JP2008034373A - Solid oxide type fuel cell, cooling method thereof, and solid oxide type fuel cell system - Google Patents

Solid oxide type fuel cell, cooling method thereof, and solid oxide type fuel cell system Download PDF

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誠 大森
Masayuki Shinkai
正幸 新海
Michihiro Asai
道博 淺井
Tsutomu Nanataki
七瀧  努
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid oxide type fuel cell that can be miniaturized and thinned, and prevents a module from being damaged by thermal stress generated when temperature rises due to operation or when temperature decreases due to stop, to provide a cooling method of the solid oxide type fuel cell, and to provide a solid oxide type fuel cell system. <P>SOLUTION: In the fuel cell 1, a gas supply pipe 7 having an air supply and exhaust hole 7a for supplying and exhausting fuel or air is provided at a through hole 55 formed at the outer-periphery of an interconnector 3 with a gap 58 for stacking. Then, the fuel cell 1 is composed so that the outer-periphery surface of the gas supply pipe 7 adheres to the inner-periphery surface of the through hole 55 at operating temperature. At the operating temperature, the outer-periphery surface of the gas supply pipe 7 and the inner-periphery surface of the through hole 55 are caulked and adhered due to the thermal expansion of the gas supply pipe 7 and the interconnector 3, thus preventing the gas supply pipe 7 and the interconnector 3 from being damaged by thermal expansion. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体電解質を用いた固体酸化物形燃料電池(SOFC)、その冷却方法、固体酸化物形燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a solid oxide fuel cell (SOFC) using a solid electrolyte, a cooling method thereof, and a solid oxide fuel cell system.

近年、携帯機器の多機能化に伴い電力消費量が高まり、その結果バッテリーの持続時間が急速に短くなっている。バッテリーの種類として、1次電池、2次電池があるが、持続時間はいずれもユーザーの要求を満たすものではない。そこで、未だ製品化されていないものの、エネルギー密度が高く持続時間が長いという点で、マイクロ燃料電池に対する期待が高まっている。   In recent years, power consumption has increased with the increase in the number of functions of portable devices, and as a result, the duration of batteries has rapidly decreased. There are a primary battery and a secondary battery as types of batteries, but the duration does not satisfy the user's request. Therefore, although not yet commercialized, expectations for micro fuel cells are increasing in terms of high energy density and long duration.

マイクロ燃料電池の形態としては、放熱・作動温度の観点から、一般に高分子電解質形燃料電池(PEFC)が主流で開発されてきており、形状としては、基板内に流路溝を設けたものや積層型が知られている。しかし、高分子電解質形燃料電池は、発電効率が低く、また貴金属の触媒を多量に使用する観点から望ましいとは言えない。   As a form of the micro fuel cell, in general, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) has been developed mainly from the viewpoint of heat dissipation and operating temperature, and the shape is such that a channel groove is provided in the substrate. A stacked type is known. However, the polymer electrolyte fuel cell is not desirable from the viewpoint of low power generation efficiency and the use of a large amount of a noble metal catalyst.

他方、従来から開発が進められてきた比較的大型の燃料電池として、固体酸化物形燃料電池(SOFC)がある。従来の固体酸化物形燃料電池は、大出力を得たいことから、燃料電極と空気極とが電解質を介して配置された、複数の同一形態のセルを用いてスタック化していた(例えば、特許文献1)。   On the other hand, a solid oxide fuel cell (SOFC) is a relatively large fuel cell that has been developed. Since a conventional solid oxide fuel cell wants to obtain a large output, it has been stacked using a plurality of cells having the same form in which a fuel electrode and an air electrode are arranged via an electrolyte (for example, a patent) Reference 1).

固体酸化物形燃料電池は、発電効率が高く、携帯機器への適用が有望視されているが、作動温度が高いことがネックとされてきた。しかし、昨今の研究開発により、従来の1000℃から600〜800℃へと作動温度の低温化が進み、高効率なマイクロ燃料電池としての利用の実現可能性がでてきた。   Solid oxide fuel cells have high power generation efficiency and are expected to be applied to portable devices, but high operating temperatures have been a bottleneck. However, due to recent research and development, the operating temperature has been lowered from the conventional 1000 ° C. to 600 to 800 ° C., and the possibility of use as a highly efficient micro fuel cell has been realized.

特開2003−132933号公報JP 2003-132933 A

しかしながら、固体酸化物形燃料電池は、セルが比較的大きく、携帯機器への適用のためには、最低限の出力を確保しつつ、燃料電池本体のサイズをできるだけ小さくする必要がある。つまり、固体酸化物形燃料電池は、その使用目的から「小型」「急速起動」を可能とする素子設計が求められており、従来より開発が進められてきた比較的大型の定置型固体酸化物形燃料電池では、検討されていない新しい課題が生じた。   However, the solid oxide fuel cell has a relatively large cell, and for application to a portable device, it is necessary to make the size of the fuel cell main body as small as possible while ensuring a minimum output. In other words, solid oxide fuel cells require element designs that enable "small" and "rapid start-up" for their intended purpose, and are relatively large stationary solid oxides that have been developed in the past. The fuel cell has created new challenges that have not been studied.

固体酸化物形燃料電池において、実用上十分な発電量を得るために、インターコネクタを用いてセルを複数個電気的に接続するスタック化を行っているが、セルを積層してスタックを構成する場合において、作動温度が高温であるために、構成する部材間の熱応力に起因して接合部が損傷することが問題となる。また、セルやインターコネクタにクラックが生じ、発電が不能になる場合もある。従来の定置型固体酸化物形燃料電池では、サイズ上強度を維持することも可能であるが、サイズを小型化しつつも、作動による昇温又は停止による降温において生じる熱応力に起因する部材の損傷を防止することは困難であった。   In a solid oxide fuel cell, in order to obtain a practically sufficient amount of power generation, a plurality of cells are electrically connected using an interconnector, but the cells are stacked to form a stack. In some cases, since the operating temperature is high, it becomes a problem that the joint is damaged due to the thermal stress between the constituent members. Moreover, a crack may arise in a cell or an interconnector, and electric power generation may become impossible. In conventional stationary solid oxide fuel cells, it is possible to maintain strength in size, but damage to members due to thermal stress caused by temperature rise due to operation or temperature drop due to shutdown while reducing size It was difficult to prevent.

本発明の課題は、小型・薄型化することが可能で、かつ、作動による昇温又は停止による降温において生じる熱応力に起因するモジュールの損傷を防止する固体酸化物形燃料電池、また固体酸化物形燃料電池の損傷を防止する冷却方法、及び固体酸化物形燃料電池システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a solid oxide fuel cell that can be reduced in size and thickness, and that prevents damage to a module due to thermal stress caused by temperature rise due to operation or temperature drop due to stop, and solid oxide A cooling method for preventing damage to a fuel cell and a solid oxide fuel cell system.

上記課題を解決するため、本発明によれば、電解質層と、その電解質層上に形成された燃料極層と、電解質層上の燃料極層とは反対の面に形成された空気極層とを有するセルと、一方の面である第一面側と他方の面である第二面側とにセルを配置するインターコネクタと、を備え、セルとインターコネクタとが交互に積層されたスタックが形成され、さらに、スタック内における空気及び燃料の流路を形成する流路形成部材は、互いの密着性が温度によって異なり、作動温度時に各流路形成部材の熱膨張差によって各流路形成部材間の密着性が向上して熱膨張シール部が形成され、熱膨張シール部は、スタック内を流通する空気及び燃料が外部に漏出することを防止する固体酸化物形燃料電池が提供される。   In order to solve the above problems, according to the present invention, an electrolyte layer, a fuel electrode layer formed on the electrolyte layer, and an air electrode layer formed on a surface opposite to the fuel electrode layer on the electrolyte layer, A stack in which cells and interconnectors are alternately stacked, and an interconnector that arranges cells on a first surface side that is one surface and a second surface side that is the other surface. Further, the flow path forming members that form the flow paths of the air and the fuel in the stack have different mutual adhesion depending on the temperature, and each flow path forming member is caused by a difference in thermal expansion of each flow path forming member at the operating temperature. The thermal expansion seal portion is formed by improving the adhesion between them, and the thermal expansion seal portion provides a solid oxide fuel cell that prevents the air and fuel flowing in the stack from leaking to the outside.

具体的には、インターコネクタは、燃料および空気をセルのそれぞれの極に給排気する通路部と、外周部に、通路部に連通しかつ高さ方向に貫通する貫通孔とを有し、セルとインターコネクタとが交互に積層され、通路部に燃料又は空気を給排気するための給排気孔を有したガス供給管が貫通孔に間隙を有して備えられてスタック構造が形成され、さらに、作動温度時に間隙が無くなって、ガス供給管の外周面と貫通孔の内周面が密着して熱膨張シール部が形成される固体酸化物形燃料電池が提供される。   Specifically, the interconnector has a passage portion for supplying and exhausting fuel and air to and from each electrode of the cell, and an outer peripheral portion having a through-hole communicating with the passage portion and penetrating in the height direction. And interconnectors are alternately stacked, and a gas supply pipe having air supply / exhaust holes for supplying and exhausting fuel or air in the passage portion is provided with a gap in the through hole to form a stack structure. There is provided a solid oxide fuel cell in which there is no gap at the operating temperature, and the outer peripheral surface of the gas supply pipe and the inner peripheral surface of the through hole are in close contact to form a thermal expansion seal portion.

本発明の固体酸化物形燃料電池において、より具体的には、ガス供給管の外周面と貫通孔の内周面は、作動温度時に、ガス供給管とインターコネクタの熱膨張差によってかしめられて密着するように構成する。   More specifically, in the solid oxide fuel cell of the present invention, the outer peripheral surface of the gas supply pipe and the inner peripheral surface of the through hole are caulked by a difference in thermal expansion between the gas supply pipe and the interconnector at the operating temperature. Configure to be in close contact.

また上記課題を解決するために、本発明によれば、セルの外周部がインターコネクタの外周部の第一面と第二面とに挟まれた状態で、セルとインターコネクタとが交互に積層されてスタック構造が形成され、インターコネクタの第一面側には、空気が流通する空気流通部、第二面側には、燃料が流通する燃料流通部が形成され、さらに、セルの外周部の表裏の面と、インターコネクタの外周部の第一面、第二面との密着性が温度によって異なり、作動温度時に熱膨張差によって密着性が向上して熱膨張シール部が形成される固体酸化物形燃料電池も提供される。   In order to solve the above problems, according to the present invention, cells and interconnectors are alternately stacked in a state where the outer periphery of the cell is sandwiched between the first surface and the second surface of the outer periphery of the interconnector. A stack structure is formed, an air circulation part through which air flows is formed on the first surface side of the interconnector, a fuel circulation part through which fuel flows is formed on the second surface side, and the outer peripheral part of the cell The adhesion between the front and back surfaces of the interconnector and the first and second surfaces of the outer peripheral portion of the interconnector varies depending on the temperature, and the adhesion is improved by the difference in thermal expansion at the operating temperature to form a thermal expansion seal portion An oxide fuel cell is also provided.

この固体酸化物燃料電池において、セルとインターコネクタとが積層されたスタックの側面に、空気流通部を流通する空気及び燃料流通部を流通する燃料が外部に漏出することを防止するシール部材を配置することもできる。   In this solid oxide fuel cell, on the side surface of the stack in which the cells and the interconnector are stacked, a sealing member for preventing the air flowing through the air circulation portion and the fuel flowing through the fuel circulation portion from leaking to the outside is disposed. You can also

そして、シール部材は、多孔質の骨材にガラスを含浸した複合材によって形成することができる。さらにシール部材の外側にセラミックを接合する構成とすることができる。   And a sealing member can be formed with the composite material which impregnated glass to the porous aggregate. Furthermore, it can be set as the structure which joins a ceramic to the outer side of a sealing member.

また上記課題を解決するために、本発明によれば、電解質層と、その電解質層上に形成された燃料極層と、電解質層上の燃料極層とは反対の面に形成された空気極層とを有するセルと、一方の面である第一面側と他方の面である第二面側とにセルを配置するインターコネクタとを備え、セルとインターコネクタとが交互に積層されたスタックが形成された固体酸化物形燃料電池の冷却方法であって、固体酸化物形燃料電池の作動停止時に、作動温度から、作動温度よりも低く常温よりも高い予め定められた設定温度まで、水素ガスをスタックに供給して冷却する固体酸化物形燃料電池の冷却方法が提供される。さらに、その後、設定温度から空気をスタックに供給して冷却するとよい。設定温度は、300℃〜500℃が好ましく、特に350℃〜450℃とすることが望ましい。   In order to solve the above problems, according to the present invention, an electrolyte layer, a fuel electrode layer formed on the electrolyte layer, and an air electrode formed on a surface opposite to the fuel electrode layer on the electrolyte layer. A stack having cells and interconnectors alternately stacked, the cell having a layer, and an interconnector that arranges the cells on the first surface side that is one surface and the second surface side that is the other surface A solid oxide fuel cell cooling method in which hydrogen is generated from an operating temperature to a predetermined set temperature lower than the operating temperature and higher than the normal temperature when the operation of the solid oxide fuel cell is stopped. A method for cooling a solid oxide fuel cell in which gas is supplied to a stack for cooling is provided. Furthermore, after that, it is preferable to cool the stack by supplying air from the set temperature. The set temperature is preferably 300 ° C to 500 ° C, and particularly preferably 350 ° C to 450 ° C.

さらに、上記課題を解決するために、本発明によれば、電解質層と、その電解質層上に形成された燃料極層と、電解質層上の燃料極層とは反対の面に形成された空気極層とを有するセルと、一方の面である第一面側と他方の面である第二面側とにセルを配置するインターコネクタとを備え、セルとインターコネクタとが交互に積層されたスタックが形成された固体酸化物形燃料電池と、その固体酸化物形燃料電池に空気を供給する空気供給部と、固体酸化物形燃料電池に燃料を供給する燃料供給部と、固体酸化物形燃料電池の温度を測定する温度センサと、その温度センサによって測定した固体燃料電池の温度が作動温度から予め定められた設定温度まで、燃料供給部を制御して水素ガスをスタックに供給して冷却する制御部とを含む固体酸化物形燃料電池システムが提供される。さらに、制御部は、設定温度以下において、空気供給部を制御して空気をスタックに供給して冷却する構成とすることができる。   Furthermore, in order to solve the above problems, according to the present invention, an electrolyte layer, a fuel electrode layer formed on the electrolyte layer, and an air formed on a surface opposite to the fuel electrode layer on the electrolyte layer are provided. A cell having a polar layer, and an interconnector for arranging the cell on the first surface side which is one surface and the second surface side which is the other surface, and the cells and the interconnector are alternately stacked. A solid oxide fuel cell in which a stack is formed, an air supply unit that supplies air to the solid oxide fuel cell, a fuel supply unit that supplies fuel to the solid oxide fuel cell, and a solid oxide type A temperature sensor for measuring the temperature of the fuel cell, and the temperature of the solid fuel cell measured by the temperature sensor is controlled from the operating temperature to a predetermined set temperature to control the fuel supply unit to supply hydrogen gas to the stack for cooling A solid acid containing a control unit Things fuel cell system is provided. Furthermore, the control unit can be configured to control the air supply unit to supply air to the stack and cool it below the set temperature.

本発明の固体酸化物形燃料電池は、セルとインターコネクタとが交互に積層されたスタックが形成され、スタック内に空気及び燃料の流路を形成する部材の互いの密着性が温度によって異なり、作動温度時に各部材の熱膨張差によって各部材間の密着性が向上するように構成されているため、急速昇温により発生する熱応力を累積させず、低応力スタック構造とすることができる。作動温度時に各部材間の密着性が向上するため、熱膨張シール部が形成されて、スタック内を流通する空気及び燃料が外部に漏出することを防止することができる。   In the solid oxide fuel cell of the present invention, a stack in which cells and interconnectors are alternately stacked is formed, and the mutual adhesion of members forming air and fuel flow paths in the stack varies depending on the temperature. Since the adhesiveness between the members is improved by the difference in thermal expansion of each member at the operating temperature, the low stress stack structure can be obtained without accumulating the thermal stress generated by the rapid temperature rise. Since the adhesion between the members is improved at the operating temperature, the thermal expansion seal portion is formed, and it is possible to prevent the air and fuel flowing through the stack from leaking to the outside.

具体的には、本発明の固体酸化物形燃料電池は、インターコネクタに収容部を有することから、セルとインターコネクタとを交互に積層して形成される。また、インターコネクタに、燃料および空気をセルのそれぞれの極に給排気する通路部と、外周部に、通路部に連通しかつ高さ方向に貫通する貫通孔とを有することから、貫通孔に給排気孔を有したガス供給管を備えて、セルに空気及び燃料を供給することができる。さらに、ガス供給管が貫通孔に間隙を有して備えられ、ガス供給管の外周面と貫通孔の内周面が、作動温度時に密着して間隙が無くなるように構成されており、作動温度時に熱応力に起因する固体酸化物形燃料電池の損傷を防止することができる。ガス供給管とスタック(インターコネクタ)との接合部を強固に固定せず作動温度時においてシール化することで、急激な昇降温に対して高耐久な構造とすることができる。   Specifically, the solid oxide fuel cell of the present invention is formed by alternately stacking cells and interconnectors because the interconnectors have accommodating portions. In addition, since the interconnector has a passage portion for supplying and exhausting fuel and air to and from each electrode of the cell, and an outer peripheral portion, there is a through-hole communicating with the passage portion and penetrating in the height direction. A gas supply pipe having an air supply / exhaust hole can be provided to supply air and fuel to the cell. Further, the gas supply pipe is provided with a gap in the through-hole, and the outer peripheral surface of the gas supply pipe and the inner peripheral surface of the through-hole are in close contact with each other at the operating temperature so that there is no gap. Sometimes, damage to the solid oxide fuel cell due to thermal stress can be prevented. By sealing the joint between the gas supply pipe and the stack (interconnector) firmly at the operating temperature without being firmly fixed, a highly durable structure can be obtained against rapid temperature rise and fall.

さらに、本発明の固体酸化物形燃料電池は、セルの外周部がインターコネクタの外周部の第一面と第二面とに挟まれた状態で、セルとインターコネクタとが交互に積層されたスタック構造とすることができ、セルの外周部の表裏の面と、インターコネクタの外周部の第一面、第二面との密着性が温度によって異なるように構成することにより、作動温度時に熱膨張差によって密着性が向上して空気及び燃料の漏出を防ぐことができる。   Furthermore, in the solid oxide fuel cell of the present invention, the cells and the interconnector are alternately stacked in a state where the outer periphery of the cell is sandwiched between the first surface and the second surface of the outer periphery of the interconnector. A stack structure can be used, and the adhesiveness between the front and back surfaces of the outer peripheral portion of the cell and the first and second surfaces of the outer peripheral portion of the interconnector is different depending on the temperature. Adhesion is improved by the difference in expansion, and leakage of air and fuel can be prevented.

本発明の固体酸化物形燃料電池の冷却方法は、固体酸化物形燃料電池の作動停止時に、作動温度から、作動温度よりも低く常温よりも高い予め定められた設定温度まで、水素ガスをスタックに供給して冷却することにより、セルに含まれるニッケルの酸化に伴う体積収縮によるセルの破壊を防止することができる。   The solid oxide fuel cell cooling method of the present invention stacks hydrogen gas from an operating temperature to a preset temperature lower than the operating temperature and higher than the normal temperature when the operation of the solid oxide fuel cell is stopped. By supplying to and cooling the cell, it is possible to prevent the cell from being destroyed due to volume shrinkage accompanying the oxidation of nickel contained in the cell.

本発明の固体酸化物形燃料電池システムは、温度センサを備え、制御部によって、作動温度から予め定められた設定温度まで、燃料供給部を制御して水素ガスをスタックに供給して冷却し、設定温度以下では、空気供給部を制御して空気をスタックに供給して冷却することができる。これにより、セルに含まれるニッケルの酸化に伴う体積変動によるセルの破壊を防止することができる。   The solid oxide fuel cell system of the present invention includes a temperature sensor, and the control unit controls the fuel supply unit from the operating temperature to a predetermined set temperature to supply hydrogen gas to the stack for cooling. Below the set temperature, the air supply unit can be controlled to supply air to the stack for cooling. Thereby, the destruction of the cell due to the volume fluctuation accompanying the oxidation of nickel contained in the cell can be prevented.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and changes, modifications, and improvements can be added without departing from the scope of the invention.

図1に本発明の固体酸化物形燃料電池(以下、単に燃料電池ともいう)1の一部斜視図を示す。また、図2に図1の断面Aにおける断面図を示す。燃料電池1は、セル2とインターコネクタ3とが交互に積層されてスタックが形成されている。   FIG. 1 is a partial perspective view of a solid oxide fuel cell (hereinafter also simply referred to as a fuel cell) 1 of the present invention. FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along a cross-section A in FIG. In the fuel cell 1, cells 2 and interconnectors 3 are alternately stacked to form a stack.

図2に示すように、セル2は、電解質層11と、電解質層11上に形成された燃料極層12と、電解質層11上の燃料極層12とは反対の面に形成された空気極層13とを有し、平板状に形成されている。セル2の燃料極層12及び空気極層13は、多孔質電極層として形成され、例えば、燃料極層12は、Ni−YSZ(イットリア安定化ジルコニア)、空気極層13は、LSM(ランタンストロンチウムマンガナイト)、電解質層11は、YSZ(イットリア安定化ジルコニア)により形成することができる。   As shown in FIG. 2, the cell 2 includes an electrolyte layer 11, a fuel electrode layer 12 formed on the electrolyte layer 11, and an air electrode formed on a surface opposite to the fuel electrode layer 12 on the electrolyte layer 11. The layer 13 is formed in a flat plate shape. The fuel electrode layer 12 and the air electrode layer 13 of the cell 2 are formed as porous electrode layers. For example, the fuel electrode layer 12 is Ni-YSZ (yttria stabilized zirconia), and the air electrode layer 13 is LSM (lanthanum strontium). Manganite) and electrolyte layer 11 can be formed of YSZ (yttria stabilized zirconia).

セル2は、グリーンシート法により作成した電解質層11を構成する電解質焼成体(焼成条件:1400℃・1時間)に、燃料極層12を印刷法により形成し1400℃・1時間にて焼成し、空気極層13を同じく印刷法により形成した後1200℃1時間にて焼成して形成される。なお、本発明においては、緻密なジルコニア電解質層11を30μm、その電解質層11の両面に、燃料極層12を20μm、空気極層13を20μm形成し、基板厚(セル厚)は70μm、基板サイズは30mm×30mmとしてセル2を形成した。本発明は、後述するようなインターコネクタ3との接合構造を採用することにより、従来の酸化物形燃料電池に比べ大幅に小型化されており、携帯用電気機器のバッテリーに利用することができる。   In the cell 2, the fuel electrode layer 12 is formed by the printing method on the electrolyte fired body (firing condition: 1400 ° C./1 hour) constituting the electrolyte layer 11 prepared by the green sheet method, and fired at 1400 ° C./1 hour. The air electrode layer 13 is formed by the same printing method and then fired at 1200 ° C. for 1 hour. In the present invention, the dense zirconia electrolyte layer 11 is 30 μm, the fuel electrode layer 12 is formed on both surfaces of the electrolyte layer 11, the air electrode layer 13 is formed 20 μm, and the substrate thickness (cell thickness) is 70 μm. The cell 2 was formed with a size of 30 mm × 30 mm. The present invention is greatly reduced in size as compared with a conventional oxide fuel cell by adopting a junction structure with an interconnector 3 as will be described later, and can be used for a battery of a portable electric device. .

図3に図2の部分拡大図を示す。図3に示すように、セル2とインターコネクタ3とが交互に積層されてスタック構造が形成されている。また、インターコネクタ3の材料としては、フェライト系SUS、インコネル600、ハステロイ等のNi系耐熱合金を使用することができる。   FIG. 3 shows a partially enlarged view of FIG. As shown in FIG. 3, cells 2 and interconnectors 3 are alternately stacked to form a stack structure. Further, as a material for the interconnector 3, Ni-based heat-resistant alloys such as ferrite SUS, Inconel 600, and Hastelloy can be used.

図2及び図3に示すように、セル2及びインターコネクタ3を交互に積層してスタック化することにより、図1に示すような燃料電池1を形成することができる。この場合において、各セル2は、燃料極層12が同一方向に(すなわち空気極層13も同一方向に)配置されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the fuel cell 1 as shown in FIG. 1 can be formed by alternately stacking the cells 2 and the interconnectors 3 to form a stack. In this case, each cell 2 has the fuel electrode layer 12 arranged in the same direction (that is, the air electrode layer 13 in the same direction).

インターコネクタ3とセル2との接合について、図4(a)及び図4(b)を用いて説明する。インターコネクタ3とセル2とは空気極層13又は燃料極層12にNi−Mnメタライズ層を形成した後、ロウ付けしても良いし、Ti等の活性金属を含んだ活性ロウ材を用いて直接接合しても良いが、図4(a)に示すように、セル2の外周部にロウ材61を付着させて多孔質電極層(空気極層13又は燃料極層12)をロウ材61により緻密化する。具体的には、セル2とインターコネクタ3との間に導電性物質を挟んだ状態において、セル2によって区切られたインターコネクタ3側の空間領域を減圧しつつ、導電性物質を溶解させることにより、図4(b)に示すように、ロウ材61を多孔質電極層に浸透させて多孔質電極層を緻密化し、セル2とインターコネクタ3とを接合することができる。また単に接合時に加圧することで、ロウ材61を多孔質電極層に浸透させて多孔質電極層を緻密化させても良い。これにより、多孔質電極層の外周部をシール部29とすることができる。なお、ロウ材61によって、多孔質電極層を緻密化した後に、インターコネクタ3とセル2とを接合してもよいし、緻密化と接合とを同時に行ってもよい。また、ガラス材料を用いて多孔質電極層を緻密化しシール部29としても良い。   The joining of the interconnector 3 and the cell 2 will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). The interconnector 3 and the cell 2 may be brazed after forming a Ni-Mn metallized layer on the air electrode layer 13 or the fuel electrode layer 12, or using an active brazing material containing an active metal such as Ti. Although it may be directly joined, as shown in FIG. 4A, the brazing material 61 is attached to the outer peripheral portion of the cell 2 so that the porous electrode layer (air electrode layer 13 or fuel electrode layer 12) is brazed. Densify. Specifically, in a state where the conductive material is sandwiched between the cell 2 and the interconnector 3, the conductive material is dissolved while decompressing the space region on the interconnector 3 side partitioned by the cell 2. As shown in FIG. 4B, the cell 2 and the interconnector 3 can be joined by allowing the brazing material 61 to penetrate into the porous electrode layer and densifying the porous electrode layer. Alternatively, the brazing material 61 may be infiltrated into the porous electrode layer simply by pressurizing at the time of joining, thereby densifying the porous electrode layer. Thereby, the outer peripheral part of the porous electrode layer can be used as the seal part 29. The interconnector 3 and the cell 2 may be joined after densifying the porous electrode layer with the brazing material 61, or densification and joining may be performed simultaneously. Alternatively, the porous electrode layer may be densified using a glass material to form the seal portion 29.

燃料極層12にニッケルを含む燃料電池1では、酸素雰囲気下において、酸化ニッケルへの変態が発生し、セル2の破壊を招きやすい。そのため、燃料極層12のニッケルを還元後、セル2とインターコネクタ3とを導電性物質であるロウ材61により接続するとよい。   In the fuel cell 1 in which the fuel electrode layer 12 contains nickel, transformation into nickel oxide occurs in an oxygen atmosphere, and the cell 2 is likely to be destroyed. Therefore, after the nickel in the fuel electrode layer 12 is reduced, the cell 2 and the interconnector 3 may be connected by a brazing material 61 that is a conductive substance.

