DK3016192T3 - Brændselscelle og fremgangsmåde til fremstilling deraf - Google Patents

Brændselscelle og fremgangsmåde til fremstilling deraf Download PDF

Info

Publication number
DK3016192T3
DK3016192T3 DK14816720.8T DK14816720T DK3016192T3 DK 3016192 T3 DK3016192 T3 DK 3016192T3 DK 14816720 T DK14816720 T DK 14816720T DK 3016192 T3 DK3016192 T3 DK 3016192T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
fuel cell
cell stack
glass
fuel
stacking direction
Prior art date
Application number
DK14816720.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Hotta
Tetsuya Morikawa
Hayato Katsuda
Hiroshi Sumi
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 DK3016192T3 publication Critical patent/DK3016192T3/da

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/2483Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0271Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0271Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/028Sealing means characterised by their material
    • H01M8/0282Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/124Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte
    • H01M8/1246Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte the electrolyte consisting of oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2432Grouping of unit cells of planar configuration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

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

Claims (7)

1. Brændselscellestak (1) af en fladpladetype, omfattende flere pladeformede brændselsceller (2) stablet oven på hinanden i en stablingsretning, hvor hver af de pladeformede brændselsceller indbefatter: et elektrolytlag (37), en anode (35) anbragt på én overflade af elektrolytlaget (37) og i kontakt med brændselsgas, og en katode (39) anbragt på den anden overflade af elektrolytlaget (37) og i kontakt med oxidationsgas, hvor brændselscellerne er samlet i en tilstand, hvori de presses i stablingsretningen, hvor brændselscellestakken (2) yderligere indbefatter mindst en af et brændselsgrenrør (62,66), der står i forbindelse med et rum, som støder op til anoden (35), som er en strømningspassage, hvor brændselsgassen kommer i kontakt med anoden (35), og et oxidationsmiddelgrenrør (64,68), der står i forbindelse med et rum, som støder op til katoden (39), som er en strømningspassage, hvor oxidationsgassen kommer i kontakt med katoden (39), arrangeret til at strække sig i stablingsretningen; hvorved det mindst ene grenrør (62,64,66,68) strækker sig i en stablingsretning, kendetegnet ved, at et glastætningselement (93,103,105,107,109,127,169,153) og et kompressionstætningselement (91,111,123,125,147,151) med udgangspunkt i en inderside successivt omgiver det mindst ene grenrør (62,64,66,68) og er anbragt parallelt langs et plan vinkelret på stablingsretningen, således at kompressionstætningselementet (91.111.123.125.147.151) og glastætningselementet (93,103,105,107,109,127,169,153) er indskudt i stablingsretningen mellem et forbindelsesled (43) og en separator (47) i brændselscellestakken (1).
2. Brændselscellestak (1) ifølge krav 1, hvor glastætningselementet (93.103.105.107.109.127.169.153) er ringformet og er anbragt rundt om det mindst ene grenrør, der strækker sig i stablingsretningen, og kompressionstætningselementet (91.111.123.125.147.151) er anbragt rundt om en ydre omkreds af glastætningselementet (93.103.105.107.109.127.169.153) .
3. Brændselscellestak (1) ifølge krav 1, hvor kompressionstætningselementet (91.111.123.125.147.151) er ringformet og er anbragt rundt om det mindst ene grenrør, der strækker sig i stablingsretningen, og glastætningselementet (93.103.105.107.109.127.169.153) er anbragt rundt om en ydre omkreds af kompressionstætningselementet (91,111,123,125,147,151).
4. Brændselscellestak (1) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, hvor brændselscellestakken (1) er samlet i en tilstand, hvor den presses i stablingsretningen som resultat af fastgørelse med en bolt (11,12,13,14,15,16,17,18,131).
5. Brændselscellestak (1) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, hvor hver af komponenterne i brændselscellestakken (1) er mindst en blandt separatorer (43), der hver især adskiller rummet, der støder op til anoden (35), og rummet, der støder op til katoden (39), fra hinanden; forbindelsesled (43), der hver især tjener som skillevæg mellem to nabostillede brændselsceller (2) og sikrer elektrisk kontinuitet mellem de to nabostillede brændselsceller (2); og endeplader (51,135,141), som danner endestykker af brændselscellestakken (1) i stablingsretningen.
6. Brændselscellestak (1) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, hvor kompressionstætningselementet (91,111,123,125,147,151) og glastætningselementet (93.103.105.107.109.127.169.153) er anbragt mellem et af forbindelsesleddene (43) eller en af endepladerne (51,135,141) og en af separatorerne (47), hvor hver af forbindelsesleddene (43) tjener som skillevæg mellem to nabostillede brændselsceller (2), idet endepladerne er anbragt i en ende af brændselscellestakken (1) i stablingsretningen, og hver af separatorerne (47) er fastgjort til elektrolytlaget (37) i den tilsvarende brændselscelle (2) og adskiller rummet, der støder op til anoden (35) i den tilsvarende brændselscelle (2), og rummet, der støder op til katoden (39) i den tilsvarende brændselscelle (2).
7. Fremgangsmåde til fremstilling af en brændselscellestak (1) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 6, hvilken fremgangsmåde omfatter: et første trin med anbringelse af kompressionstætningselementet (91.111.123.125.147.151) og et glasmateriale, som senere bliver til glastætningselementet (93,103,105,107,109,127,169,153), på et fælles plan vinkelret på stablingsretningen, således at kompressionstætningselementet (91,111,123,125,147,151) og glasmaterialet er indskudt i stablingsretningen mellem to tilsvarende bestanddele af brændselscellestakken, og med udgangspunkt i en inderside omgiver et glastætningselement (93.103.105.107.109.127.169.153) og et kompressionstætningselement (91.111.123.125.147.151) successivt det mindst ene grenrør (62,64,66,68), der strækker sig i stablingsretningen; et andet trin med påføring, efter det første trin, af et tryk i brændselscellestakkens (1) stablingsretning for at presse kompressionstætningselementet (91.111.123.125.147.151) ; og et tredje trin, hvor der, efter det andet trin, opvarmes til en temperatur svarende til eller højere end et blødgøringspunkt for glasmaterialet og derefter afkøles til dannelse af glastætningselementet (93,103,105,107,109,127,169,153) og til sammenføjning af glastætningselementet (93,103,105,107,109,127,169,153) med to tilsvarende bestanddele i brændselscellestakken (1). P
DK14816720.8T 2013-06-28 2014-06-27 Brændselscelle og fremgangsmåde til fremstilling deraf DK3016192T3 (da)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013136710 2013-06-28
JP2014005312 2014-01-15
PCT/JP2014/067219 WO2014208739A1 (ja) 2013-06-28 2014-06-27 燃料電池及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK3016192T3 true DK3016192T3 (da) 2019-04-23

Family

ID=52142062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK14816720.8T DK3016192T3 (da) 2013-06-28 2014-06-27 Brændselscelle og fremgangsmåde til fremstilling deraf

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10693174B2 (da)
EP (1) EP3016192B1 (da)
JP (1) JP6175410B2 (da)
KR (1) KR101903863B1 (da)
CN (1) CN105340116B (da)
CA (1) CA2916417C (da)
DK (1) DK3016192T3 (da)
WO (1) WO2014208739A1 (da)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5908548B2 (ja) * 2014-08-27 2016-04-26 株式会社村田製作所 燃料電池ユニット
JP6407069B2 (ja) * 2015-03-12 2018-10-17 日本特殊陶業株式会社 燃料電池スタック
WO2016175231A1 (ja) * 2015-04-30 2016-11-03 日本特殊陶業株式会社 燃料電池スタック
JP6667214B2 (ja) * 2015-05-28 2020-03-18 森村Sofcテクノロジー株式会社 燃料電池構造体
JP6273233B2 (ja) * 2015-06-23 2018-01-31 日本特殊陶業株式会社 電気化学反応セルスタックの製造方法
JP6236103B2 (ja) * 2016-03-01 2017-11-22 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
KR102123715B1 (ko) * 2016-08-16 2020-06-16 주식회사 엘지화학 고체 산화물 연료전지
KR20190069532A (ko) * 2016-11-22 2019-06-19 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤 전기 화학 반응 단위, 전기 화학 반응 셀 스택, 및 전기 화학 반응 단위의 제조 방법
JP6818870B2 (ja) * 2017-03-22 2021-01-20 株式会社東芝 電気化学セルスタック
JP6893127B2 (ja) * 2017-06-14 2021-06-23 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
KR102148066B1 (ko) 2017-07-13 2020-08-25 주식회사 엘지화학 연료전지 스택
KR102017578B1 (ko) * 2017-09-19 2019-09-03 주식회사 미코 연료전지 구조체
JP6607977B2 (ja) * 2018-01-17 2019-11-20 本田技研工業株式会社 水電解装置
CN208444898U (zh) * 2018-06-13 2019-01-29 宁波索福人能源技术有限公司 一种平板式固体氧化物燃料电池堆
KR102658974B1 (ko) * 2018-06-29 2024-04-22 주식회사 미코파워 연료전지 구조체
JP7345267B2 (ja) 2019-03-29 2023-09-15 大阪瓦斯株式会社 電気化学素子、電気化学モジュール、電気化学装置及びエネルギーシステム
JP7241588B2 (ja) * 2019-03-29 2023-03-17 大阪瓦斯株式会社 電気化学素子、電気化学モジュール、電気化学装置及びエネルギーシステム
JPWO2020250722A1 (da) * 2019-06-13 2020-12-17
US11322771B2 (en) 2019-12-30 2022-05-03 Hyaxiom, Inc. Fuel cell tie rod isolator
JP7263269B2 (ja) * 2020-01-07 2023-04-24 東芝エネルギーシステムズ株式会社 固体酸化物形電気化学スタック
DK3893300T3 (da) * 2020-04-07 2023-11-06 Korea Inst Energy Res Flad, rørformet fastoxid-brændselscelle eller vandelektrolysecelle med integreret strømkollektor og fremstillingsfremgangsmåde dertil
CN114079061B (zh) * 2020-08-20 2023-04-25 国家能源投资集团有限责任公司 用于电池的密封结构和电池
US11784325B2 (en) * 2021-09-30 2023-10-10 Nissan North America, Inc. Frameless fuel cell stack having hollow fasteners
FR3145840A1 (fr) * 2023-02-10 2024-08-16 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Ensemble de distribution de gaz notamment pour électrolyseurs ou piles à combustible à oxydes solides à haute température

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1092450A (ja) * 1996-09-17 1998-04-10 Chubu Electric Power Co Inc シール材及びこのシール材を備えた固体電解質型燃料電池
DE10044703B4 (de) 2000-09-09 2013-10-17 Elringklinger Ag Brennstoffzelleneinheit, Brennstoffzellenblockverbund und Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenblockverbunds
JP2002141083A (ja) 2000-10-31 2002-05-17 Mitsubishi Materials Corp 固体酸化物型燃料電池
US20030096147A1 (en) 2001-11-21 2003-05-22 Badding Michael E. Solid oxide fuel cell stack and packet designs
US20060166053A1 (en) 2001-11-21 2006-07-27 Badding Michael E Solid oxide fuel cell assembly with replaceable stack and packet modules
US7258942B2 (en) 2002-04-26 2007-08-21 Battelle Memorial Institute Multilayer compressive seal for sealing in high temperature devices
JP4512845B2 (ja) 2004-04-02 2010-07-28 三菱マテリアル株式会社 燃料電池のマニホールド機構
JP4389718B2 (ja) * 2004-08-06 2009-12-24 日産自動車株式会社 絶縁シール構造および燃料電池
US20060188649A1 (en) * 2005-02-22 2006-08-24 General Electric Company Methods of sealing solid oxide fuel cells
JP5242971B2 (ja) 2007-08-08 2013-07-24 日本特殊陶業株式会社 固体電解質型燃料電池
KR20110005818A (ko) 2008-04-18 2011-01-19 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 고온 전기화학적 장치를 위한 일체형 밀봉재
WO2009155184A1 (en) 2008-06-17 2009-12-23 Battelle Memorial Institute Sofc double seal with dimensional control for superior thermal cycle stability
MX2011011433A (es) * 2009-04-30 2012-01-20 Fdi Energy Inc Arreglo de celda de combustible de alto volumen de manufactura y metodo de produccion de la misma.
KR101135367B1 (ko) 2010-04-09 2012-04-16 포항공과대학교 산학협력단 평관형 고체산화물 연료전지용 거대 스택 및 그 제작 방법
JP5554747B2 (ja) 2010-05-21 2014-07-23 日本特殊陶業株式会社 ガスシール複合体及び該ガスシール複合体を備えた装置
JP5437222B2 (ja) 2010-12-01 2014-03-12 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
JP2012124020A (ja) 2010-12-08 2012-06-28 Honda Motor Co Ltd 固体電解質燃料電池
JP5741943B2 (ja) * 2011-08-31 2015-07-01 アイシン精機株式会社 固体酸化物形燃料電池装置
US9793556B2 (en) 2013-01-21 2017-10-17 Flexitallic Investments, Inc. Gasket for fuel cells

Also Published As

Publication number Publication date
EP3016192B1 (en) 2019-03-20
CN105340116A (zh) 2016-02-17
WO2014208739A1 (ja) 2014-12-31
JP2015156352A (ja) 2015-08-27
CA2916417A1 (en) 2014-12-31
US10693174B2 (en) 2020-06-23
KR101903863B1 (ko) 2018-10-02
US20160372778A1 (en) 2016-12-22
KR20160025014A (ko) 2016-03-07
EP3016192A4 (en) 2016-11-16
CN105340116B (zh) 2018-05-29
CA2916417C (en) 2019-06-11
EP3016192A1 (en) 2016-05-04
JP6175410B2 (ja) 2017-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK3016192T3 (da) Brændselscelle og fremgangsmåde til fremstilling deraf
DK2330674T3 (da) Fastoxidbrændstofcellebatteri
JP6054912B2 (ja) 燃料電池及びその製造方法
DK2023431T3 (da) Fast elektrolytbrændselscellestak
EP1932199B1 (en) Integrated seal for fuel cell assembly and fuel cell stack
JP5330532B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池
EP2732499B1 (en) Sofc stack with temperature adapted compression force means
CN104604005B (zh) 带隔板的燃料电池单元及其制造方法和燃料电池堆
US9640804B2 (en) Fuel cell, and fuel cell stack
US9979042B2 (en) Fuel cell stack
JP5113350B2 (ja) Sofc用ガスシール方法及び構造
JP6339495B2 (ja) インターコネクタ−燃料電池単セル複合体及び燃料電池スタック
US20100066036A1 (en) Compressive composite seals for sofc applications
KR101162669B1 (ko) 고체산화물 연료전지
EP3486986B1 (en) Fuel cell stack
JPH09167623A (ja) 固体高分子電解質型燃料電池
JP5727432B2 (ja) セパレータ付燃料電池セル,その製造方法,および燃料電池スタック
JP6389959B2 (ja) 燃料電池スタックおよび燃料電池スタックの製造方法
WO2016175231A1 (ja) 燃料電池スタック
JP7244470B2 (ja) 燃料電池発電モジュール
JP2004319291A (ja) 支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック及びその作製方法
JP2008305671A (ja) ガスシール構造、ガスシール及びガスシール方法
JP2019003795A (ja) 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック
JP2005093403A (ja) 支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック及びその作製方法