JP2000077080A - 平板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板 - Google Patents
平板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板Info
- Publication number
- JP2000077080A JP2000077080A JP10262302A JP26230298A JP2000077080A JP 2000077080 A JP2000077080 A JP 2000077080A JP 10262302 A JP10262302 A JP 10262302A JP 26230298 A JP26230298 A JP 26230298A JP 2000077080 A JP2000077080 A JP 2000077080A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- interconnector
- plate
- fuel cell
- interconnector plate
- solid electrolyte
- 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
Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】燃料電池作動時において反りや引っ張り応力が
小さく、電極との接触が良好で且つガスリークのない平
板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板及びこれ
を用いた平板型固体電解質燃料電池を得る。 【解決手段】平板型固体電解質燃料電池用インターコネ
クタ板であって、水平方向の厚みを変化させた形状を有
することを特徴とする平板型固体電解質燃料電池用イン
ターコネクタ板、及び、これを用いた平板型固体電解質
燃料電池。
小さく、電極との接触が良好で且つガスリークのない平
板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板及びこれ
を用いた平板型固体電解質燃料電池を得る。 【解決手段】平板型固体電解質燃料電池用インターコネ
クタ板であって、水平方向の厚みを変化させた形状を有
することを特徴とする平板型固体電解質燃料電池用イン
ターコネクタ板、及び、これを用いた平板型固体電解質
燃料電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平板型固体電解質
燃料電池用インターコネクタ板及びこのインターコネク
タ板を用いた平板型固体電解質燃料電池に関する。
燃料電池用インターコネクタ板及びこのインターコネク
タ板を用いた平板型固体電解質燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は水素又は炭化水素燃料類を改
質して得られる燃料と、空気を代表とする酸化剤との電
気化学反応により、燃料の持つ化学エネルギーを直接電
気エネルギーに変換できる発電装置であり、高効率なエ
ネルギー変換機器として、省エネルギー、環境保護の観
点から注目されている。
質して得られる燃料と、空気を代表とする酸化剤との電
気化学反応により、燃料の持つ化学エネルギーを直接電
気エネルギーに変換できる発電装置であり、高効率なエ
ネルギー変換機器として、省エネルギー、環境保護の観
点から注目されている。
【０００３】燃料電池はイオン導電体すなわち電解質に
利用される物質の違いによりリン酸型、固体高分子型
(ポリマー型)、溶融炭酸塩型、固体電解質型等に分類さ
れる。このうち固体電解質型燃料電池はイオン導電性を
有する固体電解質材料として酸化物を使用するもので、
次の（１）〜（５）のような特長を有している。（１）
作動温度が９００〜１０００℃、典型的には９００〜１
０００℃と高いことにより、電極における電気化学反応
が円滑に進行するために、エネルギーロスが少なく発電
効率が高い。
利用される物質の違いによりリン酸型、固体高分子型
(ポリマー型)、溶融炭酸塩型、固体電解質型等に分類さ
れる。このうち固体電解質型燃料電池はイオン導電性を
有する固体電解質材料として酸化物を使用するもので、
次の（１）〜（５）のような特長を有している。（１）
作動温度が９００〜１０００℃、典型的には９００〜１
０００℃と高いことにより、電極における電気化学反応
が円滑に進行するために、エネルギーロスが少なく発電
効率が高い。
【０００４】（２）排熱温度が高いので、多段に利用す
ることにより、さらに発電効率を高めることが可能であ
る。（３）作動温度は天然ガスなどの炭化水素燃料を改
質させるのに十分なほど高いので、改質反応を電池内部
で行うことができる。この点リン酸型やポリマー型のよ
うな低温作動型燃料電池に必要な燃料処理系（改質器＋
シフトコンバータ）を大幅に簡素化できる。（４）ＣＯ
も発電反応に関与させることができるため、燃料を多様
化できる。（５）全部材が固体により構成されるので、
リン酸型や溶融炭酸塩型において発生するような腐食や
電解質の蒸散の問題がない。
ることにより、さらに発電効率を高めることが可能であ
る。（３）作動温度は天然ガスなどの炭化水素燃料を改
質させるのに十分なほど高いので、改質反応を電池内部
で行うことができる。この点リン酸型やポリマー型のよ
うな低温作動型燃料電池に必要な燃料処理系（改質器＋
シフトコンバータ）を大幅に簡素化できる。（４）ＣＯ
も発電反応に関与させることができるため、燃料を多様
化できる。（５）全部材が固体により構成されるので、
リン酸型や溶融炭酸塩型において発生するような腐食や
電解質の蒸散の問題がない。
【０００５】図１〜２は固体電解質型燃料電池の一態様
例を原理的に説明する図である。図示のとおり、電解質
材料を挟んで燃料極及び空気極（酸化剤として酸素が用
いられる場合は酸素極）が配置されて、すなわち空気極
／電解質／燃料極の３層ユニットで単電池が構成され
る。電解質材料としては、例えばイットリア安定化ジル
コニア（ＹＳＺ）のシート状焼結体が用いられ、空気極
としては、例えばＳｒドープＬａＭｎＯ3 の多孔質体が
用いられ、燃料極としては、例えばニッケルとイットリ
ア安定化ジルコニア混合物（Ｎｉ／ＹＳＺサーメット）
の多孔質体が用いられ、電解質材料の両面に空気極と燃
料極を焼き付けることにより単電池が作製される。
例を原理的に説明する図である。図示のとおり、電解質
材料を挟んで燃料極及び空気極（酸化剤として酸素が用
いられる場合は酸素極）が配置されて、すなわち空気極
／電解質／燃料極の３層ユニットで単電池が構成され
る。電解質材料としては、例えばイットリア安定化ジル
コニア（ＹＳＺ）のシート状焼結体が用いられ、空気極
としては、例えばＳｒドープＬａＭｎＯ3 の多孔質体が
用いられ、燃料極としては、例えばニッケルとイットリ
ア安定化ジルコニア混合物（Ｎｉ／ＹＳＺサーメット）
の多孔質体が用いられ、電解質材料の両面に空気極と燃
料極を焼き付けることにより単電池が作製される。
【０００６】単電池の空気極側に酸化剤として空気を、
燃料極側に燃料を通じ、両電極を外部負荷に接続すると
電力が得られるが、単電池１つでは高々０．７Ｖ程度の
電圧しか得られないので、実用的な電力を得るためには
複数の単電池を直列に接続する必要がある。隣接する電
池を電気的に接続すると同時に空気極と燃料極それぞれ
に空気と燃料とを適正に分配・供給・排出する目的で、
インターコネクタ（＝セパレータ）板と単電池とが交互
に積層される。図１〜２では、単電池を２個、その間に
インターコネクタ板を１個、上方単電池の上面及び下方
単電池の下面にそれぞれ枠体（この枠体も１種のインタ
ーコネクタである）を備えた場合を示している。
燃料極側に燃料を通じ、両電極を外部負荷に接続すると
電力が得られるが、単電池１つでは高々０．７Ｖ程度の
電圧しか得られないので、実用的な電力を得るためには
複数の単電池を直列に接続する必要がある。隣接する電
池を電気的に接続すると同時に空気極と燃料極それぞれ
に空気と燃料とを適正に分配・供給・排出する目的で、
インターコネクタ（＝セパレータ）板と単電池とが交互
に積層される。図１〜２では、単電池を２個、その間に
インターコネクタ板を１個、上方単電池の上面及び下方
単電池の下面にそれぞれ枠体（この枠体も１種のインタ
ーコネクタである）を備えた場合を示している。
【０００７】インターコネクタに対しては、下記〜
という数多くの性質が求められる。 緻密であってガスを透過、漏洩しない、電子導電性
が大きい、イオン導電性が小さい、高温の酸化性、
還元性、両雰囲気において材料自身が化学的に安定であ
る、２つの電極など接触する他の部材と反応や過度な
相互拡散が起らない、他の電池構成材料と熱膨張係数
が整合している、雰囲気の変動による寸法変化が小さ
い、十分な強度を有する。
という数多くの性質が求められる。 緻密であってガスを透過、漏洩しない、電子導電性
が大きい、イオン導電性が小さい、高温の酸化性、
還元性、両雰囲気において材料自身が化学的に安定であ
る、２つの電極など接触する他の部材と反応や過度な
相互拡散が起らない、他の電池構成材料と熱膨張係数
が整合している、雰囲気の変動による寸法変化が小さ
い、十分な強度を有する。
【０００８】このように厳しい要求のため、インターコ
ネクタとして使用できる材料が限定される。これらの要
求をなるべく多く満たすものとして、最も一般的にはＬ
ａＣｒＯ3 基の酸化物固溶体（ランタンクロマイト）が
用いられるが、Ｌａの一部をＣａ、Ｓｒといったアルカ
リ土類金属元素で置換するか、さらにＣｒの一部をＭ
ｇ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉなどの３ｄ遷移金属元素で置換す
ることにより、上記要求を満たすべく材料特性を最適化
している。
ネクタとして使用できる材料が限定される。これらの要
求をなるべく多く満たすものとして、最も一般的にはＬ
ａＣｒＯ3 基の酸化物固溶体（ランタンクロマイト）が
用いられるが、Ｌａの一部をＣａ、Ｓｒといったアルカ
リ土類金属元素で置換するか、さらにＣｒの一部をＭ
ｇ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉなどの３ｄ遷移金属元素で置換す
ることにより、上記要求を満たすべく材料特性を最適化
している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、インターコ
ネクタ材料は高温還元雰囲気下では熱膨張以外にも還元
雰囲気に起因して膨張する。インターコネクタ板は、電
池作動時に、片面は空気すなわち酸化雰囲気に、他面は
燃料すなわち還元雰囲気に曝されており、したがって平
板内温度分布が均一であっても、燃料側は空気側に比べ
て相対的に膨張してしまう。８００〜１０００℃での燃
料電池作動環境下では仮にインターコネクタ板は均一に
加熱されていても反りが生じてしまう。なお、インター
コネクタ材料が還元雰囲気に起因して膨張する上記現象
を本明細書中還元膨張という。
ネクタ材料は高温還元雰囲気下では熱膨張以外にも還元
雰囲気に起因して膨張する。インターコネクタ板は、電
池作動時に、片面は空気すなわち酸化雰囲気に、他面は
燃料すなわち還元雰囲気に曝されており、したがって平
板内温度分布が均一であっても、燃料側は空気側に比べ
て相対的に膨張してしまう。８００〜１０００℃での燃
料電池作動環境下では仮にインターコネクタ板は均一に
加熱されていても反りが生じてしまう。なお、インター
コネクタ材料が還元雰囲気に起因して膨張する上記現象
を本明細書中還元膨張という。
【００１０】図３はその状態を概略的に示した図であ
る。図示のとおりインターコネクタ板は燃料電池作動時
に燃料極側へ向かって膨れて反りを生じる。これに起因
して、インターコネクタ板の内部に引っ張り応力が発生
し、その大きさが材料の強度を超えると割れが生じる。
また、インターコネクタ板に当接する空気極、燃料極等
との接触が悪くなって電極との接触抵抗が増加したり、
ガスリークが生じる等の問題が生じることが分かった。
る。図示のとおりインターコネクタ板は燃料電池作動時
に燃料極側へ向かって膨れて反りを生じる。これに起因
して、インターコネクタ板の内部に引っ張り応力が発生
し、その大きさが材料の強度を超えると割れが生じる。
また、インターコネクタ板に当接する空気極、燃料極等
との接触が悪くなって電極との接触抵抗が増加したり、
ガスリークが生じる等の問題が生じることが分かった。
【００１１】本発明は、このような事実、問題点に鑑み
てなされたものであり、平板型固体電解質型燃料電池用
インターコネクタ板の形状に工夫を凝らすことにより、
上記のような反りをなくし、該板内部の引っ張り応力を
軽減して、当接する電極等との接触が良好で且つガスリ
ークがなく、機械的信頼性の高い平板型インターコネク
タを提供することを目的とし、またこのインターコネク
タ板を用いてなる平板型固体電解質型燃料電池を提供す
ることを目的とする。
てなされたものであり、平板型固体電解質型燃料電池用
インターコネクタ板の形状に工夫を凝らすことにより、
上記のような反りをなくし、該板内部の引っ張り応力を
軽減して、当接する電極等との接触が良好で且つガスリ
ークがなく、機械的信頼性の高い平板型インターコネク
タを提供することを目的とし、またこのインターコネク
タ板を用いてなる平板型固体電解質型燃料電池を提供す
ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は（１）平板型固
体電解質燃料電池用インターコネクタ板であって、水平
方向の厚みを変化させた面形状としてなることを特徴と
する平板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板を
提供し、また、本発明は（２）空気極／電解質／燃料極
の３層ユニットをインターコネクタ板を用いて多層化積
層する平板型固体電解質燃料電池において、水平方向の
厚みを変化させた面形状としてなるインターコネクタ板
を用いてなることを特徴とする平板型固体電解質燃料電
池を提供する。
体電解質燃料電池用インターコネクタ板であって、水平
方向の厚みを変化させた面形状としてなることを特徴と
する平板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板を
提供し、また、本発明は（２）空気極／電解質／燃料極
の３層ユニットをインターコネクタ板を用いて多層化積
層する平板型固体電解質燃料電池において、水平方向の
厚みを変化させた面形状としてなるインターコネクタ板
を用いてなることを特徴とする平板型固体電解質燃料電
池を提供する。
【００１３】また、本発明は（３）空気極／電解質／燃
料極の３層ユニットをインターコネクタ板を用いて多層
化積層する平板型固体電解質燃料電池において、積層下
部に位置するインターコネクタ板から上部に位置するイ
ンターコネクタ板までの個々のインターコネクタ板の面
形状を積層位置に応じて異ならせてなることを特徴とす
る平板型固体電解質燃料電池を提供する。
料極の３層ユニットをインターコネクタ板を用いて多層
化積層する平板型固体電解質燃料電池において、積層下
部に位置するインターコネクタ板から上部に位置するイ
ンターコネクタ板までの個々のインターコネクタ板の面
形状を積層位置に応じて異ならせてなることを特徴とす
る平板型固体電解質燃料電池を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明によれば、平板型固体電解
質燃料電池用インターコネクタ板について、その水平方
向の厚みを変化させることにより燃料電池作動時のイン
ターコネクタ板の反りをなくし、それによりインターコ
ネクタ板内部引っ張り応力を軽減し、当接する電極等と
の接触が良好で、ガスリークがなく、機械的信頼性の高
いインターコネクタ板が得られる。図４はその２、３の
態様例を断面図として示す図である。
質燃料電池用インターコネクタ板について、その水平方
向の厚みを変化させることにより燃料電池作動時のイン
ターコネクタ板の反りをなくし、それによりインターコ
ネクタ板内部引っ張り応力を軽減し、当接する電極等と
の接触が良好で、ガスリークがなく、機械的信頼性の高
いインターコネクタ板が得られる。図４はその２、３の
態様例を断面図として示す図である。
【００１５】図４（ａ）は燃料極側を凸状にしたもの、
図４（ｂ）は空気極側を凸状にしたもの、図４（ｃ）は
燃料極側及び空気極側ともに凸状にしたものである。こ
の場合、インターコネクタ板の表裏の面積、厚み、或い
は材質等の諸条件の如何により、その凸状における凸の
程度や周縁部から中央部へ向けての曲率（すなわち湾曲
の度合）を調整する。これら形状により、このインター
コネクタ板を用いた平板型固体電解質燃料電池の作動時
におけるインターコネクタ板の反りをなくし、引っ張り
応力を軽減し、当接する電極との接触が良好で、ガスリ
ークがないインターコネクタ板が得られる。
図４（ｂ）は空気極側を凸状にしたもの、図４（ｃ）は
燃料極側及び空気極側ともに凸状にしたものである。こ
の場合、インターコネクタ板の表裏の面積、厚み、或い
は材質等の諸条件の如何により、その凸状における凸の
程度や周縁部から中央部へ向けての曲率（すなわち湾曲
の度合）を調整する。これら形状により、このインター
コネクタ板を用いた平板型固体電解質燃料電池の作動時
におけるインターコネクタ板の反りをなくし、引っ張り
応力を軽減し、当接する電極との接触が良好で、ガスリ
ークがないインターコネクタ板が得られる。
【００１６】また、平板型固体電解質燃料電池におい
て、空気極／電解質／燃料極の３層ユニットをインター
コネクタ板を用いて多層化し積層する場合、ユニットの
自重により上部に比べて下部では大きな荷重がかかる。
その結果、反りやインタコネクタ板内応力は、インタコ
ネクタ板の積層位置に対応して異なる。本発明において
は、積層下部に位置するインターコネクタ板から上部に
位置するインターコネクタ板まで、個々のインターコネ
クタ板の形状を積層位置に応じて異ならせることによ
り、各インターコネクタ板毎にその平板の反りをなくす
ることができる。
て、空気極／電解質／燃料極の３層ユニットをインター
コネクタ板を用いて多層化し積層する場合、ユニットの
自重により上部に比べて下部では大きな荷重がかかる。
その結果、反りやインタコネクタ板内応力は、インタコ
ネクタ板の積層位置に対応して異なる。本発明において
は、積層下部に位置するインターコネクタ板から上部に
位置するインターコネクタ板まで、個々のインターコネ
クタ板の形状を積層位置に応じて異ならせることによ
り、各インターコネクタ板毎にその平板の反りをなくす
ることができる。
【００１７】上記のように各インターコネクタ板の形状
を積層位置に応じて異ならせる態様としては、（１）例
えば凸状の凸の程度をより上方のインターコネクタ板に
ついては小さく、より下方のインターコネクタ板の凸状
の程度を順次大きくする、（２）図４（ｃ）のように燃
料極側及び空気極側ともに凸状にした場合、燃料極側又
は空気極側の一方の凸状の凸の程度をより上方のインタ
ーコネクタ板については小さく、より下方のインターコ
ネクタ板の凸状の程度を順次大きくする、その他適宜の
態様により行うことができる。
を積層位置に応じて異ならせる態様としては、（１）例
えば凸状の凸の程度をより上方のインターコネクタ板に
ついては小さく、より下方のインターコネクタ板の凸状
の程度を順次大きくする、（２）図４（ｃ）のように燃
料極側及び空気極側ともに凸状にした場合、燃料極側又
は空気極側の一方の凸状の凸の程度をより上方のインタ
ーコネクタ板については小さく、より下方のインターコ
ネクタ板の凸状の程度を順次大きくする、その他適宜の
態様により行うことができる。
【００１８】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないこと
は勿論である。実施例１〜３は各種計測例のうちの代表
例である。
説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないこと
は勿論である。実施例１〜３は各種計測例のうちの代表
例である。
【００１９】インターコネクタ用の平板について還元膨
張に起因する変形及びそれに伴う応力を計測した。供試
平板の平面は１０ｃｍ×１０ｃｍ（１００ｃｍ2)とし
た。計測はインターコネクタ板の断面を２次元平面応力
に近似して行った。条件は下記のとおりである。空気側
酸素分圧：０．２１ａｔｍ、燃料側酸素分圧：４．５３
×１０-16ａｔｍ）、ヤング率：４６．５ＧＰａ、ポア
ソン比：０．３。
張に起因する変形及びそれに伴う応力を計測した。供試
平板の平面は１０ｃｍ×１０ｃｍ（１００ｃｍ2)とし
た。計測はインターコネクタ板の断面を２次元平面応力
に近似して行った。条件は下記のとおりである。空気側
酸素分圧：０．２１ａｔｍ、燃料側酸素分圧：４．５３
×１０-16ａｔｍ）、ヤング率：４６．５ＧＰａ、ポア
ソン比：０．３。
【００２０】インターコネクタ板の空気極側の凹凸差を
フラットネス（平坦さ）と定義し、フラットネスの大小
によりインターコネクタ板と空気極の接触の善し悪しを
評価した。この場合、フラットネスが小さい方が接触が
良好である。インターコネクタ板の燃料極側の平面に垂
直に、トータルで４０ｋｇ重の荷重をかけた場合に、イ
ンターコネクタ板内に生じる引っ張り応力の最大値の大
小により応力を評価した。この場合、最大応力が小さい
方が破壊確率が小さいことを意味する。
フラットネス（平坦さ）と定義し、フラットネスの大小
によりインターコネクタ板と空気極の接触の善し悪しを
評価した。この場合、フラットネスが小さい方が接触が
良好である。インターコネクタ板の燃料極側の平面に垂
直に、トータルで４０ｋｇ重の荷重をかけた場合に、イ
ンターコネクタ板内に生じる引っ張り応力の最大値の大
小により応力を評価した。この場合、最大応力が小さい
方が破壊確率が小さいことを意味する。
【００２１】《実施例１》本実施例は、インターコネク
タ板の燃料極に接する面中央を凸状の形状にした場合の
例である。空気極側はフラットな面とし、燃料極側面を
周辺部分の厚み３ｍｍに対して、中央部厚みが４ｍｍと
なるような曲面形状に形成した。この板において還元膨
張が生じた場合には、無荷重時フラットネス：０．３２
ｍｍ、荷重時フラットネス：０．２ｍｍ、荷重時最大引
っ張り応力：１０ＭＰａであった。このように従来の平
板に比較して、無荷重時フラットネスは小さくなり、ま
た荷重をかけた場合の最大引っ張り応力は完全フラット
な平板よりも小さくなっている。
タ板の燃料極に接する面中央を凸状の形状にした場合の
例である。空気極側はフラットな面とし、燃料極側面を
周辺部分の厚み３ｍｍに対して、中央部厚みが４ｍｍと
なるような曲面形状に形成した。この板において還元膨
張が生じた場合には、無荷重時フラットネス：０．３２
ｍｍ、荷重時フラットネス：０．２ｍｍ、荷重時最大引
っ張り応力：１０ＭＰａであった。このように従来の平
板に比較して、無荷重時フラットネスは小さくなり、ま
た荷重をかけた場合の最大引っ張り応力は完全フラット
な平板よりも小さくなっている。
【００２２】《実施例２》本実施例は、インターコネク
タ板の空気極に接する面中央を凸状の形状にした場合の
例である。燃料極側はフラットな面とし、空気極側面を
周辺部分の厚み３ｍｍに対して、中央部厚みが４ｍｍと
なるような曲面形状に形成した。この板において還元膨
張が生じた場合には、無荷重時フラットネス：０．６７
ｍｍ、荷重時フラットネス：０．５９ｍｍ、荷重時最大
引っ張り応力：７ＭＰａであった。このように従来の平
板に比較して、無荷重時フラットネスは大きくなるもの
の、荷重をかけた場合の最大引っ張り応力は完全フラッ
トな平板よりも小さくなっている。
タ板の空気極に接する面中央を凸状の形状にした場合の
例である。燃料極側はフラットな面とし、空気極側面を
周辺部分の厚み３ｍｍに対して、中央部厚みが４ｍｍと
なるような曲面形状に形成した。この板において還元膨
張が生じた場合には、無荷重時フラットネス：０．６７
ｍｍ、荷重時フラットネス：０．５９ｍｍ、荷重時最大
引っ張り応力：７ＭＰａであった。このように従来の平
板に比較して、無荷重時フラットネスは大きくなるもの
の、荷重をかけた場合の最大引っ張り応力は完全フラッ
トな平板よりも小さくなっている。
【００２３】《実施例３》本実施例は、インターコネク
タ板の空気極に接する面中央を凸状の形状にした場合の
例である。燃料極側はフラットな面とし、空気極側面を
周辺部分の厚み３ｍｍに対して、中央部厚みが３．５ｍ
ｍとなるような曲面形状に形成した。この板において還
元膨張が生じた場合には、無荷重時フラットネス：０．
１３ｍｍ、荷重時フラットネス：０．０３９ｍｍ、荷重
時最大引っ張り応力：８ＭＰａであった。このように従
来の平板に比較して、無荷重時フラットネス、荷重時フ
ラットネス及び荷重時最大引っ張り応力のすべてにおい
て完全フラットな平板よりも小さくなっている。表１は
以上の結果を纏めて表示したものである。
タ板の空気極に接する面中央を凸状の形状にした場合の
例である。燃料極側はフラットな面とし、空気極側面を
周辺部分の厚み３ｍｍに対して、中央部厚みが３．５ｍ
ｍとなるような曲面形状に形成した。この板において還
元膨張が生じた場合には、無荷重時フラットネス：０．
１３ｍｍ、荷重時フラットネス：０．０３９ｍｍ、荷重
時最大引っ張り応力：８ＭＰａであった。このように従
来の平板に比較して、無荷重時フラットネス、荷重時フ
ラットネス及び荷重時最大引っ張り応力のすべてにおい
て完全フラットな平板よりも小さくなっている。表１は
以上の結果を纏めて表示したものである。
【００２４】
