JP2018200748A - Fuel cell unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池ユニットに係り、更に詳細には、ガス流路内で燃料ガスを改質できる燃料電池ユニットに関する。 The present invention relates to a fuel cell unit, and more particularly to a fuel cell unit capable of reforming fuel gas in a gas flow path.
固体酸化物形燃料電池(SOFC)は、高温で作動するため高い変換効率が期待でき、また、燃料適応性があり、メタンやその他の炭化水素燃料等の被改質ガスをニッケル触媒等の改質触媒を用いて燃料電池ユニット内で改質して水素を得ながら発電を行う内部改質型の発電が可能である。 Solid oxide fuel cells (SOFCs) can be expected to have high conversion efficiency because they operate at high temperatures. They are also adaptable to fuel, and reformed gases such as methane and other hydrocarbon fuels can be modified with nickel catalysts. Internal reforming type power generation is possible in which power generation is performed while obtaining hydrogen by reforming in a fuel cell unit using a catalyst.
特許文献1の特開平10−92477号公報には、セパレータの一方の面に酸化剤ガス流路を有し、他方の面に燃料ガス流路を有し、上記セパレータとカソード集電板とを当接させるカソード用凸部を設け、上記カソード用凸部の裏面側の凹部に内部改質触媒を充填することが開示されている。
Japanese Patent Laid-Open No. 10-92477 of
そして、上記セパレータによれば、内部改質触媒が流路を妨げないため、ガスの流れに対する圧力損失を少なくできると記載されている。 And according to the said separator, since an internal reforming catalyst does not disturb a flow path, it describes that the pressure loss with respect to the flow of gas can be decreased.
しかしながら、メタンやその他の炭化水素やアルコール燃料等の被改質ガスと水素ガスとを含む燃料ガス(以下、単に、「燃料ガス」ということがある。)は、層流を形成してガス流路内を流通する。 However, a fuel gas containing a gas to be reformed such as methane, other hydrocarbons or alcohol fuel and hydrogen gas (hereinafter sometimes simply referred to as “fuel gas”) forms a laminar flow to form a gas flow. Circulate in the street.
そして、層流をなして流れる燃料ガスのうち、セパレータ側を流れる被改質ガスは、図6に示すように、セパレータに担持された改質触媒で改質されて水素ガスを発生する。しかし、燃料極側を流れる被改質ガスは、セパレータに担持された改質触媒と接触し難く水素ガスを発生し難いのに加えて、燃料極側を流れる水素ガスは燃料極で消費される。 Of the fuel gas flowing in a laminar flow, the gas to be reformed flowing on the separator side is reformed by the reforming catalyst carried on the separator to generate hydrogen gas, as shown in FIG. However, the gas to be reformed flowing on the fuel electrode side is not easily brought into contact with the reforming catalyst supported on the separator and is difficult to generate hydrogen gas, and the hydrogen gas flowing on the fuel electrode side is consumed at the fuel electrode. .
したがって、燃料ガス流路を流れる燃料ガスは、セパレータ側では水素濃度が高くなり燃料極側では被改質ガスの濃度が高く水素濃度が低くなって、燃料ガス流路の厚さ方向で水素濃度に勾配が生じる。 Therefore, the fuel gas flowing in the fuel gas channel has a high hydrogen concentration on the separator side and a high concentration of the reformed gas on the fuel electrode side and a low hydrogen concentration. A gradient occurs.
そして、ガス流路内の層流は、壁際の流速が遅く中央付近では流速が速く、セパレータ側の水素ガスはセパレータに沿って流れるため、セパレータ付近を流れる水素ガスの燃料極への輸送は、拡散によって行われることになり輸送抵抗が大きくなる。 And the laminar flow in the gas flow path has a slow flow rate near the wall and a high flow rate near the center, and the hydrogen gas on the separator side flows along the separator, so the transport of the hydrogen gas flowing near the separator to the fuel electrode is Transport resistance is increased due to diffusion.
このように、セパレータに改質触媒を設けても、被改質ガスがセパレータの改質触媒に接触し難く改質効率が低下し、さらに改質された水素ガスは燃料極に到達し難く、輸送ロスが大きくなって発電効率が低下してしまう。 Thus, even if the reforming catalyst is provided in the separator, the reformed gas is difficult to contact the reforming catalyst of the separator and the reforming efficiency is lowered, and the reformed hydrogen gas is difficult to reach the fuel electrode. The transportation loss increases and the power generation efficiency decreases.
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被改質ガスから水素ガスを発生させる改質効率を向上させると共に、燃料極に水素ガスを効率よく供給できる燃料電池ユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to improve the reforming efficiency for generating hydrogen gas from the reformed gas and to add hydrogen to the fuel electrode. An object of the present invention is to provide a fuel cell unit that can efficiently supply gas.
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、改質触媒を有する突起を燃料ガス流路内に設けて燃料ガスの流れを乱すことにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that the above object can be achieved by providing a protrusion having a reforming catalyst in the fuel gas flow path to disturb the flow of the fuel gas, The present invention has been completed.
すなわち、本発明の燃料電池ユニットは、 燃料極層、電解質層、空気極層を順に積層した単セル構造体と、上記単セル構造体の両側に配置された一対のセパレータと、
を備える。
そして、上記単セル構造体の燃料極層側に配置されたセパレータと上記単セル構造体とで燃料ガス流路を形成し、上記燃料極層側に配置されたセパレータが、上記燃料ガス流路内に突出した突起を有し、上記突起が、その表面に改質触媒を有することを特徴とする。
That is, the fuel cell unit of the present invention includes a single cell structure in which a fuel electrode layer, an electrolyte layer, and an air electrode layer are sequentially laminated, and a pair of separators disposed on both sides of the single cell structure,
Is provided.
The separator disposed on the fuel electrode layer side of the single cell structure and the single cell structure form a fuel gas flow path, and the separator disposed on the fuel electrode layer side includes the fuel gas flow path. It has a protrusion protruding inward, and the protrusion has a reforming catalyst on its surface.
本発明によれば、改質触媒を有する突起を燃料ガス流路内に設けてガスの流れを乱し撹拌することとしたため、改質効率及び水素ガスの輸送効率を高くすることができ、発電効率が高い燃料電池ユニットを提供することができる。 According to the present invention, since the protrusion having the reforming catalyst is provided in the fuel gas flow path and the gas flow is disturbed and stirred, the reforming efficiency and the hydrogen gas transport efficiency can be increased. A fuel cell unit with high efficiency can be provided.
本発明の燃料電池ユニットについて詳細に説明する。
上記燃料電池ユニットFCは、図1に示すように、単セル構造体1と、上記単セル構造体の両側に配置された一対のセパレータ2a、2bとを備える。
The fuel cell unit of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the fuel cell unit FC includes a
上記単セル構造体1は、燃料極層121、電解質層122、空気極層123を順に積層した電解質電極層12を有するものである。
The
上記単セル構造体は、電解質支持型、燃料極支持型、空気極支持型の他、金属支持体で電解質電極層を支持したメタルサポート型のいずれであってもよい。 The single cell structure may be any of a metal support type in which an electrolyte electrode layer is supported by a metal support in addition to an electrolyte support type, a fuel electrode support type, and an air electrode support type.
特に、燃料極支持型の単セル構造体は、燃料極層内にも比較的多量の触媒が存在するため、燃料ガス中の被改質ガスを効率よく改質することが可能である。しかし、単セル構造体の強度を出すために燃料極層の厚さを厚くする必要がある。 In particular, since the fuel cell support type single cell structure has a relatively large amount of catalyst in the fuel electrode layer, it is possible to efficiently reform the reformed gas in the fuel gas. However, it is necessary to increase the thickness of the fuel electrode layer in order to increase the strength of the single cell structure.
本発明においては、単セル構造体の燃料ガス流路に改質触媒を有する突起を設けることとしたため、メタルサポート型の単セル構造体であっても被改質ガスを効率よく改質することが可能となる。
そして、メタルサポート型であると、金属支持体により単セル構造体全体を軽量化でき、さらに熱伝導性が向上して急速起動性(暖機)に優れた燃料電池ユニットとすることができるため、電解質電極層を燃料極層の側から金属支持体で支持したメタルサポート型の単セル構造体であることが好ましい。
In the present invention, since the protrusion having the reforming catalyst is provided in the fuel gas flow path of the single cell structure, the gas to be reformed can be efficiently reformed even in the case of a metal support type single cell structure. Is possible.
And since it is a metal support type | mold, the whole single cell structure can be reduced in weight by a metal support body, and also it can be set as a fuel cell unit excellent in rapid startability (warm-up) by improving thermal conductivity. A metal support type single cell structure in which the electrolyte electrode layer is supported by a metal support from the fuel electrode layer side is preferable.
以下、メタルサポート型を例に説明する。図1のA−A'断面図を図2に示す。
上記金属支持体11と金属支持体側に配置されたセパレータ2aとの間には、燃料ガス流路3が形成され、電解質電極層12と電解質電極層側に配置されたセパレータ2bとの間には酸化剤ガス流路4が形成される。上記燃料ガス流路3および酸化剤ガス流路4は、波型のセパレータによって分割されて複数の流路を形成していてもよく、平板状のセパレータによって電解質電極層の全面に1つの流路を形成していてもよい。
Hereinafter, a metal support type will be described as an example. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
A fuel
上記燃料ガス流路3には、メタンやその他の炭化水素燃料等の被改質ガスを含む燃料ガスが図2中、大きな矢印で示す方向に流れる。
なお、本発明においては、図2中の大きな矢印で示す、ガスの入り口から出口に向けて流れる方向を主流れ方向という。
A fuel gas containing a gas to be reformed such as methane or other hydrocarbon fuel flows in the fuel
In the present invention, the direction indicated by the large arrow in FIG. 2 and flowing from the gas inlet to the outlet is referred to as the main flow direction.
本発明の燃料電池ユニットFCは、図2に示すように、金属支持体側に配置されたセパレータ2aに、燃料ガス流路内に突出した突起21が形成されており、上記突起21は、その表面の少なくとも一部に、図示しない改質触媒を有している。
In the fuel cell unit FC of the present invention, as shown in FIG. 2, the
上記突起が、燃料ガス流路内に突出していることで、主流れ方向に層流をなして燃料ガスは、図2中、小さな実線矢印で示すように、上記突起21にぶつかって局所的に流れる方向が変わり、小さな点線矢印で示すように、乱流を形成しながら全体的に主流れ方向に流れる。
Since the protrusion protrudes into the fuel gas flow path, the fuel gas forms a laminar flow in the main flow direction, and the fuel gas hits the
したがって、突起21よりも上流側において、燃料ガス中の水素濃度が、セパレータ側で高く、金属支持体側で低くなっていたとしても、突起21よりも下流側では、乱流を伴って撹拌されて流れるため、燃料ガス流路内における燃料電池ユニットの厚さ方向の燃料ガス中の水素濃度の勾配が小さくなる。
Therefore, even if the hydrogen concentration in the fuel gas is higher on the separator side and lower on the metal support side on the upstream side than the
したがって、燃料ガス中の水素ガスが燃料極に到達し易くなり、被改質ガスが突起表面の改質触媒に接触し易くなって水素ガスに改質され易くなり、燃料極への水素ガスの輸送効率の向上と、改質触媒での改質効率の向上とが相俟って大幅に発電効率が向上する。 Therefore, the hydrogen gas in the fuel gas easily reaches the fuel electrode, the reformed gas easily comes into contact with the reforming catalyst on the surface of the protrusion, and is easily reformed to hydrogen gas. The improvement of the transport efficiency and the improvement of the reforming efficiency with the reforming catalyst greatly improve the power generation efficiency.
上記燃料ガス流路内に突起を設ける位置は、燃料ガス流路内を主流れ方向に流れる層流を撹拌できればよく、燃料ガス流路の底面、すなわち、セパレータの金属支持体と対向する面や、燃料ガス流路の側面のいずれにも設けることができるが、金属支持体の方向に向けて突出していることが好ましい。 The position where the protrusion is provided in the fuel gas flow path only needs to stir the laminar flow flowing in the main flow direction in the fuel gas flow path, such as the bottom surface of the fuel gas flow path, that is, the surface facing the metal support of the separator, Although it can be provided on any of the side surfaces of the fuel gas flow path, it preferably protrudes toward the metal support.
上記突起が燃料ガス流路の底面から、金属支持体の方向に向けて突出していることで、燃料ガスの流れに金属支持体の方向に向けた流れが生じ、燃料ガス流路の底面側を流れる水素ガスが燃料極に供給され易くなる。 Since the protrusion protrudes from the bottom surface of the fuel gas channel toward the metal support, a flow toward the metal support occurs in the flow of the fuel gas. The flowing hydrogen gas is easily supplied to the fuel electrode.
上記突起は、燃料ガスの主流れ方向に複数の突起が千鳥配置されていることが好ましい。図3に、突起が千鳥配置されたセパレータを示す。
図3に示すように、複数の突起間のピッチの半分の位置に、突起が交互に並んでいることで、図3中、矢印で示す主流れ方向に流れる燃料ガスは、ある突起に進路を阻まれる。そして、一の突起にぶつかった燃料ガスの流れのうち、金属支持体の方向に向かわずに脇に逸れた流れが他の突起の正面にぶつかるため、燃料ガスが効率よく改質および撹拌され、改質された水素ガスが燃料極に供給され易くなる。
It is preferable that a plurality of protrusions are arranged in a staggered manner in the main flow direction of the fuel gas. FIG. 3 shows a separator having protrusions arranged in a staggered manner.
As shown in FIG. 3, the fuel gas flowing in the main flow direction indicated by the arrow in FIG. 3 has a path to a certain projection by alternately arranging the projections at half the pitch between the plurality of projections. It is blocked. Of the flow of fuel gas that hits one protrusion, the flow deviated to the side without facing the direction of the metal support hits the front of the other protrusion, so the fuel gas is efficiently reformed and stirred, The reformed hydrogen gas is easily supplied to the fuel electrode.
上記突起の形状は、燃料ガスの流れを撹拌できれば特に制限はなく、例えば、円錐形状、角錐形状、多角柱、半球形等の立体形状の他、板状を挙げることができる。 The shape of the protrusion is not particularly limited as long as the flow of the fuel gas can be stirred.
上記立体形状の突起は、形成が容易であり、金属板をプレス成形により形成することができるため、作製工程を簡素化して低コスト化できる。 Since the three-dimensional protrusion can be easily formed and a metal plate can be formed by press molding, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.
また、突起が板状であると、燃料ガス流路内における占有体積を小さくすることができ、図4に示すように、板状の突起の板面を、燃料ガスの主流れ方向に抗する方向に配置することで、燃料ガスを大きく撹拌することができる。
上記板状の突起は、金属板から突起を切り起こし、平らな金属板と重ね合せて、切り起こした箇所を上記平らな金属板で塞ぐことで形成できる。
Further, if the protrusions are plate-like, the occupied volume in the fuel gas flow path can be reduced, and the plate surface of the plate-like protrusions resists the main flow direction of the fuel gas as shown in FIG. By disposing in the direction, the fuel gas can be greatly stirred.
The plate-like projection can be formed by cutting and raising a projection from a metal plate, overlapping the flat metal plate, and closing the cut and raised portion with the flat metal plate.
上記突起は、図4に示すように、セパレータから立ち上がる上流側の角度αが鈍角であることが好ましい。突起の上流側の角度が直角から鋭角であると、突起の上流側基部付近に淀みが生じ易くなるが、上流側の角度αが鈍角であると、燃料ガスが淀まずに流れるため効率よく改質できる。 As shown in FIG. 4, it is preferable that the angle α on the upstream side rising from the separator is an obtuse angle. If the angle on the upstream side of the protrusion is from right angle to an acute angle, stagnation is likely to occur near the upstream base of the protrusion, but if the angle α on the upstream side is obtuse, the fuel gas will flow without stagnation. You can quality.
上記突起は、金属支持体に当接することができる。突起が金属支持体に当接している場合の、主流れ方向から見た図1のB−B’断面図を図5に示す。 The protrusion can contact the metal support. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG.
図5に示すように、燃料ガス流路の全体を塞がないように燃料ガス流路の一部に設けられた突起が金属支持体に当接することで、燃料ガス流路が電解質電極層の全面に1つの流路を形成している場合であっても単セル構造体を支持するともに金属支持体‐セパレータ間の導通が得られる。 As shown in FIG. 5, the protrusion provided on a part of the fuel gas channel is in contact with the metal support so as not to block the entire fuel gas channel, so that the fuel gas channel is formed of the electrolyte electrode layer. Even when one channel is formed on the entire surface, the single cell structure can be supported and conduction between the metal support and the separator can be obtained.
上記突起はバネであることが好ましい。突起が弾性変形することで、燃料電池ユニットの組み付け時や運転時の熱などにより、燃料電池ユニットが変形した場合であっても、突起が単セル構造体を支持し、変位を吸収するため燃料電池ユニットの破損を防止できる。 The protrusion is preferably a spring. Due to the elastic deformation of the protrusion, even when the fuel cell unit is deformed due to heat during assembly or operation of the fuel cell unit, the protrusion supports the single cell structure and absorbs the displacement. Damage to the battery unit can be prevented.
特に、上記突起が、図3に示すような板状の片持ちバネであると作製が容易であり、簡単な構成で燃料電池ユニットの破損を防止できる。 In particular, if the protrusion is a plate-like cantilever spring as shown in FIG. 3, it can be easily manufactured, and damage to the fuel cell unit can be prevented with a simple configuration.
上記改質触媒は、突起の表面の少なくとも一部に設けられる。改質触媒を設ける位置は、突起の主流れ方向上流側に設けることが好ましい。主流れ方向に流れる燃料ガスは、突起の上流側にぶつかるため、改質触媒を突起の上流側に設けることで改質効率が向上する。 The reforming catalyst is provided on at least a part of the surface of the protrusion. The position where the reforming catalyst is provided is preferably provided upstream of the protrusion in the main flow direction. Since the fuel gas flowing in the main flow direction collides with the upstream side of the protrusion, the reforming efficiency is improved by providing the reforming catalyst on the upstream side of the protrusion.
また、改質触媒は、突起の上流側だけでなく下流側にも設けることができ、さらに、燃料ガス流路の底面や側面、セパレータの燃料ガス流路側全面に設けることができる。突起の上流側及び下流側や、燃料ガス流路全体に改質触媒を設けることで改質面積が増加し、より効率的な燃料ガスの改質が可能である。また、改質触媒をセパレータ側に設けることで金属支持体や燃料極層に改質触媒を設けた場合に生じる金属支持体や燃料極層で炭素が析出することを防止できる。 In addition, the reforming catalyst can be provided not only on the upstream side of the protrusions but also on the downstream side, and further, can be provided on the bottom and side surfaces of the fuel gas flow path and on the entire fuel gas flow path side of the separator. By providing the reforming catalyst on the upstream and downstream sides of the protrusions or the entire fuel gas flow path, the reforming area is increased, and more efficient reforming of the fuel gas is possible. Further, by providing the reforming catalyst on the separator side, it is possible to prevent carbon from being deposited on the metal support or the fuel electrode layer, which occurs when the reforming catalyst is provided on the metal support or the fuel electrode layer.
上記改質触媒は、被改質ガスから水素ガスを発生させるものであり、例えば、ニッケル、ルテニウム、ロジウム等や、上記ニッケル、ルテニウム、ロジウム等をアルミナ等の担体表面に付与したもの等を挙げることができる。
上記改質触媒は、セパレータに塗布し、乾燥・焼成することで設けることができる。
The reforming catalyst generates hydrogen gas from the gas to be reformed, and examples thereof include nickel, ruthenium, rhodium, etc., and those obtained by applying the nickel, ruthenium, rhodium, etc. to the support surface such as alumina. be able to.
The said reforming catalyst can be provided by apply | coating to a separator, and drying and baking.
ここで、上記単セル構造体を構成する各部材について説明する。 Here, each member which comprises the said single cell structure is demonstrated.
(金属支持体)
上記金属支持体は単セル構造体を支持するものである。
上記金属支持体としては、積層方向に貫通する連続孔を多数有する金属多孔質体を使用できる。
(Metal support)
The metal support supports the single cell structure.
As said metal support body, the metal porous body which has many continuous holes penetrated in the lamination direction can be used.
上記金属多孔質体としては、例えば、金属粒子や金属繊維を焼結又はプレス加工等によって固めたものや、金属板をエッチング処理や機械的処理により穴を開けて多孔質体としたもの等を使用することができる。 Examples of the metal porous body include those obtained by solidifying metal particles or metal fibers by sintering or pressing, or those obtained by forming holes in a metal plate by etching or mechanical treatment, etc. Can be used.
上記金属多孔質体を構成する金属材料としては、例えば、ステンレス鋼、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、白金(Pt)及び銀(Ag)などの金属材料を挙げることができる。 Examples of the metal material constituting the metal porous body include metal materials such as stainless steel, iron (Fe), nickel (Ni), copper (Cu), platinum (Pt), and silver (Ag). it can.
(電解質電極層)
上記電解質電極層は、燃料極層、電解質、空気極層を順に積層したものであり、電気化学反応により発電するものである。
(Electrolyte electrode layer)
The electrolyte electrode layer is formed by sequentially laminating a fuel electrode layer, an electrolyte, and an air electrode layer, and generates power by an electrochemical reaction.
(燃料極層)
上記燃料極層としては、水素酸化活性を有し、還元性雰囲気中で安定な金属及び/又は合金から成る金属触媒を使用できる。
(Fuel electrode layer)
As the fuel electrode layer, a metal catalyst made of metal and / or alloy having hydrogen oxidation activity and stable in a reducing atmosphere can be used.
上記金属触媒としては、例えば、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、Ni−Fe合金、Ni−Co合金、Fe−Co合金、Ni−Cu合金、Pd−Pt合金等を挙げることができる。 Examples of the metal catalyst include nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), ruthenium (Ru), Ni—Fe alloy, Ni—Co alloy, Fe—Co alloy, Ni—Cu alloy, Pd— Pt alloy etc. can be mentioned.
(電解質層)
上記電解質層としては、酸素イオン伝導性を備え、固体電解質として機能する酸化物を使用できる。
(Electrolyte layer)
As the electrolyte layer, an oxide having oxygen ion conductivity and functioning as a solid electrolyte can be used.
例えば、YSZ(イットリア安定化ジルコニア:Zr1−xYxO2)、SSZ(スカンジウム安定化ジルコニア:Zr1−xScxO2)、SDC(サマリウムドープトセリア:Ce1−xSmxO2)、GDC(ガドリウムドープトセリア:Ce1−xGdxO2)、LSGM(ランタンストロンチウムマグネシウムガレート:La1−xSrxGa1−yMgyO3)等を挙げることができる。 For example, YSZ (yttria stabilized zirconia: Zr 1-x Y x O 2 ), SSZ (scandium stabilized zirconia: Zr 1-x Sc x O 2 ), SDC (samarium-doped ceria: Ce 1-x Sm x O 2), GDC (gadolinium doped ceria: Ce 1-x Gd x O 2), LSGM ( lanthanum strontium magnesium gallate: La 1-x Sr x Ga 1-y Mg y O 3) , and the like.
(空気極層)
上記空気極層の構成材料としてはペロブスカイト型酸化物を挙げることができる。
上記ペロブスカイト型酸化物としては、例えば、ペロブスカイト系酸化物(例えば、LSCF(ランタンストロンチウムコバルト鉄酸化物)、LSM(ランタンストロンチウムマンガン酸化物)等を挙げることができる。
(Air electrode layer)
Examples of the constituent material of the air electrode layer include perovskite oxides.
Examples of the perovskite oxide include perovskite oxides (for example, LSCF (lanthanum strontium cobalt iron oxide), LSM (lanthanum strontium manganese oxide), and the like.
上記電解質電極層は、上記金属支持体の一方の面に積層することで形成できる。電解質電極層の積層方法は、乾式法、湿式法のいずれであってもよい。 The electrolyte electrode layer can be formed by laminating on one surface of the metal support. The method for laminating the electrolyte electrode layer may be either a dry method or a wet method.
本発明の燃料電池ユニットは、改質触媒を有する突起によって燃料ガスが撹拌されて流れるため、燃料ガスの改質効率及び水素ガスの輸送効率が向上して発電効率が向上する。 In the fuel cell unit of the present invention, the fuel gas is agitated and flows by the protrusion having the reforming catalyst, so that the reforming efficiency of the fuel gas and the transport efficiency of the hydrogen gas are improved and the power generation efficiency is improved.
FC 燃料電池ユニット
1 単セル構造体
11 金属支持体
12 電解質電極層
121 燃料極層
122 電解質層
123 空気極層
2a セパレータ
2b セパレータ
21 突起
3 燃料ガス流路
4 酸化剤ガス流路
FC
Claims (11)
上記単セル構造体の両側に配置された一対のセパレータと、
を備える燃料電池ユニットであって、
上記単セル構造体の燃料極層側に配置されたセパレータと上記単セル構造体とで燃料ガス流路を形成し、
上記燃料極層側に配置されたセパレータが、上記燃料ガス流路内に突出した突起を有し、
上記突起が、その表面に改質触媒を有することを特徴とする燃料電池ユニット。 A single cell structure in which a fuel electrode layer, an electrolyte layer, and an air electrode layer are sequentially laminated;
A pair of separators disposed on both sides of the single cell structure;
A fuel cell unit comprising:
A fuel gas flow path is formed by the separator disposed on the fuel electrode layer side of the single cell structure and the single cell structure,
The separator disposed on the fuel electrode layer side has a protrusion protruding into the fuel gas flow path,
The fuel cell unit, wherein the protrusion has a reforming catalyst on a surface thereof.
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