JP2001043887A - 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】固体電解質型燃料電池セルの熱膨張によるガス
の漏出を防止でき、これにより発電性能、耐久性、熱サ
イクル特性を向上できる固体電解質型燃料電池を提供す
る。 【解決手段】反応容器１内に燃焼室仕切板３と燃料ガス
室仕切板４を設けて、燃焼室Ｂと反応室Ｃと燃料ガス室
Ｄを形成し、複数の有底筒状の固体電解質型燃料電池セ
ル５を燃焼室仕切板３に形成された複数のセル挿入孔７
に、開口部が燃焼室仕切板３から燃焼室Ｂ側に突出する
ようにそれぞれ挿入し固定してなるとともに、固体電解
質型燃料電池セル５の底面と燃料ガス室仕切板４との間
に繊維状金属１５を介装してなるものである。
の漏出を防止でき、これにより発電性能、耐久性、熱サ
イクル特性を向上できる固体電解質型燃料電池を提供す
る。 【解決手段】反応容器１内に燃焼室仕切板３と燃料ガス
室仕切板４を設けて、燃焼室Ｂと反応室Ｃと燃料ガス室
Ｄを形成し、複数の有底筒状の固体電解質型燃料電池セ
ル５を燃焼室仕切板３に形成された複数のセル挿入孔７
に、開口部が燃焼室仕切板３から燃焼室Ｂ側に突出する
ようにそれぞれ挿入し固定してなるとともに、固体電解
質型燃料電池セル５の底面と燃料ガス室仕切板４との間
に繊維状金属１５を介装してなるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解質型燃料
電池に関し、特に、燃焼室仕切板と燃料ガス室仕切板を
用いて燃焼室と反応室と燃料ガス室を形成した固体電解
質型燃料電池に関する。
電池に関し、特に、燃焼室仕切板と燃料ガス室仕切板を
用いて燃焼室と反応室と燃料ガス室を形成した固体電解
質型燃料電池に関する。
【０００２】
【従来技術】従来の固体電解質型燃料電池は、図７に示
すように、反応容器５１内に、空気室仕切板５２、燃焼
室仕切板５３、燃料ガス室仕切板５４を用いて空気室
Ａ、燃焼室Ｂ、反応室Ｃ、燃料ガス室Ｄが形成されてい
る。反応容器５１内に収容された複数の有底筒状の固体
電解質型燃料電池セル５５は、燃焼室仕切板５３に形成
されたセル挿入孔５７に挿入固定されており、また、そ
の内部には空気室仕切板５２に固定された空気導入管５
９の一端が挿入されている。
すように、反応容器５１内に、空気室仕切板５２、燃焼
室仕切板５３、燃料ガス室仕切板５４を用いて空気室
Ａ、燃焼室Ｂ、反応室Ｃ、燃料ガス室Ｄが形成されてい
る。反応容器５１内に収容された複数の有底筒状の固体
電解質型燃料電池セル５５は、燃焼室仕切板５３に形成
されたセル挿入孔５７に挿入固定されており、また、そ
の内部には空気室仕切板５２に固定された空気導入管５
９の一端が挿入されている。
【０００３】燃焼室仕切板５３には、余剰の燃料ガスを
燃焼室Ｂに導入するための燃料ガス噴出孔が形成されて
おり、燃料ガス室仕切板５４には燃料ガスを反応室Ｃ内
に供給するための供給孔が形成されている。また、反応
容器５１には、例えば水素からなる燃料ガスを導入する
燃料ガス導入口６１、空気を導入する空気導入口６２、
燃焼室Ｂ内で燃焼したガスを排出するための排気口６３
が形成されている。
燃焼室Ｂに導入するための燃料ガス噴出孔が形成されて
おり、燃料ガス室仕切板５４には燃料ガスを反応室Ｃ内
に供給するための供給孔が形成されている。また、反応
容器５１には、例えば水素からなる燃料ガスを導入する
燃料ガス導入口６１、空気を導入する空気導入口６２、
燃焼室Ｂ内で燃焼したガスを排出するための排気口６３
が形成されている。
【０００４】このような固体電解質型燃料電池は、空気
室Ａからの空気を固体電解質型燃料電池セル５５内にそ
れぞれ供給し、かつ、燃料ガス室Ｄからの燃料ガスを複
数の固体電解質型燃料電池セル５５間に供給し、反応室
Ｃにて反応させ、余剰の空気と燃料ガスを燃焼室Ｂにて
燃焼させ、燃焼したガスが排気口６３から外部に排出さ
れる。
室Ａからの空気を固体電解質型燃料電池セル５５内にそ
れぞれ供給し、かつ、燃料ガス室Ｄからの燃料ガスを複
数の固体電解質型燃料電池セル５５間に供給し、反応室
Ｃにて反応させ、余剰の空気と燃料ガスを燃焼室Ｂにて
燃焼させ、燃焼したガスが排気口６３から外部に排出さ
れる。
【０００５】ところで、固体電解質型燃料電池では、空
気および燃料ガスの２種類のガスを用いて発電させるも
のであるため、ガスの漏出による悪影響を防止しなけれ
ばならない。このため、上記したように、燃焼室Ｂを構
成するための空気室仕切板５２、燃焼室仕切板５３、燃
料ガス室仕切板５４が設けられ、それぞれの室を構成し
ており、これらの室に導入されるガスが制御されてい
る。
気および燃料ガスの２種類のガスを用いて発電させるも
のであるため、ガスの漏出による悪影響を防止しなけれ
ばならない。このため、上記したように、燃焼室Ｂを構
成するための空気室仕切板５２、燃焼室仕切板５３、燃
料ガス室仕切板５４が設けられ、それぞれの室を構成し
ており、これらの室に導入されるガスが制御されてい
る。
【０００６】つまり、空気室仕切板５２と空気導入管５
９との固定部から空気が燃焼室Ｂ内に漏出しないよう
に、また、燃焼室仕切板５３とセル５５との固定部から
燃料ガスが燃焼室Ｂ内に漏出しないように、さらに、空
気室仕切板５２、燃焼室仕切板５３、燃料ガス室仕切板
５４の外周面と、反応容器５１の内壁面との間からガス
が漏出しないようにする必要がある。特に、燃焼室仕切
板５３による気密性については十分留意する必要があ
る。
９との固定部から空気が燃焼室Ｂ内に漏出しないよう
に、また、燃焼室仕切板５３とセル５５との固定部から
燃料ガスが燃焼室Ｂ内に漏出しないように、さらに、空
気室仕切板５２、燃焼室仕切板５３、燃料ガス室仕切板
５４の外周面と、反応容器５１の内壁面との間からガス
が漏出しないようにする必要がある。特に、燃焼室仕切
板５３による気密性については十分留意する必要があ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固体電
解質型燃料電池には、セラミックス、金属等、様々な材
料が用いられており、一方で固体電解質型燃料電池は動
作温度が約１０００℃と高いために各部材間の熱膨張率
が異なり、空気室仕切板５２、燃焼室仕切板５３、燃料
ガス室仕切板５４と、セル５５や空気導入管５９、反応
容器５１等とを密接に接合すると、セル５５や空気導入
管５９等が破損する危険性があった。特に円筒形の固体
電解質型燃料電池セルでは、その形状故に長さ方向の熱
膨張が大きく、ガスの漏出の危険性が大きかった。
解質型燃料電池には、セラミックス、金属等、様々な材
料が用いられており、一方で固体電解質型燃料電池は動
作温度が約１０００℃と高いために各部材間の熱膨張率
が異なり、空気室仕切板５２、燃焼室仕切板５３、燃料
ガス室仕切板５４と、セル５５や空気導入管５９、反応
容器５１等とを密接に接合すると、セル５５や空気導入
管５９等が破損する危険性があった。特に円筒形の固体
電解質型燃料電池セルでは、その形状故に長さ方向の熱
膨張が大きく、ガスの漏出の危険性が大きかった。
【０００８】即ち、従来、セル５５は燃焼室仕切板５３
に形成されたセル挿入孔５７に挿入固定されており、そ
の底部は燃料ガス室仕切板５４に当接していたため、セ
ル５５の両端部が固定された状態であり、高温となって
セル５５が長さ方向に熱膨張するとセル５５が破損した
り、燃焼室仕切板５３での固定が解除されてガスが漏出
するという問題があった。
に形成されたセル挿入孔５７に挿入固定されており、そ
の底部は燃料ガス室仕切板５４に当接していたため、セ
ル５５の両端部が固定された状態であり、高温となって
セル５５が長さ方向に熱膨張するとセル５５が破損した
り、燃焼室仕切板５３での固定が解除されてガスが漏出
するという問題があった。
【０００９】本発明は、固体電解質型燃料電池セルの熱
膨張によるガスの漏出を防止でき、これにより発電性
能、耐久性、熱サイクル特性を向上できる固体電解質型
燃料電池を提供することを目的とする。
膨張によるガスの漏出を防止でき、これにより発電性
能、耐久性、熱サイクル特性を向上できる固体電解質型
燃料電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の固体電解質型燃
料電池は、反応容器内に燃焼室仕切板と燃料ガス室仕切
板を設けて、燃焼室と反応室と燃料ガス室を形成し、複
数の有底筒状の固体電解質型燃料電池セルを前記燃焼室
仕切板に形成された複数のセル挿入孔に、開口部が前記
燃焼室仕切板から前記燃焼室側に突出するようにそれぞ
れ挿入し固定してなるとともに、前記固体電解質型燃料
電池セルの底面と前記燃料ガス室仕切板との間に繊維状
金属を介装してなるものである。
料電池は、反応容器内に燃焼室仕切板と燃料ガス室仕切
板を設けて、燃焼室と反応室と燃料ガス室を形成し、複
数の有底筒状の固体電解質型燃料電池セルを前記燃焼室
仕切板に形成された複数のセル挿入孔に、開口部が前記
燃焼室仕切板から前記燃焼室側に突出するようにそれぞ
れ挿入し固定してなるとともに、前記固体電解質型燃料
電池セルの底面と前記燃料ガス室仕切板との間に繊維状
金属を介装してなるものである。
【００１１】このような構成を採用することにより、室
温から１０００℃程度に温度上昇し、固体電解質型燃料
電池セルが長さ方向に熱膨張したとしても、その熱膨張
が繊維状金属により吸収され、特に燃焼室仕切板と固体
電解質型燃料電池セル間に応力がほとんど作用せず、固
体電解質型燃料電池セルの破損を防止できるとともに、
燃焼室仕切板での固定が解除されることがなく、さらに
繊維状金属により燃料ガスを、各固体電解質型燃料電池
セル間に拡散できる。これにより固体電解質型燃料電池
セルの熱膨張によるガスの漏出を防止できる。
温から１０００℃程度に温度上昇し、固体電解質型燃料
電池セルが長さ方向に熱膨張したとしても、その熱膨張
が繊維状金属により吸収され、特に燃焼室仕切板と固体
電解質型燃料電池セル間に応力がほとんど作用せず、固
体電解質型燃料電池セルの破損を防止できるとともに、
燃焼室仕切板での固定が解除されることがなく、さらに
繊維状金属により燃料ガスを、各固体電解質型燃料電池
セル間に拡散できる。これにより固体電解質型燃料電池
セルの熱膨張によるガスの漏出を防止できる。
【００１２】また、繊維状金属は変形しやすいため、固
体電解質型燃料電池セルを繊維状金属上に配置すると、
自重のために沈みこみ、固体電解質型燃料電池セルの熱
膨張を充分に吸収できなくなる虞があるが、固体電解質
型燃料電池セルの底面と繊維状金属との間にセラミック
板を介装することより、セルの自重等が、セラミック板
を介して繊維状金属に作用するため、固体電解質型燃料
電池セルの自重等が作用したとしても沈み込みを抑制す
ることができるとともに、固体電解質型燃料電池セルの
熱膨張を充分に吸収できる。
体電解質型燃料電池セルを繊維状金属上に配置すると、
自重のために沈みこみ、固体電解質型燃料電池セルの熱
膨張を充分に吸収できなくなる虞があるが、固体電解質
型燃料電池セルの底面と繊維状金属との間にセラミック
板を介装することより、セルの自重等が、セラミック板
を介して繊維状金属に作用するため、固体電解質型燃料
電池セルの自重等が作用したとしても沈み込みを抑制す
ることができるとともに、固体電解質型燃料電池セルの
熱膨張を充分に吸収できる。
【００１３】ここで、セラミック板に固体電解質型燃料
電池セルの底部を収容する凹部を形成することにより、
固体電解質型燃料電池セルの保持固定を確実に行うこと
ができる。
電池セルの底部を収容する凹部を形成することにより、
固体電解質型燃料電池セルの保持固定を確実に行うこと
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の固体電解質型燃料電池で
は、図１に示すように、反応容器１内に、空気室仕切板
２、燃焼室仕切板３、燃料ガス室仕切板４を用いて空気
室Ａ、燃焼室Ｂ、反応室Ｃ、燃料ガス室Ｄが形成されて
いる。反応容器１内に収容された複数の有底筒状の固体
電解質型燃料電池セル５は、燃焼室仕切板３に形成され
たセル挿入孔７に挿入固定されており、また、その内部
には空気室仕切板２に固定された空気導入管９の一端が
挿入されている。
は、図１に示すように、反応容器１内に、空気室仕切板
２、燃焼室仕切板３、燃料ガス室仕切板４を用いて空気
室Ａ、燃焼室Ｂ、反応室Ｃ、燃料ガス室Ｄが形成されて
いる。反応容器１内に収容された複数の有底筒状の固体
電解質型燃料電池セル５は、燃焼室仕切板３に形成され
たセル挿入孔７に挿入固定されており、また、その内部
には空気室仕切板２に固定された空気導入管９の一端が
挿入されている。
【００１５】燃焼室仕切板３には、余剰の燃料ガスを燃
焼室Ｂに導入するための燃料ガス噴出孔が形成されてお
り、燃料ガス室仕切板４には燃料ガスを反応室Ｃ内に供
給するための供給孔が形成されている。また、反応容器
