JP2000058075A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- JP2000058075A JP2000058075A JP10230224A JP23022498A JP2000058075A JP 2000058075 A JP2000058075 A JP 2000058075A JP 10230224 A JP10230224 A JP 10230224A JP 23022498 A JP23022498 A JP 23022498A JP 2000058075 A JP2000058075 A JP 2000058075A
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- reforming
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- fuel cell
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- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳＯＦＣの燃料として用いられる炭化水素
の水蒸気改質にともなう熱損失を抑制し、かつ、セル燃
料流れ方向の電流勾配および温度勾配を低減し得るＳＯ
ＦＣを提供する。 【解決手段】 燃料として都市ガスなどの炭化水素を
用い、その燃料をニッケルとイットリア安定化ジルコニ
アのサーメット（Ｎｉ／ＹＳＺ）を基盤とするアノード
表面において水蒸気改質を行うこととした。
の水蒸気改質にともなう熱損失を抑制し、かつ、セル燃
料流れ方向の電流勾配および温度勾配を低減し得るＳＯ
ＦＣを提供する。 【解決手段】 燃料として都市ガスなどの炭化水素を
用い、その燃料をニッケルとイットリア安定化ジルコニ
アのサーメット（Ｎｉ／ＹＳＺ）を基盤とするアノード
表面において水蒸気改質を行うこととした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料となる都市ガ
スなどの炭化水素を、アノード表面で内部改質すること
により熱効率が向上し、さらには、セル表面の温度勾配
および電流勾配を低減することができる固体電解質型燃
料電池（以下、ＳＯＦＣともいう）に関する。特には、
複数箇所より燃料流れ方向に対して直交方向に集電する
（以下、直交複数集電型ともいう）ことを特徴とする固
体電解質型燃料電池に関する。
スなどの炭化水素を、アノード表面で内部改質すること
により熱効率が向上し、さらには、セル表面の温度勾配
および電流勾配を低減することができる固体電解質型燃
料電池（以下、ＳＯＦＣともいう）に関する。特には、
複数箇所より燃料流れ方向に対して直交方向に集電する
（以下、直交複数集電型ともいう）ことを特徴とする固
体電解質型燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＯＦＣの燃料として都市ガスなどの炭
化水素を用いた場合、その炭化水素を水蒸気改質し、水
素を生成して用いるのが一般的である。この水蒸気改質
は吸熱反応であり、改質のための熱源を必要とする。従
来、外部改質器を用いたものでは、排ガスやアノードか
らのリサイクルガスの熱を利用することなどにより熱効
率の高効率化を図っているものもある（特開平３−２３
６１６４）
化水素を用いた場合、その炭化水素を水蒸気改質し、水
素を生成して用いるのが一般的である。この水蒸気改質
は吸熱反応であり、改質のための熱源を必要とする。従
来、外部改質器を用いたものでは、排ガスやアノードか
らのリサイクルガスの熱を利用することなどにより熱効
率の高効率化を図っているものもある（特開平３−２３
６１６４）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】外部改質器を用いたも
のでは、改質に伴う熱ロスが大きく、システムの規模も
大きくなる。
のでは、改質に伴う熱ロスが大きく、システムの規模も
大きくなる。
【０００４】また、外部改質器によりその大部分を改質
された燃料ガスでは、燃料ガス中の水素濃度が高い燃料
上流側の電極部において発電が活発となり、燃料流れ方
向の電流勾配および温度勾配発生の原因となる。
された燃料ガスでは、燃料ガス中の水素濃度が高い燃料
上流側の電極部において発電が活発となり、燃料流れ方
向の電流勾配および温度勾配発生の原因となる。
【０００５】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、ＳＯＦＣの燃料として用いられる炭
化水素の水蒸気改質にともなう熱損失を抑制し、かつ、
セル燃料流れ方向の電流勾配および温度勾配を低減し得
るＳＯＦＣを提供することを目的とする。
されたものであり、ＳＯＦＣの燃料として用いられる炭
化水素の水蒸気改質にともなう熱損失を抑制し、かつ、
セル燃料流れ方向の電流勾配および温度勾配を低減し得
るＳＯＦＣを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、燃料として都市ガスなどの炭化水素を用い、その燃
料をニッケルとイットリア安定化ジルコニアのサーメッ
ト（Ｎｉ／ＹＳＺ）を基盤とするアノード表面において
水蒸気改質を行うこととした。
に、燃料として都市ガスなどの炭化水素を用い、その燃
料をニッケルとイットリア安定化ジルコニアのサーメッ
ト（Ｎｉ／ＹＳＺ）を基盤とするアノード表面において
水蒸気改質を行うこととした。
【０００７】ＳＯＦＣの燃料となる炭化水素をアノード
表面において改質することにより、セル流れ方向の発電
を均一にし、セル流れ方向の電流勾配および温度勾配を
低減することができる。また、アノード上において水蒸
気改質（内部改質）を行うことにより、発電による発熱
を水蒸気改質反応の熱源として用いることが可能とな
り、熱効率を高めることが出来、さらにはセル冷却のた
めの空気量を低減することが出来る。
表面において改質することにより、セル流れ方向の発電
を均一にし、セル流れ方向の電流勾配および温度勾配を
低減することができる。また、アノード上において水蒸
気改質（内部改質）を行うことにより、発電による発熱
を水蒸気改質反応の熱源として用いることが可能とな
り、熱効率を高めることが出来、さらにはセル冷却のた
めの空気量を低減することが出来る。
【０００８】複数箇所より燃料流れ方向に対して直交方
向に集電することにより、燃料流れ方向の発電分布をよ
り均一にすることが出来る。
向に集電することにより、燃料流れ方向の発電分布をよ
り均一にすることが出来る。
【０００９】アノードＮｉ／ＹＳＺにおいて、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウムを添加することによ
り、アノードの改質反応率を向上させることが出来る。
ウム、カルシウム、ストロンチウムを添加することによ
り、アノードの改質反応率を向上させることが出来る。
【００１０】アノードＮｉ／ＹＳＺにおいて、ルテニウ
ム、ロジウムを添加することにより、天然ガスの直接分
解などによる炭素析出を抑制し、安定したＳＯＦＣの発
電性能を達成できる。
ム、ロジウムを添加することにより、天然ガスの直接分
解などによる炭素析出を抑制し、安定したＳＯＦＣの発
電性能を達成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の典型的な形態とし
ては、図１に示すような、燃料がセル長手方向に流れる
円筒型ＳＯＦＣであり、特には、複数の集電ロッドを介
して燃料流れ方向に対して直交方向に複数箇所より集電
することを特徴とする円筒型ＳＯＦＣである。
ては、図１に示すような、燃料がセル長手方向に流れる
円筒型ＳＯＦＣであり、特には、複数の集電ロッドを介
して燃料流れ方向に対して直交方向に複数箇所より集電
することを特徴とする円筒型ＳＯＦＣである。
【００１２】ＳＯＦＣは、水素と酸素を固体電解質を介
して、電気化学的に反応させることにより発電すること
を原理とする。ＳＯＦＣでは、カソードと固体電解質の
界面において、 １／２Ｏ2＋２ｅ- → Ｏ2- の反応がおこり、これにより生成したＯ2-イオンは、固
体電解質中を拡散し、固体電解質とアノードの界面にお
いて、 Ｈ2＋Ｏ2- → Ｈ2Ｏ＋２ｅ- の反応に至る。従って、全体の反応としては、 Ｈ2＋１／２Ｏ2 → Ｈ2Ｏ であり、この反応は発電反応であると同時に発熱反応で
もある。
して、電気化学的に反応させることにより発電すること
を原理とする。ＳＯＦＣでは、カソードと固体電解質の
界面において、 １／２Ｏ2＋２ｅ- → Ｏ2- の反応がおこり、これにより生成したＯ2-イオンは、固
体電解質中を拡散し、固体電解質とアノードの界面にお
いて、 Ｈ2＋Ｏ2- → Ｈ2Ｏ＋２ｅ- の反応に至る。従って、全体の反応としては、 Ｈ2＋１／２Ｏ2 → Ｈ2Ｏ であり、この反応は発電反応であると同時に発熱反応で
もある。
【００１３】また、炭化水素を燃料として用いる場合、
水蒸気改質反応により水素を生成して用いることが一般
的であり、一般的には、Ｎｉなどの触媒を用いて行われ
る。炭化水素のうち最も単純なメタンでは、まず以下の
ような改質反応が起こり、 ＣＨ4＋Ｈ2Ｏ → ３Ｈ2＋ＣＯ 続いて以下のようなシフト反応がおこる。 ＣＯ＋Ｈ2Ｏ → Ｈ2＋ＣＯ2 これらの改質反応およびシフト反応は、吸熱反応である
ために改質を行うためには、その熱源が必要となる。本
発明においては、固体電解質型燃料電池のアノード表面
での内部改質を行うことにより、発電による発熱を改質
のための熱源とすることが可能となり、熱効率の向上を
達成できる。
水蒸気改質反応により水素を生成して用いることが一般
的であり、一般的には、Ｎｉなどの触媒を用いて行われ
る。炭化水素のうち最も単純なメタンでは、まず以下の
ような改質反応が起こり、 ＣＨ4＋Ｈ2Ｏ → ３Ｈ2＋ＣＯ 続いて以下のようなシフト反応がおこる。 ＣＯ＋Ｈ2Ｏ → Ｈ2＋ＣＯ2 これらの改質反応およびシフト反応は、吸熱反応である
ために改質を行うためには、その熱源が必要となる。本
発明においては、固体電解質型燃料電池のアノード表面
での内部改質を行うことにより、発電による発熱を改質
のための熱源とすることが可能となり、熱効率の向上を
達成できる。
【００１４】また、外部改質器によって改質が大部分行
われた燃料を用いた場合、燃料の上流側の電極部分にお
いて発電が優先的に行われ、これによる燃料流れ方向に
おける温度勾配、電流勾配などがセルの表面において生
ずる。それに対して、固体電解質型燃料電池のアノード
表面での内部改質を行った場合、燃料流れ方向（セル長
手方向）において、徐々に炭化水素が改質されるため
に、発電の燃料上流側の電極部分への偏りを低減するこ
とが出来、セル長手方向における温度勾配、電流勾配な
どを低減することが出来る。
われた燃料を用いた場合、燃料の上流側の電極部分にお
いて発電が優先的に行われ、これによる燃料流れ方向に
おける温度勾配、電流勾配などがセルの表面において生
ずる。それに対して、固体電解質型燃料電池のアノード
表面での内部改質を行った場合、燃料流れ方向（セル長
手方向）において、徐々に炭化水素が改質されるため
に、発電の燃料上流側の電極部分への偏りを低減するこ
とが出来、セル長手方向における温度勾配、電流勾配な
どを低減することが出来る。
【００１５】また、アノード表面による内部改質を考え
た場合、アノードＮｉ／ＹＳＺにおいて、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウムをＮｉに対して３０ｍ
ｏｌ％以下添加することにより、アノードの改質反応率
を向上させることが出来、効率的な改質が行うことがで
きる。
た場合、アノードＮｉ／ＹＳＺにおいて、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウムをＮｉに対して３０ｍ
ｏｌ％以下添加することにより、アノードの改質反応率
を向上させることが出来、効率的な改質が行うことがで
きる。
【００１６】また、燃料に炭化水素を用いた場合、炭化
水素の熱分解反応などに代表される炭素の析出が起こ
り、セルの改質性能を低下させる。以下にメタンの場合
の熱分解反応を示す。ＣＨ4 → Ｃ＋２Ｈ2アノード表
面による内部改質を考えた場合、アノードＮｉ／ＹＳＺ
において、ルテニウム、ロジウムをＮｉに対して３０ｍ
ｏｌ％以下添加することにより、この炭素析出を抑制
し、安定したＳＯＦＣの発電性能を達成できる。
水素の熱分解反応などに代表される炭素の析出が起こ
り、セルの改質性能を低下させる。以下にメタンの場合
の熱分解反応を示す。ＣＨ4 → Ｃ＋２Ｈ2アノード表
面による内部改質を考えた場合、アノードＮｉ／ＹＳＺ
において、ルテニウム、ロジウムをＮｉに対して３０ｍ
ｏｌ％以下添加することにより、この炭素析出を抑制
し、安定したＳＯＦＣの発電性能を達成できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。実施例１：内部改質の効果 （１）セル作製 図１はＳＯＦＣ装置を示す図であり、図２は円筒型ＳＯ
ＦＣセルの断面を示す図である。図１および図２に示す
ように、円筒片端封止型のカソード基体管１２上に、固
体電解質膜１３、インターコネクタ膜１１、Ｎｉ／ＹＳ
Ｚアノード膜１０を湿式焼結法により成膜し、円筒型Ｓ
ＯＦＣセル２を作製した。
ＦＣセルの断面を示す図である。図１および図２に示す
ように、円筒片端封止型のカソード基体管１２上に、固
体電解質膜１３、インターコネクタ膜１１、Ｎｉ／ＹＳ
Ｚアノード膜１０を湿式焼結法により成膜し、円筒型Ｓ
ＯＦＣセル２を作製した。
【００１８】（２）燃料 燃料としては都市ガスの代表成分であるメタンを用い
た。
た。
【００１９】（３）発電方法 集電方法は、図１に示すように、集電材３および複数の
集電ロッド４を介して燃料流れ方向に対して直交方向に
複数箇所より集電した。また、酸化剤導入管１ より空
気をセル内側に導入した。燃料となるメタン７は、送液
ポンプ８および蒸発器６により水９が水蒸気として加湿
された後、Ｎｉ系セル前段改質触媒層１４において前段
改質され、整流部５を通過して、セル封止側より円筒型
ＳＯＦＣセル２に導入される。セルに導入された燃料
は、さらにアノード膜１０表面で水蒸気改質（内部改
質）されるとともに、発電のために消費される。運転条
件は、セル平均温度１０００℃、燃料利用率４０％、平
均電流密度０．３Ａ／ｃｍ2、Ｓ／Ｃ（Ｓは水蒸気、Ｃ
は炭素）を１．５とした。
集電ロッド４を介して燃料流れ方向に対して直交方向に
複数箇所より集電した。また、酸化剤導入管１ より空
気をセル内側に導入した。燃料となるメタン７は、送液
ポンプ８および蒸発器６により水９が水蒸気として加湿
された後、Ｎｉ系セル前段改質触媒層１４において前段
改質され、整流部５を通過して、セル封止側より円筒型
ＳＯＦＣセル２に導入される。セルに導入された燃料
は、さらにアノード膜１０表面で水蒸気改質（内部改
質）されるとともに、発電のために消費される。運転条
件は、セル平均温度１０００℃、燃料利用率４０％、平
均電流密度０．３Ａ／ｃｍ2、Ｓ／Ｃ（Ｓは水蒸気、Ｃ
は炭素）を１．５とした。
【００２０】（４）評価方法 メタンの改質率は以下の式で定義する。 （ＣＨ4(in)―ＣＨ4(out)）／ＣＨ4(in)×１００ （％） ＣＨ4(in)はメタン導入量、ＣＨ4(out)は、メタン未反
応量を示す。前段改質率を０％〜１００％まで変化さ
せ、セル長手方向の温度勾配および電流勾配を測定し
た。
応量を示す。前段改質率を０％〜１００％まで変化さ
せ、セル長手方向の温度勾配および電流勾配を測定し
た。
【００２１】図４は、前段改質率に対するセル長手方向
の温度勾配の結果を示す。温度勾配は以下の式で表され
る。 （ＴH―ＴL）／ＴA×１００ （％） ここで、ＴH：セル温度（燃料上流側） ＴL：セル温度
（燃料下流側） ＴA：セル平均温度である。図４が示
すように、前段改質率を小さくする、すなはち、アノー
ド表面による内部改質率を大きくすることにより、セル
長手方向における温度勾配が低減された。
の温度勾配の結果を示す。温度勾配は以下の式で表され
る。 （ＴH―ＴL）／ＴA×１００ （％） ここで、ＴH：セル温度（燃料上流側） ＴL：セル温度
（燃料下流側） ＴA：セル平均温度である。図４が示
すように、前段改質率を小さくする、すなはち、アノー
ド表面による内部改質率を大きくすることにより、セル
長手方向における温度勾配が低減された。
【００２２】また、図５は、前段改質率に対するセル長
手方向の電流勾配の結果を示す。温度勾配は以下の式で
表される。 （ＩH―ＩL）／ＩA×１００ （％） ここで、ＩH：電流（燃料上流側ロッド） ＩH：電流
（燃料下流側ロッド）ＩA：平均電流 である。図５が
示すように、前段改質率を小さくする、すなはち、アノ
ード表面による内部改質率を大きくすることにより、燃
料流れ方向（セル長手方向）における電流勾配が低減さ
