JP2012038585A - 燃料電池の構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】隣り合う発電素子部A,A間における固体電解質膜40(緻密膜)と、発電素子部A内の固体電解質膜40とがディッピングにより連続して形成される。このディッピングは、隣り合う発電素子部A,Aのそれぞれの燃料極20が支持基板10の外側面から突出した状態にある支持基板10に対してなされる。即ち、「緻密膜」は、段差が形成された表面を連続して覆うように充填・形成される。「緻密膜」における隣り合う燃料極20,20の間の特定部分41の外側面Zの表面粗さが、算術平均粗さRaで0.01〜5μmである。ここで、算術平均粗さRaは、JIS B 0601−2001(ISO4287−1997に準拠)に基づく。
【選択図】図13
Description
空気極: 1/2O2+2e-→ O2-(固体電解質) …(1)
燃料極: O2-(固体電解質)+H2→ H2O+2e- …(2)
上述したように、固体電解質膜40は、それぞれの燃料極20が支持基板成形体10の外側面から突出した状態にある支持基板成形体10に対して、ディッピングにより形成される(図10を参照)。この結果、図13に示すように、隣り合う発電素子部A,A間において、緻密な固体電解質膜40が、発電素子部内の固体電解質膜40と連続して形成されている。以下、隣り合う発電素子部A,A間における固体電解質膜40を、特に、「緻密膜」と呼ぶ。「緻密膜」は、燃料ガスと空気等の酸素含有ガスとのリークを防止する機能を発揮する。
Hobson製のフォームタリサーフプラスが用いられた。表1の「クラック発生率」の欄において、分母は、サンプルの総数を示し、分子は、クラックが発生していたサンプルの数を示す。クラックは、主として、外側面Zの両端部付近に形成されていた。
Claims (5)
- ガス流路が内部に形成された多孔質の支持基板と、
前記支持基板の外側面における互いに離れた複数の箇所にそれぞれ設けられ、少なくとも内側電極、固体電解質膜、及び外側電極が積層されてなる複数の発電素子部であって、前記各内側電極が前記支持基板の外側面から外側に突出するように設けられた複数の発電素子部と、
1組又は複数組の隣り合う前記発電素子部の間にそれぞれ形成され、前記隣り合う発電素子部の一方の内側電極と他方の外側電極とを電気的に接続する1つ又は複数の電気的接続部と、
1組又は複数組の隣り合う前記発電素子部の間にそれぞれ形成され、前記内側電極に供給されるガスと前記外側電極に供給されるガスとの混合を防止する緻密材料からなる緻密膜であって、前記支持基板の外側面から突出する隣り合う前記内側電極における互いに向き合う両端部、並びに、前記隣り合う内側電極の間の前記支持基板の外側面を連続して覆うように形成された緻密膜と、
を備えた燃料電池の構造体において、
前記緻密膜における前記隣り合う内側電極の間の部分の外側面の表面粗さが、算術平均粗さRaで0.01〜5μmである、燃料電池の構造体。 - 請求項1に記載の燃料電池の構造体において、
前記緻密膜が前記固体電解質膜と同じ材料からなり、前記緻密膜が前記固体電解質膜と連続して形成された、燃料電池の構造体。 - 請求項2に記載の燃料電池の構造体において、
前記固体電解質膜と前記緻密膜とが同じ材料からなるスラリーを使用したディッピング法を用いて形成された、燃料電池の構造体。 - 請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の燃料電池の構造体において、
前記電気的接続部は、
前記隣り合う発電素子部の一方の内側電極の外側面に形成されたインターコネクタと、
前記インターコネクタと前記隣り合う発電素子部の他方の外側電極とを電気的に接続する多孔質材料からなる接続部材であって、前記緻密膜における前記部分を覆うように形成された接続部材と、
を含んで構成された、燃料電池の構造体。 - 請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の燃料電池の構造体において、
前記内側電極及び前記外側電極はそれぞれ、燃料極及び空気極であり、
前記支持基板の内部に形成されたガス流路は、燃料ガス用の流路であり、
前記燃料極は、前記固体電解質膜に接する燃料極活性部と、前記燃料極活性部以外の残りの部分である燃料極集電部とから構成された、燃料電池の構造体。
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