JP2799880B2 - 燃料電池用接続具および燃料電池の構造 - Google Patents
燃料電池用接続具および燃料電池の構造Info
- Publication number
- JP2799880B2 JP2799880B2 JP1132041A JP13204189A JP2799880B2 JP 2799880 B2 JP2799880 B2 JP 2799880B2 JP 1132041 A JP1132041 A JP 1132041A JP 13204189 A JP13204189 A JP 13204189A JP 2799880 B2 JP2799880 B2 JP 2799880B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current collector
- electrode
- power generating
- internal current
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
- H01M8/243—Grouping of unit cells of tubular or cylindrical configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は複数の発電要素（例えば単電池）を内部集
電子と外部集電子との間に配置して発電構造体（例えば
スタック）を形成し、その発電構造体を接続するための
接続具および発電構造体を複数個接続して構成した燃料
電池に関し、特に円筒状の固体電解質の内外面に酸素電
極および燃料電極を設けた発電要素を主体とする燃料電
池に関するものである。
電子と外部集電子との間に配置して発電構造体（例えば
スタック）を形成し、その発電構造体を接続するための
接続具および発電構造体を複数個接続して構成した燃料
電池に関し、特に円筒状の固体電解質の内外面に酸素電
極および燃料電極を設けた発電要素を主体とする燃料電
池に関するものである。
従来の技術 周知のように固体電解質燃料電池は、イットリア安定
化ジルコニア（YSZ）などの物質が、1000℃程度の高温
下で酸素イオン導電性を示すことを利用したものであ
り、その基本的な構造は、YSZなどの固体電解質を挟ん
で、ペロブスカイト型ランタン系複合酸化物などからな
る多孔構造の酸素電極と、ニッケルやニッケル合金ある
いはNi−ZrO2サーメットなどからなる多孔構造の燃料電
極とを設け、高温状態で酸素電極側に空気や酸素ガスな
どの酸化性ガスを流す一方、燃料電極側に水素ガスや一
酸化炭素ガスなどの燃料ガスを流すことによって固体電
解質を介した酸化・還元反応によって電力を得るもので
ある。
化ジルコニア（YSZ）などの物質が、1000℃程度の高温
下で酸素イオン導電性を示すことを利用したものであ
り、その基本的な構造は、YSZなどの固体電解質を挟ん
で、ペロブスカイト型ランタン系複合酸化物などからな
る多孔構造の酸素電極と、ニッケルやニッケル合金ある
いはNi−ZrO2サーメットなどからなる多孔構造の燃料電
極とを設け、高温状態で酸素電極側に空気や酸素ガスな
どの酸化性ガスを流す一方、燃料電極側に水素ガスや一
酸化炭素ガスなどの燃料ガスを流すことによって固体電
解質を介した酸化・還元反応によって電力を得るもので
ある。
この種の単電池によって得られる電圧は、高々1V程度
に過ぎないので、実用に供するためには多数の単電池を
直並列に接続する必要があり、そのため従来から単電池
を円筒型に形成し、これを直並列に接続する構造や、イ
ンターコネクタとなる導電板の間に多数の単電池を形成
してこれを多数積層する平板型などの種々の構造が開発
・検討されている。これらの構造のうち平板型は全体を
コンパクト化し易い利点があるものの、酸化性ガスと燃
料ガスとの混合を防ぐためのシールが困難であるなどの
問題に加え、製造の容易性に欠ける問題があり、したが
って円筒型のものが実用性に富んでいる。
に過ぎないので、実用に供するためには多数の単電池を
直並列に接続する必要があり、そのため従来から単電池
を円筒型に形成し、これを直並列に接続する構造や、イ
ンターコネクタとなる導電板の間に多数の単電池を形成
してこれを多数積層する平板型などの種々の構造が開発
・検討されている。これらの構造のうち平板型は全体を
コンパクト化し易い利点があるものの、酸化性ガスと燃
料ガスとの混合を防ぐためのシールが困難であるなどの
問題に加え、製造の容易性に欠ける問題があり、したが
って円筒型のものが実用性に富んでいる。
円筒型の単電池を使用して必要な起電力を得る構造と
して、従来、単電池を縦横のマトリックス状に多数配列
し、例えば縦方向では各単電池を直列接続し、横方向に
は各単電池を並列接続する構造が知られている。しかし
ながらこのような構造では、いずれかの単電池に異常を
来たしてその単電池が起電力を生じなくなった場合、そ
の単電池を含む直列接続した単電池群の全体が機能しな
くなり、あるいはその単電池群での内部抵抗が著しく増
大して発電効率が低下する問題や、燃料電池の全体とし
ての出力の調整を各単電池の出力を調整して行なう必要
があるために、出力調整が面倒であるなどの問題があ
る。このような問題を解消することのできる構造を本出
願人は既に提案しており、その基本的な構造は、導電性
の内部集電子の外周に多数の円筒型単電池を配置すると
ともに、各単電池の内周側の電極をインターコネクタに
よって内部集電子に導通させ、また内部集電子とほぼ同
心状に設けた筒状の外部集電子によって単電池の全体を
包囲するとともに各単電池の外周側の電極を外部集電子
に導通させたものである。なお、複数の単電池をこのよ
うに接続した構造体はスタックと称されている。
して、従来、単電池を縦横のマトリックス状に多数配列
し、例えば縦方向では各単電池を直列接続し、横方向に
は各単電池を並列接続する構造が知られている。しかし
ながらこのような構造では、いずれかの単電池に異常を
来たしてその単電池が起電力を生じなくなった場合、そ
の単電池を含む直列接続した単電池群の全体が機能しな
くなり、あるいはその単電池群での内部抵抗が著しく増
大して発電効率が低下する問題や、燃料電池の全体とし
ての出力の調整を各単電池の出力を調整して行なう必要
があるために、出力調整が面倒であるなどの問題があ
る。このような問題を解消することのできる構造を本出
願人は既に提案しており、その基本的な構造は、導電性
の内部集電子の外周に多数の円筒型単電池を配置すると
ともに、各単電池の内周側の電極をインターコネクタに
よって内部集電子に導通させ、また内部集電子とほぼ同
心状に設けた筒状の外部集電子によって単電池の全体を
包囲するとともに各単電池の外周側の電極を外部集電子
に導通させたものである。なお、複数の単電池をこのよ
うに接続した構造体はスタックと称されている。
発明が解決しようとする課題 上述したスタックは、更にその複数本を直並列に接続
して燃料電池として組立てられるが、その場合、各スタ
ックにおいては内部集電子が一方の電極となり、外部集
電子が他方の電極となるから、直列に接続する場合には
一方のスタックの内部集電子を他方のスタックの外部集
電子に接続する必要がある。その接続のための構造とし
て、例えば各単電池におけるインターコネクタと同様
に、内部集電子の外面に半径方向に突出た導電板を軸線
方向のほぼ全長に亘って形成する一方、外部集電子には
その導電板を絶縁状態で貫通させるスリットを形成し、
そのスリットから突出させた導電板の端部を隣接するス
タックの外部集電子に接触させる構造が考えられる。し
かしながらこのような構造では、内部集電子の周囲の一
部を導電板が占めることになるために、内部集電子と外
部集電子との間に配列することのできる単電池の数が少
なくなる不都合がある。また隣接するスタック同士の接
続は、導電板を外部集電子に突き当てることにより行な
うため、その接続部分での接触抵抗が大きくなり、燃料
電池としての出力が低下するおそれが多分にあった。
して燃料電池として組立てられるが、その場合、各スタ
ックにおいては内部集電子が一方の電極となり、外部集
電子が他方の電極となるから、直列に接続する場合には
一方のスタックの内部集電子を他方のスタックの外部集
電子に接続する必要がある。その接続のための構造とし
て、例えば各単電池におけるインターコネクタと同様
に、内部集電子の外面に半径方向に突出た導電板を軸線
方向のほぼ全長に亘って形成する一方、外部集電子には
その導電板を絶縁状態で貫通させるスリットを形成し、
そのスリットから突出させた導電板の端部を隣接するス
タックの外部集電子に接触させる構造が考えられる。し
かしながらこのような構造では、内部集電子の周囲の一
部を導電板が占めることになるために、内部集電子と外
部集電子との間に配列することのできる単電池の数が少
なくなる不都合がある。また隣接するスタック同士の接
続は、導電板を外部集電子に突き当てることにより行な
うため、その接続部分での接触抵抗が大きくなり、燃料
電池としての出力が低下するおそれが多分にあった。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、複数
の発電構造体を確実に直列に接続するための接続具およ
びその接続具を使用した発電能力に優れた固体電解質燃
料電池を提供することを目的とするものである。
の発電構造体を確実に直列に接続するための接続具およ
びその接続具を使用した発電能力に優れた固体電解質燃
料電池を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 この発明の接続具は、上記の目的を達成するために、
第１の電極と第２の電極とを有する複数の発電要素が内
部集電子の外周に配置されるとともに各発電要素の第１
の電極が内部集電子に導通され、かつそれらの発電要素
の外周に各発電要素の第２の電極を導通させた筒状の外
部集電子が設けられた発電構造体を直列に接続する接続
具であって、互いに平行に配列された発電構造体のうち
一方の発電構造体の内部集電子の一端部に密着して嵌合
する第１グリッパー部と他方の発電構造体の一端部に密
着して嵌合する第２グリッパー部とこれらのグリッパー
部との間の平板部とを有し、かつ全体が導電性材料で形
成されていることを特徴とするものである。
第１の電極と第２の電極とを有する複数の発電要素が内
部集電子の外周に配置されるとともに各発電要素の第１
の電極が内部集電子に導通され、かつそれらの発電要素
の外周に各発電要素の第２の電極を導通させた筒状の外
部集電子が設けられた発電構造体を直列に接続する接続
具であって、互いに平行に配列された発電構造体のうち
一方の発電構造体の内部集電子の一端部に密着して嵌合
する第１グリッパー部と他方の発電構造体の一端部に密
着して嵌合する第２グリッパー部とこれらのグリッパー
部との間の平板部とを有し、かつ全体が導電性材料で形
成されていることを特徴とするものである。
またこの発明の燃料電池の構造は、第１の電極と第２
の電極とを有する複数の発電要素が内部集電子の外周に
配置されるとともに各発電要素の第１の電極が内部集電
子に導通され、かつそれらの発電要素の外周に各発電要
素の第２の電極を導通させた筒状の外部集電子が設けら
れなる少なくとも１対の発電構造体が互いに平行に配列
され、一方の発電構造体の内部集電子の一端部と他方の
発電構造体の外部集電子の一端部とが、それぞれの端部
に密着して嵌合するグリッパー部を平板部の両端部に形
成してなる導電性接続具によって接続されていることを
特徴とするものである。
の電極とを有する複数の発電要素が内部集電子の外周に
配置されるとともに各発電要素の第１の電極が内部集電
子に導通され、かつそれらの発電要素の外周に各発電要
素の第２の電極を導通させた筒状の外部集電子が設けら
れなる少なくとも１対の発電構造体が互いに平行に配列
され、一方の発電構造体の内部集電子の一端部と他方の
発電構造体の外部集電子の一端部とが、それぞれの端部
に密着して嵌合するグリッパー部を平板部の両端部に形
成してなる導電性接続具によって接続されていることを
特徴とするものである。
作用 この発明においても発電要素の内周側と外周側との一
方に空気などの酸化性ガスを流し、かつ他方に水素ガス
などの燃料ガスを流すことにより発電が行なわれる。そ
して発電要素の一方の電極が内部集電子に接続されかつ
他方の電極が外部集電子に接続されているから、発電構
造体としては内部集電子が一方の電極となり、かつ外部
集電子が他方の電極となる。この発明の接続具は、互い
に隣接した一方の発電構造体における内部集電子の一端
部に一方のグリッパー部を密着して嵌合させ、かつ他方
の発電構造体の外部集電子の端部に他方のグリッパー部
を密着して嵌合させることにより発電構造体を直列に接
続する。その場合、この発明の接続具は、各グリッパー
部を内部集電子および外部集電子に密着して嵌合させる
ものであるから電気的な接続が完全に行なわれ、接続部
分での抵抗はほぼ無視できる程度になる。また内部集電
子および外部集電子の端部は、これらの間に配置してあ
る発電要素の端部より突出させることができるので、接
続具が発電要素の配置を阻害することがなく、したがっ
て発電要素の数を削減する必要がない。
方に空気などの酸化性ガスを流し、かつ他方に水素ガス
などの燃料ガスを流すことにより発電が行なわれる。そ
して発電要素の一方の電極が内部集電子に接続されかつ
他方の電極が外部集電子に接続されているから、発電構
造体としては内部集電子が一方の電極となり、かつ外部
集電子が他方の電極となる。この発明の接続具は、互い
に隣接した一方の発電構造体における内部集電子の一端
部に一方のグリッパー部を密着して嵌合させ、かつ他方
の発電構造体の外部集電子の端部に他方のグリッパー部
を密着して嵌合させることにより発電構造体を直列に接
続する。その場合、この発明の接続具は、各グリッパー
部を内部集電子および外部集電子に密着して嵌合させる
ものであるから電気的な接続が完全に行なわれ、接続部
分での抵抗はほぼ無視できる程度になる。また内部集電
子および外部集電子の端部は、これらの間に配置してあ
る発電要素の端部より突出させることができるので、接
続具が発電要素の配置を阻害することがなく、したがっ
て発電要素の数を削減する必要がない。
またこの発明の燃料電池の構造では、上記の接続具に
よって発電構造体を直列に接続することにより、発電構
造体を構成する発電要素の数を充分に確保して出力が大
きく、かつ内部抵抗の低い、発電効率の良好なものとな
る。
よって発電構造体を直列に接続することにより、発電構
造体を構成する発電要素の数を充分に確保して出力が大
きく、かつ内部抵抗の低い、発電効率の良好なものとな
る。
実 施 例 つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図はこの発明に係る燃料電池の一部を示す正面図
であり、また第２図はこの発明に係る接続具の斜視図で
あって、その発電要素である単電池１の基本構造は第３
図に示す通りであり、またその単電池１を複数個並列に
接続した発電構造体であるスタック２の基本構造は第４
図に示す通りである。すなわち先ず単電池１の構造につ
いて説明すると、第３図に示すようにこの単電池１は所
謂円筒型のものであって、アルミナ（Al2O3）などで多
孔構造に形成したセラミック製支持管３の外周に、ペロ
ブスカイト型ランタン系複合酸化物などを素材とした酸
素電極４が形成されるとともに、その外面の一部に、ニ
ッケル合金などを素材としたインターコネクタ５が突設
されており、さらにその酸素電極４の外周に、イットリ
ア安定化ジルコニア（YSZ）などを素材とした固体電解
質６が形成されている。さらにニッケル合金やニッケル
とジルコニアとのサーメットなどを素材とした燃料電極
７が前記インターコネクタ５に非導通状態となるよう固
体電解質６の外周に形成されている。したがって単電池
１は、その内周側に空気などの酸化性ガスを流す一方、
外周側に水素ガスなどの燃料ガスを流すことにより固体
電解質６の内外周側での酸素濃度の差に起因する電気化
学的な反応によって起電力を生じるようになっている。
であり、また第２図はこの発明に係る接続具の斜視図で
あって、その発電要素である単電池１の基本構造は第３
図に示す通りであり、またその単電池１を複数個並列に
接続した発電構造体であるスタック２の基本構造は第４
図に示す通りである。すなわち先ず単電池１の構造につ
いて説明すると、第３図に示すようにこの単電池１は所
謂円筒型のものであって、アルミナ（Al2O3）などで多
孔構造に形成したセラミック製支持管３の外周に、ペロ
ブスカイト型ランタン系複合酸化物などを素材とした酸
素電極４が形成されるとともに、その外面の一部に、ニ
ッケル合金などを素材としたインターコネクタ５が突設
されており、さらにその酸素電極４の外周に、イットリ
ア安定化ジルコニア（YSZ）などを素材とした固体電解
質６が形成されている。さらにニッケル合金やニッケル
とジルコニアとのサーメットなどを素材とした燃料電極
７が前記インターコネクタ５に非導通状態となるよう固
体電解質６の外周に形成されている。したがって単電池
１は、その内周側に空気などの酸化性ガスを流す一方、
外周側に水素ガスなどの燃料ガスを流すことにより固体
電解質６の内外周側での酸素濃度の差に起因する電気化
学的な反応によって起電力を生じるようになっている。
各スタック２は第４図に示すように、ほぼ同心状に配
置した内部集電子８と筒状の外部集電子９との間に６本
の単電池１を等配することにより構成されている。すな
わち内部集電子８は、導電性を備えかつ耐水素脆性に富
む材料、例えばニッケル合金などを素材とした軸状の部
材であって、その外周面にはクッション性を付与するた
めの部材、例えばニッケルフェルト10が設けられてお
り、６本の単電池１は、そのインターコネクタ５をその
ニッケルフェルト10に突き当てた状態で内部集電子８の
外周側に等配されている。また外部集電子９は、内部集
電子８と同様な素材で筒状に形成されたものであり、そ
の内周面に添設したクッション性を付与するための部
材、例えばニッケルフェルト11に各単電池１の外面を接
触させた状態で６本の単電池１を包囲し、収容してい
る。そして内部集電子８および外部集電子９の一方の端
部は、それらの間に配置した単電池１の端部より軸線方
向に突出させられている。
置した内部集電子８と筒状の外部集電子９との間に６本
の単電池１を等配することにより構成されている。すな
わち内部集電子８は、導電性を備えかつ耐水素脆性に富
む材料、例えばニッケル合金などを素材とした軸状の部
材であって、その外周面にはクッション性を付与するた
めの部材、例えばニッケルフェルト10が設けられてお
り、６本の単電池１は、そのインターコネクタ５をその
ニッケルフェルト10に突き当てた状態で内部集電子８の
外周側に等配されている。また外部集電子９は、内部集
電子８と同様な素材で筒状に形成されたものであり、そ
の内周面に添設したクッション性を付与するための部
材、例えばニッケルフェルト11に各単電池１の外面を接
触させた状態で６本の単電池１を包囲し、収容してい
る。そして内部集電子８および外部集電子９の一方の端
部は、それらの間に配置した単電池１の端部より軸線方
向に突出させられている。
以上のように構成したスタック２の接続状態は第１図
に示す通りであり、互いに隣接してほぼ平行に配置され
た二本のスタック２は、第２図に示す接続具20によって
直列に接続されている。この接続具20はニッケルやニッ
ケル合金などの導電性の材料からなるものであって、平
板部21の両端部にグリッパー部22、23が形成されてお
り、一方のグリッパー部22はスタック２における外部集
電子９の外径程度の内径でかつ平板部21の板厚以上の幅
のスリットを軸線方向に沿って入れることにより内径が
弾性的に増減する円筒状に形成されている。また他方の
グリッパー部23はスタック２における内部集電子８の外
径程度の内径でつ軸線方向に沿ってスリットを入れるこ
とにより内径が弾性的に増減する小径の円筒状に形成さ
れている。この接続具20の一方のグリッパー部22は、互
いにほぼ平行に隣接して配置した一対のスタック２のう
