JP2007149508A - Method of manufacturing cell stack device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はセルスタック装置の製法に関し、特に、固体電解質形燃料電池セルを複数配列してなるセルスタックを、マニホールドに立設固定してなるセルスタック装置の製法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a cell stack device, and more particularly, to a method for manufacturing a cell stack device in which a cell stack formed by arranging a plurality of solid oxide fuel cells is erected and fixed to a manifold.
次世代エネルギーとして、近年、固体電解質形燃料電池セルを収納容器内に複数収容した燃料電池が種々提案されている。固体電解質形燃料電池セルは、例えば、酸素極層の表面に固体電解質層、燃料極層を順次形成して構成されており、燃料極層側に燃料(水素)を流し、酸素極層側に空気(酸素)を流して600〜1000℃程度で発電される。 In recent years, various types of fuel cells in which a plurality of solid electrolyte fuel cells are accommodated in a storage container have been proposed as next-generation energy. A solid electrolyte fuel cell is configured, for example, by sequentially forming a solid electrolyte layer and a fuel electrode layer on the surface of an oxygen electrode layer. A fuel (hydrogen) is flowed to the fuel electrode layer side, and a fuel cell is formed on the oxygen electrode layer side. Electric power is generated at about 600 to 1000 ° C. by flowing air (oxygen).
固体電解質形燃料電池セルは、上記したように、2種のガスを用い、しかも高温に曝されるため、高温においてもガスが漏出しないように、ガスの供給管やセルにおけるシール性について種々の改良がなされている。例えば、従来、合金製のガスマニホールドの側面に合金製のガス供給管を接合し、上面が開口した直方体形状のガスマニホールド本体の前記開口部に、セルスタックの支持板を接合したセルスタック装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。 As described above, since the solid oxide fuel cell uses two kinds of gas and is exposed to a high temperature, there are various sealing properties in the gas supply pipe and the cell so that the gas does not leak even at a high temperature. Improvements have been made. For example, conventionally, a cell stack apparatus in which an alloy gas supply pipe is joined to the side surface of an alloy gas manifold, and a support plate of the cell stack is joined to the opening of a rectangular parallelepiped gas manifold body having an upper surface opened. Known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
この燃料電池では、セルスタックは、多数のセル挿入孔が形成された合金製支持板の前記セル挿入孔に燃料電池セルを挿入し、その隙間にガラス材料を充填し、支持板が気密にガスシールされた状態でガスマニホールドに接合されていた。 In this fuel cell, the cell stack is configured such that a fuel cell is inserted into the cell insertion hole of an alloy support plate in which a number of cell insertion holes are formed, a glass material is filled in the gap, and the support plate is gastight. It was joined to the gas manifold in a sealed state.
このような燃料電池では、例えば、水素等の燃料ガスがガス供給管を介してガスマニホールド内に供給され、この燃料ガスが、セルスタックを構成する燃料電池セル内部に形成されたガス通路に供給され、一方で、燃料電池セルの外部には空気が供給され、固体電解質層が燃料極層と空気極層で挟持された発電部において発電することができる。
しかしながら、上記した特許文献1、2に開示された燃料電池では、合金製支持板のセル挿入孔に燃料電池セルを挿入し、その隙間にガラス材料を充填し、燃料電池セルをガラス材料により合金製支持板に気密に接合していたため、合金製支持板とガラス材料との熱膨張係数差により、作製時や発電時においてガラス材料にクラックや剥離等が生じる虞があり、ガスマニホールドのシール性が未だ低いという問題があった。 However, in the fuel cells disclosed in Patent Documents 1 and 2, the fuel cell is inserted into the cell insertion hole of the alloy support plate, the gap is filled with a glass material, and the fuel cell is alloyed with the glass material. Because it was airtightly bonded to the support plate made of glass, there is a risk that the glass material will be cracked or peeled off during production or power generation due to the difference in thermal expansion coefficient between the alloy support plate and the glass material. Was still low.
このため、複数の燃料電池セルの軸長方向一端部をガラス材料により一体化し、複数の燃料電池セルをガラス材料からなる矩形状のセル支持板に立設してセルスタックを形成し、このセルスタックを、上面が開口した合金製マニホールドの開口部にガラス材料により接合することも考えられるが、この場合においても、ガラス材料からなるセル支持板と合金製マニホールドとの熱膨張係数差により、燃料電池作製時や発電時においてガラス材料からなるセル支持板にクラックや剥離等が生じる虞があった。 For this reason, one end in the axial length direction of a plurality of fuel cells is integrated with a glass material, and a plurality of fuel cells are erected on a rectangular cell support plate made of a glass material to form a cell stack. It is conceivable that the stack is joined to the opening of the alloy manifold with the upper surface opened by a glass material. In this case, however, the fuel expansion is caused by the difference in the thermal expansion coefficient between the cell support plate made of the glass material and the alloy manifold. There is a possibility that cracks, peeling, etc. may occur on the cell support plate made of a glass material at the time of battery production or power generation.
本発明は、セルスタックとマニホールドとの熱膨張係数差に基づくクラック等を抑制できるセルスタック装置の製法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the cell stack apparatus which can suppress the crack etc. based on the thermal expansion coefficient difference of a cell stack and a manifold.
本発明のセルスタック装置の製法は、長さ方向にガス流路を有する棒状の固体電解質形燃料電池セルを複数配列してなるセルスタックを、マニホールドにガスシールした状態で立設固定してなり、前記マニホールド内の空間と前記固体電解質形燃料電池セルのガス流路とが連通しているセルスタック装置の製法であって、前記マニホールドの一部を構成する筒状のマニホールド本体を絶縁性無機材料により形成すると同時に、前記セルスタックを前記マニホールドに立設固定することを特徴とする。 The manufacturing method of the cell stack device of the present invention comprises a cell stack formed by arranging a plurality of rod-shaped solid electrolyte fuel cells having gas flow paths in the length direction, and standing and fixed in a gas-sealed state on a manifold. , A manufacturing method of a cell stack device in which a space in the manifold and a gas flow path of the solid oxide fuel cell communicate with each other, wherein a cylindrical manifold body constituting a part of the manifold is insulative inorganic The cell stack is erected and fixed to the manifold at the same time as the material is formed.
このようなセルスタック装置の製法では、マニホールドの一部を構成する筒状のマニホールド本体を絶縁性無機材料により形成すると同時に、セルスタックをマニホールドに立設固定する、言い替えれば、セルスタックのガスシールと筒状のマニホールド本体とを同じ絶縁性無機材料にて同時に形成するため、燃料電池セル間等のシール材料とマニホールド本体を、例えばガラス材料により同時焼成して一体化して形成することができる。 In such a method of manufacturing a cell stack apparatus, a cylindrical manifold body constituting a part of the manifold is formed of an insulating inorganic material, and at the same time, the cell stack is erected and fixed to the manifold. In other words, the cell stack gas seal And the cylindrical manifold body are simultaneously formed of the same insulating inorganic material, the sealing material between the fuel cells and the manifold body can be integrally formed by simultaneous firing with, for example, a glass material.
従って、無機材料の熱膨張係数を燃料電池セル、例えばセラミックからなる固体電解質材料に合わせることにより、セルスタックを構成する燃料電池セル、燃料電池セルの隙間を充填するシール材料、及びマニホールド本体を、熱膨張係数が近似した材料で形成することが可能になり、熱膨張係数差に基づくクラック等を有効に抑制できるとともに、セルスタック装置を容易に作製することができる。本発明の絶縁性無機材料とは、セラミック、ガラス(結晶化ガラスを含む)を包含する意味である。 Therefore, by matching the thermal expansion coefficient of the inorganic material to the fuel cell, for example, a solid electrolyte material made of ceramic, the fuel cell constituting the cell stack, the seal material filling the gap of the fuel cell, and the manifold body, It becomes possible to form with a material having an approximate thermal expansion coefficient, and it is possible to effectively suppress cracks and the like based on the difference in thermal expansion coefficient and to easily manufacture a cell stack device. The insulating inorganic material of the present invention is meant to include ceramic and glass (including crystallized glass).
