DK2953197T3 - Brændselscelle og brændselscellestak - Google Patents

Brændselscelle og brændselscellestak Download PDF

Info

Publication number
DK2953197T3
DK2953197T3 DK13873526.1T DK13873526T DK2953197T3 DK 2953197 T3 DK2953197 T3 DK 2953197T3 DK 13873526 T DK13873526 T DK 13873526T DK 2953197 T3 DK2953197 T3 DK 2953197T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
cell
fuel cell
fuel
current
contact
Prior art date
Application number
DK13873526.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Yagi
Yoshikuni Sato
Nobuyuki Hotta
Original Assignee
Ngk Spark Plug Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ngk Spark Plug Co filed Critical Ngk Spark Plug Co
Application granted granted Critical
Publication of DK2953197T3 publication Critical patent/DK2953197T3/da

Links

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
    • H01M8/24—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
    • H01M8/248—Means for compression of the 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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • 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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • 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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0297—Arrangements for joining electrodes, reservoir layers, heat exchange units or bipolar separators to each other
    • 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
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • 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
    • H01M8/2404—Processes or apparatus for grouping fuel cells
    • 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
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/242—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes comprising framed electrodes or intermediary frame-like gaskets
    • 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
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • 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
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2432—Grouping of unit cells of planar configuration
    • 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
    • H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal 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

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Claims (14)

1. Brændselscelle (3) omfattende: et par forbindelseselementer (12, 13); en enkelt celle (20) placeret mellem forbindelseselementerne (12, 13) og med et elektrolytlag (2) og elektrodelag (14, 15) dannet på øvre og nedre overflader, henholdsvis, af elektrolytlaget (2); og strømopsamlingselementer (18, 19) anbragt mellem elektrodelagene (14, 15) og forbindelseselementerne (12, 13), henholdsvis, og tilpasset til elektrisk at forbinde de modsvarende elektrodelag (14, 15) og forbindelseselementer (12, 13); det strømopsamlende element (18, 19) modsvarende mindst et af elektrodelagene (14, 15) omfatter et forbindelseskontaktafsnit (19a) i kontakt med forbindelseselementet (12, 13), et cellekontaktafsnit (19b) i kontakt med elektrodelaget (14, 15) i den enkelte celle (20), et forbindelsesafsnit (19c), der forbinder forbindelseskontaktafsnittet (19a) og cellekontaktafsnittet (19b), og et afstandsskabende element (58) anbragt mellem forbindelseskontaktafsnittet (19a) og cellekontaktafsnittet (19b); og en ende af det afstandsskabende element (58) placeret modsat forbindelsesafsnittet (19c) er trukket tilbage fra en ende af cellekontaktafsnittet (19b) placeret modsat forbindelsesafsnittet (19c) og fra en ende af forbindelseskontaktafsnittet (19a) placeret modsat forbindelsesafsnittet (19c), kendetegnet ved, at en eller begge af forbindelseskontaktafsnittet (19a) og cellekontaktafsnittet (19b) har en indadbøjet krumende (19e) dannet på en side modsat forbindelsesafsnittet (19c).
2. Brændselscelle (3) ifølge krav 1, hvor elektrolytlaget (2) antager en pladeagtig form.
3. Brændselscelle (3) ifølge krav 1, hvor krumenden (19e) er i indgreb med en kant af det afstandsskabende element (58).
4. Brændselscelle (3) ifølge krav 1 eller 3, hvor krumenden (19e) er dannet ved forskydningsdeformation, som forekommer, når mindst en af forbindelseskontaktafsnittet (19a) og cellekontaktafsnittet (19b) stanses ud af en metalplade.
5. Brændselscelle (3) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, hvor, som betragtet i plansnit, mindst en del af det strømopsamlende element (18, 19) modsat det strømopsamlende element (18, 19) modsvarende det ene elektrodelag (14, 15) er i kontakt med det andet elektrodelag (15, 14) i et område, hvor det afstandsskabende element (58) er i kontakt med cellekontaktafsnittet (19b) og med forbindelseskontaktafsnittet (19a).
6. Brændselscelle (3) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, hvor hele området for det afstandsskabende element (58) som set i plansnit er indeholdt, set i plansnit, i et område for kontakt mellem cellekontaktafsnittet (19b) og elektrodelaget (14, 15).
7. Brændselscelle (3) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 6, hvor det afstandsskabende element (58) er mindst et blandt glimmer, aluminafilt, vermiculit, kulfiber, silici-umcarbidfiber og kiseljord.
8. Brændselscelle (3) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 7, yderligere omfattende et spændelement (46a til 46f) til samlet sammenspænding af en stak af forbindelseselementerne (12, 13), den enkelte celle (20) og de strømopsamlende elementer (18, 19), hvor spændelementet (46a til 46f) og det afstandsskabende element (58) presser cellekontaktafsnittet (19b) af det strømopsamlende element (18, 19) mod den enkelte celle (20) og forbindelseskontaktafsnittet (19a) af det strømopsamlende element (18, 19) mod forbindelseselementet (12, 13).
9. Brændselscelle (3) ifølge krav 8, hvor det afstandsskabende element (58) har større varmeekspansionskoefficient i spænderetningen end spændelementet (46a til 46f).
10. Brændselscelle (3) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 9, hvor de strømopsamlende elementer (18, 19) er dannet af et porøst metal, et metalnet, metaltråd eller et stanset metal.
11. Brændselscelle (3) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 10, hvor cellekontaktafsnittet (19b) af det strømopsamlende element (18, 19) er sammenføjet med en overflade af den enkelte celles (20) elektrodelag (14, 15).
12. Brændselscelle (3) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 11, hvor forbindelseskontaktafsnittet (19a) af det strømopsamlende element (18, 19) er sammenføjet med forbindelseselementet (12, 13).
13. Brændselscelle (3) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 12, hvor det strømopsamlende element (19) er anbragt mellem elektrodelaget (15) svarende til brændstofgas og forbindelseselementet (13) og er dannet af Ni eller en Ni-legering.
14. Brændselscellestak (8) kendetegnet ved, at flere af brændselscellerne (3) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 13 er stablede og fastgjorte sammen ved hjælp af spændelementet (46a til 46f).
DK13873526.1T 2013-01-31 2013-12-26 Brændselscelle og brændselscellestak DK2953197T3 (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013016489 2013-01-31
PCT/JP2013/007631 WO2014118867A1 (ja) 2013-01-31 2013-12-26 燃料電池セル及び燃料電池スタック

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK2953197T3 true DK2953197T3 (da) 2018-09-24

Family

ID=51261617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK13873526.1T DK2953197T3 (da) 2013-01-31 2013-12-26 Brændselscelle og brændselscellestak

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9935328B2 (da)
EP (1) EP2953197B1 (da)
JP (1) JP5685348B2 (da)
KR (1) KR101814263B1 (da)
CN (1) CN104969392B (da)
CA (1) CA2899561C (da)
DK (1) DK2953197T3 (da)
WO (1) WO2014118867A1 (da)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6317222B2 (ja) 2014-09-22 2018-04-25 日本特殊陶業株式会社 固体酸化物形燃料電池スタック
US11027982B2 (en) * 2016-09-13 2021-06-08 Morimura Sofc Technology Co., Ltd. Mica-made member, electrochemical reaction unit, and electrochemical reaction cell stack
CN110337747B (zh) * 2017-02-27 2022-08-02 森村索福克科技股份有限公司 电化学反应单位、电化学反应电池组、以及电化学反应单位的制造方法
EP3588644B1 (en) * 2017-02-27 2024-05-08 Morimura Sofc Technology Co., Ltd. Electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack
WO2019058901A1 (ja) * 2017-09-22 2019-03-28 日産自動車株式会社 バネ部材、燃料電池ユニットおよび燃料電池スタック
JP2019096457A (ja) * 2017-11-22 2019-06-20 日本特殊陶業株式会社 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック
KR20200136952A (ko) * 2018-03-30 2020-12-08 오사까 가스 가부시키가이샤 전기 화학 모듈, 전기 화학 모듈의 조립 방법, 전기 화학 장치 및 에너지 시스템
JP6835768B2 (ja) * 2018-05-21 2021-02-24 森村Ｓｏｆｃテクノロジー株式会社 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック
JP7144368B2 (ja) 2019-07-05 2022-09-29 森村Ｓｏｆｃテクノロジー株式会社 電気化学反応セルスタック
EP3866234B1 (en) * 2020-02-17 2022-11-16 Topsoe A/S Soc stack comprising integrated interconnect and spacer