【表 １】
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、インターコネクタ板を
その断面凸状に構成することにより、その平板に反りを
なくし、該板内部の引っ張り応力を軽減して、当接する
電極等との接触が良好で且つガスリークがなく、機械的
信頼性の高いインターコネクタ板が得られる。これによ
り燃料極や空気極等との接触が良好でガスリークのない
平板型固体電解質型燃料電池を構成することができる。
その断面凸状に構成することにより、その平板に反りを
なくし、該板内部の引っ張り応力を軽減して、当接する
電極等との接触が良好で且つガスリークがなく、機械的
信頼性の高いインターコネクタ板が得られる。これによ
り燃料極や空気極等との接触が良好でガスリークのない
平板型固体電解質型燃料電池を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】固体電解質型燃料電池一態様例を原理的に説明
する図。
する図。
【図２】固体電解質型燃料電池一態様例を原理的に説明
する図。
する図。
【図３】従来のインターコネクタ板における還元膨張に
起因する反りの状態を概略的に示す図。
起因する反りの状態を概略的に示す図。
【図４】本発明におけるインターコネクタ板の態様例を
示す図（断面図）。
示す図（断面図）。
Claims (6)
- 【請求項１】平板型固体電解質燃料電池用インターコネ
クタ板であって、水平方向の厚みを変化させた面形状と
してなることを特徴とする平板型固体電解質燃料電池用
インターコネクタ板。 - 【請求項２】空気極側の面形状が凸状である請求項１記
載の平板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板。 - 【請求項３】燃料極側の面形状が凸状である請求項１記
載の平板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板。 - 【請求項４】空気極側の面形状及び燃料極側の面形状が
ともに凸状である請求項１記載の平板型固体電解質燃料
電池用インターコネクタ板。 - 【請求項５】空気極／電解質／燃料極の３層ユニットを
インターコネクタ板を用いて多層化積層する平板型固体
電解質燃料電池において、水平方向の厚みを変化させた
面形状としてなるインターコネクタ板を用いてなること
を特徴とする平板型固体電解質燃料電池。 - 【請求項６】空気極／電解質／燃料極の３層ユニットを
インターコネクタ板を用いて多層化積層する平板型固体
電解質燃料電池において、積層下部に位置するインター
コネクタ板から上部に位置するインターコネクタ板まで
の個々のインターコネクタ板の面形状を積層位置に応じ
て異ならせてなることを特徴とする平板型固体電解質燃
料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10262302A JP2000077080A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 平板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10262302A JP2000077080A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 平板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077080A true JP2000077080A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17373907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10262302A Pending JP2000077080A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 平板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000077080A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008135353A (ja) * | 2006-04-24 | 2008-06-12 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス薄板体 |
| WO2014123150A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃料電池およびその製造方法 |
-
1998
- 1998-09-01 JP JP10262302A patent/JP2000077080A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008135353A (ja) * | 2006-04-24 | 2008-06-12 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス薄板体 |
