JP2023109462A - 電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電池性能を向上させることができる電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置を提供する。【解決手段】電気化学セル1は、素子部と、導電部材4とを備える。素子部は、燃料極5、固体電解質層6および空気極を有する。導電部材4は、素子部に接続される。導電部材4は、第1部分41と第2部分42とを有する。第1部分41は、燃料極5に接続される。第2部分42は、4質量%以上12質量%以下のMgを含有し、固体電解質層6に接する。【選択図】図3
Description
本開示は、電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置に関する。
近年、次世代エネルギーとして、燃料電池セルを複数有する燃料電池セルスタック装置が種々提案されている。燃料電池セルは、水素含有ガスなどの燃料ガスと空気などの酸素含有ガスとを用いて電力を得ることができる電気化学セルの1種である。
しかしながら、上述の燃料電池セルスタック装置では、電池性能を向上させる点で改善の余地があった。
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、電池性能を向上することができる電気化学セル、電気化学セル装置、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。
実施形態の一態様に係る電気化学セルは、素子部と、導電部材とを備える。素子部は、燃料極、固体電解質層および空気極を有する。導電部材は、前記素子部に接続される。前記導電部材は、第1部分と第2部分とを有する。第1部分は、前記燃料極に接続される。第2部分は、4質量%以上12質量%以下のMgを含有し、前記固体電解質層に接する。
また、本開示の電気化学セル装置は、上記に記載の電気化学セルを備えるセルスタックを有する。
また、本開示のモジュールは、上記に記載の電気化学セル装置と、電気化学セル装置を収納する収納容器とを備える。
また、本開示のモジュール収容装置は、上記に記載のモジュールと、モジュールの運転を行うための補機と、モジュールおよび補機を収容する外装ケースとを備える。
実施形態の一態様によれば、電池性能を向上することができる電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置が提供可能となる。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係、比率などが異なる部分が含まれている場合がある。
[第1の実施形態]
<セルの構成>
まず、図1A~図1Cを参照しながら、第1の実施形態に係る電気化学セルとして、固体酸化物形の燃料電池セルの例を用いて説明する。電気化学セル装置は、複数の電気化学セルを有するセルスタックを備えていてもよい。複数の電気化学セルを有する電気化学セル装置を、単にセルスタック装置と称する。
<セルの構成>
まず、図1A~図1Cを参照しながら、第1の実施形態に係る電気化学セルとして、固体酸化物形の燃料電池セルの例を用いて説明する。電気化学セル装置は、複数の電気化学セルを有するセルスタックを備えていてもよい。複数の電気化学セルを有する電気化学セル装置を、単にセルスタック装置と称する。
図1Aは、第1の実施形態に係る電気化学セルの一例を示す横断面図であり、図1Bは、第1の実施形態に係る電気化学セルの一例を空気極側からみた側面図であり、図1Cは、第1の実施形態に係る電気化学セルの一例をインターコネクタ側からみた側面図である。なお、図1A~図1Cは、セル1の各構成の一部を拡大して示している。以下、電気化学セルを単にセルという場合もある。
図1A~図1Cに示す例において、セル1は中空平板型で、細長い板状である。図1Bに示すように、セル1の全体を側面から見た形状は、たとえば、長さ方向Lの辺の長さが5cm~50cmで、この長さ方向Lに直交する幅方向Wの長さが、たとえば1cm~10cmの長方形である。このセル1の全体の厚み方向Tの厚さは、たとえば1mm~5mmである。
図1Aに示すように、セル1は、導電性の支持基板2と、素子部3と、インターコネクタ4とを備えている。支持基板2は、一対の対向する第1面n1、第2面n2、およびかかる第1面n1および第2面n2を接続する一対の円弧状の側面mを有する柱状である。
素子部3は、支持基板2の第1面n1上に位置している。かかる素子部3は、燃料極5と、固体電解質層6と、空気極8とを有している。また、図1Aに示す例では、セル1の第2面n2上にインターコネクタ4が位置している。なお、セル1は、固体電解質層6と空気極8との間に中間層7を備えていてもよい。
また、図1Bに示すように、空気極8はセル1の下端まで延びていない。セル1の下端部では、固体電解質層6のみが第1面n1の表面に露出している。また、図1Cに示すように、インターコネクタ4がセル1の下端まで延びていてもよい。セル1の下端部では、インターコネクタ4および固体電解質層6が表面に露出している。なお、図1Aに示すように、セル1の一対の円弧状の側面mにおける表面では、固体電解質層6が露出している。インターコネクタ4は、セル1の下端まで延びていなくてもよい。
以下、セル1を構成する各構成部材について説明する。
支持基板2は、ガスが流れるガス流路2aを内部に有している。図1Aに示す支持基板2の例は、6つのガス流路2aを有している。支持基板2は、ガス透過性を有し、ガス流路2aを流れる燃料ガスを燃料極5まで透過させる。支持基板2は、導電性を有していてもよい。導電性を有する支持基板2は、素子部3で生じた電気をインターコネクタ4に集電する。
支持基板2の材料は、たとえば、鉄族金属成分および無機酸化物を含む。鉄族金属成分は、たとえば、Ni(ニッケル)および/またはNiOでであってもよい。無機酸化物は、たとえば、特定の希土類元素酸化物であってもよい。希土類元素酸化物は、たとえば、Yを含んでよい。
燃料極5の材料には、一般的に公知のものを使用することができる。燃料極5は、多孔質の導電性セラミックス、たとえば希土類元素酸化物が固溶しているZrO2などのイオン伝導性材料と、Niおよび/またはNiOとを含むセラミックスなどを用いてもよい。この希土類元素酸化物は、たとえば、Sc、Y、La、Nd、Sm、Gd、DyおよびYbから選択される複数の希土類元素を含む。希土類元素酸化物が固溶しているZrO2を安定化ジルコニアと称する場合もある。安定化ジルコニアは、部分安定化ジルコニアも含む。
固体電解質層6は、電解質であり、燃料極5と空気極8との間のイオンの橋渡しをする。同時に、固体電解質層6は、ガス遮断性を有し、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを生じにくくする。
固体電解質層6の材料は、たとえば、3モル%~15モル%の希土類元素酸化物が固溶したZrO2などのイオン伝導性材料であってもよい。希土類元素酸化物は、たとえば、Sc、Y、La、Nd、Sm、Gd、DyおよびYbから選択される1以上の希土類元素を含んでよい。固体電解質層6は、たとえば、Yb、ScまたはGdが固溶したZrO2を含んでもよく、La、NdまたはYbが固溶したCeO2を含んでもよく、ScまたはYbが固溶したBaZrO3を含んでもよく、ScまたはYbが固溶したBaCeO3を含んでもよい。
空気極8は、ガス透過性を有している。空気極8の開気孔率(空隙率)は、たとえば20%~50%、特に30%~50%の範囲であってもよい。
空気極8の材料は、一般的に空気極に用いられるものであれば特に制限はない。空気極8の材料は、たとえば、いわゆるABO3型のペロブスカイト型酸化物などの導電性セラミックスであってもよい。
空気極8の材料は、たとえば、AサイトにSr(ストロンチウム)とLa(ランタン)が共存する複合酸化物であってもよい。このような複合酸化物の例としては、LaxSr1-xCoyFe1-yO3、LaxSr1-xMnO3、LaxSr1-xFeO3、LaxSr1-xCoO3などが挙げられる。なお、xは0<x<1、yは0<y<1である。
また、素子部3が中間層7を有する場合、中間層7は、拡散抑制層としての機能を有する。中間層7は、空気極8に含まれるSr(ストロンチウム)がたとえばZrを含有する固体電解質層6に拡散されにくくすることで、かかる固体電解質層6にSrZrO3の抵抗層が形成されにくくする。
中間層7の材料は、一般的にSrの拡散抑制層に用いられるものであれば特に制限はない。中間層7の材料は、たとえば、Ce(セリウム)を除く希土類元素が固溶した酸化セリウム(CeO2)を含んでもよい。かかる希土類元素としては、たとえば、Gd(ガドリニウム)、Sm(サマリウム)などを用いてもよい。
インターコネクタ4は、導電性を有しており、素子部3に接続されている。インターコネクタ4は、導電部材の一例である。
また、インターコネクタ4は、緻密質であり、支持基板2の内部に位置するガス流路2aを流通する燃料ガス、および支持基板2の外側を流通する酸素含有ガスのリークを生じにくくする。インターコネクタ4は、93%以上、特に95%以上の相対密度を有していてもよい。インターコネクタ4は、たとえば、気孔率が2%以下であってもよい。
インターコネクタ4は、Laを含んでもよい。また、インターコネクタ4は、電気伝導性を有する酸化物セラミックスであってもよい。かかるインターコネクタ4の材料には、たとえば、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)、ランタンストロンチウムチタン系のペロブスカイト型酸化物(LaSrTiO3系酸化物)を用いてもよい。これらの材料は、水素含有ガスなどの燃料ガスおよび空気などの酸素含有ガスと接触しても還元も酸化もされにくい。
インターコネクタ4は、たとえば、5質量%程度のMgを含有してもよい。インターコネクタ4がMgを含有することで、インターコネクタ4の熱膨張係数をインターコネクタ4が接続される素子部3の各部材、すなわち支持基板2、燃料極5および固体電解質層6の熱膨張係数に近付けることができる。これにより、たとえばインターコネクタ4にクラックが生じにくくなり、あるいは素子部3からインターコネクタ4が剥離しにくくなる。このため、セル1の耐久性を高めることができる。
インターコネクタ4は、たとえば、Niなど、その他の元素を含有してもよい。なお、インターコネクタ4の詳細については後述する。
<セルスタック装置の構成>
次に、上述したセル1を用いた本実施形態に係るセルスタック装置について、図2A~図2Cを参照しながら説明する。図2Aは、第1の実施形態に係るセルスタック装置の一例を示す斜視図であり、図2Bは、図2Aに示すX-X線の断面図であり、図2Cは、第1の実施形態に係るセルスタック装置の一例を示す上面図である。
次に、上述したセル1を用いた本実施形態に係るセルスタック装置について、図2A~図2Cを参照しながら説明する。図2Aは、第1の実施形態に係るセルスタック装置の一例を示す斜視図であり、図2Bは、図2Aに示すX-X線の断面図であり、図2Cは、第1の実施形態に係るセルスタック装置の一例を示す上面図である。
図2Aに示すように、セルスタック装置10は、セル1の厚み方向T(図1A参照)に配列(積層)された複数のセル1を有するセルスタック11と、固定部材12とを備える。
固定部材12は、固定材13と、支持部材14とを有する。支持部材14は、セル1を支持する。固定材13は、セル1を支持部材14に固定する。また、支持部材14は、支持体15と、ガスタンク16とを有する。支持部材14である支持体15およびガスタンク16は、金属製であり導電性を有している。
図2Bに示すように、支持体15は、複数のセル1の下端部が挿入される挿入孔15aを有している。複数のセル1の下端部と挿入孔15aの内壁とは、固定材13で接合されている。
ガスタンク16は、挿入孔15aを通じて複数のセル1に反応ガスを供給する開口部と、かかる開口部の周囲に位置する凹溝16aとを有する。支持体15の外周の端部は、ガスタンク16の凹溝16aに充填された接合材21によって、ガスタンク16と接合されている。
図2Aに示す例では、支持部材14である支持体15とガスタンク16とで形成される内部空間22に燃料ガスが貯留される。ガスタンク16にはガス流通管20が接続されている。燃料ガスは、このガス流通管20を通してガスタンク16に供給され、ガスタンク16からセル1の内部のガス流路2a(図1A参照)に供給される。ガスタンク16に供給される燃料ガスは、後述する改質器102(図4参照)で生成される。
水素リッチな燃料ガスは、原燃料を水蒸気改質などすることによって生成することができる。水蒸気改質により燃料ガスを生成する場合には、燃料ガスは水蒸気を含む。
図2Aに示す例では、2列のセルスタック11、2つの支持体15、およびガスタンク16を備えている。2列のセルスタック11は、複数のセル1をそれぞれ有する。各セルスタック11は、各支持体15に固定されている。ガスタンク16は上面に2つの貫通孔を有している。各貫通孔には、各支持体15が配置されている。内部空間22は、1つのガスタンク16と、2つの支持体15とで形成される。
挿入孔15aの形状は、たとえば、上面視で長円形状である。挿入孔15aは、たとえば、セル1の配列方向すなわち厚み方向Tの長さが、セルスタック11の両端に位置する2つの端部集電部材17の間の距離よりも大きい。挿入孔15aの幅は、たとえば、セル1の幅方向W(図1A参照)の長さよりも大きい。
図2Bに示すように、挿入孔15aの内壁とセル1の下端部との接合部は、固定材13が充填され、固化されている。これにより、挿入孔15aの内壁と複数個のセル1の下端部とがそれぞれ接合・固定され、また、セル1の下端部同士が接合・固定されている。各セル1のガス流路2aは、下端部で支持部材14の内部空間22と連通している。
固定材13および接合材21は、ガラスなどの導電性が低いものを用いることができる。固定材13および接合材21の具体的な材料としては、非晶質ガラスなどを用いてもよく、特に結晶化ガラスなどを用いてもよい。
結晶化ガラスとしては、たとえば、SiO2-CaO系、MgO-B2O3系、La2O3-B2O3-MgO系、La2O3-B2O3-ZnO系、SiO2-CaO-ZnO系などの材料のいずれかを用いてもよく、特にSiO2-MgO系の材料を用いてもよい。
また、図2Bに示すように、複数のセル1のうち隣接するセル1の間には、導電部材18が介在している。導電部材18は、隣接する一方のセル1と他方のセル1とを電気的に直列に接続する。より具体的には、導電部材18は、一方のセル1の燃料極5と他方のセル1の空気極8とを接続する。
また、図2Bに示すように、複数のセル1の配列方向における最も外側に位置するセル1に、端部集電部材17が電気的に接続されている。端部集電部材17は、セルスタック11の外側に突出する導電部19に接続されている。導電部19は、セル1の発電により生じた電気を集電して外部に引き出す。なお、図2Aでは、端部集電部材17の図示を省略している。
また、図2Cに示すように、セルスタック装置10は、2つのセルスタック11A、11Bが直列に接続された一つの電池であってもよい。かかる場合、セルスタック装置10の導電部19は、正極端子19Aと、負極端子19Bと、接続端子19Cとを有していてもよい。
正極端子19Aは、セルスタック11が発電した電力を外部に出力する場合の正極であり、セルスタック11Aにおける正極側の端部集電部材17に電気的に接続される。負極端子19Bは、セルスタック11が発電した電力を外部に出力する場合の負極であり、セルスタック11Bにおける負極側の端部集電部材17に電気的に接続される。
接続端子19Cは、セルスタック11Aにおける負極側の端部集電部材17と、セルスタック11Bにおける正極側の端部集電部材17とを電気的に接続する。
<インターコネクタの詳細>
つづいて、第1の実施形態に係るインターコネクタ4の詳細について、図3を参照しながら説明する。図3は、図1Aに示す領域Aを拡大した断面図である。
つづいて、第1の実施形態に係るインターコネクタ4の詳細について、図3を参照しながら説明する。図3は、図1Aに示す領域Aを拡大した断面図である。
図3に示すように、インターコネクタ4は、第1部分41と第2部分42とを有している。第1部分41は、インターコネクタ4と支持基板2との界面4bを含み、セル1の厚み方向Tに延びる部分である。また、第1部分41は、燃料極5に接している。すなわち、第1部分41は、燃料極5に接続される部分である。
第2部分42は、インターコネクタ4と固体電解質層6との界面4cを含み、セル1の厚み方向Tに延びる部分である。すなわち、第2部分42は、固体電解質層6に接する部分である。第2部分42は、4質量%以上12質量%以下のMgを含有する。これにより、インターコネクタ4の第2部分42にクラックが生じにくくなり、あるいは固体電解質層6からインターコネクタ4が剥離しにくくなる。このため、インターコネクタ4の耐久性を高めることができることから、セル1の電池性能を向上することができる。
また、第2部分42は、Mgの含有率が互いに異なる第1部位421および第2部位422を有してもよい。第1部位421は、第2部分42のうち第1部分41に近い部位である。第2部位422は、第1部位421よりも第1部分41から離れて位置する部位である。第2部位422は、インターコネクタ4の幅方向Wの端部4aを含んでもよい。
第2部位422は、第1部位421よりもMgの含有率が大きくてもよい。これにより、インターコネクタ4が適度な熱膨張係数を有するようになることから、セル1の電池性能を向上することができる。
また、第1部位421は、第2部位422よりも気孔率が小さくてもよい。これにより、インターコネクタ4の熱膨張および/または熱収縮に伴いクラックや剥離が生じにくくなることから、セル1の電池性能を向上することができる。
なお、インターコネクタ4は、燃料極5と接していなくてもよい。インターコネクタ4と燃料極5との間に、たとえば、集電体、支持体および/または中間層が位置してもよい。すなわち、インターコネクタ4は、たとえば、集電体、支持体および/または中間層といった別部材を介して燃料極5と接続されていてもよい。
<モジュール>
次に、上述したセルスタック装置10を用いた本開示の実施形態に係るモジュールについて、図4を用いて説明する。図4は、第1の実施形態に係るモジュールを示す外観斜視図である。図4は、収納容器101の一部である前面および後面を取り外し、内部に収納される燃料電池のセルスタック装置10を後方に取り出した状態を示している。
次に、上述したセルスタック装置10を用いた本開示の実施形態に係るモジュールについて、図4を用いて説明する。図4は、第1の実施形態に係るモジュールを示す外観斜視図である。図4は、収納容器101の一部である前面および後面を取り外し、内部に収納される燃料電池のセルスタック装置10を後方に取り出した状態を示している。
図4に示すように、モジュール100は、収納容器101、および収納容器101内に収納されたセルスタック装置10を備えている。また、セルスタック装置10の上方には、改質器102が配置されている。
かかる改質器102は、天然ガス、灯油などの原燃料を改質して燃料ガスを生成し、セル1に供給する。原燃料は、原燃料供給管103を通じて改質器102に供給される。なお、改質器102は、水を気化させる気化部102aと、改質部102bとを備えていてもよい。改質部102bは、図示しない改質触媒を備えており、原燃料を燃料ガスに改質する。このような改質器102は、効率の高い改質反応である水蒸気改質を行うことができる。
そして、改質器102で生成された燃料ガスは、ガス流通管20、ガスタンク16、および支持部材14を通じて、セル1のガス流路2a(図1A参照)に供給される。
また、上述の構成のモジュール100では、ガスの燃焼およびセル1の発電に伴い、通常発電時におけるモジュール100内の温度が500℃~1000℃程度となる。
このようなモジュール100においては、上述したように、電池性能が向上されるセルスタック装置10を収納して構成されることにより、電池性能が向上されるモジュール100とすることができる。
<モジュール収容装置>
図5は、第1の実施形態に係るモジュール収容装置の一例を示す分解斜視図である。本実施形態に係るモジュール収容装置110は、外装ケース111と、図4で示したモジュール100と、図示しない補機と、を備えている。補機は、モジュール100の運転を行う。モジュール100および補機は、外装ケース111内に収容されている。なお、図5においては一部構成を省略して示している。
図5は、第1の実施形態に係るモジュール収容装置の一例を示す分解斜視図である。本実施形態に係るモジュール収容装置110は、外装ケース111と、図4で示したモジュール100と、図示しない補機と、を備えている。補機は、モジュール100の運転を行う。モジュール100および補機は、外装ケース111内に収容されている。なお、図5においては一部構成を省略して示している。
図5に示すモジュール収容装置110の外装ケース111は、支柱112と外装板113とを有する。仕切板114は、外装ケース111内を上下に区画している。外装ケース111内の仕切板114より上側の空間は、モジュール100を収容するモジュール収容室115であり、外装ケース111内の仕切板114より下側の空間は、モジュール100を運転する補機を収容する補機収容室116である。なお、図5では、補機収容室116に収容する補機を省略して示している。
また、仕切板114は、補機収容室116の空気をモジュール収容室115側に流すための空気流通口117を有している。モジュール収容室115を構成する外装板113は、モジュール収容室115内の空気を排気するための排気口118を有している。
このようなモジュール収容装置110においては、上述したように、電池性能が向上されるモジュール100をモジュール収容室115に備えていることにより、電池性能が向上されるモジュール収容装置110とすることができる。
なお、上述の実施形態では、中空平板型の支持基板を用いた場合を例示したが、円筒型の支持基板を用いたセルスタック装置に適用することもできる。
[第2の実施形態]
つづいて、第2の実施形態に係るセルおよびセルスタック装置について、図6A~図6Dを参照しながら説明する。
つづいて、第2の実施形態に係るセルおよびセルスタック装置について、図6A~図6Dを参照しながら説明する。
上述の実施形態では、支持基板の表面に燃料極、固体電解質層および空気極を含む素子部が1つのみ設けられたいわゆる「縦縞型」を例示したが、支持基板の表面の互いに離れた複数個所にて素子部がそれぞれ設けられ、隣り合う素子部の間が電気的に接続されたいわゆる「横縞型」のセルを配列した横縞型セルスタック装置に適用することができる。
図6Aは、第2の実施形態に係るセルスタック装置を概略的に示す断面図である。図6Aに示すように、セルスタック装置10Aは、燃料ガスを流通させる配管73から複数のセル1Aが長さ方向Lに延びている。セル1Aは、支持基板2上に複数の素子部3を有している。支持基板2の内部には、配管73からのガスが流れるガス流路2aが設けられている。支持基板2上の各素子部3は、後述する接続層8Aにより電気的に接続されている。複数のセル1Aは、導電部材18を介して互いに電気的に接続されている。導電部材18は、各セル1Aがそれぞれ有する素子部3の間に位置しており、隣り合うセル1Aを接続している。
図6Bは、第2の実施形態に係るセルの一例を示す斜視図である。図6Cは、図6Bに示すセルの部分断面図である。セル1Aは、素子部3と接続部3AとがX軸方向に沿って交互に位置している。
素子部3は、支持基板2側から順に、燃料極5、第2中間層24、インターコネクタ4、固体電解質層6、第1中間層9および空気極8がこの順に積層されている。空気極8の表面には、X軸方向に隣り合う素子部3同士を電気的に接続するための接続層8Aが位置している。
また、図6Dは、図6Cに示す領域Bを拡大した断面図である。図6Dに示すように、インターコネクタ4は、第1部分41および第2部分42を有する。第1部分41は、接続層8Aと第2中間層24とで挟まれた部分であり、第2部分42は、固体電解質層6と第2中間層24とで挟まれた部分である。第2部分42は、4質量%以上12質量%以下のMgを含有する。これにより、インターコネクタ4の第2部分42にクラックが生じにくくなり、あるいは固体電解質層6からインターコネクタ4が剥離しにくくなる。このため、インターコネクタ4の耐久性を高めることができることから、セル1の電池性能を向上することができる。
<その他の変形例>
つづいて、実施形態のその他の変形例に係るセルスタック装置について説明する。
つづいて、実施形態のその他の変形例に係るセルスタック装置について説明する。
上記実施形態では、「電気化学セル」、「電気化学セル装置」、「モジュール」および「モジュール収容装置」の一例として燃料電池セル、燃料電池セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置を示したが、他の例としてはそれぞれ、電解セル、電解セルスタック装置、電解モジュールおよび電解装置であってもよい。
以上、本開示について詳細に説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示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。
以上のように、実施形態に係る電気化学セル(セル1)は、素子部3と、導電部材(インターコネクタ4)とを備える。素子部3は、燃料極5、固体電解質層6および空気極8を有する。導電部材は、素子部3に接続される。導電部材は、第1部分41と第2部分42とを有する。第1部分41は、燃料極5に接続される。第2部分42は、4質量%以上12質量%以下のMgを含有し、固体電解質層6に接する。これにより、セル1の電池性能を向上することができる。
また、実施形態に係る電気化学セル装置(セルスタック装置10)は、上記に記載の電気化学セルを備えるセルスタック11を有する。これにより、電池性能を向上するセルスタック装置10とすることができる。
また、実施形態に係るモジュール100は、上記に記載の電気化学セル装置と、電気化学セル装置を収納する収納容器101とを備える。これにより、電池性能を向上するモジュール100とすることができる。
また、実施形態に係るモジュール収容装置110は、上記に記載のモジュール100と、モジュール100の運転を行うための補機と、モジュール100および補機を収容する外装ケースとを備える。これにより。電池性能を向上するモジュール収容装置110とすることができる。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
1 セル
3 素子部
4 インターコネクタ
5 燃料極
6 固体電解質層
7 中間層
8 空気極
10 セルスタック装置
11 セルスタック
12 固定部材
13 固定材
14 支持部材
15 支持体
16 ガスタンク
17 端部集電部材
18 導電部材
41 第1部分
42 第2部分
100 モジュール
110 モジュール収容装置
3 素子部
4 インターコネクタ
5 燃料極
6 固体電解質層
7 中間層
8 空気極
10 セルスタック装置
11 セルスタック
12 固定部材
13 固定材
14 支持部材
15 支持体
16 ガスタンク
17 端部集電部材
18 導電部材
41 第1部分
42 第2部分
100 モジュール
110 モジュール収容装置
Claims (8)
- 燃料極、固体電解質層および空気極を有する素子部と、
前記素子部に接続される導電部材と
を備え、
前記導電部材は、前記燃料極に接続される第1部分と、4質量%以上12質量%以下のMgを含有し、前記固体電解質層に接する第2部分とを有する
電気化学セル。 - 前記導電部材の気孔率は、2%以下である
請求項1に記載の電気化学セル。 - 前記第2部分は、前記第1部分に近い第1部位と、前記第1部位よりも前記第1部分から離れて位置し、前記第1部位よりもMgの含有率が大きい第2部位とを有する
請求項1または2に記載の電気化学セル。 - 前記第2部分は、前記第1部分に近い第1部位と、前記第1部位よりも前記第1部分から離れて位置する第2部位とを有し、
前記第1部位は、前記第2部位よりも気孔率が小さい
請求項1~3のいずれか1つに記載の電気化学セル。 - 前記導電部材は、Laを含み、電気伝導性を有する酸化物セラミックスである
請求項1~4のいずれか1つに記載の電気化学セル。 - 請求項1~5のいずれか1つに記載の電気化学セルを備えるセルスタックを有する
電気化学セル装置。 - 請求項6に記載の電気化学セル装置と、
前記電気化学セル装置を収納する収納容器と
を備えるモジュール。 - 請求項7に記載のモジュールと、
前記モジュールの運転を行うための補機と、
前記モジュールおよび前記補機を収容する外装ケースと
を備えるモジュール収容装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022010992A JP2023109462A (ja) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2022010992A JP2023109462A (ja) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 |
Publications (1)
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JP2023109462A true JP2023109462A (ja) | 2023-08-08 |
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ID=87522581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2022010992A Pending JP2023109462A (ja) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 電気化学セル、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2023109462A (ja) |
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2022
- 2022-01-27 JP JP2022010992A patent/JP2023109462A/ja active Pending
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