JP3067950B2 - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- JP3067950B2 JP3067950B2 JP6140605A JP14060594A JP3067950B2 JP 3067950 B2 JP3067950 B2 JP 3067950B2 JP 6140605 A JP6140605 A JP 6140605A JP 14060594 A JP14060594 A JP 14060594A JP 3067950 B2 JP3067950 B2 JP 3067950B2
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- separator
- current collector
- fuel cell
- gas
- sealing material
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-
- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質型燃料電池
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質型燃料電池は、平板型の場合
通常、図３，図４に示す単電池１を積層させて構成して
いる。
通常、図３，図４に示す単電池１を積層させて構成して
いる。
【０００３】この単電池１は、発電部を形成する発電用
セル２を、金属部材の集電板（もしくはセパレータ）３
に挟んで構成される。上記発電用セル２は、電解質のセ
ラミック薄膜（固体電解質層）４の裏表面に負極５、正
極６を有しており、通常1000℃の高温下で、集電板（も
しくはセパレータ）３の溝７を通して負極５上に水素系
の燃料ガスＡを流し、正極６上に酸素系の空気ガスＢを
流すことにより電力を得ている。したがって、これらガ
スＡ，Ｂに混入、または漏れを生じた場合、得られる電
力は極めて低いものとなるため、ガスシール方法は極め
て重要となっている。
セル２を、金属部材の集電板（もしくはセパレータ）３
に挟んで構成される。上記発電用セル２は、電解質のセ
ラミック薄膜（固体電解質層）４の裏表面に負極５、正
極６を有しており、通常1000℃の高温下で、集電板（も
しくはセパレータ）３の溝７を通して負極５上に水素系
の燃料ガスＡを流し、正極６上に酸素系の空気ガスＢを
流すことにより電力を得ている。したがって、これらガ
スＡ，Ｂに混入、または漏れを生じた場合、得られる電
力は極めて低いものとなるため、ガスシール方法は極め
て重要となっている。
【０００４】このガスシールは、上下の集電板（もしく
はセパレータ）３とセラミック薄膜（固体電解質層）４
間の端部に、ガラス質のシール材８を挟み、高温で溶融
させ、上下に圧力を加えて行われている。
はセパレータ）３とセラミック薄膜（固体電解質層）４
間の端部に、ガラス質のシール材８を挟み、高温で溶融
させ、上下に圧力を加えて行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の固体電
解質型燃料電池（単電池１）の構造では、発電用セル２
本体のセラミック薄膜４は、通常厚みが１ｍｍ以下であ
るため、ガスシールの工程において、圧力が加えられる
ことによりしばしばこのセラミック薄膜４が破損すると
いう問題があった。
解質型燃料電池（単電池１）の構造では、発電用セル２
本体のセラミック薄膜４は、通常厚みが１ｍｍ以下であ
るため、ガスシールの工程において、圧力が加えられる
ことによりしばしばこのセラミック薄膜４が破損すると
いう問題があった。
【０００６】本発明は上記問題を解決するものであり、
ガスシールの工程における発電用セルの破損を防止でき
る固体電解質型燃料電池を提供することを目的とするも
のである。
ガスシールの工程における発電用セルの破損を防止でき
る固体電解質型燃料電池を提供することを目的とするも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の固体電解質型燃料電池は、一対の集電板あ
るいはセパレータ間に、固体電解質層の裏表面に負極と
正極を有する発電用セルを挟み、ガスシールを施して形
成される平板型の固体電解質型燃料電池であって、前記
一対の集電板あるいはセパレータを、外端部に凹部を設
けた集電板あるいはセパレータ（３’）と、外端部に凸
部を設け、この凸部の内方の側面に固体電解質層の外端
部が位置する集電板あるいはセパレータ（３”）とから
形成し、 外端部の前記集電板あるいはセパレータ
（３’）の凹部と集電板あるいはセパレータ（３”）の
凸部間にガラス質の第１シール材（１３）を挟み、その
内方の固体電解質層の外端部の下方と集電板あるいはセ
パレータ（３”）間にガラス質の第２シール材（１４）
を挟み、高温で溶融させ、圧力を加えることにより、ガ
スシールを施したことを特徴とするものである。
め、本発明の固体電解質型燃料電池は、一対の集電板あ
るいはセパレータ間に、固体電解質層の裏表面に負極と
正極を有する発電用セルを挟み、ガスシールを施して形
成される平板型の固体電解質型燃料電池であって、前記
一対の集電板あるいはセパレータを、外端部に凹部を設
けた集電板あるいはセパレータ（３’）と、外端部に凸
部を設け、この凸部の内方の側面に固体電解質層の外端
部が位置する集電板あるいはセパレータ（３”）とから
形成し、 外端部の前記集電板あるいはセパレータ
（３’）の凹部と集電板あるいはセパレータ（３”）の
凸部間にガラス質の第１シール材（１３）を挟み、その
内方の固体電解質層の外端部の下方と集電板あるいはセ
パレータ（３”）間にガラス質の第２シール材（１４）
を挟み、高温で溶融させ、圧力を加えることにより、ガ
スシールを施したことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】上記構成により、第１シール材でガスの外気へ
の漏れが防止され、第２シール材でガスの混入が防止さ
れる。また第１シール材によりガスシールの工程におい
て集電板、あるいはセパレータへ加えられる圧力は吸収
され、発電用セルにこの加圧による破損は生じない。ま
た、第１シール材のシール位置と第２シール材のシール
位置が異なることにより、各位置において最適なシール
材を選択することが可能となる。
の漏れが防止され、第２シール材でガスの混入が防止さ
れる。また第１シール材によりガスシールの工程におい
て集電板、あるいはセパレータへ加えられる圧力は吸収
され、発電用セルにこの加圧による破損は生じない。ま
た、第１シール材のシール位置と第２シール材のシール
位置が異なることにより、各位置において最適なシール
材を選択することが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、従来例の図３，図４の構成と同一の構成
には同一の符号を付して説明を省略する。
明する。なお、従来例の図３，図４の構成と同一の構成
には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１０】図１は本発明の一実施例における固体電解
質型燃料電池の単電池１’の断面図である。３’は外端
部に凹部11を設けた集電板（もしくはセパレータ）であ
り、３”は逆に外端部に凸部12を設けた集電板（もしく
はセパレータ）であり、この集電板３”の凸部12の内方
の側面にセラミック薄膜４の外端部が位置している。
質型燃料電池の単電池１’の断面図である。３’は外端
部に凹部11を設けた集電板（もしくはセパレータ）であ
り、３”は逆に外端部に凸部12を設けた集電板（もしく
はセパレータ）であり、この集電板３”の凸部12の内方
の側面にセラミック薄膜４の外端部が位置している。
【００１１】またガスシールを、外端部の集電板３’の
凹部11と集電板３”の凸部12間にガラス質の第１のシー
ル材13を挟み、その内方のセラミック薄膜４の外端部の
下方と集電板３”間にガラス質の第２のシール材14を挟
み、高温で溶融させ、上部から圧力Ｐを加えて行ってい
る。
凹部11と集電板３”の凸部12間にガラス質の第１のシー
ル材13を挟み、その内方のセラミック薄膜４の外端部の
下方と集電板３”間にガラス質の第２のシール材14を挟
み、高温で溶融させ、上部から圧力Ｐを加えて行ってい
る。
【００１２】上記構成により、外端部の上下一対の集電
板３’，３”間の第１ガスシール位置の第１のシール材
13によって、ガスＡ，Ｂの外気への漏れを防止し、また
第１ガスシール位置の内方の、発電用セル２と一方の集
電板３”間の第２ガスシール位置の第２シール材14によ
り、ガスＡ，Ｂの混入を防止している。
板３’，３”間の第１ガスシール位置の第１のシール材
13によって、ガスＡ，Ｂの外気への漏れを防止し、また
第１ガスシール位置の内方の、発電用セル２と一方の集
電板３”間の第２ガスシール位置の第２シール材14によ
り、ガスＡ，Ｂの混入を防止している。
【００１３】上記のように形成された固体電解質型燃料
電池のリークテスト装置を図２により説明する。図２に
おいて、21は電気炉であり、単電池１’を1000℃で加熱
する。また窒素（Ｎ2 ）ガスボンベ22よりＮ2 ガスを、
第１流量計23でその流量を測定しながら電気炉21のＩＮ
側（流入側）より単電池１’内に流し、単電池１’を通
ってＯＵＴ側（流出側）へ流出するＮ2 ガスの流量を第
２流量計24により測定している。また、流量計23，24に
より測定されたガス流量信号は、シール判定器25へ入力
されている。
電池のリークテスト装置を図２により説明する。図２に
おいて、21は電気炉であり、単電池１’を1000℃で加熱
する。また窒素（Ｎ2 ）ガスボンベ22よりＮ2 ガスを、
第１流量計23でその流量を測定しながら電気炉21のＩＮ
側（流入側）より単電池１’内に流し、単電池１’を通
ってＯＵＴ側（流出側）へ流出するＮ2 ガスの流量を第
２流量計24により測定している。また、流量計23，24に
より測定されたガス流量信号は、シール判定器25へ入力
されている。
【００１４】このシール判定器25は、Ｎ2 ガスは発電セ
ル２に影響を与えないので、流量計23，24により測定さ
れたＩＮ側（流入側）とＯＵＴ側（流出側）のガス流量
が同じであれば、シール性が保たれていると判断する。
ル２に影響を与えないので、流量計23，24により測定さ
れたＩＮ側（流入側）とＯＵＴ側（流出側）のガス流量
が同じであれば、シール性が保たれていると判断する。
【００１５】本実施例の単電池１’の上記リークテスト
装置による100 時間連続リークテストの結果、シール性
の低下は認めらず、極めて優れたシール性を得ることが
できたことが確認された。
装置による100 時間連続リークテストの結果、シール性
の低下は認めらず、極めて優れたシール性を得ることが
できたことが確認された。
【００１６】このように、良好なシール性を得ることが
できることにより、ガスＡ，Ｂの外気への漏れ、および
ガスＡ，Ｂの混入を防止でき、発電特性を改善でき、良
質な固体電解質型燃料電池を提供することができる。さ
らに、ガスシール工程において集電板３’の上部より加
えられる圧力Ｐは、第１のシール材13（第１ガスシール
位置）により吸収され、よって加圧による発電用セル２
の破損を防止することができる。
できることにより、ガスＡ，Ｂの外気への漏れ、および
ガスＡ，Ｂの混入を防止でき、発電特性を改善でき、良
質な固体電解質型燃料電池を提供することができる。さ
らに、ガスシール工程において集電板３’の上部より加
えられる圧力Ｐは、第１のシール材13（第１ガスシール
位置）により吸収され、よって加圧による発電用セル２
の破損を防止することができる。
【００１７】また、シール位置が異なることにより、第
１シール材13と第２シール材14に最適な材料を選択する
ことが可能となる。
１シール材13と第２シール材14に最適な材料を選択する
ことが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように固体電解質型燃料電池によ
れば、第１シール材でガスの外気への漏れを防止でき、
第２シール材でガスの混入を防止できるとともに、第１
シール材によりガスシール工程において集電板、あるい
はセパレータに加えられる圧力は吸収され、直接発電用
セルに力が加えられないことにより、発電用セルの加圧
による破損を防止することができる。また第１シール材
のシール位置と第２シール材のシール位置が異なること
により、各位置において最適なシール材を選択すること
が可能となり、良質な固体電解質型燃料電池を提供する
ことができる。
れば、第１シール材でガスの外気への漏れを防止でき、
第２シール材でガスの混入を防止できるとともに、第１
シール材によりガスシール工程において集電板、あるい
はセパレータに加えられる圧力は吸収され、直接発電用
セルに力が加えられないことにより、発電用セルの加圧
による破損を防止することができる。また第１シール材
のシール位置と第２シール材のシール位置が異なること
により、各位置において最適なシール材を選択すること
が可能となり、良質な固体電解質型燃料電池を提供する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例における固体電解質型燃料電
池の一部断面図である。
池の一部断面図である。
【図２】同固体電解質型燃料電池のリークテスト装置の
構成図である。
構成図である。
【図３】固体電解質型燃料電池の部品分解図である。
【図４】従来の固体電解質型燃料電池の一部断面図であ
る。
る。
１’ 単電池 ２ 発電用セル ３’，３” 集電板（もしくはセパレータ） ４ セラミック薄膜 ５ 負極 ６ 正極 ７ 溝 11 凹部 12 凸部 13，14 シール材 21 電気炉 22 Ｎ2 ガスボンベ 23，24 流量計 25 判定器 Ａ 燃料ガス Ｂ 空気ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辰己 浩史 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−254423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−211570（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−67466（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/00 - 8/24
Claims (1)
- 【請求項１】 一対の集電板あるいはセパレータ間に、
固体電解質層の裏表面に負極と正極を有する発電用セル
を挟み、ガスシールを施して形成される平板型の固体電
解質型燃料電池であって、前記一対の集電板あるいはセパレータを、 外端部に凹部を設けた集電板あるいはセパレータ
（３’）と、 外端部に凸部を設け、この凸部の内方の側面に固体電解
質層の外端部が位置する集電板あるいはセパレータ
（３”）とから形成し、 外端部の前記集電板あるいはセパレータ（３’）の凹部
と集電板あるいはセパレータ（３”）の凸部間にガラス
質の第１シール材（１３）を挟み、その内方の固体電解
質層の外端部の下方と集電板あるいはセパレータ
（３”）間にガラス質の第２シール材（１４）を挟み、
高温で溶融させ、圧力を加えることにより、ガスシール
を施したこと を特徴とする固体電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6140605A JP3067950B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6140605A JP3067950B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH087902A JPH087902A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3067950B2 true JP3067950B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=15272602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6140605A Expired - Fee Related JP3067950B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067950B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10039024B4 (de) * | 2000-08-10 | 2007-07-12 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Brennstoffzellenstapel mit internen Gasanschlüssen |
| JP4000790B2 (ja) | 2001-06-08 | 2007-10-31 | トヨタ自動車株式会社 | シール構造を有する燃料電池 |
| JP4812990B2 (ja) * | 2001-09-19 | 2011-11-09 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| JP4989028B2 (ja) | 2005-01-14 | 2012-08-01 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| US20060188649A1 (en) * | 2005-02-22 | 2006-08-24 | General Electric Company | Methods of sealing solid oxide fuel cells |
| JP6452516B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2019-01-16 | 東邦瓦斯株式会社 | 固体酸化物形燃料電池用セパレータおよび固体酸化物形燃料電池 |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP6140605A patent/JP3067950B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH087902A (ja) | 1996-01-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |