JP2009004253A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体電解質体2の一方の側に燃料ガスに接する燃料極4を他方の側に酸化剤ガスに接する空気極6を設けた単セル1を備えている。燃料極4側に、単セル1を間に燃料ガスが供給される流入孔54と燃料ガスが排出される流出孔38とを対向して配置する。また、流入孔54からの燃料ガスを燃料極4の表面に分散して導く整流部材40を設ける。流入孔54に連通したガス流入層62と流出孔38に連通したガス流出層44とを形成すると共に、ガス流出層44に燃料極4を配置し、また、整流部材40は板状で、ガス流入層62とガス流出層44とを整流部材40により仕切ると共に、整流部材40に複数の通過孔46を形成した。
【選択図】図1
Description
本発明の課題は、ガス濃度の均一化を図った固体電解質型燃料電池を提供することにある。
固体電解質体の一方の側に燃料ガスに接する燃料極を他方の側に酸化剤ガスに接する空気極を設けた単セルを備えた固体電解質型燃料電池において、
少なくとも前記燃料極又は前記空気極の一方の極側で、前記単セルを間に前記ガスが供給される流入孔と前記ガスが排出される流出孔とを対向して配置すると共に、前記流入孔からの前記ガスを前記極の表面に分散して導く整流部材を設けたことを特徴とする固体電解質型燃料電池がそれである。
図1に示すように、1は単セルで、単セル1は、平板状の固体酸化物を用いた固体電解質体2を備え、固体電解質体2の一方の側に燃料極4が、固体電解質体2の他方の側に空気極6が設けられている。
まず、空気極フレーム16の流入孔20に、本実施形態では、空気を用いた酸化剤ガスが供給されると、酸化剤ガスは流入孔20からガス流出入層30に流入する。そして、空気極6に接した酸化剤ガスは、酸素が電子と反応して酸素イオンになり、生成された酸素イオンが固体電解質体2に移動し、固体電解質体2の酸素空孔と位置を交換しながら燃料極4側に移動する。空気のうち、酸素が消費された酸化剤ガスはガス流出入層30から流出孔22を通り、排出される。
本第3実施形態では、図8(イ)に示すように、ガス流出層用フレーム100の中抜き孔102は、燃料極4を収納でき、燃料極4の大きさより僅かに大きく形成して、燃料極4とガス流出層用フレーム100との間には大きな隙間ができないように形成している。
4…燃料極 6…空気極
8…セパレータ
10,14,18,25,35,41,51,57…取付孔
11−1〜11−4,15−1〜15−4,19−1〜19−4,26−1〜26−4,36−1〜36−4,42−1〜42−4,52−1〜52−4,58−1〜58−4…流路孔
13…絶縁板 16…空気極フレーム
20…流入孔 22…流出孔
24,56,88…インターコネクタ板
28,60,86…集電体
30…ガス流出入層
34,100…ガス流出層用フレーム
38…流出孔
40,80,108…整流部材
44…ガス流出層 46,84…通過孔
50,104,110…ガス流入層用フレーム
54,74,94…流入孔
62,90…ガス流入層
82…突部
Claims (10)
- 固体電解質体の一方の側に燃料ガスに接する燃料極を他方の側に酸化剤ガスに接する空気極を設けた単セルを備えた固体電解質型燃料電池において、
少なくとも前記燃料極又は前記空気極の一方の極側で、前記単セルを間に前記ガスが供給される流入孔と前記ガスが排出される流出孔とを対向して配置すると共に、前記流入孔からの前記ガスを前記極の表面に分散して導く整流部材を設けたことを特徴とする固体電解質型燃料電池。 - 前記流入孔に連通したガス流入層と前記流出孔に連通したガス流出層とを形成すると共に、前記ガス流出層に前記極を配置し、また、前記整流部材は板状で、前記ガス流入層と前記ガス流出層とを前記整流部材により仕切ると共に、前記整流部材に複数の通過孔を形成したことを特徴とする請求項1に記載の固体電解質型燃料電池。
- 前記ガス流入層に改質触媒を配置したことを特徴とする請求項2に記載の固体電解質型燃料電池。
- 前記ガス流入層に金属メッシュ又は発泡金属を配置したことを特徴とする請求項2に記載の固体電解質型燃料電池。
- 前記整流部材は導電性を有し、かつ、前記整流部材の少なくとも一部が前記整流部材との間に前記ガス流入層を形成するインターコネクタ板及び前記極に接していることを特徴とする請求項2に記載の固体電解質型燃料電池。
- 前記整流部材の前記流入孔側には、前記整流部材の前記流出孔側よりも多くの前記通過孔を形成したことを特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれかに記載の固体電解質型燃料電池。
- 前記整流部材の前記流入孔側に形成した前記通過孔の断面積は、前記整流部材の前記流出孔側に形成した前記通過孔の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれかに記載の固体電解質型燃料電池。
- 前記整流部材の縁側に形成した前記通過孔の断面積は、前記整流部材の中央側に形成した前記通過孔の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれかに記載の固体電解質型燃料電池。
- 前記流出孔の総断面積≧前記流入孔の総断面積≧前記通過孔の総断面積となる関係に形成したことを特徴とする請求項2ないし請求項8のいずれかに記載の固体電解質型燃料電池。
- 前記流入孔に連通したガス流入層と前記流出孔に連通したガス流出層とを形成すると共に、前記ガス流出層に前記極を配置し、かつ、前記ガス流入層に金属メッシュ又は発泡金属からなる前記整流部材を配置したことを特徴とする請求項1に記載の固体電解質型燃料電池。
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