JP3367881B2 - 電解セル - Google Patents
電解セルInfo
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- JP3367881B2 JP3367881B2 JP31669897A JP31669897A JP3367881B2 JP 3367881 B2 JP3367881 B2 JP 3367881B2 JP 31669897 A JP31669897 A JP 31669897A JP 31669897 A JP31669897 A JP 31669897A JP 3367881 B2 JP3367881 B2 JP 3367881B2
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- electrolytic
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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
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に用いる
電解セルに関し、電解ガスの流れ方向に沿い下流側に位
置する単素子の損傷を防止するように工夫したものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】燃料電池に用いる電解セルのうち、円筒
型電解セルの従来の一例を、図２に示す。同図に示すよ
うに、この円筒型電解セルは、３個の円筒型の単素子Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３を軸方向に並べて接続した構成となって
いる。各単素子Ｓ１〜Ｓ３は、円筒状の電解質１の内周
面にカソード２を形成し、電解質１の外周面にアノード
３を形成している。そして、電子導電性を有するインタ
ーコネクター４を介して、各単素子Ｓ１〜Ｓ３が軸方向
に機械的に接続されると共に、各素子Ｓ１〜Ｓ３が電気
的に直列に接続される。 【０００３】電気的に直列接続されている状態を更に詳
述すると、単素子Ｓ１のカソード２と単素子Ｓ２のアノ
ード３とがインターコネクター４により電気的に接続さ
れ、単素子Ｓ２のカソード２と単素子Ｓ３のアノード３
とがインターコネクター４により電気的に接続されてい
る。 【０００４】そして、電解する電解ガスＧが、上流側の
単素子Ｓ１側から供給されて、単素子Ｓ１〜Ｓ３の内部
を流通して、単素子Ｓ３側から排出される。つまり、電
解ガスＧは、電解セルの内部を、その軸方向に沿い流通
する。 【０００５】上述した従来の電解セルでは、上流側の単
素子Ｓ１と、中流の単素子Ｓ２と、下流側の単素子Ｓ３
の、各電解質１の軸方向長さ（電解ガスＧの流れ方向に
沿う長さ）は、同一となっている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、電解セルの
内部を流通する電解ガスＧの濃度は、電解セルの内部を
流通して電解されていくことにより順次低下していき、
上流側の位置に比べて下流側の位置で低い。このため、
単素子Ｓ１〜Ｓ３のうち、電解ガスＧの流れ方向に沿い
下流側に位置する単素子ほど、付加される電圧が増加し
（カソード２に付加される電圧が増加し）、最下流側の
単素子Ｓ３の電解質１に損傷が生じる恐れがあった。 【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、電解ガス
の流れ方向に沿う下流側に位置する単素子に付加される
全体の電圧の増加を抑え、下流側の単素子の電解質に付
加される電流密度を低くして、下流側の単素子の電解質
の損傷を防止することのできる電解セルを提供すること
を目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、電解質をアノードとカソードで挟んで形成
した単素子を、電解する電解ガスの流れ方向に沿い複数
個配列し且つ各単素子を電気的に直列に接続してなる電
解セルにおいて、電解ガスの流れ方向に沿う上流側の単
素子の電解質よりも、下流側の単素子の電解質の方が、
電解ガスの流れ方向に沿う長さが順次長く構成されてい
ることを特徴とする。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。 【００１０】図１は、本発明の実施の形態にかかる円筒
型電解セルを示している。同図に示すように、この円筒
型電解セルは、３個の円筒型の単素子Ｓ１０，Ｓ２０，
Ｓ３０を軸方向に並べて接続した構成となっている。各
単素子Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０は、円筒状の電解質１
１，２１，３１の内周面にカソード１２，２２，３２を
形成し、電解質１１，２１，３１の外周面にアノード１
３，２３，３３を形成している。そして、電子導電性を
有するインターコネクター１４，２４，３４を介して、
各単素子Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０が軸方向に機械的に接
続されると共に、各素子Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０が電気
的に直列に接続される。 【００１１】電気的に直列接続されている状態を更に詳
述すると、単素子Ｓ１０のカソード１２と単素子Ｓ２０
のアノード２３とがインターコネクター１４により電気
的に接続され、単素子Ｓ２０のカソード２２と単素子Ｓ
３０のアノード３３とがインターコネクター２４により
電気的に接続されている。 【００１２】そして、電解する電解ガスＧが、上流側の
単素子Ｓ１０側から供給されて、単素子Ｓ１０，Ｓ２
０，Ｓ３０の内部を流通して、単素子Ｓ３０側から排出
される。つまり、電解ガスＧは、電解セルの内部を、そ
の軸方向に沿い流通する。 【００１３】本実施の形態の電解セルでは、上流側の単
素子Ｓ１０の電解質１１と、中流の単素子Ｓ２０の電解
質２１と、下流側の単素子Ｓ３０の電解質３１の軸方向
長さ（電解ガスＧの流れ方向に沿う長さ）は、下流側に
位置するものほど順次長くなるように構成されている。
つまり、電解ガスＧの流れ方向に沿う長さは、電解質１
１よりも電解質２１の方が長く、電解質２１よりも電解
質３１の方が長くなるように構成されている。 【００１４】一方、電解セルの内部を流通する電解ガス
Ｇの濃度は、電解セルの内部を流通して電解されていく
ことにより順次低下していき、上流側の位置に比べて下
流側の位置で低い。しかし、本実施の形態では、電解ガ
スＧの流れ方向に沿う長さは、電解質１１よりも電解質
２１の方が長く、電解質２１よりも電解質３１の方が長
くなるように構成されている。このため、最下流側の単
素子３０の反応面積が増加し、電解質３１に付加される
電流密度が低下し、単素子３０に付加される全体の電圧
の増加を抑え、電解質３１の損傷を防止することができ
る。 【００１５】 【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように、本発明では、電解質をアノードとカソードで挟
んで形成した単素子を、電解する電解ガスの流れ方向に
沿い複数個配列し且つ各単素子を電気的に直列に接続し
てなる電解セルにおいて、電解ガスの流れ方向に沿う上
流側の単素子の電解質よりも、下流側の単素子の電解質
の方が、電解ガスの流れ方向に沿う長さが順次長く構成
されている。 【００１６】このため、最下流側の単素子の反応面積が
増加し、最下流側の電解質に付加される電流密度が低下
し、最下流側の電解質の損傷を防止することができる。
電解セルに関し、電解ガスの流れ方向に沿い下流側に位
置する単素子の損傷を防止するように工夫したものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】燃料電池に用いる電解セルのうち、円筒
型電解セルの従来の一例を、図２に示す。同図に示すよ
うに、この円筒型電解セルは、３個の円筒型の単素子Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３を軸方向に並べて接続した構成となって
いる。各単素子Ｓ１〜Ｓ３は、円筒状の電解質１の内周
面にカソード２を形成し、電解質１の外周面にアノード
３を形成している。そして、電子導電性を有するインタ
ーコネクター４を介して、各単素子Ｓ１〜Ｓ３が軸方向
に機械的に接続されると共に、各素子Ｓ１〜Ｓ３が電気
的に直列に接続される。 【０００３】電気的に直列接続されている状態を更に詳
述すると、単素子Ｓ１のカソード２と単素子Ｓ２のアノ
ード３とがインターコネクター４により電気的に接続さ
れ、単素子Ｓ２のカソード２と単素子Ｓ３のアノード３
とがインターコネクター４により電気的に接続されてい
る。 【０００４】そして、電解する電解ガスＧが、上流側の
単素子Ｓ１側から供給されて、単素子Ｓ１〜Ｓ３の内部
を流通して、単素子Ｓ３側から排出される。つまり、電
解ガスＧは、電解セルの内部を、その軸方向に沿い流通
する。 【０００５】上述した従来の電解セルでは、上流側の単
素子Ｓ１と、中流の単素子Ｓ２と、下流側の単素子Ｓ３
の、各電解質１の軸方向長さ（電解ガスＧの流れ方向に
沿う長さ）は、同一となっている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、電解セルの
内部を流通する電解ガスＧの濃度は、電解セルの内部を
流通して電解されていくことにより順次低下していき、
上流側の位置に比べて下流側の位置で低い。このため、
単素子Ｓ１〜Ｓ３のうち、電解ガスＧの流れ方向に沿い
下流側に位置する単素子ほど、付加される電圧が増加し
（カソード２に付加される電圧が増加し）、最下流側の
単素子Ｓ３の電解質１に損傷が生じる恐れがあった。 【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、電解ガス
の流れ方向に沿う下流側に位置する単素子に付加される
全体の電圧の増加を抑え、下流側の単素子の電解質に付
加される電流密度を低くして、下流側の単素子の電解質
の損傷を防止することのできる電解セルを提供すること
を目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、電解質をアノードとカソードで挟んで形成
した単素子を、電解する電解ガスの流れ方向に沿い複数
個配列し且つ各単素子を電気的に直列に接続してなる電
解セルにおいて、電解ガスの流れ方向に沿う上流側の単
素子の電解質よりも、下流側の単素子の電解質の方が、
電解ガスの流れ方向に沿う長さが順次長く構成されてい
ることを特徴とする。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。 【００１０】図１は、本発明の実施の形態にかかる円筒
型電解セルを示している。同図に示すように、この円筒
型電解セルは、３個の円筒型の単素子Ｓ１０，Ｓ２０，
Ｓ３０を軸方向に並べて接続した構成となっている。各
単素子Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０は、円筒状の電解質１
１，２１，３１の内周面にカソード１２，２２，３２を
形成し、電解質１１，２１，３１の外周面にアノード１
３，２３，３３を形成している。そして、電子導電性を
有するインターコネクター１４，２４，３４を介して、
各単素子Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０が軸方向に機械的に接
続されると共に、各素子Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０が電気
的に直列に接続される。 【００１１】電気的に直列接続されている状態を更に詳
述すると、単素子Ｓ１０のカソード１２と単素子Ｓ２０
のアノード２３とがインターコネクター１４により電気
的に接続され、単素子Ｓ２０のカソード２２と単素子Ｓ
３０のアノード３３とがインターコネクター２４により
電気的に接続されている。 【００１２】そして、電解する電解ガスＧが、上流側の
単素子Ｓ１０側から供給されて、単素子Ｓ１０，Ｓ２
０，Ｓ３０の内部を流通して、単素子Ｓ３０側から排出
される。つまり、電解ガスＧは、電解セルの内部を、そ
の軸方向に沿い流通する。 【００１３】本実施の形態の電解セルでは、上流側の単
素子Ｓ１０の電解質１１と、中流の単素子Ｓ２０の電解
質２１と、下流側の単素子Ｓ３０の電解質３１の軸方向
長さ（電解ガスＧの流れ方向に沿う長さ）は、下流側に
位置するものほど順次長くなるように構成されている。
つまり、電解ガスＧの流れ方向に沿う長さは、電解質１
１よりも電解質２１の方が長く、電解質２１よりも電解
質３１の方が長くなるように構成されている。 【００１４】一方、電解セルの内部を流通する電解ガス
Ｇの濃度は、電解セルの内部を流通して電解されていく
ことにより順次低下していき、上流側の位置に比べて下
流側の位置で低い。しかし、本実施の形態では、電解ガ
スＧの流れ方向に沿う長さは、電解質１１よりも電解質
２１の方が長く、電解質２１よりも電解質３１の方が長
くなるように構成されている。このため、最下流側の単
素子３０の反応面積が増加し、電解質３１に付加される
電流密度が低下し、単素子３０に付加される全体の電圧
の増加を抑え、電解質３１の損傷を防止することができ
る。 【００１５】 【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように、本発明では、電解質をアノードとカソードで挟
んで形成した単素子を、電解する電解ガスの流れ方向に
沿い複数個配列し且つ各単素子を電気的に直列に接続し
てなる電解セルにおいて、電解ガスの流れ方向に沿う上
流側の単素子の電解質よりも、下流側の単素子の電解質
の方が、電解ガスの流れ方向に沿う長さが順次長く構成
されている。 【００１６】このため、最下流側の単素子の反応面積が
増加し、最下流側の電解質に付加される電流密度が低下
し、最下流側の電解質の損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電解セルを示す断
面図。 【図２】従来の電解セルを示す断面図。 【符号の説明】 Ｓ１〜Ｓ３，Ｓ１０〜Ｓ３０ 単素子 Ｇ 電解ガス １，１１，２１，３１ 電解質 ２，１２，２２，３２ カソード ３，１３，２３，３３ アノード ４，１４，２４，３４ インターコネクター
面図。 【図２】従来の電解セルを示す断面図。 【符号の説明】 Ｓ１〜Ｓ３，Ｓ１０〜Ｓ３０ 単素子 Ｇ 電解ガス １，１１，２１，３１ 電解質 ２，１２，２２，３２ カソード ３，１３，２３，３３ アノード ４，１４，２４，３４ インターコネクター
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電解質をアノードとカソードで挟んで形
成した単素子を、電解する電解ガスの流れ方向に沿い複
数個配列し且つ各単素子を電気的に直列に接続してなる
電解セルにおいて、 電解ガスの流れ方向に沿う上流側の単素子の電解質より
も、下流側の単素子の電解質の方が、電解ガスの流れ方
向に沿う長さが順次長く構成されていることを特徴とす
る電解セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31669897A JP3367881B2 (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | 電解セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31669897A JP3367881B2 (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | 電解セル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11149934A JPH11149934A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3367881B2 true JP3367881B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=18079912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31669897A Expired - Fee Related JP3367881B2 (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | 電解セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3367881B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7989113B2 (en) | 2003-03-13 | 2011-08-02 | Tokyo Gas Co., Ltd. | Solid-oxide shaped fuel cell module |
| JP4781823B2 (ja) * | 2006-01-13 | 2011-09-28 | 三菱重工業株式会社 | 円筒横縞型燃料電池 |
| JP5648884B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2015-01-07 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | チャンネルセル集積構造を有する固体酸化物型燃料電池スタック及びその作製方法 |
| JP5422254B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2014-02-19 | 菊水化学工業株式会社 | 燃料電池単セル、単セル集合型燃料電池、及び単セル集合型燃料電池の製造方法 |
| JP5922434B2 (ja) * | 2012-02-23 | 2016-05-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 固体酸化物形燃料電池 |
| DE102013203039A1 (de) * | 2013-02-25 | 2014-08-28 | Robert Bosch Gmbh | Tubulare Festoxidzelle |
| JP6267389B1 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-01-24 | 日本碍子株式会社 | 電気化学セルスタック |
-
1997
- 1997-11-18 JP JP31669897A patent/JP3367881B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11149934A (ja) | 1999-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021008 |
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