JP2001143727A - 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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- JP2001143727A JP2001143727A JP32398399A JP32398399A JP2001143727A JP 2001143727 A JP2001143727 A JP 2001143727A JP 32398399 A JP32398399 A JP 32398399A JP 32398399 A JP32398399 A JP 32398399A JP 2001143727 A JP2001143727 A JP 2001143727A
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- Japan
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- cell
- fuel cell
- strand
- solid electrolyte
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- 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
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-
- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】導電部材と燃料極あるいはインタコネクタある
いは集電部材との電気的導通が良好であり、さらに導電
部材自身の電気抵抗が小さい固体電解質型燃料電池を提
供する。 【解決手段】導電部材を構成する素線に導電性を有する
支線を付設したことを特徴とする。また、導電部材を構
成する素線と素線に付設した支線を、同一材料としたこ
とを特徴とする。
いは集電部材との電気的導通が良好であり、さらに導電
部材自身の電気抵抗が小さい固体電解質型燃料電池を提
供する。 【解決手段】導電部材を構成する素線に導電性を有する
支線を付設したことを特徴とする。また、導電部材を構
成する素線と素線に付設した支線を、同一材料としたこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体電解質を使用し
た燃料電池に関するものである。
た燃料電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の固体電解質型燃料電池の主
要部の平面断面を示すものである。固体電解質型燃料電
池は、実用上十分な発電電力を得るために、数百本から
数千本のセル１を電気的に接続する必要がある。その
為、組立性、メンテナンス性などを考慮し９本から１８
本前後のセル１を導電部材４を介して電気的に接続し、
両端に一対の集電部材５を接続したセル集合体６を形成
し、これらを必要な数だけ接続することで十分な発電電
力を得ている。
要部の平面断面を示すものである。固体電解質型燃料電
池は、実用上十分な発電電力を得るために、数百本から
数千本のセル１を電気的に接続する必要がある。その
為、組立性、メンテナンス性などを考慮し９本から１８
本前後のセル１を導電部材４を介して電気的に接続し、
両端に一対の集電部材５を接続したセル集合体６を形成
し、これらを必要な数だけ接続することで十分な発電電
力を得ている。
【０００３】セル１は、上端開放・下端閉（有底筒状）
のセラミックチューブである。セル１の断面は多層円筒
状をしており、空気極６、固体電解質層５、燃料極２等
の各層が積層されている。
のセラミックチューブである。セル１の断面は多層円筒
状をしており、空気極６、固体電解質層５、燃料極２等
の各層が積層されている。
【０００４】セル１の各層の肉厚は数μｍ〜１．５ｍｍ
であり、それぞれ必要な機能（導電性、通気性、固体電
解質、電気化学触媒性等）を有する酸化物を主成分とす
るセラミックス材で形成されている。このセル１の内面
に酸化剤（空気や酸素リッチガス等、以下空気という）
を流し、外面にＨ2、ＣＯ、ＣＨ4などの燃料ガスを流す
と、このセル内でＯ2-イオンが移動して電気化学的反応
が起こり、空気極６と燃料極２との間に電位差が生じ発
電が行われる。
であり、それぞれ必要な機能（導電性、通気性、固体電
解質、電気化学触媒性等）を有する酸化物を主成分とす
るセラミックス材で形成されている。このセル１の内面
に酸化剤（空気や酸素リッチガス等、以下空気という）
を流し、外面にＨ2、ＣＯ、ＣＨ4などの燃料ガスを流す
と、このセル内でＯ2-イオンが移動して電気化学的反応
が起こり、空気極６と燃料極２との間に電位差が生じ発
電が行われる。
【０００５】セル１内には、空気を通すための細長い空
気導入管７が通っている。空気導入管７は、固体電解質
型燃料電池上部の空気分配器（図示しない）から下に出
てセル１内に入り、その下端はセル１の底近くにまで達
している。この空気導入管７の下端から、空気がセル１
の底に供給される。セル底に供給された空気は、上述の
発電反応に寄与しつつチューブ内を上方に向かい、セル
１上端部からセル１外に出て排気燃焼室（図示しない）
に至る。この排気燃焼室においては、後述する燃料ガス
排気と空気排気とが混合され、排気中の未反応の酸素と
燃料が燃焼する。
気導入管７が通っている。空気導入管７は、固体電解質
型燃料電池上部の空気分配器（図示しない）から下に出
てセル１内に入り、その下端はセル１の底近くにまで達
している。この空気導入管７の下端から、空気がセル１
の底に供給される。セル底に供給された空気は、上述の
発電反応に寄与しつつチューブ内を上方に向かい、セル
１上端部からセル１外に出て排気燃焼室（図示しない）
に至る。この排気燃焼室においては、後述する燃料ガス
排気と空気排気とが混合され、排気中の未反応の酸素と
燃料が燃焼する。
【０００６】セル１の外面には、固体電解質型燃料電池
下部の燃料供給室（図示しない）から上方に向けて、燃
料ガスが供給される。燃料ガスは、上述の発電反応に寄
与しつつセル１外を上方に向かい、未反応部分の燃料ガ
スと、セル部での電気化学的燃焼反応生成物（ＣＯ2、
Ｈ2Ｏ等）は、上述の排気燃焼室に入る。排気燃焼室で
燃焼した後の顕熱は、燃料電池に供給される空気及び燃
料ガスの余熱に用いられたり、あるいは、通常の蒸気ボ
イラー・タービンを用いる発電システムに送られて発電
に利用される。
下部の燃料供給室（図示しない）から上方に向けて、燃
料ガスが供給される。燃料ガスは、上述の発電反応に寄
与しつつセル１外を上方に向かい、未反応部分の燃料ガ
スと、セル部での電気化学的燃焼反応生成物（ＣＯ2、
Ｈ2Ｏ等）は、上述の排気燃焼室に入る。排気燃焼室で
燃焼した後の顕熱は、燃料電池に供給される空気及び燃
料ガスの余熱に用いられたり、あるいは、通常の蒸気ボ
イラー・タービンを用いる発電システムに送られて発電
に利用される。
【０００７】次に、固体電解質型燃料電池におけるセル
１の電気的接続関係について説明する。セル１同士、ま
たはセル１と集電部材８、または集電部材８同士は導電
部材４により電気的に接続されている。図４は従来の導
電部材４を示すもので、線径のほぼ等しい素線１０の集
合体である。図５は従来の導電部材４と燃料極２との接
合を示すもので、導電部材４の素線１０一本一本と燃料
極２とが点接触で接合している。同様に導電部材４はイ
ンタコネクタ３あるいは集電部材５とも点接触で接合し
ている。
１の電気的接続関係について説明する。セル１同士、ま
たはセル１と集電部材８、または集電部材８同士は導電
部材４により電気的に接続されている。図４は従来の導
電部材４を示すもので、線径のほぼ等しい素線１０の集
合体である。図５は従来の導電部材４と燃料極２との接
合を示すもので、導電部材４の素線１０一本一本と燃料
極２とが点接触で接合している。同様に導電部材４はイ
ンタコネクタ３あるいは集電部材５とも点接触で接合し
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】導電部材は線径のほぼ
等しい素線の集合体から形成され、インタコネクタ、燃
料極、導電部材と接合される。接合の詳細は、例えば導
電部材と燃料極では導電部材の素線一本一本と燃料極と
の点接触であり、接触点の数すなわち接触頻度が少ない
場合は接触抵抗が大きく、すなわち電気的導通が悪く、
発電性能が低下するという問題があった。同様に導電部
材内も素線同士の点接触であるため、接触点の数すなわ
ち接触頻度が少ない場合は、導電部材自身の電気抵抗が
大きく発電性能が低下するという問題があった。
等しい素線の集合体から形成され、インタコネクタ、燃
料極、導電部材と接合される。接合の詳細は、例えば導
電部材と燃料極では導電部材の素線一本一本と燃料極と
の点接触であり、接触点の数すなわち接触頻度が少ない
場合は接触抵抗が大きく、すなわち電気的導通が悪く、
発電性能が低下するという問題があった。同様に導電部
材内も素線同士の点接触であるため、接触点の数すなわ
ち接触頻度が少ない場合は、導電部材自身の電気抵抗が
大きく発電性能が低下するという問題があった。
【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、導電部材と燃料極あるい
はインタコネクタあるいは集電部材との電気的導通が良
好であり、さらに導電部材自身の電気抵抗が小さい固体
電解質型燃料電池を提供することにある。
れたもので、本発明の目的は、導電部材と燃料極あるい
はインタコネクタあるいは集電部材との電気的導通が良
好であり、さらに導電部材自身の電気抵抗が小さい固体
電解質型燃料電池を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、セル同
士、またはセルと集電部材、または集電部材同士を電気
的に接続する導電部材を具備した固体電解質型燃料電池
において、前記導電部材を構成する素線に導電性を有す
る支線を付設したことを特徴とする固体電解質型燃料電
池である。
士、またはセルと集電部材、または集電部材同士を電気
的に接続する導電部材を具備した固体電解質型燃料電池
において、前記導電部材を構成する素線に導電性を有す
る支線を付設したことを特徴とする固体電解質型燃料電
池である。
【００１１】また、好ましくは前記導電部材を構成する
素線と素線に付設した支線を、同一材料とする。前記支
線の素線に対する相対的な長さは特に限定されるもので
はないが、好ましい形態の一つとしては、素線に比して
短線とすることが挙げられる。
素線と素線に付設した支線を、同一材料とする。前記支
線の素線に対する相対的な長さは特に限定されるもので
はないが、好ましい形態の一つとしては、素線に比して
短線とすることが挙げられる。
【００１２】導電部材を形成する素線に導電性を有する
支線を付設することで、素線のみで形成される導電部材
に比べ接合箇所での接触頻度が多くなり、従って導電部
材と燃料極あるいはインタコネクタあるいは集電部材と
の電気的導通は良好となり、また導電部材内での接触頻
度も多くなり導電部材自身の電気抵抗も小さくなる。
支線を付設することで、素線のみで形成される導電部材
に比べ接合箇所での接触頻度が多くなり、従って導電部
材と燃料極あるいはインタコネクタあるいは集電部材と
の電気的導通は良好となり、また導電部材内での接触頻
度も多くなり導電部材自身の電気抵抗も小さくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例を略示
する図であり、導電部材４を構成する素線１０に支線１
１を付設している。支線１１の太さは、素線１０の太さ
と同等かそれ以下が望ましく、支線１１の長さは素線１
０の太さの３倍以上が望ましい。支線１１と素線１０と
の接続を良好にするために、支線１１は素線１０と同一
材料とすることが望ましい。
する図であり、導電部材４を構成する素線１０に支線１
１を付設している。支線１１の太さは、素線１０の太さ
と同等かそれ以下が望ましく、支線１１の長さは素線１
０の太さの３倍以上が望ましい。支線１１と素線１０と
の接続を良好にするために、支線１１は素線１０と同一
材料とすることが望ましい。
【００１４】図２は、本発明の導電部材による接合の一
実施例を略示する図であり、導電部材４と燃料極２の接
合は、素線１０の他に素線１０に付設した支線１１も接
合するため接触頻度が多く、電気的導通は良好となる。
また導電部材内での接触頻度も多くなり導電部材自身の
電気抵抗も小さくなる。
実施例を略示する図であり、導電部材４と燃料極２の接
合は、素線１０の他に素線１０に付設した支線１１も接
合するため接触頻度が多く、電気的導通は良好となる。
また導電部材内での接触頻度も多くなり導電部材自身の
電気抵抗も小さくなる。
【００１５】図示はしないが支線１１を、突起あるいは
細線とする事でも同様の効果を得ることができる。
細線とする事でも同様の効果を得ることができる。
【００１６】また、素線１０と支線１１の接続が良好に
行われる場合は、支線の材料を素線の材料と異なるもの
を用いることもできる。
行われる場合は、支線の材料を素線の材料と異なるもの
を用いることもできる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。導電部材を形成する素線に導電性を有する支線を
付設することで、接合箇所での接触頻度が多くなり、導
電部材と燃料極あるいはインタコネクタとの電気的導通
は良好となる。さらに導電部材内の接触頻度も多くなり
導電部材自身の電気抵抗も小さくなる。その結果、良好
な発電性能を発揮する。
する。導電部材を形成する素線に導電性を有する支線を
付設することで、接合箇所での接触頻度が多くなり、導
電部材と燃料極あるいはインタコネクタとの電気的導通
は良好となる。さらに導電部材内の接触頻度も多くなり
導電部材自身の電気抵抗も小さくなる。その結果、良好
な発電性能を発揮する。
【図１】本発明の導電部材の一実施例を略示する図。
【図２】本発明の導電部材による接合の一実施例を略示
する図。
する図。
【図３】従来の固体電解質型燃料電池を略示する図であ
る。
る。
【図４】従来の導電部材を略示する図。
【図５】従来の導電部材による接合の一実施例を略示す
る図。
る図。
１ セル ２ 燃料極 ３ インタコネクタ ４ 導電部材 ５ 固体電解質 ６ 空気極 ７ 空気導入管 ８ 集電部材 ９ セル集合体 １０ 素線 １１ 短線
Claims (2)
- 【請求項１】 セル同士、またはセルと集電部材、ま
たは集電部材同士を電気的に接続する導電部材を具備し
た固体電解質型燃料電池において、前記導電部材を構成
する素線に導電性を有する支線を付設したことを特徴と
する固体電解質型燃料電池。 - 【請求項２】 前記導電部材を構成する素線と素線に
付設した支線を、同一材料とした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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32398399A JP2001143727A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32398399A JP2001143727A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001143727A true JP2001143727A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18160821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32398399A Pending JP2001143727A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001143727A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008066022A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Toto Ltd | 固体酸化物型燃料電池 |
| JP2010092877A (ja) * | 2003-07-24 | 2010-04-22 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用集電構造及び固体酸化物形燃料電池スタック |
-
1999
- 1999-11-15 JP JP32398399A patent/JP2001143727A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010092877A (ja) * | 2003-07-24 | 2010-04-22 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用集電構造及び固体酸化物形燃料電池スタック |
| JP2008066022A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Toto Ltd | 固体酸化物型燃料電池 |
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