JP2007280652A - 平板型固体酸化物形燃料電池スタック及びその燃料欠乏回避方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の平板型固体酸化物形燃料電池セルを積層し、且つ各セルへの燃料分配機構を備えた平板型固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、その作動時に高温となるセルへの燃料分配路の流路断面積を他の位置のセルへの燃料分配路の流路断面積と異ならせ、温度分布の不均一に起因して高温となるセルの燃料欠乏を回避するようにしてなることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタック及びその燃料欠乏回避方法。
【選択図】図13
Description
本発明(1)〜(2)に係る平板型SOFCスタックの各セルへの燃料分配路の流路断面積を異ならせる態様として、以下(A)〜(C)のような態様をとることができる。なお、以下では積層中央部が高温となる場合を例に記載しているが、前述のように積層上部が高温となる場合などについても同様である。
平板型SOFCスタックの各セルへの燃料分配路の流路断面積を異ならせる態様の一つとして、積層中央部のセルへの燃料分配路の流路断面積を大きくする。図12は、図9〜11のようなSOFCスタックにおいて、各セル間で温度分布が無い場合と有る場合における各セルのアノードへの燃料の質量流量を示した図である。図12における横軸はセル番号であり、セル番号は、図9中10個のセルについて上部から下部へ付した番号である。図12における縦軸は燃料の質量流量であり、その流量は、均等分配された場合に1セルに分配される流量で、無次元化してある。
本発明(3)〜(4)に係る平板型SOFCスタックの各セルの電極面積を異ならせる態様として、以下(a)〜(c)のような態様をとることができる。
平板型SOFCスタックの各セルの電極面積を異ならせる態様の一つとして、積層セルスタックにおいて温度が高くなり、燃料が流れ難くなる積層中央部のセルの電極面積を大きくした構造とする。発電に寄与するSOFCセルの面積、すなわち発電に係わるセルの実質面積は、アノード、電解質及びカソードの各層のうち、その面積が最小の層の面積で決まる。そこで、本態様においては、積層中央部のセルの電極の面積を他のセルのその面積に比べて大きくする。
2 アノード
3 電解質
4 カソード
5 支持基体
6、7、7′ インターコネクタ
8、10 凸部
9 溝すなわち燃料流路
11 溝すなわち空気流路
12、20 枠体
13 燃料供給口
14 燃料供給管
S 空隙
15 利用済み燃料排出口
16 利用済み燃料排出管
17 空気供給口
18 空気供給管
19 利用済み空気排出管
21 インターコネクタ6、7への燃料分配機構
22 燃料分配路
23 燃料流路部(最下部のインターコネクタ7)
24 燃料流路部(インターコネクタ6)
25 利用済み燃料排出路
26 利用済み燃料排出機構
Claims (10)
- 複数の平板型固体酸化物形燃料電池セルを積層し、且つ各セルへの燃料分配機構を備えた平板型固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、その作動時に高温となるセルへの燃料分配路の流路断面積を他の位置のセルへの燃料分配路の流路断面積と異ならせ、温度分布の不均一に起因して高温となるセルの燃料欠乏を回避するようにしてなることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタック。
- 請求項1の平板型固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、積層中央部のセルへの燃料分配路の流路断面積を他の位置のセルへの燃料分配路の流路断面積より大きくしてなることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタック。
- 複数の平板型固体酸化物形燃料電池セルを積層し、且つ各セルへの燃料分配機構を備えた平板型固体酸化物形燃料電池スタックの燃料欠乏回避方法であって、その作動時に高温となるセルへの燃料分配路の流路断面積を他の位置のセルへの燃料分配路の流路断面積と異ならせることにより、温度分布の不均一に起因して高温となるセルの燃料欠乏を回避することを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタックの燃料欠乏回避方法。
- 請求項3の平板型固体酸化物形燃料電池スタックの燃料欠乏回避方法において、積層中央部のセルへの燃料分配路の流路断面積を他の位置のセルへの燃料供給路の流路断面積より大きくすることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタックの燃料欠乏回避方法。
- 複数の平板型固体酸化物形燃料電池セルを積層し、且つ各セルへの燃料分配機構を備えた平板型固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、その作動時に高温となるセルの電極面積を他の位置のセルの電極面積と異ならせ、温度分布の不均一に起因して高温となるセルの燃料欠乏を回避するようにしてなることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタック。
- 請求項5の平板型固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、積層中央部のセルの電極面積を他の位置のセルの電極面積より大きくしてなることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタック。
- 請求項5または6の平板型固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、面積を異ならせる電極がアノード及びカソードのうち少なくとも一方の電極であることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタック。
- 複数の平板型固体酸化物形燃料電池セルを積層し、且つ各セルへの燃料分配機構を備えた平板型固体酸化物形燃料電池スタックの燃料欠乏回避方法であって、その作動時に高温となるセルの電極面積を他の位置のセルの電極面積と異ならせることにより、その運転時に、温度分布の不均一に起因して高温となるセルの燃料欠乏を回避することを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタックの燃料欠乏回避方法。
- 請求項8の平板型固体酸化物形燃料電池スタックの燃料欠乏回避方法において、積層中央部のセルの電極面積を他の位置のセルの電極面積より大きくすることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタックの燃料欠乏回避方法。
- 請求項8または9の平板型固体酸化物形燃料電池スタックの燃料欠乏回避方法において、面積を異ならせる電極がアノード及びカソードのうち少なくとも一方の電極であることを特徴とする平板型固体酸化物形燃料電池スタックの燃料欠乏回避方法。
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