ロウ材厚みは10−30μmが良好な電気伝導性とシール性を得る観点から望ましい。ロウ付け雰囲気は1×10−3Pa以下の真空度で実施し、インターコネクタ3の内外の圧力差は5×10−4Pa以上設けることで、多孔質電極層内へロウ材61を含浸させることができる。 The brazing material thickness is preferably 10-30 μm from the viewpoint of obtaining good electrical conductivity and sealing properties. The brazing atmosphere is performed at a vacuum of 1 × 10 −3 Pa or less, and the pressure difference between the inside and outside of the interconnector 3 is set to 5 × 10 −4 Pa or more, so that the brazing material 61 is impregnated into the porous electrode layer. be able to.

なお、ロウ材としては、素子の作動環境が600−800℃の酸化雰囲気であることから、耐酸化性に優れたロウ材を選択することが望ましい。具体的には、Ag系、Cu系、Ni系の材料があるが、耐酸化性の観点からNi系が望ましい。具体的には米国WESGO社のIcronibsi13(製品名)やCronisi(製品名)、米国ウォールコルモノイ社Nicrobraz31(製品名)が使用可能である。   As the brazing material, it is desirable to select a brazing material excellent in oxidation resistance since the operating environment of the element is an oxidizing atmosphere of 600 to 800 ° C. Specifically, there are Ag-based, Cu-based, and Ni-based materials, but Ni-based materials are desirable from the viewpoint of oxidation resistance. Specifically, Icronibsi 13 (product name) and Cronisi (product name) of USA WESGO, Inc., and US company Walcol Monoy's Microbraz 31 (product name) can be used.

インターコネクタ3は、燃料および空気をセル2のそれぞれの極に(つまり収容部20に)給排気する通路部56と、外周部に、通路部56に連通しかつ高さ方向に貫通する貫通孔55とを有する。   The interconnector 3 includes a passage portion 56 that supplies and exhausts fuel and air to and from each electrode of the cell 2 (that is, to the accommodating portion 20), and a through hole that communicates with the passage portion 56 in the outer peripheral portion and penetrates in the height direction. 55.

そして図5に示すように、インターコネクタ3の外周部に形成された貫通孔55に、通路部56に燃料又は空気を給排気するための給排気孔7aを有したガス供給管7が間隙58を有して備えられてスタック化されている。燃料電池1は、図2及び図3に示すように、インターコネクタ3とセル2の燃料極層12との間に燃料流路部、インターコネクタ3とセル2の空気極層13との間に空気流路部が形成されて、発電を行うことができる。なお、インターコネクタ3間は、ショート防止のために、間隙59を有して積層されている。また、図2の断面図にも示されるように、燃料流路部32と空気流路部31とがスタック方向において、交互に形成されている。このように、スタック化されることにより、高電圧を得ることができる。   As shown in FIG. 5, a gas supply pipe 7 having a supply / exhaust hole 7 a for supplying / exhausting fuel or air to / from the passage portion 56 is formed in a gap 58 in a through hole 55 formed in the outer peripheral portion of the interconnector 3. Are provided and stacked. As shown in FIGS. 2 and 3, the fuel cell 1 includes a fuel flow path portion between the interconnector 3 and the fuel electrode layer 12 of the cell 2, and between the interconnector 3 and the air electrode layer 13 of the cell 2. An air flow path portion is formed, and power generation can be performed. The interconnectors 3 are stacked with a gap 59 to prevent a short circuit. In addition, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the fuel flow path portions 32 and the air flow path portions 31 are alternately formed in the stack direction. Thus, a high voltage can be obtained by stacking.

また、スタック化された燃料電池1は、図3に示すように、常温時において(作動前に)、ガス供給管7が貫通孔55に間隙58を有して備えられ、作動温度時において、図6に示すように、ガス供給管7の外周面と貫通孔55の内周面が密着する。すなわち、作動温度時に、ガス供給管7の外周面と貫通孔55の内周面は、ガス供給管7とインターコネクタ3の熱膨張差によってかしめられて密着する。このため、ガス供給管7とインターコネクタ3の熱膨張差による損傷を防止することができる。   Further, as shown in FIG. 3, the stacked fuel cell 1 is provided with the gas supply pipe 7 with a gap 58 in the through hole 55 at normal temperature (before operation), and at the operation temperature, As shown in FIG. 6, the outer peripheral surface of the gas supply pipe 7 and the inner peripheral surface of the through hole 55 are in close contact with each other. That is, at the operating temperature, the outer peripheral surface of the gas supply pipe 7 and the inner peripheral surface of the through hole 55 are caulked by the difference in thermal expansion between the gas supply pipe 7 and the interconnector 3 and are in close contact with each other. For this reason, the damage by the thermal expansion difference of the gas supply pipe 7 and the interconnector 3 can be prevented.

言い換えると、スタック内に空気及び燃料の流路を形成する流路形成部材(本実施形態においては、ガス供給管7とインターコネクタ3)の互いの密着性が温度によって異なり、作動温度時に各流路形成部材の熱膨張差によって各流路形成部材間の密着性が向上してスタック内を流通する空気及び燃料が外部に漏出することを防止する熱膨張シール部30が形成される。   In other words, the mutual adhesion of the flow path forming members (in this embodiment, the gas supply pipe 7 and the interconnector 3) that form air and fuel flow paths in the stack differs depending on the temperature. Due to the difference in thermal expansion of the path forming member, the adhesion between the flow path forming members is improved, and the thermal expansion seal portion 30 is formed to prevent the air and fuel flowing through the stack from leaking to the outside.

本発明の燃料電池1は、図7に示すように、空気を供給する空気供給部67、水素ガス等の燃料を供給する燃料供給部68、燃料電池1の温度を測定する温度センサ65、及び温度センサ65の測定結果が入力され、空気供給部67及び燃料供給部(改質器)68を制御する制御部66を備えた固体酸化物形燃料電池システム100として構成されている。温度センサ65は、作動温度(例えば、600〜800℃)における耐久性があるものであれば、接触式、非接触式等、特に限定されないが、例えば、マイクロ熱電対を挿入しても良いし、金属薄膜の電気抵抗の温度依存性等を利用することもできる。また、制御部66には、予め定められた設定温度(300℃以上500℃以下の範囲にするとよいが、例えば400℃)が記憶されている。   As shown in FIG. 7, the fuel cell 1 of the present invention includes an air supply unit 67 that supplies air, a fuel supply unit 68 that supplies fuel such as hydrogen gas, a temperature sensor 65 that measures the temperature of the fuel cell 1, and The measurement result of the temperature sensor 65 is inputted, and the solid oxide fuel cell system 100 including the control unit 66 that controls the air supply unit 67 and the fuel supply unit (reformer) 68 is configured. The temperature sensor 65 is not particularly limited as long as it has durability at an operating temperature (for example, 600 to 800 ° C.), and is not particularly limited. For example, a micro thermocouple may be inserted. The temperature dependence of the electrical resistance of the metal thin film can also be used. The controller 66 stores a preset temperature (which may be in the range of 300 ° C. or higher and 500 ° C. or lower, but 400 ° C., for example).

上記のような燃料電池1を含む固体酸化物形燃料電池システム100では、システム停止時にモジュール内の冷却のために高温で酸素を含むガスを導入すると、セル2に含まれるニッケルから酸化ニッケルへの変態が急激に発生し、セル2の破壊を招くことがある。そこで、本発明の固体酸化物形燃料電池システム100は、以下のように、設定温度までの冷却を水素ガスによって行い、その後空気を流すことでモジュールを冷却する。   In the solid oxide fuel cell system 100 including the fuel cell 1 as described above, when a gas containing oxygen is introduced at a high temperature for cooling the module when the system is stopped, the nickel contained in the cell 2 is changed to nickel oxide. Transformation may occur abruptly, leading to cell 2 destruction. Therefore, the solid oxide fuel cell system 100 of the present invention cools the module by performing cooling to a set temperature with hydrogen gas and then flowing air as follows.

図8を用いて、固体酸化物形燃料電池システム100における作動停止処理について説明する。制御部66は、システムの作動が停止されるかを監視する(S1)。システムの作動が停止されると(S1:YES)、引き続き燃料供給部68によって水素ガスを供給する(S2)。   The operation stop process in the solid oxide fuel cell system 100 will be described with reference to FIG. The controller 66 monitors whether the system operation is stopped (S1). When the operation of the system is stopped (S1: YES), hydrogen gas is continuously supplied by the fuel supply unit 68 (S2).

制御部66は、温度センサ65からの信号により、モジュールの温度が400℃以下となるかを監視する(S3)。モジュールの温度が400℃以下となれば(S3:YES)、制御部66は、水素ガスの供給を停止して、空気の供給を開始する(S4)。   Based on the signal from the temperature sensor 65, the controller 66 monitors whether the temperature of the module is 400 ° C. or less (S3). If the temperature of the module is 400 ° C. or lower (S3: YES), the control unit 66 stops supplying hydrogen gas and starts supplying air (S4).

さらに、制御部66は、温度センサ65からの信号により、モジュールの温度が常温となるかを監視し(S5)、モジュールの温度が充分に冷却されれば(常温近傍、例えば100℃)(S5:YES)、空気の供給を停止する(S6)。   Further, the control unit 66 monitors whether the temperature of the module reaches room temperature based on a signal from the temperature sensor 65 (S5), and if the temperature of the module is sufficiently cooled (near room temperature, for example, 100 ° C.) (S5). : YES), the supply of air is stopped (S6).

以上のように、設定温度(例えば、400℃)まで、水素ガスによって冷却し、その温度以下において、空気によって冷却することにより、セル2に含まれるニッケルの酸化に伴う体積変動によるセル2の破壊を防止することができる。   As described above, by cooling with hydrogen gas to a set temperature (for example, 400 ° C.) and cooling with air below that temperature, the destruction of the cell 2 due to volume fluctuations accompanying oxidation of nickel contained in the cell 2 Can be prevented.