れた。
手方向の電流勾配の結果を示す。温度勾配は以下の式で
表される。 （ＩH―ＩL）／ＩA×１００ （％） ここで、ＩH：電流（燃料上流側ロッド） ＩH：電流
（燃料下流側ロッド）ＩA：平均電流 である。図５が
示すように、前段改質率を小さくする、すなはち、アノ
ード表面による内部改質率を大きくすることにより、燃
料流れ方向（セル長手方向）における電流勾配が低減さ
れた。
【００２３】実施例２：アノードへのＣａ、Ｓｒ、Ｍｇ
の添加の効果 （１）セル作製 上記実施例１に準拠するが、Ｎｉ／ＹＳＺアノードにお
いて、Ｃａ、Ｓｒ、ＭｇをＮｉに対して５０ｍｏｌ％以
下添加した。
の添加の効果 （１）セル作製 上記実施例１に準拠するが、Ｎｉ／ＹＳＺアノードにお
いて、Ｃａ、Ｓｒ、ＭｇをＮｉに対して５０ｍｏｌ％以
下添加した。
【００２４】（２）燃料 上記実施例１同様、メタンを用いた。
【００２５】（３）発電方法 上記実施例１に準拠する。
【００２６】（４）評価方法 前段改質触媒を設置せず前段改質率を０％とし、図３に
示すように、セル長手方向の４点におけるガスサンプリ
ングを行い、ガスクロにより分析した。図６、図７、図
８には、それぞれアノードＮｉ／ＹＳＺへのＣａ，Ｓ
ｒ，ＭｇのＮｉに対する添加量と各測定点におけるメタ
ン改質率の結果を示す。結果が示すように、Ｃａ，Ｓ
ｒ，Ｍｇを添加することによりメタン改質率の向上が可
能となった。
示すように、セル長手方向の４点におけるガスサンプリ
ングを行い、ガスクロにより分析した。図６、図７、図
８には、それぞれアノードＮｉ／ＹＳＺへのＣａ，Ｓ
ｒ，ＭｇのＮｉに対する添加量と各測定点におけるメタ
ン改質率の結果を示す。結果が示すように、Ｃａ，Ｓ
ｒ，Ｍｇを添加することによりメタン改質率の向上が可
能となった。
【００２７】また添加量は３０ｍｏｌ％以上において
は、メタン改質率がほぼ変わらないので、３０ｍｏｌ％
以下が望ましい。さらには、１０ｍｏｌ％より大きい範
囲においては、メタン反応率の向上が小さいために、望
ましい添加量は１０ｍｏｌ％以下である。
は、メタン改質率がほぼ変わらないので、３０ｍｏｌ％
以下が望ましい。さらには、１０ｍｏｌ％より大きい範
囲においては、メタン反応率の向上が小さいために、望
ましい添加量は１０ｍｏｌ％以下である。
【００２８】実施例３：アノードへのＲｕ、Ｒｈの添加
の効果 （１）セル作製 上記実施例１に準ずるが、Ｎｉ／ＹＳＺアノードにおい
て、Ｒｕ、ＲｈをＮｉに対して５０ｍｏｌ％以下添加し
た。
の効果 （１）セル作製 上記実施例１に準ずるが、Ｎｉ／ＹＳＺアノードにおい
て、Ｒｕ、ＲｈをＮｉに対して５０ｍｏｌ％以下添加し
た。
【００２９】（２）燃料 上記実施例１同様、メタンを用いた。
【００３０】（３）発電方法 上記実施例１に準ずる。
【００３１】（４）評価方法 前段改質率を０％として、１０００時間の連続運転後、
セルより小サンプルを切り出し、アノード上の炭素重量
を赤外線吸収法により測定した。評価値としては、アノ
ード単位面積当たりの炭素重量とした。図９には、アノ
ードＮｉ／ＹＳＺへのＲｕ，Ｒｈの添加量とアノード単
位面積当たりの炭素重量の結果を示す。結果が示すよう
に、Ｎｉに対するＲｕ，Ｒｈの添加量が３０ｍｏｌ％以
下において効果的な炭素重量の低減が可能となった。さ
らに詳しくは、添加量が１０ｍｏｌ％以下において効果
的な低減が可能であった。
セルより小サンプルを切り出し、アノード上の炭素重量
を赤外線吸収法により測定した。評価値としては、アノ
ード単位面積当たりの炭素重量とした。図９には、アノ
ードＮｉ／ＹＳＺへのＲｕ，Ｒｈの添加量とアノード単
位面積当たりの炭素重量の結果を示す。結果が示すよう
に、Ｎｉに対するＲｕ，Ｒｈの添加量が３０ｍｏｌ％以
下において効果的な炭素重量の低減が可能となった。さ
らに詳しくは、添加量が１０ｍｏｌ％以下において効果
的な低減が可能であった。
【００３２】上記実施例は、円筒型固体電解質型燃料電
池であったが、平板型固体電解質型燃料電池についても
同様の効果が期待できる。
池であったが、平板型固体電解質型燃料電池についても
同様の効果が期待できる。
【００３３】また、上記実施例では単セルを用いている
が、セル集合体においても同様の効果が期待できる。
が、セル集合体においても同様の効果が期待できる。
【００３４】また、燃料についてはメタンのみならず、
より高次な炭化水素についても同様な効果が期待でき
る。
より高次な炭化水素についても同様な効果が期待でき
る。
【００３５】また、上記実施例において、複数の集電ロ
ッドを用いて集電を行っているが、直交方向に電流を複
数箇所から集電することができる構造ならば、特に集電
ロッドのような形式に限らない。例えば集電材の複数箇
所よりＰｔ線、Ｎｉ線などを用いて装置上部方向へ集電
を行っても良い。
ッドを用いて集電を行っているが、直交方向に電流を複
数箇所から集電することができる構造ならば、特に集電
ロッドのような形式に限らない。例えば集電材の複数箇
所よりＰｔ線、Ｎｉ線などを用いて装置上部方向へ集電
を行っても良い。
【００３６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、ＳＯＦＣの燃料となる都市ガスなどの炭化
水素をアノード表面で内部改質を行うことにより、温度
勾配、電流勾配を低減することができる。また同時に、
熱効率の向上ならびにシステム小型化が可能となる。ま
た、内部改質を担うアノードＮｉ／ＹＳＺに対して、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｍｇを添加することにより改質率の向上が可
能であり、また、Ｒｕ，Ｒｈを添加することにより炭素
析出の低減が可能となる。
においては、ＳＯＦＣの燃料となる都市ガスなどの炭化
水素をアノード表面で内部改質を行うことにより、温度
勾配、電流勾配を低減することができる。また同時に、
熱効率の向上ならびにシステム小型化が可能となる。ま
た、内部改質を担うアノードＮｉ／ＹＳＺに対して、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｍｇを添加することにより改質率の向上が可
能であり、また、Ｒｕ，Ｒｈを添加することにより炭素
析出の低減が可能となる。
【図１】ＳＯＦＣ電池装置を示す図である。
【図２】ＳＯＦＣセルの断面を示す図である。
【図３】セルにおけるガス分析点を示す図である。
【図４】前段改質率に対するセル長手方向の温度勾配を
示す図である。
示す図である。
【図５】前段改質率に対するセル長手方向の電流勾配を
示す図である。
示す図である。
【図６】アノードへのＣａ添加量とメタン反応率の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図７】アノードへのＳｒ添加量とメタン反応率の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図８】アノードへのＭｇ添加量とメタン反応率の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図９】アノードへのＲｕ，Ｒｈ添加量とアノード単位
面積当たりの炭素重量を示す図である。
面積当たりの炭素重量を示す図である。
１ 酸化剤導入管 ２ 円筒型ＳＯＦＣセル ３ 集電材 ４ 集電ロッド ５ 整流部 ６ 蒸発器 ７ メタン燃料 ８ 送液ポンプ ９ 水 １０ アノード膜 １１ インターコネクター膜 １２ カソード基体管 １３ 固体電解質 １４ 前段改質触媒層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相沢 正信 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 5H018 AA06 AS02 EE02 EE04 EE13 HH05 5H026 AA06 EE02 EE13 HH05
Claims (8)
- 【請求項１】 燃料として都市ガスなどの炭化水素を用
い、その燃料をニッケルとイットリア安定化ジルコニア
のサーメット（Ｎｉ／ＹＳＺ）を基盤とするアノード表
面において水蒸気改質を行うことを特徴とする、固体電
解質型燃料電池。 - 【請求項２】 セル複数箇所より燃料流れ方向に対して
直交方向に集電することを特徴とする、上記請求項１記
載の固体電解質型燃料電池 - 【請求項３】 Ｎｉ／ＹＳＺにおいて、マグネシウム、
カルシウム、ストロンチウムを少なくとも一種以上を、
添加したアノードを有することを特徴とする、上記請求
項１、２記載の固体電解質型燃料電池。 - 【請求項４】 Ｎｉ／ＹＳＺにおいて、マグネシウム、
カルシウム、ストロンチウムを少なくとも一種以上含
み、Ｎｉに対して、３０ｍｏｌ％以下量を添加したアノ
ードを有することを特徴とする、請求項３記載の固体電
解質型燃料電池。 - 【請求項５】 Ｎｉ／ＹＳＺにおいて、ルテニウム、ロ
ジウムを少なくとも一種以上を、添加したアノードを有
することを特徴とする、上記請求項１、２記載の固体電
解質型燃料電池。 - 【請求項６】 Ｎｉ／ＹＳＺにおいて、ルテニウム、ロ
ジウムを少なくとも一種以上含み、Ｎｉに対して、３０
ｍｏｌ％以下量を添加したアノードを有することを特徴
とする、請求項５記載の固体電解質型燃料電池。 - 【請求項７】 Ｎｉ／ＹＳＺにおいて、上記請求項３お
よび請求項５の添加元素群のうち、少なくとも一群以
上、一元素以上を添加したアノードを有することを特徴
とする、上記請求項１、２記載の固体電解質型燃料電
池。 - 【請求項８】 Ｎｉ／ＹＳＺにおいて、上記請求項３お
よび請求項５の添加元素群のうち、少なくとも一群以
上、一元素以上を含み、Ｎｉに対して、３０ｍｏｌ％以
下量を添加したアノードを有することを特徴とする、請
求項７記載の固体電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10230224A JP2000058075A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10230224A JP2000058075A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058075A true JP2000058075A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16904503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10230224A Pending JP2000058075A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058075A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014117263A1 (en) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | Uti Limited Partnership | Chemical compositions suitable for use as solid oxide fuel cell anodes, and processes for making same |
| KR20210011402A (ko) * | 2018-05-18 | 2021-02-01 | 가부시기가이샤에프.씨.씨 | 연료 전지 시스템 |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP10230224A patent/JP2000058075A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014117263A1 (en) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | Uti Limited Partnership | Chemical compositions suitable for use as solid oxide fuel cell anodes, and processes for making same |
| KR20210011402A (ko) * | 2018-05-18 | 2021-02-01 | 가부시기가이샤에프.씨.씨 | 연료 전지 시스템 |
| KR102500041B1 (ko) * | 2018-05-18 | 2023-02-15 | 가부시기가이샤에프.씨.씨 | 연료 전지 시스템 |
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