２も、表面に酸化還元酵素が固定化されているものに限定されるものではなく、電極表面に酸化還元酵素が存在しているものであれば、例えば、酸化還元酵素を有し反応触媒として作用する微生物が付着した電極などを使用することも可能である。
（セパレータ２４）
　セパレータ２４は、各電極（アノード２１、カソード２２）の短絡を防止するものであり、柔軟性を有し、かつ、プロトンを透過する材料（プロトン伝導体）により形成されている。具体的には、例えば、不織布、セロハン又はパーフルオロスルホン酸系イオン交換膜などを使用することができる。
（気液分離膜２６）
　気液分離膜２６は、液体は透過せず気体のみを透過するものであり、例えばＰＴＦＥ（ＰｏｌｙＴｅｔｒａＦｌｕｏｒｏＥｔｈｙｌｅｎｅ：ポリテトラフルオロエチレン）膜などを使用することができる。また、その厚さや物性は、特に限定されるものではなく、燃料溶液の漏出を防止し、かつ、カソード５に反応に必要な酸素を供給できるものであればよい。
（集電体２３、２５）
　集電体３，６の材質は、特に限定されるものではなく、外部と電気的に接続可能で、かつバイオ燃料電池内において電気化学反応を生じない材料であればよい。具体的には、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｇｅ及びＨｆなどの金属材料、アルメル、真ちゅう、ジュラルミン、青銅、ニッケリン、白金ロジウム、パーマロイ、パーメンダー、洋銀及びリン青銅などの合金類、ポリアセチレン類などの導電性高分子、カーボンフェルト、カーボンペーパー、炭素繊維又は炭素微粒子の積層体などのカーボン系材料、ＨｆＢ_２、ＮｂＢ、ＣｒＢ_２及びＢ_４Ｃなどの硼化物、ＴｉＮ及びＺｒＮなどの窒化物、ＶＳｉ_２、ＮｂＳｉ_２、ＭｏＳｉ_２及びＴａＳｉ_２などの珪化物、並びにこれらの複合材料などが挙げられる。
（燃料タンク２７，押圧部材２８）
　燃料タンク２７は、燃料溶液４を貯留するものであり、例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ　Ｓｔｙｒｅｎｅ　Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ＡＢＳ樹脂（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ　Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ　Ｓｔｙｒｅｎｅ　Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、塩化ビニル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートなどの各種プラスチック材料、天然ゴムや合成ゴムなどの弾性体、アルミナ、シリカ及びセラミックスなどの絶縁性金属酸化物などにより構成することができる。その構造は、特に限定されるものではないが、少なくとも燃料溶液４がアノード２１に接触と共に、プロトンがカソード２２に移動可能な構成とする必要がある。具体的には、燃料注入口（図示せず）を有し、アノード２１及びカソード２２側が開口した枠状構造とすることができる。
　一方、バイオ燃料電池においてアノード２１・カソード２２間でプロトンを素早く移動させるためには、アノード２１とカソード２２との距離はできるだけ短いことが好ましい。従来の燃料電池では、撥水化剤を有機溶媒に溶解して塗布し、ホットプレスで圧着することにより、アノード、カソード及びセパレータを一体化した構造も提案されている。しかしながら、バイオ燃料電池の場合、有機溶剤や加熱により、酵素が劣化してしまうため、現時点では、このような構造は採用することができない。
　そこで、本実施形態のバイオ燃料電池１においては、例えば、燃料タンク２７内に１又は２以上の押圧部材２８を配置することで、電池内部からアノード２１及びカソード２２を押圧することとした。これにより、各電極を面方向においてより均一に押圧することができるため、アノード２１とカソード２２との距離が全体として縮められ、プロトンの移動速度を速めることができる。また、アノード２１及びカソードと、電体２３，２５との密着力が向上するため、集電時の抵抗を低減することもできる。その結果、発電効率が高まり、単位体積あたりの出力を高めることが可能となる。
　この押圧部材２８は、例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートなどの各種プラスチック材料、天然ゴムや合成ゴムなどの弾性体、アルミナ、シリカ及びセラミックスなどの絶縁性金属酸化物などで形成することができる。また、押圧部材２８の形状は、特に限定されるものではないが、図３に示すような円柱状の他、球状、角柱状又は反角柱状などにすることができる。ただし、燃料タンク２７内に空気が溜まらないように、下向きの凹状は避けることが望ましい。
　更に、押圧部材２８の厚さ（高さ）が、燃料タンク２７の厚さよりも厚いと、燃料タンク２７とセパレータ２４との密着性が低下し、液漏れが発生する可能性がある。そこで、押圧部材２８の厚さ（高さ）は、液漏れ防止の観点から、燃料タンク２７の厚さと同じか、燃料タンク２７の厚さよりもわずかに薄くすることが望ましい。更にまた、複数の押圧部材２８を配置する場合は、一定の間隔を開けて配置することが望ましい。
　図４（ａ）及び（ｂ）は押圧部材２８の配置例を示す平面図であり、（ｃ）は押圧部材のない従来の電池構造を示す平面図である。また、図５は横軸に時間をとり、縦軸に電流値をとって、図４（ａ）~（ｃ）のバイオ燃料電池について定電位測定を行った結果を示すグラフ図である。図４（ａ）~（ｃ）に示す構成の単セル構造のバイオ燃料電池について、燃料タンク２７に燃料溶液４を充填し、定電位測定を行ったところ、図５に示すように、押圧部材２８を配置したものでは高い電流値が得られた。
　具体的には、図４（ａ）及び（ｂ）に示す押圧部材２８を９個配置したバイオ燃料電池は、図４（ｃ）に示す押圧部材２８を配置していないバイオ燃料電池に比べて、電流値が２倍に向上していた。これは、アノード２１とカソード２２との間の距離が縮まり、プロトンの移動に要する時間が短縮できたことと、電極と集電体との間の抵抗が低減されたためと考えられる。
　また、図６は図１に示すバイオ燃料電池１の発電部１１の他の構成を模式的に示す分解斜視図である。なお、図６においては、図３に示すバイオ燃料電池１の構成要素と同じものには、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図３及び図４には、円柱状の押圧部材２８を配置した例を示しているが、本開示はこれに限定されるものではなく、図６に示すように幅方向及び高さ方向に延びる複数のバーを一体化したプレスバー４８を用いることもできる。
　図７は横軸に時間をとり、縦軸に電流値をとって、図６に示す構成の単セル構造のバイオ燃料電池とプレスバーを配置していないバイオ燃料電池について、定電位測定を行った結果を示すグラフ図である。図７に示すように、燃料タンク２７内にプレスバー４８を配置することにより、プレスバーを配置していない従来のバイオ燃料電池に比べて、高い電流値が得られることが確認された。また、図６に示すプレスバー４８のように、一体型の押圧部材を使用することにより、製造工程を簡素化することができる。
（仕切り板１２，外装板１３）
　仕切り板１２は、例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートなどの各種プラスチック材料、天然ゴムや合成ゴムなどの弾性体、アルミナ、シリカ及びセラミックスなどの絶縁性金属酸化物により形成することができる。
