JP2022104068A

JP2022104068A - Electrochemical cell stack

Info

Publication number: JP2022104068A
Application number: JP2020219058A
Authority: JP
Inventors: 一隆内; Kazutaka Uchi
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2022-07-08

Abstract

To improve the power generation efficiency by making the flow of fuel gas and oxidant gas uniform.SOLUTION: In an electrochemical cell stack 10, a plate-shaped electrochemical cell 11 is laminated. The electrochemical cell 11 generates electricity by the electrochemical reaction between fuel gas and oxidant gas. A fuel gas inlet 13 is located on one of first outer surfaces S1 in the stacking direction of the electrochemical cell 11. A fuel gas outlet 14 is located on a second outer surface S2 behind the first outer surface S1. One of oxidant gas inlets 15 of the first outer surface S1 and the second outer surface S2 is located, and an oxidant gas outlet 16 is located on the other side.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、電気化学セルスタックに関するものである。 The present disclosure relates to an electrochemical cell stack.

燃料ガス及び酸化剤ガスの電気化学反応により発電する燃料電池が知られている。燃料電池では、発電の最小単位となる電気化学セルを積層させた電気化学セルスタックとして組込まれる（特許文献１参照）。 Fuel cells that generate electricity by the electrochemical reaction of fuel gas and oxidant gas are known. In a fuel cell, it is incorporated as an electrochemical cell stack in which electrochemical cells, which are the smallest unit of power generation, are laminated (see Patent Document 1).

特開２０１６－２２５０７８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-22508

発電効率を向上させるためには、積層させた複数の電気化学セルの間で、燃料ガス及び酸化剤ガスの流れを均一化させることが好ましい。しかし、流れの均一化は難しかった。 In order to improve the power generation efficiency, it is preferable to make the flow of the fuel gas and the oxidant gas uniform among the plurality of laminated electrochemical cells. However, it was difficult to make the flow uniform.

従って、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、燃料ガス及び酸化剤ガスの流れを均一化させ、発電効率を向上させた電気化学セルスタックを提供することにある。 Therefore, an object of the present disclosure made in view of the above-mentioned problems of the prior art is to provide an electrochemical cell stack in which the flow of fuel gas and oxidant gas is made uniform and the power generation efficiency is improved. be.

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による電気化学セルスタックは、
燃料ガス及び酸化剤ガスの電気化学反応により発電する板状の電気化学セルを積層させた電気化学セルスタックであって、
前記電気化学セルの積層方向における一方の第１の外面に燃料ガスの入口が位置し、該第１の外面の裏側の第２の外面に燃料ガスの出口が位置し
前記第１の外面及び前記第２の外面の一方に酸化剤ガスの入口が位置し、他方に酸化剤ガスの出口が位置する。 In order to solve the above-mentioned problems, the electrochemical cell stack from the first viewpoint is
It is an electrochemical cell stack in which plate-shaped electrochemical cells that generate electricity by the electrochemical reaction of fuel gas and oxidant gas are laminated.
The fuel gas inlet is located on one of the first outer surfaces in the stacking direction of the electrochemical cell, and the fuel gas outlet is located on the second outer surface behind the first outer surface. The inlet of the oxidant gas is located on one of the second outer surfaces, and the outlet of the oxidant gas is located on the other.

上記のように構成された本開示に係る電気化学セルスタックによれば、燃料ガス及び酸化剤ガスの流れを均一化させ、発電効率を向上させることができる。 According to the electrochemical cell stack according to the present disclosure configured as described above, the flow of the fuel gas and the oxidant gas can be made uniform and the power generation efficiency can be improved.

第１の実施形態に係る電気化学セルスタックの斜視図である。It is a perspective view of the electrochemical cell stack which concerns on 1st Embodiment. 図１の電気化学セルスタックの上面図である。It is a top view of the electrochemical cell stack of FIG. 1. 図１の電気化学セルの厚さ方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the thickness direction of the electrochemical cell of FIG. 図３におけるＩＶ―ＩＶ線に沿った電気化学セルの断面図である。It is sectional drawing of the electrochemical cell along the IV-IV line in FIG. 図３におけるＶ―Ｖ線に沿った電気化学セルの断面図である。It is sectional drawing of the electrochemical cell along the VV line in FIG. ガスの入口及び出口を同じ面に位置させる電気化学セルスタックにおけるガスの流路を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the flow path of a gas in an electrochemical cell stack which arranges a gas inlet and an outlet on the same plane. 第２の実施形態に係る電気化学セルスタックの斜視図である。It is a perspective view of the electrochemical cell stack which concerns on 2nd Embodiment. 図７の電気化学セルスタックの上面図である。It is a top view of the electrochemical cell stack of FIG. 7. 第３の実施形態に係る電気化学セルスタックの斜視図である。It is a perspective view of the electrochemical cell stack which concerns on 3rd Embodiment. 図９の電気化学セルスタックの上面図である。It is a top view of the electrochemical cell stack of FIG. 第４の実施形態に係る電気化学セルスタックの斜視図である。It is a perspective view of the electrochemical cell stack which concerns on 4th Embodiment. 図１１の電気化学セルスタックの上面図である。It is a top view of the electrochemical cell stack of FIG. 図１１の入口側電気化学セルの厚さ方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the thickness direction of the entrance side electrochemical cell of FIG. 図１３におけるＸＩＶ―ＸＩＶ線に沿った入口側電気化学セルの断面図である。It is sectional drawing of the entrance side electrochemical cell along the XIV-XIV line in FIG. 図１３におけるＸＶ―ＸＶ線に沿った入口側電気化学セルの断面図である。It is sectional drawing of the entrance side electrochemical cell along the XV-XV line in FIG. 図１１の出口側電気化学セルの厚さ方向に沿った断面図である。11 is a cross-sectional view taken along the thickness direction of the outlet-side electrochemical cell of FIG. 図１６におけるＸＶＩＩ―ＸＶＩＩ線に沿った出口側電気化学セルの断面図である。16 is a cross-sectional view of the outlet side electrochemical cell along the line XVII-XVII in FIG. 図１６におけるＸＶＩＩＩ―ＸＶＩＩＩ線に沿った出口側電気化学セルの断面図である。16 is a cross-sectional view of the outlet side electrochemical cell along the line XVIII-XVIII in FIG. 図１１の電気化学セルスタック内の燃料ガスの流れを説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the flow of the fuel gas in the electrochemical cell stack of FIG. 図１１の電気化学セルスタック内の酸化剤ガスの流れを説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the flow of the oxidant gas in the electrochemical cell stack of FIG.

以下、本開示を適用した電気化学セルスタックの実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the electrochemical cell stack to which the present disclosure is applied will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、本開示の第１の実施形態に係る電気化学セルスタック１０は、複数の板状の電気化学セル１１を積層させることにより構成される。積層させた電気化学セル１１は、積層方向における両端から第１のエンドプレート１２ａ及び第２のエンドプレート１２ｂにより挟まれていてよい。 As shown in FIG. 1, the electrochemical cell stack 10 according to the first embodiment of the present disclosure is configured by stacking a plurality of plate-shaped electrochemical cells 11. The laminated electrochemical cell 11 may be sandwiched between the first end plate 12a and the second end plate 12b from both ends in the stacking direction.

電気化学セルスタック１０の積層方向から見た形状は、例えば、矩形、六角形、円形等の任意の形状であってよい。第１の実施形態において、電気化学セルスタック１０の積層方向から見た形状は、矩形である。 The shape of the electrochemical cell stack 10 when viewed from the stacking direction may be any shape such as a rectangle, a hexagon, or a circle. In the first embodiment, the shape of the electrochemical cell stack 10 seen from the stacking direction is rectangular.

積層方向における一方の第１の外面Ｓ１に燃料ガスの入口１３が位置する。第１の外面Ｓ１の積層方向における裏側の第２の外面Ｓ２に燃料ガスの出口１４が位置する。電気化学セルスタック１０では、第１の外面Ｓ１及び第２の外面Ｓ２の一方に酸化剤ガスの入口１５が位置し、他方に酸化剤ガスの出口１６が位置する。第１の実施形態においては、第１の外面Ｓ１に酸化剤ガスの入口１５が位置し、第２の外面Ｓ２に酸化剤ガスの出口１６が位置する。 The fuel gas inlet 13 is located on one of the first outer surfaces S1 in the stacking direction. The fuel gas outlet 14 is located on the second outer surface S2 on the back side in the stacking direction of the first outer surface S1. In the electrochemical cell stack 10, the oxidant gas inlet 15 is located on one of the first outer surface S1 and the second outer surface S2, and the oxidant gas outlet 16 is located on the other. In the first embodiment, the oxidant gas inlet 15 is located on the first outer surface S1 and the oxidant gas outlet 16 is located on the second outer surface S2.

図２に示すように、燃料ガスの入口１３及び燃料ガスの出口１４は、積層方向に垂直な任意の一方向（図２における上下方向）における電気化学セルスタック１０の両端に位置してよい。酸化剤ガスの入口１５及び酸化剤ガスの出口１６は、積層方向に垂直な任意の一方向（図２における上下方向）における電気化学セルスタック１０の両端に位置してよい。 As shown in FIG. 2, the fuel gas inlet 13 and the fuel gas outlet 14 may be located at both ends of the electrochemical cell stack 10 in any one direction (vertical direction in FIG. 2) perpendicular to the stacking direction. The oxidant gas inlet 15 and the oxidant gas outlet 16 may be located at both ends of the electrochemical cell stack 10 in any one direction (vertical direction in FIG. 2) perpendicular to the stacking direction.

燃料ガスの入口１３及び燃料ガスの出口１４は、第１の外面Ｓ１の外縁が互いに平行な２辺を含む構成においては、それぞれ当該２辺の近傍に位置してよい。酸化剤ガスの入口１５及び酸化剤ガスの出口１６は、積層方向から見て、それぞれ当該２辺の近傍に位置してよい。 The fuel gas inlet 13 and the fuel gas outlet 14 may be located in the vicinity of the two sides in a configuration in which the outer edges of the first outer surface S1 include two sides parallel to each other. The oxidant gas inlet 15 and the oxidant gas outlet 16 may be located in the vicinity of the two sides when viewed from the stacking direction.

酸化剤ガスの入口１５は、積層方向から見て、燃料ガスの入口１３及び燃料ガスの出口１４を結ぶ線分の中心よりも燃料ガスの入口１３側に位置してよい。なお、本願明細書において、入口及び出口を結ぶ線分は、入口及び出口の中心を結ぶ線分であってよい。酸化剤ガスの出口１６は、積層方向から見て、燃料ガスの入口１３及び燃料ガスの出口１４を結ぶ線分の中心よりも燃料ガスの出口１４側に位置してよい。 The oxidant gas inlet 15 may be located closer to the fuel gas inlet 13 than the center of the line segment connecting the fuel gas inlet 13 and the fuel gas outlet 14 when viewed from the stacking direction. In the specification of the present application, the line segment connecting the entrance and the exit may be a line segment connecting the centers of the entrance and the exit. The oxidant gas outlet 16 may be located closer to the fuel gas outlet 14 than the center of the line segment connecting the fuel gas inlet 13 and the fuel gas outlet 14 when viewed from the stacking direction.

積層方向から見て、燃料ガスの入口１３及び燃料ガスの出口１４を結ぶ線分と、酸化剤ガスの入口１５及び酸化剤ガスの出口１６を結ぶ線分とが交差してよい。例えば、積層方向から見て、燃料ガスの入口１３及び燃料ガスの出口１４を結ぶ線分は、第１の外面Ｓ１の外縁において燃料ガスの入口１３の近傍の一辺に対して傾斜していてよい。積層方向から見て、酸化剤ガスの入口１５及び酸化剤ガスの出口１６を結ぶ線分は、第１の外面Ｓ１の外縁において酸化剤ガスの入口１５近傍の一辺に対して傾斜していてよい。 When viewed from the stacking direction, the line connecting the fuel gas inlet 13 and the fuel gas outlet 14 may intersect with the line connecting the oxidant gas inlet 15 and the oxidant gas outlet 16. For example, when viewed from the stacking direction, the line connecting the fuel gas inlet 13 and the fuel gas outlet 14 may be inclined with respect to one side in the vicinity of the fuel gas inlet 13 at the outer edge of the first outer surface S1. .. When viewed from the stacking direction, the line segment connecting the oxidant gas inlet 15 and the oxidant gas outlet 16 may be inclined with respect to one side near the oxidant gas inlet 15 at the outer edge of the first outer surface S1. ..

電気化学セルスタック１０は、電池装置の一部として、積層方向が地表における鉛直方向に平行になるように設置されてよい。積層方向が鉛直方向に平行になるように設置される構成においては、更に、第１の面が鉛直下方を向くように設置されることが好ましい。または、電気化学セルスタック１０は、電池装置の一部として、積層方向が地表において水平になるように設置されてよい。積層方向が水平になるように設置される構成においては、更に、燃料ガスの出口１４及び酸化剤ガスの出口１６が、燃料ガスの入口１３及び酸化剤ガスの入口１５よりも上方に位置するように設置されてよい。 The electrochemical cell stack 10 may be installed as a part of the battery device so that the stacking direction is parallel to the vertical direction on the ground surface. In the configuration in which the stacking direction is parallel to the vertical direction, it is more preferable that the first surface is installed so as to face vertically downward. Alternatively, the electrochemical cell stack 10 may be installed as a part of the battery device so that the stacking direction is horizontal on the ground surface. In the configuration in which the stacking direction is horizontal, the fuel gas outlet 14 and the oxidant gas outlet 16 are further located above the fuel gas inlet 13 and the oxidant gas inlet 15. May be installed in.

図３に示すように、電気化学セル１１では、板状の電解質膜１７が、両板面側から、燃料極１８及び空気極１９を介して２枚のインターコネクタ２０に挟持されてよい。２枚のインターコネクタ２０の間は、フレーム２１により密封されてよい。 As shown in FIG. 3, in the electrochemical cell 11, a plate-shaped electrolyte membrane 17 may be sandwiched between two interconnectors 20 from both plate surface sides via a fuel electrode 18 and an air electrode 19. The space between the two interconnectors 20 may be sealed by the frame 21.

電気化学セル１１は、固体酸化物形燃料電池、固体高分子形燃料電池、りん酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池であってよい。燃料極１８及び空気極１９は、それぞれの方式に適した材料が用いられてよく、それぞれの方式に適した構造を有してよい。 The electrochemical cell 11 may be a solid oxide fuel cell, a solid polymer fuel cell, a phosphoric acid fuel cell, or a molten carbonate fuel cell. The fuel pole 18 and the air pole 19 may be made of a material suitable for each method, and may have a structure suitable for each method.

インターコネクタ２０は、例えば、金属製の板状であり、電気化学セル１１の板面と同じ形状であってよい。インターコネクタ２０には、板面に平行な複数の畝部２２が設けられてよい。インターコネクタ２０は、畝部２２を介して燃料極１８に接触してよい。インターコネクタ２０は、畝部２２を介して空気極１９に接触してよい。 The interconnector 20 may have, for example, a metal plate shape and may have the same shape as the plate surface of the electrochemical cell 11. The interconnector 20 may be provided with a plurality of ridges 22 parallel to the plate surface. The interconnector 20 may come into contact with the fuel electrode 18 via the ridge 22. The interconnector 20 may come into contact with the air electrode 19 via the ridge 22.

フレーム２１は、電気絶縁性を有する材料により形成されてよい。フレーム２１は、インターコネクタ２０の板面の外縁に沿った枠状であってよい。フレーム２１は、２枚のインターコネクタ２０の畝部２２が設けられた面を互いに対向させた状態で、当該２枚のインターコネクタ２０の外縁近傍において板面に密着してよい。 The frame 21 may be made of a material having electrical insulation. The frame 21 may have a frame shape along the outer edge of the plate surface of the interconnector 20. The frame 21 may be in close contact with the plate surface in the vicinity of the outer edge of the two interconnectors 20 with the surfaces provided with the ridges 22 of the two interconnectors 20 facing each other.

図４、５に示すように、フレーム２１には、インターコネクタ２０とともに、第１の燃料ガス通過孔２３、第２の燃料ガス通過孔２４、第１の酸化剤ガス通過孔２５、及び第２の酸化剤ガス通過孔２６が形成されてよい。第１の燃料ガス通過孔２３、第２の燃料ガス通過孔２４、第１の酸化剤ガス通過孔２５、及び第２の酸化剤ガス通過孔２６は、フレーム２１の厚さ方向、言換えると、枠の軸方向に平行で貫通していてよい。 As shown in FIGS. 4 and 5, in the frame 21, together with the interconnector 20, a first fuel gas passage hole 23, a second fuel gas passage hole 24, a first oxidant gas passage hole 25, and a second Oxidizing agent gas passage hole 26 may be formed. The first fuel gas passage hole 23, the second fuel gas passage hole 24, the first oxidant gas passage hole 25, and the second oxidizer gas passage hole 26 are in the thickness direction of the frame 21, in other words. , It may penetrate parallel to the axial direction of the frame.

図３に示すように、電解質膜１７、インターコネクタ２０、及びフレーム２１により、燃料極１８側に燃料ガス室ＦＲが画定される。また、電解質膜１７、インターコネクタ２０、及びフレーム２１により、空気極１９側に酸化剤ガス室ＯＲが画定される。図４に示すように、フレーム２１の一部に孔が形成されることにより、燃料ガス室ＦＲと、第１の燃料ガス通過孔２３及び第２の燃料ガス通過孔２４とが連通してよい。図５に示すように、フレーム２１の一部に孔が形成されることにより、酸化剤ガス室ＯＲと、第１の酸化剤ガス通過孔２５及び第２の酸化剤ガス通過孔２６とが連通してよい。 As shown in FIG. 3, the fuel gas chamber FR is defined on the fuel electrode 18 side by the electrolyte membrane 17, the interconnector 20, and the frame 21. Further, the oxidant gas chamber OR is defined on the air electrode 19 side by the electrolyte membrane 17, the interconnector 20, and the frame 21. As shown in FIG. 4, the fuel gas chamber FR may communicate with the first fuel gas passage hole 23 and the second fuel gas passage hole 24 by forming a hole in a part of the frame 21. .. As shown in FIG. 5, by forming a hole in a part of the frame 21, the oxidant gas chamber OR and the first oxidant gas passage hole 25 and the second oxidant gas passage hole 26 communicate with each other. You can do it.

電気化学セル１１は、各電気化学セル１１の第１の燃料ガス通過孔２３が連続し、各電気化学セル１１の第２の燃料ガス通過孔２４が連続し、各電気化学セル１１の第１の酸化剤ガス通過孔２５が連続し、各電気化学セル１１の第２の酸化剤ガス通過孔２６が連続するように、積層されてよい。図１に示すように、このように積層させることにより、全電気化学セル１１の第１の燃料ガス通過孔２３により、積層方向に平行な燃料ガス供給孔２７が形成されてよい。また、全電気化学セル１１の第１の酸化剤ガス通過孔２５により、積層方向に平行な酸化剤ガス供給孔２８が形成されてよい。また、全電気化学セル１１の第２の燃料ガス通過孔２４により、積層方向に平行な燃料ガス排出孔２９が形成されてよい。また、全電気化学セル１１の第２の酸化剤ガス通過孔２６により、積層方向に平行な酸化剤ガス排出孔３０が形成されてよい。 In the electrochemical cell 11, the first fuel gas passage hole 23 of each electrochemical cell 11 is continuous, the second fuel gas passage hole 24 of each electrochemical cell 11 is continuous, and the first fuel gas passage hole 24 of each electrochemical cell 11 is continuous. The oxidant gas passage holes 25 of each of the above may be laminated so as to be continuous and the second oxidant gas passage holes 26 of each electrochemical cell 11 are continuous. As shown in FIG. 1, by stacking in this way, the fuel gas supply hole 27 parallel to the stacking direction may be formed by the first fuel gas passage hole 23 of the total electrochemical cell 11. Further, the oxidant gas supply hole 28 parallel to the stacking direction may be formed by the first oxidant gas passage hole 25 of the total electrochemical cell 11. Further, the fuel gas discharge hole 29 parallel to the stacking direction may be formed by the second fuel gas passage hole 24 of the total electrochemical cell 11. Further, the oxidant gas discharge hole 30 parallel to the stacking direction may be formed by the second oxidant gas passage hole 26 of the total electrochemical cell 11.

第１のエンドプレート１２ａは、第１の外面Ｓ１側に位置してよい。第２のエンドプレート１２ｂは、第２の外面Ｓ２側に位置してよい。第１のエンドプレート１２ａには、孔状の燃料ガスの入口１３と、酸化剤ガスの入口１５及び酸化剤ガスの出口１６の一方とが形成されてよい。第２のエンドプレート１２ｂには、孔状の燃料ガスの出口１４と、酸化剤ガスの入口１５及び酸化剤ガスの出口１６の他方とが形成されてよい。前述のように、第１の実施形態においては、第１のエンドプレート１２ａに酸化剤ガスの入口１５が形成され、第２のエンドプレート１２ｂに酸化剤ガスの出口１６が形成される。 The first end plate 12a may be located on the first outer surface S1 side. The second end plate 12b may be located on the second outer surface S2 side. The first end plate 12a may be formed with one of a pore-shaped fuel gas inlet 13, an oxidant gas inlet 15, and an oxidant gas outlet 16. The second end plate 12b may be formed with a pore-shaped fuel gas outlet 14, and the other of the oxidant gas inlet 15 and the oxidant gas outlet 16. As described above, in the first embodiment, the oxidant gas inlet 15 is formed in the first end plate 12a, and the oxidant gas outlet 16 is formed in the second end plate 12b.

燃料ガスの入口１３及び燃料ガス供給孔２７は連続してよい。燃料ガスの出口１４及び燃料ガス排出孔２９は連続してよい。酸化剤ガスの入口１５及び酸化剤ガス供給孔２８は連続してよい。酸化剤ガスの出口１６及び酸化剤ガス排出孔３０は連続してよい。 The fuel gas inlet 13 and the fuel gas supply hole 27 may be continuous. The fuel gas outlet 14 and the fuel gas discharge hole 29 may be continuous. The oxidant gas inlet 15 and the oxidant gas supply hole 28 may be continuous. The oxidant gas outlet 16 and the oxidant gas discharge hole 30 may be continuous.

燃料ガスの入口１３から供給される燃料ガスは、燃料ガス供給孔２７を介して各燃料ガス室ＦＲに流入してよい。酸化剤ガスの入口１５から供給される酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給孔２８を介して各酸化剤ガス室ＯＲに流入してよい。各電気化学セル１１の燃料ガス室ＦＲに供給される燃料ガス及び各電気化学セル１１の酸化剤ガス室ＯＲに供給される酸化剤ガスの電気化学反応により、各電気化学セル１１は発電する。 The fuel gas supplied from the fuel gas inlet 13 may flow into each fuel gas chamber FR through the fuel gas supply hole 27. The oxidant gas supplied from the oxidant gas inlet 15 may flow into each oxidant gas chamber OR through the oxidant gas supply hole 28. Each electrochemical cell 11 generates power by an electrochemical reaction between the fuel gas supplied to the fuel gas chamber FR of each electrochemical cell 11 and the oxidant gas supplied to the oxidant gas chamber OR of each electrochemical cell 11.

以上のような構成の第１の実施形態の電気化学セルスタック１０では、第１の外面Ｓ１に燃料ガスの入口１３が位置し、第２の外面Ｓ２に燃料ガスの出口１４が位置し、第１の外面Ｓ１及び第２の外面Ｓ２の一方に酸化剤ガスの入口１５が位置し、他方に酸化剤ガスの出口１６が位置する。例えば、一般的な電気化学セルスタックにおいて、燃料ガス及び酸化剤ガスそれぞれの入口及び出口を同一の面に位置させることが考えられる。そのような構造においては、図６に示すように、燃料ガス及び酸化剤ガスは入口ＩＮから積層方向の一方向に向かって流れ、各電気化学セル１１’内を積層方向に垂直な方向に流れ、積層方向の逆方向に向かって折返して流れて、出口ＯＵＴから排出される。これに対し、第１の実施形態の電気化学セルスタック１０は、燃料ガス及び酸化剤ガスそれぞれは、積層方向において一方向に流れるため、燃料ガス及び酸化剤ガスが効率よく全体に行きわたり得るので、発電効率を向上させ得る。 In the electrochemical cell stack 10 of the first embodiment having the above configuration, the fuel gas inlet 13 is located on the first outer surface S1 and the fuel gas outlet 14 is located on the second outer surface S2. The oxidant gas inlet 15 is located on one of the outer surface S1 and the second outer surface S2 of 1, and the oxidant gas outlet 16 is located on the other side. For example, in a general electrochemical cell stack, it is conceivable to position the inlet and outlet of the fuel gas and the oxidant gas on the same surface. In such a structure, as shown in FIG. 6, the fuel gas and the oxidant gas flow from the inlet IN in one direction in the stacking direction, and flow in each electrochemical cell 11'in the direction perpendicular to the stacking direction. , Folds back in the direction opposite to the stacking direction, flows, and is discharged from the outlet OUT. On the other hand, in the electrochemical cell stack 10 of the first embodiment, the fuel gas and the oxidant gas each flow in one direction in the stacking direction, so that the fuel gas and the oxidant gas can be efficiently distributed throughout. , Power generation efficiency can be improved.

また、第１の実施形態の電気化学セルスタック１０では、第１の外面Ｓ１に燃料ガスの入口１３及び酸化剤ガスの入口１５が位置し、第２の外面Ｓ２に燃料ガスの出口１４及び酸化剤ガスの出口１６が位置する。このような構成により、電気化学セルスタック１０は、積層方向が鉛直方向に平行且つ第１の外面Ｓ１が鉛直下方に位置するように配置した場合、燃料ガス及び酸化剤ガスは鉛直下方から上方に一方向に流れる。したがって、電気化学セルスタック１０は、複数の電気化学セル１１の間で、圧力損失を低減し得る。その結果、電気化学セルスタック１０は積層された複数の電気化学セル１１間のガスの到達量の差を低減し得る。特に積層数が大きい場合、一般的な電気化学セルスタックにおいては、燃料ガス、酸化剤ガスともに、入口ＩＮ及び出口ＯＵＴから離れた電気化学セル１１’にはガスが到達しにくい。そのため、一般的な電気化学セルスタックでは、新しいガスが入らず古いガスが滞留することによる性能バラツキ、寿命バラツキが生じ得た。一方で、上述の構成を有する電気化学セルスタック１０は、複数の電気化学セル１１の間で、ガスの到達量の差を低減し得ることにより、性能バラツキ及び寿命バラツキの発生を低減し、発電効率を向上できる。 Further, in the electrochemical cell stack 10 of the first embodiment, the fuel gas inlet 13 and the oxidant gas inlet 15 are located on the first outer surface S1, and the fuel gas outlet 14 and the oxidation are located on the second outer surface S2. The outlet 16 of the agent gas is located. With such a configuration, when the electrochemical cell stack 10 is arranged so that the stacking direction is parallel to the vertical direction and the first outer surface S1 is located vertically below, the fuel gas and the oxidant gas are vertically downward to above. It flows in one direction. Therefore, the electrochemical cell stack 10 can reduce the pressure loss among the plurality of electrochemical cells 11. As a result, the electrochemical cell stack 10 can reduce the difference in the amount of gas reached between the plurality of laminated electrochemical cells 11. In particular, when the number of layers is large, in a general electrochemical cell stack, it is difficult for the gas to reach the electrochemical cell 11'away from the inlet IN and the outlet OUT for both the fuel gas and the oxidant gas. Therefore, in a general electrochemical cell stack, performance variation and life variation may occur due to the retention of old gas without entering new gas. On the other hand, the electrochemical cell stack 10 having the above-described configuration can reduce the difference in the amount of gas reached among the plurality of electrochemical cells 11, thereby reducing the occurrence of performance variation and life variation, and power generation. Efficiency can be improved.

また、第１の実施形態の電気化学セルスタック１０では、燃料ガスの入口１３及び出口１４は積層方向に垂直な任意の一方向における電気化学セルスタック１０の両端に位置し、酸化剤ガスの入口１５及び出口１６は、積層方向に垂直な任意の一方向における電気化学セルスタック１０の両端に位置する。このような構成により、電気化学セルスタック１０は、各電気化学セル１１において、燃料ガスを燃料ガス室ＦＲ全体に、酸化剤ガスを酸化剤ガス室全体に行きわたらせることができるので、発電効率を向上させ得る。 Further, in the electrochemical cell stack 10 of the first embodiment, the fuel gas inlet 13 and the outlet 14 are located at both ends of the electrochemical cell stack 10 in any one direction perpendicular to the stacking direction, and are the inlets of the oxidant gas. The 15 and the outlet 16 are located at both ends of the electrochemical cell stack 10 in any one direction perpendicular to the stacking direction. With such a configuration, the electrochemical cell stack 10 can distribute the fuel gas to the entire fuel gas chamber FR and the oxidant gas to the entire oxidant gas chamber in each electrochemical cell 11, so that the power generation efficiency can be increased. Can be improved.

また、第１の実施形態の電気化学セルスタック１０では、酸化剤ガスの入口１５は、積層方向から見て、燃料ガスの入口１３及び出口１４を結ぶ線分の中心よりも燃料ガスの入口１３側に位置する。それにより、電気化学セルスタック１０は、高温の燃料ガス及び酸化剤ガスは下方から上方に流れる距離を長くできるため、複数の電気化学セル１１の間で、より圧力損失が低減し、より発電効率を向上させ得る。 Further, in the electrochemical cell stack 10 of the first embodiment, the inlet 15 of the oxidant gas is the inlet 13 of the fuel gas rather than the center of the line connecting the inlet 13 and the outlet 14 of the fuel gas when viewed from the stacking direction. Located on the side. As a result, in the electrochemical cell stack 10, the high-temperature fuel gas and the oxidant gas can flow a long distance from the lower side to the upper side, so that the pressure loss is further reduced among the plurality of electrochemical cells 11 and the power generation efficiency is further increased. Can be improved.

また、第１の実施形態の電気化学セルスタック１０では、積層方向から見て、電気化学セルスタック１０の平行な２辺の一方の辺の近傍に燃料ガスの入口１３及び酸化剤ガスの入口１５が位置し、他方の辺の近傍に燃料ガスの出口１４及び酸化剤ガスの出口１６が位置する。このような構成により、電気化学セルスタック１０は、積層方向が水平方向に平行且つ燃料ガスの入口１３及び酸化剤ガス１３の近傍の辺が鉛直下方に位置するように配置した場合、燃料ガス及び酸化剤ガスは鉛直下方から上方に一方向に流れる。したがって、電気化学セルスタック１０は、複数の電気化学セル１１の間で、圧力損失を低減し得る。 Further, in the electrochemical cell stack 10 of the first embodiment, the fuel gas inlet 13 and the oxidant gas inlet 15 are located in the vicinity of one of the two parallel sides of the electrochemical cell stack 10 when viewed from the stacking direction. Is located, and the fuel gas outlet 14 and the oxidant gas outlet 16 are located near the other side. With such a configuration, when the electrochemical cell stack 10 is arranged so that the stacking direction is parallel to the horizontal direction and the side near the fuel gas inlet 13 and the oxidant gas 13 is located vertically below, the fuel gas and the fuel gas and the oxidant gas 13 are arranged. The oxidant gas flows in one direction from vertically below to above. Therefore, the electrochemical cell stack 10 can reduce the pressure loss among the plurality of electrochemical cells 11.

また、第１の実施形態の電気化学セルスタック１０では、積層方向から見て、燃料ガスの入口１３及び出口１４を結ぶ線分と、酸化剤ガスの入口１５及び出口１６を結ぶ線分とが交差する。このような構成により、電気化学セルスタック１０は、燃料ガスを燃料ガス室ＦＲ全体に、酸化剤ガスを酸化剤ガス室全体により行きわたらせることができるので、発電効率を更に向上させ得る。 Further, in the electrochemical cell stack 10 of the first embodiment, when viewed from the stacking direction, a line segment connecting the inlet 13 and the outlet 14 of the fuel gas and a line segment connecting the inlet 15 and the outlet 16 of the oxidant gas are formed. Cross. With such a configuration, the electrochemical cell stack 10 can distribute the fuel gas to the entire fuel gas chamber FR and the oxidant gas to the entire oxidant gas chamber, so that the power generation efficiency can be further improved.

次に、本開示の第２の実施形態に係る電気化学セルスタックについて説明する。第２の実施形態では、燃料ガスの入口及び出口と、酸化剤ガスの入口及び出口との位置が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。 Next, the electrochemical cell stack according to the second embodiment of the present disclosure will be described. In the second embodiment, the positions of the inlet and outlet of the fuel gas and the inlet and outlet of the oxidant gas are different from those of the first embodiment. Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment. The same reference numerals are given to the parts having the same configuration as that of the first embodiment.

図７に示すように、第２の実施形態の電気化学セルスタック１００において、第１の実施形態と類似して、積層方向における一方の第１の外面Ｓ１に燃料ガスの入口１３０が位置する。また、第２の外面Ｓ２に燃料ガスの出口１４が位置する。第２の実施形態においては、第１の実施形態と異なり、第１の外面Ｓ１に酸化剤ガスの出口１６０が位置し、第２の外面Ｓ２に酸化剤ガスの入口１５０が位置する。 As shown in FIG. 7, in the electrochemical cell stack 100 of the second embodiment, the fuel gas inlet 130 is located on one of the first outer surfaces S1 in the stacking direction, similar to the first embodiment. Further, the fuel gas outlet 14 is located on the second outer surface S2. In the second embodiment, unlike the first embodiment, the oxidant gas outlet 160 is located on the first outer surface S1, and the oxidant gas inlet 150 is located on the second outer surface S2.

図８に示すように、燃料ガスの入口１３０及び燃料ガスの出口１４は、第１の実施形態と類似して、積層方向に垂直な任意の一方向（図８における上下方向）における電気化学セルスタック１０の両端に位置してよい。第１の実施形態に類似して、酸化剤ガスの入口１５０及び酸化剤ガスの出口１６０は、積層方向に垂直な任意の一方向（図８における上下方向）における電気化学セルスタック１００の両端に位置してよい。 As shown in FIG. 8, the fuel gas inlet 130 and the fuel gas outlet 14 are electrochemical cells in any one direction (vertical direction in FIG. 8) perpendicular to the stacking direction, similar to the first embodiment. It may be located at both ends of the stack 10. Similar to the first embodiment, the oxidant gas inlet 150 and the oxidant gas outlet 160 are located at both ends of the electrochemical cell stack 100 in any one direction (vertical direction in FIG. 8) perpendicular to the stacking direction. May be located.

酸化剤ガスの入口１５０は、第１の実施形態に類似して、積層方向から見て、燃料ガスの入口１３０及び燃料ガスの出口１４を結ぶ線分の中心よりも燃料ガスの入口１３０側に位置してよい。酸化剤ガスの出口１６０は、第１の実施形態に類似して、積層方向から見て、燃料ガスの入口１３０及び燃料ガスの出口１４を結ぶ線分の中心よりも燃料ガスの出口１４側に位置してよい。 Similar to the first embodiment, the oxidant gas inlet 150 is closer to the fuel gas inlet 130 than the center of the line connecting the fuel gas inlet 130 and the fuel gas outlet 14 when viewed from the stacking direction. May be located. Similar to the first embodiment, the oxidant gas outlet 160 is located on the fuel gas outlet 14 side of the center of the line connecting the fuel gas inlet 130 and the fuel gas outlet 14 when viewed from the stacking direction. May be located.

第１の実施形態と異なり、積層方向から見て、燃料ガスの入口１３０及び燃料ガスの出口１４を結ぶ線分と、酸化剤ガスの入口１５０及び酸化剤ガスの出口１６０を結ぶ線分とが交差しない。言換えると、積層方向から見て、燃料ガスの入口１３０及び燃料ガスの出口１４を結ぶ線分の延長線と、酸化剤ガスの入口１５０及び酸化剤ガスの出口１６０を結ぶ線分の延長線とが交差する関係、又は平行な関係である。 Unlike the first embodiment, when viewed from the stacking direction, the line segment connecting the fuel gas inlet 130 and the fuel gas outlet 14 and the line segment connecting the oxidant gas inlet 150 and the oxidant gas outlet 160 are Do not cross. In other words, when viewed from the stacking direction, an extension of the line connecting the fuel gas inlet 130 and the fuel gas outlet 14, and an extension of the line connecting the oxidant gas inlet 150 and the oxidant gas outlet 160. Is a relationship that intersects with or is a parallel relationship.

電気化学セルスタック１００は、電池装置の一部として、積層方向が地表に対して水平になるように設置されてよい。積層方向が水平になるように設置される構成においては、更に、燃料ガスの出口１４及び酸化剤ガスの出口１６０が、燃料ガスの入口１３０及び酸化剤ガスの入口１５０よりも上方に位置するように設置されてよい。 The electrochemical cell stack 100 may be installed as a part of the battery device so that the stacking direction is horizontal to the ground surface. In the configuration in which the stacking direction is horizontal, the fuel gas outlet 14 and the oxidant gas outlet 160 are further located above the fuel gas inlet 130 and the oxidant gas inlet 150. May be installed in.

以上のような構成の第２の実施形態の電気化学セルスタック１００では、第１の実施形態と類似して、第１の外面Ｓ１に燃料ガスの入口１３０が位置し、第２の外面Ｓ２に燃料ガスの出口１４が位置し、第１の外面Ｓ１及び第２の外面Ｓ２の一方に酸化剤ガスの入口１５０が位置し、他方に酸化剤ガスの出口１６０が位置する。したがって、電気化学セルスタック１００は、第１の実施形態と類似して、燃料ガス及び酸化剤ガスが効率よく全体に行き亘り得るので、発電効率を向上させ得る。 In the electrochemical cell stack 100 of the second embodiment having the above configuration, the fuel gas inlet 130 is located on the first outer surface S1 and is located on the second outer surface S2, similar to the first embodiment. The fuel gas outlet 14 is located, the oxidant gas inlet 150 is located on one of the first outer surface S1 and the second outer surface S2, and the oxidant gas outlet 160 is located on the other. Therefore, in the electrochemical cell stack 100, similar to the first embodiment, the fuel gas and the oxidant gas can be efficiently distributed throughout, so that the power generation efficiency can be improved.

また、第２の実施形態の電気化学セルスタック１００では、第１の実施形態に類似して、燃料ガスの入口１３０及び出口１４は積層方向に垂直な任意の一方向における電気化学セルスタック１００の両端に位置し、酸化剤ガスの入口１５０及び出口１６０は、積層方向に垂直な任意の一方向における電気化学セルスタック１０の両端に位置する。したがって、電気化学セルスタック１００は、各電気化学セル１１において、燃料ガスを燃料ガス室ＦＲ全体に、酸化剤ガスを酸化剤ガス室全体に行きわたらせることができるので、発電効率を向上させ得る。 Further, in the electrochemical cell stack 100 of the second embodiment, similar to the first embodiment, the inlet 130 and the outlet 14 of the fuel gas are the electrochemical cell stack 100 in any one direction perpendicular to the stacking direction. Located at both ends, the oxidant gas inlet 150 and outlet 160 are located at both ends of the electrochemical cell stack 10 in any one direction perpendicular to the stacking direction. Therefore, in each electrochemical cell 11, the electrochemical cell stack 100 can distribute the fuel gas to the entire fuel gas chamber FR and the oxidant gas to the entire oxidant gas chamber, so that the power generation efficiency can be improved. ..

また、第２の実施形態の電気化学セルスタック１００では、酸化剤ガスの入口１５０は積層方向から見て燃料ガスの入口１３０及び燃料ガスの出口１４を結ぶ線分の中心よりも燃料ガスの入口１３０側に位置し、積層方向から見て、燃料ガスの入口１３０及び燃料ガスの出口１４を結ぶ線分の延長線と、酸化剤ガスの入口１５０及び酸化剤ガスの出口１６０を結ぶ線分の延長線とが交差する関係又は平行な関係である。このような構成により、電気化学セルスタック１００は、燃料ガスの入口１３０及び燃料ガスの出口１４と、酸化剤ガスの入口１５０及び酸化剤ガスの出口１６０とを互いに離し得る。したがって、電気化学セルスタック１００は、燃料ガスの入口１３０及び燃料ガスの出口１４と、酸化剤ガスの入口１５０及び酸化剤ガスの出口１６０とを別々に接続する配管の干渉を回避させるための設計における自由度を向上させる。 Further, in the electrochemical cell stack 100 of the second embodiment, the oxidant gas inlet 150 is the fuel gas inlet rather than the center of the line connecting the fuel gas inlet 130 and the fuel gas outlet 14 when viewed from the stacking direction. Located on the 130 side, an extension of the line connecting the fuel gas inlet 130 and the fuel gas outlet 14 and the line connecting the oxidant gas inlet 150 and the oxidant gas outlet 160 when viewed from the stacking direction. The relationship is such that the extension lines intersect or are parallel to each other. With such a configuration, the electrochemical cell stack 100 may separate the fuel gas inlet 130 and the fuel gas outlet 14 from the oxidant gas inlet 150 and the oxidant gas outlet 160. Therefore, the electrochemical cell stack 100 is designed to avoid interference of pipes that separately connect the fuel gas inlet 130 and the fuel gas outlet 14 and the oxidant gas inlet 150 and the oxidant gas outlet 160. Improve the degree of freedom in.

次に、本開示の第３の実施形態に係る電気化学セルスタックについて説明する。第３の実施形態では、燃料ガスの入口及び出口と、酸化剤ガスの入口及び出口との位置が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第３の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。 Next, the electrochemical cell stack according to the third embodiment of the present disclosure will be described. In the third embodiment, the positions of the inlet and outlet of the fuel gas and the inlet and outlet of the oxidant gas are different from those of the first embodiment. Hereinafter, the third embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment. The same reference numerals are given to the parts having the same configuration as that of the first embodiment.

図９に示すように、第３の実施形態の電気化学セルスタック１０１において、第１の実施形態と類似して、積層方向における一方の第１の外面Ｓ１に燃料ガスの入口１３１が位置する。また、第２の外面Ｓ２に燃料ガスの出口１４１が位置する。第３の実施形態においては、第１の実施形態と類似して、第１の外面Ｓ１に酸化剤ガスの入口１５１が位置し、第２の外面Ｓ２に酸化剤ガスの出口１６１が位置する。 As shown in FIG. 9, in the electrochemical cell stack 101 of the third embodiment, the fuel gas inlet 131 is located on one outer surface S1 in the stacking direction, similar to the first embodiment. Further, the fuel gas outlet 141 is located on the second outer surface S2. In the third embodiment, similar to the first embodiment, the oxidant gas inlet 151 is located on the first outer surface S1 and the oxidant gas outlet 161 is located on the second outer surface S2.

図１０に示すように、燃料ガスの入口１３１及び燃料ガスの出口１４１は、第１の実施形態に類似して、積層方向に垂直な任意の一方向（図１０における上下方向）における電気化学セルスタック１０１の両端に位置してよい。酸化剤ガスの入口１５１及び酸化剤ガスの出口１６１は、第１の実施形態に類似して、積層方向に垂直な任意の一方向（図１０における左右方向）における電気化学セルスタック１０１の両端に位置してよい。 As shown in FIG. 10, the fuel gas inlet 131 and the fuel gas outlet 141 are electrochemical cells in any one direction (vertical direction in FIG. 10) perpendicular to the stacking direction, similar to the first embodiment. It may be located at both ends of the stack 101. The oxidant gas inlet 151 and the oxidant gas outlet 161 are located at both ends of the electrochemical cell stack 101 in any one direction (left-right direction in FIG. 10) perpendicular to the stacking direction, similar to the first embodiment. May be located.

積層方向から見て、燃料ガスの入口１３１及び燃料ガスの出口１４１を結ぶ線分と、酸化剤ガスの入口１５１及び酸化剤ガスの出口１６１を結ぶ線分とが交点ＩＰ１において交差してよい。第３の実施形態では、第１の実施形態と異なり、積層方向から見た、燃料ガスの入口１３１及び交点ＩＰ１を結ぶ線分と、酸化剤ガスの入口１５１及び交点ＩＰ１を結ぶ線分との間の角度が４５°を超え、１３５°未満であってよい。より具体的には、当該角度は９０°であってよい。また、燃料ガスの入口１３１及び燃料ガスの出口１４１を結ぶ線分は、第１の外面Ｓ１の外縁において燃料ガスの入口１３１の近傍の一辺に垂直であってよい。また、酸化剤ガスの入口１５１及び酸化剤ガスの出口１６１を結ぶ線分は、第１の外面Ｓ１の外縁において酸化剤ガスの入口１５１の近傍の一辺に垂直であってよい。 When viewed from the stacking direction, the line connecting the fuel gas inlet 131 and the fuel gas outlet 141 and the line connecting the oxidant gas inlet 151 and the oxidant gas outlet 161 may intersect at the intersection IP1. In the third embodiment, unlike the first embodiment, the line segment connecting the fuel gas inlet 131 and the intersection IP1 and the line segment connecting the oxidant gas inlet 151 and the intersection IP1 as viewed from the stacking direction The angle between them may be greater than 45 ° and less than 135 °. More specifically, the angle may be 90 °. Further, the line segment connecting the fuel gas inlet 131 and the fuel gas outlet 141 may be perpendicular to one side in the vicinity of the fuel gas inlet 131 at the outer edge of the first outer surface S1. Further, the line segment connecting the inlet 151 of the oxidant gas and the outlet 161 of the oxidant gas may be perpendicular to one side in the vicinity of the inlet 151 of the oxidant gas at the outer edge of the first outer surface S1.

以上のような構成の第３の実施形態の電気化学セルスタック１０１では、第１の実施形態と類似して、第１の外面Ｓ１に燃料ガスの入口１３１が位置し、第２の外面Ｓ２に燃料ガスの出口１４１が位置し、第１の外面Ｓ１及び第２の外面Ｓ２の一方に酸化剤ガスの入口１５１が位置し、他方に酸化剤ガスの出口１６１が位置する。したがって、電気化学セルスタック１０１は、第１の実施形態と類似して、燃料ガス及び酸化剤ガスが効率よく全体に行き亘り得るので、発電効率を向上させ得る。 In the electrochemical cell stack 101 of the third embodiment having the above configuration, the fuel gas inlet 131 is located on the first outer surface S1 and is located on the second outer surface S2, similar to the first embodiment. The fuel gas outlet 141 is located, the oxidant gas inlet 151 is located on one of the first outer surface S1 and the second outer surface S2, and the oxidant gas outlet 161 is located on the other. Therefore, in the electrochemical cell stack 101, similar to the first embodiment, the fuel gas and the oxidant gas can be efficiently distributed throughout, so that the power generation efficiency can be improved.

また、第３の実施形態の電気化学セルスタック１０１では、第１の実施形態に類似して、燃料ガスの入口１３１及び出口１４１は積層方向に垂直な任意の一方向における電気化学セルスタック１０１の両端に位置し、酸化剤ガスの入口１５１及び出口１６１は、積層方向に垂直な任意の一方向における電気化学セルスタック１０１の両端に位置する。したがって、電気化学セルスタック１０１は、各電気化学セル１１において、燃料ガスを燃料ガス室ＦＲ全体に、酸化剤ガスを酸化剤ガス室全体に行きわたらせることができるので、発電効率を向上させ得る。 Further, in the electrochemical cell stack 101 of the third embodiment, similar to the first embodiment, the inlet 131 and the outlet 141 of the fuel gas are the electrochemical cell stack 101 in any one direction perpendicular to the stacking direction. Located at both ends, the oxidant gas inlets 151 and outlets 161 are located at both ends of the electrochemical cell stack 101 in any one direction perpendicular to the stacking direction. Therefore, in each electrochemical cell 11, the electrochemical cell stack 101 can distribute the fuel gas to the entire fuel gas chamber FR and the oxidant gas to the entire oxidant gas chamber, so that the power generation efficiency can be improved. ..

また、第３の実施形態の電気化学セルスタック１０１では、積層方向から見た、燃料ガスの入口１３１及び交点ＩＰを結ぶ線分と、酸化剤ガスの入口１５１及び交点ＩＰを結ぶ線分との間の角度が４５°を超え、１３５°未満である。このような構成により、電気化学セルスタック１０１は、燃料ガスの入口１３１及び燃料ガスの出口１４１、並びに酸化剤ガスの入口１５１及び酸化剤ガスの出口１６１を互いに離し得る。したがって、電気化学セルスタック１０１は、燃料ガスの入口１３１及び燃料ガスの出口１４１、並びに酸化剤ガスの入口１５１及び酸化剤ガスの出口１６１に別々に接続する配管の干渉を回避させるための設計における自由度を向上させる。 Further, in the electrochemical cell stack 101 of the third embodiment, a line segment connecting the fuel gas inlet 131 and the intersection IP and a line segment connecting the oxidant gas inlet 151 and the intersection IP as seen from the stacking direction are used. The angle between them is more than 45 ° and less than 135 °. With such a configuration, the electrochemical cell stack 101 may separate the fuel gas inlet 131 and the fuel gas outlet 141, and the oxidant gas inlet 151 and the oxidant gas outlet 161 from each other. Therefore, the electrochemical cell stack 101 is designed to avoid interference of pipes separately connected to the fuel gas inlet 131 and the fuel gas outlet 141, and the oxidant gas inlet 151 and the oxidant gas outlet 161. Increase the degree of freedom.

次に、本開示の第４の実施形態に係る電気化学セルスタックについて説明する。第４の実施形態では、燃料ガスの入口及び出口と、酸化剤ガスの入口及び出口との位置、及び電気化学セルの構造が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第４の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。 Next, the electrochemical cell stack according to the fourth embodiment of the present disclosure will be described. In the fourth embodiment, the positions of the inlet and outlet of the fuel gas and the inlet and outlet of the oxidant gas and the structure of the electrochemical cell are different from those of the first embodiment. Hereinafter, the fourth embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment. The same reference numerals are given to the parts having the same configuration as that of the first embodiment.

図１１に示すように、第４の実施形態の電気化学セルスタック１０２は、第１の実施形態に類似して、積層させた電気化学セル１１２と、積層させた電気化学セル１１２を積層方向における両端から挟持する第１のエンドプレート１２２ａ及び第２のエンドプレート１２２ｂとを含んでよい。電気化学セルスタック１０２において、第１の実施形態と類似して、積層方向における一方の第１の外面Ｓ１に燃料ガスの入口１３２が位置する。また、第２の外面Ｓ２に燃料ガスの出口１４２が位置する。第４の実施形態においては、第１の実施形態と類似して、第１の外面Ｓ１に酸化剤ガスの入口１５２が位置し、第２の外面Ｓ２に酸化剤ガスの出口１６２が位置する。 As shown in FIG. 11, the electrochemical cell stack 102 of the fourth embodiment has the laminated electrochemical cell 112 and the laminated electrochemical cell 112 in the stacking direction, similar to the first embodiment. A first end plate 122a and a second end plate 122b sandwiched from both ends may be included. In the electrochemical cell stack 102, similar to the first embodiment, the fuel gas inlet 132 is located on one of the first outer surfaces S1 in the stacking direction. Further, the fuel gas outlet 142 is located on the second outer surface S2. In the fourth embodiment, similar to the first embodiment, the oxidant gas inlet 152 is located on the first outer surface S1 and the oxidant gas outlet 162 is located on the second outer surface S2.

第４の実施形態では第１の実施形態と異なり、電気化学セルスタック１０２において、燃料ガスの入口１３２及び燃料ガスの出口１４２の組、並びに酸化剤ガスの入口１５２及び酸化剤ガスの出口１６２の組の少なくとも一方において、積層方向における入口側に位置する少なくとも１つの電気化学セル１１２の流路は入口に連結される。また、積層された全電気化学セル１１２の流路は積層方向から見て当該入口とは異なる位置で内部流路に連結される。全電気化学セル１１２の中で、当該入口に連結された電気化学セル１１２以外の電気化学セル１１２の流路は積層方向から見て内部流路とは異なる位置で出口に連結される。このような構造について、以下に詳細に説明する。 In the fourth embodiment, unlike the first embodiment, in the electrochemical cell stack 102, the set of the fuel gas inlet 132 and the fuel gas outlet 142, and the oxidant gas inlet 152 and the oxidant gas outlet 162. In at least one of the sets, the flow path of at least one electrochemical cell 112 located on the inlet side in the stacking direction is connected to the inlet. Further, the flow path of all the laminated electrochemical cells 112 is connected to the internal flow path at a position different from the inlet when viewed from the stacking direction. Among all the electrochemical cells 112, the flow paths of the electrochemical cells 112 other than the electrochemical cells 112 connected to the inlet are connected to the outlet at a position different from the internal flow path when viewed from the stacking direction. Such a structure will be described in detail below.

図１２に示すように、燃料ガスの入口１３２及び燃料ガスの出口１４２の組と、後述する燃料ガスの内部流路３１２とは、積層方向に垂直な任意の方向（図１２における上下方向）における電気化学セルスタック１０２に両端に位置してよい。酸化剤ガスの入口１５２及び酸化剤ガスの出口１６２の組と、後述する酸化剤ガスの内部流路３２２とは、積層方向に垂直な任意の方向（図１２における左右方向）における電気化学セルスタック１０２に両端に位置してよい。 As shown in FIG. 12, the set of the fuel gas inlet 132 and the fuel gas outlet 142 and the fuel gas internal flow path 312 described later are in an arbitrary direction (vertical direction in FIG. 12) perpendicular to the stacking direction. It may be located at both ends of the electrochemical cell stack 102. The set of the oxidant gas inlet 152 and the oxidant gas outlet 162 and the internal flow path 322 of the oxidant gas described later are an electrochemical cell stack in an arbitrary direction (left-right direction in FIG. 12) perpendicular to the stacking direction. It may be located at both ends at 102.

積層方向から見て、燃料ガスの入口１３２及び燃料ガスの出口１４２の第１の中心点Ｃ１と燃料ガスの内部流路３１２とを結ぶ線分と、酸化剤ガスの入口１５２及び酸化剤ガスの出口１６２の第２の中心点Ｃ２と酸化剤ガスの内部流路３２２を結ぶ線分とが交点ＩＰ２において交差してよい。第４の実施形態では、第１の実施形態と異なり、積層方向から見た、第１の中心点Ｃ１及び交点ＩＰ２を結ぶ線分と、第２の中心点Ｃ２及び交点ＩＰ２を結ぶ線分との間の角度が４５°を超え、１３５°未満であってよい。より具体的には、当該角度は９０°であってよい。また、第１の中心点Ｃ１及び燃料ガスの内部流路３１２を結ぶ線分は、第１の外面Ｓ１の外縁において燃料ガスの入口１３２の近傍の一辺に垂直であってよい。また、第２の中心点Ｃ２及び酸化剤ガスの内部流路３２２を結ぶ線分は、第１の外面Ｓ１の外縁において酸化剤ガスの入口１５２の近傍の一辺に垂直であってよい。 When viewed from the stacking direction, the line connecting the first center point C1 of the fuel gas inlet 132 and the fuel gas outlet 142 to the fuel gas internal flow path 312, the oxidant gas inlet 152, and the oxidant gas The line connecting the second center point C2 of the outlet 162 and the internal flow path 322 of the oxidant gas may intersect at the intersection IP2. In the fourth embodiment, unlike the first embodiment, the line segment connecting the first center point C1 and the intersection IP2 and the line segment connecting the second center point C2 and the intersection IP2 as seen from the stacking direction The angle between may be greater than 45 ° and less than 135 °. More specifically, the angle may be 90 °. Further, the line segment connecting the first center point C1 and the internal flow path 312 of the fuel gas may be perpendicular to one side in the vicinity of the fuel gas inlet 132 at the outer edge of the first outer surface S1. Further, the line segment connecting the second center point C2 and the internal flow path 322 of the oxidant gas may be perpendicular to one side in the vicinity of the inlet 152 of the oxidant gas at the outer edge of the first outer surface S1.

図１１に示すように、電気化学セル１１２は、入口側電気化学セル１１２ａ及び出口側電気化学セル１１２ｂを含む。入口側電気化学セル１１２ａ及び出口側電気化学セル１１２ｂの数は、同一であってよい。 As shown in FIG. 11, the electrochemical cell 112 includes an inlet side electrochemical cell 112a and an outlet side electrochemical cell 112b. The number of the inlet side electrochemical cell 112a and the number of the outlet side electrochemical cell 112b may be the same.

図１３に示すように、入口側電気化学セル１１２ａは、第１の実施形態と類似して、板状の電解質膜１７が、両板面側から、燃料極１８及び空気極１９を介して２枚の入口側インターコネクタ２０２ａに挟持されてよい。２枚の入口側インターコネクタ２０２ａの間は、入口側フレーム２１２ａにより密封されてよい。 As shown in FIG. 13, in the inlet side electrochemical cell 112a, a plate-shaped electrolyte membrane 17 is provided from both plate surface sides via a fuel electrode 18 and an air electrode 19 in a manner similar to that of the first embodiment. It may be sandwiched between the inlet side interconnectors 202a. The space between the two inlet-side interconnectors 202a may be sealed by the inlet-side frame 212a.

図１４、１５に示すように、入口側フレーム２１２ａには、第１の実施形態と異なり、入口側インターコネクタ２０２ａとともに、第１の燃料ガス通過孔２３２、第３の燃料ガス通過孔３３２、第１の酸化剤ガス通過孔２５２、及び第３の酸化剤ガス通過孔３４２が形成されてよい。第１の燃料ガス通過孔２３２、第３の燃料ガス通過孔３３２、第１の酸化剤ガス通過孔２５２、及び第３の酸化剤ガス通過孔３４２は、入口側フレーム２１２ａの厚さ方向、言換えると、枠の軸方向に平行で貫通していてよい。 As shown in FIGS. 14 and 15, unlike the first embodiment, the inlet-side frame 212a, together with the inlet-side interconnector 202a, has a first fuel gas passage hole 232, a third fuel gas passage hole 332, and a first. The oxidant gas passage hole 252 of 1 and the third oxidant gas passage hole 342 may be formed. The first fuel gas passage hole 232, the third fuel gas passage hole 332, the first oxidizer gas passage hole 252, and the third oxidizer gas passage hole 342 are the thickness directions of the inlet side frame 212a. In other words, it may penetrate parallel to the axial direction of the frame.

図１４に示すように、入口側フレーム２１２ａの一部に孔が形成されることにより、燃料ガス室ＦＲと、第１の燃料ガス通過孔２３２及び第３の燃料ガス通過孔３３２とが連通してよい。図１５に示すように、入口側フレーム２１２ａの一部に孔が形成されることにより、酸化剤ガス室ＯＲと、第１の酸化剤ガス通過孔２５２及び第３の酸化剤ガス通過孔３４２とが連通してよい。 As shown in FIG. 14, by forming a hole in a part of the inlet side frame 212a, the fuel gas chamber FR and the first fuel gas passage hole 232 and the third fuel gas passage hole 332 communicate with each other. It's okay. As shown in FIG. 15, by forming a hole in a part of the inlet side frame 212a, the oxidant gas chamber OR and the first oxidant gas passage hole 252 and the third oxidant gas passage hole 342 are formed. May communicate.

図１６に示すように、出口側電気化学セル１１２ｂは、第１の実施形態と類似して、板状の電解質膜１７が、両板面側から、燃料極１８及び空気極１９を介して２枚の出口側インターコネクタ２０２ｂに挟持されてよい。２枚の出口側インターコネクタ２０２ｂの間は、出口側フレーム２１２ｂにより密封されてよい。 As shown in FIG. 16, in the outlet-side electrochemical cell 112b, a plate-shaped electrolyte membrane 17 is provided from both plate surface sides via a fuel electrode 18 and an air electrode 19 in a manner similar to that of the first embodiment. It may be sandwiched between the outlet side interconnectors 202b. The space between the two outlet-side interconnectors 202b may be sealed by the outlet-side frame 212b.

図１７、１８に示すように、出口側フレーム２１２ｂには、第１の実施形態と異なり、出口側インターコネクタ２０２ｂとともに、第２の燃料ガス通過孔２４２、第３の燃料ガス通過孔３３２、第２の酸化剤ガス通過孔２６２、及び第３の酸化剤ガス通過孔３４２が形成されてよい。第２の燃料ガス通過孔２４２、第３の燃料ガス通過孔３３２、第２の酸化剤ガス通過孔２６２、及び第３の酸化剤ガス通過孔３４２は、出口側フレーム２１２ｂの厚さ方向、言換えると、枠の軸方向に平行で貫通していてよい。 As shown in FIGS. 17 and 18, unlike the first embodiment, the outlet side frame 212b, together with the outlet side interconnector 202b, has a second fuel gas passage hole 242, a third fuel gas passage hole 332, and a first. The oxidant gas passage hole 262 of 2 and the third oxidant gas passage hole 342 may be formed. The second fuel gas passage hole 242, the third fuel gas passage hole 332, the second oxidizer gas passage hole 262, and the third oxidizer gas passage hole 342 are the thickness directions of the outlet side frame 212b. In other words, it may penetrate parallel to the axial direction of the frame.

図１７に示すように、出口側フレーム２１２ｂの一部に孔が形成されることにより、燃料ガス室ＦＲと、第２の燃料ガス通過孔２４２及び第３の燃料ガス通過孔３３２とが連通してよい。図１８に示すように、出口側フレーム２１２ｂの一部に孔が形成されることにより、酸化剤ガス室ＯＲと、第２の酸化剤ガス通過孔２６２及び第３の酸化剤ガス通過孔３４２とが連通してよい。 As shown in FIG. 17, by forming a hole in a part of the outlet side frame 212b, the fuel gas chamber FR and the second fuel gas passage hole 242 and the third fuel gas passage hole 332 communicate with each other. It's okay. As shown in FIG. 18, by forming a hole in a part of the outlet side frame 212b, the oxidant gas chamber OR and the second oxidant gas passage hole 262 and the third oxidant gas passage hole 342 are formed. May communicate.

入口側電気化学セル１１２ａは、各入口側電気化学セル１１２ａの第１の燃料ガス通過孔２３２が連続し、各入口側電気化学セル１１２ａの第３の燃料ガス通過孔３３２が連続し、各入口側電気化学セル１１２ａの第１の酸化剤ガス通過孔２５２が連続し、各入口側電気化学セル１１２ａの第３の酸化剤ガス通過孔３４２が連続するように、積層されてよい。 In the inlet-side electrochemical cell 112a, the first fuel gas passage hole 232 of each inlet-side electrochemical cell 112a is continuous, and the third fuel gas passage hole 332 of each inlet-side electrochemical cell 112a is continuous, and each inlet is continuous. The first oxidant gas passage hole 252 of the side electrochemical cell 112a may be continuous, and the third oxidant gas passage hole 342 of each inlet side electrochemical cell 112a may be continuous.

出口側電気化学セル１１２ｂは、各出口側電気化学セル１１２ｂの第２の燃料ガス通過孔２４２が連続し、各出口側電気化学セル１１２ｂの第３の燃料ガス通過孔３３２が連続し、各出口側電気化学セル１１２ｂの第２の酸化剤ガス通過孔２６２が連続し、各出口側電気化学セル１１２ｂの第３の酸化剤ガス通過孔３４２が連続するように、積層されてよい。 In the outlet-side electrochemical cell 112b, the second fuel gas passage hole 242 of each outlet-side electrochemical cell 112b is continuous, and the third fuel gas passage hole 332 of each outlet-side electrochemical cell 112b is continuous, and each outlet is connected. The second oxidant gas passage hole 262 of the side electrochemical cell 112b may be continuous, and the third oxidant gas passage hole 342 of each outlet side electrochemical cell 112b may be continuous.

積層させた複数の入口側電気化学セル１１２ａと積層させた複数の出口側電気化学セル１１２ｂは、各入口側電気化学セル１１２ａ及び各出口側電気化学セル１１２ｂの第３の燃料ガス通過孔３３２が連続し、各入口側電気化学セル１１２ａ及び各出口側電気化学セル１１２ｂの第３の燃料ガス通過孔３３２が連続するように積層されてよい。 The plurality of laminated inlet-side electrochemical cells 112a and the laminated plurality of outlet-side electrochemical cells 112b have a third fuel gas passage hole 332 of each inlet-side electrochemical cell 112a and each outlet-side electrochemical cell 112b. The third fuel gas passage holes 332 of each inlet side electrochemical cell 112a and each outlet side electrochemical cell 112b may be continuously laminated so as to be continuous.

図１１に示すように、このように積層させることにより、複数の入口側電気化学セル１１２ａの第１の燃料ガス通過孔２３２により、積層方向に平行な燃料ガス供給孔２７２が形成されてよい。上述の構成により、燃料ガス供給孔２７２は、各入口側電気化学セル１１２ａの燃料ガス室ＦＲ（電気化学セルの流路）に連結される。 As shown in FIG. 11, by stacking in this way, the fuel gas supply holes 272 parallel to the stacking direction may be formed by the first fuel gas passage holes 232 of the plurality of inlet-side electrochemical cells 112a. With the above configuration, the fuel gas supply hole 272 is connected to the fuel gas chamber FR (flow path of the electrochemical cell) of each inlet side electrochemical cell 112a.

また、複数の入口側電気化学セル１１２ａの第１の酸化剤ガス通過孔２５２により、積層方向に平行な酸化剤ガス供給孔２８２が形成されてよい。上述の構成により、酸化剤ガス供給孔２８２は、各入口側電気化学セル１１２ａの酸化剤ガス室ＯＲ（電気化学セルの流路）に連結される。 Further, the oxidant gas supply holes 282 parallel to the stacking direction may be formed by the first oxidant gas passage holes 252 of the plurality of inlet-side electrochemical cells 112a. With the above configuration, the oxidant gas supply hole 282 is connected to the oxidant gas chamber OR (flow path of the electrochemical cell) of each inlet side electrochemical cell 112a.

また、複数の出口側電気化学セル１１２ｂの第２の燃料ガス通過孔２４２により、積層方向に平行な燃料ガス排出孔２９２が形成されてよい。上述の構成により、燃料ガス排出孔２９２は、各出口側電気化学セル１１２ｂの燃料ガス室ＦＲ（電気化学セルの流路）に連結される。 Further, the fuel gas discharge holes 292 parallel to the stacking direction may be formed by the second fuel gas passage holes 242 of the plurality of outlet-side electrochemical cells 112b. With the above configuration, the fuel gas discharge hole 292 is connected to the fuel gas chamber FR (flow path of the electrochemical cell) of each outlet-side electrochemical cell 112b.

また、複数の出口側電気化学セル１１２ｂの第２の酸化剤ガス通過孔２６２により、積層方向に平行な酸化剤ガス排出孔３０２が形成されてよい。上述の構成により、酸化剤ガス排出孔３０２は、各出口側電気化学セル１１２ｂの酸化剤ガス室ＯＲ（電気化学セルの流路）に連結される。 Further, the oxidant gas discharge holes 302 parallel to the stacking direction may be formed by the second oxidant gas passage holes 262 of the plurality of outlet-side electrochemical cells 112b. With the above configuration, the oxidant gas discharge hole 302 is connected to the oxidant gas chamber OR (flow path of the electrochemical cell) of each outlet-side electrochemical cell 112b.

また、全入口側電気化学セル１１２ａ及び全出口側電気化学セル１１２ｂの第３の燃料ガス通過孔３３２により、積層方向に平行な燃料ガスの内部流路３１２が形成されてよい。上述の構成により、燃料ガスの内部流路３１２は、各入口側電気化学セル１１２ａ及び各出口側電気化学セル１１２ｂの燃料ガス室ＦＲ（電気化学セルの流路）に連結される。 Further, the internal flow path 312 of the fuel gas parallel to the stacking direction may be formed by the third fuel gas passage hole 332 of the electrochemical cell 112a on the all inlet side and the electrochemical cell 112b on the all outlet side. With the above configuration, the fuel gas internal flow path 312 is connected to the fuel gas chamber FR (flow path of the electrochemical cell) of each inlet side electrochemical cell 112a and each outlet side electrochemical cell 112b.

また、全入口側電気化学セル１１２ａ及び全出口側電気化学セル１１２ｂの第３の酸化剤ガス通過孔３４２により、積層方向に平行な酸化剤ガスの内部流路３２２が形成されてよい。上述の構成により、酸化剤ガスの内部流路３２２は、各入口側電気化学セル１１２ａ及び各出口側電気化学セル１１２ｂの酸化剤ガス室ＯＲ（電気化学セルの流路）に連結される。 Further, the internal flow path 322 of the oxidant gas parallel to the stacking direction may be formed by the third oxidant gas passage hole 342 of the all-inlet side electrochemical cell 112a and all the exit-side electrochemical cells 112b. With the above configuration, the internal flow path 322 of the oxidant gas is connected to the oxidant gas chamber OR (flow path of the electrochemical cell) of each inlet-side electrochemical cell 112a and each outlet-side electrochemical cell 112b.

図１１に示すように、第１のエンドプレート１２２ａは、第１の外面Ｓ１側に位置してよい。第２のエンドプレート１２２ｂは、第２の外面Ｓ２側に位置してよい。第１のエンドプレート１２２ａには、孔状の燃料ガスの入口１３２と、酸化剤ガスの入口１５２とが形成されてよい。第２のエンドプレート１２２ｂには、孔状の燃料ガスの出口１４２と、酸化剤ガスの出口１６２とが形成されてよい。 As shown in FIG. 11, the first end plate 122a may be located on the first outer surface S1 side. The second end plate 122b may be located on the second outer surface S2 side. The first end plate 122a may be formed with a pore-shaped fuel gas inlet 132 and an oxidant gas inlet 152. The second end plate 122b may be formed with a pore-shaped fuel gas outlet 142 and an oxidant gas outlet 162.

燃料ガスの入口１３２及び燃料ガス供給孔２７２は連続してよい。したがって、燃料ガスの入口１３２は、燃料ガス供給孔２７２を介して、入口側電気化学セル１１２ａの燃料ガス室ＦＲ（電気化学セルの流路）に連結される。燃料ガスの出口１４２及び燃料ガス排出孔２９２は連続してよい。したがって、燃料ガスの出口１４２は、燃料ガス排出孔２９２を介して、出口側電気化学セル１１２ｂの燃料ガス室ＦＲ（電気化学セルの流路）に連結される。酸化剤ガスの入口１５２及び酸化剤ガス供給孔２８２は連続してよい。したがって、酸化剤ガスの入口１５は、酸化剤ガス供給孔２８２を介して、入口側電気化学セル１１２ａの酸化剤ガス室ＯＲ（電気化学セルの流路）に連結される。酸化剤ガスの出口１６２及び酸化剤ガス排出孔３０２は連続してよい。したがって、酸化剤ガスの出口１６２は、酸化剤ガス排出孔３０２を介して、出口側電気化学セル１１２ｂの酸化剤ガス室ＯＲ（電気化学セルの流路）に連結される。 The fuel gas inlet 132 and the fuel gas supply hole 272 may be continuous. Therefore, the fuel gas inlet 132 is connected to the fuel gas chamber FR (passage of the electrochemical cell) of the inlet-side electrochemical cell 112a via the fuel gas supply hole 272. The fuel gas outlet 142 and the fuel gas discharge hole 292 may be continuous. Therefore, the fuel gas outlet 142 is connected to the fuel gas chamber FR (flow path of the electrochemical cell) of the outlet-side electrochemical cell 112b via the fuel gas discharge hole 292. The oxidant gas inlet 152 and the oxidant gas supply hole 282 may be continuous. Therefore, the inlet 15 of the oxidant gas is connected to the oxidant gas chamber OR (flow path of the electrochemical cell) of the inlet-side electrochemical cell 112a via the oxidant gas supply hole 282. The oxidant gas outlet 162 and the oxidant gas discharge hole 302 may be continuous. Therefore, the outlet 162 of the oxidant gas is connected to the oxidant gas chamber OR (flow path of the electrochemical cell) of the electrochemical cell 112b on the outlet side via the oxidant gas discharge hole 302.

図１９に示すように、燃料ガスの入口１３２から供給される燃料ガスは、燃料ガス供給孔２７２を介して入口側電気化学セル１１２ａの各燃料ガス室ＦＲに流入してよい。各燃料ガス室ＦＲに流入した燃料ガスは、燃料ガスの内部流路３１２に流出して、出口側電気化学セル１１２ｂの各燃料ガス室ＦＲに流入してよい。出口側電気化学セル１１２ｂの各燃料ガス室ＦＲに流入した燃料ガスは、燃料ガス排出孔２９２及び燃料ガスの出口１４２を介して電気化学セルスタック１０２から排出されてよい。 As shown in FIG. 19, the fuel gas supplied from the fuel gas inlet 132 may flow into each fuel gas chamber FR of the inlet side electrochemical cell 112a through the fuel gas supply hole 272. The fuel gas that has flowed into each fuel gas chamber FR may flow out to the internal flow path 312 of the fuel gas and flow into each fuel gas chamber FR of the outlet-side electrochemical cell 112b. The fuel gas that has flowed into each fuel gas chamber FR of the outlet-side electrochemical cell 112b may be discharged from the electrochemical cell stack 102 through the fuel gas discharge hole 292 and the fuel gas outlet 142.

図２０に示すように、酸化剤ガスの入口１５２から供給される酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給孔２８２を介して入口側電気化学セル１１２ａの各酸化剤ガス室ＯＲに流入してよい。各酸化剤ガス室ＯＲに流入した燃料ガスは、酸化剤ガスの内部流路３２２に流出して、出口側電気化学セル１１２ｂの各酸化剤ガス室ＯＲに流入してよい。出口側電気化学セル１１２ｂの各酸化剤ガス室ＯＲに流入した燃料ガスは、酸化剤ガス排出孔３０２２及び酸化剤ガスの出口１６２を介して電気化学セルスタック１０２から排出されてよい。 As shown in FIG. 20, the oxidant gas supplied from the oxidant gas inlet 152 may flow into each oxidant gas chamber OR of the inlet side electrochemical cell 112a through the oxidant gas supply hole 282. The fuel gas that has flowed into each oxidant gas chamber OR may flow out to the internal flow path 322 of the oxidant gas and flow into each oxidant gas chamber OR of the outlet-side electrochemical cell 112b. The fuel gas that has flowed into each oxidant gas chamber OR of the outlet-side electrochemical cell 112b may be discharged from the electrochemical cell stack 102 through the oxidant gas discharge hole 3022 and the oxidant gas outlet 162.

以上のような構成の第４の実施形態の電気化学セルスタック１０２では、第１の実施形態と類似して、第１の外面Ｓ１に燃料ガスの入口１３２が位置し、第２の外面Ｓ２に燃料ガスの出口１４２が位置し、第１の外面Ｓ１及び第２の外面Ｓ２の一方に酸化剤ガスの入口１５２が位置し、他方に酸化剤ガスの出口１６２が位置する。したがって、電気化学セルスタック１０２は、第１の実施形態と類似して、燃料ガス及び酸化剤ガスが効率よく全体に行き亘り得るので、発電効率を向上させ得る。 In the electrochemical cell stack 102 of the fourth embodiment having the above configuration, the fuel gas inlet 132 is located on the first outer surface S1 and is located on the second outer surface S2, similar to the first embodiment. The fuel gas outlet 142 is located, the oxidant gas inlet 152 is located on one of the first outer surface S1 and the second outer surface S2, and the oxidant gas outlet 162 is located on the other. Therefore, in the electrochemical cell stack 102, similar to the first embodiment, the fuel gas and the oxidant gas can be efficiently distributed throughout, so that the power generation efficiency can be improved.

また、第４の実施形態の電気化学セルスタック１０２では、燃料ガスの入口１３２及び燃料ガスの出口１４２の組、並びに酸化剤ガスの入口１５２及び酸化剤ガスの出口１６２の組の少なくとも一方において、積層方向における入口側に位置する少なくとも１つの電気化学セル１１２の流路は入口に連結され、積層された全電気化学セルの流路は積層方向から見て当該入口とは異なる位置で内部流路に連結され、全電気化学セル１１２の中で当該入口に連結された電気化学セル１１２以外の電気化学セル１１２の流路は積層方向から見て内部流路とは異なる位置で出口に連結される。このような構成により、電気化学セルスタック１０２では、燃料ガス及び酸化剤ガスの少なくとも一方が内部で通過する流路が長く形成され得る。したがって、電気化学セルスタック１０２は、燃料ガス及び酸化剤ガスの少なくとも一方をガスの流路全体により行きわたらせ得るので、発電効率を向上させ得る。 Further, in the electrochemical cell stack 102 of the fourth embodiment, at least one of the set of the fuel gas inlet 132 and the fuel gas outlet 142, and the set of the oxidant gas inlet 152 and the oxidant gas outlet 162. The flow path of at least one electrochemical cell 112 located on the inlet side in the stacking direction is connected to the inlet, and the flow path of all the stacked electrochemical cells is an internal flow path at a position different from the inlet when viewed from the stacking direction. The flow path of the electrochemical cell 112 other than the electrochemical cell 112 connected to the inlet of all the electrochemical cells 112 is connected to the outlet at a position different from the internal flow path when viewed from the stacking direction. .. With such a configuration, in the electrochemical cell stack 102, a long flow path through which at least one of the fuel gas and the oxidant gas passes can be formed. Therefore, the electrochemical cell stack 102 can distribute at least one of the fuel gas and the oxidant gas through the entire gas flow path, so that the power generation efficiency can be improved.

本開示の内容は、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことができる。したがって、これらの変形及び修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。 The contents of the present disclosure may be modified and modified by those skilled in the art based on the present disclosure. Therefore, these modifications and modifications are within the scope of this disclosure. For example, in each embodiment, each functional unit, each means, each step, etc. are added to other embodiments so as not to be logically inconsistent, or each functional unit, each means, each step, etc. of another embodiment, etc. Can be replaced with. Further, in each embodiment, it is possible to combine or divide a plurality of each functional unit, each means, each step, and the like into one. Further, each of the above-described embodiments of the present disclosure is not limited to faithful implementation of each of the embodiments described above, and each of the features may be combined or partially omitted as appropriate. You can also do it.

１０、１００、１０１、１０２電気化学セルスタック
１１、１１２電気化学セル
１１２ａ入口側電気化学セル
１１２ｂ出口側電気化学セル
１２ａ、１２２ａ第１のエンドプレート
１２ｂ第２のエンドプレート
１３、１３０、１３１、１３２燃料ガスの入口
１４、１４１、１４２燃料ガスの出口
１５、１５０、１５１、１５２酸化剤ガスの入口
１６、１６０、１６１、１６２酸化剤ガスの出口
１７電解質膜
１８燃料極
１９空気極
２０インターコネクタ
２０２ａ入口側インターコネクタ
２１フレーム
２１２ａ入口側フレーム
２１２ｂ出口側フレーム
２２畝部
２３、２３２第１の燃料ガス通過孔
２４、２４２第２の燃料ガス通過孔
２５、２５２第１の酸化剤ガス通過孔
２６、２６２第２の酸化剤ガス通過孔
２７、２７２燃料ガス供給孔
２８、２８２酸化剤ガス供給孔
２９、２９２燃料ガス排出孔
３０，３０２酸化剤ガス排出孔
３１２燃料ガスの内部流路
３２２酸化剤ガスの内部流路
３３２第３の燃料ガス通過孔
３４２第３の酸化剤ガス通過孔
Ｃ１第１の中心点
Ｃ２第２の中心点
ＦＲ燃料ガス室
ＩＰ１、ＩＰ２交点
ＯＲ酸化剤ガス室
Ｓ１第１の外面
Ｓ２第２の外面 10, 100, 101, 102 Oxidizing cell stack 11, 112 Oxidizing cell 112a Inlet side Oxidizing cell 112b Exit side Oxidizing cell 12a, 122a First end plate 12b Second end plate 13, 130, 131, 132 Fuel gas inlet 14, 141, 142 Fuel gas outlet 15, 150, 151, 152 Oxidizing agent gas inlet 16, 160, 161, 162 Oxidizing agent gas outlet 17 Electrolyte membrane 18 Fuel pole 19 Air pole 20 Interconnector 202a Inlet side interconnect 21 frame 212a Inlet side frame 212b Outlet side frame 22 Ridge 23, 232 First fuel gas passage hole 24, 242 Second fuel gas passage hole 25, 252 First oxidizer gas passage hole 26, 262 Second oxidizer gas passage hole 27, 272 Fuel gas supply hole 28, 282 Oxidizing agent gas supply hole 29, 292 Fuel gas discharge hole 30,302 Oxidizing agent gas discharge hole 312 Fuel gas internal flow path 322 Oxidizing agent gas Internal flow path 332 Third fuel gas passage hole 342 Third oxidizer gas passage hole C1 First center point C2 Second center point FR Fuel gas chamber IP1, IP2 intersection OR Oxidizer gas chamber S1 First Outer surface S2 Second outer surface

Claims

It is an electrochemical cell stack in which plate-shaped electrochemical cells that generate electricity by the electrochemical reaction of fuel gas and oxidant gas are laminated.
The fuel gas inlet is located on one of the first outer surfaces in the stacking direction of the electrochemical cell, and the fuel gas outlet is located on the second outer surface behind the first outer surface. An electrochemical cell stack in which an oxidant gas inlet is located on one of the second outer surfaces and an oxidant gas outlet is located on the other.

In the electrochemical cell stack according to claim 1,
The fuel gas inlet and the fuel gas outlet are located at both ends of the electrochemical cell stack in any one direction perpendicular to the stacking direction.
An electrochemical cell stack located at both ends of the electrochemical cell stack in any one direction perpendicular to the stacking direction, the inlet of the oxidant gas and the outlet of the oxidant gas.

In the electrochemical cell stack according to claim 2,
The inlet of the oxidant gas is an electrochemical cell stack located on the inlet side of the fuel gas with respect to the center of the line segment connecting the inlet of the fuel gas and the outlet of the fuel gas when viewed from the stacking direction.

In the electrochemical cell stack according to claim 3,
An electrochemical cell stack in which a line connecting the inlet of the fuel gas and the outlet of the fuel gas intersects the line connecting the inlet of the oxidant gas and the outlet of the oxidant gas when viewed from the stacking direction.

In the electrochemical cell stack according to claim 3,
When viewed from the stacking direction, the extension line of the line segment connecting the inlet of the fuel gas and the outlet of the fuel gas intersects with the extension line of the line segment connecting the inlet of the oxidant gas and the outlet of the oxidant gas. An electrochemical cell stack that is a relationship or a parallel relationship.

In the electrochemical cell stack according to claim 2,
When viewed from the stacking direction, the line connecting the fuel gas inlet and the fuel gas outlet and the line connecting the oxidant gas inlet and the oxidant gas outlet intersect at the intersection.
The angle between the line segment connecting the inlet of the fuel gas and the intersection and the line segment connecting the inlet of the oxidant gas and the intersection as viewed from the stacking direction is more than 45 ° and less than 135 °. Electrochemical cell stack.

In the electrochemical cell stack according to claim 1,
At least one electrochemical cell located on the inlet side in the stacking direction in at least one of the fuel gas inlet and the fuel gas outlet set, and the oxidant gas inlet and the oxidant gas outlet set. The flow path is connected to the inlet, and the flow path of the stacked all electrochemical cells is connected to the internal flow path at a position different from the inlet when viewed from the stacking direction, and is connected to the inlet in the all electrochemical cells. An electrochemical cell stack in which the flow paths of the electrochemical cells other than the connected electrochemical cells are connected to the outlet at a position different from the internal flow path when viewed from the stacking direction.