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3448876B2 (ja) 1992-05-28 2003-09-22 株式会社村田製作所 固体電解質型燃料電池
AUPO724997A0 (en) * 1997-06-10 1997-07-03 Ceramic Fuel Cells Limited A fuel cell assembly
AUPO897897A0 (en) * 1997-09-05 1997-09-25 Ceramic Fuel Cells Limited An interconnect device for a fuel cell assembly
JP4633531B2 (ja) * 2005-04-27 2011-02-16 東京瓦斯株式会社 固体酸化物形燃料電池スタックの電気的接合構造及び接合方法
JP4966522B2 (ja) * 2005-07-28 2012-07-04 京セラ株式会社 燃料電池セルスタックにおける集電構造
JP5242985B2 (ja) * 2007-10-15 2013-07-24 日本特殊陶業株式会社 固体酸化物形燃料電池
JP5365896B2 (ja) 2008-04-24 2013-12-11 日産自動車株式会社 燃料電池ユニット
BR112012007161B1 (pt) 2009-10-02 2020-12-29 Myfc Ab aparelho de célula de combustível de membrana de eletrólito de polímero
CA2800518C (en) * 2010-05-26 2015-01-27 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Solid oxide fuel cell including gas sealing with at least first and second gas flowing paths
JP5426485B2 (ja) 2010-06-09 2014-02-26 日本電信電話株式会社 燃料電池スタック
JP5330577B2 (ja) * 2011-08-09 2013-10-30 日本特殊陶業株式会社 燃料電池セル及び燃料電池スタック
EP2879217B1 (en) * 2012-07-27 2017-06-14 NGK Sparkplug Co., Ltd. Fuel cell, and fuel cell stack
DK2879218T3 (da) * 2012-07-27 2019-01-07 Ngk Spark Plug Co Brændselscelle, og brændscellestak

Also Published As

Publication number Publication date
CN104969392A (zh) 2015-10-07
EP2953197A4 (en) 2016-10-19
US20150372334A1 (en) 2015-12-24
KR20150114525A (ko) 2015-10-12
CA2899561A1 (en) 2014-08-07
EP2953197A1 (en) 2015-12-09
US9935328B2 (en) 2018-04-03
JP5685348B2 (ja) 2015-03-18
CA2899561C (en) 2017-10-24
KR101814263B1 (ko) 2018-01-02
JPWO2014118867A1 (ja) 2017-01-26
WO2014118867A1 (ja) 2014-08-07
EP2953197B1 (en) 2018-06-13
CN104969392B (zh) 2017-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2953197T3 (da) Brændselscelle og brændselscellestak
DK3264507T3 (da) Brændselscelle og brændselscellestabel
JP5696233B2 (ja) 燃料電池セル及び燃料電池スタック
JP5346402B1 (ja) 燃料電池セル及び燃料電池スタック
DK2953196T3 (da) Brændselscelle og brændselscellestabel
JP5696234B2 (ja) 燃料電池セル及び燃料電池スタック
JP5739943B2 (ja) 燃料電池セル及び燃料電池スタック
JP2014026974A5 (da)