JP2008226640A - 燃料電池スタック構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】単セルの直列接続及び並列接続を選択可能であり、すなわち、高電圧仕様及び大電流仕様のいずれの仕様にも対応可能であり、小型で且つ高出力な燃料電池スタック構造体を提供する。
【解決手段】単セル10を保持していると共に中心部分に燃料ガスの導入孔2aを有する二枚のセル板1の各周縁部同士を接合して形成したセルユニットUを集電体8を介して複数積層して成り、セルユニットUの両セル板1,1間に形成した燃料ガス流路4を挟んで各々の単セル10の燃料極11,11同士を対向させると共に、互いに対向する単セル10の各燃料極11,11とセルユニットUのセル板1とを電気的に接続した。
【選択図】図1
Description
図1〜図6は、本発明の燃料電池スタック構造体の一実施例を示しており、図2及び図3に示すように、この燃料電池スタック構造体は、円形リング状を成す燃料極支持型の単セル10の内周縁部及び外周縁部に支持体2,3をそれぞれ接合して形成したセル板1を複数具備していて、図4に示すように、各々の単セル10の燃料極11,11同士を対向させて配置した二枚のセル板1,1の各内周側支持体2,2で中央流路部品6を挟持しつつ、各外周側支持体3,3の外周縁部同士を接合することで一組のセルユニットUを構成している。
図7〜図12は、本発明の燃料電池スタック構造体の他の実施例を示している。図7に示すように、この実施例における燃料電池スタック構造体では、実施例1と同じ中央流路部品6を用いた。また、セル板21として、外径120mmφで且つ厚さが100μmのSUS430を用いており、このセル板21は、図8に示すように、部分的に多孔質化してあって、この多孔質化した扇状部分21aにスパッタによって燃料極31(Ni−YSZ)を成膜するのに続いて、図9に示すように、電解質32(YSZ)をスパッタにより形成し、さらに、燃料極31と同様のパターンで空気極33(LSM)をスパッタにより成膜することで、単セル30を保持するセル板21を得た。
図13及び図14は、本発明の燃料電池スタック構造体のさらに他の実施例を示しており、図13に示すように、この実施例における燃料電池スタック構造体では、外周縁部に切欠28aを有する実施例2の袋形状の集電体28と同様の集電体28を用いて、3組のセルユニットU1を並列に接続して並列スタックユニットSU1を得た。この際、セルユニットU1を並列に接続するために、隣接する集電体28,28間は電気的に接続してあり、これと同じく、互いに重なり合うセルユニットU1の中央流路部品6保持部分同士も電気的に接続する必要があるため、シール性及び絶縁性の接合ではなく、シール性及び導電性の接合を実施している。
4,24 燃料ガス流路(流路空間)
6 中央流路部品
6a,6b ガス供給・排出孔
8,28 集電体
28a 集電体の切欠(セルユニット周縁部の電気的接続部分)
10,30 単セル
11,31 燃料極
12,32 電解質
13,33 空気極
21a 扇状部分(多孔質支持部)
U,U1 セルユニット
Claims (7)
- 単セルを保持していると共に中心部分に燃料ガス及び空気のうちの一方のガスの導入孔を有する二枚のセル板の各周縁部同士を接合して形成したセルユニットを集電体を介して複数積層して成るスタック構造体であって、
セルユニットの両セル板間に形成した一方のガスの流路空間を挟んで各々の単セルの同種電極同士を対向させると共に、これらの互いに対向する単セルの各内向き電極とセルユニットのセル板とを電気的に接続したことを特徴とする燃料電池スタック構造体。 - セルユニットの中央部分に、セルユニットの積層方向のガス流路を具備して両セル板間の流路空間に一方のガスを供給する導電性を有する中央流路部品を配置し、互いに対向する単セルの各内向き電極と中央流路部品とを電気的に接続した請求項1に記載の燃料電池スタック構造体。
- セルユニットのセル板の単セル配置部分を多孔質支持部とし、この多孔質支持部に単セルを形成した請求項1又は2に記載の燃料電池スタック構造体。
- セルユニットのセル板と、中央流路部品と、セルユニット間に配置する集電体とにより、複数積層したセルユニットを電気的に接続した請求項2又は3に記載の燃料電池スタック構造体。
- 複数積層したセルユニットの電気的な接続をセルユニットの周縁部において行う請求項1〜4のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
- 隣接するセルユニット同士を電気的に直列接続した請求項1〜5のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
- 隣接するセルユニット同士を電気的に並列接続すると共に、これらの電気的に並列接続した複数のセルユニットを電気的に直列接続した請求項1〜5のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
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