JP2007026925A - 平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平板型の単セル2とセパレータ3を交互に複数枚積層して一体的に結合すると共に電気的に接続することによりスタック1を形成する。セパレータ3は、積層されたセンタープレート10、燃料極側プレート11および空気極側プレート12で構成されている。センタープレート10の表面に燃料ガス供給流路17を設け、燃料極側プレート11に前記燃料ガス供給流路17にそれぞれ連通する複数個の燃料ガス噴射用貫通孔45を設ける。センタープレート10の裏面に酸化剤ガス供給流路31を設け、空気極側プレート12に前記酸化剤ガス供給流路31にそれぞれ連通する複数個の酸化剤ガス噴射用貫通孔52を設ける。
【選択図】 図1
Description
図1は本発明に係る平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造の一実施の形態を示す断面図、図2は燃料極支持型の単セルを示す図、図3(a)、(b)はセンタープレートの平面図および断面図、図4は同センタープレートの底面図、図5(a)、(b)は燃料極側プレートの底面図および断面図、図6(a)、(b)は空気極側プレートの底面図および断面図である。
1/2O2+2e-→O2- ・・・(1)
H2 +O2- →H2O+2e- ・・・(2)
CO+O2- →CO2+2e- ・・・(3)
Claims (12)
- 平板型固体酸化物からなる電解質層の表裏面に燃料極と空気極を配設してなる平板型の単セルと、前記燃料極と前記空気極に燃料ガスおよび酸化剤ガスをそれぞれ給排気するセパレータとを交互に複数枚積層して電気的に接続し、前記燃料ガスと酸化剤ガスの給排気によって発電を行う平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記セパレータは、センタープレートと、このセンタープレートの一方の面を覆う燃料極側プレートとを備え、
前記センタープレートの一方の面に少なくとも燃料ガス供給流路を設け、
前記燃料極側プレートに少なくとも前記燃料ガス供給流路にそれぞれ連通する複数個の燃料ガス噴射用貫通孔を設けたことを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 請求項1記載の平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記燃料極側プレートの前記燃料極と対向する面に、前記燃料ガス噴射用貫通孔に連通する燃料ガス給排気用溝と、前記燃料極が接触する複数個の突起を設けたことを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 請求項1または2記載の平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記セパレータは、センタープレートの他方の面を覆う空気極側プレートをさらに備え、
前記センタープレートの他方の面に少なくとも酸化剤ガス供給流路を設け、
前記空気極側プレートに少なくとも前記酸化剤ガス供給流路にそれぞれ連通する複数個の酸化剤ガス噴射用貫通孔を設けたことを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 請求項3記載の平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記空気極側プレートの前記空気極と対向する面に、前記酸化剤ガス噴射用貫通孔に連通する酸化剤ガス給排気用溝と、前記空気極が接触する複数個の突起を設けたことを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 平板型固体酸化物からなる電解質層の表裏面に空気極と燃料極が形成された平板型の単セルとセパレータを交互に複数枚積層し、前記セパレータを介して前記燃料極に燃料ガスを給排気し、前記空気極に酸化剤ガスを給排気する平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記セパレータを、センタープレートと、このセンタープレートの表裏面にそれぞれ配設された燃料極側プレートおよび空気極側プレートとで構成し、
前記センタープレートの一方の面に少なくとも燃料ガスが供給される燃料ガス供給流路と、この燃料ガス供給流路に連通する燃料ガス供給通路を形成し、他方の面に少なくとも酸化剤ガスが供給される酸化剤ガス供給流路と、この酸化剤ガス供給流路に連通する酸化剤ガス供給通路を形成し、
前記燃料極側プレートに前記センタープレートの燃料ガス供給流路にそれぞれ連通する複数個の燃料ガス噴射用貫通孔を形成するとともに、前記センタープレートとは反対側の面に前記燃料ガス噴射用貫通孔に連通する燃料ガス給排気用溝と、この燃料極側プレートに相対するセルの燃料極に接触する複数個の突起とを形成し、
前記空気極側プレートに前記センタープレートの酸化剤ガス供給流路にそれぞれ連通する複数個の酸化剤ガス噴射用貫通孔を形成するとともに、前記センタープレートとは反対側の面に前記酸化剤ガス噴射用貫通孔に連通する酸化剤ガス給排気用溝と、この空気極側プレートに相対するセルの空気極に接触する複数個の突起とを形成したことを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 請求項5記載の平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
スタックを積層する際のセパレータ間の隙間によって、燃料ガスおよび酸化剤ガスの排気用流路を構成したことを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 請求項5記載の平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記センタープレートの燃料ガス供給流路の設けられた面に、前記燃料ガス供給流路とは仕切壁によって仕切られた燃料ガス排出流路と、この燃料ガス排出流路に連通する燃料ガス排出通路をさらに形成し、
前記燃料極側プレートに前記燃料ガス排出流路と前記燃料ガス給排気用溝に連通する複数個の燃料ガス排気用貫通孔を形成し、
さらに、スタックを積層する際のセパレータ間の隙間によって酸化剤ガスの排気用流路を構成したことを構成したことを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 請求項5記載の平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記センタープレートの燃料ガス供給流路の設けられた面に、前記燃料ガス供給流路とは仕切壁によって仕切られた燃料ガス排出流路と、この燃料ガス排出流路に連通する燃料ガス排出通路を形成し、
前記燃料極側プレートに前記燃料ガス排出流路と前記燃料ガス給排気用溝に連通する複数個の燃料ガス排気用貫通孔を形成し、
前記センタープレートの酸化剤ガス供給流路の設けられた面に、前記酸化剤ガス供給流路とは仕切壁によって仕切られた酸化剤ガス排出流路と、この酸化剤ガス排出流路に連通する酸化剤ガス排出通路をさらに形成し、
前記空気極側プレートに前記酸化剤ガス排出流路と前記酸化剤ガス給排気用溝に連通する複数個の酸化剤ガス排気用貫通孔を形成したことを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 請求項7または8記載の平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記センタープレートの燃料ガス供給流路と燃料ガス排出流路とを仕切る仕切壁は、センタープレートの中心を通る仮想線を挟んで左右対称的な蛇行状に形成されていて、両端が前記燃料ガス供給流路と燃料ガス排出流路の流路壁にそれぞれ接続されていることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 請求項8記載の平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記センタープレートの酸化剤ガス供給流路と酸化剤ガス排出流路とを仕切る仕切壁は、センタープレートの中心を通る仮想線を挟んで左右対称的な蛇行状に形成されていて、両端が前記酸化剤ガス供給流路と酸化剤ガス排出流路の流路壁にそれぞれ接続されていることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 請求項8記載の平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記センタープレートの燃料ガス供給流路と燃料ガス排出流路を仕切る仕切壁と、センタープレートの酸化剤ガス供給流路と酸化剤ガス排出流路とを仕切る仕切壁とは、互いに重なり合うように形成されていることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。 - 請求項5〜11のうちのいずれか1つに記載の平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造において、
前記燃料極側プレートの燃料ガス噴射用貫通孔と、燃料ガス給排気用溝および燃料極に接触する突起と、前記空気極側プレートの酸化剤ガス噴射用貫通孔と、酸化剤ガス給排気用溝および空気極に接触する突起とは、それぞれ互いに重なり合うように形成されていることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池のスタック構造。
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