JP2012230818A - 固体酸化物形燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体酸化物形燃料電池は、燃料極層と固体電解質層12と空気極層13とが積層されたセル本体10と、燃料ガス流路と空気流路とを隔離する枠体状の隔離セパレータ25とを含む単位セルを備えている。セル本体と隔離セパレータが接合され、セル本体の所定の層(空気極層)の表面が隔離セパレータの開口部33から露出する。隔離セパレータの開口部は方形の四隅が面取りされた第1の平面形状を有し、所定の層は方形の四隅が面取りされた第2の平面形状を有し、第1の平面形状が所定の間隔を介して第2の平面形状を取り囲む位置関係にある。よって、発電面積を減少させることなく、隔離セパレータと所定の層との電気的ショートを防止して電気的信頼性を高めることができる。
【選択図】図9
Description
以下、本発明を適用した固体酸化物形燃料電池の第1実施形態について具体的に説明する。図1は、第1実施形態の固体酸化物形燃料電池1の側面図を示し、図2は、図1の固体酸化物形燃料電池1の上面図を示している。なお、図1は、図2の矢印A方向から見た側面図に対応する。
以下、本発明を適用した固体酸化物形燃料電池の第2実施形態について具体的に説明する。第2実施形態は、第1実施形態と多くの点で共通するので、以下では主に第1実施形態と異なる点について説明する。第1実施形態で示した図1〜図7、図11は、第2実施形態においても共通であるので、説明を省略する。
以下、本発明を適用した固体酸化物形燃料電池の第3実施形態について具体的に説明する。第3実施形態は、隔離セパレータ25及びセル本体10の面取り形状を変形したものである。図15(A)は、第1実施形態の図10(A)のギャップ領域Gの各角部のR面取り形状を、直線状に面取りした形状(C面取り形状)で置き換えた例を示している。図15(A)のギャップ領域Gは、図10(A)とは異なり、ギャップ領域Gの各角部の外周側(開口部33)と内周側(空気極層13)が、両側の各2辺と45度で交差する直線で面取りされている。ギャップ領域Gの四辺における幅W1と、各角部の外周と内周の間の幅W4は、特に制約されないが、W1=W4又はW1<W4に設定可能である。
2…燃料電池スタック
3…単位セル(燃料電池セル)
10…セル本体
11…燃料極層
12…固体電解質層
13…空気極層
20、21…インターコネクタ
22…燃料極側集電体
23…空気極側集電体
24…燃料極フレーム
25…隔離セパレータ
26、27…ガスシール部
B1〜B8…ボルト
N…ナット
Ain…空気導入管
Aout…空気排出管
Ap…空気流路
Fin…燃料ガス導入管
Fout…燃料ガス排出管
Fp…燃料ガス流路
G…ギャップ領域
Claims (10)
- 少なくとも、燃料ガスに接する燃料極層と、酸化剤ガスに接する空気極層と、一方の面側に前記燃料極が配置され他方の面側に前記空気極が配置された固体電解質層とが積層されたセル本体と、
前記セル本体の一方の面側に配置されて、厚み方向に貫通する開口部を備え、少なくとも前記セル本体の所定の層の表面を前記開口部より露出させるとともに、前記セル本体と接合する接合部を有する枠体状の隔離セパレータと、
を備えた固体酸化物形燃料電池であって、
前記隔離セパレータの前記開口部は、方形の四隅において面取りされた第1の平面形状を有し、
前記所定の層は、方形の四隅において面取りされた第2の平面形状を有し、
前記第1の平面形状が所定の間隔を介して前記第2の平面形状を取り囲む位置関係にあることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 - 前記所定の層は前記空気極層であることを特徴とする請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記セル本体の支持基体となる層は、前記燃料極層であることを特徴とする請求項2に記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記第1の平面形状及び前記第2の平面形状のそれぞれの面取りされた平面形状は、R面取り形状であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記第1の平面形状の前記R面取り形状の曲率半径をR1とし、前記第2の平面形状の前記R面取り形状の曲率半径をR2とし、前記第1の平面形状と前記第2の平面形状の間の幅をWとしたとき、R1≦R2+Wであることを特徴とする請求項4に記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記第1の平面形状及び前記第2の平面形状のそれぞれの面取りされた平面形状は、C面取り形状であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記第1の平面形状と前記第2の平面形状の間の領域は、一定幅の帯状の領域であることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記セル本体の外周側の端部は、方形の四隅において面取りされた第3の平面形状を有することを特徴とする1乃至7のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記接合部は、ロウ材によりなり、前記セル本体と前記隔離セパレータとがロウ付けにより接合されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記隔離セパレータは、可撓性を有する金属材料により形成されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池。
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