また、上記構成において、インターコネクタ1に段差部を有する収容部を設けて、その収容部にセル2が収容されるように構成してもよい。すなわち、第一収容部及び第二収容部が、底面部23と周壁部とによって窪んだ形状に形成されて、周壁部に段差部が形成され、段差部にセル2を配置することにより、段差部と接するセル2の外周部がシール部29とされて、空気極層13と底面部23との間隙が空気流通部31、燃料極層12と底面部23との間隙が燃料流通部32とされた構成とすることもできる。さらに、シール部29の少なくとも一部が電気導通部とされて、セル2とインターコネクタ3とが電気的に接続された構成とすることもできる。具体的には、多孔質電極層として形成された燃料極層12及び空気極層13が導電性物質により緻密化されて形成される。導電性物質としては、ロウ材を使用することができる。   Moreover, in the said structure, the accommodating part which has a level | step-difference part in the interconnector 1 may be provided, and you may comprise so that the cell 2 may be accommodated in the accommodating part. That is, the first housing portion and the second housing portion are formed in a recessed shape by the bottom surface portion 23 and the peripheral wall portion, the step portion is formed in the peripheral wall portion, and the cell 2 is disposed in the step portion, thereby providing a step difference. The outer peripheral part of the cell 2 in contact with the part is a seal part 29, the gap between the air electrode layer 13 and the bottom part 23 is the air circulation part 31, and the gap between the fuel electrode layer 12 and the bottom part 23 is the fuel circulation part 32. It can also be set as the structure made. Furthermore, at least a part of the seal portion 29 may be an electrical conduction portion, and the cell 2 and the interconnector 3 may be electrically connected. Specifically, the fuel electrode layer 12 and the air electrode layer 13 formed as a porous electrode layer are formed by being densified with a conductive material. A brazing material can be used as the conductive material.

以上に説明したガス供給管とインターコネクタとに間隙を形成する燃料電池1、冷却方法、固体酸化物形燃料電池システムは、図9に示すような円形の実施形態にも適用するこことができる。   The fuel cell 1, the cooling method, and the solid oxide fuel cell system that form a gap between the gas supply pipe and the interconnector described above can be applied to a circular embodiment as shown in FIG. .

セル2は、前述の実施形態と同様に、電解質層11と、電解質層11上に形成された燃料極層12と、電解質層11上の燃料極層12とは反対の面に形成された空気極層13とを有して形成されている。燃料及び空気を流通させるために、セル貫通孔15が形成されている。   The cell 2 includes an electrolyte layer 11, a fuel electrode layer 12 formed on the electrolyte layer 11, and air formed on a surface opposite to the fuel electrode layer 12 on the electrolyte layer 11, as in the above-described embodiment. The electrode layer 13 is formed. A cell through hole 15 is formed in order to circulate fuel and air.

インターコネクタ3は、一方の面である第一面側と他方の面である第二面側とに、セル2を配置するために窪んだ形状に形成された第一収容部20a及び第二収容部20bが形成され、第一収容部20aに燃料極層12が内側とされてセル2が収容され、第二収容部20bに空気極層13が内側とされてセル2が収容され、セル2とインターコネクタ3とが交互に積層されてスタック構造が形成されている。詳細は、前述の実施形態と同様であるため、説明を省略する。   The interconnector 3 has a first housing portion 20a and a second housing that are formed in a recessed shape for arranging the cells 2 on the first surface side that is one surface and the second surface side that is the other surface. Part 20b is formed, the fuel electrode layer 12 is placed inside the first housing part 20a and the cell 2 is housed, and the air electrode layer 13 is housed inside the second housing part 20b and the cell 2 is housed. And the interconnector 3 are alternately stacked to form a stack structure. The details are the same as in the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted.

設定温度まで水素ガスによって冷却する前述の冷却方法は、前述の燃料電池1に限られない。次に、前述の冷却方法を適用することのできる燃料電池1の他の実施形態を図10〜図14を用いて説明する。   The above-described cooling method for cooling to the set temperature with hydrogen gas is not limited to the above-described fuel cell 1. Next, another embodiment of the fuel cell 1 to which the above-described cooling method can be applied will be described with reference to FIGS.

図10に他の実施形態における燃料電池1の一部破断斜視図、図11に、組み立てを示す斜視図を示す。燃料電池1は、セル2とインターコネクタ3とが交互に積層されて、スタック構造とされている。また図12は、インターコネクタ3を示す断面図である。   FIG. 10 is a partially broken perspective view of a fuel cell 1 according to another embodiment, and FIG. 11 is a perspective view showing assembly. The fuel cell 1 has a stack structure in which cells 2 and interconnectors 3 are alternately stacked. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the interconnector 3.

図11及び図12に示すように、インターコネクタ3は、一方の面である第一面側と他方の面である第二面側とに、セル2を配置するために窪んだ形状に形成された収容部20である第一収容部20a及び第二収容部20bが形成され、第一収容部20aに空気極層13が内側とされてセル2が収容され、第二収容部20bに燃料極層12が内側とされてセル2が収容され、セル2とインターコネクタ3とが交互に積層されてスタック構造が形成されている。   As shown in FIGS. 11 and 12, the interconnector 3 is formed in a recessed shape for arranging the cells 2 on the first surface side which is one surface and the second surface side which is the other surface. The first accommodating portion 20a and the second accommodating portion 20b, which are the accommodating portions 20, are formed, the cell 2 is accommodated in the first accommodating portion 20a with the air electrode layer 13 inside, and the fuel electrode is defined in the second accommodating portion 20b. The cell 12 is accommodated with the layer 12 on the inside, and the cell 2 and the interconnector 3 are alternately stacked to form a stack structure.

インターコネクタ3の第一収容部20a及び第二収容部20bは、底面部23と周壁部24とによって窪んだ形状に形成され、周壁部24に段差部25が形成されている。そして、インターコネクタ3は、段差部25からさらに中央方向に延出して形成された延出段差部26が設けられ、その延出段差部26にコネクタ貫通孔28が形成されている。インターコネクタ3の延出段差部26は、第一収容部20a側と第二収容部側20bとの対向しない対角線上の位置に対として形成されている。   The first housing portion 20 a and the second housing portion 20 b of the interconnector 3 are formed in a shape that is depressed by the bottom surface portion 23 and the peripheral wall portion 24, and the step portion 25 is formed in the peripheral wall portion 24. The interconnector 3 is further provided with an extended step portion 26 that extends from the step portion 25 in the center direction, and a connector through hole 28 is formed in the extended step portion 26. The extending step portion 26 of the interconnector 3 is formed as a pair at diagonal positions where the first housing portion 20a side and the second housing portion side 20b do not face each other.

図11に示すように、セル2及びインターコネクタ3を交互に積層してスタック化することにより、図10に示すような燃料電池1を形成することができる。この場合において、各セル2は、燃料極層12が同一方向に(すなわち空気極層13も同一方向に)、セル貫通孔15の並びが互い違いになるように配置されている。また、インターコネクタ3は、延出段差部26の位置が互い違いになるように配置されている。このようにすることにより、空気及び燃料が、第一収容部20a、第二収容部20b内を広く流通することができるため、発電効率を高くすることができる。   As shown in FIG. 11, the fuel cells 1 as shown in FIG. 10 can be formed by alternately stacking the cells 2 and the interconnectors 3 to form a stack. In this case, each cell 2 is arranged so that the fuel electrode layer 12 is in the same direction (that is, the air electrode layer 13 is also in the same direction), and the cell through holes 15 are arranged alternately. Moreover, the interconnector 3 is arrange | positioned so that the position of the extension level | step-difference part 26 may become alternate. By doing in this way, since air and fuel can distribute | circulate widely in the 1st accommodating part 20a and the 2nd accommodating part 20b, electric power generation efficiency can be made high.

図13に積層構造の断面図を示す。図13に示すように、セル2がインターコネクタ3の第一収容部20a及び第二収容部20bに収容されて、セル2及びインターコネクタ3が交互に積層させてスタック化されている。段差部25にセル2を配置することにより、段差部25に接するセル2の外周部がシール部29とされて、空気極層13と底面部23との間隙が空気流通部31、燃料極層12と底面部23との間隙が燃料流通部32とされている。   FIG. 13 shows a cross-sectional view of the laminated structure. As shown in FIG. 13, the cell 2 is accommodated in the first accommodating portion 20a and the second accommodating portion 20b of the interconnector 3, and the cells 2 and the interconnector 3 are alternately stacked to form a stack. By disposing the cell 2 in the stepped portion 25, the outer peripheral portion of the cell 2 in contact with the stepped portion 25 is used as the seal portion 29, and the gap between the air electrode layer 13 and the bottom surface portion 23 is defined as the air circulation portion 31 and the fuel electrode layer. A gap between the bottom surface portion 12 and the bottom surface portion 23 serves as a fuel circulation portion 32.

さらに、シール部29の少なくとも一部が電気導通部とされて、セル2とインターコネクタ3とが電気的に接続されている。セル2の燃料極層12及び空気極層13は、多孔質電極層として形成され、電気導通部は、多孔質電極層が導電性物質により緻密化されて形成されている。具体的には、導電性物質としては、ロウ材61を使用することができる。   Further, at least a part of the seal portion 29 is an electric conduction portion, and the cell 2 and the interconnector 3 are electrically connected. The fuel electrode layer 12 and the air electrode layer 13 of the cell 2 are formed as porous electrode layers, and the electrically conductive portion is formed by densifying the porous electrode layer with a conductive substance. Specifically, a brazing material 61 can be used as the conductive material.

以上のようにスタック化されて形成された燃料電池1は、図14に示すように、インターコネクタ3とセル2の燃料極層12との間に燃料流路部、インターコネクタ3とセル2の空気極層13との間に空気流路部が形成されて、発電を行うことができる。なお、インターコネクタ3間は、ショート防止のために、間隙を有して積層されている。また、図13の断面図にも示されるように、燃料流路部32と空気流路部31とがスタック方向において、交互に形成されている。このように、スタック化されることにより、高出力・高電圧を得ることができる。また、燃料流路部32と空気流路部31に集電部材、例えば金属メッシュを内装していても良い。   As shown in FIG. 14, the fuel cell 1 formed by stacking as described above has a fuel flow path between the interconnector 3 and the fuel electrode layer 12 of the cell 2, and the interconnector 3 and the cell 2. An air channel portion is formed between the air electrode layer 13 and power generation can be performed. The interconnectors 3 are stacked with a gap in order to prevent a short circuit. Further, as shown in the sectional view of FIG. 13, the fuel flow path portions 32 and the air flow path portions 31 are alternately formed in the stack direction. Thus, by stacking, high output and high voltage can be obtained. In addition, a current collecting member, for example, a metal mesh may be provided in the fuel flow path portion 32 and the air flow path portion 31.

さらに、本発明の固体酸化物形燃料電池の他の実施形態について図16、及び図17を用いて説明する。図16は、本実施形態の燃料電池1の一部破断斜視図、図17は、断面図である。本実施形態の固体酸化物形燃料電池1は、電解質層11と、その電解質層11上に形成された燃料極層12と、電解質層11上の燃料極層12とは反対の面に形成された空気極層13とを有するセル2と、一方の面である第一面3a側と他方の面である第二面3b側とにセル2を配置するインターコネクタ3と、を備え、セル2とインターコネクタ3とが交互に積層されたスタックが形成されている。   Furthermore, another embodiment of the solid oxide fuel cell of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a partially broken perspective view of the fuel cell 1 of the present embodiment, and FIG. 17 is a cross-sectional view. The solid oxide fuel cell 1 of the present embodiment is formed on the surface opposite to the electrolyte layer 11, the fuel electrode layer 12 formed on the electrolyte layer 11, and the fuel electrode layer 12 on the electrolyte layer 11. A cell 2 having an air electrode layer 13 and an interconnector 3 in which the cell 2 is disposed on the first surface 3a side which is one surface and the second surface 3b side which is the other surface. And the interconnector 3 are alternately stacked.

具体的には、セル2の外周部がインターコネクタ3の外周部の第一面3aと第二面3bとに挟まれた状態で、セル2とインターコネクタ3とが交互に積層されてスタック構造が形成されており、インターコネクタ3の第一面3a側には、窪んだ形状の空気が流通する空気流通部31、第二面3b側には、窪んだ形状の燃料が流通する燃料流通部32が形成されている。   Specifically, the cell 2 and the interconnector 3 are alternately stacked while the outer periphery of the cell 2 is sandwiched between the first surface 3a and the second surface 3b of the outer periphery of the interconnector 3. Is formed on the first surface 3a side of the interconnector 3, and the air circulation portion 31 in which the depressed air flows, and the fuel circulation portion in which the depressed fuel flows on the second surface 3b side. 32 is formed.

さらに、セル2とインターコネクタ3とが積層されたスタックの側面1wに、空気流通部31を流通する空気及び燃料流通部32を流通する燃料が外部に漏出することを防止するシール部材85を配置する構成とすることができる。シール部材85は、多孔質の骨材(多孔質部)に低融点ガラスを含浸した複合材によって形成されたものを使用することができる。さらに、シール部材85の外側にセラミック86を接合してもよい。燃料電池1の作動温度の近傍の高温状態では、シール部材85中のガラスが軟化することで、シール性を確保することができる。一方、熱応力は軟化ガラスによる開放効率を利用することもできるが、骨材である多孔質部が受けることで、セル2への応力付加を低減できる。また、セル2とインターコネクタ3の接合面にガラス接合部が配置されていてもよい。   Further, a seal member 85 for preventing the air flowing through the air circulation portion 31 and the fuel flowing through the fuel circulation portion 32 from leaking to the outside is disposed on the side surface 1w of the stack in which the cells 2 and the interconnectors 3 are stacked. It can be set as the structure to do. As the seal member 85, a member formed of a composite material in which a porous aggregate (porous portion) is impregnated with low-melting glass can be used. Further, the ceramic 86 may be bonded to the outside of the seal member 85. In a high temperature state in the vicinity of the operating temperature of the fuel cell 1, the glass in the seal member 85 is softened, so that the sealing performance can be ensured. On the other hand, the thermal stress can use the open efficiency by the softened glass, but the stress applied to the cell 2 can be reduced by receiving the porous portion as the aggregate. In addition, a glass joint may be disposed on the joint surface between the cell 2 and the interconnector 3.

図18(a)及び図18(b)を用いて、燃料電池1の作動を説明する。図18(a)に示すように、セル2の外周部の表裏の面と、インターコネクタ3の外周部の第一面3a、第二面3bとの密着性が温度によって異なるように構成されており、非作動時である常温時には、セル2の外周部の表裏の面とインターコネクタ3の外周部の第一面3a、第二面3bとの間に間隙63が形成されている。   The operation of the fuel cell 1 will be described with reference to FIGS. 18 (a) and 18 (b). As shown in FIG. 18 (a), the adhesion between the front and back surfaces of the outer peripheral portion of the cell 2 and the first surface 3a and the second surface 3b of the outer peripheral portion of the interconnector 3 is different depending on the temperature. At normal temperature that is not in operation, a gap 63 is formed between the front and back surfaces of the outer peripheral portion of the cell 2 and the first and second surfaces 3a and 3b of the outer peripheral portion of the interconnector 3.

そして、図18(b)に示すように、作動温度時に熱膨張差によって、間隙63がなくなって、セル2とインターコネクタ3との面が密着して熱膨張シール部64が形成される。したがって、本実施形態において、セル2とインターコネクタ3は、流路形成部材であり、各流路形成部材間の密着性が向上して形成された熱膨張シール部64は、スタック内を流通する空気及び燃料が外部に漏出することを防止する。   Then, as shown in FIG. 18B, the gap 63 disappears due to the difference in thermal expansion at the operating temperature, and the surfaces of the cell 2 and the interconnector 3 are brought into close contact with each other to form the thermal expansion seal portion 64. Therefore, in this embodiment, the cell 2 and the interconnector 3 are flow path forming members, and the thermal expansion seal portion 64 formed with improved adhesion between the flow path forming members circulates in the stack. Prevent air and fuel from leaking out.

以上のように、スタック内に空気及び燃料の流路を形成する流路形成部材を常温では、強固な固定とせず、わずかな間隙63を有するようにすることで、急速昇温により発生する熱応力を積層方向に累積させず、低応力スタック構造とすることができる。さらに、各流路形成部材の熱膨張差によって、作動温度時にシール性を確保することができる。   As described above, the flow path forming member that forms the flow path of air and fuel in the stack is not firmly fixed at room temperature, but has a slight gap 63, so that heat generated by rapid temperature rise is generated. A low stress stack structure can be obtained without accumulating stress in the stacking direction. Furthermore, the sealing performance can be ensured at the operating temperature due to the difference in thermal expansion of each flow path forming member.

設定温度まで窒素ガスによって冷却する前述の冷却方法及び固体酸化物形燃料電池システムは、以上の図10〜図14、図16〜図18を用いて説明した燃料電池1についても適用することができる。さらに、前述の冷却方法及び固体酸化物形燃料電池システムは、以上に説明した実施形態の燃料電池1に限らず、熱応力により損傷を受けやすい燃料電池に適用することができる。   The above-described cooling method and solid oxide fuel cell system that cools to a set temperature with nitrogen gas can also be applied to the fuel cell 1 described with reference to FIGS. 10 to 14 and FIGS. 16 to 18. . Furthermore, the cooling method and the solid oxide fuel cell system described above can be applied not only to the fuel cell 1 of the embodiment described above but also to a fuel cell that is easily damaged by thermal stress.

ところで、更なる高出力・高電圧化に対して、セル2の積層数を増大させて対応することは好ましくない。その理由は発電セルのスタック数が増えれば、スタック内の接続部での信頼性確保、ガスの使用率の観点から限界があるものと考えるからである。望ましいスタック数は10層程度であり、その為高出力化・高電圧化に対しては、複数のスタックを配列して対応することが望ましい。   By the way, it is not preferable to increase the number of stacked cells 2 to cope with further increase in output and voltage. The reason is that if the number of stacks of power generation cells increases, it is considered that there is a limit from the viewpoint of ensuring reliability at the connection part in the stack and the gas usage rate. The desirable number of stacks is about 10 layers. Therefore, it is desirable to arrange a plurality of stacks for high output and high voltage.

そこで、図15(a)、及び図15(b)に、発電セル70を複数配列した燃料電池1の実施形態を示す。図15(a)、及び図15(b)に示す燃料電池1は、セル2とインターコネクタ3とがスタック化された発電セル70がケース72に断熱部71によって断熱されて収容され、複数の発電セル70によって構成されている。断熱部71は、真空断熱であってもよいし、断熱材を使用した断熱であってもよい。なお図15(b)は、ケース72内に、2つの発電セル70が断熱部71によって断熱されて収容されている。   15A and 15B show an embodiment of the fuel cell 1 in which a plurality of power generation cells 70 are arranged. In the fuel cell 1 shown in FIGS. 15A and 15B, a power generation cell 70 in which the cells 2 and the interconnectors 3 are stacked is accommodated in a case 72 by being insulated by a heat insulating portion 71. The power generation cell 70 is used. The heat insulating part 71 may be vacuum heat insulation or heat insulation using a heat insulating material. In FIG. 15B, two power generation cells 70 are thermally insulated and accommodated in a case 72 by a heat insulating portion 71.

複数のスタック(発電セル70)を有することで、1つのスタックに故障が発生しても、残りスタックへの燃料供給量を上げることで、系全体での出力を確保することが可能である。また、急速起動の観点からも、急速起動時に出力を得るための堅牢なスタックを準備して対応すればよく、定常運転時は別に用意した高出力なスタックを運転して対応できる。特性に合わせたスタックを別々に用意することで、系全体として高性能な燃料電池システムとすることができる。このように構成することにより、高出力・高電圧化することができ、携帯電子機器への適用のみならず、より大型の電子機器へ適用することも可能である。   By having a plurality of stacks (power generation cells 70), even if a failure occurs in one stack, it is possible to ensure the output of the entire system by increasing the amount of fuel supplied to the remaining stack. Also, from the viewpoint of rapid start-up, it is sufficient to prepare and respond to a robust stack for obtaining output during rapid start-up, and during steady operation, a separately prepared high-output stack can be operated. By preparing a stack according to the characteristics separately, a high-performance fuel cell system as a whole system can be obtained. With such a configuration, it is possible to increase the output and voltage, and it is possible to apply not only to portable electronic devices but also to larger electronic devices.

以上で説明した本発明は、急速起動に対する熱衝撃性を有する種々の燃料電池に適用可能であり、例えば、固体電解質がプロトン伝導体からなる燃料電池へも適用可能である。プロトン伝導体の例としては、リン酸塩系プロトン伝導体(作動温度:150〜350℃)が挙げられる。したがって、固体酸化物形燃料電池に用いる固体酸化物からなる電解質は、燃料電池の作動温度により適宜選択されればよく、また、固体電解質について伝導するイオンも、酸素イオンに限定されるものではない。   The present invention described above can be applied to various fuel cells having thermal shock resistance against rapid activation. For example, the present invention can also be applied to a fuel cell in which a solid electrolyte is made of a proton conductor. Examples of proton conductors include phosphate-based proton conductors (operation temperature: 150 to 350 ° C.). Therefore, the electrolyte made of the solid oxide used in the solid oxide fuel cell may be appropriately selected depending on the operating temperature of the fuel cell, and the ions conducted for the solid electrolyte are not limited to oxygen ions. .

本発明の固体酸化物形燃料電池は、小型・薄型化することが可能で、かつ、セルとインターコネクタとの電気的接続に優れており、携帯電話やノートPC等の携帯用電気機器のバッテリーとして利用することができる。   The solid oxide fuel cell of the present invention can be reduced in size and thickness, has excellent electrical connection between the cell and the interconnector, and is a battery for portable electric devices such as mobile phones and notebook PCs. Can be used as

本発明の燃料電池の一実施形態を示す一部斜視図である。It is a partial perspective view which shows one Embodiment of the fuel cell of this invention. 図1の断面Aにおける断面図である。It is sectional drawing in the cross section A of FIG. 図2の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2. インターコネクタとセルの接合を説明する図である。It is a figure explaining joining of an interconnector and a cell. 燃料電池の組み立てを示す図である。It is a figure which shows the assembly of a fuel cell. 作動温度時におけるインターコネクタとガス供給管との密着を説明する図である。It is a figure explaining adhesion with an interconnector and a gas supply pipe at the time of operation temperature. 固体酸化物形燃料電池システムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing a solid oxide fuel cell system. 本発明の冷却方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the cooling method of this invention. 円形状の燃料電池の実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of a circular fuel cell. 本発明の冷却方法を提供することのできる燃料電池の他の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows other embodiment of the fuel cell which can provide the cooling method of this invention. 燃料電池の組み立て前を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the assembly of a fuel cell. インターコネクタを示す断面図である。It is sectional drawing which shows an interconnector. インターコネクタとセルの組み合わせを説明する図である。It is a figure explaining the combination of an interconnector and a cell. 燃料と空気の流通を説明する図である。It is a figure explaining circulation of fuel and air. 複数の発電セルを配列した実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment which arranged the several electric power generation cell. 燃料電池の他の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows other embodiment of a fuel cell. 図16に示す燃料電池の断面図である。It is sectional drawing of the fuel cell shown in FIG. 図16に示す燃料電池の作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the fuel cell shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:燃料電池(スタック)、1w:側面、2:セル、3:インターコネクタ、3a:第一面、3b:第二面、7:ガス供給管、7a:給排気孔、11:電解質層、12:燃料極層、13:空気極層、20:収容部、20a:第一収容部、20b:第二収容部、23:底面部、24:周壁部、25:段差部、26:延出段差部、28:コネクタ貫通孔、29:シール部、30:熱膨張シール部、31:空気流通部、32:燃料流通部、58:(インターコネクタとガス供給管との)間隙、59:(インターコネクタ間の)間隙、61:ロウ材、64:熱膨張シール部、65:温度センサ、66:制御部、67:空気供給部、68:燃料供給部、70:発電セル、71:断熱部、72:ケース、85:シール部材、86:セラミック、100:固体酸化物形燃料電池システム。 1: fuel cell (stack), 1w: side surface, 2: cell, 3: interconnector, 3a: first surface, 3b: second surface, 7: gas supply pipe, 7a: air supply / exhaust hole, 11: electrolyte layer, 12: fuel electrode layer, 13: air electrode layer, 20: housing part, 20a: first housing part, 20b: second housing part, 23: bottom surface part, 24: peripheral wall part, 25: step part, 26: extension Step part 28: Connector through hole 29: Seal part 30: Thermal expansion seal part 31: Air circulation part 32: Fuel circulation part 58: Gap (between interconnector and gas supply pipe) 59: ( 61) Brazing material, 64: Thermal expansion seal part, 65: Temperature sensor, 66: Control part, 67: Air supply part, 68: Fuel supply part, 70: Power generation cell, 71: Heat insulation part 72: Case, 85: Seal member, 86: Ceramic, 100: Solid Oxide fuel cell system.

Claims (12)

電解質層と、その電解質層上に形成された燃料極層と、前記電解質層上の前記燃料極層とは反対の面に形成された空気極層とを有するセルと、
一方の面である第一面側と他方の面である第二面側とに前記セルを配置するインターコネクタと、を備え、
前記セルと前記インターコネクタとが交互に積層されたスタックが形成され、
さらに、前記スタック内における空気及び燃料の流路を形成する流路形成部材は、互いの密着性が温度によって異なり、作動温度時に各流路形成部材の熱膨張差によって各流路形成部材間の密着性が向上して熱膨張シール部が形成され、
前記熱膨張シール部は、前記スタック内を流通する前記空気及び前記燃料が外部に漏出することを防止する固体酸化物形燃料電池。
A cell having an electrolyte layer, a fuel electrode layer formed on the electrolyte layer, and an air electrode layer formed on a surface of the electrolyte layer opposite to the fuel electrode layer;
An interconnector that arranges the cells on the first surface side which is one surface and the second surface side which is the other surface;
A stack in which the cells and the interconnector are alternately stacked is formed,
Further, the flow path forming members that form the air and fuel flow paths in the stack have different adhesive properties depending on the temperature, and the difference in thermal expansion between the flow path forming members at the operating temperature causes a difference between the flow path forming members. Adhesion is improved and a thermal expansion seal is formed,
The thermal expansion seal part is a solid oxide fuel cell that prevents the air and the fuel flowing through the stack from leaking to the outside.
前記インターコネクタは、前記燃料および前記空気を前記セルのそれぞれの極に給排気する通路部と、外周部に、前記通路部に連通しかつ高さ方向に貫通する貫通孔とを有し、
前記セルと前記インターコネクタとが交互に積層され、前記通路部に前記燃料又は前記空気を給排気するための給排気孔を有したガス供給管が前記貫通孔に間隙を有して備えられて前記スタック構造が形成され、
さらに、前記作動温度時に前記間隙が無くなって、前記ガス供給管の外周面と前記貫通孔の内周面が密着して前記熱膨張シール部が形成される請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池。
The interconnector has a passage portion for supplying and exhausting the fuel and air to and from each electrode of the cell, and an outer peripheral portion, and a through hole that communicates with the passage portion and penetrates in the height direction.
The cell and the interconnector are alternately stacked, and a gas supply pipe having a supply / exhaust hole for supplying / exhausting the fuel or air to the passage portion is provided with a gap in the through hole. The stack structure is formed;
2. The solid oxide form according to claim 1, wherein the gap is eliminated at the operating temperature, and the outer peripheral surface of the gas supply pipe and the inner peripheral surface of the through hole are in close contact to form the thermal expansion seal portion. Fuel cell.
前記ガス供給管の前記外周面と前記貫通孔の前記内周面は、前記作動温度時に、前記ガス供給管と前記インターコネクタの熱膨張差によってかしめられて密着する請求項2に記載の固体酸化物形燃料電池。   3. The solid oxidation according to claim 2, wherein the outer peripheral surface of the gas supply pipe and the inner peripheral surface of the through hole are caulked and adhered to each other at the operating temperature due to a difference in thermal expansion between the gas supply pipe and the interconnector. Physical fuel cell. 前記セルの外周部が前記インターコネクタの外周部の前記第一面と前記第二面とに挟まれた状態で、前記セルと前記インターコネクタとが交互に積層されて前記スタック構造が形成され、
前記インターコネクタの前記第一面側には、空気が流通する空気流通部、前記第二面側には、燃料が流通する燃料流通部が形成され、
さらに、前記セルの前記外周部の表裏の面と、前記インターコネクタの前記外周部の前記第一面、前記第二面との密着性が温度によって異なり、前記作動温度時に熱膨張差によって密着性が向上して前記熱膨張シール部が形成される請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池。
With the outer periphery of the cell sandwiched between the first surface and the second surface of the outer periphery of the interconnector, the cell and the interconnector are alternately stacked to form the stack structure,
On the first surface side of the interconnector, an air circulation portion through which air flows, and a fuel circulation portion through which fuel flows is formed on the second surface side,
Furthermore, the adhesion between the front and back surfaces of the outer peripheral portion of the cell and the first and second surfaces of the outer peripheral portion of the interconnector varies depending on the temperature, and the adhesion due to the difference in thermal expansion at the operating temperature. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the thermal expansion seal portion is formed by improvement.
前記セルと前記インターコネクタとが積層された前記スタックの側面に、前記空気流通部を流通する前記空気及び前記燃料流通部を流通する前記燃料が外部に漏出することを防止するシール部材が配置された請求項4に記載の固体酸化物形燃料電池。   A seal member for preventing leakage of the air flowing through the air circulation portion and the fuel flowing through the fuel circulation portion to the outside is disposed on a side surface of the stack in which the cells and the interconnector are stacked. The solid oxide fuel cell according to claim 4. 前記シール部材は、多孔質の骨材にガラスを含浸した複合材によって形成された請求項5に記載の固体酸化物形燃料電池。   The solid oxide fuel cell according to claim 5, wherein the seal member is formed of a composite material in which a porous aggregate is impregnated with glass. 前記シール部材の外側にセラミックが接合された請求項5または6に記載の固体酸化物形燃料電池。   The solid oxide fuel cell according to claim 5 or 6, wherein a ceramic is bonded to the outside of the seal member. 電解質層と、その電解質層上に形成された燃料極層と、前記電解質層上の前記燃料極層とは反対の面に形成された空気極層とを有するセルと、一方の面である第一面側と他方の面である第二面側とに前記セルを配置するインターコネクタとを備え、前記セルと前記インターコネクタとが交互に積層されたスタックが形成された固体酸化物形燃料電池の冷却方法であって、
前記固体酸化物形燃料電池の作動停止時に、作動温度から、前記作動温度よりも低く常温よりも高い予め定められた設定温度まで、水素ガスを前記スタックに供給して冷却する固体酸化物形燃料電池の冷却方法。
A cell having an electrolyte layer, a fuel electrode layer formed on the electrolyte layer, and an air electrode layer formed on a surface opposite to the fuel electrode layer on the electrolyte layer; A solid oxide fuel cell comprising: an interconnector that arranges the cells on one surface side and a second surface side that is the other surface; and a stack in which the cells and the interconnector are alternately stacked. Cooling method,
A solid oxide fuel that cools by supplying hydrogen gas to the stack from an operating temperature to a preset temperature that is lower than the operating temperature and higher than room temperature when the solid oxide fuel cell is stopped. Battery cooling method.
前記設定温度以下において、空気を前記スタックに供給して冷却する請求項8に記載の固体酸化物形燃料電池の冷却方法。   The method for cooling a solid oxide fuel cell according to claim 8, wherein air is supplied to the stack to be cooled below the set temperature. 前記設定温度が、300℃以上500℃以下の範囲である請求項8または9に記載の固体酸化物形燃料電池の冷却方法。   The method for cooling a solid oxide fuel cell according to claim 8 or 9, wherein the set temperature is in a range of 300 ° C or higher and 500 ° C or lower. 電解質層と、その電解質層上に形成された燃料極層と、前記電解質層上の前記燃料極層とは反対の面に形成された空気極層とを有するセルと、一方の面である第一面側と他方の面である第二面側とに前記セルを配置するインターコネクタとを備え、前記セルと前記インターコネクタとが交互に積層されたスタックが形成された固体酸化物形燃料電池と、
その固体酸化物形燃料電池に空気を供給する空気供給部と、
前記固体酸化物形燃料電池に燃料を供給する燃料供給部と、
前記固体酸化物形燃料電池の温度を測定する温度センサと、
その温度センサによって測定した前記固体燃料電池の温度が作動温度から予め定められた設定温度まで、前記燃料供給部を制御して水素ガスを前記スタックに供給して冷却する制御部と、
を含む固体酸化物形燃料電池システム。
A cell having an electrolyte layer, a fuel electrode layer formed on the electrolyte layer, and an air electrode layer formed on a surface opposite to the fuel electrode layer on the electrolyte layer; A solid oxide fuel cell comprising: an interconnector that arranges the cells on one surface side and a second surface side that is the other surface; and a stack in which the cells and the interconnector are alternately stacked. When,
An air supply unit for supplying air to the solid oxide fuel cell;
A fuel supply unit for supplying fuel to the solid oxide fuel cell;
A temperature sensor for measuring the temperature of the solid oxide fuel cell;
A control unit configured to control the fuel supply unit to supply hydrogen gas to the stack to cool the solid fuel cell measured by the temperature sensor from an operating temperature to a predetermined set temperature; and
A solid oxide fuel cell system.
前記制御部は、前記設定温度以下において、前記空気供給部を制御して空気を前記スタックに供給して冷却する請求項11に記載の固体酸化物形燃料電池システム。   12. The solid oxide fuel cell system according to claim 11, wherein the control unit controls the air supply unit to supply air to the stack for cooling below the set temperature.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123570A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-16 Ngk Insulators, Ltd. Electrochemical device
WO2009119771A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 財団法人ファインセラミックスセンター Stack structure for solid exide fuel cell stack, solid oxide fuel cell stack, and production method for the same
JP2011517049A (en) * 2008-04-14 2011-05-26 エネルダイ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング FUEL CELL STACK AND METHOD FOR MANUFACTURING FUEL CELL STACK
JP2012514311A (en) * 2008-12-31 2012-06-21 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス,インコーポレイティド Method for SOFC cathode and co-fired battery and stack
JP2013030359A (en) * 2011-07-28 2013-02-07 Kyocera Corp Fuel cell device
JP2014194855A (en) * 2013-03-28 2014-10-09 Toto Ltd Solid oxide fuel battery
JP2014194856A (en) * 2013-03-28 2014-10-09 Toto Ltd Solid oxide fuel battery
WO2018173134A1 (en) * 2017-03-22 2018-09-27 株式会社 東芝 Electrochemical cell stack
JP2020072002A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 日本碍子株式会社 Fuel cell and cell stack device

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5313128B2 (en) * 2007-03-28 2013-10-09 日本碍子株式会社 Electrochemical equipment
US8043760B2 (en) 2007-03-28 2011-10-25 Ngk Insulators, Ltd. Electrochemical cell stacks
WO2008123570A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-16 Ngk Insulators, Ltd. Electrochemical device
WO2009119771A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 財団法人ファインセラミックスセンター Stack structure for solid exide fuel cell stack, solid oxide fuel cell stack, and production method for the same
KR20110005814A (en) * 2008-03-26 2011-01-19 자이단호진 화인 세라믹스 센터 Stack structure for solid oxide fuel cell stack, solid oxide fuel cell stack, and production method for the same
KR101694134B1 (en) 2008-03-26 2017-01-09 에프씨오 파워 가부시키가이샤 Stack structure for solid oxide fuel cell stack, solid oxide fuel cell stack, and production method for the same
CN102099954A (en) * 2008-03-26 2011-06-15 财团法人日本精细陶瓷中心 Stack structure for solid exide fuel cell stack, solid oxide fuel cell stack, and production method for the same
CN103647100A (en) * 2008-03-26 2014-03-19 财团法人日本精细陶瓷中心 Stack structure for solid oxide fuel cell stack, solid oxide fuel cell stack, and production method for the same
US8658328B2 (en) 2008-03-26 2014-02-25 Japan Fine Ceramics Center Stack structure for laminated solid oxide fuel cell, laminated solid oxide fuel cell and manufacturing method
US8691468B2 (en) 2008-04-14 2014-04-08 Enerday Gmbh Fuel cell stack, and method for the production of a fuel cell stack
JP2011517049A (en) * 2008-04-14 2011-05-26 エネルダイ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング FUEL CELL STACK AND METHOD FOR MANUFACTURING FUEL CELL STACK
US8459467B2 (en) 2008-12-31 2013-06-11 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. SOFC cathode and method for cofired cells and stacks
JP2012514311A (en) * 2008-12-31 2012-06-21 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス,インコーポレイティド Method for SOFC cathode and co-fired battery and stack
JP2013030359A (en) * 2011-07-28 2013-02-07 Kyocera Corp Fuel cell device
JP2014194855A (en) * 2013-03-28 2014-10-09 Toto Ltd Solid oxide fuel battery
JP2014194856A (en) * 2013-03-28 2014-10-09 Toto Ltd Solid oxide fuel battery
WO2018173134A1 (en) * 2017-03-22 2018-09-27 株式会社 東芝 Electrochemical cell stack
JPWO2018173134A1 (en) * 2017-03-22 2019-06-27 株式会社東芝 Electrochemical cell stack
JP2020072002A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 日本碍子株式会社 Fuel cell and cell stack device

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