　一方、外装板１３には、外部の空気を電池内に取り入れるための空気導入口が設けられている。この外装板１３は、例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートなどの各種プラスチック材料、天然ゴムや合成ゴムなどの弾性体、アルミナ、シリカ及びセラミックスなどの絶縁性金属酸化物により形成することができる。
　そして、燃料タンク２７の燃料注入口が設けられている部分は、仕切り板１２の高さが、外装板１３の高さよりも低くなっており、その他の部材も仕切り板１２と同様の高さとなっている。即ち、本実施形態のバイオ燃料電池１では、１対の外装板１３間に、各発電部１１の燃料タンク２７に連通する凹部が形成されており、これが積層された全ての発電部１１に燃料溶液を供給可能な燃料供給部１４となる。
［蓋体３］
　蓋体３は、燃料供給部１４及び各燃料タンク２７の燃料注入口に嵌合する形状であり、例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートなどの各種プラスチック材料、天然ゴムや合成ゴムなどの弾性体、アルミナ、シリカ及びセラミックスなどの絶縁性金属酸化物により形成することができる。
　そして、各発電部１１に、燃料溶液４を充填した後、燃料供給部１４及び各燃料タンク２７の燃料注入口に蓋体３を嵌合させることにより、各発電部１１に充填された燃料溶液４を、相互に接触しない状態にすることができる。また、蓋体３に配線などを形成し、蓋体３を嵌合することにより回路が接続されて、バイオ燃料電池１が発電を開始する構成とすることで、蓋体３をスイッチの機能を付与することができる。
［燃料供給方法］
　次に、前述したバイオ燃料電池１に燃料溶液４を供給する方法について説明する。図８は本実施形態のバイオ燃料電池１に燃料溶液４を供給する方法を模式的に示す斜視図である。図８に示すように、本実施形態のバイオ燃料電池１では、蓋体３を開け、例えば燃料電池本体２の上面に設けられた凹状の燃料供給部１４に燃料溶液４を注ぐ。
　ここで、本実施形態のバイオ燃料電池１に供給される「燃料溶液４」は、糖、アルコール、アルデヒド、脂質及びタンパク質などの燃料成分又はこれら燃料成分のうち少なくとも１種を含有する溶液である。また、本実施形態のバイオ燃料電池１で使用される燃料成分としては、例えば、グルコース、フルクトース、ソルボースなどの糖類、メタノール、エタノール、プロパノール、グリセリン、ポリビニルアルコールなどのアルコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類、酢酸、蟻酸、ピルビン酸などの有機酸などが挙げられる。その他、脂肪類やタンパク質、これらの糖代謝の中間生成物である有機酸などを燃料成分として使用することも可能である。
　本実施形態のバイオ燃料電池１では、燃料供給部１４が積層された全ての発電部１１の燃料注入口に連通しているため、燃料供給部１４に燃料溶液４を注入するだけで、全ての燃料タンク２７に燃料溶液４を充填することができる。そして、燃料溶液４を注入後、蓋体３を、燃料供給部１４及び各燃料タンク２７の燃料注入口に蓋体３を嵌合させる。
　このバイオ燃料電池１では、燃料溶液４の注入量が多かった場合でも、蓋体３を嵌合させることにより、過剰分の燃料溶液４が電池外に排出されるため、各発電部１１の燃料溶液４の独立性を維持することができる。一方、蓋体３の嵌合時に燃料溶液４が溢れることを防ぎたい場合は、燃料溶液４の注入量を仕切り板１２の高さよりも低い位置までとすればよい。
　以上詳述したように、本実施形態のバイオ燃料電池１では、各発電部１１の燃料注入口に連通する燃料供給部１４が設けられており、一度の操作で全ての燃料タンク２７に燃料溶液４を充填することができる。また、蓋体３により、全ての燃料注入口を塞ぐことが可能であるため、燃料供給部３が共通であっても燃料溶液４の独立性を維持し、発電部１１の短絡を防止することができる。
＜２．第１の実施の形態の第１変形例＞
［全体構成］
　図９は本開示の第１の実施形態の第１変形例のバイオ燃料電池の構成を模式的に示す断面図である。なお、図９においては、図１に示すバイオ燃料電池１の構成要素と同じものには、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図９に示すように、本変形例のバイオ燃料電池では、蓋体３３に、各発電部３における燃料溶液４の充填量を調整するための充填量調節部３３ａが設けられている。
［充填量調節部３３ａ］
　充填量調節部３３ａの構成は、特に限定されるものではないが、例えば、貫通孔とすることができる。その場合、貫通孔からの燃料漏れを防止する観点から、孔内面に撥水処理が施されていることが望ましい。
　本変形例のバイオ燃料電池では、蓋体３３に充填量調節部３３ａが設けられているため、仕切り板１２の高さよりも高い位置まで燃料溶液が注入された場合でも、蓋体３３内の充填量調節部３３ａに燃料を貯留することで、液漏れを防止することができる。なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した第１の実施形態と同様である。
＜３．第１の実施の形態の第２変形例＞
［全体構成］
　図１０は本開示の第１の実施形態の第２変形例のバイオ燃料電池の構成を模式的に示す断面図である。なお、図１０においては、図４に示すバイオ燃料電池１の構成要素と同じものには、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図１０に示すように、本変形例のバイオ燃料電池では、燃料電池本体４２の外装板４３に、各発電部３における燃料溶液４の充填量を調整するための充填量調節部４３ａが設けられている。
　この充填量調節部４３ａの構成は、特に限定されるものではないが、例えば、外装板４３の上部、燃料供給部１４の仕切り板１２の高さと同等の位置に、貫通孔を設けた構成とすることができる。これにより、燃料供給部１４から燃料溶液４が過剰に注入された場合でも、充填量調節部４３ａから排出される。
　本変形例のバイオ燃料電池では、外装板４３に充填量調節部４３ａが設けられているため、燃料溶液４を仕切り板１２の高さよりも低い位置までに抑えることができ蓋体３の嵌合時に燃料溶液４が溢れることを防止することができる。なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した第１の実施形態と同様である。
＜４．第２の実施の形態＞
［全体構成］
　先ず、本開示の第２の実施形態に係るバイオ燃料電池について説明する。本実施形態のバイオ燃料電池は、少なくとも一部が透明又は半透明な材料で形成されている収容容器内に、表面に酸化還元酵素が存在する電極を備えた発電部が設けられている。
［発電部］
　図１１は本実施形態のバイオ燃料電池の発電部の構成を模式的に示す分解斜視図である。図１１に示すように、発電部６０には、アノード６１とカソード６２とが設けられており、これらの間には、例えば燃料タンク６８及びセパレータ６３がこの順に配置されている。また、アノード６１及びカソード６２には、それぞれ集電体６４，６５が接触配置されている。なお、アノード集電体６４とアノード６１の位置及び／又はカソード集電体６５とカソード６２の位置は、逆でもよい。
　一方、本実施形態のバイオ燃料電池では、アノード６１若しくはカソード６２又はその両方の電極表面に、酸化還元酵素が存在している。ここで、電極の表面とは、電極の外面と電極内部の空隙の内面との全体を含み、以下の記載においても同様とする。そして、このバイオ燃料電池では、燃料溶液中にｐＨ試験紙６６が配置されている。
（アノード６１）
　アノード６１は、燃料極であり、例えば導電性多孔質材料からなる電極の表面に酸化還元酵素が固定化されているものを使用することができる。その際使用する導電性多孔質材料には、公知の材料を使用することができるが、特に、多孔質カーボン、カーボンペレット、カーボンフェルト、カーボンペーパー、炭素繊維又は炭素微粒子の積層体などのカーボン系材料が好適である。
　また、アノード６１の表面に固定化される酵素としては、例えば燃料成分がグルコースである場合は、グルコースを分解するグルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）を使用することができる。更に、燃料成分にグルコースなどの単糖類を用いる場合には、アノード表面に、ＧＤＨのような単糖類の酸化を促進して分解する酸化酵素と共に、補酵素酸化酵素や電子メディエーターが固定化されていることが望ましい。
　補酵素酸化酵素は、酸化酵素によって還元される補酵素（例えば、ＮＡＤ^＋，ＮＡＤＰ^＋など）と、補酵素の還元体（例えば、ＮＡＤＨ，ＮＡＤＰＨなど）を酸化するものであり、例えば、ジアホラーゼなどが挙げられる。この補酵素酸化酵素の作用により、補酵素が酸化体に戻るときに電子が生成され、補酵素酸化酵素から電子メディエーターを介して電極に電子が渡される。
　また、電子メディエーターとしては、キノン骨格を有する化合物を使用することが好ましく、特に、ナフトキノン骨格を有する化合物が好適である。具体的には、２−アミノ−１，４−ナフトキノン（ＡＮＱ）、２−アミノ−３−メチル−１，４−ナフトキノン（ＡＭＮＱ）、２−メチル−１，４−ナフトキノン（ＶＫ３）、２−アミノ−３−カルボキシ−１，４−ナフトキノン（ＡＣＮＱ）などを用いることができる。
　また、キノン骨格を有する化合物としては、ナフトキノン骨格を有する化合物以外に、例えば、アントラキノン−１−スルホン酸、アントラキノン−２−スルホン酸及びアントラキノン−２−カルボン酸などのアントラキノン骨格を有する化合物やその誘導体を用いることもできる。更に、必要に応じて、キノン骨格を有する化合物と共に、電子メディエーターとして作用する１種又は２種以上の他の化合物を固定化してもよい。
　一方、燃料成分に多糖類を用いる場合には、前述した酸化酵素、補酵素酸化酵素、補酵素及び電子メディエーターに加えて、多糖類の加水分解などの分解を促進し、グルコースなどの単糖類を生成する分解酵素が固定化されていることが望ましい。なお、ここでいう「多糖類」は、広義の多糖類であり、加水分解によって２分子以上の単糖を生じる全ての炭水化物を指し、二糖、三糖及び四糖などのオリゴ糖を含む。具体的には、デンプン、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲン、セルロース、マルトース、スクロース及びラクトースなどが挙げられる。これらは２以上の単糖類が結合したものであり、いずれの多糖類においても結合単位の単糖類としてグルコースが含まれている。
　また、アミロースとアミロペクチンとはデンプンに含まれる成分であり、デンプンはアミロースとアミロペクチンとの混合物である。例えば、多糖類の分解酵素としてグルコアミラーゼを使用し、単糖類を分解する酸化酵素としてグルコースデヒドロゲナーゼを使用する場合には、燃料成分にはグルコアミラーゼによりグルコースにまで分解することができる多糖類を使用することができる。
　このような多糖類としては、例えばデンプン、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲン及びマルトースなどが挙げられる。ここで、グルコアミラーゼは、デンプンなどのα−グルカンを加水分解しグルコースを生成する分解酵素であり、グルコースデヒドロゲナーゼは、β−Ｄ−グルコースをＤ−グルコノ−δ−ラクトンに酸化する酸化酵素である。
　なお、アノード６１は、表面に酸化還元酵素が固定化されているものに限定されるものではなく、電極表面に酸化還元酵素が存在しているものであれば、例えば、酸化還元酵素を有し反応触媒として作用する微生物が付着した電極などを使用することも可能である。
（カソード６２）
　カソード６２は、空気極であり、直接又は気液分離膜６７を介して気相（空気）に接触している。このカソード６２を構成する電極は、特に限定されるものではないが、例えば導電性多孔質材料からなる電極の表面に、酸化還元酵素及び電子メディエーターが固定化されているものを使用することができる。カソード６２を形成する導電性多孔質材料も、公知の材料を使用することができるが、特に、多孔質カーボン、カーボンペレット、カーボンフェルト、カーボンペーパー、炭素繊維又は炭素微粒子の積層体などのカーボン系材料が好適である。
　このカソード６２に固定化される酸素還元酵素としては、例えば、ビリルビンオキシダーゼ、ラッカーゼ及びアスコルビン酸オキシダーゼなどが挙げられる。また、これらの酵素と共に固定化される電子メディエーターとしては、例えば、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウム、フェリシアン化カリウム及びオクタシアノタングステン酸カリウムなどが挙げられる。
　なお、カソード６２も、表面に酸化還元酵素が固定化されているものに限定されるものではなく、電極表面に酸化還元酵素が存在しているものであれば、例えば、酸化還元酵素を有し反応触媒として作用する微生物が付着した電極などを使用することも可能である。
（セパレータ６３）
　セパレータ６３は、各電極（アノード６１、カソード６２）の短絡を防止するものであり、柔軟性を有し、かつ、プロトンを透過する材料（プロトン伝導体）により形成されている。具体的には、例えば、不織布、セロハン又はパーフルオロスルホン酸系イオン交換膜などを使用することができる。
（集電体６４，６５）
　集電体６４，６５の材質は、特に限定されるものではなく、外部と電気的に接続可能で、かつバイオ燃料電池内において電気化学反応を生じない材料であればよい。具体的には、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｇｅ及びＨｆなどの金属材料、アルメル、真ちゅう、ジュラルミン、青銅、ニッケリン、白金ロジウム、パーマロイ、パーメンダー、洋銀及びリン青銅などの合金類、ポリアセチレン類などの導電性高分子、カーボンフェルト、カーボンペーパー、炭素繊維又は炭素微粒子の積層体などのカーボン系材料、ＨｆＢ_２、ＮｂＢ、ＣｒＢ_２及びＢ_４Ｃなどの硼化物、ＴｉＮ及びＺｒＮなどの窒化物、ＶＳｉ_２、ＮｂＳｉ_２、ＭｏＳｉ_２及びＴａＳｉ_２などの珪化物、並びにこれらの複合材料などが挙げられる。
（ｐＨ試験紙６６）
　ｐＨ試験紙６６は、燃料の消費に伴う燃料溶液のｐＨ変化を検出するものであり、燃料の種類、燃料溶液の組成及びｐＨの変化の度合いなどに応じて適宜選択することができる。また、ｐＨ試験紙６６を配置する位置も特に限定されるものではなく、燃料溶液に接触し、かつ収容容器の透明又は半透明な部分を介して外部から色の変化が確認できる位置であればよい。
　例えば、発電が進行するに従い、アノード６１の近傍の燃料溶液のｐＨは酸性に傾き、カソード６２の近傍の燃料溶液のｐＨは塩基性側に傾く。そこで、ｐＨ試験紙６６をアノード６１の近傍に配置する場合は、燃料溶液よりもｐＨが低い範囲で色変化するものを選択し、また、ｐＨ試験紙６６をカソード６２の近傍に配置する場合は、燃料溶液よりもｐＨが高い範囲で色変化するものを選択すればよい。なお、観察しやすさの観点から、ｐＨ試験紙６６は、図１１に示すように、アノード６１の近傍に配置することが望ましい。
　ここで、ｐＨ試験紙に使用される指示薬としては、例えばＭｅｔｈｙｌ　Ｖｉｏｌｅｔ［（Ｙ）０．１−１．５（Ｂ）］、Ｂｅｎｚｏｐｕｒｐｕｒｉｎｅ　４Ｂ［（Ｂ）１．０−４．０（Ｒ）］、Ａｃｉｄ　Ｙｅｌｌｏｗ　３６［（Ｒ）１．２−２．３（Ｙ）］、ｍ−Ｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ［（Ｒ）１．２−２．８（Ｙ）］、ｍ−Ｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｒ）１．２−２．８（Ｙ）］、ｐ−Ｘｙｌｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｒ）１．２−２．８（Ｙ）］、Ｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｒ）１．２−２．８（Ｙ）］、Ｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｒ）１．２−２．８（Ｙ）］、Ａｎｉｌｉｎｅ　Ｙｅｌｌｏｗ［（Ｒ）１．２−３．０（Ｙ）］、Ｐｅｎｔａｍｅｔｈｏｘｙ　Ｒｅｄ［（ＲＶ）１．２−３．８（Ｃ）］、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｖｉｏｌｅｔ［（Ｂ）１．５−３．２（Ｖ）］、Ｂｅｎｚｙｌ　Ｏｒａｎｇｅ［（Ｒ）１．９−３．３（Ｙ）］、２，６−Ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ（ｗｅｔｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａ．２０％　Ｗａｔｅｒ）［（ｓＹ）２．４−４．０（Ｙ）］、２，４−Ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ（ｗｅｔｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａ．２０％　Ｗａｔｅｒ）［（ｓＹ）２．６−４．０（Ｙ）］、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｙｅｌｌｏｗ［（Ｒ）２．９−４．０（Ｙ）］、Ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ［（ＹＧ）３．０−４．６（Ｂ）］、Ｂｒｏｍｏｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｙ）３．０−４．６（Ｖ）］、Ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｙ）３．０−４．６（ＢＶ）］、Ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）３．０−４．６（ＢＶ）］、Ｃｏｎｇｏ　Ｒｅｄ［（Ｖ）３．０−５．０（ＲＯ）］、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｏｒａｎｇｅ［（Ｒ）３．１−４．４（ＯＹ）］、Ｅｔｈｙｌ　Ｏｒａｎｇｅ［（Ｒ）３．４−４．８（Ｙ）］、ＴＢＰＥ［（ＹＧ）３．４−５．４（ＢＶ）］、４−Ｅｔｈｏｘｙｃｈｒｙｓｏｉｄｉｎｅ　Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ［（Ｒ）３．５−５．５（Ｙ）］、Ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ　Ｇｒｅｅｎ［（Ｙ）３．８−５．４（Ｂ）］、Ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ　Ｇｒｅｅｎ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）３．８−５．４（Ｂ）］、２，５−Ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ（ｗｅｔｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａ．２０％　Ｗａｔｅｒ）［（ｓＹ）４．０−５．８（Ｙ）］、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｒｅｄ［（Ｒ）４．２−６．２（Ｙ）］、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｒｅｄ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｒ）４．２−６．２（Ｙ）］、Ｌａｃｍｏｉｄ［（Ｐ）４．４−６．６（Ｖ）］、４−Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ［（ｓＹ）４．８−７．６（Ｙ）］、Ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ　Ｒｅｄ［（Ｙ）５．０−６．６（Ｒ）］、Ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ　Ｒｅｄ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）５．０−６．６（Ｒ）］、２−Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ［（ｓＹ）５．０−７．０（Ｙ）］、４−Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ　Ｄｉｈｙｄｒａｔｅ［（ｓＹ）５．０−７．６（Ｙ）］、Ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ［（Ｙ）５．２−６．８（Ｖ）］、Ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）５．２−６．８（Ｖ）］、Ｒｅｓａｚｕｒｉｎ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｒ）５．２−６．８（Ｂ）］、Ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌ　Ｒｅｄ［（Ｙ）５．２−６．８（Ｒ）］、Ｂｒｏｍｏｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｙ）６．０−７．６（Ｂ）］、Ｂｒｏｍｏｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）６．０−７．６（Ｂ）］、Ｎｅｕｔｒａｌ　Ｒｅｄ［（Ｒ）６．８−８．０（Ｙ）］、Ｐａｒａｒｏｓｏｌｉｃ　Ａｃｉｄ［（Ｏ）６．８−８．０（ＶＲ）］、Ｐｈｅｎｏｌ　Ｒｅｄ［（Ｙ）６．８−８．４（Ｒ）、ＰｈｅｎｏｌＲｅｄ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）６．８−８．４（Ｒ）］、３−Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ［（ｓＹ）６．８−８．６（Ｙ）］、２−Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（ｓＹ）６．８−８．６（Ｙ）］、ａｌｐｈａ−Ｎａｐｈｔｈｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［（Ｏ）７．０−７．９（ＧＢ）］、Ｃｒｅｓｏｌ　Ｒｅｄ［（Ｙ）７．２−８．８（Ｒ）］、Ｃｒｅｓｏｌ　Ｒｅｄ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）７．２−８．８（Ｒ）］、ｍ−Ｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ［（Ｙ）７．４−９．０（Ｖ）］、ｍ−Ｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）７．４−９．０（Ｖ）］、Ｅｔｈｙｌ　Ｂｉｓ（２，４−ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ）ａｃｅｔａｔｅ［（Ｃ）７．５−９．１（Ｂ）］、Ｃｕｒｃｕｍｉｎ［（Ｙ）７．８−８．６（ＲＢｒ）］、Ｐｈｅｎｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［（Ｃ）７．８−１０．０（Ｐ）］、ａｌｐｈａ−Ｎａｐｈｔｈｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［（ＧＢ）７．９−８．６（Ｂ）］、Ｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｙ）８．０−９．６（Ｂ）］、Ｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）８．０−９．６（Ｂ）］、ｐ−Ｘｙｌｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｙ）８．０−９．６（ＶＢ）］、ｏ−Ｃｒｅｓｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［（Ｃ）８．０−９．８（Ｐ）］、Ｐｈｅｎｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ　Ｄｉｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ（Ｗａｔｅｒ　ｓｏｌｕｂｌｅ）［（Ｃ）８．３−１０．０（Ｐ）］、Ｔｈｙｍｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［（Ｃ）８．６−１０．５（Ｂ）］、Ｍｏｒｄａｎｔ　Ｏｒａｎｇｅ　１［（ＹＯ）１０．０−１２．０（ＯＲ）］、Ａｌｉｚａｒｉｎ　Ｙｅｌｌｏｗ　ＧＧ［（Ｙ）１０．０−１２．０（ＢｒＹ）］、ＴｒｏｐａｅｏｌｉｎＯ［（Ｙ）１１．０−１２．８（Ｒ）］、１，３，５−Ｔｒｉｎｉｔｒｏｂｅｎｚｅｎｅ（ｗｅｔｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａ．４０％　Ｗａｔｅｒ）［（Ｃ）１１．５−１４．０（Ｏ）］、Ｉｎｄｉｇｏ　Ｃａｒｍｉｎｅ［（Ｂ）１１．６−１４．０（Ｙ）］などが挙げられる。
　なお、［　］内の数値は各指示薬の変色範囲（ｐＨ）であり、その前後に記載されている英語は色を示し、Ｂ＝Ｂｌｕｅ（青）、Ｂｒ＝Ｂｒｏｗｎ（茶）、Ｃ＝Ｃｏｌｏｒｌｅｓｓ（無色）、Ｇ＝Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｏ＝Ｏｒａｎｇｅ（橙）、Ｐ＝Ｐｉｎｋ（淡紅）、Ｒ＝Ｒｅｄ（赤）、Ｖ＝Ｖｉｏｌｅｔ（紫）、Ｙ＝Ｙｅｌｌｏｗ（黄）、ｓ＝ｓｌｉｇｈｔｌｙ（わずかに）である。
（気液分離膜６７）
　本実施形態のバイオ燃料電池では、必要に応じて、カソード６２と気相（空気）との間に、気液分離膜６７を配置することができる。この気液分離漠６７は、液体は透過せず気体のみを透過するものであり、例えばＰＴＦＥ（ＰｏｌｙＴｅｔｒａＦｌｕｏｒｏＥｔｈｙｌｅｎｅ：ポリテトラフルオロエチレン）膜などを使用することができる。また、その厚さや物性は、特に限定されるものではなく、燃料溶液の漏出を防止し、かつ、カソード６２に反応に必要な酸素を供給できるものであればよい。
［収容容器］
　収容容器（図示せず）は、ｐＨ試験紙６６が見えるように、その一部又は全部が透明又は半透明な材料で形成されている。その材質は特に限定されるものではないが、透明又は半透明な部分は、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂又はフッ素系樹脂などにより形成することができる。これにより、燃料溶液のｐＨ変化が、目視により容易に確認することができる。
［燃料溶液］
　本実施形態のバイオ燃料電池に供給される「燃料溶液」は、糖、アルコール、アルデヒド、脂質及びタンパク質などの燃料成分又はこれら燃料成分のうち少なくとも１種を含有する溶液である。また、本実施形態のバイオ燃料電池で使用される燃料成分としては、例えば、グルコース、フルクトース、ソルボースなどの糖類、メタノール、エタノール、プロパノール、グリセリン、ポリビニルアルコールなどのアルコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類、酢酸、蟻酸、ピルビン酸などの有機酸などが挙げられる。その他、脂肪類やタンパク質、これらの糖代謝の中間生成物である有機酸などを燃料成分として使用することも可能である。
　以上詳述したように、本実施形態のバイオ燃料電池では、燃料溶液中にｐＨ試験紙６６を配置しているため、検出のために電力を使用することなく、ｐＨ変化により燃料成分の消費を確認することができる。また、ｐＨ試験紙６６が見えるように、収容容器の少なくとも一部が透明又は半透明となっているため、燃料の消費に起因する電池性能の劣化を、視覚により認識することができる。その結果、燃料溶液を分析することなく、燃料溶液の交換時期を、容易に判断することが可能となる。
　加えて、本実施形態のバイオ燃料電池では、簡易な工程で電池内にｐＨ検出部であるｐＨ試験紙６６を配置することが可能であり、更に、電池が複雑化や大型化することもない。
＜５．第３の実施の形態＞
［全体構成］
　次に、本開示の第３の実施形態のバイオ燃料電池について説明する。前述した第２の実施形態のバイオ燃料電池においては、ｐＨ試験紙により、燃料溶液のｐＨ変化を検出しているが、本開示はこれに限定されるものではなく、ｐＨ検出部は、色の変化によりｐＨの変化が認識されるものであればよい。そこで、本実施形態のバイオ燃料電池では、ｐＨ試験紙の代わりに、ｐＨ指示薬を使用し、燃料溶液自体の色の変化から、燃料成分の消費を確認する。
［ｐＨ指示薬］
　ｐＨ指示薬の種類は、特に限定されるものではなく、燃料の種類、燃料溶液の組成及びｐＨの変化の度合いなどに応じて適宜選択することができる。例えば、アノード６１の近傍の燃料溶液のｐＨ変化を検出する場合は、燃料溶液よりもｐＨが低い範囲で色変化するものを選択し、また、カソード近傍の燃料溶液のｐＨ変化を検出する場合は、燃料溶液よりもｐＨが高い範囲で色変化するものを選択すればよい。
　ここで、燃料溶液に添加するｐＨ指示薬としては、前述したｐＨ試験紙と同様に、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｖｉｏｌｅｔ［（Ｙ）０．１−１．５（Ｂ）］、Ｂｅｎｚｏｐｕｒｐｕｒｉｎｅ　４Ｂ［（Ｂ）１．０−４．０（Ｒ）］、Ａｃｉｄ　Ｙｅｌｌｏｗ　３６［（Ｒ）１．２−２．３（Ｙ）］、ｍ−Ｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ［（Ｒ）１．２−２．８（Ｙ）］、ｍ−Ｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｒ）１．２−２．８（Ｙ）］、ｐ−Ｘｙｌｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｒ）１．２−２．８（Ｙ）］、Ｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｒ）１．２−２．８（Ｙ）］、Ｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｒ）１．２−２．８（Ｙ）］、Ａｎｉｌｉｎｅ　Ｙｅｌｌｏｗ［（Ｒ）１．２−３．０（Ｙ）］、Ｐｅｎｔａｍｅｔｈｏｘｙ　Ｒｅｄ［（ＲＶ）１．２−３．８（Ｃ）］、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｖｉｏｌｅｔ［（Ｂ）１．５−３．２（Ｖ）］、Ｂｅｎｚｙｌ　Ｏｒａｎｇｅ［（Ｒ）１．９−３．３（Ｙ）］、２，６−Ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ（ｗｅｔｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａ．２０％　Ｗａｔｅｒ）［（ｓＹ）２．４−４．０（Ｙ）］、２，４−Ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ（ｗｅｔｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａ．２０％　Ｗａｔｅｒ）［（ｓＹ）２．６−４．０（Ｙ）］、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｙｅｌｌｏｗ［（Ｒ）２．９−４．０（Ｙ）］、Ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ［（ＹＧ）３．０−４．６（Ｂ）］、Ｂｒｏｍｏｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｙ）３．０−４．６（Ｖ）］、Ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｙ）３．０−４．６（ＢＶ）］、Ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）３．０−４．６（ＢＶ）］、Ｃｏｎｇｏ　Ｒｅｄ［（Ｖ）３．０−５．０（ＲＯ）］、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｏｒａｎｇｅ［（Ｒ）３．１−４．４（ＯＹ）］、Ｅｔｈｙｌ　Ｏｒａｎｇｅ［（Ｒ）３．４−４．８（Ｙ）］、ＴＢＰＥ［（ＹＧ）３．４−５．４（ＢＶ）］、４−ＥｔｈｏｘｙｃｈｒｙｓｏｉｄｉｎｅＨｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ［（Ｒ）３．５−５．５（Ｙ）］、Ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ　Ｇｒｅｅｎ［（Ｙ）３．８−５．４（Ｂ）］、ＢｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌＧｒｅｅｎ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）３．８−５．４（Ｂ）］、２，５−Ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ（ｗｅｔｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａ．２０％　Ｗａｔｅｒ）［（ｓＹ）４．０−５．８（Ｙ）］、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｒｅｄ［（Ｒ）４．２−６．２（Ｙ）］、Ｍｅｔｈｙｌ　Ｒｅｄ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｒ）４．２−６．２（Ｙ）］、Ｌａｃｍｏｉｄ［（Ｐ）４．４−６．６（Ｖ）］、４−Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ［（ｓＹ）４．８−７．６（Ｙ）］、Ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ　Ｒｅｄ［（Ｙ）５．０−６．６（Ｒ）］、Ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ　Ｒｅｄ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）５．０−６．６（Ｒ）］、２−Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ［（ｓＹ）５．０−７．０（Ｙ）］、４−Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ　Ｄｉｈｙｄｒａｔｅ［（ｓＹ）５．０−７．６（Ｙ）］、Ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ［（Ｙ）５．２−６．８（Ｖ）］、Ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）５．２−６．８（Ｖ）］、Ｒｅｓａｚｕｒｉｎ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｒ）５．２−６．８（Ｂ）］、Ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌ　Ｒｅｄ［（Ｙ）５．２−６．８（Ｒ）］、Ｂｒｏｍｏｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｙ）６．０−７．６（Ｂ）］、Ｂｒｏｍｏｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）６．０−７．６（Ｂ）］、Ｎｅｕｔｒａｌ　Ｒｅｄ［（Ｒ）６．８−８．０（Ｙ）］、Ｐａｒａｒｏｓｏｌｉｃ　Ａｃｉｄ［（Ｏ）６．８−８．０（ＶＲ）］、Ｐｈｅｎｏｌ　Ｒｅｄ［（Ｙ）６．８−８．４（Ｒ）、Ｐｈｅｎｏｌ　Ｒｅｄ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）６．８−８．４（Ｒ）］、３−Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ［（ｓＹ）６．８−８．６（Ｙ）］、２−Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（ｓＹ）６．８−８．６（Ｙ）］、ａｌｐｈａ−Ｎａｐｈｔｈｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［（Ｏ）７．０−７．９（ＧＢ）］、Ｃｒｅｓｏｌ　Ｒｅｄ［（Ｙ）７．２−８．８（Ｒ）］、Ｃｒｅｓｏｌ　Ｒｅｄ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）７．２−８．８（Ｒ）］、ｍ−Ｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ［（Ｙ）７．４−９．０（Ｖ）］、ｍ−Ｃｒｅｓｏｌ　Ｐｕｒｐｌｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）７．４−９．０（Ｖ）］、Ｅｔｈｙｌ　Ｂｉｓ（２，４−ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ）ａｃｅｔａｔｅ［（Ｃ）７．５−９．１（Ｂ）］、Ｃｕｒｃｕｍｉｎ［（Ｙ）７．８−８．６（ＲＢｒ）］、Ｐｈｅｎｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［（Ｃ）７．８−１０．０（Ｐ）］、ａｌｐｈａ−Ｎａｐｈｔｈｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［（ＧＢ）７．９−８．６（Ｂ）］、Ｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｙ）８．０−９．６（Ｂ）］、Ｔｈｙｍｏｌ　Ｂｌｕｅ　Ｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ［（Ｙ）８．０−９．６（Ｂ）］、ｐ−Ｘｙｌｅｎｏｌ　Ｂｌｕｅ［（Ｙ）８．０−９．６（ＶＢ）］、ｏ−Ｃｒｅｓｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［（Ｃ）８．０−９．８（Ｐ）］、Ｐｈｅｎｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ　Ｄｉｓｏｄｉｕｍ　Ｓａｌｔ（Ｗａｔｅｒ　ｓｏｌｕｂｌｅ）［（Ｃ）８．３−１０．０（Ｐ）］、Ｔｈｙｍｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ［（Ｃ）８．６−１０．５（Ｂ）］、Ｍｏｒｄａｎｔ　Ｏｒａｎｇｅ　１［（ＹＯ）１０．０−１２．０（ＯＲ）］、Ａｌｉｚａｒｉｎ　Ｙｅｌｌｏｗ　ＧＧ［（Ｙ）１０．０−１２．０（ＢｒＹ）］、Ｔｒｏｐａｅｏｌｉｎ　Ｏ［（Ｙ）１１．０−１２．８（Ｒ）］、１，３，５−Ｔｒｉｎｉｔｒｏｂｅｎｚｅｎｅ（ｗｅｔｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａ．４０％　Ｗａｔｅｒ）［（Ｃ）１１．５−１４．０（Ｏ）］、Ｉｎｄｉｇｏ　Ｃａｒｍｉｎｅ［（Ｂ）１１．６−１４．０（Ｙ）］などを使用することができる。
　前述したｐＨ指示薬の添加量は、特に限定されるものではなく、収容容器を介して燃料溶液の色の変化を、目視で確認できる濃度であればよい。また、その添加時期も、特に限定されるものではなく、例えば燃料電池に充填される燃料溶液に予め添加しておいてもよく、また、発電中に燃料溶液に添加してもよい。
［収容容器］
　本実施形態のバイオ燃料電池では、燃料溶液の色の変化を確認できるように、収容容器の一部又は全部が透明又は半透明な材料で形成されている。なお、収容容器の一部を透明又は半透明な材料で形成する場合は、少なくともアノード６１又はカソード６２の近傍の燃料溶液について、色の変化を目視で確認可能となっていることが望ましい。特に、観察しやすさの観点から、アノード６１の近傍の燃料溶液の色の変化が確認可能となっていることがより望ましい。
　以上詳述したように、本実施形態のバイオ燃料電池では、燃料溶液にｐＨ指示薬を添加しているため、検出に電力を使用することなく、燃料成分の消費を色の変化により確認することができる。また、燃料溶液が見えるように、収容容器の少なくとも一部が透明又は半透明となっているため、燃料の消費に起因する電池性能の劣化を、視覚により認識することができる。その結果、燃料溶液を取り出して分析することなく、その交換時期を、容易に判断することが可能となる。
　本実施形態のバイオ燃料電池では、燃料溶液にｐＨ指示薬を添加するだけで、電池にｐＨ検出機能を付与することができるため、製造工程や電池構成を複雑化したり、電池が大型化したりすることがない。なお、本実施形態のバイオ燃料電池における上記以外の構成及び効果は、前述した第１の実施形態と同様である。
＜６．変形例＞
［全体構成］
　次に、本開示の第２及び第３の実施形態の変形例に係るバイオ燃料電池について説明する。図１２は本変形例のバイオ燃料電池の構成を模式的に示す分解斜視図であり、図１３及び図１４はその収容容器の構成例を示す図である。本変形例のバイオ燃料電池は、遠心力を利用して燃料供給及び燃料撹拌を行うものであり、例えば図１３及び図１４に示すような平面視で円形状の収容容器内に、発電部を構成する円盤状部材が積層配置されている。
［発電部］
　発電部には、アノード６１とカソード６２とが設けられており、これらの間には、セパレータ６３が配置されている。また、アノード６１及びカソード６２には、それぞれ集電体６４，６５が接触配置されている。そして、本変形例のバイオ燃料電池では、燃料溶液内にｐＨ試験紙（図示せず）が配置されているか、又は、燃料溶液に燃料溶液にｐＨ指示薬が添加されている。
　なお、図１２では、アノード６１、アノード集電体６４、セパレータ６３、カソード６２、カソード集電体６５及び気液分離膜６７の順に配設した例を示しているが、アノード集電体６４とアノード６１の位置及び／又はカソード集電体６５とカソード６２の位置は、逆でもよい。
［収容容器］
　収容容器としては、例えば図１３に示すような下蓋５８と側壁５９とが一体となっており、そこに上蓋５１をはめ込む構造のものや、図１４に示すような上蓋５１と下蓋５８とで側壁５９を挟む構造のものを使用することができる。この収容容器の上蓋５１の中心部には燃料注入口５１ａが設けられ、下蓋５８には外部の空気を電池内に取り入れるための空気導入口５８ａが設けられている。
　そして、本変形例のバイオ燃料電池においては、収容容器（上蓋５１，下蓋５８）は、その一部又は全部が透明又は半透明な材料で形成されている。これにより、この透明又は半透明な部分から、発電部内の燃料溶液に浸漬されたｐＨ試験紙、又は燃料溶液に溶解されたｐＨ指示物質の色の変化を、目視で確認することができる。
　更に、本変形例のバイオ燃料電池では、収容容器（上蓋５１又は下蓋５８）の側面に、蓋などにより開閉可能な排出口を設け、必要に応じて発電部内の燃料溶液（廃液）を排出可能としてもよい。更にまた、図１２に示すように、上蓋５１のアノード２側の面に、溝５１ｂを設けることもできる。溝５１ｂの形状は、特に限定されるものではないが、例えば放射状、同心円状及び螺旋状などが挙げられる。このように、上蓋５１とアノード５２との間に空間を設けると、燃料溶液の拡散速度を高めることができる。
［動作］
　本変形例のバイオ燃料電池においては、発電開始時及びｐＨ試験紙やｐＨ指示薬の色の変化により燃料成分濃度低下が確認された際に、燃料注入口５１ａからアノード６１の中心部に向けて燃料溶液が導入される。そして、燃料溶液の注入時又は注入後に、燃料注入口５１ａを軸にして、電池本体を回転させるこれにより、注入された燃料溶液が放射状に広がり、燃料成分をアノード６１の全体に行き渡らせることができる。
　特に、粘性が高い燃料溶液を用いる場合は、電極中での拡散が緩やかになるが、このように中心部を軸にして電池を回転させることにより、遠心力により燃料溶液を速やかに拡散することが可能となる。更に、上蓋５１のアノード６１側の面に溝５１ｂを設けることで、燃料溶液の拡散速度を更に高めることができる。
　このバイオ燃料電池を回転させる方法は、特に限定されるものではなく、例えば回転軸（燃料注入口５１ａ）や収容容器の側面に力を加えて回す方法がある。その際、作業者が直接力を加えてもよいが、プーリー、ギア盤、紐又は滑車などを組み合わせて、間接的に力を加えることもできる。また、収容容器の側面に凹凸を形成し、それをギア盤のように組み合わせて回転させてもよい。この方法は、複数のバイオ燃料電池が並列に接続されている場合などに有効である。更に、バイオ燃料電池を横にして、転がしてもよい。
　一方、本変形例のバイオ燃料電池では、収容容器の側面などの回転軸に対して垂直な位置に、蓋により開閉可能な廃液排出口を設け、遠心力を利用して、使用済みの燃料溶液（廃液）を排出するようにしてもよい。その場合、例えば、発電時には蓋を閉めておき、発電後に蓋を開けて廃液排出口を解放すると共に、バイオ燃料電池を回転させる。これにより、使用済みの燃料溶液（廃液）を、容易にかつ確実に発電部から除去することができる。なお、廃液を除去する際は、例えば廃液受けなどの容器内で、バイオ燃料電池を回転させることにより、周囲への汚染や廃液の飛び散りなどを防止することができる。
　また、本変形例のバイオ燃料電池では、電池を回転させることにより、発電性能を回復させることもできる。これにより、発電部内における燃料溶液の濃度分布を解消し、効果的に発電性能を回復させることができる。
　以上詳述したように、本変形例のバイオ燃料電池では、発電部内のｐＨ変化に応じて、バイオ燃料電池を回転させることにより、より効率的に出力回復を図ることができる。また、電池自体が回転可能となっているため、高濃度の燃料溶液を使用する場合でも、燃料注入直後に燃料成分を拡散させることができる。これにより、燃料の反応効率が向上する。また、発電部内の燃料溶液を撹拌することができるため、燃料の利用効率も向上する。
　更に、収容容器の側壁５９に廃液排出口を設けることにより、遠心力を利用して、使用済みの燃料溶液（廃液）を、速やかに発電部から除去することができる。そして、このバイオ燃料電池は、既存の独楽型玩具と組み合わせることにより、発光素子を光らせて独楽を装飾したり、モーターを回転させて独楽の回転速度を変化させたりすることも可能となる。
　なお、本変形例のバイオ燃料電池は、発電部を中心から外側に向かって傾斜が設けられたすり鉢状（テーパー形状）、即ち、燃料溶液が注入される中心部が低く、外側になるに従い高くなる構造としてもよい。これにより、電池本体が回転しているときは、燃料注入口５１ａから注入された燃料溶液は、遠心力により、外縁に向かって拡散する。一方、電池本体の回転を止めると、外縁側から中心に向かって流れ込む。この回転と静止とを繰り返し行うことにより、燃料溶液を撹拌し、反応効率を高めることが可能となる。
　本変形例のバイオ燃料電池における上記以外の構成及び効果は、前述した第２及び第３の実施形態と同様である。
　上述の第１~第３の実施の形態およびこれらの各変形例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
　なお、本開示は、以下のような構成もとることができる。
（１−１）
　表面に酸化還元酵素が存在する電極を備え、直列に接続された２以上の発電部と、
　各発電部の燃料注入口と連通する燃料供給部と、
　前記燃料供給部及び各燃料注入口を閉塞する蓋体と、
を有するバイオ燃料電池。
（１−２）
　各発電部は、仕切り板によって相互に分離されており、前記仕切り板の一部に高さの低い部分を設けることにより、凹状の燃料供給部が構成されている（１−１）に記載のバイオ燃料電池。
（１−３）
　前記蓋体に、各発電部に充填される燃料の量を調節する充填量調節部が設けられている（１−１）又は（１−２）に記載のバイオ燃料電池。
（１−４）
　前記発電部の燃料タンク内に、内部から各電極を押圧する１又は２以上の押圧部材が配置されている（１−１）~（１−３）のいずれかに記載のバイオ燃料電池。
（１−５）
　前記押圧部材は、幅方向及び高さ方向に延びる複数の棒状部材を一体化した構造である（１−４）に記載のバイオ燃料電池。
　なお、本開示は、以下のような構成もとることができる。
（２−１）
　表面に酸化還元酵素が存在する電極を備えた発電部と、
　燃料溶液のｐＨ変化を色変化により検出する検出部と、
　前記発電部が収容される収容容器と、を有し、
　前記収容容器は少なくとも前記検出部が見える位置が透明又は半透明となっているバイオ燃料電池。
（２−２）
　前記検出部として前記燃料溶液内にｐＨ試験紙が配置されている（２−１）に記載のバイオ燃料電池。
（２−３）
　前記ｐＨ試験紙がアノード近傍に配置されている（２−２）に記載のバイオ燃料電池。
（２−４）
　前記検出部として、燃料溶液にｐＨ指示薬が添加されている（２−１）に記載のバイオ燃料電池。
（２−５）
　前記収容容器はアノード近傍が見える位置が透明又は半透明となっている（２−４）に記載のバイオ燃料電池。
（２−６）
　更に、前記発電部の中心部に燃料を供給する燃料供給部を有し、該燃料供給部を軸として回転する（２−１）~（２−５）のいずれかに記載のバイオ燃料電池。
（３−１）
　燃料溶液のｐＨ変化を色変化により検出する検出部と、
　前記発電部が収容される収容容器と、をさらに有し、
　前記収容容器は少なくとも前記検出部が見える位置が透明又は半透明となっている（１−１）~（１−５）の何れかに記載のバイオ燃料電池。
（３−２）
　前記検出部として前記燃料溶液内にｐＨ試験紙が配置されている請求項（３−１）に記載のバイオ燃料電池。
（３−３）
　前記ｐＨ試験紙がアノード近傍に配置されている（３−２）に記載のバイオ燃料電池。
（３−４）
　前記検出部として、燃料溶液にｐＨ指示薬が添加されている（３−１）に記載のバイオ燃料電池。
（３−５）
　前記収容容器はアノード近傍が見える位置が透明又は半透明となっている（３−４）に記載のバイオ燃料電池。
（３−６）
　更に、前記発電部の中心部に燃料を供給する燃料供給部を有し、該燃料供給部を軸として回転する（３−１）~（３−５）の何れかに記載のバイオ燃料電池。

　１　バイオ燃料電池
　２、４２　燃料電池本体
　３、３３　蓋体
　４　燃料溶液
　１１　発電部
　１２　仕切り板
　１３、４３　外装板
　１４　燃料供給部
　２１　アノード
　２２　カソード
　２３、２５　集電体
　２４　セパレータ
　２６　気液分離膜
　２７　燃料タンク
　２８　押圧部材
　３３ａ、４３ａ　充填量調節部
　４８　プレスバー
　５１　上蓋
　５１ａ　燃料注入口
　５１ｂ　溝
　５８　下蓋
　５８ａ　空気導入口
　５９　側壁
　６０　発電部
　６１、１０１　アノード
　６２、１０２　カソード
　６３　セパレータ
　６４、６５　集電体
　６６　ｐＨ試験紙
　６７　気液分離膜
　６８　燃料タンク
　１０３　プロトン伝導体

Claims

　表面に酸化還元酵素が存在する電極を備え、直列に接続された２以上の発電部と、
　各発電部の燃料注入口と連通する燃料供給部と、
　前記燃料供給部及び各燃料注入口を閉塞する蓋体と、
を有するバイオ燃料電池。
　各発電部は、仕切り板によって相互に分離されており、前記仕切り板の一部に高さの低い部分を設けることにより、凹状の燃料供給部が構成されている請求項１に記載のバイオ燃料電池。
　前記蓋体に、各発電部に充填される燃料の量を調節する充填量調節部が設けられている請求項１に記載のバイオ燃料電池。
　前記発電部の燃料タンク内に、内部から各電極を押圧する１又は２以上の押圧部材が配置されている請求項１に記載のバイオ燃料電池。
　前記押圧部材は、幅方向及び高さ方向に延びる複数の棒状部材を一体化した構造である請求項４に記載のバイオ燃料電池。
　燃料溶液のｐＨ変化を色変化により検出する検出部と、
　前記発電部が収容される収容容器と、をさらに有し、
　前記収容容器は少なくとも前記検出部が見える位置が透明又は半透明となっている請求項１に記載のバイオ燃料電池。
　前記検出部として前記燃料溶液内にｐＨ試験紙が配置されている請求項６に記載のバイオ燃料電池。
　前記ｐＨ試験紙がアノード近傍に配置されている請求項７に記載のバイオ燃料電池。
　前記検出部として、燃料溶液にｐＨ指示薬が添加されている請求項６に記載のバイオ燃料電池。
　前記収容容器はアノード近傍が見える位置が透明又は半透明となっている請求項９に記載のバイオ燃料電池。
　更に、前記発電部の中心部に燃料を供給する燃料供給部を有し、該燃料供給部を軸として回転する請求項６に記載のバイオ燃料電池。