JP3539562B2

JP3539562B2 - Solid oxide fuel cell stack

Info

Publication number: JP3539562B2
Application number: JP2001165138A
Authority: JP
Inventors: 仁貴渡部; 利明谷内; 正泰荒川; 和彦野沢; 姫子大類; 敏杉田; 嘉隆田畑; 雅之横尾
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: JP2002358997A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体酸化物形燃料電池スタックに係るものであり、特に固体酸化物形燃料電池セルから発生する熱を有効に利用するスタック構造に特徴を有する内部改質型の固体酸化物形燃料電池スタックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
酸化物を電解質に持つ固体酸化物形燃料電池では、効率を左右するイオン伝導度を充分確保体酸化物形燃料電池セルを有し、該固体酸化物形燃料電池セルからの輻射熱をするため、動作温度が高温である。加えて、水の電気分解と逆の反応で発電するため、発熱反応になっている。そのため、固体酸化物形燃料電池では、発電の際、豊富な熟エネルギーが余剰になっている。高効率のエネルギー変換効率のためには、この高温の熱を電気エネルギーに変換することが有効であり、加圧型の固体酸化物形とガスタービンを組み合わせたコンバインドシステムが考案されている。また、熱エネルギーを直接利用することで効率を高くしたコジェネレーションシステムが考えられている。
【０００３】
一方、燃料電池の燃料としては、水素以外に炭化水素ガスが有望である。炭化水素ガスを燃料電池に適用する場合、通常、水を加熱した水蒸気改質と呼ばれる吸熱反応である触媒反応によって炭化水素ガスを水素に変換し、燃料電池に供給する改質装置が必要である。しかしながら、固体酸化物形燃料電池では高温で動作するため、所謂、内部改質（吸熱反応）が可能になっている。また、水蒸気改質の他に、水蒸気を全く用いない部分酸化（発熱反応）と呼ばれる方法も考えられている。
【０００４】
固体酸化物形スタックを室内で用いる場合、１０００℃近くの装置内部の温度にもかかわらず、装置表面温度を室温程度まで低下させなくてはならない。そのため、大きな体積を持つ断熱材を用いて、熱エネルギーを単に消費することで、熱を閉じ込めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
固体酸化物形燃料電池スタックでは、前項までに述べたように、内部改質が行え、熱エネルギーを有効に使えるようになっているが、以下に述べるような課題が残されている。
【０００６】
まず、ガスタービンを併用したシステムでは、ガスを加圧する必要があり、そのためのコストがかかること、また、ガスタービンの効率を高めるために、排ガスの温度の範囲が限定されていることが課題となっている。
【０００７】
また、熱エネルギーを直接利用するコジェネレーションシステムでは、熱エネルギー需要の比率が低い通信設備などではエネルギーの総合変換効率が低くなってしまう。炭化水素を燃料とする固体酸化物形燃料電池における内部改質機構であるが、現在、発電部分と同じセルを用いているため、発熱反応と吸熱反応が混在している。そのため、セルの温度分布制御が困難になり、セルへの熱応力によって、信頼性を高めることが難しくなっている。加えて、水蒸気添加の内部改質型では高温水蒸気の制御が難しいこと、そのためのコストがかかること、開回路電圧低下により効率低下することが課題として挙げられる。
【０００８】
一方、部分酸化を利用した内部改貿は水蒸気を利用しないこと、発電部の熱を利用すること（特開平２０００−２６８８３２号公報）が利点として挙げられているが、具体的に熱エネルギーを搬送するか、あるいは伝搬させるかが示されていない。
【０００９】
固体酸化物形燃料電池を室内で利用する場合、動作温度が１０００℃と高いため、セルを収容する装置を体積が大きい断熱材で囲い、装置の表面を空冷もしくは水冷する必要がある。そのため、小型化が困難であり、加えて、熱エネルギーを単に捨てている。即ち、エネルギー総合変換効率を下げてしまうことになる。
【００１０】
本発明は、総合的に優れたエネルギー変換効率を有し、かつ小型化が可能な固体酸化物形燃料電池スタックを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の固体酸化物形燃料電池スタックは、スタック容器内に、固体酸化物形燃料電池セルと、燃料ガスを改質するための改質部とを有し、該固体酸化物形燃料電池セルからの熱輻射を受ける位置に該改質部が配置され、
前記改質部は、前記固体酸化物形燃料電池セルの周辺部に配置され、
前記改質部は、部分酸化による燃料改質を行う固体酸化物形燃料電池セル（以下「部分酸化セル」という）により構成され、
前記部分酸化セルは、前記スタック容器内の外周部に配置することを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明は上記課題を鑑みて、発明されたものである。
本発明では、スタック容器内に、固体酸化物形燃料電池セルと、燃料ガスを改質するための改質部とを有し、固体酸化物形燃料電池セルからの熱輻射を受ける位置に該改質部を配置してある。
【００１７】
従って、固体酸化物形燃料電池セルからの熱は、熱輻射により改質部に伝播する。伝播した熱は改質部（例えば、部分酸化セルにより構成されている）において燃料ガスの改質に用いられ、燃料ガスの改質が効率よく行われる。すなわち熱エネルギーの損失が極めて小さくなる。このように熱エネルギー損失を極めて小さくすることが可能になっているため、総合的に優れたエネルギー変換効率を有する。また、改質部は熱エネルギーを取り入れ断熱材としての作用を果たすため装置を体積の大きな断熱材で囲う必要がなくなり小型化が可能となる。
【００１８】
また、本発明の他の固体酸化物形燃料電池スタックでは、スタック容器内に、固体酸化物形燃料電池セルを有し、固体酸化物形燃料電池セルからの輻射熱を受ける位置に熱電変換素子が配置されているため、固体酸化物形燃料電池セルにおける熱は熱輻射により熱電変換素子に伝播する。伝播した熱は熱電変換素子で電流に変換され、該電流を適宜取り出すことができる。すなわち、熱エネルギーを電気エネルギーとして有効に利用することができる。従って、総合的に優れたエネルギー変換効率を有する。
【００１９】
また、熱電変換素子の層は、熱エネルギーを取り入れ断熱材としての作用を果たすため装置を体積の大きな断熱材で囲う必要がなくなり小型化が可能となる。
【００２０】
以下により詳細に理由を述べる。
固体酸化物形燃料電池セルのからの熱輻射を受ける位置に（例えば固体酸化物形燃料電池セルの周辺）に配置された改質部には、常圧の燃料ガス（例えば炭化水素ガス）が供給できる。そのため、加圧の必要が無いので、加圧システムのコストがかからない。また部分酸化セルと固体酸化物形燃料電池セルとの間に、燃料ガスと、改質部で改質されたガスとを分離し、また、改質されたガスを固体酸化物形燃料電池セルに誘導するためのガス分離遮蔽板を設けたとしても、固体酸化物形燃料電池セルでの発熱反応で生ずる熱エネルギーはガス遮蔽板を通して取り込まれ、電池からのガス排気温度の制約は必要ない。
【００２１】
なお、熱の伝搬は固体酸化物形燃料電池セルが動作する高温域では輻射が支配的になるため、対流を妨げても、熱は容易に伝搬する。改質部を部分酸化セルにより構成した場合には、部分酸化セルでは固体酸化物形燃料電池セルでの余剰熱エネルギーを電気に変換して、エネルギーを発生させるので、熱需要のあまり大きくない施設にも適用できる。加えて、水蒸気改質とは異なり、水蒸気の設備や制御が必要ない。また、部分酸化では開回路電圧の低下も生じないため、エネルギー変換の高効率化が可能である。
【００２２】
断熱材を用いないで、燃料電池スタック装置の表面温度を下げるためには、熱エネルギーを電気エネルギーに変換して、温度を下げる方法が有効である。改質部に部分酸化セルを用いた場合、部分酸化セルは外界からの熱エネルギーをエントロピーの増分という形で取り入れ、その標準エントロピー変化が大きいため充分、断熱材の代わりとなりうる。
【００２３】
また、部分酸化セルの代わりにＰｂ−Ｔｅ熱電半導体や赤外線近傍に吸収帯を持つＧａＳｂ太陽電池など、熱を電気に変換する部品を装置内壁に実装することによって、熱エネルギーを有効に電気に変換することで、断熱材の容量を小さくすることができる。
【００２４】
以上述べたように、部分酸化セルや熱電素子を断熱材に使用すると小型高効率化や燃料改質の種々の課題が解決できる。
【００２５】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２６】
（実施例１）
図１及び図２に実施例１に係る固体酸化物形燃料電池スタックを示す。
図１は、実施例１に係る固体酸化物形燃料電池スタックを上から見た断面図である。１は空気極もしくは燃料極が外側に配されている固体酸化物形燃料電池セルを表す。本例における固体酸化物形燃料電池セル１は中空円筒形をしている。
【００２７】
２はガス分離遮蔽板（熱輻射板）であって、炭化水素ガスを外周部から内側に誘導し、かつ熱輻射によって燃料電池セル反応部の熱も誘導する。３は部分酸化セルである。本例では、固体酸化物形燃料電池セル１と同じタイプの中空円筒型の固体酸化物形燃料電池セルを部分酸化セルとして使用した。本例では、複数の部分酸化セル３を熱輻射板２の外側に周状に配置した。
【００２８】
４は外壁でありスタック容器を形成している。本例ではその内部に薄型断熱材（図示せず）を含んでいる。この薄型断熱材は、従来の断熱材よりもその体積ははるかに小さなものである。
【００２９】
図２は図１の燃料電池スタックを横から見た断面図である。燃料電池セル１の最も外側は燃料極としてある。５は燃料ガス（炭化水素ガス）であって、部分酸化セル３で改質される。６は燃料室であって、炭化水素ガスもしくは改質された水素ガス、一酸化炭素で満たされている。７は燃料室と酸化剤室８を分離しているセルホルダーである。
【００３０】
以上の燃料電池スタックに炭化水素ガスを導入して電池を動作させたところ、装置表面ではほぼ室温状態が維持された。
【００３１】
（実施例２）
図３は、実施例２に係る固体酸化物形燃料電池スタックを横から見た断面図である。
【００３２】
本例では、図１の固体酸化物形燃料電池セル１の最も外側が空気極としてある。炭化水素ガスは、１０の燃料供給管からスタック容器内の外周部に配置された部分酸化セル３の内部に供給され、部分酸化セル３内において、燃料ガスは改質される。改質された燃料ガスは、部分酸化セル３内から燃料室６に導入され、燃料室６内を満たし、固体酸化物形燃料電池セル１に圧力を利用して供給される。なお、９は酸素ガスなどの酸化剤である。
【００３３】
本例においても、部分酸化セル３は、固体酸化物形燃料電池セル１と同じタイプの中空円筒型の固体酸化物形燃料電池セルを使用した。
【００３４】
以上の燃料電池スタックに炭化水素ガスを導入して電池を動作させたところ、装置表面ではほぼ室温状態が維持された。
【００３５】
（比較例１）
図４、図５に比較例１に係る固体酸化物形燃料電池スタックセルを示す。図４が平面断面図であり、図５が正面断面図である。
本例では、スタック容器内に固体酸化物形燃料電池セル１を配置するともに、外壁４と固体酸化物形燃料電池セル１との間に熱輻射板２２を設けてある。
さらに、熱電変換素子の層１１を、固体酸化物形燃料電池セル１からの輻射熱を受ける位置に配置した。本例では、固体酸化物形燃料電池セル１の周辺であって、熱輻射板２２の外側に配置してある。
【００３６】
熱電素子１１は、必要に応じて、複数を円同径方向に積層してもよい。また、断熱材を、熱電変換素子１１と外壁４との挿入してもよい。
【００３７】
本例では、熱電変換素子１１を円同径方向に複数個積層するとともに、熱電変換素子１１の積層数を縦方向に変えてある。このように、熱電変換素子１１の積層数を縦方向に変えることにより縦方向の熱分布を緩和できた。
【００３８】
以上の燃料電池スタック電池を動作させたところ、装置表面ではほぼ室温状態が維持された。
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、固体酸化物形燃料電池スタック内のセル配置によって、電池で発生する熱を効率よく取り込むことによって、固体酸化物形燃料電池のスタック化において、小型化およびエネルギー変換効率向上に効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における内部改質型固体化物形燃料電池スタックの平面断面図である。
【図２】実施例１における内部改質型固体化物形燃料電池スタックの正面断面図である。
【図３】実施例２における内部改質型固体化物形燃料電池スタックの正面断面図である。
【図４】比較例１における内部改質型固体化物形燃料電池スタックの平面断面図である。
【図５】比較例１における内部改質型固体化物形燃料電池スタックの正面断面図である。
【符号の説明】
１固体酸化物形燃料電池セル
２ガス分離熱輻射板
３改質部（部分酸化セル）
４外壁（スタック容器）
５燃料ガス（炭化水素ガス）
６燃料室
７セルホルダー
８酸化剤室
９酸化剤
１０燃料供給管
１１熱電変換素子
２２熱輻射板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid oxide fuel cell stack, and more particularly, to an internal reforming solid oxide fuel characterized by a stack structure that effectively utilizes heat generated from the solid oxide fuel cell. It relates to a battery stack.
[0002]
[Prior art]
In a solid oxide fuel cell having an oxide as an electrolyte, a solid oxide fuel cell having sufficient ionic conductivity to affect the efficiency is provided, and radiant heat from the solid oxide fuel cell is provided. The operating temperature is high. In addition, power is generated by a reaction opposite to the electrolysis of water, so that the reaction is exothermic. Therefore, in a solid oxide fuel cell, abundant ripening energy is excessive when generating power. It is effective to convert this high-temperature heat into electric energy for high-efficiency energy conversion efficiency, and a combined system combining a pressurized solid oxide type and a gas turbine has been devised. In addition, a cogeneration system with high efficiency by directly using heat energy has been considered.
[0003]
On the other hand, hydrocarbon fuels other than hydrogen are promising as fuels for fuel cells. When a hydrocarbon gas is applied to a fuel cell, a reformer that converts the hydrocarbon gas into hydrogen by a catalytic reaction, which is an endothermic reaction called steam reforming by heating water, and supplies the hydrogen to the fuel cell is usually required. . However, since a solid oxide fuel cell operates at a high temperature, so-called internal reforming (endothermic reaction) is possible. In addition to steam reforming, a method called partial oxidation (exothermic reaction) using no steam has been considered.
[0004]
When a solid oxide stack is used indoors, the surface temperature of the device must be reduced to about room temperature despite the temperature inside the device near 1000 ° C. Therefore, heat is confined by simply consuming thermal energy using a heat insulating material having a large volume.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described in the previous section, the solid oxide fuel cell stack is capable of performing internal reforming and effectively using heat energy, but has the following problems.
[0006]
First, in a system that uses a gas turbine together, it is necessary to pressurize the gas, which costs a lot, and the temperature range of the exhaust gas is limited in order to increase the efficiency of the gas turbine. Has become.
[0007]
Further, in a cogeneration system that directly uses heat energy, the total energy conversion efficiency of communication equipment having a low heat energy demand ratio is low. This is an internal reforming mechanism in a solid oxide fuel cell using hydrocarbons as fuel. However, since the same cell as that used for the power generation unit is used at present, an exothermic reaction and an endothermic reaction are mixed. Therefore, it is difficult to control the temperature distribution of the cell, and it is difficult to increase the reliability due to thermal stress on the cell. In addition, it is difficult to control the high-temperature steam in the internal reforming type in which the steam is added, the cost is high, and the efficiency is reduced due to the decrease in the open circuit voltage.
[0008]
On the other hand, in internal trade utilizing partial oxidation, the advantages of not using steam and utilizing the heat of the power generation unit (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-268832) are cited as advantages. Is not shown.
[0009]
When a solid oxide fuel cell is used indoors, since the operating temperature is as high as 1000 ° C., it is necessary to surround the device accommodating the cell with a large-sized heat insulating material and air-cool or water-cool the surface of the device. Therefore, miniaturization is difficult, and in addition, thermal energy is simply discarded. That is, the energy conversion efficiency is reduced.
[0010]
An object of the present invention is to provide a solid oxide fuel cell stack that has excellent overall energy conversion efficiency and can be downsized.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The solid oxide fuel cell stack according to the present invention has a solid oxide fuel cell and a reforming unit for reforming a fuel gas in a stack container. The reforming unit is arranged at a position to receive heat radiation from ,
The reforming unit is disposed at a peripheral portion of the solid oxide fuel cell,
The reforming unit includes a solid oxide fuel cell (hereinafter, referred to as a “partial oxidation cell”) that performs fuel reforming by partial oxidation,
The partial oxidation cell is arranged at an outer peripheral portion in the stack container .
[0016]
[Action]
The present invention has been made in view of the above problems.
In the present invention, a solid oxide fuel cell and a reforming unit for reforming fuel gas are provided in the stack container, and the reforming unit is located at a position to receive heat radiation from the solid oxide fuel cell. A reforming section is arranged.
[0017]
Therefore, heat from the solid oxide fuel cell propagates to the reforming section by thermal radiation. The propagated heat is used for reforming the fuel gas in the reforming section (for example, constituted by a partial oxidation cell), and the reforming of the fuel gas is efficiently performed. That is, the heat energy loss is extremely small. As described above, the heat energy loss can be extremely reduced, so that the overall energy conversion efficiency is excellent. In addition, since the reforming section takes in heat energy and functions as a heat insulating material, it is not necessary to surround the apparatus with a large-sized heat insulating material, and the size can be reduced.
[0018]
Further, in another solid oxide fuel cell stack of the present invention, a solid oxide fuel cell is provided in the stack container, and a thermoelectric conversion element is provided at a position receiving radiant heat from the solid oxide fuel cell. Because of the arrangement, heat in the solid oxide fuel cell propagates to the thermoelectric conversion element by thermal radiation. The propagated heat is converted into a current by the thermoelectric conversion element, and the current can be taken out as appropriate. That is, heat energy can be effectively used as electric energy. Therefore, it has an overall excellent energy conversion efficiency.
[0019]
In addition, since the layer of the thermoelectric conversion element takes in heat energy and functions as a heat insulating material, it is not necessary to surround the device with a large-sized heat insulating material, thereby enabling downsizing.
[0020]
The reason will be described in more detail below.
In a reforming section arranged at a position (for example, around the solid oxide fuel cell) receiving heat radiation from the solid oxide fuel cell, a normal pressure fuel gas (for example, hydrocarbon gas) is supplied. Can supply. Therefore, since there is no need for pressurization, the cost of the pressurization system is not increased. Further, between the partial oxidation cell and the solid oxide fuel cell, the fuel gas is separated from the gas reformed in the reforming section, and the reformed gas is separated from the solid oxide fuel cell. Even if a gas separation shielding plate is provided for inducing heat, heat energy generated by the exothermic reaction in the solid oxide fuel cell is taken in through the gas shielding plate, and there is no need to restrict the temperature of gas exhaust from the battery.
[0021]
In addition, since the radiation is dominant in the high temperature region in which the solid oxide fuel cell operates, even if the convection is prevented, the heat easily propagates. If the reforming unit is composed of partial oxidation cells, the excess heat energy in the solid oxide fuel cell is converted to electricity in the partial oxidation cell to generate energy. Also applicable to In addition, unlike steam reforming, there is no need for steam equipment or control. In addition, since the open circuit voltage does not decrease in the partial oxidation, the efficiency of energy conversion can be increased.
[0022]
In order to lower the surface temperature of the fuel cell stack device without using a heat insulating material, it is effective to convert thermal energy into electric energy and lower the temperature. When a partial oxidation cell is used in the reforming section, the partial oxidation cell takes in thermal energy from the outside in the form of an increase in entropy, and its standard entropy change is large enough to sufficiently substitute for a heat insulating material.
[0023]
Also, instead of the partial oxidation cell, heat energy can be effectively converted to electricity by mounting components that convert heat to electricity, such as a Pb-Te thermoelectric semiconductor or a GaSb solar cell having an absorption band near infrared rays, on the inner wall of the device. By doing so, the capacity of the heat insulating material can be reduced.
[0024]
As described above, when a partial oxidation cell or a thermoelectric element is used as a heat insulating material, various problems of miniaturization, high efficiency, and fuel reforming can be solved.
[0025]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
(Example 1)
1 and 2 show a solid oxide fuel cell stack according to Example 1. FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a solid oxide fuel cell stack according to Example 1 as viewed from above. Reference numeral 1 denotes a solid oxide fuel cell having an air electrode or a fuel electrode disposed outside. The solid oxide fuel cell 1 in this example has a hollow cylindrical shape.
[0027]
Reference numeral 2 denotes a gas separation shield plate (heat radiation plate) that guides the hydrocarbon gas from the outer peripheral portion to the inside and also induces heat of the fuel cell reaction section by heat radiation. 3 is a partial oxidation cell. In this example, a hollow cylindrical solid oxide fuel cell of the same type as the solid oxide fuel cell 1 was used as a partial oxidation cell. In the present example, a plurality of partial oxidation cells 3 are circumferentially arranged outside the heat radiation plate 2.
[0028]
4 is an outer wall which forms a stack container. In this example, a thin heat insulating material (not shown) is included therein. This thin insulation is much smaller in volume than conventional insulation.
[0029]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the fuel cell stack of FIG. 1 as viewed from the side. The outermost part of the fuel cell 1 is a fuel electrode. Reference numeral 5 denotes a fuel gas (hydrocarbon gas), which is reformed in the partial oxidation cell 3. Reference numeral 6 denotes a fuel chamber, which is filled with a hydrocarbon gas, a reformed hydrogen gas, and carbon monoxide. Reference numeral 7 denotes a cell holder that separates the fuel chamber and the oxidant chamber 8.
[0030]
When the cell was operated by introducing hydrocarbon gas into the above fuel cell stack, the room temperature was almost maintained on the device surface.
[0031]
(Example 2)
FIG. 3 is a cross-sectional view of the solid oxide fuel cell stack according to Example 2 as viewed from the side.
[0032]
In this example, the outermost part of the solid oxide fuel cell 1 in FIG. 1 is an air electrode. The hydrocarbon gas is supplied from the ten fuel supply pipes to the inside of the partial oxidation cell 3 arranged on the outer peripheral portion in the stack container, and the fuel gas is reformed in the partial oxidation cell 3. The reformed fuel gas is introduced from the partial oxidation cell 3 into the fuel chamber 6, fills the fuel chamber 6, and is supplied to the solid oxide fuel cell 1 using pressure. Reference numeral 9 denotes an oxidizing agent such as oxygen gas.
[0033]
Also in this example, the partial oxidation cell 3 used was a hollow cylindrical solid oxide fuel cell of the same type as the solid oxide fuel cell 1.
[0034]
When the cell was operated by introducing hydrocarbon gas into the above fuel cell stack, the room temperature was almost maintained on the device surface.
[0035]
( Comparative Example 1 )
4 and 5 show a solid oxide fuel cell stack cell according to Comparative Example 1. FIG. 4 is a plan sectional view, and FIG. 5 is a front sectional view.
In this example, the solid oxide fuel cells 1 are arranged in a stack container, and a heat radiation plate 22 is provided between the outer wall 4 and the solid oxide fuel cells 1.
Further, the layer 11 of the thermoelectric conversion element was disposed at a position to receive radiant heat from the solid oxide fuel cell 1. In the present example, it is arranged around the solid oxide fuel cell 1 and outside the heat radiation plate 22.
[0036]
A plurality of thermoelectric elements 11 may be stacked in the same radial direction as necessary. Further, a heat insulating material may be inserted between the thermoelectric conversion element 11 and the outer wall 4.
[0037]
In this example, a plurality of thermoelectric conversion elements 11 are stacked in the same radial direction, and the number of stacked thermoelectric conversion elements 11 is changed in the vertical direction. As described above, by changing the number of stacked thermoelectric conversion elements 11 in the vertical direction, the heat distribution in the vertical direction could be reduced.
[0038]
When the above fuel cell stack cell was operated, almost room temperature was maintained on the device surface.
【The invention's effect】
As described above, the present invention efficiently reduces the size and energy consumption of a solid oxide fuel cell by stacking solid oxide fuel cells by efficiently taking in the heat generated by the cells by arranging the cells in the solid oxide fuel cell stack. Effective in improving conversion efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan sectional view of an internal reforming solidified fuel cell stack according to a first embodiment.
FIG. 2 is a front sectional view of the internal reforming solidified fuel cell stack according to the first embodiment.
FIG. 3 is a front sectional view of an internal reforming solidified fuel cell stack according to a second embodiment.
FIG. 4 is a plan sectional view of an internal reforming solidified fuel cell stack in Comparative Example 1 .
5 is a front sectional view of an internal reforming solidified fuel cell stack in Comparative Example 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid oxide fuel cell 2 Gas separation heat radiation plate 3 Reforming part (partial oxidation cell)
4 outer wall (stack container)
5. Fuel gas (hydrocarbon gas)
Reference Signs List 6 fuel chamber 7 cell holder 8 oxidant chamber 9 oxidant 10 fuel supply pipe 11 thermoelectric conversion element 22 heat radiation plate

Claims

In the stack container, there is a solid oxide fuel cell, and a reforming unit for reforming the fuel gas, wherein the reforming unit is located at a position to receive heat radiation from the solid oxide fuel cell. Is placed ,
The reforming unit is disposed at a peripheral portion of the solid oxide fuel cell,
The reforming unit includes a solid oxide fuel cell (hereinafter, referred to as a “partial oxidation cell”) that performs fuel reforming by partial oxidation,
The solid oxide fuel cell stack , wherein the partial oxidation cell is disposed on an outer peripheral portion in the stack container .