JP2816473B2 - 固体電解質型燃料電池モジュール - Google Patents
固体電解質型燃料電池モジュールInfo
- Publication number
- JP2816473B2 JP2816473B2 JP1128142A JP12814289A JP2816473B2 JP 2816473 B2 JP2816473 B2 JP 2816473B2 JP 1128142 A JP1128142 A JP 1128142A JP 12814289 A JP12814289 A JP 12814289A JP 2816473 B2 JP2816473 B2 JP 2816473B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- collector tube
- current collector
- cell module
- solid oxide
- 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
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
-
- 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
-
- 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、固体電解質を使用した燃料電池のうち、
同心円筒状の２重管の間の空間に複数の燃料電池単体を
配設した構造の固体電解質型燃料電池モジュールに関す
るものである。
同心円筒状の２重管の間の空間に複数の燃料電池単体を
配設した構造の固体電解質型燃料電池モジュールに関す
るものである。
従来の技術 固体電解質型燃料電池の出力は直流で各燃料電池単体
の電圧は約1Vと低い。また実用上は交流に変換する場合
が多いことから、直流を交流に変換する際の変換効率の
上からも電池電圧が高いことが望ましい。そのため、複
数の燃料電池単体をなんらかの方法で直列に接続すると
ともに、高出力とするため並列にも接続する必要があっ
た。
の電圧は約1Vと低い。また実用上は交流に変換する場合
が多いことから、直流を交流に変換する際の変換効率の
上からも電池電圧が高いことが望ましい。そのため、複
数の燃料電池単体をなんらかの方法で直列に接続すると
ともに、高出力とするため並列にも接続する必要があっ
た。
例えば第３図および第４図は、本出願人の既出願（特
願平１−11433号）中に記載されている固体電解質型燃
料電池モジュールおよびそれに使用されている燃料電池
単体を示すもので、第３図に示す固体電解質型燃料電池
モジュール１は、相互間に空間を存して同心円筒状に配
設された導電性材料からなる内部集電子管２と外部集電
子管３との間に、６個の燃料電池単体４を収納したもの
で、第４図に示すように各燃料電池単体４は、円筒形に
形成された固体電解質５の内周に酸素電極６を、この固
体電解質５の外周に燃料電極７がそれぞれ形成された３
層構造となっており、この燃料電池単体４の最外層の燃
料電極７と中間層の固体電解質５とには、最内層の酸素
電極６に達する深さで軸線と平行なスリット８が形成さ
れ、このスリット８内にはインターコネクタ９が、前記
酸素電極６と接触し、燃料電極７と非接触状態に設けら
れている。
願平１−11433号）中に記載されている固体電解質型燃
料電池モジュールおよびそれに使用されている燃料電池
単体を示すもので、第３図に示す固体電解質型燃料電池
モジュール１は、相互間に空間を存して同心円筒状に配
設された導電性材料からなる内部集電子管２と外部集電
子管３との間に、６個の燃料電池単体４を収納したもの
で、第４図に示すように各燃料電池単体４は、円筒形に
形成された固体電解質５の内周に酸素電極６を、この固
体電解質５の外周に燃料電極７がそれぞれ形成された３
層構造となっており、この燃料電池単体４の最外層の燃
料電極７と中間層の固体電解質５とには、最内層の酸素
電極６に達する深さで軸線と平行なスリット８が形成さ
れ、このスリット８内にはインターコネクタ９が、前記
酸素電極６と接触し、燃料電極７と非接触状態に設けら
れている。
そして、このように構成される各燃料電池単体４は、
それぞれのインターコネクタ９の先端を、前記内部集電
子管２の外周面に導電繊維フェルト10を介して当接させ
るとともに、各燃料電池単体４の最外層の燃料電極７
を、外部集電子管３の内周面に導電繊維フェルト11を介
して当接させて、並列に接続されて固体電解質型燃料電
池モジュール１が形成されている。
それぞれのインターコネクタ９の先端を、前記内部集電
子管２の外周面に導電繊維フェルト10を介して当接させ
るとともに、各燃料電池単体４の最外層の燃料電極７
を、外部集電子管３の内周面に導電繊維フェルト11を介
して当接させて、並列に接続されて固体電解質型燃料電
池モジュール１が形成されている。
そして、この固体電解質型燃料電池モジュール１に
は、６本の各燃料電池単体４の酸素電極６の内側に酸素
または空気が供給されるとともに、６本の燃料電池単体
４の各燃料電極７の外側で、かつ外部集電子管３の内側
の空間には、水素等の燃料ガスが供給され、固体電解質
５を介した酸化・還元反応が起きて電気が生じ、並列に
接続された各燃料電池単体４に生じた電気は、それぞれ
導電性を有する内部集電子管２と外部集電子管３とに集
電される。
は、６本の各燃料電池単体４の酸素電極６の内側に酸素
または空気が供給されるとともに、６本の燃料電池単体
４の各燃料電極７の外側で、かつ外部集電子管３の内側
の空間には、水素等の燃料ガスが供給され、固体電解質
５を介した酸化・還元反応が起きて電気が生じ、並列に
接続された各燃料電池単体４に生じた電気は、それぞれ
導電性を有する内部集電子管２と外部集電子管３とに集
電される。
発明が解決しようとする課題 しかし、前述した従来の固体電解質型燃料電池モジュ
ール１の場合には、燃料ガスが外部集電子管３の一方の
端部から供給され、供給された燃料ガスは、外部集電子
管３の内側の空間を流れて各燃料電池単体４の外周部に
供給され、各燃料電池単体４の外周の燃料電極７におい
て酸化・還元反応に消費され、また消費されずに余った
燃料ガスは、外部集電子管３の他方の端部から排出され
るようになっている。そのため、固体電解質型燃料電池
モジュール１の内部集電子管２と外部集電子管３との管
の空間に燃料ガスを供給することとなるが、この空間は
燃料電池単体４によっていくつにも分割された状態とな
っているため、分割された各空間に燃料ガスをそれぞれ
均等に供給するのが困難であり、また、分割された空間
相互間の燃料ガスの流通が制限されることから、各燃料
電池単体の周囲の空間にそれぞれ供給される燃料ガスの
濃度に差が生じ、燃料ガスが高濃度に供給された部分に
おいては、余剰分の燃料ガスが酸化・還元反応に利用さ
れないまま排出され、またガス濃度が低い部分において
は酸化・還元反応が弱まり、燃料電池単体４の出力が低
下する等の問題があった。
ール１の場合には、燃料ガスが外部集電子管３の一方の
端部から供給され、供給された燃料ガスは、外部集電子
管３の内側の空間を流れて各燃料電池単体４の外周部に
供給され、各燃料電池単体４の外周の燃料電極７におい
て酸化・還元反応に消費され、また消費されずに余った
燃料ガスは、外部集電子管３の他方の端部から排出され
るようになっている。そのため、固体電解質型燃料電池
モジュール１の内部集電子管２と外部集電子管３との管
の空間に燃料ガスを供給することとなるが、この空間は
燃料電池単体４によっていくつにも分割された状態とな
っているため、分割された各空間に燃料ガスをそれぞれ
均等に供給するのが困難であり、また、分割された空間
相互間の燃料ガスの流通が制限されることから、各燃料
電池単体の周囲の空間にそれぞれ供給される燃料ガスの
濃度に差が生じ、燃料ガスが高濃度に供給された部分に
おいては、余剰分の燃料ガスが酸化・還元反応に利用さ
れないまま排出され、またガス濃度が低い部分において
は酸化・還元反応が弱まり、燃料電池単体４の出力が低
下する等の問題があった。
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、固体電解
質型燃料電池モジュールを構成する各燃料電池単体の周
囲に、燃料ガスあるいは酸素をムラなく供給して、燃料
ガスあるいは酸素の利用率を高めた固体電解質型燃料電
池モジュールを提供することを目的としている。
質型燃料電池モジュールを構成する各燃料電池単体の周
囲に、燃料ガスあるいは酸素をムラなく供給して、燃料
ガスあるいは酸素の利用率を高めた固体電解質型燃料電
池モジュールを提供することを目的としている。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するための手段としてこの発明は、空
間を存して同心円状に設けられた内部集電子管と外部集
電子管との間に、管状の固体電解質の内側に酸素電極ま
たは燃料電極を、外側に燃料電極または酸素電極を設け
た燃料電池単体を複数個配設した固体電解質型燃料電池
モジュールにおいて、前記外部集電子管の先端側を閉塞
するとともに、外部集電子管の基端側からその内部を経
由して、外部集電子管内の先端側に燃料ガスまたは酸素
を供給する構造としたことを特徴としている。
間を存して同心円状に設けられた内部集電子管と外部集
電子管との間に、管状の固体電解質の内側に酸素電極ま
たは燃料電極を、外側に燃料電極または酸素電極を設け
た燃料電池単体を複数個配設した固体電解質型燃料電池
モジュールにおいて、前記外部集電子管の先端側を閉塞
するとともに、外部集電子管の基端側からその内部を経
由して、外部集電子管内の先端側に燃料ガスまたは酸素
を供給する構造としたことを特徴としている。
また、前記内部集電子管の内側に、NiあるいはCoの金
属繊維フェルトまたは、これらNiとCoの合金の金属繊維
フェルトを、通気可能に充填したことを特徴としてい
る。
属繊維フェルトまたは、これらNiとCoの合金の金属繊維
フェルトを、通気可能に充填したことを特徴としてい
る。
さらに、前記内部集電子管と外部集電子管とのうちの
少くとも一方がヒートパイプであることを特徴としてい
る。
少くとも一方がヒートパイプであることを特徴としてい
る。
作 用 上記のように、外部集電子管の先端側を閉塞するとと
もに、この外部集電子管内に配設された内部集電子管の
内部を経由して固体電解質型燃料電池モジュールに燃料
ガスまたは酸素を供給すると、供給された燃料ガスまた
は酸素は、内部集電子管内を通って一旦外部集電子管内
の先端側に供給された後、両集電子管のの間に配設され
た各燃料電池単体の周囲の空間に均等に分配され、各燃
料電池単体の外周に近接した位置を流通して外部集電子
管の基端側に流れる。したがって、燃料ガスまたは酸素
が、各燃料電池単体の外周に無駄なく供給され、燃料ガ
ス等の利用率が向上する。
もに、この外部集電子管内に配設された内部集電子管の
内部を経由して固体電解質型燃料電池モジュールに燃料
ガスまたは酸素を供給すると、供給された燃料ガスまた
は酸素は、内部集電子管内を通って一旦外部集電子管内
の先端側に供給された後、両集電子管のの間に配設され
た各燃料電池単体の周囲の空間に均等に分配され、各燃
料電池単体の外周に近接した位置を流通して外部集電子
管の基端側に流れる。したがって、燃料ガスまたは酸素
が、各燃料電池単体の外周に無駄なく供給され、燃料ガ
ス等の利用率が向上する。
また、前記内部集電子管の内側に、NiあるいはCoの金
属繊維フェルトまたは、これらNiとCoの合金の金属繊維
フェルトを、通気可能に充填すれば、燃料ガスとしてメ
タン等の炭化水素を用い、この炭化水素と水蒸気等とを
内部集電子管22内に同時に供給することにより、この内
部集電子管22内の金属繊維フェルトが、改質反応の触媒
となって、燃料ガスを改質する。
属繊維フェルトまたは、これらNiとCoの合金の金属繊維
フェルトを、通気可能に充填すれば、燃料ガスとしてメ
タン等の炭化水素を用い、この炭化水素と水蒸気等とを
内部集電子管22内に同時に供給することにより、この内
部集電子管22内の金属繊維フェルトが、改質反応の触媒
となって、燃料ガスを改質する。
さらに、前記内部集電子管と外部集電子管とのうちの
少くとも一方をヒートパイプとすれば、固体電解質型燃
料電池モジュール全体の均熱化が図れるとともに、発電
反応の反応熱によって燃料ガス等の余熱が可能となる。
少くとも一方をヒートパイプとすれば、固体電解質型燃
料電池モジュール全体の均熱化が図れるとともに、発電
反応の反応熱によって燃料ガス等の余熱が可能となる。
実 施 例 以下、この発明の固体電解質型燃料電池モジュールの
一実施例を第１図および第２図に基づいて説明する。
一実施例を第１図および第２図に基づいて説明する。
固体電解質型燃料電池モジュール21は、同心円筒状に
設けられた内部集電子管22と外部集電子管23と、この両
者間に配設され、並列に接続された６個の燃料電池単体
24とから構成されており、前記外部集電子管23は、その
先端側（第２図において左端側）が気密に閉塞されてお
り、各燃料電池単体24の先端側は、閉塞された外部集電
子管23の先端を気密かつ電気的に絶縁された状態で貫通
して外側に延出している。また、前記内部集電子管22
は、二重管の内部に作動液を封入したヒートパイプ構造
を有しており、その先端は前記外部集電子管23の閉塞さ
れた先端付近の内側に開口している。
設けられた内部集電子管22と外部集電子管23と、この両
者間に配設され、並列に接続された６個の燃料電池単体
24とから構成されており、前記外部集電子管23は、その
先端側（第２図において左端側）が気密に閉塞されてお
り、各燃料電池単体24の先端側は、閉塞された外部集電
子管23の先端を気密かつ電気的に絶縁された状態で貫通
して外側に延出している。また、前記内部集電子管22
は、二重管の内部に作動液を封入したヒートパイプ構造
を有しており、その先端は前記外部集電子管23の閉塞さ
れた先端付近の内側に開口している。
一方、前記各燃料電池単体24は支持管を用いない自己
支持構造となっており、イットリア安定化ジルコニア
（YSZ）等を環状に形成した固体電解質25と、この固体
電解質25の内側に形成された酸素電極26と、外側に形成
された燃料電極27との３層構造となっており、酸素電極
26は酸素イオン透過性のある酸化物、例えば、ペロブス
カイト型ランタン系複合酸化物を素材とする多孔質体で
あり、また燃料電極27は、ニッケル等の金属粉末を固め
たもの、またはニッケルとジルコニアとのサーメットな
どの多孔質体で形成されている。そして、最外側の燃料
電極27とその内側の固体電解質25との両者には、長手方
向に連続する１本のスリットが形成され、このスリット
内にはインターコネクタ28が、燃料電極27と非接触状態
で、かつ最内側の酸素電極26と接触した状態に設けられ
ている。
支持構造となっており、イットリア安定化ジルコニア
（YSZ）等を環状に形成した固体電解質25と、この固体
電解質25の内側に形成された酸素電極26と、外側に形成
された燃料電極27との３層構造となっており、酸素電極
26は酸素イオン透過性のある酸化物、例えば、ペロブス
カイト型ランタン系複合酸化物を素材とする多孔質体で
あり、また燃料電極27は、ニッケル等の金属粉末を固め
たもの、またはニッケルとジルコニアとのサーメットな
どの多孔質体で形成されている。そして、最外側の燃料
電極27とその内側の固体電解質25との両者には、長手方
向に連続する１本のスリットが形成され、このスリット
内にはインターコネクタ28が、燃料電極27と非接触状態
で、かつ最内側の酸素電極26と接触した状態に設けられ
ている。
また、上記のように形成された各燃料電池単体24は、
それぞれのインターコネクタ28の先端を、ニッケルフェ
ルト29を介して前記内部集電子管22の外周に接続すると
ともに、それぞれの燃料電極27上で、各インターコネク
タ28と中心を挾んで対向する位置を、ニッケルフェルト
30を介して前記外部集電子管23の内周面に接続して並列
接続した状態に配列されている。
それぞれのインターコネクタ28の先端を、ニッケルフェ
ルト29を介して前記内部集電子管22の外周に接続すると
ともに、それぞれの燃料電極27上で、各インターコネク
タ28と中心を挾んで対向する位置を、ニッケルフェルト
30を介して前記外部集電子管23の内周面に接続して並列
接続した状態に配列されている。
そして、固体電解質型燃料電池モジュール21を構成し
ている各燃料電池単体24の酸素電極26の内側の中空部内
には酸素（O2）を含んだ空気が供給され、またヒートパ
イプ構造を有する内部集電子管22の中空部内には、その
基端側から燃料ガスの水素（H2）が供給されて、その先
端から外部集電子管23内の先端側に噴出し、外部集電子
管23の先端側から基端側に向けて流通し、各燃料電池単
体24の外周に供給されるようになっている。
ている各燃料電池単体24の酸素電極26の内側の中空部内
には酸素（O2）を含んだ空気が供給され、またヒートパ
イプ構造を有する内部集電子管22の中空部内には、その
基端側から燃料ガスの水素（H2）が供給されて、その先
端から外部集電子管23内の先端側に噴出し、外部集電子
管23の先端側から基端側に向けて流通し、各燃料電池単
体24の外周に供給されるようになっている。
次に、上記のように構成されるこの実施例の作用を説
明する。
明する。
固体電解質型燃料電池モジュール21は、各燃料電池単
体24の酸素電極26の内側の空間にそれぞれ酸素あるいは
空気が供給されるとともに、中心の内部集電子管22内に
燃料の水素ガスが供給される。そして、内部集電子管22
内に供給された水素ガスは、開放された先端（第２図に
おいて左端）から外部集電子管23内の先端側の空間に噴
出し、各燃料電池単体24の燃料電極27に接近した位置を
通って基端側（第２図において右方向）に送給される。
その結果、各燃料電池単体24においては、それぞれの固
体電解質25を介して酸化・還元反応が起きて電流が生
じ、各インターコネクタ28からニッケルフェルト29を介
して集電される内部集電子管22が陽極となり、また外周
の各燃料電極27からニッケルフェルト30を介して集電さ
れる外部集電子管23が陰極となって、発生した電流を取
出すことができる。
体24の酸素電極26の内側の空間にそれぞれ酸素あるいは
空気が供給されるとともに、中心の内部集電子管22内に
燃料の水素ガスが供給される。そして、内部集電子管22
内に供給された水素ガスは、開放された先端（第２図に
おいて左端）から外部集電子管23内の先端側の空間に噴
出し、各燃料電池単体24の燃料電極27に接近した位置を
通って基端側（第２図において右方向）に送給される。
その結果、各燃料電池単体24においては、それぞれの固
体電解質25を介して酸化・還元反応が起きて電流が生
じ、各インターコネクタ28からニッケルフェルト29を介
して集電される内部集電子管22が陽極となり、また外周
の各燃料電極27からニッケルフェルト30を介して集電さ
れる外部集電子管23が陰極となって、発生した電流を取
出すことができる。
このとき、内部集電子管22内に供給された水素ガス
が、外部集電子管23の閉塞された先端側の内部に噴出し
た際に、外部集電子管23の先端が閉塞されているため、
この先端を閉塞している底部に当って流れる方向が反転
されるとともに拡散し、分担されている各空間に均等に
供給され、各燃料電池単体24の燃料電極27の表面全体に
接触するように流通する。したがって、供給される燃料
ガスの利用率が高くなって、燃料ガスの無駄な消費を抑
制でき、また各燃料電池単体24の個々の発電特性が向上
する。
が、外部集電子管23の閉塞された先端側の内部に噴出し
た際に、外部集電子管23の先端が閉塞されているため、
この先端を閉塞している底部に当って流れる方向が反転
されるとともに拡散し、分担されている各空間に均等に
供給され、各燃料電池単体24の燃料電極27の表面全体に
接触するように流通する。したがって、供給される燃料
ガスの利用率が高くなって、燃料ガスの無駄な消費を抑
制でき、また各燃料電池単体24の個々の発電特性が向上
する。
また、内部集電子管22がヒートパイプ構造を有してい
るため、各燃料電池単体24間の熱伝達を行なって固体電
解質型燃料電池モジュール21の全体を均熱化するととも
に、各燃料電池単体24における反応熱によって内部集電
子管22自体が高温となることにより、内部集電子管22内
に供給される燃料ガスを加熱する予熱作用が発揮され
る。その結果、燃料ガスが内部集電子管22内で予熱され
た後に燃料電池単体24の燃料電極27の周囲に供給される
ことにより、各燃料電池単体24の発電特性が向上する。
るため、各燃料電池単体24間の熱伝達を行なって固体電
解質型燃料電池モジュール21の全体を均熱化するととも
に、各燃料電池単体24における反応熱によって内部集電
子管22自体が高温となることにより、内部集電子管22内
に供給される燃料ガスを加熱する予熱作用が発揮され
る。その結果、燃料ガスが内部集電子管22内で予熱され
た後に燃料電池単体24の燃料電極27の周囲に供給される
ことにより、各燃料電池単体24の発電特性が向上する。
なお、この実施例の固体電解質型燃料電池モジュール
21において、内部集電子管22の内部にニッケル（Ni）や
コバルト（Co）を素材とする金属繊維フェルトあるいは
ニッケルとコバルトの合金を素材とする金属繊維フェル
トを、通気姓を確保した状態で充填すれば、燃料ガスと
してメタン等の炭化水素と水蒸気等とを内部集電子管22
内に同時に供給する場合の改質触媒として内部改質が可
能となる。例えば、メタン（CH4）を燃料ガスとする場
合には、炭素（Ｃ）が電極に悪影響を及ぼすため、水蒸
気を加えるとともに触媒を作用させて改質反応、すなわ
ち、 CH4＋H2O→3H2＋CO−Ｑ（吸熱） として、H2とCOにして無害化（改質）する必要がある
が、この内部集電子管22内のNiやCo等の金属繊維フェル
トが改質反応の触媒にもなるため、従来の固体電解質型
燃料電池モジュールの場合のように改質装置を別途設け
る必要がなくなる。
21において、内部集電子管22の内部にニッケル（Ni）や
コバルト（Co）を素材とする金属繊維フェルトあるいは
ニッケルとコバルトの合金を素材とする金属繊維フェル
トを、通気姓を確保した状態で充填すれば、燃料ガスと
してメタン等の炭化水素と水蒸気等とを内部集電子管22
内に同時に供給する場合の改質触媒として内部改質が可
能となる。例えば、メタン（CH4）を燃料ガスとする場
合には、炭素（Ｃ）が電極に悪影響を及ぼすため、水蒸
気を加えるとともに触媒を作用させて改質反応、すなわ
ち、 CH4＋H2O→3H2＋CO−Ｑ（吸熱） として、H2とCOにして無害化（改質）する必要がある
が、この内部集電子管22内のNiやCo等の金属繊維フェル
トが改質反応の触媒にもなるため、従来の固体電解質型
燃料電池モジュールの場合のように改質装置を別途設け
る必要がなくなる。
発明の効果 以上説明したようにこの発明は、同心円筒状に設けら
れた内部集電子管と外部集電子管との間に、複数の燃料
電池単体を配設した固体電解質型燃料電池モジュールに
おいて、前記外部集電子管の先端側を閉塞するととも
に、内部集電子管の基端側からその内部に燃料ガスまた
は酸素を供給する構造としたので、固体電解質型燃料電
池モジュール内の空間の有効利用が図れるとともに、こ
の内部集電子管を経由して供給される燃料ガスまたは酸
素の利用効率を大幅に向上することができる。
れた内部集電子管と外部集電子管との間に、複数の燃料
電池単体を配設した固体電解質型燃料電池モジュールに
おいて、前記外部集電子管の先端側を閉塞するととも
に、内部集電子管の基端側からその内部に燃料ガスまた
は酸素を供給する構造としたので、固体電解質型燃料電
池モジュール内の空間の有効利用が図れるとともに、こ
の内部集電子管を経由して供給される燃料ガスまたは酸
素の利用効率を大幅に向上することができる。
また、内部集電子管と外部集電子管との少なくとも一
方をヒートパイプとすれば、各燃料電池単体間の均熱化
が効率的に行われ、各燃料電池単体24を高温に保持し
て、それぞれの固体電解質25のイオン導電性を高レベル
に維持させて固体電解質型燃料電池モジュールの発電能
力を向上できるとともに、内部集電子管自体が高温とな
ることによって、供給する燃料ガスまたは空気を予熱し
て反応を促進させることができる。
方をヒートパイプとすれば、各燃料電池単体間の均熱化
が効率的に行われ、各燃料電池単体24を高温に保持し
て、それぞれの固体電解質25のイオン導電性を高レベル
に維持させて固体電解質型燃料電池モジュールの発電能
力を向上できるとともに、内部集電子管自体が高温とな
ることによって、供給する燃料ガスまたは空気を予熱し
て反応を促進させることができる。
さらに、内部集電子管内に、NiあるいはCoの金属繊維
フェルトまたは、これらNiとCoの合金の金属繊維フェル
トを通気可能に充填すれば、これらの金属繊維フェルト
の触媒作用によって、炭化水素と水蒸気を燃料ガスとし
た場合に改質作用が得られ、従来の固体電解質型燃料電
池モジュールのように、改質装置を別途設ける必要がな
い等の効果を有する。
フェルトまたは、これらNiとCoの合金の金属繊維フェル
トを通気可能に充填すれば、これらの金属繊維フェルト
の触媒作用によって、炭化水素と水蒸気を燃料ガスとし
た場合に改質作用が得られ、従来の固体電解質型燃料電
池モジュールのように、改質装置を別途設ける必要がな
い等の効果を有する。
第１図および第２図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図は固体電解質型燃料電池モジュールの断面正
面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図および
第４図は従来例を示すもので、第３図は従来の固体電解
質型燃料電池モジュールの断面正面図、第４図は固体電
解質型燃料電池モジュールを構成している燃料電池単体
の斜視図である。 21……固体電解質型燃料電池モジュール、22……ヒート
パイプ構造を備えた内部集電子管、23……外部集電子
管、24……燃料電池単体、25……固体電解質、26……酸
素電極、27……燃料電極、28……インターコネクタ、2
9,30……ニッケルフェルト。
で、第１図は固体電解質型燃料電池モジュールの断面正
面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図および
第４図は従来例を示すもので、第３図は従来の固体電解
質型燃料電池モジュールの断面正面図、第４図は固体電
解質型燃料電池モジュールを構成している燃料電池単体
の斜視図である。 21……固体電解質型燃料電池モジュール、22……ヒート
パイプ構造を備えた内部集電子管、23……外部集電子
管、24……燃料電池単体、25……固体電解質、26……酸
素電極、27……燃料電極、28……インターコネクタ、2
9,30……ニッケルフェルト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 正一 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 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 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１−173577（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−288161（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 8/00 - 8/02 H01M 8/04 H01M 8/08 - 8/24
Claims (3)
- 【請求項１】空間を存して同心円筒状に設けられた内部
集電子管と外部集電子管との間に、管状の固体電解質の
内側に酸素電極または燃料電極を、外側に燃料電極また
は酸素電極を設けた燃料電池単体を複数個配設した固体
電解質型燃料電池モジュールにおいて、前記外部集電子
管の先端側を閉塞するとともに、内部集電子管の基端側
からその内部を経由して外部集電子管内の先端側に燃料
ガスまたは酸素を供給する構造としたことを特徴とする
固体電解質型燃料電池モジュール。 - 【請求項２】前記内部集電子管の内側に、NiあるいはCo
の金属繊維フェルトまたは、これらNiとCoの合金の金属
繊維フェルトを、通気可能に充填したことを特徴とする
請求項１記載の固体電解質型燃料電池モジュール。 - 【請求項３】前記内部集電子管と外部集電子管とのうち
の少くとも一方がヒートパイプであることを特徴とする
請求項１または２記載の固体電解質型燃料電池モジュー
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128142A JP2816473B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 固体電解質型燃料電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128142A JP2816473B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 固体電解質型燃料電池モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306546A JPH02306546A (ja) | 1990-12-19 |
| JP2816473B2 true JP2816473B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14977437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1128142A Expired - Fee Related JP2816473B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 固体電解質型燃料電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2816473B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5733675A (en) * | 1995-08-23 | 1998-03-31 | Westinghouse Electric Corporation | Electrochemical fuel cell generator having an internal and leak tight hydrocarbon fuel reformer |
| JP5270385B2 (ja) * | 2009-01-19 | 2013-08-21 | 日本特殊陶業株式会社 | 固体電解質形燃料電池 |
| KR101367068B1 (ko) * | 2011-12-28 | 2014-02-25 | 삼성전기주식회사 | 바이메탈 집전 부재 및 이를 구비한 연료전지장치 |
| JP6973759B1 (ja) * | 2020-08-03 | 2021-12-01 | 株式会社堤水素研究所 | チューブタイプｓｏｆｃ |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP1128142A patent/JP2816473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02306546A (ja) | 1990-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2002219941B2 (en) | Multipurpose reversible electrochemical system | |
| US5492777A (en) | Electrochemical energy conversion and storage system | |
| AU2002219941A1 (en) | Multipurpose reversible electrochemical system | |
| JP4956946B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP3317535B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP4537292B2 (ja) | 円筒形燃料電池 | |
| JP4682511B2 (ja) | 固体酸化物型燃料電池 | |
| JP4897273B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JPH0359955A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JP2816476B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| JP2816473B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| JP5176294B2 (ja) | 燃料電池 | |
| KR20110044657A (ko) | 평관 지지체형 고체산화물 연료전지 | |
| JPH02192665A (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| JP3706959B2 (ja) | 導電性チューブを挿入した円筒形固体電解質型燃料電池セルの構造、このセルを複数本束ねたバンドルの構造並びにこのバンドルを用いた発電モジュールの構造 | |
| JPH1021942A (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| JPS6247968A (ja) | 内部改質を行う溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| CN112166516B (zh) | 燃料电池系统 | |
| CN101212056A (zh) | 一种质子交换膜燃料电池用气体流场 | |
| JPH0456072A (ja) | 平板型固体電解質燃料電池 | |
| JP2816474B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| JPH0215564A (ja) | 固体電解質型燃料電池の電極部材および固体電解質型燃料電池 | |
| JPH0355763A (ja) | 気体燃料電池およびこの気体燃料電池に使用する電極 | |
| JPH10106611A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JPH06203869A (ja) | 固体電解質型燃料電池式発電炉 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |