JP2014072035A - Cell stack, fuel battery module, and fuel battery device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セルスタックおよび燃料電池モジュール並びに燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a cell stack, a fuel cell module, and a fuel cell device.
近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス(水素含有ガス)と酸素含有ガス(空気等)とを用いて600〜1000℃の高温下で発電する複数の燃料電池セルを、集電部材を介して電気的に直列に接続してなるセルスタックが知られている。そして、燃料電池セルと集電部材とを導電性接合材を用いて接合することが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, as next-generation energy, a plurality of fuel cells that generate power at a high temperature of 600 to 1000 ° C. using a fuel gas (hydrogen-containing gas) and an oxygen-containing gas (air, etc.) are electrically connected via a current collecting member. In general, cell stacks connected in series are known. And it is known to join a fuel battery cell and a current collection member using a conductive joining material (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1のセルスタックでは、燃料電池セルの一方側にインターコネクタ層を、他方側に酸素極層を有して構成されており、燃料電池セルのインターコネクタ層側と集電部材との間、および燃料電池セルの酸素極層側と集電部材との間が導電性接合材で接合されている。
The cell stack of
従来、セルスタックを作製する際には、燃料電池セルのインターコネクタ層側と集電部材とを導電性接合材を介して接合する部分と、燃料電池セルの酸素極層側と集電部材とを導電性接合材を介して接合する部分とが存在する。このため、燃料電池セルの一方側と他方側とでは集電部材との接合強度が異なる場合があり、これにより、燃料電池セルと集電部材との接合強度が最も低い部分で剥離するおそれがあり、セルスタックの強度が低くなるという問題があった。 Conventionally, when producing a cell stack, a portion where the interconnector layer side of the fuel cell and the current collecting member are joined via a conductive joining material, the oxygen electrode layer side of the fuel cell and the current collecting member, There is a portion where the two are bonded via a conductive bonding material. For this reason, the joining strength between the current collector and the current collecting member may be different between the one side and the other side of the fuel cell, and there is a risk of peeling at the portion where the joining strength between the fuel cell and the current collecting member is the lowest. There is a problem that the strength of the cell stack is lowered.
本発明は、強度を向上できるセルスタックおよび燃料電池モジュール並びに燃料電池装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the cell stack which can improve an intensity | strength, a fuel cell module, and a fuel cell apparatus.
本発明のセルスタック装置は、固体電解質層の一方側に酸素極層、他方側に燃料極層を有するとともに、前記燃料極層に電気的に接続されたインターコネクタ層を有する複数の燃料電池セルと、該複数の燃料電池セル間にそれぞれ配置され隣接する前記燃料電池セル同士を電気的に接続する集電部材とを具備し、前記燃料電池セルの酸素極層と前記集電部材、および前記燃料電池セルのインターコネクタ層と前記集電部材とが、前記酸素極層を構成する材料と同一材料系からなる導電性接合材で接合されているとともに、前記インターコネクタ層と前記集電部材とを接合する前記導電性接合材の厚みが、前記酸素極層と前記集電部材とを接合する前記導電性接合材の厚みよりも厚いことを特徴とする。 A cell stack device according to the present invention includes a plurality of fuel cells having an oxygen electrode layer on one side of a solid electrolyte layer and a fuel electrode layer on the other side, and an interconnector layer electrically connected to the fuel electrode layer. And a current collecting member that is arranged between the plurality of fuel cells and electrically connects the adjacent fuel cells, the oxygen electrode layer of the fuel cells, the current collecting member, and the The interconnector layer of the fuel cell and the current collecting member are joined by a conductive joining material made of the same material system as the material constituting the oxygen electrode layer, and the interconnector layer and the current collecting member The thickness of the conductive bonding material for bonding the electrode is larger than the thickness of the conductive bonding material for bonding the oxygen electrode layer and the current collector.
本発明の燃料電池モジュールは、上記セルスタックを収納容器内に収納してなることを特徴とする。 The fuel cell module of the present invention is characterized in that the cell stack is stored in a storage container.
本発明の燃料電池装置は、上記燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを作動させるための補機とを、外装ケース内に収納してなることを特徴とする。 The fuel cell device of the present invention is characterized in that the fuel cell module and an auxiliary machine for operating the fuel cell module are housed in an outer case.
本発明のセルスタックによれば、燃料電池セルの酸素極層と集電部材、および燃料電池セルのインターコネクタ層と集電部材とが、酸素極層を構成する材料と同一材料系からなる導電性接合材で接合されているため、酸素極層と集電部材との接合強度がインターコネクタ層と集電部材との接合強度よりも高くなり、インターコネクタ層と集電部材との接合強度が相対的に低くなる傾向にあるが、インターコネクタ層と集電部材とを接合する導電性接合材の厚みが、酸素極層と集電部材とを接合する導電性接合材の厚みよりも厚いため、インターコネクタ層と集電部材との接合強度が向上し、酸素極層と集電部材との接合強度に近づけることができ、全体としてセルスタックの強度を向上でき、長期信頼性が向上できる。これにより、長期信頼性が向上した燃料電池モジュールおよび燃料電池装置を提供できる。 According to the cell stack of the present invention, the oxygen electrode layer and the current collecting member of the fuel cell and the interconnector layer and the current collecting member of the fuel cell are made of the same material system as the material constituting the oxygen electrode layer. Since the bonding strength between the oxygen electrode layer and the current collecting member is higher than the bonding strength between the interconnector layer and the current collecting member, the bonding strength between the interconnector layer and the current collecting member is increased. Although it tends to be relatively low, the thickness of the conductive bonding material for bonding the interconnector layer and the current collecting member is larger than the thickness of the conductive bonding material for bonding the oxygen electrode layer and the current collecting member. In addition, the bonding strength between the interconnector layer and the current collecting member is improved, and the bonding strength between the oxygen electrode layer and the current collecting member can be approached. As a whole, the strength of the cell stack can be improved and the long-term reliability can be improved. Thereby, a fuel cell module and a fuel cell device with improved long-term reliability can be provided.
図1は、セルスタック装置1を示すもので、セルスタック装置1はセルスタック2を有している。なお、図1〜7において、理解を容易にするために、断面図では厚みを拡大縮小して示したり、側面図では長さ、幅を拡大縮小して示している。
FIG. 1 shows a
セルスタック装置1は、一対の対向する主面をもつ全体的に見て柱状の導電性支持体7の一方の主面上に内側電極層である燃料極層8と、固体電解質層9と、外側電極層である酸素極層10とをこの順に積層してなる発電部を備える固体酸化物形の燃料電池セル3を有している。導電性支持体7の内部には、複数のガス流路12を有している。
The
そして燃料電池セル3は、他方の主面のうち酸素極層10が形成されていない部位にインターコネクタ層11を積層してなる柱状(中空平板状)であり、これらの燃料電池セル3の複数個を1列に配列し、隣接する燃料電池セル3間に集電部材4を配置することで、燃料電池セル3同士を電気的に直列に接続してなるセルスタック2が構成されている。
The
燃料電池セル3と集電部材4とは詳しくは後述するが、導電性接合材13を介して接合されており、それにより、複数個の燃料電池セル3を集電部材4を介して電気的および機械的に接合して、セルスタック2を形成している。
Although the
また、インターコネクタ層11の外面にはP型半導体層(図示せず)を設けることもで
きる。集電部材4を、P型半導体層を介してインターコネクタ層11に接続させることより、両者の接触がオーム接触となって電位降下を少なくすることができる。このP型半導体層は、酸素極層10の外面にも設けてもよい。
Also, a P-type semiconductor layer (not shown) can be provided on the outer surface of the
すなわち、導電性支持体7は、図2に示されている形状から理解されるように、互いに平行な一対の平坦面nと、一対の平坦面nをそれぞれ接続する弧状面(側面)mとで構成されている。平坦面nの両面は互いにほぼ平行に形成されており、一方の平坦面n(下面)と両側の弧状面mを覆うように多孔質な燃料極層8が設けられており、さらに、この燃料極層8を覆うように、緻密質な固体電解質層9が積層されている。また、固体電解質層9の上には、燃料極層8と対面するように、多孔質な酸素極層10が積層されている。
That is, as can be understood from the shape shown in FIG. 2, the conductive support 7 includes a pair of parallel flat surfaces n and arcuate surfaces (side surfaces) m that connect the pair of flat surfaces n respectively. It consists of Both surfaces of the flat surface n are formed substantially parallel to each other, and a porous
言い換えると、燃料極層8および固体電解質層9は、導電性支持体7の一方の平坦面nから、導電性支持体7の両端の弧状面mを経由して他方の平坦面n(上面)まで形成されており、固体電解質層9の両端部の上側にインターコネクタ層11の両端部が接合され、固体電解質層9とインターコネクタ層11とで導電性支持体7を取り囲み、内部を流通する燃料ガスが外部に漏出しないように構成されている。
In other words, the
そして、セルスタック2を構成する各燃料電池セル3の下端部が、燃料電池セル3の内部に設けられたガス流路12を介して燃料電池セル3に燃料ガスを供給するためのガスタンク6に、ガラス等のシール材(図示せず)により固定され、セルスタック装置1が構成されている。
And the lower end part of each
図1に示すセルスタック装置1においては、燃料電池セル3のガス流路12の内部を燃料ガスとして水素含有ガスが流れるとともに、燃料電池セル3の間を酸素含有ガス(例えば空気)が流れる構成となる。それにより、燃料極層8にガスタンク6から燃料ガスが供給され、酸素極層10に集電部材4の内側を通じて酸素含有ガスが供給されることで、燃料電池セル3の発電が行なわれる。
In the
セルスタック装置1は、燃料電池セル3の配列方向xの両端から、セルスタック2を挟持するように、ガスタンク6に下端部が固定された弾性変形可能な導電部材5を具備している。ここで、図1に示す導電部材5は、セルスタック2の両端部に位置するように設けられた平板部5aと、燃料電池セル3の配列方向xに沿って外側に向けて延びた形状で、セルスタック2(燃料電池セル3)の発電により生じる電流を引出すための電流引出部5bとを有している。なお、燃料電池セル3の配列方向xとはセルスタック装置1で発電した電流の流れ方向でもある。
The
以下に、燃料電池セル3を構成する各部材について説明する。燃料極層8は、一般的に公知のものを使用することができ、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素が固溶しているZrO2(安定化ジルコニアと称する)とNiおよび/またはNiOとから形成することができる。
Below, each member which comprises the
固体電解質層9は、電極間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有することが必要とされ、3〜15モル%の希土類元素が固溶したZrO2から形成される。なお、上記特性を有する限りにおいては、ランタンガレート等の他の材料等を用いて形成してもよい。
The
酸素極層10は、一般的に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、いわゆるABO3型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックスから形成することができる。酸素極層10はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が20%以上
、特に30〜50%の範囲とすることができる。酸素極層10は、例えば、BサイトにMn、Fe、Coなどが存在するランタンマンガン系(LaSrMnO3)、ランタンフェライト系(LaSrFeO3)、ランタンコバルト系(LaSrCoO3)などの少なくとも一種から形成できる。
The
インターコネクタ層11は、導電性セラミックスから形成することができるが、燃料ガス(水素含有ガス)および酸素含有ガス(空気等)と接触するため、耐還元性及び耐酸化性を有することが必要であり、それゆえランタンクロマイト(LaCrO3)を使用することができる。インターコネクタ層11は、酸素極層10を構成する材料とは異なる材料系からなるもので、ランタンクロマイト系材料に限定されるものではない。
The
インターコネクタ層11は、導電性支持体7に形成された複数のガス流路12を流通する燃料ガス、および導電性支持体7の外側を流通する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、93%以上、特に95%以上の相対密度であることが好ましい。
The
導電性支持体7としては、燃料ガスを燃料極層8まで透過するためにガス透過性であること、さらには、インターコネクタ層11を介して集電するために導電性であることが必要とされる。したがって、導電性支持体7としては、かかる要求を満足する材質を用いる必要があり、例えば導電性セラミックスやサーメット等を用いることができる。
The conductive support 7 needs to be gas permeable in order to allow the fuel gas to pass to the
なお、燃料電池セル3を作製するにあたり、燃料極層8または固体電解質層9との同時焼成により導電性支持体7を作製する場合においては、鉄属金属成分と、無機酸化物、例えば特定希土類酸化物とから導電性支持体7を形成することができる。また、導電性支持体7は、所要ガス透過性を備えるために開気孔率が30%以上、特に35〜50%の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は50S/cm以上、さらには300S/cm以上、440S/cm以上にしてもよい。
In the production of the
さらに、P型半導体層(図示せず)としては、遷移金属ペロブスカイト型酸化物からなる層を例示することができる。具体的には、インターコネクタ層11を構成するランタンクロマイトよりも電子伝導性が大きいもの、例えば、BサイトにMn、Fe、Coなどが存在するランタンマンガン系(LaSrMnO3)、ランタンフェライト系(LaSrFeO3)、ランタンコバルト系(LaSrCoO3)などの少なくとも一種からなるP型半導体セラミックスを使用することができる。このようなP型半導体層の厚みは、一般に、30〜100μmの範囲とすることが好ましい。
Furthermore, as a P-type semiconductor layer (not shown), a layer made of a transition metal perovskite oxide can be exemplified. Specifically, those having higher electron conductivity than lanthanum chromite constituting the
導電性接合材13は、燃料電池セル3と集電部材4とを接合するために設けられており、酸素極層10を構成する材料と同一材料系から構成されている。酸素極層10と同一材料系からなるとは、同一材料系からなるのみならず、これに、他の無機酸化物を添加する場合も包含する意味である。これにより、酸素極層10と導電性接合材13との接合強度が高くなる。
The
導電性接合材13は、具体的には、ランタンマンガン系、ランタンフェライト系、ランタンコバルト系等を用いることができる。これらの材料を単一の材料として用いて作製してもよく、2種以上組み合わせて導電性接合材13を作製してもよい。さらに、ランタンマンガン系、ランタンフェライト系、ランタンコバルト系等に、強度等を向上するため、他の無機酸化物を添加したものも使用できる。
Specifically, the
また、導電性接合材13は、粒径が0.5〜3μmのものを用いることができる。粒径の異なる同一材料系により構成してもよい。異なる粒径を用いた場合には微粒の粒径を0
.1〜0.5μm、粗粒の粒径を1.0〜3.0μmとすることが好ましい。このように、異なる粒径の材料を用いて導電性接合材13を作製することにより、粒径の大きな粗粒が導電性接合材13の強度を向上させるとともに、粒径の小さな微粒が導電性接合材13の焼結性を向上させることができる。
The
. It is preferable that the particle diameter is 1 to 0.5 μm and the coarse particle diameter is 1.0 to 3.0 μm. Thus, by producing the
次に、集電部材4について図3を用いて説明する。集電部材4は、隣接する一方の燃料電池セル3と接合される複数の板状の第1セル対面部4a1と、燃料電池セルから離れるように第1セル対面部4a1の両側から延びた板状の第1離間部4a2と、隣接する他方の燃料電池セル3と接合される複数の板状の第2セル対面部4b1と、燃料電池セルから離れるように第2セル対面部4b1の両側から延びた板状の第2離間部4b2とを有している。
Next, the current collecting
さらに、複数の第1離間部4a2および複数の第2離間部4b2の一端同士を連結する第1連結部4cと、複数の第1離間部4a2および複数の第2離間部4b2の他端同士を連結する第2連結部4dとを一組のユニットとし、これらのユニットの複数組が、燃料電池セル3の長手方向に導電性連結片4eにより連結されて構成されている。第1セル対面部4a1および第2セル対面部4b1は、図4(a)に示すように、燃料電池セル3に接合される部位であり、これらの部位が燃料電池セル3の発電電流を出入する部分となっている。
Further, the first connecting
すなわち、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1とが導電性接合材13a、13bで接合されている。なお、図4(a)では、一対の燃料電池セル3を集電部材4で接合している状態を示している。
That is, the
導電性接合材13a、13bは、図4(c)に示すように、インターコネクタ層11の表面領域内に形成されており、酸素極層10に形成された導電性接合材13bの形成面積は、インターコネクタ層11に形成された導電性接合材13aの形成面積よりも広くなっている。また、インターコネクタ層11と集電部材4の第1セル対面部4a1とを接合する導電性接合材13aの厚みは、酸素極層10と集電部材4の第2セル対面部4b1とを接合する導電性接合材13bの厚みよりも厚くなっている。なお、図4(b)では、一つの集電部材4の第2セル対面部4b1が酸素極層10上の導電性接合材13bに接合している状態を、図4(c)では、一つの集電部材4の第1セル対面部4a1がインターコネクタ層11上の導電性接合材13aに接合している状態を示している。
As shown in FIG. 4C, the
すなわち、燃料極層8および固体電解質層9は、導電性支持体7の一方の平坦面nから、導電性支持体7の両端の弧状面mを経由して他方の平坦面n(上面)まで形成されており、発電部をなるべく広くするため、固体電解質層9上に形成される酸素極層10は、図4(b)に示すように、導電性支持体7の一方の平坦面に、導電性支持体7の長さ方向Lの両端部を除いて全体に形成され、導電性接合材13bも酸素極層10上全体に形成されている。導電性接合材13bの形成面積が広いため、導電性接合材13bが酸素極層10に強固に接合し、酸素極層10と集電部材4との接合強度を向上できる。
That is, the
また、導電性接合材13bは酸素極層10と同一材料系からなるため、導電性接合材13bも酸素極層として機能し、導電性等を向上できる。さらに、導電性接合材13bの多孔質な酸素極層10側はポーラスであるが、集電部材4側は酸素極側よりも緻密質となっているため、集電部材4との接合強度を向上できるとともに、導電性接合材13bがクッション性を有し、集電部材4の燃料電池セル3からの剥離を抑制できる。
In addition, since the
一方、インターコネクタ層11は、図4(c)に示すように、導電性支持体7の他方の平坦面nの一部に、導電性支持体7の長さ方向Lの全体に亘って形成されている。インタ
ーコネクタ層11は、燃料極層8と電気的に接続するため、導電性支持体7上に設ける必要があり、このため、導電性支持体7の他方の平坦面nの一部に形成されている。さらに、酸素極層10と同一材料系であるランタンマンガン系、ランタンフェライト系、ランタンコバルト系等の導電性セラミックスを導電性接合材として用いるため、導電性接合材がインターコネクタ層11の表面領域からはみ出し、固体電解質層9上に形成されると、この部分で発電部が形成され、燃料電池セルの発電量が低下するため、これを防止すべく、インターコネクタ層11の表面領域内に、外周部を除いて導電性接合材13bの層が形成されている。
On the other hand, the
これにより、酸素極層10上に設けられた導電性接合材13bの導電性支持体7の幅方向Bにおける幅は、インターコネクタ層11上に設けられた導電性接合材13aの導電性支持体7の幅方向Bにおける幅よりも広く形成されている。
Thereby, the width in the width direction B of the conductive support 7 of the
そして、インターコネクタ層11と集電部材4の第1セル対面部4a1とを接合する導電性接合材13aの層の厚みは、図4(a)、図5に示すように、酸素極層10と集電部材4の第2セル対面部4b1とを接合する導電性接合材13bの層の厚みよりも厚く形成されている。
And the thickness of the layer of the
言い換えると、インターコネクタ層11と集電部材4の第1セル対面部4a1との間隔が、酸素極層10と集電部材4の第2セル対面部4b1との間隔よりも広くなっている。
In other words, the distance between the
このようなセルスタックによれば、導電性接合材13a、13bが、酸素極層10を構成する材料と同一材料系から構成されているため、酸素極層10と集電部材4の第2セル対面部4b1との接合強度よりも、インターコネクタ層11と集電部材4の第1セル対面部4a1との接合強度が小さくなる傾向にあるが、インターコネクタ層11と集電部材4の第1セル対面部4a1とを接合する導電性接合材13aの層の厚みが、酸素極層10と集電部材4の第2セル対面部4b1とを接合する導電性接合材13bの層の厚みよりも厚いため、インターコネクタ層11と集電部材4の第1セル対面部4a1との接合強度が向上し、インターコネクタ層11と集電部材4の第1セル対面部4a1との接合強度を酸素極層10と集電部材4の第2セル対面部4b1との接合強度に近づけることができ、全体としてのセルスタック2の強度を向上でき、長期信頼性を向上できる。これにより、長期信頼性が向上した燃料電池モジュールおよび燃料電池装置を提供できる。
According to such a cell stack, since the
また、酸素極層10に形成された導電性接合材13aの形成面積は、インターコネクタ層11に形成された導電性接合材13aの形成面積よりも広いため、酸素極層10と集電部材4との接合強度がさらに向上するが、これに対応するように、インターコネクタ層11と集電部材4の第1セル対面部4a1とを接合する導電性接合材13aの厚みを、酸素極層10と集電部材4の第2セル対面部4b1とを接合する導電性接合材13bの厚みよりも厚くして、インターコネクタ層11と集電部材4との接合強度を向上できる。
Further, since the formation area of the
燃料電池セル3において、上述したように、固体電解質層9を介して燃料極層8と、酸素極層10とが対向する部位が発電する部位となる。それゆえ、燃料電池セル3の発電部で発電された電流を効率よく集電するにあたり、集電部材4の燃料電池セル3の長手方向に沿った長さは、燃料電池セル3における酸素極層10の長手方向における長さと同等以上とすることがよい。
In the
集電部材4は、耐熱性および導電性を有する必要があり、金属または合金により作製することができる。特には、集電部材4は、高温の酸化雰囲気に曝されることから4〜30%の割合でCrを含有する合金から作製することができ、Fe−Crの合金やNi−Crの合金等により作製できる。
The
また、集電部材4は、セルスタック装置1の作動時に高温の酸化雰囲気に曝されることから、集電部材4の表面に、耐酸化性のコーティングを施してもよい。それにより、集電部材4の劣化を低減することができる。耐酸化性のコーディングを施す部位としては、集電部材4の全表面に施すことが好ましい。それにより、集電部材4の表面が高温の酸化雰囲気に曝されることを抑えることができる。
Further, since the current collecting
ここで、集電部材4の作製方法について説明する。一枚の矩形状をした板部材にプレス加工を施して板部材の幅方向に延びるスリットを板部材の長手方向に複数形成する。そして、第1セル対面部4a1、第1セル離間部4a2および第2セル対面部4b1、第2セル離間部4b2となるスリット間の部位を交互に突出させることにより、図3に示す集電部材4を作製することができる。
Here, a method for producing the current collecting
次に、セルスタック装置1を収納容器21内に収納してなる燃料電池モジュール20について図6を用いて説明する。
Next, the
図6に示す燃料電池モジュール20は、燃料電池セル3にて使用する燃料ガスを得るために、天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器22をセルスタック2の上方に配置している。そして、改質器22で生成された燃料ガスは、ガス流通管23を介してガスタンク6に供給され、ガスタンク6を介して燃料電池セル3の内部に設けられたガス流路12に供給される。
A
なお、図6においては、収納容器21の一部(前後面)を取り外し、内部に収納されているセルスタック装置1および改質器22を後方に取り出した状態を示している。ここで、図6に示した燃料電池モジュール20においては、セルスタック装置1を、収納容器21内にスライドして収納することが可能である。
FIG. 6 shows a state in which a part (front and rear surfaces) of the
また収納容器21の内部に設けられた酸素含有ガス導入部材24は、図6においてはガスタンク6に並置された一対のセルスタック2の間に配置されるとともに、酸素含有ガスが、燃料ガスの流れに合わせて、燃料電池セル3の側方を下端部側から上端部側に向かって流れるように、燃料電池セル3の下端部側に酸素含有ガスを供給するように構成されている。そして、燃料電池セル3のガス流路12より排出される発電に使用されなかった余剰の燃料ガス(燃料オフガス)を燃料電池セル3の上方で燃焼させることにより、セルスタック2の温度を効果的に上昇させることができ、セルスタック装置1の起動を早めることができる。また、燃料電池セル3の上方にて、燃料電池セル3のガス流路12から排出され発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させることにより、セルスタック2の上方に配置された改質器22を温めることができる。それにより、改質器22で効率よく改質反応を行うことができる。
Further, the oxygen-containing
次に、燃料電池モジュール20と、燃料電池モジュール20を作動させるための補機(図示せず)とを外装ケースに収納してなる燃料電池装置25について図7を用いて説明する。
Next, a
図7に示す燃料電池装置25は、支柱26と外装板27とから構成される外装ケース内を仕切板28により上下に区画し、その上方側を上述した燃料電池モジュール20を収納するモジュール収納室29とし、下方側を燃料電池モジュール20を作動させるための補機を収納する補機収納室30として構成されている。なお、補機収納室30に収納する補機は省略している。
The
また、仕切板28には、補機収納室30の空気をモジュール収納室29側に流すための
空気流通口31が設けられており、モジュール収納室29を構成する外装板27の一部に、モジュール収納室29内の空気を排気するための排気口32が設けられている。
Further, the
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。 Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述したセルスタック装置1においては、燃料電池セル3のガス流路12に燃料ガスを供給し、燃料電池セル3の外側に酸素含有ガスを供給する例を示したが、ガス流路に酸素含有ガスを供給し、燃料電池セルの外側に燃料ガスを供給する構成としてもかまわない。その場合においては、内側電極層を酸素極層とし、外側電極層を燃料極層とする構成の燃料電池セルとすればよい。その際は、導電性接合材の成分を燃料極層と同様の組成にすることにより、外側電極層としての燃料極層と導電性接合材との接合強度を向上させることができる。
For example, in the
さらに、上記実施形態では、中空平板型の燃料電池セル3を用いたが、円筒型の燃料電池セル、平板型の燃料電池を用いることもできる。
Furthermore, although the hollow flat
また、上記形態では、図3に示すような集電部材4を用いたが、これに限定されるものではない。図3では、第1連結部4cと第2連結部4dを有するが、どちらか一方の連結部を有する場合であっても良い。
Moreover, in the said form, although the
1:セルスタック装置
2:セルスタック
3:燃料電池セル
4:集電部材
4a1:第1セル対面部
4b1:第2セル対面部
6:ガスタンク
8:燃料極層
9:固体電解質層
10:酸素極層
11:インターコネクタ層
13、13a、13b:導電性接合材
20:燃料電池モジュール
25:燃料電池装置
1: cell stack device 2: cell stack 3: fuel cell 4: current collecting member 4a1: first cell facing portion 4b1: second cell facing portion 6: gas tank 8: fuel electrode layer 9: solid electrolyte layer 10: oxygen electrode Layer 11: interconnector layers 13, 13a, 13b: conductive bonding material 20: fuel cell module 25: fuel cell device
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