JP2011129280A - 燃料電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 燃料電池モジュールは、ケーシング内に、燃料ガスと酸化剤ガスとで発電を行なう燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池スタックと燃料電池スタックの各燃料電池セルの第1端部に接続され各燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのマニホールドとを備えてなる燃料電池スタック装置と、燃料電池セルとの短絡を防止しつつ、積層された燃料電池セルの側方端部とマニホールドとに対して接触するとともに燃料電池セルの熱伝導度よりも高い熱伝導度を有する高熱伝導部材と、を収納してなる。
【選択図】 図5
Description
図1は、本発明の燃料電池モジュールを構成する燃料電池セル10を抜粋して示しており、燃料電池セル10の断面を含む部分斜視図である。図1に示すように、燃料電池セル10は、平板柱状の全体形状を有する。ガス透過性を有する導電性支持体11の内部に、軸方向に沿って貫通する複数の燃料ガス通路12が形成されている。一方の平面上に、燃料極13、固体電解質14、および酸素極15が順に積層されている。導電性支持体11の外周面における他方の平面上には、接合層16を介してインターコネクタ17が設けられ、その上に接触抵抗低減用のP型半導体層18が設けられている。それにより、燃料極13とインターコネクタ17とは、間に導電性支持体11を介して対向するように配置されている。
酸素極:1/2O2+2e−→O2−(固体電解質)
燃料極:O2−(固体電解質)+H2→H2O+2e−
図11は、本発明の他の例である燃料電池モジュール100aの全体構成を説明するための断面図である。図12は、高熱伝導部材80および後述する保炎板80aを抜粋して示す斜視図である。図11に示すように、燃料電池モジュール100aが図5の燃料電池モジュール100と異なる点は、高熱伝導部材82と保炎部材81とからなる保炎板80aを備えている点である。図11および図12に示すように、保炎板80aは、燃料電池スタック20と改質器30との間の燃焼部70に配置された保炎部材81と、燃料電池スタック20の側部からマニホールド40の下部まで設けられた高熱伝導部材82とを備える。
20 燃料電池スタック
30 改質器
40 マニホールド
50 燃料ガス配管
60 ケーシング
70 燃焼部
80,82 高熱伝導部材
80a 保炎板
81 保炎部材
100 燃料電池モジュール
Claims (10)
- ケーシング内に、
燃料ガスと酸化剤ガスとで発電を行なう燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池スタックと、当該燃料電池スタックの前記各燃料電池セルの第1端部に接続され、当該各燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのマニホールドとを備えてなる燃料電池スタック装置と、
前記燃料電池セルとの短絡を防止しつつ、積層された前記燃料電池セルの側方端部と前記マニホールドとに対して接触するとともに前記燃料電池セルの熱伝導度よりも高い熱伝導度を有する高熱伝導部材と、を収納してなることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 前記各燃料電池セルの第2端部に、当該燃料電池セルの発電に供されなかった燃料オフガスと酸化剤オフガスとを合流させて前記燃料オフガスを燃焼させるための燃焼部を備えることを特徴とする請求項1記載の燃料電池モジュール。
- 前記燃焼部の上方に、炭化水素系燃料と改質水との改質反応によって水素を含有する改質ガスを生成するための改質器が配置されていることを特徴とする請求項2記載の燃料電池モジュール。
- 前記改質器の出口と前記マニホールドの入口とを接続する燃料ガス配管を備え、
該燃料ガス配管は、曲げられて前記燃料電池スタックに接触する接触部を備えることを特徴とする請求項3記載の燃料電池モジュール。 - 前記燃料電池スタックと前記改質器との間に、前記燃焼部における炎を保持するための保炎部材を備えるとともに、該保炎部材と前記高熱伝導部材とが接合されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の燃料電池モジュール。
- 前記燃料電池セルの第2端から第1端に向けて前記高熱伝導部材の断面積が大きくなっていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料電池モジュール。
- 前記高熱伝導部材は、前記燃料電池スタックを構成する前記燃料電池セルの積層方向において、断続的に設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の燃料電池モジュール。
- 前記高熱伝導部材は、複数設けられており、
前記燃料電池スタックを構成する前記燃料電池セルの積層方向の端部側よりも中央側において多く設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の燃料電池モジュール。 - 前記高熱伝導部材は、絶縁性のセラミックスまたは、表面に絶縁処理が施された金属、合金および導電性セラミックスのいずれか一種からなる板あるいは多孔体であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の燃料電池モジュール。
- 前記燃料電池セルは、固体酸化物形燃料電池であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の燃料電池モジュール。
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