１には、例えば水素からなる燃料ガスを導入する燃料ガ
ス導入口１１、空気を導入する空気導入口１２、燃焼室
Ｂ内で燃焼したガスを排出するための排気口１３が形成
されている。
焼室Ｂに導入するための燃料ガス噴出孔が形成されてお
り、燃料ガス室仕切板４には燃料ガスを反応室Ｃ内に供
給するための供給孔が形成されている。また、反応容器
１には、例えば水素からなる燃料ガスを導入する燃料ガ
ス導入口１１、空気を導入する空気導入口１２、燃焼室
Ｂ内で燃焼したガスを排出するための排気口１３が形成
されている。
【００１６】そして、本発明の固体電解質型燃料電池で
は、セル５の底面と燃料ガス室仕切板４との間に繊維状
金属１５が介装されている。この繊維状金属１５はＮｉ
またはＺｎを主成分とされている。これは１０００℃の
還元雰囲気でも弾力性を失わないことと、発電性能を劣
化させる硫黄分を燃料ガス中から除去することができる
からである。
は、セル５の底面と燃料ガス室仕切板４との間に繊維状
金属１５が介装されている。この繊維状金属１５はＮｉ
またはＺｎを主成分とされている。これは１０００℃の
還元雰囲気でも弾力性を失わないことと、発電性能を劣
化させる硫黄分を燃料ガス中から除去することができる
からである。
【００１７】セル５は、図２に示すように、例えば、支
持管としてのＬａＭｎＯ3 系空気極１７と、この空気極
１７の表面に形成されたＹ2 Ｏ3 安定化ＺｒＯ2 からな
る固体電解質１８と、固体電解質１８の表面に形成され
たＮｉ−ジルコニア系の燃料極１９と、空気極１７と電
気的に接続されるＬａＣｒＯ3 系よりなるインターコネ
クタ２１とから構成されている。
持管としてのＬａＭｎＯ3 系空気極１７と、この空気極
１７の表面に形成されたＹ2 Ｏ3 安定化ＺｒＯ2 からな
る固体電解質１８と、固体電解質１８の表面に形成され
たＮｉ−ジルコニア系の燃料極１９と、空気極１７と電
気的に接続されるＬａＣｒＯ3 系よりなるインターコネ
クタ２１とから構成されている。
【００１８】一方のセル５のインターコネクタ２１を、
図３に示すように、他方のセル５の燃料極１９にＮｉ金
属繊維等の接続部材２３を介して、他方のセル５の燃料
極１９に接続して、複数のセル５が電気的に接続され、
スタック２５が構成されており、このようなスタック２
５が、図１に示したように、反応容器１内に複数収容さ
れて固体電解質型燃料電池が構成されている。
図３に示すように、他方のセル５の燃料極１９にＮｉ金
属繊維等の接続部材２３を介して、他方のセル５の燃料
極１９に接続して、複数のセル５が電気的に接続され、
スタック２５が構成されており、このようなスタック２
５が、図１に示したように、反応容器１内に複数収容さ
れて固体電解質型燃料電池が構成されている。
【００１９】以上のように構成された固体電解質型燃料
電池では、室温から１０００℃程度に温度上昇し、セル
５が長さ方向に熱膨張したとしても、その熱膨張が繊維
状金属１５により吸収され、燃焼室仕切板３とセル５間
に応力がほとんど作用せず、セル５の破損を防止できる
とともに、燃焼室仕切板３での固定が解除されることが
なく、さらに繊維状金属１５により燃料ガスを、各セル
５間に拡散できる。これによりセル５の熱膨張によるガ
スの漏出を防止できる。例えば、セル挿入孔７からの燃
料ガスの燃焼室Ｂ内への漏出や、燃焼室仕切板３自体か
らの空気の反応室Ｃ内への漏出を防止することができる
とともに、各部材とセル５の熱膨張差による応力を緩和
し、セル等の破損を防止することができる。
電池では、室温から１０００℃程度に温度上昇し、セル
５が長さ方向に熱膨張したとしても、その熱膨張が繊維
状金属１５により吸収され、燃焼室仕切板３とセル５間
に応力がほとんど作用せず、セル５の破損を防止できる
とともに、燃焼室仕切板３での固定が解除されることが
なく、さらに繊維状金属１５により燃料ガスを、各セル
５間に拡散できる。これによりセル５の熱膨張によるガ
スの漏出を防止できる。例えば、セル挿入孔７からの燃
料ガスの燃焼室Ｂ内への漏出や、燃焼室仕切板３自体か
らの空気の反応室Ｃ内への漏出を防止することができる
とともに、各部材とセル５の熱膨張差による応力を緩和
し、セル等の破損を防止することができる。
【００２０】図４は、本発明の他の形態を示すもので、
この固体電解質型燃料電池では、セル５の底面と燃料ガ
ス室仕切板４との間に繊維状金属１５が介装されてお
り、セル５の底面と繊維状金属１５との間に、それぞれ
セラミック板３１が介装されている。特に、図４に示し
たようにセル５の底面が球面形状の場合には、セル５の
自重がセル５の先端部に集中するため、このようなセラ
ミック板３１を用いることが望ましい。
この固体電解質型燃料電池では、セル５の底面と燃料ガ
ス室仕切板４との間に繊維状金属１５が介装されてお
り、セル５の底面と繊維状金属１５との間に、それぞれ
セラミック板３１が介装されている。特に、図４に示し
たようにセル５の底面が球面形状の場合には、セル５の
自重がセル５の先端部に集中するため、このようなセラ
ミック板３１を用いることが望ましい。
【００２１】セラミック板３１はＺｒＯ2 、ＭｇＯおよ
びＡｌ2 Ｏ3 のうち少なくとも一種を主成分とすること
が望ましい。これは１０００℃の還元雰囲気でも材料的
に安定であるためである。
びＡｌ2 Ｏ3 のうち少なくとも一種を主成分とすること
が望ましい。これは１０００℃の還元雰囲気でも材料的
に安定であるためである。
【００２２】このような固体電解質型燃料電池では、セ
ル５の底面と繊維状金属１５との間にセラミック板３１
を介装することより、セル５の自重等がセラミック板３
１を介して繊維状金属１５に作用するため、セル５の自
重等が作用したとしても沈み込みを抑制することができ
るとともに、繊維状金属１５によりセル５の熱膨張を充
分に吸収できる。このセラミック板３１により、熱サイ
クル特性や、耐久性においても繊維状金属の弾力性を保
つことができる。
ル５の底面と繊維状金属１５との間にセラミック板３１
を介装することより、セル５の自重等がセラミック板３
１を介して繊維状金属１５に作用するため、セル５の自
重等が作用したとしても沈み込みを抑制することができ
るとともに、繊維状金属１５によりセル５の熱膨張を充
分に吸収できる。このセラミック板３１により、熱サイ
クル特性や、耐久性においても繊維状金属の弾力性を保
つことができる。
【００２３】また、セラミック板３１を、ＺｒＯ2 、Ｍ
ｇＯおよびＡｌ2 Ｏ3 のうち少なくとも一種を主成分と
したので、１０００℃の還元雰囲気でも材料的に安定と
できる。
ｇＯおよびＡｌ2 Ｏ3 のうち少なくとも一種を主成分と
したので、１０００℃の還元雰囲気でも材料的に安定と
できる。
【００２４】尚、図５に示すように、セラミック板３１
に凹部３５を形成し、この凹部３５内にセル５の底部を
収容することにより、セル５の保持固定を確実に行うこ
とができる。
に凹部３５を形成し、この凹部３５内にセル５の底部を
収容することにより、セル５の保持固定を確実に行うこ
とができる。
【００２５】また、図４では、各セル５毎にセラミック
板３１を繊維状金属１５上に設けた例について説明した
が、図６に示すように、複数のセル５共通のセラミック
板４１を繊維状金属１５上に設けても良い。
板３１を繊維状金属１５上に設けた例について説明した
が、図６に示すように、複数のセル５共通のセラミック
板４１を繊維状金属１５上に設けても良い。
【００２６】
【実施例】先ず、反応容器１内に、Ａｌ2 Ｏ3 を主成分
とするセラミック板からなる燃料ガス仕切板４を収容
し、燃料ガス仕切板４上に繊維状金属１５を配置した。
その後、図４に示すようにセラミック板３１を配置し
た。
とするセラミック板からなる燃料ガス仕切板４を収容
し、燃料ガス仕切板４上に繊維状金属１５を配置した。
その後、図４に示すようにセラミック板３１を配置し
た。
【００２７】次に、燃料ガス室仕切板４上に、図３に示
したようなセル５を９本連結したスタック２５を４組を
配置した。燃焼室仕切板３を反応容器１内に収容し、燃
焼室仕切板３とセル５の外面との隙間、燃焼室仕切板３
と反応容器１の内壁面との隙間に繊維状セラミックスを
詰め込んだ。
したようなセル５を９本連結したスタック２５を４組を
配置した。燃焼室仕切板３を反応容器１内に収容し、燃
焼室仕切板３とセル５の外面との隙間、燃焼室仕切板３
と反応容器１の内壁面との隙間に繊維状セラミックスを
詰め込んだ。
【００２８】次に、反応容器１内に断熱ボードからなる
空気室仕切板２を収容し、空気室仕切板２と反応容器１
の内壁面との隙間に上記繊維状セラミックスを詰め込ん
だ。そして、反応容器１内に白煙を導入し、目視にて空
気導入管９以外から空気の流れがないことを確認した。
空気室仕切板２を収容し、空気室仕切板２と反応容器１
の内壁面との隙間に上記繊維状セラミックスを詰め込ん
だ。そして、反応容器１内に白煙を導入し、目視にて空
気導入管９以外から空気の流れがないことを確認した。
【００２９】そして、空気および水素ガスを燃料ガスと
して反応容器１内に供給し、１０００℃にて発電を行っ
た。１０００時間後と４００〜１０００℃の熱サイクル
を２０サイクルしたときの性能の劣化を、初期性能から
の劣化の割合で示した。また、燃焼室仕切板３において
燃料ガス噴出孔以外からのガスの漏れがないかを、熱電
対による温度変化により確認した。
して反応容器１内に供給し、１０００℃にて発電を行っ
た。１０００時間後と４００〜１０００℃の熱サイクル
を２０サイクルしたときの性能の劣化を、初期性能から
の劣化の割合で示した。また、燃焼室仕切板３において
燃料ガス噴出孔以外からのガスの漏れがないかを、熱電
対による温度変化により確認した。
【００３０】一方、燃料ガス室仕切板４上に繊維状金属
１５やセラミック板３１を挿入しない図７の場合につい
ても確認した。その結果を表１に示す。
１５やセラミック板３１を挿入しない図７の場合につい
ても確認した。その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】この表１より、燃料ガス室仕切板上に繊維
状金属やセラミック板を設けない従来の固体電解質型燃
料電池では、セルの熱膨張により燃焼室仕切板に応力が
生じ、燃焼室仕切板の封止部分から燃料ガスが漏出して
おり、初期性能が低く、しかも経時的に出力密度が低下
していくことが判る。
状金属やセラミック板を設けない従来の固体電解質型燃
料電池では、セルの熱膨張により燃焼室仕切板に応力が
生じ、燃焼室仕切板の封止部分から燃料ガスが漏出して
おり、初期性能が低く、しかも経時的に出力密度が低下
していくことが判る。
【００３３】一方、本発明の固体電解質型燃料電池では
セルの熱膨張を吸収するため、燃焼室仕切板に応力が生
じず、燃料ガスの漏出することなく、初期性能が良好で
あり、しかも経時的に殆ど変化しないことが判る。尚、
試料Ｎo.３のセラミック板には、図５に示すような凹部
を形成した。
セルの熱膨張を吸収するため、燃焼室仕切板に応力が生
じず、燃料ガスの漏出することなく、初期性能が良好で
あり、しかも経時的に殆ど変化しないことが判る。尚、
試料Ｎo.３のセラミック板には、図５に示すような凹部
を形成した。
【００３４】
【発明の効果】本発明の固体電解質型燃料電池では、固
体電解質型燃料電池セルの底面と燃料ガス室仕切板との
間に繊維状金属を介装したので、繊維状金属により、セ
ルの熱膨張を吸収し、特に燃焼室仕切板とセル間の応力
がほとんど作用せず、燃焼室と反応室の不要なガスの漏
出を防止できる。さらに、繊維状金属は燃料ガスのセル
内への供給を均一にし、発電性能を向上できる。また、
プレート状のセラミック板をセルの底面と繊維状金属と
の間に介装することにより、セルと繊維状金属の接触面
積を大きくし、セルの繊維金属への自重による沈み込み
を防ぎ、熱サイクル特性や、耐久性においても繊維状金
属の弾力性を損なうことなく、不要なガスの漏出を防止
できる。
体電解質型燃料電池セルの底面と燃料ガス室仕切板との
間に繊維状金属を介装したので、繊維状金属により、セ
ルの熱膨張を吸収し、特に燃焼室仕切板とセル間の応力
がほとんど作用せず、燃焼室と反応室の不要なガスの漏
出を防止できる。さらに、繊維状金属は燃料ガスのセル
内への供給を均一にし、発電性能を向上できる。また、
プレート状のセラミック板をセルの底面と繊維状金属と
の間に介装することにより、セルと繊維状金属の接触面
積を大きくし、セルの繊維金属への自重による沈み込み
を防ぎ、熱サイクル特性や、耐久性においても繊維状金
属の弾力性を損なうことなく、不要なガスの漏出を防止
できる。
【図１】本発明の固体電解質型燃料電池の模式図であ
る。
る。
【図２】固体電解質型燃料電池セルの断面図である。
【図３】スタックを示す平面図である。
【図４】セラミック板をセル底面と繊維状金属との間に
介装した模式図である。
介装した模式図である。
【図５】セラミック板の凹部にセル底面が収容されてい
る状態を示す模式図である。
る状態を示す模式図である。
【図６】セラミック板に３本のセルの底面が当接してい
る状態を示す模式図である。
る状態を示す模式図である。
【図７】従来の固体電解質型燃料電池の模式図である。
１・・・反応容器 ３・・・燃焼室仕切板 ４・・・燃料ガス室仕切板 ５・・・固体電解質型燃料電池セル ７・・・セル挿入孔 １５・・・繊維状金属 ３１、４１・・・セラミック板 ３５・・・凹部
Claims (3)
- 【請求項１】反応容器内に燃焼室仕切板と燃料ガス室仕
切板を設けて、燃焼室と反応室と燃料ガス室を形成し、
複数の有底筒状の固体電解質型燃料電池セルを前記燃焼
室仕切板に形成された複数のセル挿入孔に、開口部が前
記燃焼室仕切板から前記燃焼室側に突出するようにそれ
ぞれ挿入し固定してなるとともに、前記固体電解質型燃
料電池セルの底面と前記燃料ガス室仕切板との間に繊維
状金属を介装してなることを特徴とする固体電解質型燃
料電池。 - 【請求項２】固体電解質型燃料電池セルの底面と繊維状
金属との間に、セラミック板が介装されていることを特
徴とする請求項１記載の固体電解質型燃料電池。 - 【請求項３】セラミック板には、固体電解質型燃料電池
セルの底部を収容する凹部が形成されていることを特徴
とする請求項１または２記載の固体電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21806199A JP3580734B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21806199A JP3580734B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001043887A true JP2001043887A (ja) | 2001-02-16 |
| JP3580734B2 JP3580734B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=16714044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21806199A Expired - Fee Related JP3580734B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3580734B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004247131A (ja) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Toto Ltd | 筒状固体酸化物形燃料電池セルの集合体 |
| WO2013061575A1 (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-02 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 燃料電池発電装置、燃料電池システムおよび支持構造 |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP21806199A patent/JP3580734B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004247131A (ja) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Toto Ltd | 筒状固体酸化物形燃料電池セルの集合体 |
| WO2013061575A1 (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-02 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 燃料電池発電装置、燃料電池システムおよび支持構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3580734B2 (ja) | 2004-10-27 |
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