JP2006253090A - 固体酸化物型燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 固体酸化物燃料電池セルは、固体酸化物基板1、一面に形成された多孔質カソード電極層2、反対側面に形成された多孔質アノード電極層3で形成される。平板状の複数の固体酸化物燃料電池セルC1〜C5が積層されて、筒状壁体11内に集電層12、13を介して垂直に収納される。筒状壁体の上部に備えられた供給装置18から、混合ガスが各物燃料電池セルの上端に供給される。各燃料電池セルから排出された排ガスは、各燃料電池セルの下端において燃焼され、火炎が生成される。該火炎によって、各燃料電池セルが加熱される。
【選択図】 図2
Description
a) YSZ(イットリア安定化ジルコニア)、ScSZ(スカンジア安定化ジルコニア)、これらにCe、Al等をドープしたジルコニア系セラミックス
b) SDC(サマリアドープドセリア)、SGC(ガドリアドープドセリア)等のセリア系セラミックス
c) LSGM(ランタンガレート)、酸化ビスマス系セラミックス
d) ニッケルと、イットリア安定化ジルコニア系、スカンジア安定化ジルコニア系、又は、セリア系(SDC、GDC、YDC等)セラミックとのサーメット
e) 導電性酸化物を主成分(50重量%以上99重量%以下)とする焼結体(導電性酸化物とは、例えば、リチウムが固溶された酸化ニッケル等である)
f) d)、e)に挙げたものに、白金族元素から成る金属、又は、その酸化物が1〜10重量%程度配合されたもの
等が挙げられ、この中でも、特にd)、e)が好ましい。
2 カソード電極層
3 アノード電極層
4、11 筒状壁体
12、13 集電層
14 セパレート層
15 燃料供給装置
16 空気供給装置
17 燃焼空間部
18 混合ガス供給装置
19 ガス透過性導電層
20 電気絶縁性介在層
21、23 電気絶縁性多孔体層
22 冷却装置
Claims (20)
- 固体酸化物基板と、該基板の一面に形成された多孔質のカソード電極層と、該面と対向する反対側の面に形成された多孔質のアノード電極層とを有する固体酸化物燃料電池セルと、
前記各面を垂直にして前記固体酸化物燃料電池セルを囲んで収納する収納部を有する筒状壁体と、
前記収納部の上側から前記固体酸化物燃料電池セルに空気及び燃料を供給する供給装置と、
前記固体酸化物燃料電池セルの下端から排出される排ガスを前記収納部の下側で燃焼し、前記固体酸化物燃料電池セルを加熱する燃焼装置と、
を備えた固体酸化物型燃料電池。 - 平板状に形成された複数の前記固体酸化物燃料電池セルが、前記収納部内に積層されて収納されることを特徴とする請求項1に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記固体酸化物燃料電池セルの前記カソード電極層又は前記アノード電極層と、隣接する前記固体酸化物燃料電池セルの前記アノード電極層又は前記カソード電極層とが直接接していることを特徴とする請求項1又は2に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記固体酸化物燃料電池セルは、セパレート層を介在して積層され、
前記供給装置は、前記カソード電極層の各々の上端から前記空気を供給し、前記アノード電極層の各々の上端から前記燃料を供給することを特徴とする請求項2又は3に記載の固体酸化物型燃料電池。 - 前記セパレート層は、導電性又は電気絶縁性の板体であることを特徴とする請求項4に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記供給装置は、前記固体酸化物燃料電池セルの上端から、前記空気及び前記燃料の混合ガスを供給することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記固体酸化物燃料電池セルは、ガス透過性の導電体層を介在して積層されることを特徴とする請求項6に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記導電体層は、金属又は導電性セラミックによる多孔体であることを特徴とする請求項7に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記導電体層は、垂直方向に形成された溝を有することを特徴とする請求項8に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記導電体層は、垂直方向に直交する波形状に形成された板体であることを特徴とする請求項8に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記導電体層は、金属又はカーボンによる織物体であることを特徴とする請求項7に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記複数の固体酸化物燃料電池セルがセル群に分けられて前記筒状壁体内で積層され、
分けられた前記セル群の間には、電気絶縁性の介在層が挿入され、前記各セル群の出力が並列に接続されることを特徴とする請求項2乃至11のいずれか一項に記載の固体酸化物型燃料電池。 - 前記複数の固体酸化物燃料電池セルが、電気絶縁性の多孔体層を介して垂直方向にセル群に分けられて前記筒状壁体内で積層され、
前記各セル群の出力が並列に接続されることを特徴とする請求項2乃至11のいずれか一項に記載の固体酸化物型燃料電池。 - 前記固体酸化物燃料電池セルは、垂直軸を中心にした巻体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記巻体は、積層された複数の固体酸化物燃料電池セルで形成されることを特徴とする請求項14に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記巻体の複数が、前記収納部に並行して配置されることを特徴とする請求項14又は15に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記供給装置は、前記固体酸化物燃料電池セルの上端から、前記空気及び前記燃料の混合ガスを供給することを特徴とする請求項14乃至16のいずれか一項に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記収納部の下端面には、電気絶縁性の多孔体層が形成され、
前記排ガスが、前記燃焼装置には、前記電気絶縁層を介して前記燃焼装置に供給されることを特徴とする請求項6乃至17のいずれか一項に記載の固体酸化物型燃料電池。 - 前記筒状壁体の外側には、断熱材層が設けられることを特徴とする請求項1乃至18のいずれか一項に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記断熱材層の外側には、冷却器又は熱交換器が設けられることを特徴とする請求項19に記載の固体酸化物型燃料電池。
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