また、本発明のセルスタックの製法は、セルスタックの下端面に中子を当接させるセルスタックセット工程と、前記中子の少なくとも一方の側面を除く周囲に前記絶縁性無機材料を含有するスラリーを配置させ、前記筒状のマニホールド本体成形体に前記セルスタックを立設固定する成形体形成工程と、前記絶縁性無機材料を焼成する工程と、前記中子を前記マニホールド本体成形体から引き出す中子除去工程とを具備することを特徴とする。尚、中子を引き出した後でもマニホールド本体成形体がセルスタックを支持できる強度を有するならば、焼成前に中子を引き出すこともできる。また、マニホールド本体成形体がセルスタックを支持できる強度を有するように、仮焼した後、中子を引き出し、焼成することもできる。 In addition, the cell stack manufacturing method of the present invention includes a cell stack setting step in which a core is brought into contact with the lower end surface of the cell stack, and a slurry containing the insulating inorganic material around at least one side surface of the core. A molded body forming step of standing and fixing the cell stack on the cylindrical manifold body molded body, a step of firing the insulating inorganic material, and a step of drawing the core from the manifold body molded body And a child removal step. It should be noted that the core can be pulled out before firing if the manifold body molded body has a strength capable of supporting the cell stack even after the core is pulled out. Moreover, after calcining so that the manifold body molded body has a strength capable of supporting the cell stack, the core can be drawn out and fired.
このようなセルスタック装置の製法では、熱膨張係数差に基づくクラック等を有効に防止できるとともに、中子の周囲に無機材料を配置し、中子を引き出すことにより、セルスタックの下端部が筒状のマニホールド本体成形体にガスシールした状態で埋設した成形体を一挙に形成でき、しかもセルスタックを構成する燃料電池セルのガス流路がマニホールド本体内の空間に連通したセルスタック装置を容易に形成できる。 In such a method of manufacturing the cell stack device, cracks and the like based on the difference in thermal expansion coefficient can be effectively prevented, and an inorganic material is arranged around the core and the core is pulled out so that the lower end of the cell stack is cylindrical. A molded body embedded in a gas-sealed state in a cylindrical manifold body can be formed all at once, and the cell stack device in which the gas flow paths of the fuel cells constituting the cell stack communicate with the space in the manifold body can be easily achieved. Can be formed.
さらに、本発明のセルスタック装置の製法は、前記セルスタックの下端面が前記中子に当接した状態で収容された成形型内に、前記中子の少なくとも一方の側面を除く周囲に前記絶縁性無機材料を含有するスラリーを流し込み、前記筒状のマニホールド本体成形体に前記セルスタックを立設固定する成形体形成工程と、前記絶縁性無機材料を焼成する工程と、前記中子を前記マニホールド本体成形体から引き出す中子除去工程とを具備することを特徴とする。 Further, the manufacturing method of the cell stack device according to the present invention is characterized in that the insulation is provided around a periphery excluding at least one side surface of the core in a mold accommodated in a state where the lower end surface of the cell stack is in contact with the core. A slurry containing a conductive inorganic material is poured, and a molded body forming step of standing and fixing the cell stack to the cylindrical manifold body molded body, a step of firing the insulating inorganic material, and the core as the manifold A core removing step of drawing out from the molded body.
このようなセルスタック装置の製法では、成形型内に絶縁性無機材料を含有するスラリーを流し込み、筒状のマニホールド本体成形体を形成できるため、セルスタックの下端部が筒状のマニホールド本体成形体にガスシールした状態で埋設した成形体を一挙に形成でき、しかもセルスタックを構成する燃料電池セルのガス流路がマニホールド本体内の空間に連通したセルスタック装置を容易に形成できる。 In such a method of manufacturing a cell stack apparatus, a slurry containing an insulating inorganic material can be poured into a molding die to form a cylindrical manifold body molded body. Therefore, the lower end portion of the cell stack has a cylindrical manifold body molded body. A molded body embedded in a gas-sealed state can be formed all at once, and a cell stack device in which the gas flow paths of the fuel cells constituting the cell stack communicate with the space in the manifold body can be easily formed.
また、本発明のセルスタック装置の製法は、前記中子除去工程の後に、前記筒状のマニホールド本体の開口した側面を、前記絶縁性無機材料にて閉塞する工程を具備することを特徴とする。このようなセルスタック装置の製法では、側面が閉塞されたマニホールドを容易に作製できる。また、マニホールド本体の開口部を閉塞する側壁を形成する際に、マニホールドへのガス供給管を同時に接合形成し、このガス供給管が設けられた側壁を、マニホールド本体の開口部に接合することも可能となり、セルスタック装置を容易に形成することができる。 In addition, the method for manufacturing a cell stack device according to the present invention includes a step of closing the opened side surface of the cylindrical manifold body with the insulating inorganic material after the core removing step. . In such a method of manufacturing a cell stack device, a manifold with closed side surfaces can be easily manufactured. In addition, when forming a side wall that closes the opening of the manifold body, a gas supply pipe to the manifold is formed at the same time, and the side wall provided with the gas supply pipe is joined to the opening of the manifold body. Thus, the cell stack device can be easily formed.
本発明のセルスタック装置の製法では、マニホールドの一部を構成する筒状のマニホールド本体を絶縁性無機材料により形成すると同時に、セルスタックをマニホールドに立設固定するため、燃料電池セル間等のシール材料とマニホールド本体とを、同一材料の例えばガラス材料、セラミック材料により同時焼成して形成することができる。無機材料の熱膨張係数を燃料電池セルに合わせることにより、セルスタックを構成する燃料電池セル、燃料電池セルの隙間を充填するシール材料、及びマニホールドを、熱膨張係数が近似した材料で形成することができ、熱膨張係数差に基づくクラック等を有効に抑制できるとともに、セルスタック装置を容易に作製することができる。 In the manufacturing method of the cell stack device according to the present invention, a cylindrical manifold body constituting a part of the manifold is formed of an insulating inorganic material, and at the same time, the cell stack is erected and fixed to the manifold. The material and the manifold body can be formed by co-firing with the same material, for example, a glass material or a ceramic material. By adjusting the thermal expansion coefficient of the inorganic material to the fuel battery cell, the fuel battery cell constituting the cell stack, the sealing material filling the gap of the fuel battery cell, and the manifold are formed of materials having approximate thermal expansion coefficients. Thus, cracks and the like based on the difference in thermal expansion coefficient can be effectively suppressed, and a cell stack device can be easily manufactured.
図1は、本発明の製法により得られたセルスタック装置の一形態を示すもので、セルスタック装置は、セルスタック25をマニホールド27に立設固定して構成されている。セルスタック25は、長さ方向にガス流路を有する棒状の固体電解質形燃料電池セル30を複数配列して構成されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a cell stack device obtained by the manufacturing method of the present invention. The cell stack device is configured by standingly fixing a
燃料電池セル30は、例えば、断面が扁平状で、全体的に見て楕円柱状(中空平板型)であり、細長基板状とされており、その内部には複数のガス流路が長さ方向に貫通して形成されている。燃料電池セルについては後述する。
The
セルスタックは、燃料電池セル30を、その側面同士が対向するようにしてセル厚み方向に配列され、その燃料電池セル30間には、燃料電池セル30同士を直列に電気的に接続する集電部材33が配置されている。
In the cell stack, the
一方、マニホールド27は、絶縁性無機材料、例えば結晶化ガラスにより形成されており、図1(b)に示すように、側面が開口した有底筒状のマニホールド本体27aと、マニホールド27の側面を形成する側壁形成部材27bとから構成されており、側壁形成部材27bをマニホールド本体27aの開口部に接合して形成されている。マニホールド本体27aは、直方体形状をなしており、その内部には直方体状の空間が形成されている。
On the other hand, the
側壁形成部材27bには、マニホールド27内にガスを供給するガス供給管35が連結され、一体となっている。
A
そして、セルスタック装置は、セルスタック25を構成する固体電解質形燃料電池セル30の下端部が、マニホールド27の上面(天板を構成する)に一体となって立設している。即ち、セルスタック25の下端部は、燃料電池セル30間が絶縁性無機材料で充填され、マニホールド27の一部を構成する筒状のマニホールド本体27aも、同じ絶縁性無機材料で形成され、これらが同時に成形され、同時焼成され、一体化されている。従って、セルスタック25の下端部は、燃料電池セル30間のガスシールと、マニホールド本体27aとが同時に焼成され、同時に形成されることになる。
In the cell stack device, the lower end portion of the solid
この場合、図1(c)に示すように、固体電解質形燃料電池セル30の下端面の一部が、マニホールド本体27aの一部に載置されるように、マニホールド本体27aを形成することが望ましい。これにより、発電時に高温となり、無機材料が軟化(燃料電池セル30間のガスシール材料が軟化)した場合でも、燃料電池セル30の下方へのずれを防止することができる。
In this case, as shown in FIG. 1C, the
また、側壁形成部材27bも同じ無機材料で形成され、ガス供給管35の一端部が埋設した状態で成形され、焼成されて構成されており、この側壁形成部材27bは、マニホールド本体27aの開口部に、同じ無機材料で接合されている。
The side
以上のように構成されたセルスタック装置は、図2に示すようにして作製することができる。尚、図2では、燃料電池セル30の一部を省略し、また、集電部材の一部も省略して記載した。
The cell stack device configured as described above can be manufactured as shown in FIG. In FIG. 2, a part of the
先ず、図2(a)に示すように、上面が開口した有底直方体状のマニホールド本体成形型51を準備する。この本体成形型51の一方側の側壁には、中子53を出入する貫通孔52が形成されており、中子53が本体成形型51の側壁の貫通孔52を挿通して、本体成形型51内部に配置され、中子53は、その一部が本体成形型51外に突出している。尚、本体成形型51の対向する側壁にそれぞれ貫通孔を形成し、中子を挿通させても良い。この場合には、中子53を安定して配置することができる。また、この場合、マニホールド本体27aの両側を側壁形成部材27bで閉塞する必要がある。
First, as shown in FIG. 2A, a bottomed rectangular parallelepiped manifold
本体成形型51は、例えば、セラミック繊維成形体のように、スラリーの溶媒を吸収し、かつ濡れ性が悪い材料にて形成されており、また、中子53も同様の材料にて形成されている。中子53は、マニホールド本体27a内部の空間を形成するものであり、マニホールド本体27aの内部空間の形状は、中子53の形状にて決定される。例えば、中子が円柱状であれば、この中子53を本体成形型51内に横にして配置し、スラリーを流し込むことにより、マニホールド本体27aの内部空間も円柱状となる。
The
この後、中子53の上面に、セルスタック25の下面を当接した状態で配置する。即ち、セルスタック25を構成する複数の燃料電池セル30の下面を中子53の上面に当接させる。中子53に燃料電池セル30を載置させるには、予め燃料電池セル30間に集電部材33を配置し配列させたものを固定し、その下端面を中子53上に載置することが望ましい。
Thereafter, the lower surface of the
そして、この後、図2(b)、(c)に示すように、本体成形型51と中子53との間に、絶縁性無機材料、例えば、結晶化ガラス又はセラミック粉末と、有機バインダ、溶媒等の有機成分を含有するスラリーを、少なくとも中子53の上面が覆われるまで流し込み、自然放置したり、あるいは乾燥機にて100℃程度の温度で乾燥して溶媒を揮発させた後、焼成する。焼成温度は、セラミック粉末の場合には、セラミックスの焼結温度以上で焼成し、ガラス粉末の場合には、ガラス軟化点以上の温度、結晶化ガラス粉末では結晶化温度以上の温度で焼成する。
Then, as shown in FIGS. 2B and 2C, between the
その後、図2(c)、(d)に示すように、中子53を貫通孔52より引き抜いた後、本体成形型51を取り外し、図2(d)に示すように、マニホールド本体27aの上面にセルスタック25の下端部を一体的に形成する。
Thereafter, as shown in FIGS. 2C and 2D, after the
尚、マニホールド本体成形体の取り扱いが可能になる程度に仮焼した後、中子53を引きだし、本体成形型51を取り外し、この後に焼成しても良い。また、貫通孔52が形成されていない本体成形型51内に、上記スラリーを流し込み、そのスラリー上に中子53を配置した後、その中子53の周囲に再度スラリーを流し込むことによっても形成できる。
In addition, after calcining to such an extent that the manifold body molded body can be handled, the
筒状のマニホールド本体27aの開口した側面を、絶縁性無機材料にて閉塞する工程について説明する。先ず、マニホールド本体27aの開口した側面に合致する形状の側壁部材形成用型71を準備し、その側壁部材形成用型71の貫通孔内に耐熱金属製のガス供給管35を挿通させ、その後、側壁部材形成用型71内に、上記スラリーを流し込み、硬化させ、焼成した後、側壁部材形成用型71を除去し、ガス供給管35が挿通した側壁形成部材27bを形成する。
A process of closing the opened side surface of the cylindrical
そして、図1(c)に示すように、マニホールド本体27aの開口部に、上記無機材料を含有するペーストを介して側壁形成部材27bを当接し、熱処理することにより、図1に示すようなセルスタック装置を作製することができる。
Then, as shown in FIG. 1 (c), the side
尚、本体成形型51、中子53、側壁部材形成用型71の材質としては、スラリーの溶媒が吸収され易いもので、スラリーとの濡れ性が悪い材料からなるものが望ましい。溶媒が吸収されやすいと、スラリー中の原料粉の充填が良くなり、乾燥、焼成時の割れが起こりにくく、強度が強く、ガスシール性に優れたマニホールドが得られるからである。また、濡れ性が悪いと、乾燥、焼成時の収縮に伴う拘束力が弱くなるため、割れ難い。このような性質を有するものとしては、セラミック製断熱材が好ましい。このセラミック製断熱材は耐高温性にも優れ、スラリーと共に焼成が可能で、焼成後は簡単に取り除くことができるため、工程も容易となる。セラミックス製断熱材としては、加工の容易さ、コストの点からアルミナ系繊維、あるいはアルミナ−シリカ系繊維からなる断熱材が好適である。
In addition, as a material of the main body shaping | molding die 51, the
絶縁性無機材料を含有するスラリーとしては、シール性と耐高温変形性の点から、結晶化ガラスが好ましい。この場合、焼成は結晶化ガラスの軟化点温度以上で加熱して成形型に合わせた一体成形とシール機能を持たせた後、結晶化温度以上として結晶化し、除冷をして得る。使用する結晶化ガラスとしては、セルスタックとの熱膨張が近いものであれば特に制限するものでないが、耐高温性の点で、硼珪酸ガラス系の結晶化ガラスを好適に用いることができる。 As the slurry containing an insulating inorganic material, crystallized glass is preferable from the viewpoint of sealing properties and high temperature deformation resistance. In this case, the baking is performed by heating at a temperature equal to or higher than the softening point temperature of the crystallized glass so as to have integral molding and a sealing function matched to the mold, and then crystallization is performed at a temperature higher than the crystallization temperature. The crystallized glass to be used is not particularly limited as long as it has a thermal expansion close to that of the cell stack, but a borosilicate glass-based crystallized glass can be suitably used from the viewpoint of high temperature resistance.
本発明で用いられる燃料電池セルについて、説明する。燃料電池セルは、図1に示すように中空平板状であり、断面が扁平状で、全体的に見て棒状で細長基板状の多孔質支持基板(支持体)81を備えている。支持基板81の内部には、適当な間隔で6個の燃料ガス通路81a(ガス流路を形成する)が長さ方向(軸長方向)に貫通して形成されており、燃料電池セル30は、この支持基板31上に各種の部材が設けられた構造を有している。このような燃料電池セル30の複数を、図1に示すように、一列に配列してセルスタックを形成することができる。
The fuel cell used in the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the fuel battery cell has a hollow flat plate shape, a flat cross section, and a porous support substrate (support) 81 having a rod shape and an elongated substrate shape as a whole. Inside the
支持基板81は、平坦部Aと平坦部Aの両端の弧状部Bとからなっており、平坦部Aは主面を構成する。平坦部Aの両主面は互いにほぼ平行に形成され、平坦部Aの一方の主面と両側の弧状部Bを覆うように燃料極層82が設けられ、さらに、この燃料極層82を覆うように、緻密質な固体電解質層83が積層されており、この固体電解質層83の上には、燃料極層82と対面するように、平坦部Aの一方側の主面に酸素極層84が積層されている。燃料極層82及び固体電解質層83は、平坦部Aの一方側の主面に、ガス流路形成方向Gに連続して形成されている。
The
また、燃料極層82及び固体電極層83が積層されていない平坦部Aの他方側の主面には、インターコネクタ85が形成されている。図4から明らかな通り、燃料極層82及び固体電解質層83は、インターコネクタ85の両サイドにまで延びており、支持基板81の表面が外部に露出しないように構成されている。
Further, an
上記のような構造の燃料電池セルでは、燃料極層82の酸素極層84と対面している部分が燃料極として作動して発電する。即ち、酸素極層84の外側に空気等の酸素含有ガスを流し、且つ支持基板81内のガス通路81aに燃料ガス(水素)を流し、所定の作動温度まで加熱することにより、酸素極層84で下記式(1)の電極反応を生じ、また燃料極層82の燃料極となる部分では例えば下記式(2)の電極反応を生じることによって発電する。
In the fuel cell having the above structure, the portion of the
酸素極: 1/2O2+2e− → O2− (固体電解質) …(1)
燃料極: O2− (固体電解質)+ H2 → H2O+2e− …(2)
かかる発電によって生成した電流は、支持基板81に取り付けられているインターコネクタ85を介して集電される。
Oxygen electrode: 1 / 2O 2 + 2e − → O 2− (solid electrolyte) (1)
Fuel electrode: O 2− (solid electrolyte) + H 2 → H 2 O + 2e − (2)
The current generated by such power generation is collected via an
尚、本発明は上記形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記形態では、図4に示したような扁平状で複数のガス流路81aを有する燃料電池セル80を用いて説明したが、円筒状の燃料電池セルであっても良い。
In addition, this invention is not limited to the said form, A various change is possible in the range which does not change the summary of invention. For example, in the above embodiment, the flat fuel cell 80 having a plurality of
また、本発明では、マニホールド本体27aの側面の開口部を側壁形成部材27bで閉塞した例について説明したが、本発明では、上記形態に限定されるものではなく、マニホールド本体の底面を開口部とし、この開口部から中子を引き出し、底面形成部材により閉塞して、マニホールドを作製することもできる。
Further, in the present invention, the example in which the opening on the side surface of the
25・・・セルスタック
27・・・マニホールド
27a・・・マニホールド本体
27b・・・側壁形成部材
30・・・燃料電池セル
51・・・本体成形型
53・・・中子
81a・・・燃料ガス流路
25 ...
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2005
- 2005-11-28 JP JP2005342862A patent/JP2007149508A/en active Pending
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