JP2007115621A - 燃料電池用基体管、燃料電池セル及び燃料電池セルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池用基体管10Aは、機能膜を保持する円筒型の燃料電池用基体管であって、基体管本体11内に、軸方向に亙って連続して形成された第一層目の燃料通路14を、周方向に沿って連続して複数設けてなるものであるので、拡散層の薄膜化を図り、限界電流密度を増大させることができる。
【選択図】図1−1
Description
図1−1、図1−2は、実施例1に係る燃料電池用基体管を示す概略図であり、図2は軸方向の断面図である。また、図1−1は図2のA―A線断面図、図1−2は図2のB−B線断面図である。これらの図面に示すように、本実施例に係る燃料電池用基体管10Aは、機能膜を保持する円筒型の燃料電池用基体管であって、基体管本体11内に、軸方向に亙って連続して形成された第一層目の燃料通路14を、周方向に沿って連続して複数(本実施例では14本)設けてなるものである。
但し、本実施例の燃料電池用基体管10Aは、基体管本体を押出し際に、後述する多層押出し法により燃料極12を基体管本体11と一体に押出してなる燃料電池用基体管10Aを構成している。本実施例では、機能膜として燃料極膜としたが、空気極膜としてもよい。なお、以下の実施例においては、基体管本体11に同時に成膜される機能膜としては、燃料極膜を形成した場合について説明する。
これにより、燃料供給の際の拡散速度を向上させるようにしている。
この結果を表1に示す。
また、第一層の燃料通路14は軸方向に開口すると共に、リブ11aを介して複数連続して周方向に設けられているので、強度増加に寄与する。また、基体管全体の軽量化に寄与する。
また、本実施例では、燃料通路14を構成するリブ11aと外周部と内周部との厚さを略同一として、均一押出し性を向上させている。
図4−1及び図4−2は、実施例2に係る燃料電池用基体管を示す概略図であり、図4−1は燃料極を有する部分の断面図、図4−2は燃料極を有しない部分の断面図である。なお、軸方向の断面構造は、実施例1の図3の構造において2層のガス供給通路を設けたものであるので省略した。
これらの図面に示すように、本実施例に係る燃料電池用基体管10Bは、実施例1における燃料電池用基体管10Aの前記第一層目の燃料通路14の内側に、軸方向に亙って連続して形成された第二層目のガス供給通路である第二層目の燃料通路15を、周方向に沿って連続して設けてなるものである。
なお、実施例1と較べてリブ11aのピッチを小さくして外周をできるだけ円弧形状になるようにしている。
図5は、実施例3に係る燃料電池用基体管を示す概略図であり、図6はその軸方向の断面概略図である。
本実施例の燃料電池用基体管10Cは、実施例1の燃料電池用基体管10Aにおいて、前記第一層目の燃料通路14の内側に緻密膜21を設けてなるものである。
前記緻密膜21としては、例えばYSZ、CSZ等のセラミックスを用いている。
前記緻密層21を形成するには、多層押出し法を用いて三層の押出し法により本実施例にかかる燃料電池用基体管10Cを製造している。
また、第二の押出部31−2は燃料極材料42を押出すものであり、該第二の押出部31−2と混合部33とを接続する第二の配管38−2を介して、燃料極材料(スラリー)42を混合部33へ押出すようにしている。押出し圧力は制御部37に制御される。
しかる後、燃料13は、セル管121内の閉塞端部により折り返し、セル管121の他端側から第一層目の燃料通路14を経由して一端側へ向かって流通する。
燃料電池基体管10Aの燃料通路14内に、水素又は一酸化炭素などの燃料が流入されると、水素又は一酸化炭素は、直接燃料極12に蓄積する。
それぞれの1単位の燃料極12にて発生する発電量は単セル当り1V程度であるが、インタコネクタ19にて基体管本体11の軸方向に複数の燃料極12が直列に接続されているので、横縞型の燃料電池セルスタックの全体としては、大きな発電量を得ることができる。
11 基体管本体
12 燃料極
13 燃料
14 第一層目の燃料通路
15 第二層目の燃料通路
17 空気
18 電解質膜
19 インタコネクタ
20 空気極
21 燃料電池セル
Claims (10)
- 機能膜を保持する円筒型の燃料電池用基体管であって、
基体管本体内に、軸方向に亙って連続して形成されたガス供給通路を、周方向に沿って連続して少なくとも一層以上設けてなることを特徴とする燃料電池用基体管。 - 機能膜を保持する円筒型の燃料電池用基体管であって、
基体管本体内に、軸方向に亙って連続して形成されたガス供給通路を、周方向に沿って連続して少なくとも一層以上設けてなると共に、
ガス供給通路の少なくとも外表面側が機能膜構成材からなり、且つ所定間隔を持って前記機能膜構成材が押し出されて機能膜を形成してなることを特徴とする燃料電池用基体管。 - 請求項1又は2において、
前記ガス供給通路の内側に緻密膜を設けてなることを特徴とする燃料電池用基体管。 - 請求項1又は2おいて、
前記ガス供給通路の断面が略矩形状であることを特徴とする燃料電池用基体管。 - 請求項1又は2おいて、
前記ガス供給通路の最外表面の厚さが1.0mm以下であることを特徴とする燃料電池用基体管。 - 請求項1又は2おいて、
前記ガス供給通路の内表面の厚さが1.0mm以下であることを特徴とする燃料電池用基体管。 - 請求項1又は2おいて、
前記機能膜が、燃料極用膜又は空気極用膜であることを特徴とする燃料電池用基体管。 - 請求項1乃至7のいずれか一つの燃料電池用基体管に電解質膜及び機能膜を形成してなる単セルと、前記単セル同士を接続するインタコネクタとを具備してなることを特徴とする燃料電池セル。
- 押出し成形法により請求項1乃至7のいずれか一つの燃料電池用基体管を押出す押出し工程と、
燃料電池用基体管に機能膜を成膜する工程とからなることを特徴とする燃料電池用セルの製造方法。 - 押出し工程が多層押出し法であることを特徴とする燃料電池用セルの製造方法。
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