| WO2014123150A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃料電池およびその製造方法 |
| JPWO2014123150A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2017-02-02 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃料電池およびその製造方法 |
| US10224553B2 (en) | 2013-02-07 | 2019-03-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Fuel cell comprising connection members having different thickness for each of cell units and method for manufacturing same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2391487C (en) | Planar solid oxide fuel cell stack with metallic foil interconnect | |
| CN107431216B (zh) | 电化学反应单元及燃料电池堆 | |
| JP2008538449A5 (ja) | ||
| US10693153B2 (en) | Interconnector-electrochemical reaction unit cell composite body, electrochemical reaction cell stack, and method of manufacturing interconnector-electrochemical reaction unit cell composite body | |
| JP6139231B2 (ja) | 固体酸化物形電気化学セルスタック構造体および水素電力貯蔵システム | |
| JP5671196B2 (ja) | 強化電極担持セラミック燃料電池および製造方法 | |
| JP4615143B2 (ja) | 平板形固体酸化物燃料電池及びそのための合金製セパレータ | |
| JP4156213B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| JP2000077080A (ja) | 平板型固体電解質燃料電池用インターコネクタ板 | |
| JP7144368B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
| JPH10134828A (ja) | 平板型固体電解質燃料電池の燃料極とセパレータ間の集電方法 | |
| JP2011192487A (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| JPH0479163A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| US10665872B2 (en) | Fuel cell stack and method for manufacturing fuel cell stack | |
| JPH1125999A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP7210509B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
| JP7237043B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
| JP2018174116A (ja) | 電気化学素子、電気化学モジュール、電気化学装置、エネルギーシステム、固体酸化物形燃料電池、および電気化学素子の製造方法 | |
| US11316176B2 (en) | Electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack | |
| JPH09147884A (ja) | 平板型固体電解質燃料電池 | |
| US11158878B2 (en) | Electrochemical reaction cell stack | |
| JP2023064416A (ja) | インターコネクタ－電気化学反応単セル複合体、および、電気化学反応セルスタック | |
| JP2024056240A (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
| JPH0562694A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| CN111919320A (zh) | 电化学元件的金属支撑体、电化学元件、电化学模块、电化学装置、能源系统、固体氧化物型燃料电池和金属支撑体的制造方法 |