ち一方のスタック２の外部集電子９の一端部、より具体
的には単電池１の端部より突出させた端部の外周に密着
させて嵌合されている。このような嵌合状態は、そのグ
リッパー部22の有する弾性力によって達成することがで
きる。また各スタック２における外部集電子９の一端部
には、第５図および第６図に示すように、前記平板部21
の板厚より幅の広いスリット24が形成されており、一方
のグリッパー部22を外部集電子９に嵌合させた接続具20
は、その平板部21を前記スリット24に通過させた状態で
他方のグリッパー部23を他方のスタック２における内部
集電子８の端部、より具体的には単電池１より突出させ
た端部に密着させて嵌合させている。したがって隣接す
るスタック２同士の接続状態は、その内部集電子８と外
部集電子９とを前記接続具20で接続することにより直列
接続となっている。また特に図示しないが、第１図の左
右方向には外部集電子９同士を導通させた状態にスタッ
ク２が並列に配列されている。
に示す通りであり、互いに隣接してほぼ平行に配置され
た二本のスタック２は、第２図に示す接続具20によって
直列に接続されている。この接続具20はニッケルやニッ
ケル合金などの導電性の材料からなるものであって、平
板部21の両端部にグリッパー部22、23が形成されてお
り、一方のグリッパー部22はスタック２における外部集
電子９の外径程度の内径でかつ平板部21の板厚以上の幅
のスリットを軸線方向に沿って入れることにより内径が
弾性的に増減する円筒状に形成されている。また他方の
グリッパー部23はスタック２における内部集電子８の外
径程度の内径でつ軸線方向に沿ってスリットを入れるこ
とにより内径が弾性的に増減する小径の円筒状に形成さ
れている。この接続具20の一方のグリッパー部22は、互
いにほぼ平行に隣接して配置した一対のスタック２のう
ち一方のスタック２の外部集電子９の一端部、より具体
的には単電池１の端部より突出させた端部の外周に密着
させて嵌合されている。このような嵌合状態は、そのグ
リッパー部22の有する弾性力によって達成することがで
きる。また各スタック２における外部集電子９の一端部
には、第５図および第６図に示すように、前記平板部21
の板厚より幅の広いスリット24が形成されており、一方
のグリッパー部22を外部集電子９に嵌合させた接続具20
は、その平板部21を前記スリット24に通過させた状態で
他方のグリッパー部23を他方のスタック２における内部
集電子８の端部、より具体的には単電池１より突出させ
た端部に密着させて嵌合させている。したがって隣接す
るスタック２同士の接続状態は、その内部集電子８と外
部集電子９とを前記接続具20で接続することにより直列
接続となっている。また特に図示しないが、第１図の左
右方向には外部集電子９同士を導通させた状態にスタッ
ク２が並列に配列されている。
したがって各スタック２においてそれぞれの単電池１
の内周側に空気などの酸化性ガスを流し、かつ外周側に
水素ガスなどの燃料ガスを流すことによりそれぞれの単
電池１で発電が行なわれ、その各単電池１が内部集電子
８に酸素電極４を導通させ、かつ燃料電極７を外部集電
子９に導通させていることにより各スタック２では内部
集電子８が陽極、外部集電子９が陰極となる。そしてこ
れらのスタック２が接続具20によって上記のように直列
に接続されていることにより始端側のスタック２と終端
側のスタック２との内部集電子８と外部集電子９とを介
して所要の電圧・電流の出力を得ることができる。そし
て各スタック２はその内部集電子８および外部集電子９
に密着して嵌合する接続具20によって電気的に接続され
ているから、その接続部分での接触抵抗は殆んど零に近
く、したがって内部抵抗が低く、換言すれば発電効率の
高い燃料電池とすることができる。また接続具20は単電
池１から突出させた内部集電子８と外部集電子９とを接
続するものとすることができるから、接続具20が単電池
１の配列を制約することがなく、その結果、スペース効
率が良好となって高出力の燃料電池とすることができ
る。
の内周側に空気などの酸化性ガスを流し、かつ外周側に
水素ガスなどの燃料ガスを流すことによりそれぞれの単
電池１で発電が行なわれ、その各単電池１が内部集電子
８に酸素電極４を導通させ、かつ燃料電極７を外部集電
子９に導通させていることにより各スタック２では内部
集電子８が陽極、外部集電子９が陰極となる。そしてこ
れらのスタック２が接続具20によって上記のように直列
に接続されていることにより始端側のスタック２と終端
側のスタック２との内部集電子８と外部集電子９とを介
して所要の電圧・電流の出力を得ることができる。そし
て各スタック２はその内部集電子８および外部集電子９
に密着して嵌合する接続具20によって電気的に接続され
ているから、その接続部分での接触抵抗は殆んど零に近
く、したがって内部抵抗が低く、換言すれば発電効率の
高い燃料電池とすることができる。また接続具20は単電
池１から突出させた内部集電子８と外部集電子９とを接
続するものとすることができるから、接続具20が単電池
１の配列を制約することがなく、その結果、スペース効
率が良好となって高出力の燃料電池とすることができ
る。
なお、上記の実施例では、一本の円筒状固体電解質の
内外周に酸素電極と燃料電極とを形成して単電池とし、
これを６本並列に接続してスタックとしたが、この発明
は上記の実施例に限られるものではなく、一本の円筒状
の固体電解質に、互いに直列接続とした多数の単電池を
形成してなる円筒状のスタックを発電要素とし、これを
内部集電子と外部集電子との間に配置して構成した発電
構造体を接続する場合にも適用することができる。
内外周に酸素電極と燃料電極とを形成して単電池とし、
これを６本並列に接続してスタックとしたが、この発明
は上記の実施例に限られるものではなく、一本の円筒状
の固体電解質に、互いに直列接続とした多数の単電池を
形成してなる円筒状のスタックを発電要素とし、これを
内部集電子と外部集電子との間に配置して構成した発電
構造体を接続する場合にも適用することができる。
発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の接続具およ
び燃料電池の構造によれば、内部抵抗が低く発電効率の
良好な燃料電池を得ることができ、またスペース効率が
高いために容積当りの出力の大きい燃料電池を得ること
ができる。
び燃料電池の構造によれば、内部抵抗が低く発電効率の
良好な燃料電池を得ることができ、またスペース効率が
高いために容積当りの出力の大きい燃料電池を得ること
ができる。
第１図はこの発明の一実施例の一部を示す正面図、第２
図は接続具の一例を示す斜視図、第３図は単電池の一つ
を模式的に示す断面図、第４図はスタックの一つを模式
的に示す断面図、第５図は第１図のＶ−Ｖ線に沿う断面
図、第６図は第５図のVI−VI線に沿う断面図である。 １……単電池、２……スタック、８……内部集電子、９
……外部集電子、20……接続具、21……平板部、22,23
……グリッパー部。
図は接続具の一例を示す斜視図、第３図は単電池の一つ
を模式的に示す断面図、第４図はスタックの一つを模式
的に示す断面図、第５図は第１図のＶ−Ｖ線に沿う断面
図、第６図は第５図のVI−VI線に沿う断面図である。 １……単電池、２……スタック、８……内部集電子、９
……外部集電子、20……接続具、21……平板部、22,23
……グリッパー部。
フロントページの続き (72)発明者 丹 正之 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 山之内 宏 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 永田 雅克 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−258364（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−106066（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 8/00 - 8/02 H01M 8/08 - 8/24
Claims (2)
- 【請求項１】第１の電極と第２の電極とを有する複数の
発電要素が内部集電子の外周に配置されるとともに各発
電要素の第１の電極が内部集電子に導通され、かつそれ
らの発電要素の外周に各発電要素の第２の電極を導通さ
せた筒状の外部集電子が設けられた発電構造体を直列に
接続する接続具であって、互いに平行に配列された発電
構造体のうち一方の発電構造体の内部集電子の一端部に
密着して嵌合する第１グリッパー部と他方の発電構造体
の一端部に密着して嵌合する第２グリッパー部とこれら
のグリッパー部との間の平板部とを有し、かつ全体が導
電性材料で形成された燃料電池用接続具。 - 【請求項２】第１の電極と第２の電極とを有する複数の
発電要素が内部集電子の外周に配置されるとともに各発
電要素の第１の電極が内部集電子に導通され、かつそれ
らの発電要素の外周に各発電要素の第２の電極を導通さ
せた筒状の外部集電子が設けられる少なくとも１対の発
電構造体が互いに平行に配列され、一方の発電構造体の
内部集電子の一端部と他方の発電構造体の外部集電子の
一端部とが、それぞれの端部に密着して嵌合するグリッ
パー部を平板部の両側部に形成してなる導電性接続具に
よって接続されていることを特徴とする燃料電池の構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1132041A JP2799880B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 燃料電池用接続具および燃料電池の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1132041A JP2799880B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 燃料電池用接続具および燃料電池の構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02312170A JPH02312170A (ja) | 1990-12-27 |
| JP2799880B2 true JP2799880B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=15072130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1132041A Expired - Fee Related JP2799880B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 燃料電池用接続具および燃料電池の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2799880B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095442A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toto Ltd | 固体酸化物形燃料電池 |
| JP2017033627A (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-09 | アイシン精機株式会社 | 固体酸化物形燃料電池スタック、固体酸化物形燃料電池モジュールおよび固体酸化物形燃料電池システム |
-
1989
- 1989-05-25 JP JP1132041A patent/JP2799880B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02312170A (ja) | 1990-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6040075A (en) | Electrolytic and fuel cell arrangements | |
| US5188910A (en) | Solid oxide fuel cells | |
| JPH0850914A (ja) | 円筒積層型燃料電池 | |
| JP2790666B2 (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JP3200219B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池の集電構造 | |
| JPH04298964A (ja) | 固体電解質型燃料電池及びその製造方法 | |
| JP2799880B2 (ja) | 燃料電池用接続具および燃料電池の構造 | |
| JP5125376B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP5011907B2 (ja) | スタック用治具及びこれを用いた単室型固体酸化物形燃料電池のスタック構造 | |
| JP2843995B2 (ja) | 固体電解質燃料電池の構造 | |
| JPH1125999A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP2816475B2 (ja) | 固体電解質燃料電池の構造 | |
| JP2799879B2 (ja) | 固体電解質燃料電池の構造 | |
| JP2843994B2 (ja) | 固体電解質燃料電池の構造 | |
| JP2000090956A (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| JP2799878B2 (ja) | 固体電解質燃料電池の構造 | |
| JP6917193B2 (ja) | 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック | |
| JP2799877B2 (ja) | 円筒型固体電解質燃料電池 | |
| JP2816478B2 (ja) | 固体電解質燃料電池の構造 | |
| JP2933227B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| JP3048689B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュールの構造 | |
| JP3200176B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP2816477B2 (ja) | 固体電解質燃料電池 | |
| JP2927816B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池スタック | |
| JPH0359956A (ja) | 燃料電池発電装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |