JP2943149B2 - 溶融炭酸塩型燃料電池積層体 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池積層体Info
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- JP2943149B2 JP2943149B2 JP1042097A JP4209789A JP2943149B2 JP 2943149 B2 JP2943149 B2 JP 2943149B2 JP 1042097 A JP1042097 A JP 1042097A JP 4209789 A JP4209789 A JP 4209789A JP 2943149 B2 JP2943149 B2 JP 2943149B2
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- fuel cell
- molten carbonate
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- 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
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- 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、燃料電池、特にその出力電圧を長期間安
定に維持できる溶融炭酸塩型燃料電池積層体に関するも
のである 〔従来の技術〕 燃料電池として、溶融炭酸塩型燃料電池を例にとり、
以下説明する。
定に維持できる溶融炭酸塩型燃料電池積層体に関するも
のである 〔従来の技術〕 燃料電池として、溶融炭酸塩型燃料電池を例にとり、
以下説明する。
第４図は、例えば刊行物『三菱電機技報（Vol.58,No.
9,1984）』などに記載されている燃料電池単電池を積層
した従来の積層体を一部切断した斜視図である。図にお
いて、（11），（12）は積層体端部に位置する負極端板
及び正極端板、（13）は電気化学反応を起こす単電池
（14）と導電性を有しガス不透過な分離板（15）とを交
互に積層した積層体である。ここで、単電池（14）は、
隔置された一対の電極部と、この電極部間に挾まれた電
解質層とから成つている。（16a），（16b）は積層体各
層の両電極部に反応ガス流体を供給する供給部（マニホ
ールド）である。（17）は負極端板（11）に設けられた
負極電流端子、（18）は正極端板（12）に設けられた正
極電流端子である。
9,1984）』などに記載されている燃料電池単電池を積層
した従来の積層体を一部切断した斜視図である。図にお
いて、（11），（12）は積層体端部に位置する負極端板
及び正極端板、（13）は電気化学反応を起こす単電池
（14）と導電性を有しガス不透過な分離板（15）とを交
互に積層した積層体である。ここで、単電池（14）は、
隔置された一対の電極部と、この電極部間に挾まれた電
解質層とから成つている。（16a），（16b）は積層体各
層の両電極部に反応ガス流体を供給する供給部（マニホ
ールド）である。（17）は負極端板（11）に設けられた
負極電流端子、（18）は正極端板（12）に設けられた正
極電流端子である。
次に、動作について説明する。燃料電池積層体（13）
にマニホールド（16a），（16b）より反応ガス流体を供
給すると各々の単電池で電気化学反応を起こし、負極端
板（11）と正極端板（12）の間に電圧を発生する。ここ
で、負極電流端子（17）と正極電流端子（18）に適当な
負荷を接続すると、電気化学反応時に生成される電子、
すなわち電気エネルギーを取り出すことができる。
にマニホールド（16a），（16b）より反応ガス流体を供
給すると各々の単電池で電気化学反応を起こし、負極端
板（11）と正極端板（12）の間に電圧を発生する。ここ
で、負極電流端子（17）と正極電流端子（18）に適当な
負荷を接続すると、電気化学反応時に生成される電子、
すなわち電気エネルギーを取り出すことができる。
このとき、電解質層内の炭酸塩中にプラスに帯電した
アルカリ金属イオンは、電位勾配によつてマニホールド
内を正極側から負極側へ移動する。
アルカリ金属イオンは、電位勾配によつてマニホールド
内を正極側から負極側へ移動する。
このような現象は、例えば刊行物『Fuel Cell Sminar P
rogram Abstracts（P.211,October,1986）』にも記載さ
れている。この電解質のイオン移動により、負極端部の
単電池へは電解質が多く蓄積し、第３図にその特性例を
示すように、出力電圧が運転時間とともに著しく低下す
ることが確認されている。一方、正極端部の単電池も、
電解質が不足するため出力電圧が低下することが確認さ
れている。
rogram Abstracts（P.211,October,1986）』にも記載さ
れている。この電解質のイオン移動により、負極端部の
単電池へは電解質が多く蓄積し、第３図にその特性例を
示すように、出力電圧が運転時間とともに著しく低下す
ることが確認されている。一方、正極端部の単電池も、
電解質が不足するため出力電圧が低下することが確認さ
れている。
従来の燃料電池積層体は以上のように構成されている
ので、積層体端部の単電池では、電解質が過剰になつた
り不足したりするため出力電圧を長期間安定に維持でき
なくなるという問題点があつた。
ので、積層体端部の単電池では、電解質が過剰になつた
り不足したりするため出力電圧を長期間安定に維持でき
なくなるという問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、電解質が移動しても、出力電圧を長期間安
定に維持することができる溶融炭酸塩型燃料電池積層体
を得ることを目的とする。
れたもので、電解質が移動しても、出力電圧を長期間安
定に維持することができる溶融炭酸塩型燃料電池積層体
を得ることを目的とする。
この発明に係る溶融炭酸塩型燃料電池積層体は、隔置
された一対の電極部と、この電極部に挾まれた電解質層
とからなり、各々の電極部に反応ガスが供給されて電気
化学反応を起こす単電池と、導電性を有しガス不透過な
ガス分離部とが交互に積層された積層体と、この積層体
各層の各々の電極部に上記反応ガスを供給する二組のガ
ス供給部と、上記積層体の少なくともいずれか一方の端
部で、該端部に近い少なくとも一層分の単電池よりも内
側に位置するガス分離部に設けられ、上記電気化学反応
時に生成される電子を授受する電流端子部とを備えたも
のである。
された一対の電極部と、この電極部に挾まれた電解質層
とからなり、各々の電極部に反応ガスが供給されて電気
化学反応を起こす単電池と、導電性を有しガス不透過な
ガス分離部とが交互に積層された積層体と、この積層体
各層の各々の電極部に上記反応ガスを供給する二組のガ
ス供給部と、上記積層体の少なくともいずれか一方の端
部で、該端部に近い少なくとも一層分の単電池よりも内
側に位置するガス分離部に設けられ、上記電気化学反応
時に生成される電子を授受する電流端子部とを備えたも
のである。
この発明においては、電流端子部よりも端部側の単電
池は、電子を授受しなく単に移動する電解質の収納層と
して機能する。
池は、電子を授受しなく単に移動する電解質の収納層と
して機能する。
第１図は、この発明の一実施例を示す溶融炭酸塩型燃
料電池積層体の模式図であり、図において、（11）〜
（18）は従来と同様のものである。（21）は負極端部の
単電池、（22）は負極端部の単電池（21）と端部より２
番目の単電池（23）との間のガス分離部、（24）はこの
分離部（22）に設けられた電流端子部、（30）は外部負
荷である。
料電池積層体の模式図であり、図において、（11）〜
（18）は従来と同様のものである。（21）は負極端部の
単電池、（22）は負極端部の単電池（21）と端部より２
番目の単電池（23）との間のガス分離部、（24）はこの
分離部（22）に設けられた電流端子部、（30）は外部負
荷である。
次に、動作について説明する。
燃料電池積層体において、正極端部から負極端部へ電
解質が移動するが、負極端部の単電池（21）にも反応ガ
ス流体が供給されているので、開放電圧が発生する。従
つて、移動してきた電解質層は負極端部から２番目の単
電池（23）に停滞することなく、負極端部の単電池（2
1）にまで移動する。この負極端部の単電池（21）は、
電子を取り出さないため、電解質で満たされてしまつて
も、燃料電池積層体の特性には影響を及ぼさなくなる。
負極端部より２番目の単電池（23）より電子を取り出し
た場合、その単電池の出力電圧は、第３図の特性例を示
すようにほとんど低下しなくなることが確認できてい
る。
解質が移動するが、負極端部の単電池（21）にも反応ガ
ス流体が供給されているので、開放電圧が発生する。従
つて、移動してきた電解質層は負極端部から２番目の単
電池（23）に停滞することなく、負極端部の単電池（2
1）にまで移動する。この負極端部の単電池（21）は、
電子を取り出さないため、電解質で満たされてしまつて
も、燃料電池積層体の特性には影響を及ぼさなくなる。
負極端部より２番目の単電池（23）より電子を取り出し
た場合、その単電池の出力電圧は、第３図の特性例を示
すようにほとんど低下しなくなることが確認できてい
る。
なお上記実施例では、電子を取り出さなく電解質を蓄
積するだけのいわゆるダミーの単電池（21）を負極端部
に備える構成のものを示したが、第２図に示すように、
正極端部にもダミー単電池（25）を備えてもよい。正極
端部の単電池では、電解質が不足気味になり出力電圧が
低下するが、ダミーの単電池（25）を備えることにより
積層体の特性には影響を及ぼさなくなる。このように、
積層体の両端に、電解質の供給と吸収の作用を行うダミ
ーの単電池を設ければ、さらに出力電圧を長期間安定に
維持させることができる。
積するだけのいわゆるダミーの単電池（21）を負極端部
に備える構成のものを示したが、第２図に示すように、
正極端部にもダミー単電池（25）を備えてもよい。正極
端部の単電池では、電解質が不足気味になり出力電圧が
低下するが、ダミーの単電池（25）を備えることにより
積層体の特性には影響を及ぼさなくなる。このように、
積層体の両端に、電解質の供給と吸収の作用を行うダミ
ーの単電池を設ければ、さらに出力電圧を長期間安定に
維持させることができる。
尚、ダミーの単電池の構成は、上記実施例に限られ
ず、積層体の少なくともいずれか一方の端部で、該端部
に近い少なくとも一層分の単電池を残している構成であ
ればよい。
ず、積層体の少なくともいずれか一方の端部で、該端部
に近い少なくとも一層分の単電池を残している構成であ
ればよい。
この発明は以上説明したとおり、隔置された一対の電
極部と、この電極部間に挾まれた電解質層とからなり、
各々の電極部に反応ガスが供給されて電気化学反応を起
こす単電池と、導電性を有しガス不透過なガス分離部と
が交互に積層された積層体と、この積層体各層の各々の
電極部に上記反応ガスを供給する二組のガス供給部と、
上記積層体の少なくともいずれか一方の端部で、該端部
に近い少なくとも一層分の単電池よりも内側に位置する
ガス分離部に設けられ、上記電気化学反応時に生成され
る電子を授受する電流端子部とを備えたので、電解質が
移動しても、出力電圧を長期間安定に維持することがで
きる効果がある。
極部と、この電極部間に挾まれた電解質層とからなり、
各々の電極部に反応ガスが供給されて電気化学反応を起
こす単電池と、導電性を有しガス不透過なガス分離部と
が交互に積層された積層体と、この積層体各層の各々の
電極部に上記反応ガスを供給する二組のガス供給部と、
上記積層体の少なくともいずれか一方の端部で、該端部
に近い少なくとも一層分の単電池よりも内側に位置する
ガス分離部に設けられ、上記電気化学反応時に生成され
る電子を授受する電流端子部とを備えたので、電解質が
移動しても、出力電圧を長期間安定に維持することがで
きる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す溶融炭酸塩型燃料電
池積層体の模式的断面図、第２図はこの発明の他の実施
例を示す溶融炭酸塩型燃料電池積層体の模式的断面図、
第３図は溶融炭酸塩型燃料電池積層体の負極端部単電池
及び負極端部から２番目の単電池の出力電圧特性例を示
す説明図、第４図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池積層体
を示す斜視図である。 図において、（11），（12）は積層体端部、（21），
（23）は単電池、（22）はガス分離部、（24）は電流端
子部である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
池積層体の模式的断面図、第２図はこの発明の他の実施
例を示す溶融炭酸塩型燃料電池積層体の模式的断面図、
第３図は溶融炭酸塩型燃料電池積層体の負極端部単電池
及び負極端部から２番目の単電池の出力電圧特性例を示
す説明図、第４図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池積層体
を示す斜視図である。 図において、（11），（12）は積層体端部、（21），
（23）は単電池、（22）はガス分離部、（24）は電流端
子部である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】隔置された一対の電極部と、この電極部間
に挟まれた電解質層とからなり、各々の電極部に反応ガ
スが供給されて電気化学反応を起こす単電池、この単電
池と、導電性を有しガス不透過なガス分離部とが交互に
積層された積層体、この積層体各層の各々の電極部に上
記反応ガスを供給する二組のガス供給部、及び上記積層
体の少なくともいずれか一方の端部で、該端部に近い少
なくとも一層分の単電池よりも内側に位置するガス分離
部に設けられ、上記電気化学反応時に生成される電子を
授受する電流端子部を備えたことを特徴とする溶融炭酸
塩型燃料電池積層体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042097A JP2943149B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 溶融炭酸塩型燃料電池積層体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042097A JP2943149B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 溶融炭酸塩型燃料電池積層体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02220364A JPH02220364A (ja) | 1990-09-03 |
| JP2943149B2 true JP2943149B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=12626493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1042097A Expired - Fee Related JP2943149B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 溶融炭酸塩型燃料電池積層体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943149B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4639583B2 (ja) | 2003-03-06 | 2011-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| JP4956882B2 (ja) | 2003-07-22 | 2012-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| JP4956890B2 (ja) * | 2003-11-25 | 2012-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| JP4727972B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2011-07-20 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
| JP4973500B2 (ja) * | 2005-11-16 | 2012-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
-
1989
- 1989-02-22 JP JP1042097A patent/JP2943149B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02220364A (ja) | 1990-09-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |