CN117897834A - 电化学单电池装置、模块以及模块容纳装置 - Google Patents
电化学单电池装置、模块以及模块容纳装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117897834A CN117897834A CN202280058168.0A CN202280058168A CN117897834A CN 117897834 A CN117897834 A CN 117897834A CN 202280058168 A CN202280058168 A CN 202280058168A CN 117897834 A CN117897834 A CN 117897834A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrochemical cell
- cell
- module
- oxide
- support
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 60
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 description 45
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 28
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 24
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 12
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 12
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 12
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 12
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 12
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 12
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 8
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 4
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 4
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 3
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 3
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002521 CoMn Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018921 CoO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017563 LaCrO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- KHIHIHNAFRNJFC-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Sr].[La] Chemical compound [Ti].[Sr].[La] KHIHIHNAFRNJFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- NFYLSJDPENHSBT-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[La+3] NFYLSJDPENHSBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- AHKZTVQIVOEVFO-UHFFFAOYSA-N oxide(2-) Chemical compound [O-2] AHKZTVQIVOEVFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002077 partially stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/615—Heating or keeping warm
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
- H01M8/2475—Enclosures, casings or containers of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
电化学单电池装置具备电化学单电池和支承构件。支承构件具有：第一部位，位于反应气体流动的第一方向的上游侧；以及第二部位，位于比第一部位靠第一方向的下游侧的位置。第一部位以及第二部位的红外光的反射率不同。
Description
技术领域
本公开涉及电化学单电池装置、模块以及模块容纳装置。
背景技术
近年来，作为下一代能源，提出了各种具有多个燃料电池单体的燃料电池堆装置。燃料电池单体是能够使用含氢气体等燃料气体和空气等的含氧气体来得到电力的电化学单电池的一种。有时也将燃料气体、含氧气体等气体统称为反应气体。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2009/131180号
发明内容
实施方式的一方式所涉及的电化学单电池装置具备电化学单电池和支承构件。支承构件支承所述电化学单电池。支承构件具有：第一部位，位于反应气体流动的第一方向的上游侧；以及第二部位，位于比该第一部位靠所述第一方向的下游侧的位置。所述第一部位以及所述第二部位的红外光的反射率不同。
此外，实施方式的一方式所涉及的电化学单电池装置具备电化学单电池和支承构件。支承构件具有：第一部位，位于所述电化学单电池的低温部；以及第二部位，位于温度比所述低温部高的所述电化学单电池的高温部。所述第一部位以及所述第二部位的红外光的反射率不同。
此外，本公开的模块具备上述记载的电化学单电池装置和收纳所述电化学单电池装置的收纳容器。
此外，本公开的模块容纳装置具备：上述记载的模块；辅机，用于进行所述模块的运行；以及外装壳体，容纳所述模块以及所述辅机。
附图说明
图1A是表示实施方式所涉及的电化学单电池的一例的横剖视图。
图1B是从空气极侧观察实施方式所涉及的电化学单电池的一例的侧视图。
图1C是从互连器侧观察实施方式所涉及的电化学单电池的一例的侧视图。
图1D是表示实施方式所涉及的电化学单电池的另一例的横剖视图。
图1E是表示实施方式所涉及的电化学单电池的另一例的横剖视图。
图1F是表示实施方式所涉及的电化学单电池的另一例的横剖视图。
图2A是表示第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的一例的立体图。
图2B是图2A所示的X-X线的剖视图。
图2C是表示第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的一例的俯视图。
图3A是表示第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的一例的剖视图。
图3B是表示第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的另一例的剖视图。
图3C是表示第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的另一例的剖视图。
图3D是表示第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的另一例的剖视图。
图4是表示第一实施方式所涉及的模块的一例的外观立体图。
图5是概略地表示第一实施方式所涉及的模块容纳装置的一例的分解立体图。
图6A是表示第二实施方式所涉及的电化学单电池装置的一例的剖视图。
图6B是表示第二实施方式所涉及的电化学单电池装置的另一例的剖视图。
图7A是表示支承构件的另一例的立体图。
图7B是表示支承构件的另一例的立体图。
图8A是表示第三实施方式所涉及的电化学单电池装置的一例的剖视图。
图8B是表示第三实施方式所涉及的电化学单电池装置的另一例的剖视图。
具体实施方式
在燃料电池堆装置中，例如若在电化学单电池内的温度产生偏差，则有时会导致发电性能、耐久性的降低，在提高电池性能方面存在改善的余地。
因而，期待提供能够提高电池性能的电化学单电池装置、模块以及模块容纳装置。
以下，参照附图，对本申请所公开的电化学单电池装置、模块以及模块容纳装置的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限定于以下所示的实施方式。
此外，需要注意的是，附图是示意性的，各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有时与现实不同。进而，在附图相互之间，有时也包含彼此的尺寸的关系、比率等不同的部分。
[第一实施方式]
<电化学单电池的结构>
首先，参照图1A～图1C，作为构成第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的电化学单电池，使用固体氧化物形态的燃料电池单体的例子进行说明。电化学单电池装置也可以具备具有多个电化学单电池的电池堆。将具有多个电化学单电池的电化学单电池装置简称为电池堆装置。
图1A是表示实施方式所涉及的电化学单电池的一例的横剖视图，图1B是从空气极侧观察实施方式所涉及的电化学单电池的一例的侧视图，图1C是从互连器侧观察实施方式所涉及的电化学单电池的一例的侧视图。另外，图1A～图1C将电化学单电池的各结构的一部分放大表示。以下，有时也将电化学单电池简称为单电池。
在图1A～图1C所示的例子中，单电池1为中空平板型，为细长的板状。如图1B所示，从侧面观察单电池1的整体的形状例如是长度方向L的边的长度为5cm～50cm、与该长度方向L正交的宽度方向W的长度例如为1cm～10cm的长方形。该单电池1的整体的厚度方向T的厚度例如为1mm～5mm。
如图1A所示，单电池1具备导电性的支承基板2、元件部3和互连器4。支承基板2是具有一对对置的平坦面n1、n2、以及连接该平坦面n1、n2的一对圆弧状的侧面m的柱状。
元件部3设置在支承基板2的平坦面n1上。该元件部3具有燃料极5、固体电解质层6和空气极8。此外，在图1A所示的例子中，互连器4位于单电池1的平坦面n2上。另外，单电池1也可以在固体电解质层6与空气极8之间具备中间层7。
此外，如图1B所示，空气极8未延伸至单电池1的下端。在单电池1的下端部，仅固体电解质层6在平坦面n1的表面露出。此外，如图1C所示，互连器4也可以延伸至单电池1的下端。在单电池1的下端部，互连器4以及固体电解质层6在表面露出。另外，如图1A所示，在单电池1的一对圆弧状的侧面m的表面，固体电解质层6露出。互连器4也可以不延伸至单电池1的下端。
以下，对构成单电池1的各结构构件进行说明。
支承基板2在内部具有供气体流动的气体流路2a。图1A所示的支承基板2的例子具有6个气体流路2a。支承基板2具有透气性，使在气体流路2a中流动的燃料气体透过至燃料极5。支承基板2也可以具有导电性。具有导电性的支承基板2将在元件部3产生的电向互连器4集电。
支承基板2的材料例如包含铁族金属成分以及无机氧化物。铁族金属成分例如可以是Ni(镍)和/或NiO。无机氧化物例如可以是特定的稀土元素氧化物。稀土元素氧化物例如可以包含选自Sc、Y、La、Nd、Sm、Gd、Dy以及Yb中的一种以上的稀土元素。
燃料极5的材料能够使用通常公知的材料。燃料极5也可以使用多孔质的导电性陶瓷，例如包含固溶有氧化钙、氧化镁或者稀土元素氧化物的ZrO2、以及Ni和/或NiO的陶瓷等。该稀土元素氧化物例如可以包含选自Sc、Y、La、Nd、Sm、Gd、Dy以及Yb中的多种稀土元素。有时也将固溶有氧化钙、氧化镁或者稀土元素氧化物的ZrO2称为稳定化氧化锆。稳定化氧化锆也包含部分稳定化氧化锆。
固体电解质层6是电解质，在燃料极5与空气极8之间进行离子的交接。同时，固体电解质层6具有气体阻隔性，难以产生燃料气体与含氧气体的泄漏。
固体电解质层6的材料例如可以是固溶了3摩尔％～15摩尔％的稀土元素氧化物、氧化钙、氧化镁的ZrO2。稀土元素氧化物例如可以包含选自Sc、Y、La、Nd、Sm、Gd、Dy以及Yb中的一种以上的稀土元素。固体电解质层6例如可以包含固溶了La、Nd、Sm、Gd或者Yb的CeO2，也可以包含固溶了Sc或者Yb的BaZrO3，也可以包含固溶了Sc或者Yb的BaCeO3。
空气极8具有透气性。空气极8的开气孔率例如可以为20％～50％、特别是30％～50％的范围。
空气极8的材料只要是一般用于空气极的材料则没有特别限制。空气极8的材料例如也可以是所谓的ABO3型的钙钛矿型氧化物等导电性陶瓷。
空气极8的材料例如也可以是Sr(锶)和La(镧)共存于A位点的复合氧化物。作为这样的复合氧化物的例子，可举出LaxSr1-xCoyFe1-yO3、LaxSr1-xMnO3、LaxSr1-xFeO3、LaxSr1-xCoO3等。另外，x为0＜x＜1，y为0＜y＜1。
此外，在元件部3具有中间层7的情况下，中间层7具有作为扩散抑制层的功能。若空气极8所包含的Sr(锶)等元素扩散到固体电解质层6，则在该固体电解质层6形成例如SrZrO3等电阻层。中间层7使Sr难以扩散，从而难以形成SrZrO3其他具有电绝缘性的氧化物。
中间层7的材料只要是通常用于空气极8与固体电解质层6之间的元素的扩散抑制层的材料则没有特别限制。中间层7的材料例如可以包含固溶了除Ce(铈)以外的稀土元素的氧化铈(CeO2)。作为该稀土元素，例如可以使用Gd(钆)、Sm(钐)等。
此外，互连器4为致密质，难以产生在位于支承基板2的内部的气体流路2a中流通的燃料气体、以及在支承基板2的外侧流通的含氧气体的泄漏。互连器4可以具有93％以上、特别是95％以上的相对密度。
互连器4的材料可以使用镧铬铁矿系的钙钛矿型氧化物(LaCrO3系氧化物)、镧锶钛系的钙钛矿型氧化物(LaSrTi O3系氧化物)等。这些材料具有导电性，并且即使与含氢气体等燃料气体以及空气等含氧气体接触，难以被还原，也难以被氧化。此外，作为互连器4的材料，也可以使用金属或者合金。
如图1D～图1F所示，支承基板2也可以是金属制或者合金制。图1D～图1F是表示实施方式所涉及的电化学单电池的另一例的横剖视图。
如图1D～图1F所示，单电池1具有层叠燃料极5、固体电解质层6、中间层7以及空气极8的元件部3和支承基板2。金属制或者合金制的支承基板2具有能够使气体在气体流路2a与燃料极5之间流通的气体透过部2b和位于气体流路2a的外侧的构件120。气体透过部2b具有从气体流路2a通向燃料极5的贯通孔或者细孔。支承基板2例如可以由一个或者多个金属板构成。金属板的材料可以含有铬。金属板可以具有导电性的覆盖层。支承基板2将相邻的单电池1彼此电连接。元件部3可以直接形成在支承基板2上，也可以通过接合材料与支承基板2接合。
在图1D所示的例子中，燃料极5的侧面被固体电解质层6覆盖，将燃料气体流动的气体流路2a气密地密封。如图1E所示，燃料极5的侧面也可以被致密的密封材料9覆盖并密封。覆盖燃料极5的侧面的密封材料9也可以具有电绝缘性。密封材料9的材料例如可以是玻璃或者陶瓷。
此外，如图1F所示，支承基板2的气体流路2a也可以由具有凹凸的构件120形成。
<电化学单电池装置的结构>
接下来，参照图2A～图2C对使用了上述的单电池1的本实施方式所涉及的电化学单电池装置进行说明。图2A是表示第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的一例的立体图，图2B是图2A所示的X-X线的剖视图，图2C是表示第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的一例的俯视图。
如图2A所示，电池堆装置10具备具有在单电池1的厚度方向T(参照图1A)上排列(层叠)的多个单电池1的电池堆11和固定构件12、12a。
固定构件12具有固定材料13和支承构件14。支承构件14支承单电池1。固定材料13将单电池1固定于支承构件14。此外，支承构件14具有支承体15和气体罐16。作为支承构件14的支承体15以及气体罐16例如为金属制，具有导电性。
固定构件12a位于隔着电池堆11与固定构件12相面对的位置。固定构件12固定单电池1的下端侧，固定构件12a固定单电池1的上端侧。另外，在图2B、图2C中，省略了固定构件12a的图示。
如图2B所示，支承体15具有供多个单电池1的下端部插入的插入孔15a。多个单电池1的下端部与插入孔15a的内壁由固定材料13接合。
气体罐16具有通过插入孔15a向多个单电池1供给反应气体的开口部和位于该开口部的周围的凹槽16a。支承体15的外周的端部通过填充于气体罐16的凹槽16a的接合材料21而与气体罐16接合。
在图2A所示的例子中，在由作为支承构件14的支承体15和气体罐16形成的内部空间22中贮存燃料气体。气体罐16与气体流通管20连接。燃料气体通过该气体流通管20供给至气体罐16，从气体罐16供给至单电池1的内部的气体流路2a(参照图1A)，从单电池1的上端部侧排出至固定构件12a。向气体罐16供给的燃料气体由后述的改性器102(参照图4)生成。排出到固定构件12a的燃料气体可以进一步从未图示的气体排出管排出、处理，也可以再次通过改性器供给到电池堆11或者与电池堆11不同的电池堆。
富氢的燃料气体能够通过对原燃料进行水蒸气改性等而生成。在通过水蒸气改性生成燃料气体的情况下，燃料气体包含水蒸气。
在图2A所示的例子中，电池堆装置10具有两列电池堆11、支承构件14、14a。支承构件14具备两个支承体15以及气体罐16。两列电池堆11分别具有多个单电池1。各电池堆11固定于各支承体15。气体罐16在上表面具有两个贯通孔。在各贯通孔中配置各支承体15。内部空间22由一个气体罐16和两个支承体15形成。支承构件14a也可以如支承构件14那样具备两个支承体以及气体罐。在图2A中，示出了具有两列电池堆11的电池堆装置10，但电池堆装置可以具有一列电池堆11，也可以具有三列以上的电池堆11。
插入孔15a的形状例如俯视为长圆形状。插入孔15a例如单电池1的排列方向即厚度方向T的长度大于位于电池堆11的两端的两个端部集电构件17之间的距离。插入孔15a的宽度例如大于单电池1的宽度方向W(参照图1A)的长度。
如图2B所示，插入孔15a的内壁与单电池1的下端部的接合部填充固定材料13并固化。由此，插入孔15a的内壁与多个单电池1的下端部分别接合/固定，此外，单电池1的下端部彼此接合/固定。各单电池1的气体流路2a在下端部与支承构件14的内部空间22连通。
固定材料13以及接合件21能够使用玻璃等导电性低的材料。作为固定材料13以及接合材料21的具体的材料，可以使用非晶质玻璃等，特别是也可以使用晶化玻璃等。
作为晶化玻璃，例如可以使用SiO2-CaO系、MgO-B2O3系、La2O3-B2O3-MgO系、La2O3-B2O3-ZnO系、SiO2-CaO-ZnO系等材料中的任一种，特别是可以使用SiO2-MgO系的材料。
此外，如图2B所示，导电构件18介于多个单电池1中的相邻的单电池1之间。导电构件18将相邻的一方的单电池1的燃料极5与另一方的单电池1的空气极8电串联连接。更具体而言，导电构件18将与相邻的一方的单电池1的燃料极5电连接的互连器4和另一方的单电池1的空气极8连接。另外，在互连器4为金属或者合金的情况下，互连器4与导电构件18可以一体化，导电构件18也可以兼作互连器4。
此外，如图2B所示，端部集电构件17与位于多个单电池1的排列方向上的最外侧的单电池1电连接。端部集电构件17与向电池堆11的外侧突出的导电部19连接。导电部19对通过单电池1的发电产生的电进行集电并向外部引出。另外，在图2A中，省略了端部集电构件17的图示。
此外，如图2C所示，电池堆装置10中，两个电池堆11A、11B串联连接，作为一个电池发挥功能。因此，电池堆装置10的导电部19被区分为正极端子19A、负极端子19B以及连接端子19C。
正极端子19A是将电池堆11发出的电力向外部输出的情况下的正极，与电池堆11A中的正极侧的端部集电构件17电连接。负极端子19B是将电池堆11发出的电力向外部输出的情况下的负极，与电池堆11B中的负极侧的端部集电构件17电连接。
连接端子19C将电池堆11A中的负极侧的端部集电构件17与电池堆11B中的正极侧的端部集电构件17电连接。
<支承构件与单电池的接合>
接下来，参照图3A对第一实施方式所涉及的电化学单电池装置进一步进行说明。图3A是表示第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的一例的剖视图。
如图3A所示，单电池1的两端经由固定材料13与支承体15接合。支承体15具有支承单电池1的一端侧即下端侧的第一构件151和支承单电池1的另一端侧即上端侧的第二构件152。
图3A所示的电池堆装置10使用在单电池1的外部沿第一方向30流动的含氧气体和如箭头40所示在单电池1的内部流动的燃料气体来发电。
单电池1的温度由于伴随发电的焦耳热而上升。此时，由于在单电池1的外部流动的含氧气体的影响等，在单电池1的温度分布中产生偏差。具体而言，第一方向30的下游侧、即被第二构件152支承的单电池1的上端侧的温度，相比于第一方向30的上游侧、即支承于第一构件151的单电池1的下端侧的温度而上升。因此，在位于单电池1的第一方向30的下游侧的部分，例如比适于发电的温度高，耐久性容易降低。
因而，在本实施方式中，在支承单电池1的支承体15中，在露出于氧化气氛的露出部中的位于第一方向30的上游侧的第一部位与位于比该第一部位靠第一方向30的下游侧的位置的第二部位之间使红外光的反射率不同。具体而言，第一构件151的露出部151a的红外光的反射率比第二构件152的露出部152a小。
由此，在单电池1的第一方向30的下游侧，能够减少由来自第二构件152的辐射热引起的单电池1的温度上升。因此，能够不易产生伴随着单电池1的过热的耐久性的降低。因此，根据本实施方式，能够提高电池性能。
另一方面，由于第一方向30的上游侧存在温度比第一方向30的下游侧的温度低的倾向，因此在位于单电池1的第一方向30的上游侧的部分，例如不到达适于发电的温度，发电性能容易降低。
在本实施方式中，在单电池1的第一方向30的上游侧，能够通过来自第一构件151的辐射热来促进单电池1的温度上升。因此，能够不易产生伴随着单电池1的加热不足的发电性能的降低。因此，根据本实施方式，能够提高电池性能。
在此，第一构件151以及第二构件152的材料选择红外光的反射率不同的金属材料或者陶瓷。第一构件151以及第二构件152也可以是例如表面颜色不同的金属材料或者陶瓷。
第二构件152例如也可以是含有铬的不锈钢等金属材料。第二构件152例如可以含有金属氧化物。此外，第二构件152例如也可以是氧化铝(alumina)、氧化镁(magnesiumOxide)、氧化硅(silica)、氧化锆(zirconia)、氧化铬(chromium oxide)、氧化钛(二氧化钛)以及它们的复合氧化物等。氧化锆可以是稳定化氧化锆。复合氧化物例如可以从镁橄榄石以及堇青石等中选择。第二构件152例如可以含有Al2O3、CaO等杂质。此外，第二构件152的表面颜色例如也可以是白色或者黄色等。
第一构件151例如也可以是含有铬的不锈钢等金属材料。此外，第一构件151例如也可以是氧化铝(alumina)、氧化镁(magnesium Oxide)、氧化硅(silica)、氧化锆(zirconia)、氧化铬(chromium oxide)、氧化钛(二氧化钛)以及它们的复合氧化物等。氧化锆可以是稳定化氧化锆。复合氧化物例如可以从镁橄榄石以及堇青石等中选择。复合氧化物例如可以含有Al2O3、CaO等杂质。此外，第一构件151例如也可以含有包含铁(Fe)等过渡元素的有色的金属氧化物等。第一构件151的表面颜色例如可以为白色、黄色或者黑色。只要露出部151a中的红外光的反射率小于露出部152a，则第一构件151也可以是与第二构件152同种的材料或者相同系统的颜色。
另外，露出部151a、152a中的红外光的反射率能够利用近红外/红外分光光度计或者傅立叶变换红外分光(FTIR)光度计进行测定。红外光是指具有700nm以上的波长的光。在对红外光的反射率进行比较的情况下，例如对1500nm～2500nm的波长范围内的反射率的平均进行比较即可。在此所说的红外光的反射率是指1500nm～2500nm的波长范围内的反射率的平均。
此外，第一构件151和/或第二构件152例如也可以具有露出部151a、152a中的红外光的反射率不同的被膜。图3B～图3D是表示第一实施方式所涉及的电化学单电池装置的另一例的剖视图。图3B所示的电池堆装置10与图3A所示的电池堆装置10的不同点在于，将金属材料等作为支承基材，具有覆盖第二构件152的支承基材的表面的覆盖层152b。
覆盖层152b由露出部152a中的红外光的反射率比露出部151a大的材料构成。覆盖层152b例如可以是氧化铝(alumina)、氧化镁(氧化镁)、氧化硅(silica)、氧化锆(zirconia)、氧化铬(chromium oxide)、氧化钛(二氧化钛)以及它们的复合氧化物等。氧化锆可以是稳定化氧化锆。复合氧化物例如可以从镁橄榄石以及堇青石等中选择。覆盖层152b的表面颜色例如可以是白色或者黄色等。覆盖层152b也可以含有例如包含铁(Fe)等过渡元素的有色的金属氧化物。
此外，覆盖层152b也可以具有导电性。覆盖层152b例如可以含有具有导电性的金属材料和/或金属氧化物。覆盖层152b中所含的具有导电性的金属氧化物例如可以是具有尖晶石构造的复合氧化物，例如ZnMnCoO4等Zn(CoxMn1-x)2O4(0＜x＜1)、Mn1.5Co1.5O4、MnCo2O4、CoMn2O4等。具有导电性的金属氧化物也可以是所谓的ABO3型的钙钛矿型氧化物。此外，具有导电性的金属氧化物例如可以为锌氧化物。
图3C所示的电池堆装置10与图3B所示的电池堆装置10的不同点在于，将金属材料等作为支承基材，具有覆盖第一构件151的支承基材的表面的覆盖层151b。
覆盖层151b由露出部151a中的红外光的反射率比露出部152a小的材料构成。覆盖层151b例如可以是氧化铝(alumina)、氧化镁(magnesium Oxide)、氧化硅(silica)、氧化锆(zirconia)、氧化铬(chromium oxide)、氧化钛(二氧化钛)以及它们的复合氧化物等。氧化锆可以是稳定化氧化锆。复合氧化物例如可以从镁橄榄石以及堇青石等中选择。覆盖层151b的表面颜色例如可以为黑色。覆盖层151b也可以含有例如包含铁(Fe)等过渡元素的有色的金属氧化物。
此外，覆盖层151b也可以具有导电性。覆盖层151b例如可以含有具有导电性的金属材料和/或金属氧化物。覆盖层151b中所含的具有导电性的金属氧化物例如可以是具有尖晶石构造的复合氧化物，例如ZnMnCoO4等Zn(CoxMn1-x)2O4(0＜x＜1)、Mn1.5Co1.5O4、MnCo2O4、CoMn2O4等。具有导电性的金属氧化物也可以是所谓的ABO3型的钙钛矿型氧化物。此外，具有导电性的金属氧化物例如可以为锌氧化物。
另外，在图3B、图3C所示的电池堆装置10中，第一构件151以及第二构件152的材料也可以相同。
图3D所示的电池堆装置10在覆盖层151b、152b的厚度分别不同这一点上与图3C所示的电池堆装置10不同。具体而言，作为第一覆盖层的覆盖层151b的厚度小于作为第二覆盖层的覆盖层152b的厚度。
若覆盖层151b的厚度小于覆盖层152b的厚度，则第一构件151的材料有时会作用于露出部151a中的红外光的反射率。在该情况下，例如即使覆盖层151b、152b的材料相同，也能够使露出部151a中的红外光的反射率小于露出部152a中的红外光的反射率。
在图3D所示的电池堆装置10中，覆盖层151b的厚度例如能够设为70μm以下，特别是设为0.1μm以上且50μm以下。覆盖层152b的厚度例如能够设为1000μm以下，特别是100μm以上且400μm以下。
<模块>
接下来，使用图4对使用了上述电化学单电池装置的本实施方式所涉及的模块100进行说明。图4是表示第一实施方式所涉及的模块的外观立体图，表示取下作为收纳容器101的一部分的前表面以及后表面，将收纳于内部的燃料电池的电池堆装置10向后方取出的状态。
如图4所示，模块100构成为在收纳容器101内收纳电池堆装置10。此外，在电池堆装置10的上方配置用于生成向单电池1供给的燃料气体的改性器102。
在该改性器102中，对通过原燃料供给管103供给的天然气体、煤油等原燃料进行改性而生成燃料气体。另外，改性器102优选为能够进行作为效率良好的改性反应的水蒸气改性的构造。改性器102通过具备用于使水气化的气化部102a和配置用于将原燃料改性为燃料气体的改性催化剂(未图示)的改性部102b，能够进行水蒸气改性。
而且，由改性器102生成的燃料气体通过气体流通管20向固定构件12供给，从固定构件12向设置于单电池1的内部的气体流路2a(参照图1A)供给。
此外，在上述结构的模块100中，在通常发电时，伴随着上述燃烧、单电池1的发电，模块100内的温度成为500℃～1000℃左右。
在这样的模块100中，如上所述，通过收纳提高电池性能的电池堆装置10而构成，能够成为提高电池性能的模块100。
<模块容纳装置>
图5是表示第一实施方式所涉及的模块容纳装置的一例的分解立体图。实施方式所涉及的模块容纳装置110具备外装壳体、图4所示的模块100以及未图示的辅机。辅机进行模块100的运行。模块100以及辅机容纳在外装壳体内。另外，在图5中省略一部分结构而示出。
图5所示的模块容纳装置110的外装壳体具有支柱111和外装板112。分隔板113在上下将外装壳体内划分。外装壳体内的比分隔板113靠上侧的空间是容纳模块100的模块容纳室114，外装壳体内的比分隔板113靠下侧的空间是容纳运行模块100的辅机的辅机容纳室115。另外，在图5中，省略容纳于辅机容纳室115的辅机而示出。
此外，分隔板113具有用于使辅机容纳室115的空气向模块容纳室114侧流动的空气流通口116。构成模块容纳室114的外装板112具有用于对模块容纳室114内的空气进行排气的排气口117。
在这样的模块容纳装置110中，如上所述，通过在模块容纳室114具备提高电池性能的模块100，能够成为提高电池性能的模块容纳装置110。
[第二实施方式]
图6A是第二实施方式所涉及的电池堆装置的剖视图。如图6A所示，单电池1的一端经由固定材料13固定于支承体15。支承体15支承单电池1的一端侧即下端侧。
图6A所示的电池堆装置10使用在单电池1的外部沿第一方向30流动的含氧气体和如箭头40所示在单电池1的内部流动的燃料气体来发电。
单电池1的温度由于伴随发电的焦耳热而上升。此时，由于在单电池1的外部流动的含氧气体的影响等，在单电池1的温度分布中产生偏差。具体而言，在单电池1中的位于第一方向30的下游侧的部分，与位于第一方向30的上游侧的部分相比，温度容易上升。因此，在位于单电池1的第一方向30的下游侧的部分，例如比适于发电的温度高，耐久性容易降低。
在本实施方式中，在支承单电池1的支承体15中的位于第一方向30的下游侧的部分150，使覆盖层150b位于远离单电池1的部分。由此，使在氧化气氛中露出的露出部150a中的靠近单电池1的部位150d与比部位150d远离单电池1的部位150c之间的红外光的反射率不同。具体而言，部位150c的红外光的反射率比部位150d小。
在靠近部位150d的单电池1的第一方向30的下游侧，能够减少来自支承体15的部分150的辐射热引起的单电池1的温度上升。因此，能够不易产生伴随着单电池1的过热的耐久性的降低。因此，根据本实施方式，能够提高电池性能。
在图6A所示的电池堆装置10中，通过使覆盖层150b位于支承体15的部分150中的远离电池1的部分来使红外光的反射率不同，但不限于此。例如，可以使覆盖层位于接近单电池1的部分，也可以使红外光的反射率在靠近单电池1的部分和远离单电池1的部分彼此不同。
图6B是表示第二实施方式所涉及的电池堆装置的另一例的剖视图。在图6B所示的电池堆装置10中，在部位150c与部位150d之间表面粗糙度不同。具体而言，部位150c的表面粗糙度Ra比部位150d小。由此，即使在由单一的材料构成支承体15的部分150的情况下，也能够使红外光的反射率不同。因此，根据图6B所示的电池堆装置10，能够不易产生伴随着单电池1的过热的耐久性的降低，因此能够提高电池性能。
<第二实施方式的变形例>
接下来，参照图7A～图7B对本实施方式的变形例所涉及的支承体15进行说明。图7A、图7B是表示支承体的另一例的立体图。
在使用图7A所示的平板状的支承体15的情况下，通过将气体罐16(参照图2B)与平板状的支承体15的下表面接合而形成内部空间22(参照图2B)。
此外，图7B所示的支承体15具有多个插入孔15a。在这种情况下，既可以在支承体15的多个插入孔15a中分别各插入一个单电池1，也可以在支承体15的多个插入孔15a中分别各插入多个单电池1。
如图7A、图7B所示，在含氧气体在支承体15的外部向第一方向30流动的情况下，在第一方向30的上游侧和下游侧，在含氧气体露出的露出部150a的红外光的反射率不同。即，露出部150a中的位于第一方向30的上游侧的第一部位150e与位于第一方向30的下游侧的第二部位150f相比，红外光的反射率较小。由此，在第一方向30的下游侧，能够减少因来自第二部位150f的辐射热引起而插入到插入孔15a的单电池1的温度上升。因此，能够不易产生伴随着单电池1的过热的耐久性的降低。此外，在第一方向30的上游侧，能够通过来自第一部位151e的辐射热促进单电池1的温度上升。因此，能够不易产生伴随着单电池1的加热不足的发电性能的降低。由此，能够提高电池性能。
[第三实施方式]
在上述的各实施方式中，例示了在支承基板的表面仅设置一个包含燃料极、固体电解质层以及空气极的元件部的所谓的“纵条纹型”，但也能够应用于在支承基板的表面的相互分离的多个部位分别设置元件部并将相邻的元件部之间电连接的所谓的“横条纹型”的单体层叠而成的横条纹型电池堆装置。
此外，在上述的实施方式中，例示了使用了中空平板型的支承基板的情况，但也能够应用于使用了圆筒型的支承基板的电池堆装置。此外，如后所述，也能够应用于在厚度方向上层叠所谓的“平板型”的单体的平板型电池堆装置。
图8A是第三实施方式所涉及的电池堆装置的剖视图。图8A所示的电池堆装置10具有歧管155、连通构件156以及电池堆11。歧管155以及连通构件156对电池堆11所具有的多个单电池1的两端进行支承。歧管155以及连通构件156在内部具有与单电池1的气体流路2a连通的空间。
单电池1为平板型，具有第一部分1a和第二部分1b。在第一部分1a中，燃料气体从歧管155朝向连通构件156流动。在第二部分1b中，燃料气体从连通构件156朝向歧管155流动。歧管155也可以具有向第一部分1a供给燃料气体的供给部1551和回收从第二部分1b流动的气体的回收部1552。歧管155也可以具有将供给部1551与回收部1552隔开的隔壁1553，以使得向第一部分1a供给的供给部1551内的燃料气体与从第二部分1b回收的回收部1552内的燃料气体不混合。
如图8A所示，在含氧气体从歧管155侧朝向连通构件156侧地在单体的外侧流动的情况下，靠近连通构件156的第一部分1a以及第二部分1b的温度进行动作，以使得比靠近歧管155的第一部分1a以及第二部分1b的温度高。此时，面向位于第一方向30的下游侧的第一部分1a以及第二部分1b的连通构件156的露出部156a、156b中的红外光的反射率小于面向位于第一方向30的上游侧的第一部分1a以及第二部分1b的歧管155的露出部155a、155b中的红外光的反射率。此外，露出部155a中的红外光的反射率也可以大于露出部155b中的红外光的反射率。由此，单电池1中的温度的偏差变小，能够提高电池性能。
图8B是表示第三实施方式所涉及的电池堆装置的另一例的剖视图。图8所示的电池堆装置10与图8A所示的电池堆装置10的不同点在于，含氧气体从单电池1的第一部分1a侧朝向第二部分1b侧地在单体的外侧流动。在这种情况下，进行动作，以使得温度按照靠近连通构件156的第二部分1b、靠近连通构件156的第一部分1a、靠近歧管155的第二部分1b、靠近歧管155的第一部分1a的顺序变高。
此时，露出部155a中的红外光的反射率可以小于露出部155b中的红外光的反射率，并且露出部156a中的红外光的反射率可以小于露出部156b中的红外光的反射率。由此，单电池1中的温度的偏差变小，能够提高电池性能。在第三实施方式中，也可以代替平板型的单电池1而使用中空平板型的单电池1。连通构件156可以支承多个单电池1的一端，但各单电池1也可以分别单独地具有连通构件156，各连通构件分别分离。
<其他变形例>
在上述的各实施方式中，作为“电化学单电池”、“电化学单电池装置”、“模块”以及“模块容纳装置”的一例，示出了燃料电池单体、燃料电池堆装置、燃料电池模块以及燃料电池装置，但作为其他例子，也可以分别为电解单电池、电解电池堆装置、电解模块以及电解装置。电解单电池具有氢极以及氧极，通过电力的供给将水蒸气分解为氢和氧。此外，在上述实施方式中，作为电化学单电池的电解质材料的一例，示出了氧化物离子导体或者氢离子导体，但电解质材料也可以是氢氧化物离子导体。
此外，在第一以及第二实施方式中，红外光的反射率互不相同的第一部位以及第二部位位于支承体15的表面，但不限于此，例如也可以位于气体罐16的表面。此外，第一部位以及第二部位也可以是在含氧气体中露出的露出部的一部分。进而，第一部位以及第二部位也可以位于所谓的平板型单电池的集电体、互连器以及端板等的表面。第一部位以及第二部位也可以位于图1D～图1F所示的单电池1的支承基板2以及构件120等的表面。
此外，在上述的各实施方式中，说明了单电池1的第一方向30的下游侧与上游侧相比容易成为高温、第一方向30的上游侧与下游侧相比容易成为低温，换言之高温部位于单电池1的第一方向30的下游侧、低温部位于第一方向30的上游侧的情况。然而，电池堆装置10中的温度分布例如能够根据电池堆11以及气体流路的结构等而变化，因此高温部以及低温部的配置不限于上述的配置。例如，高温部可以位于电池堆11的中央，低温部可以位于电池堆11的端部。此外，在第二实施方式所涉及的电化学单电池装置中，例如，高温部也可以位于平板型单电池、或者图1D～图1F所示的构成单电池1的元件部的中央部，低温部位于远离元件部的单电池1的周缘部。即使在该情况下，通过在位于低温部的第一部位与位于高温部的第二部位之间使红外光的反射率互不相同，也能够提高电池堆装置10的电池性能。
以上，对本公开进行了详细说明，但本公开并不限定于上述的实施方式，在不脱离本公开的主旨的范围内，能够进行各种变更、改良等。
如上所述，实施方式所涉及的电化学单电池装置(例如电池堆装置10)具备电化学单电池(例如，单电池1)和支承构件14(支承体15)。支承构件14支承电化学单电池。支承构件14具有位于反应气体流动的第一方向30的上游侧的第一部位和位于比第一部位靠第一方向30的下游侧的位置的第二部位。第一部位以及第二部位的红外光的反射率不同。由此，能够提高电化学单电池装置的电池性能。
此外，实施方式所涉及的模块100具备上述记载的电化学单电池装置(例如电池堆装置10)和收纳电化学单电池装置的收纳容器101。由此，能够成为提高电池性能的模块100。
此外，实施方式所涉及的模块容纳装置110具备上述记载的模块100、用于进行模块100的运行的辅机、以及容纳模块100以及辅机的外装壳体。由此，能够成为提高电池性能的模块容纳装置110。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示，并不是限制性的。实际上，上述的实施方式能够以多种方式实现。此外，上述实施方式可以在不脱离所附权利要求书以及其主旨的情况下以各种方式进行省略、置换、变更。
-附图标记说明-
1 单电池
10 电池堆装置
11 电池堆
12 固定构件
13 固定材料
14 支承构件
15 支承体
16 气体罐
17 端部集电构件
18 导电构件
100 模块
110 模块容纳装置。
Claims (9)
1.一种电化学单电池装置，具备：
电化学单电池；以及
支承构件，支承所述电化学单电池，
所述支承构件具有：第一部位，位于反应气体流动的第一方向的上游侧；以及第二部位，位于比该第一部位靠所述第一方向的下游侧的位置，
所述第一部位以及所述第二部位的红外光的反射率不同。
2.一种电化学单电池装置，具备：
电化学单电池；以及
支承构件，支承所述电化学单电池，
所述支承构件具有：第一部位，位于所述电化学单电池的低温部；以及第二部位，位于温度比所述低温部高的所述电化学单电池的高温部，
所述第一部位以及所述第二部位的红外光的反射率不同。
3.根据权利要求1或2所述的电化学单电池装置，其中，
所述第一部位的所述反射率比所述第二部位小。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电化学单电池装置，其中，
所述支承构件具有：第一构件，支承所述电化学单电池的第一端部；以及第二构件，支承所述电化学单电池的第二端部。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电化学单电池装置，其中，
所述支承构件具备支承基材和覆盖所述第二部位的所述支承基材的覆盖层。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电化学单电池装置，其中，
所述支承构件具备支承基材、覆盖所述第一部位的所述支承基材的第一覆盖层、以及覆盖所述第二部位的所述支承基材的第二覆盖层。
7.根据权利要求6所述的电化学单电池装置，其中，
所述第一覆盖层的厚度小于所述第二覆盖层的厚度。
8.一种模块，具备：
权利要求1～7中任一项所述的电化学单电池装置；以及
收纳容器，收纳所述电化学单电池装置。
9.一种模块容纳装置，具备：
权利要求8所述的模块；
辅机，用于进行所述模块的运行；以及
外装壳体，容纳所述模块以及所述辅机。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-141976 | 2021-08-31 | ||
| JP2021141976 | 2021-08-31 | ||
| PCT/JP2022/032889 WO2023033091A1 (ja) | 2021-08-31 | 2022-08-31 | 電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117897834A true CN117897834A (zh) | 2024-04-16 |
Family
ID=85412282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280058168.0A Pending CN117897834A (zh) | 2021-08-31 | 2022-08-31 | 电化学单电池装置、模块以及模块容纳装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4376134A1 (zh) |
| JP (2) | JP7311728B1 (zh) |
| CN (1) | CN117897834A (zh) |
| WO (1) | WO2023033091A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024106477A1 (ja) * | 2022-11-15 | 2024-05-23 | 京セラ株式会社 | 電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4659136B2 (ja) | 2008-04-24 | 2011-03-30 | 大阪瓦斯株式会社 | 固体酸化物形燃料電池用セル |
| JP6154340B2 (ja) * | 2014-02-26 | 2017-06-28 | 京セラ株式会社 | 燃料電池セルスタック装置および燃料電池装置 |
| JP6876768B2 (ja) * | 2019-10-25 | 2021-05-26 | 日本碍子株式会社 | 接合体 |
| CN115443562A (zh) * | 2020-04-30 | 2022-12-06 | 京瓷株式会社 | 电池单元、电池堆装置、模块以及模块收容装置 |
-
2022
- 2022-08-31 WO PCT/JP2022/032889 patent/WO2023033091A1/ja active Application Filing
- 2022-08-31 CN CN202280058168.0A patent/CN117897834A/zh active Pending
- 2022-08-31 EP EP22864673.3A patent/EP4376134A1/en active Pending
- 2022-08-31 JP JP2023504766A patent/JP7311728B1/ja active Active
-
2023
- 2023-07-06 JP JP2023111552A patent/JP2023139044A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4376134A1 (en) | 2024-05-29 |
| JP2023139044A (ja) | 2023-10-03 |
| JP7311728B1 (ja) | 2023-07-19 |
| WO2023033091A1 (ja) | 2023-03-09 |
| JPWO2023033091A1 (zh) | 2023-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2023139044A (ja) | 電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| US20230387422A1 (en) | Cell, cell stack device, module, and module housing device | |
| US11799095B2 (en) | Conductive member, cell, cell stack device, module, and module housing device | |
| US20230163324A1 (en) | Cell, cell stack device, module, and module housing device | |
| JP6960556B1 (ja) | セルスタック装置、モジュール、モジュール収容装置および金属部材 | |
| EP4113677A1 (en) | Composite member, cell stack device, module, and module housing device | |
| US20230044104A1 (en) | Cell stack device, module, module housing device, and conductive member | |
| US20230327162A1 (en) | Cell, cell stack device, module, and module housing device | |
| WO2023286749A1 (ja) | 電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| WO2023127813A1 (ja) | 電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| WO2024071093A1 (ja) | 導電部材、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| WO2024117052A1 (ja) | 複合部材、電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| WO2023074807A1 (ja) | 導電部材、電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| WO2023127840A1 (ja) | 電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| WO2024106477A1 (ja) | 電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| WO2024095998A1 (ja) | 電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| JP7284355B1 (ja) | 電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| US20230163338A1 (en) | Cell, module and module housing device | |
| WO2022113411A1 (ja) | 導電部材、セル、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| WO2023145903A1 (ja) | 導電部材、電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| WO2024071416A1 (ja) | 電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| JP2023006816A (ja) | セル、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| JP2023109462A (ja) | 電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| JP2024048859A (ja) | 電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
| JP2022131905A (ja) | セル、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |