JP2018139196A - Cell stack device, module and module housing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置に関する。 The present invention relates to a cell stack device, a module, and a module housing 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)とを用いて電力を得ることができるセルである燃料電池セルを複数個配列してなるセルスタック装置が知られている。また、セルスタック装置を収納容器内に収納してなるモジュールや、モジュールを外装ケース内に収納してなるモジュール収容装置が種々提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art In recent years, a cell stack device in which a plurality of fuel battery cells, which are cells capable of obtaining electric power using a fuel gas (hydrogen-containing gas) and an oxygen-containing gas (air), are arranged as next-generation energy is known. ing. Various modules have been proposed in which a cell stack device is stored in a storage container and a module storage device in which a module is stored in an outer case (see, for example, Patent Document 1).
このようなセルスタック装置としては、燃料電池セルの一端をマニホールドにシール材にて固定することで構成されている。(例えば、特許文献2参照。)
Such a cell stack device is configured by fixing one end of a fuel cell to a manifold with a sealing material. (For example, see
上述のようなセルスタック装置においては、シール材とマニホールドとは熱膨張係数が異なるため、温度昇降による体積変化に起因する引張応力によりシール材とマニホールドとの界面においてクラックが発生するおそれがあった。 In the cell stack apparatus as described above, since the thermal expansion coefficient is different between the sealing material and the manifold, there is a possibility that cracks may occur at the interface between the sealing material and the manifold due to the tensile stress caused by the volume change due to temperature rise and fall. .
それゆえ、本発明は、クラックの発生を抑制し、信頼性の向上したセルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cell stack device, a module, and a module housing device that suppress the occurrence of cracks and have improved reliability.
本発明のセルスタック装置は、ガス流路を有する柱状のセルと、前記セルに供給する反応ガスが流れる内部空間と、開口部とを、有するマニホールドと、該マニホールドの内部空間と前記セルの前記ガス流路とが連通するように、前記開口部に挿入された前記セルの一端を前記マニホールドに接合するシール材と、を具備し、垂直方向における断面視において、前記マニホールドは、前記シール材を介して前記セルと対向するセル対向部と、該セル対向部と連続し、前記シール材を介してマニホールドの内部空間又は外部空間と対向する空間対向部と、を有し、前記セル対向部及び前記空間対向部のうち少なくとも一方に凸部を含むことを特徴とする。 The cell stack device of the present invention includes a columnar cell having a gas flow path, an internal space in which a reaction gas supplied to the cell flows, an opening, a manifold having the opening, an internal space of the manifold, and the cell. A sealing material that joins one end of the cell inserted into the opening to the manifold so as to communicate with a gas flow path, and the manifold includes the sealing material in a cross-sectional view in a vertical direction. A cell facing portion that faces the cell via, and a space facing portion that continues to the cell facing portion and faces the internal space or the external space of the manifold via the sealing material, and the cell facing portion and A convex part is included in at least one of the space facing parts.
本発明のモジュールは、収納容器内に上記セルスタック装置を収納してなることを特徴とする。 The module of the present invention is characterized in that the cell stack device is stored in a storage container.
本発明のモジュール収容装置は、外装ケース内に、上記モジュールと、該モジュールの運転を行なうための補機とを収納してなることを特徴とする。 The module housing apparatus of the present invention is characterized in that the above-mentioned module and an auxiliary machine for operating the module are housed in an outer case.
本発明のセルスタック装置は、信頼性の向上したセルスタック装置とすることができる。 The cell stack device of the present invention can be a cell stack device with improved reliability.
また、本発明のモジュールは、信頼性の向上したモジュールとすることができる。 The module of the present invention can be a module with improved reliability.
さらに、本発明のモジュール収容装置は、信頼性の向上したモジュール収容装置とすることができる。 Furthermore, the module housing apparatus of the present invention can be a module housing apparatus with improved reliability.
以下、図面を用いて本実施形態のセルスタック装置について説明する。図1は、本実施形態のセルスタック装置を示し、(a)はセルスタック装置を概略的に示す縦断面図、(b)は(a)の一部を拡大して示す横断面図である。なお、以降の図において同一の構成については同一の符号を用いて説明する。 Hereinafter, the cell stack device of this embodiment will be described with reference to the drawings. 1A and 1B show a cell stack device according to the present embodiment, in which FIG. 1A is a longitudinal sectional view schematically showing the cell stack device, and FIG. 1B is a transverse sectional view showing a part of FIG. . In the following drawings, the same components are described using the same reference numerals.
なお、図1に示すセルスタック装置は、セルである燃料電池セルを複数個配列してなる燃料電池セルスタック装置であり、以下の説明では、セルとして燃料電池セルを例として説明する。 The cell stack device shown in FIG. 1 is a fuel cell stack device in which a plurality of fuel cells that are cells are arranged. In the following description, a fuel cell is described as an example.
図1に示すセルスタック装置1は、柱状の燃料電池セル3を複数備えるセルスタック2を有している。なお、燃料電池セル3としては固体酸化物形の燃料電池セルを例示できる。燃料電池セル3は、内部にガス流路14を有して、一対の対向する平坦面をもつ断面が扁平状で全体として柱状の導電性支持体13の一方の平坦面上に、内側電極層としての燃料極層9と、固体電解質層10と、外側電極層としての空気極層11とを順次積層してなる。また、燃料電池セル3は、他方の平坦面のうち空気極層11が形成されていない部位にインターコネクタ12が積層されている。そして、隣接する燃料電池セル3間に導電部材4を介して配置することで、燃料電池セル3同士が電気的に直列に接続される。なお、インターコネクタ12の外面および空気極層11の外面には、導電性の接合材15が設けられており、導電部材4を、接合材15を介して空気極層11およびインターコネクタ12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し、導電性能の低下を有効に抑制することができる。
A
そして、セルスタック2を構成する各燃料電池セル3の下端が、燃料電池セル3に反応ガスを供給するためのマニホールド7にガラス等のシール材16により固定されている。なお、シール材16については後述する。また、図1に示すセルスタック装置1においては、ガス流路14にマニホールド7より反応ガスとして水素含有ガス(燃料ガス)を供給する場合の例を示しており、マニホールド7の側面に、燃料ガスをマニホールド7内に供給するための燃料ガス供給管8が接続されている。
And the lower end of each
また、燃料電池セル3の配列方向(図1に示すX方向)の両端から導電部材4を介して
セルスタック2を挟持しており、マニホールド7に下端が固定されている弾性変形可能な端部導電部材5を具備している。ここで、図1に示す端部導電部材5においては、燃料電池セル3の配列方向に沿って外側に向けて延びた形状の、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外部へ引出すための電流引出し部6が設けられている。
In addition, the elastically deformable end portion that sandwiches the
ちなみに、上記セルスタック装置1においては、ガス流路14より排出される燃料ガス(余剰の燃料ガス)を燃料電池セル3の上端部側で燃焼させる構成とすることにより燃料電池セル3の温度を上昇させることができる。それにより、セルスタック装置1の起動を早めることができる。
By the way, in the
マニホールド7は、ガスケース7bとガスケース7b上に配置され、開口部71を備える支持部材7aとを有している。燃料電池セル3の下端部は支持部材7aで囲まれており、支持部材7aの内側に充填されたシール材16で燃料電池セル3の下端部が固定されている。ガスケース7bは、燃料電池セル3のガス流路14に燃料ガスを供給する開口部71を上面に有している。支持部材7a及びガスケース7bの開口部71は、燃料電池セル3及びシール材16により塞がれておりその内部空間72に反応ガスが流れることとなる。すなわち、シール材14は、マニホールド7の内部空間72と燃料電池セル3のガス流路14とが連通するように、開口部71に挿入された燃料電池セル3の一端をマニホールド7に接合している。これにより、燃料電池セル3のガス流路14以外の部分が気密に封止されている。マニホールド7は、金属であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄とクロムを含む材料で構成されていてもよい。なお、マニホールド7の外部空間73には酸素含有ガスが流れている。
The
また、シール材16としては、絶縁性を有し、800〜1000℃の耐熱性を有する材料であることが好ましく、例えばガラス(特には非晶質なガラスや、結晶質を含むガラス)を用いることができる。具体的にはSiO2−MgO−B2O3−Al2O3−CaO系や、SiO2−MgO−B2O5−ZnO系を用いることができる。
The sealing
以下に、図1において示す燃料電池セル3を構成する各部材について説明する。
Below, each member which comprises the
燃料極層9は、一般的に公知のものを使用することができ、例えば、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素酸化物が固溶しているZrO2(安定化ジルコニアと称し、部分安定化も含むものとする。)とNiおよび/またはNiOとを含むものを用いることができる。
As the
固体電解質層10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しており、例えば、3〜15モル%の希土類元素酸化物が固溶した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、他の材料を用いてもよい。 The solid electrolyte layer 10 has a function as an electrolyte for bridging electrons between electrodes, and at the same time has a gas barrier property to prevent leakage between the fuel gas and the oxygen-containing gas. 3 to 15 mol% of rare earth element oxide is formed from ZrO 2 as a solid solution. In addition, as long as it has the said characteristic, you may use another material.
空気極層11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を用いることができる。空気極層11はガス透過性を有しており、例えば開気孔率が20%以上、特に30〜50%の範囲にあることが好ましい。
The
インターコネクタ12は、導電性セラミックスを用いることができる。インターコネクタ12は、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系のペロブスカイト型酸化物(LaCrO3系酸化物)が好適に使用される。インターコネクタ12は導電性支持体13に形成された複数のガス流路14を流通する燃料ガス、および導電性
支持体13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あり、例えば93%以上、特に95%以上の相対密度を有していることが好ましい。
The
導電性支持体13としては、燃料ガスを燃料極層9まで透過するためにガス透過性であり、インターコネクタ12を介して集電するために導電性である。したがって、導電性支持体13としては、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。燃料電池セル3を作製するにあたり、燃料極層9または固体電解質層10との同時焼成により導電性支持体13を作製する場合においては、鉄属金属成分と特定希土類酸化物(Y2O3、Yb2O3等)とから導電性支持体13を形成することが好ましい。また、導電性支持体13は、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300S/cm以上、特に440S/cm以上であるのが好ましい。
The
なお、図示はしていないが、中間層を備えることもできる。これにより、固体電解質層10と空気極層11との接合を強固とするとともに、固体電解質層10と空気極層11との間に、固体電解質層10の成分と空気極層11の成分とが反応して電気抵抗の高い反応層が形成されることを抑制することができる。
Although not shown, an intermediate layer may be provided. As a result, the solid electrolyte layer 10 and the
ここで、中間層としては、Ce(セリウム)と他の希土類元素とを含有する組成とすることができ、例えば、
(1):(CeO2)1−x(REO1.5)x
式中、REはSm、Y、Yb、Gdの少なくとも1種であり、xは0<x≦0.3を満足する数。
で表される組成を有していることが好ましい。さらには、電気抵抗を低減するという点から、REとしてSmやGdを用いることが好ましく、例えば10〜20モル%のSmO1.5またはGdO1.5が固溶したCeO2からなることが好ましい。
Here, the intermediate layer may have a composition containing Ce (cerium) and other rare earth elements, for example,
(1): (CeO 2 ) 1-x (REO 1.5 ) x
In the formula, RE is at least one of Sm, Y, Yb, and Gd, and x is a number that satisfies 0 <x ≦ 0.3.
It is preferable to have the composition represented by these. Furthermore, from the viewpoint of reducing electrical resistance, it is preferable to use Sm or Gd as RE, for example, it is preferably made of CeO 2 in which 10 to 20 mol% of SmO 1.5 or GdO 1.5 is dissolved. .
また、中間層を2層とすることもできる。これにより、固体電解質層10と空気極層11とを強固に接合するとともに、固体電解質層10の成分と空気極層11の成分とが反応して電気抵抗の高い反応層が形成されることをさらに抑制することができる。
Also, the intermediate layer can be made into two layers. As a result, the solid electrolyte layer 10 and the
また、図示はしていないが、インターコネクタ12と導電性支持体13との間に密着層を設けることもできる。これにより、インターコネクタ12と導電性支持体13との間の熱膨張係数差を軽減することができる。
Although not shown, an adhesion layer can be provided between the interconnector 12 and the
密着層としては、燃料極層9と類似した組成とすることができ、例えば、YSZなどの希土類元素酸化物が固溶しているZrO2(安定化ジルコニアと称する)とNiおよび/またはNiOとすることができる。なお、希土類元素酸化物が固溶したZrO2と、Niおよび/またはNiOとは、体積比で40:60〜60:40の範囲とすることが好ましい。
The adhesion layer can have a composition similar to that of the
図2は、図1に示す破線Aの部位を拡大して示す断面図である。 FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by a broken line A shown in FIG.
図2の実施形態においては、上述したように燃料電池セル3の下端部は支持部材7aで囲まれており、支持部材7aの内側に充填されたシール材16で燃料電池セル3の下端部が固定されている。シール材16は、垂直方向における断面視において、マニホールド7外に流れるガスに晒される表面が凹型のメニスカス形状とされている。
In the embodiment of FIG. 2, as described above, the lower end portion of the
ところで、マニホールド7とシール材16とでは、その材質が異なるため熱膨張係数が異なる。そのため、温度昇降による体積変化に起因する応力がマニホールド7とシール材
16との界面付近に集中することとなる。特に、シール材16とマニホールド7との界面において引張応力が印加される場合には、剥離によるクラックが発生するおそれがあった。
By the way, since the material is different between the
そのため、図2の実施形態におけるセルスタック装置1は、垂直方向における断面視において、マニホールド7は、シール材16を介して燃料電池セル3と対向するセル対向部7a1と、セル対向部7a1と連続し、シール材16を介してマニホールド7の内部空間72又は外部空間73と対向する空間対向部7a2と、を有し、セル対向部7a1及び空間対向部7a2のうち少なくとも一方に凸部7a3を含む。
Therefore, in the
この構成により、マニホールド7とシール材16との接合強度を向上できるため、マニホールド7とシール材16との界面において、剥離によるクラックが発生することを抑制できる。それゆえ、信頼性の向上したセルスタック装置1とすることができる。
With this configuration, since the joint strength between the
なお、垂直方向の断面視において、マニホールド7における支持部材7aの表面の法線がシール材16及び燃料電池セル3にこの順で重なる場合には当該表面はセル対向部7a1であるとする。また、垂直方向の断面視において、マニホールド7における支持部材7aの表面の法線がシール材16及びマニホールド7の内部空間72又は外部空間73にこの順で重なる場合には当該表面は空間対向部7a2であるとする。
In addition, when the normal line of the surface of the
凸部7a3とは、マニホールド7の内部空間72又は外部空間73及び燃料電池セル3のうち少なくとも一方の方向に突出している部分である。また、凸部7a3以外のセル対向部及び空間対向部を平坦部という。凸部7a3の高さHは0.5μm以上であってもよいが、好ましくは1μm以上である。凸部7a3の幅Wは0.5μm以上であってもよいが、好ましくは1μm以上である。
The
図2の実施形態の凸部7a3はマニホールド7の内部空間72及び燃料電池セル3の両方向に突出している。この場合において、凸部7a3の幅Wとは凸部における凸形状のうちの両側の底点を結んだ直線の長さをいい、凸部7a3の高さHとは凸部7a3の幅W方向と直交する方向における長さをいう。
2 protrudes in both directions of the
凸部7a3は、セル対向部7a1又は空間対向部7a2のうちのいずれかに設けられていればよいが、図2の実施形態におけるセルスタック装置1のように、マニホールド7が、セル対向部7a1と空間対向部7a2との角部に凸部7a3が設けられていてもよい。この構成により、角部である連続部に応力が集中し、クラックが発生することを抑制することができる。
The convex portion 7a3 only needs to be provided in either the cell facing portion 7a1 or the space facing portion 7a2. However, like the
凸部7a3の材質は、マニホールド7と同じでもよく、異なる耐熱性の材料を用いてもよい。
The material of the convex portion 7a3 may be the same as that of the
図3は、図1に示すセルスタック装置1の破線Aの部位を拡大して示す他の実施形態における断面図である。図4は、図3に示すセルスタック装置1の二点鎖線Bの部位を拡大して示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view in another embodiment showing an enlarged view of a broken line A portion of the
図3及び図4の実施形態におけるセルスタック装置1の凸部7a3は、マニホールド7の内部空間72に向けてのみ突出している。この場合において、凸部7a3の幅Wとは空間対向部7a2における平坦部が延びる方向の長さをいい、凸部7a3の高さHとは空間対向部7a2の平坦部における法線方向の長さをいう。この構成によっても、マニホールド7とシール材との界面における剥離によるクラックの発生を抑制できる。なお、凸部7a3は、燃料電池セル3に向けてのみ突出していてもよい。
The
図3及び図4の実施形態におけるセルスタック装置1は、凸部7a3を除くセル対向部7a1における表面延長線S1と、凸部7a3を除く空間対向部7a2における表面延長線S2と、がなす角度Yが鈍角である。この構成により、角部又は角部に設けられた凸部7a3に応力が集中することを緩和できる。なお、表面延長線Sとは、表面線を含むものとする。
The
ここでセルスタック装置1は製造方法を以下で説明する。まず、支持部材7aのうちシール材16と接合する部分、言い換えればセル対向部7a1又は空間対向部7a2となる部分に凸部7a3を設ける。なお、例えば、予め凸部7a3に対応する凹部が設けられた金型を用いることにより凸部7a3を有する支持部材7aを作製することができる。次に、断熱性の板状体の上に支持部材7aを載置する。次に、支持部材7a内に燃料電池セル3の下端を挿入し、板状体の上に載置する。次に、Si系結晶化ガラス粉末に有機成分を添加してなるペーストを支持部材7aの開口部に流し込み、850℃で5時間熱処理し、燃料電池セル3の下端部と支持部材7aシール材16で固定する。次に、板状体を支持部材7a又は蓋状部材から引き離す。最後に、セルスタック2が固定された支持部材7aを、ガスタンク7bの上面の開口部を塞ぐようにガスタンク7aにシール材にて固定する。
Here, the manufacturing method of the
図3及び図4の実施形態におけるセルスタック装置1は、凸部7a3を除く内部空間72側の空間対向部7a2は燃料電池セル3側が高くなるように傾斜している。この構成によると、上述する製造方法における、板状体上に載置した支持部材7a内にシール材16を流し込む工程において、内部空間72側の空間対向部7a2となりうる支持部材7aの下方面と板状体との隙間は支持部材7aの外周に向かうにつれて狭くなる。従って、上述する製造方法において、内部空間72側の支持部材7aの下方面と板状体との隙間に十分にシール材16を充填できることとなるため、シール材16と支持部材7aとを強固に固定することができる。
In the
図5は、本実施形態のセルスタック装置1を備えてなるモジュールの一例を示す外観斜視図である。
FIG. 5 is an external perspective view showing an example of a module including the
図5に示すモジュール20においては、収納容器21の内部に、本実施形態のセルスタック装置1が収納されている。なお、セルスタック装置1の上方には、燃料電池セル3に供給する燃料ガスを生成するための改質器22が配置されている。なお、図5においては、セルスタック装置1が2つのセルスタック2を備えている場合を示しているが、適宜その個数は変更することができ、例えばセルスタック2を1つだけ備えていてもよい。また、セルスタック装置1を、改質器22を含むものとすることもできる。
In the
また、図5においては、燃料電池セル3として、内部を燃料ガスが長手方向に流通する燃料ガス流路を複数有する中空平板型で、燃料ガス流路を有する支持体の表面に、燃料極層、固体電解質層および酸素極層を順に積層してなる固体酸化物形の燃料電池セル3を例示している。なお、燃料電池セル3の間に酸素含有ガスが流通する。
Further, in FIG. 5, the
また、図5に示す改質器22においては、原燃料供給管26を介して供給される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。なお、改質器22は、効率のよい改質反応である水蒸気改質を行うことができる構造とすることが好ましく、水を気化させるための気化部23と、原燃料を燃料ガスに改質するための改質触媒(図示せず)が配置された改質部24とを備えている。そして、改質器22で生成された燃料ガスは、燃料ガス流通管25(図1に示す燃料ガス供給管8に相当)を介してマニホールド7に供給され、マニホールド7より燃料電池セル3の内部に設けられた燃料ガス流路に供給される。
Further, in the
また図5においては、収納容器21の一部(前後面)を取り外し、内部に収納されるセルスタック装置1を後方に取り出した状態を示している。ここで、図5に示したモジュール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。
Further, FIG. 5 shows a state in which a part (front and rear surfaces) of the
なお、収納容器21の内部には、マニホールド7に並置されたセルスタック2の間に配置され、酸素含有ガスが燃料電池セル3の側方を下端部から上端部に向けて流れるように、酸素含有ガス導入部材27が配置されている。
Note that, inside the
図6は、外装ケース内に図5で示したモジュール20と、モジュール20を動作させるための補機(図示せず)とを収納してなる本実施形態のモジュール収容装置の一例を示す分解斜視図である。なお、図6においては一部構成を省略して示している。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing an example of the module housing device of the present embodiment in which the
図6に示すモジュール収容装置41は、支柱42と外装板43から構成される外装ケース内を仕切板44により上下に区画し、その上方側を上述したモジュール20を収納するモジュール収納室45とし、下方側をモジュール20を動作させるための補機を収納する補機収納室46として構成されている。なお、補機収納室46に収納する補機を省略して示している。
The
また、仕切板44には、補機収納室46の空気をモジュール収納室45側に流すための空気流通口47が設けられており、モジュール収納室45を構成する外装板43の一部に、モジュール収納室45内の空気を排気するための排気口48が設けられている。
In addition, the
このようなモジュール収容装置41においては、上述したように、長期信頼性の向上したモジュール20をモジュール収納室45に収納し、モジュール20を動作させるための補機を補機収納室46に収納して構成されることにより、長期信頼性の向上したモジュール収容装置41とすることができる。
In such a
図7(a)は本実施形態の他の例を示す平面図であり、(b)は(a)に示した支持体を備えたセルスタック装置1Aの側面側の拡大断面図である。
FIG. 7A is a plan view showing another example of the present embodiment, and FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view of the side surface side of the
図2に示すように、支持部材7aに1つのみ形成された開口部71に1列全ての燃料電池セル3の一端が挿入されているが、図7に示すセルスタック装置1Aのように、支持部材7aに形成された複数の開口部71のそれぞれに燃料電池セル3が1つずつ挿入されていてもよい。
As shown in FIG. 2, one end of each
図8は、図7に示すセルスタック装置1の破線Cの部位を拡大して示す断面図である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by a broken line C of the
図8で示すように、空間対向部7a2が内部空間側72及び外部空間73側のいずれにも設けられている。また、図8で示すように、凸部7a3が、セル対向部7a1と内部空間72側における空間対向部7a2との角部及びセル対向部7a1と外部空間73側における空間対向部7a2との角部のいずれにも設けられていてもよいが、一方のみであってもよい。
As shown in FIG. 8, 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、導電性支持体上に空気極層、固体電解質層、燃料極層を配置した燃料電池セルであっても良い。さらに、例えば、上記形態では、導電性支持体13上に燃料極層9、固
体電解質層10、空気極層11を積層したが、導電性支持体13を用いることなく、燃料極層9自体を支持体とし、この燃料極層9に、固体電解質層10、空気極層11を設けても良い。
For example, a fuel battery cell in which an air electrode layer, a solid electrolyte layer, and a fuel electrode layer are disposed on a conductive support may be used. Further, for example, in the above embodiment, the
また、支持体上に空気極層、固体電解質層、燃料極層を有する発電素子部が複数形成された、いわゆる横縞型の燃料電池セルスタックを複数組み合わせてなる横縞型バンドルにも適用することができる。 Further, the present invention can be applied to a horizontally-striped bundle formed by combining a plurality of so-called horizontally-striped fuel cell stacks in which a plurality of power generation element portions each having an air electrode layer, a solid electrolyte layer, and a fuel electrode layer are formed on a support. it can.
さらに、上記形態では燃料電池セル3、セルスタック装置1、モジュール20ならびにモジュール収容装置41について説明したが、セルに水蒸気と電圧とを付与して水蒸気(水)を電気分解することにより、水素と酸素(O2)を生成する電解セル(SOEC)およびこの電解セルを備える電解セルスタック装置および電解モジュールならびにモジュール収容装置である電解装置にも適用することができる。
Furthermore, although the
1:セルスタック装置
3:燃料電池セル
7:マニホールド
7a:支持部材
7a1:セル対向部
7a2:空間対向部
7a3:凸部
71:開口部
72:内部空間
16:シール材
20:モジュール
41:モジュール収容装置
1: Cell stack device 3: Fuel cell 7:
Claims (6)
前記セルに供給する反応ガスが流れる内部空間と、開口部とを、
有するマニホールドと、
該マニホールドの内部空間と前記セルの前記ガス流路とが連通するように、前記開口部に挿入された前記セルの一端を前記マニホールドに接合するシール材と、を具備し、
垂直方向における断面視において、
前記マニホールドは、
前記シール材を介して前記セルと対向するセル対向部と、
該セル対向部と連続し、前記シール材を介してマニホールドの内部空間又は外部空間と対向する空間対向部と、を有し、
前記セル対向部及び前記空間対向部のうち少なくとも一方に凸部を含むことを特徴とするセルスタック装置。 A columnar cell having a gas flow path;
An internal space through which a reaction gas supplied to the cell flows, and an opening,
A manifold having
A sealing material that joins one end of the cell inserted into the opening to the manifold so that the internal space of the manifold communicates with the gas flow path of the cell;
In cross-sectional view in the vertical direction,
The manifold is
A cell facing part facing the cell via the sealing material;
A space facing portion that is continuous with the cell facing portion and faces the internal space or the external space of the manifold via the sealing material;
A cell stack device comprising a convex portion in at least one of the cell facing portion and the space facing portion.
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