JP3277512B2 - 燃料電池を組み込んだ発電装置 - Google Patents
燃料電池を組み込んだ発電装置Info
- Publication number
- JP3277512B2 JP3277512B2 JP02052991A JP2052991A JP3277512B2 JP 3277512 B2 JP3277512 B2 JP 3277512B2 JP 02052991 A JP02052991 A JP 02052991A JP 2052991 A JP2052991 A JP 2052991A JP 3277512 B2 JP3277512 B2 JP 3277512B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- current collector
- power generation
- battery element
- housing
- 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
-
- 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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料の持つ化学的エネル
ギを直接電気エネルギに変換する燃料電池を組み込んだ
発電装置に関する。
ギを直接電気エネルギに変換する燃料電池を組み込んだ
発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池を組み込んだ発電装置として特
開昭５７−１１３５６１号に開示されるものが知られて
いる。この発電装置はハウジング内に隔壁にて発電室を
画成し、この発電室に収める燃料電池を複数の電池素子
から構成し、各電池素子は筒状の多孔質支持体の表面に
第１の電極層、固体電解質層及び第２の電極層を重ねて
形成し、互いに隣接する燃料電池の電極同士を並列また
は直列に接続し、最終的には一側の集電板に接続するよ
うにしている。
開昭５７−１１３５６１号に開示されるものが知られて
いる。この発電装置はハウジング内に隔壁にて発電室を
画成し、この発電室に収める燃料電池を複数の電池素子
から構成し、各電池素子は筒状の多孔質支持体の表面に
第１の電極層、固体電解質層及び第２の電極層を重ねて
形成し、互いに隣接する燃料電池の電極同士を並列また
は直列に接続し、最終的には一側の集電板に接続するよ
うにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の発電装
置にあっては、燃料電池を構成する複数の電池素子の一
部のものが外部に剥き出しのため、ハウジング内に組み
込んだりハウジング内から引き出す際に電池素子が傷つ
きやすい。また集電板が完全にハウジング内に収ってし
まっているので、発生した電気を取り出しにくい。
置にあっては、燃料電池を構成する複数の電池素子の一
部のものが外部に剥き出しのため、ハウジング内に組み
込んだりハウジング内から引き出す際に電池素子が傷つ
きやすい。また集電板が完全にハウジング内に収ってし
まっているので、発生した電気を取り出しにくい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、ハウジング内に隔壁によって発電室を画成し、
この発電室内に燃料電池を配置してなる発電装置におい
て、前記燃料電池は複数の電池素子から構成されるとと
もに対向する一対の集電板に間に設けられ、一方の集電
板には電池素子の長さ方向に沿って露出する第１の電極
層が接続され、他方の集電板には電池素子の最外側層と
なる第２の電極層が接続され、これら電極層が接続され
る集電板の横方向寸法は前記燃料電池の横方向寸法より
も大きく設定し、また集電板の電池素子の長さ方向に沿
った寸法は前記電池素子の長さ方向に沿って露出する第
１の電極層の長さよりも大きく設定し、更に一対の集電
板の側端部を前記ハウジングから露出せしめた。
発明は、ハウジング内に隔壁によって発電室を画成し、
この発電室内に燃料電池を配置してなる発電装置におい
て、前記燃料電池は複数の電池素子から構成されるとと
もに対向する一対の集電板に間に設けられ、一方の集電
板には電池素子の長さ方向に沿って露出する第１の電極
層が接続され、他方の集電板には電池素子の最外側層と
なる第２の電極層が接続され、これら電極層が接続され
る集電板の横方向寸法は前記燃料電池の横方向寸法より
も大きく設定し、また集電板の電池素子の長さ方向に沿
った寸法は前記電池素子の長さ方向に沿って露出する第
１の電極層の長さよりも大きく設定し、更に一対の集電
板の側端部を前記ハウジングから露出せしめた。
【０００５】
【作用】セラミックコンパウンドを押出し成形した後に
焼成することで多孔質支持体を製作し、この多孔質支持
体の表面に第１の電極層、固体電解質層及び第２の電極
層を順次形成して燃料電池とし、この燃料電池を構成す
る電池素子の第１の電極層及び第２の電極層と燃料電池
の周囲に配置した集電板とを導電性接続材を介して接続
する。
焼成することで多孔質支持体を製作し、この多孔質支持
体の表面に第１の電極層、固体電解質層及び第２の電極
層を順次形成して燃料電池とし、この燃料電池を構成す
る電池素子の第１の電極層及び第２の電極層と燃料電池
の周囲に配置した集電板とを導電性接続材を介して接続
する。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。尚、図１は本発明に係る発電装置の全体斜視
図、図２は発電装置を構成する１ユニットの分解斜視
図、図３は発電装置を構成する１ユニットの断面図、図
４は本発明に係る発電装置内に組み込まれる燃料電池の
平面図、図５は燃料電池の要部拡大図、図６は燃料電池
の正面図、図７は燃料電池の側面図である。
説明する。尚、図１は本発明に係る発電装置の全体斜視
図、図２は発電装置を構成する１ユニットの分解斜視
図、図３は発電装置を構成する１ユニットの断面図、図
４は本発明に係る発電装置内に組み込まれる燃料電池の
平面図、図５は燃料電池の要部拡大図、図６は燃料電池
の正面図、図７は燃料電池の側面図である。
【０００７】発電装置１は図１に示すように多数の発電
ユニット２…を集合してなり、各発電ユニット２は図２
に示すようにハウジング３内に隔壁４…を設け、これら
隔壁４…により空気等の酸化剤導入室Ｓ１、燃焼予熱室
Ｓ２、発電室Ｓ３及び燃料ガスとしての水素ガス導入室
Ｓ４を画成し、発電室Ｓ３に燃料電池５を収めている。
ユニット２…を集合してなり、各発電ユニット２は図２
に示すようにハウジング３内に隔壁４…を設け、これら
隔壁４…により空気等の酸化剤導入室Ｓ１、燃焼予熱室
Ｓ２、発電室Ｓ３及び燃料ガスとしての水素ガス導入室
Ｓ４を画成し、発電室Ｓ３に燃料電池５を収めている。
【０００８】そして、ハウジング３の上端開口を閉塞す
る蓋板６には空気等の酸化剤導入管７を接続し、ハウジ
ング３の下端開口を閉塞する底板８には水素ガス導入管
９を接続し、更にハウジング３に側板の前記燃焼予熱室
Ｓ２に対応する位置には反応物（Ｈ2 Ｏ）の排出管１０
を接続している。
る蓋板６には空気等の酸化剤導入管７を接続し、ハウジ
ング３の下端開口を閉塞する底板８には水素ガス導入管
９を接続し、更にハウジング３に側板の前記燃焼予熱室
Ｓ２に対応する位置には反応物（Ｈ2 Ｏ）の排出管１０
を接続している。
【０００９】また燃料電池５は図４乃至図７に示すよう
に、複数の電池素子５０…を縦２列横５列に一体的に集
合してなり、各電池素子５０はジルコニア等からなるガ
ス透過性の多孔質支持体５１の表面に導電性複合酸化物
等からなる多孔質な第１の電極層５２を、この第１の電
極層５２の表面に安定化ジルコニア等からなるガス密な
固体電解質層５３を、更にこの固体電解質層５３の表面
に第２の電極層５４をそれぞれディップ法或いはＣＶＤ
法等で形成している。
に、複数の電池素子５０…を縦２列横５列に一体的に集
合してなり、各電池素子５０はジルコニア等からなるガ
ス透過性の多孔質支持体５１の表面に導電性複合酸化物
等からなる多孔質な第１の電極層５２を、この第１の電
極層５２の表面に安定化ジルコニア等からなるガス密な
固体電解質層５３を、更にこの固体電解質層５３の表面
に第２の電極層５４をそれぞれディップ法或いはＣＶＤ
法等で形成している。
【００１０】ここで多孔質支持体５１はセラミックコン
パウンドを押出し成形した後に吊り焼き等の手段で焼成
してなり、その形状は互いに平行な複数の筒状部５１ａ
…と、これら筒状部５１ａのうち隣接する筒状部同士を
連結する中空連結部５１ｂ…からなり、全体として立体
的な骨組を形成している。このようにすることで、焼成
の際の曲り及び撓みを最小限に抑えることができる。
パウンドを押出し成形した後に吊り焼き等の手段で焼成
してなり、その形状は互いに平行な複数の筒状部５１ａ
…と、これら筒状部５１ａのうち隣接する筒状部同士を
連結する中空連結部５１ｂ…からなり、全体として立体
的な骨組を形成している。このようにすることで、焼成
の際の曲り及び撓みを最小限に抑えることができる。
【００１１】この多孔質支持体５１の表面に前記したよ
うに第１の電極層５２、固体電解質層５３及び第２の電
極層５４を順次形成するわけであるが、固体電解質層５
３及び第２の電極層５４を形成する際に長さ方向に沿っ
て一部を被覆し、固体電解質層５３及び第２の電極層５
４を形成した後に、当該一部から第１の電極層５２を露
出せしめる。
うに第１の電極層５２、固体電解質層５３及び第２の電
極層５４を順次形成するわけであるが、固体電解質層５
３及び第２の電極層５４を形成する際に長さ方向に沿っ
て一部を被覆し、固体電解質層５３及び第２の電極層５
４を形成した後に、当該一部から第１の電極層５２を露
出せしめる。
【００１２】そして、第１の電極層５２の露出した部分
には図４に示すように導電性接続材１１を介して集電板
１２を接続し、また各電池素子５０の最外側層である第
２の電極層５４に導電性接続材１１を介して別の集電板
１３を接続し、これら集電板１２，１３で燃料電池５の
周囲を囲み、更に集電板１２，１３の側端部をハウジン
グ３の側板に形成した切欠３ａを介して外部に露出せし
めている。
には図４に示すように導電性接続材１１を介して集電板
１２を接続し、また各電池素子５０の最外側層である第
２の電極層５４に導電性接続材１１を介して別の集電板
１３を接続し、これら集電板１２，１３で燃料電池５の
周囲を囲み、更に集電板１２，１３の側端部をハウジン
グ３の側板に形成した切欠３ａを介して外部に露出せし
めている。
【００１３】このような構成とすることで、燃料電池５
をハウジング１内に組み込んだりハウジングから取り出
す際に傷つくことが防止され、また外部の負荷への給電
が容易になり、更に発電室Ｓ３内を高温に保つことが可
能になる。
をハウジング１内に組み込んだりハウジングから取り出
す際に傷つくことが防止され、また外部の負荷への給電
が容易になり、更に発電室Ｓ３内を高温に保つことが可
能になる。
【００１４】また発電室Ｓ３内に配置された燃料電池５
の各素子５０には導管１４が挿入されている。この導管
１４は基端が酸化剤導入室Ｓ１と燃焼予熱室Ｓ２を画成
する隔壁４に球面支持され、先端が電池素子５０の底部
に臨み、先端に形成した孔を介して多孔質支持体５の内
側に酸素を含む空気を噴出するようにしている。
の各素子５０には導管１４が挿入されている。この導管
１４は基端が酸化剤導入室Ｓ１と燃焼予熱室Ｓ２を画成
する隔壁４に球面支持され、先端が電池素子５０の底部
に臨み、先端に形成した孔を介して多孔質支持体５の内
側に酸素を含む空気を噴出するようにしている。
【００１５】以上において、多孔質支持体５の内側に酸
素ガス（空気）を流し、各電池素子５０の外側に水素ガ
ス導入室Ｓ４を介して水素ガスを流すと、酸素ガスは第
１の電極層５２内に浸透し、水素ガスは第２の電極層５
４内に浸透し、第１及び第２の電極層では以下の反応が
起こる。
素ガス（空気）を流し、各電池素子５０の外側に水素ガ
ス導入室Ｓ４を介して水素ガスを流すと、酸素ガスは第
１の電極層５２内に浸透し、水素ガスは第２の電極層５
４内に浸透し、第１及び第２の電極層では以下の反応が
起こる。
【００１６】 第１の電極：１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｏ2- 第２の電極：Ｈ2＋Ｏ2-→Ｈ2Ｏ＋２ｅ-
【００１７】となり、２ｅ-が負荷に供給される。尚、
Ｏ2-については固体電解質層５３中を移動する。
Ｏ2-については固体電解質層５３中を移動する。
【００１８】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、複
数の電池素子からなる燃料電池の周囲を集電板で囲んだ
ので、燃料電池をハウジングに対して出し入れする際に
燃料電池が傷つくことを防止できる。また集電板にて燃
料電池を囲むようにすることで保温効果が高まり固体電
解質を用いた高温での運転に適する。更に集電板の側端
部をハウジングから露出せしめることで外部の負荷への
電力供給が容易になる。
数の電池素子からなる燃料電池の周囲を集電板で囲んだ
ので、燃料電池をハウジングに対して出し入れする際に
燃料電池が傷つくことを防止できる。また集電板にて燃
料電池を囲むようにすることで保温効果が高まり固体電
解質を用いた高温での運転に適する。更に集電板の側端
部をハウジングから露出せしめることで外部の負荷への
電力供給が容易になる。
【図１】本発明に係る発電装置の全体斜視図
【図２】発電装置を構成する１ユニットの分解斜視図
【図３】発電装置を構成する１ユニットの断面図
【図４】本発明に係る発電装置内に組み込まれる燃料電
池の平面図
池の平面図
【図５】燃料電池の要部拡大図
【図６】燃料電池の正面図
【図７】燃料電池の側面図
１…発電装置、２…発電装置を構成する１ユニット、３
…ハウジング、５…燃料電池、１１…導電性接着剤、１
２，１３…集電板、Ｓ３…発電室。
…ハウジング、５…燃料電池、１１…導電性接着剤、１
２，１３…集電板、Ｓ３…発電室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−207055（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4456（ＪＰ，Ａ) 米国特許4943494（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/24 H01M 8/12
Claims (1)
- 【請求項１】 ハウジング内に隔壁によって発電室を画
成し、この発電室内に燃料電池を配置してなる発電装置
において、前記燃料電池は複数の電池素子から構成され
るとともに対向する一対の集電板に間に設けられ、一方
の集電板には電池素子の長さ方向に沿って露出する第１
の電極層が接続され、他方の集電板には電池素子の最外
側層となる第２の電極層が接続され、これら電極層が接
続される集電板の横方向寸法は前記燃料電池の横方向寸
法よりも大きく設定し、また集電板の電池素子の長さ方
向に沿った寸法は前記電池素子の長さ方向に沿って露出
する第１の電極層の長さよりも大きく設定し、更に一対
の集電板の側端部を前記ハウジングから露出せしめたこ
とを特徴とする燃料電池を組み込んだ発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02052991A JP3277512B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 燃料電池を組み込んだ発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02052991A JP3277512B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 燃料電池を組み込んだ発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237965A JPH04237965A (ja) | 1992-08-26 |
| JP3277512B2 true JP3277512B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=12029686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02052991A Expired - Fee Related JP3277512B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 燃料電池を組み込んだ発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277512B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7629069B2 (en) * | 2004-09-09 | 2009-12-08 | Nanodynamics Energy, Inc. | Solid oxide fuel cell system |
| JP2007335226A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Toto Ltd | 燃料電池 |
| JP2009104847A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Toto Ltd | 燃料電池モジュール、及びそれを備える燃料電池 |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP02052991A patent/JP3277512B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04237965A (ja) | 1992-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2947557B2 (ja) | 高温固体電解質燃料電池発電装置 | |
| US5328779A (en) | Fuel cell battery and solid electrolyte fuel cells therefore | |
| EP1796192B1 (en) | Solid oxide fuel cell module, fuel cell system using the same and manufacturing method thereof | |
| WO2007013328A1 (ja) | 燃料電池モジュール | |
| EP0055016A1 (en) | High temperature solid electrolyte fuel cell configurations | |
| US5336569A (en) | Power generating equipment | |
| EP0536925B1 (en) | Cell units for solid oxide fuel cells and power generators using such cell units | |
| JPS63110560A (ja) | 電気化学的電池 | |
| JPS61121268A (ja) | 高温固体電解質燃料電池装置 | |
| JP3259277B2 (ja) | 燃料電池を組み込んだ発電装置 | |
| US4827606A (en) | Method and apparatus for assembling solid oxide fuel cells | |
| EP0410796B1 (en) | Fuel cell generator | |
| JP3277512B2 (ja) | 燃料電池を組み込んだ発電装置 | |
| JP2758520B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池の単電池及びこれを用いた発電装置 | |
| JP2818944B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| JP3070106B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2783926B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池の単電池及びこれを用いた発電装置 | |
| JP2967878B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池のガス供給構造 | |
| JP2793275B2 (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JP2816473B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| JP4018916B2 (ja) | 燃料電池セル及びセルスタック並びに燃料電池 | |
| JPH01267964A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP2003272661A (ja) | セル装置及び燃料電池 | |
| JP3447837B2 (ja) | 発電装置 | |
| JPH034456A (ja) | 固体電解質燃料電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020115 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100215 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |