JP5257826B2 - Fuel cell stack, fuel cell stack unit and fuel cell - Google Patents

Fuel cell stack, fuel cell stack unit and fuel cell Download PDF

Info

Publication number
JP5257826B2
JP5257826B2 JP2007165030A JP2007165030A JP5257826B2 JP 5257826 B2 JP5257826 B2 JP 5257826B2 JP 2007165030 A JP2007165030 A JP 2007165030A JP 2007165030 A JP2007165030 A JP 2007165030A JP 5257826 B2 JP5257826 B2 JP 5257826B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
fuel
cell stack
surface portion
air
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
Application number
JP2007165030A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009004251A (en
JP2009004251A5 (en
Inventor
直樹 渡邉
晃 川上
博司 重藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Priority to JP2007165030A priority Critical patent/JP5257826B2/en
Publication of JP2009004251A publication Critical patent/JP2009004251A/en
Publication of JP2009004251A5 publication Critical patent/JP2009004251A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5257826B2 publication Critical patent/JP5257826B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、固体酸化物形の燃料電池(SOFC)の燃料電池セルスタックに関し、更に詳細には、絶縁性で多孔質の基体と、基体の周囲を管状に覆い且つ互いに電気的に直列に接続された複数の燃料電池セルを含むように基体の上に積層された管状部分とを有する燃料電池セルスタックに関する。   The present invention relates to a fuel cell stack of a solid oxide fuel cell (SOFC), and more particularly, an insulating and porous substrate, a tube covering the periphery of the substrate, and electrically connected to each other in series. The present invention relates to a fuel cell stack having a tubular portion laminated on a base so as to include a plurality of fuel cells that are formed.

また、本発明は、複数の上記燃料電池セルスタックと、それらが取付けられたマニホールドとを有する燃料電池セルスタックユニットに関する。また、本発明は、複数の上記燃料電池セルスタックと、それらを収容したケースとを有する燃料電池に関する。   The present invention also relates to a fuel cell stack unit having a plurality of the above fuel cell stacks and a manifold to which they are attached. The present invention also relates to a fuel cell having a plurality of the above fuel cell stacks and a case containing them.

従来から、絶縁性で多孔質の基体と、基体の周囲を管状に覆い且つ互いに電気的に直列に接続された複数の燃料電池セルを含むように基体の上に積層された管状部分とを有する燃料電池セルスタックが知られている(例えば、特許文献1参照)。燃料電池セルスタックは、複数の燃料電池セルを組合せた構造体である。各燃料電池セルは、燃料極と空気極とを有し、燃料極に水素を含む燃料ガスを作用させ、且つ、空気極に酸素を含む空気を作用させることによって発電させる。上記管状部分を有する燃料電池の場合、一般的には、管状部分の内側に燃料極が配置され、その外側に空気極が配置される。   Conventionally, it has an insulating and porous substrate, and a tubular portion laminated on the substrate so as to include a plurality of fuel cells that cover the periphery of the substrate in a tubular shape and are electrically connected to each other in series. A fuel cell stack is known (for example, see Patent Document 1). The fuel cell stack is a structure in which a plurality of fuel cells are combined. Each fuel cell has a fuel electrode and an air electrode, and generates electric power by causing a fuel gas containing hydrogen to act on the fuel electrode and causing air containing oxygen to act on the air electrode. In the case of a fuel cell having the tubular portion, generally, a fuel electrode is disposed inside the tubular portion and an air electrode is disposed outside the fuel electrode.

複数の燃料電池セルを組合せた燃料電池セルスタックの一例を、特許文献1に記載されている燃料電池セルスタックを参照して説明する。図15は、特許文献1に記載された燃料電池セルスタックの斜視図である。   An example of a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells are combined will be described with reference to the fuel cell stack described in Patent Document 1. FIG. 15 is a perspective view of the fuel cell stack described in Patent Document 1. FIG.

特許文献1に記載されている燃料電池セルスタック100は、絶縁性で多孔質の基体102と、基体102の周囲を管状に覆い且つ互いに電気的に直列に接続された複数の燃料電池セル104を含むように基体102の上に積層された管状部分106とを有している。燃料電池セルスタック1の断面形状は、扁平であり、互いに対向する平面部分108を有している。複数の燃料電池セル104は、平面部分108に形成され、管状部分106の一方の端部101aから他方の端部101bに向かって1列に配列されている。また、各燃料電池セル104の面積は、一方の端部101aから他方の端部101bに向かって次第に大きくなっている。   A fuel cell stack 100 described in Patent Document 1 includes an insulating porous substrate 102 and a plurality of fuel cells 104 that cover the periphery of the substrate 102 in a tubular shape and are electrically connected to each other in series. A tubular portion 106 laminated on the substrate 102 for inclusion. The cross-sectional shape of the fuel cell stack 1 is flat and has planar portions 108 that face each other. The plurality of fuel cells 104 are formed in the flat portion 108 and are arranged in a line from one end 101a of the tubular portion 106 to the other end 101b. In addition, the area of each fuel cell 104 gradually increases from one end 101a to the other end 101b.

燃料ガスを管状部分106の内側の基体102に一方の端部101aから他方の端部101bに向かって流し、空気を管状部分106の外側に流すことによって、燃料電池セル100を作動させる。燃料ガスを一方の端部101aから他方の端部101bに向かって流すと、燃料ガス中の水素が一方の端部の側の燃料電池セル104から使われるので、燃料ガスは他方の端部に向かうにつれて薄まる。もし、同じ面積の燃料電池セルが配置されていれば、他方の端部に向かうほど、発生電圧が低下する。更に、発生電圧の異なる燃料電池セルが直列に配置されていることにより、発生電圧の小さい燃料電池セルに強制的に電流が流れ、かかる燃料電池セルが劣化する。しかしながら、特許文献1に開示された燃料電池セルスタック100では、燃料電池セル104の面積が他方の端部に向かうにつれて大きくなっているので、各燃料電池セル104の発生電圧を一定に維持することができる。また、燃料電池セル104の劣化を防止することができる。   The fuel cell 100 is operated by flowing the fuel gas through the base 102 inside the tubular portion 106 from one end 101 a toward the other end 101 b and flowing air outside the tubular portion 106. When the fuel gas flows from one end 101a toward the other end 101b, hydrogen in the fuel gas is used from the fuel cell 104 on the one end side, so that the fuel gas flows to the other end. It fades as it goes. If fuel cells having the same area are arranged, the generated voltage decreases toward the other end. Furthermore, since the fuel cells having different generated voltages are arranged in series, a current flows forcibly through the fuel cells having a small generated voltage, and the fuel cells deteriorate. However, in the fuel cell stack 100 disclosed in Patent Document 1, since the area of the fuel cell 104 increases toward the other end, the generated voltage of each fuel cell 104 is kept constant. Can do. Moreover, deterioration of the fuel cell 104 can be prevented.

国際公開第2004/082058号パンフレット(図2(a)〜(c)参照)International Publication No. 2004/082058 Pamphlet (see FIGS. 2A to 2C)

上述した燃料電池セルスタック100において、燃料ガスの水素が完全に消費されて、他方の端部の燃料電池セル104に全く水素が供給されない状態、所謂燃料枯れが生じ得る。この場合、他方の端部の燃料電池セルが不良になり、その結果、燃料電池セルが電気的に直列に接続された燃料電池セルスタック全体が機能しなくなる。従って、燃料枯れが生じても、燃料電池セルが不良にならず、燃料電池セルスタック全体の機能が維持されるように信頼性を向上させる余地がある。   In the fuel cell stack 100 described above, hydrogen in the fuel gas is completely consumed, and so-called fuel depletion may occur, in which no hydrogen is supplied to the fuel cell 104 at the other end. In this case, the fuel cell at the other end becomes defective, and as a result, the entire fuel cell stack in which the fuel cells are electrically connected in series does not function. Therefore, there is room for improving the reliability so that the fuel cell does not become defective and the function of the entire fuel cell stack is maintained even if the fuel runs out.

また、各燃料電池セル104の面積は、燃料ガスの流量や濃度等に応じて決定されるので、燃料電池セルの仕様設計が困難である。   In addition, since the area of each fuel cell 104 is determined according to the flow rate and concentration of the fuel gas, it is difficult to design the specifications of the fuel cell.

そこで、本発明は、絶縁性で多孔質の基体と、基体の周囲を管状に覆い且つ互いに電気的に直列に接続された複数の燃料電池セルを含むように基体の上に積層された管状部分とを有する燃料電池セルスタックの信頼性を向上させること、及び、上記燃料電池セルスタックを含む燃料電池セルスタックユニット及び燃料電池を提供することを第1の目的としている。   Accordingly, the present invention provides a tubular portion laminated on a base so as to include an insulating porous base and a plurality of fuel cells that cover the base in a tubular shape and are electrically connected to each other in series. It is a first object of the present invention to improve the reliability of a fuel cell stack having the above, and to provide a fuel cell stack unit and a fuel cell including the fuel cell stack.

本発明は、更に、絶縁性で多孔質の基体と、基体の周囲を管状に覆い且つ互いに電気的に直列に接続された複数の燃料電池セルを含むように基体の上に積層された管状部分とを有する燃料電池セルスタックの信頼性を向上させることができ且つその仕様設計を容易にすること、及び、上記燃料電池セルスタックを含む燃料電池セルスタックユニット及び燃料電池を提供することを第2の目的としている。   The present invention further includes a tubular portion laminated on the base so as to include an insulating and porous base and a plurality of fuel cells that cover the periphery of the base and are electrically connected to each other in series. And to provide a fuel cell stack unit and a fuel cell including the fuel cell stack, and to provide a fuel cell stack unit including the fuel cell stack. The purpose is.

上記の目的を達成するために、本発明は、基体上に複数の燃料電池セルを積層した燃料電池セルスタックを複数個電気的に接続した燃料電池セルスタックユニットであって、基体は、長手方向に延びると共に長手方向に直交する断面が幅に対し厚さが小さい形状であり且つその内部に長手方向に沿って一端から他端まで貫通する孔を有し、燃料電池セルの各々は、燃料極、電解質及び空気極を有する燃料電池セルスタックユニットにおいて、空気及び燃料ガスの一方が、基体の孔の一端から他端に流れ、且つ、空気及び燃料ガスの他方が、燃料電池セルスタックの外側に流れ、燃料電池セルスタックの各々は、燃料電池セルの燃料極及び空気極のそれぞれに電気的に接続された燃料極端子及び空気極端子を有し、基体は、基体の厚み方向の互いに反対側に位置する第一周面部分及び第二周面部分、並びに、基体の幅方向の互いに反対側に位置し第一周面部分及び第二周面部分を接続する第一接続面部分及び第二接続面部分からなる周面を有し、燃料電池セルスタックの各々は、燃料電池セルスタックの各々の燃料極端子及び空気極端子に電気的に接続され且つ基体の第1周面部分又は第2周面部分に沿って離間して設けられた複数の電極接続部を介して、互いに電気的に直列に接続されており、複数の上記電極接続部が上記燃料電池セルの燃料電池セルスタックの中央部寄りに設けられていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel cell stack unit in which a plurality of fuel cell stacks in which a plurality of fuel cells are stacked on a substrate are electrically connected, wherein the substrate has a longitudinal direction. The cross section orthogonal to the longitudinal direction has a shape with a small thickness with respect to the width, and has a hole penetrating from one end to the other end along the longitudinal direction. In the fuel cell stack unit having an electrolyte and an air electrode, one of air and fuel gas flows from one end of the hole of the base to the other end, and the other of air and fuel gas is outside the fuel cell stack. Each of the fuel cell stacks has a fuel electrode terminal and an air electrode terminal electrically connected to the fuel electrode and the air electrode of the fuel cell, respectively. The first peripheral surface portion and the second peripheral surface portion that are located on the opposite sides of the substrate, and the first connection surface portion that is located on the opposite sides in the width direction of the base and connects the first peripheral surface portion and the second peripheral surface portion. And each of the fuel cell stacks is electrically connected to each fuel electrode terminal and air electrode terminal of the fuel cell stack, and the first peripheral surface portion of the base body. Alternatively, the plurality of electrode connection portions are electrically connected in series via a plurality of electrode connection portions provided apart from each other along the second peripheral surface portion, and the plurality of electrode connection portions are fuel cells of the fuel cell. It is provided near the center of the stack .

本発明において、好ましくは、複数の電極接続部は、基体の第1周面部又は第2周面部の中央部を挟んで設けられている。In the present invention, preferably, the plurality of electrode connection portions are provided with the central portion of the first peripheral surface portion or the second peripheral surface portion of the base interposed therebetween.

本発明において、好ましくは、燃料電池セルスタックの各々は、基体の第一周面部分側の燃料極端子から第二周面部分側の空気極端子に向けて第一接続面部分に沿って電流を流し、第二周面部分側の燃料極端子から第一周面部分側の空気極端子に向けて第二接続面部分に沿って電流を流すように構成されている。   In the present invention, preferably, each of the fuel cell stacks has a current along the first connection surface portion from the fuel electrode terminal on the first peripheral surface portion side to the air electrode terminal on the second peripheral surface portion side. And a current is caused to flow along the second connection surface portion from the fuel electrode terminal on the second peripheral surface portion side toward the air electrode terminal on the first peripheral surface portion side.

本発明によれば、信頼性を向上させた燃料電池セルスタックユニットを提供することができる。   According to the present invention, a fuel cell stack unit with improved reliability can be provided.

本発明による燃料電池スタックの参考例の概略的な斜視図である。It is a schematic perspective view of the reference example of the fuel cell stack by this invention . 図1の線II−IIにおける図式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1. 本発明による燃料電池セルスタックの第の実施形態の図2と同様の断面図である。It is sectional drawing similar to FIG. 2 of 1st Embodiment of the fuel cell stack by this invention . 本発明による燃料電池セルスタックの第の実施形態の図2と同様の断面図である。It is a sectional view similar to FIG. 2 of a second embodiment of a fuel cell stack according to the present invention. 本発明による燃料電池セルスタックユニットの参考例の斜視図である。It is a perspective view of the reference example of the fuel cell stack unit by this invention . 電極接続部材を取付けた燃料電池セルスタックの斜視図である。It is a perspective view of the fuel battery cell stack which attached the electrode connection member. 電極接続部材の斜視図である。It is a perspective view of an electrode connection member. 燃料電池セルスタックユニットの電気の流れを示す概略図である。It is the schematic which shows the flow of electricity of a fuel cell stack unit. 電極接続部材の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows embodiment of an electrode connection member. 電極接続部材の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of an electrode connection member. 燃料電池セルスタックユニットの実施形態の電気の流れを示す概略図である。It is the schematic which shows the flow of electricity of embodiment of a fuel cell stack unit. 本発明による燃料電池セルスタックユニットの実施形態の斜視図である。 1 is a perspective view of an embodiment of a fuel cell stack unit according to the present invention . 本発明による燃料電池の第1の実施形態の概略的な正面図である。1 is a schematic front view of a first embodiment of a fuel cell according to the present invention . 本発明による燃料電池の第2の実施形態の概略的な平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of a second embodiment of a fuel cell according to the present invention . 従来技術の燃料電池セルスタックの斜視図である。It is a perspective view of a conventional fuel cell stack.

以下、図面を参照して本発明による燃料電池セルスタックの参考例及び実施形態を説明する。ここで、燃料電池セルスタックとは、複数の燃料電池セルを含む1つの構造体をいう。 Hereinafter, reference examples and embodiments of a fuel cell stack according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the fuel cell stack refers to one structure including a plurality of fuel cells.

図1は、本発明による燃料電池スタックの参考例の概略的な斜視図である。また、図2は、図1の線II−IIにおける図式的な断面図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view of a reference example of a fuel cell stack according to the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.

図1に示すように、本発明の参考例である燃料電池セルスタック1は、絶縁性で多孔質の基体2と、基体2の周囲を管状に覆い、且つ複数の燃料電池セル4を含むように基体2の上に積層された管状部分6とを有している。この燃料電池セルスタック1では、空気及び燃料ガスの一方が、管状部分6の内側に位置する基体2の中を一方の端部1aから他方の端部1bに流され、空気及び燃料ガスの他方が管状部分6の外側に流される。
以下、例示として、管状部分6の内側に位置する基体2の中を燃料ガスが流れる構造の燃料電池セルスタック1を説明する。また、燃料ガスが流れる方向を管内ガス流れ方向Fと称する。基体2は、管内ガス流れ方向Fと垂直な細長い断面を有し、また、管内ガス流れ方向Fに貫通する複数の孔8を有している。基体2は、例えば、CaやY等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、マグネシア、スピネル、フォルステライトなどの少なくとも一種から形成されることが好ましい。
As shown in FIG. 1, a fuel cell stack 1 which is a reference example of the present invention includes an insulating and porous base 2, a base 2 covering the periphery of the base 2, and including a plurality of fuel cells 4. And a tubular portion 6 laminated on the substrate 2. In this fuel cell stack 1, one of air and fuel gas is caused to flow from one end 1 a to the other end 1 b through the base 2 located inside the tubular portion 6, and the other of air and fuel gas Is caused to flow outside the tubular portion 6.
Hereinafter, as an example, a fuel cell stack 1 having a structure in which fuel gas flows in a base body 2 located inside a tubular portion 6 will be described. The direction in which the fuel gas flows is referred to as a pipe gas flow direction F. The base body 2 has an elongated cross section perpendicular to the in-tube gas flow direction F, and has a plurality of holes 8 penetrating in the in-tube gas flow direction F. The substrate 2 is preferably formed of at least one of zirconia, magnesia, spinel, forsterite and the like doped with at least one selected from rare earth elements such as Ca and Y.

図2に示すように、管状部分6が積層された基体2の周面は、互いに反対側に位置する2つの平面部分10a、10cと、それらを互いに連結し且つ互いに反対側に位置する2つの接続面部分10b、10dとを有している。本参考例では、一方の平面部分10aに2つの燃料電池セル4a、4bが形成され、他方の平面部分10bに2つの燃料電池セル4c、4dが形成されている。各燃料電池セル4a〜4dは、同様の構造を有している。以下、燃料電池セル4aの構成要素に符号aを付してそれを説明し、それに対応する他の燃料電池セル4b〜4dの構成要素にそれぞれ符号b〜dを付して、それらの説明を省略する。なお、図2において、燃料電池セル4a〜4dの構成要素を説明するために、それらの厚さを基体2の厚さに比べて大きくして表している。 As shown in FIG. 2, the peripheral surface of the base body 2 on which the tubular portions 6 are laminated includes two plane portions 10 a and 10 c positioned on the opposite sides, and two plane portions 10 a and 10 c connected to each other and positioned on the opposite sides. It has connecting surface portions 10b and 10d. In this reference example , two fuel cells 4a and 4b are formed on one flat portion 10a, and two fuel cells 4c and 4d are formed on the other flat portion 10b. Each fuel cell 4a-4d has the same structure. Hereinafter, the component a of the fuel battery cell 4a will be described with reference symbol a, and the corresponding component of the other fuel cell 4b-4d will be labeled with reference symbols b to d, and the description thereof will be given. Omitted. In FIG. 2, in order to explain the constituent elements of the fuel cells 4 a to 4 d, their thickness is shown larger than the thickness of the base 2.

燃料電池セル4aは、基体2の上に積層された燃料極12aと、燃料極12aを覆うように積層された電解質14aと、電解質14aの上に積層された空気極16aと、空気極16aの上に積層された集電層18aとを有している。電解質14aは、空気又は燃料ガスを透過させない緻密材料で形成され、燃料極12a及び基体2を覆った管状の構造を有している。なお、電解質14a〜14bは、分離しているわけではなく、一体の層14を構成している。   The fuel cell 4a includes a fuel electrode 12a stacked on the base 2, an electrolyte 14a stacked so as to cover the fuel electrode 12a, an air electrode 16a stacked on the electrolyte 14a, and an air electrode 16a. And a current collecting layer 18a laminated thereon. The electrolyte 14 a is formed of a dense material that does not allow air or fuel gas to pass therethrough, and has a tubular structure that covers the fuel electrode 12 a and the substrate 2. The electrolytes 14a to 14b are not separated but constitute an integral layer 14.

燃料極12aは、例えば、Niと、CaやY、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Niと、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリアとの混合体、Niと、Sr、Mg、Co、Fe、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレートとの混合体、の少なくとも一種から形成される。   The fuel electrode 12a includes, for example, a mixture of Ni and a zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Ca, Y, and Sc, and a mixture of Ni and ceria doped with at least one selected from rare earth elements. And a mixture of Ni and lanthanum gallate doped with at least one selected from Sr, Mg, Co, Fe, and Cu.

電解質14aは、例えば、Y、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリア、Sr、Mgから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレート、の少なくとも一種から形成される。   The electrolyte 14a is, for example, zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Y and Sc, ceria doped with at least one selected from rare earth elements, and lanthanum gallate doped with at least one selected from Sr and Mg. It is formed from at least one kind.

空気極16aは、例えば、Sr、Caから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンマンガナイト、Sr、Co、Ni、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンフェライト、Sr、Fe、Ni、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたサマリウムコバルト、銀、などの少なくとも一種から形成される。   The air electrode 16a is selected from, for example, lanthanum manganite doped with at least one selected from Sr and Ca, lanthanum ferrite doped with at least one selected from Sr, Co, Ni and Cu, Sr, Fe, Ni and Cu. It is formed from at least one of samarium cobalt, silver, etc. doped with at least one.

集電層18aは、導電性及び空気透過性という観点から、銀を含有する多孔質導電性膜であることが好ましい。   The current collecting layer 18a is preferably a porous conductive film containing silver from the viewpoint of conductivity and air permeability.

基体2の厚さTは、例えば、2mmであり、燃料極12aの厚さは、例えば、50μmであり、電解質14aの厚さは、例えば、30μmであり、空気極16aの厚さは、例えば、30μmであり、集電層18aの厚さは、例えば10μmである。基体2の幅Wは、例えば、30mmであり、基体2の長さLは、例えば、80mmである(図1参照)。   The thickness T of the substrate 2 is, for example, 2 mm, the thickness of the fuel electrode 12a is, for example, 50 μm, the thickness of the electrolyte 14a is, for example, 30 μm, and the thickness of the air electrode 16a is, for example, 30 μm, and the thickness of the current collecting layer 18 a is, for example, 10 μm. The width W of the base 2 is, for example, 30 mm, and the length L of the base 2 is, for example, 80 mm (see FIG. 1).

燃料電池セルスタック1は、更に、燃料電池セル4a〜4dを直列に接続するためのインターコネクタ20a〜20d及び延長集電層22を有している。   The fuel cell stack 1 further includes interconnectors 20a to 20d and an extended current collecting layer 22 for connecting the fuel cells 4a to 4d in series.

インターコネクタ20a〜20dはそれぞれ、各燃料電池セル4a〜4dの燃料極12から電解質14を貫いて突出し、且つ、空気極16及び集電層18と離間している。インターコネクタ20a〜20dは、例えば、Sr、Ca、Mgから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンクロマイト、銀ろう、銀及び銀を含む合金、銀とガラスの混合体、などの少なくとも一種から形成される。インターコネクタ20a〜20dの厚さは、例えば、60μmである。   The interconnectors 20 a to 20 d protrude from the fuel electrode 12 of each fuel cell 4 a to 4 d through the electrolyte 14 and are separated from the air electrode 16 and the current collecting layer 18. The interconnectors 20a to 20d are formed of, for example, at least one of lanthanum chromite doped with at least one selected from Sr, Ca and Mg, silver brazing, an alloy containing silver and silver, a mixture of silver and glass, and the like. . The thickness of the interconnectors 20a to 20d is, for example, 60 μm.

延長集電層22は、一方の接続面部分10bの電解質14の上に積層されている。延長集電層22は、電気的接続という観点から、銀を含有する導電性部材であることが好ましく、集電層18と同一の材料であっても良いし、インターコネクタ20a〜dと同一の材料であっても良い。延長集電層22の厚さは、例えば、20μmである。   The extended current collecting layer 22 is laminated on the electrolyte 14 of one connection surface portion 10b. The extended current collecting layer 22 is preferably a conductive member containing silver from the viewpoint of electrical connection, and may be the same material as the current collecting layer 18 or the same as the interconnectors 20a to 20d. It may be a material. The extension current collecting layer 22 has a thickness of 20 μm, for example.

図1に示すように、各燃料電池セル4a〜4d、インターコネクタ20a〜20d及び延長集電層22は、一方の端部1aから他方の端部1bまで延びる形態を有している。図1には、燃料電池セル4a、4bの集電層18a、18b、インターコネクタ20a及び延長集電層22が見えている。燃料極12a〜12d、空気極16a〜16d及び集電層18a〜18dは、矩形に積層されている。   As shown in FIG. 1, each of the fuel cells 4a to 4d, the interconnectors 20a to 20d, and the extended current collecting layer 22 have a form extending from one end 1a to the other end 1b. In FIG. 1, the current collecting layers 18a and 18b, the interconnector 20a, and the extended current collecting layer 22 of the fuel cells 4a and 4b are visible. The fuel electrodes 12a to 12d, the air electrodes 16a to 16d, and the current collecting layers 18a to 18d are stacked in a rectangular shape.

4つの燃料電池セル4a〜4dは、管状部分6の周方向に1列に配列されると共に、互いに電気的に直列に接続されている。具体的には、図2に示すように、第1の燃料電池セル4aの空気極16a及び集電層18aと第2の燃料電池セル4bの燃料極12bとがインターコネクタ20bを介して接続され、第2の燃料電池セル4bの集電層18と第3の燃料電池セル4cの燃料極12cとが延長集電層22及びインターコネクタ20cを介して接続され、第3の燃料電池セル4cの空気極16c及び集電層18cと第4の燃料電池セル4dの燃料極12dとがインターコネクタ20dを介して接続されている。それにより、第4の燃料電池セル4dから第3及び第2の燃料電池セル4c、4bを介して第1の燃料電池セル4aまで延びる直列接続セルグループ、即ち、互いに直列に接続された一連の燃料電池セル4のグループ24aが構成される。本参考例では、燃料電池セルスタック1は、単一の直列接続セルグループ24aを有している。直列接続セルグループ24aにおいて、インターコネクタ20aは、燃料極端子26として作用し、第4の燃料電池セル4dの集電層18dは、空気極端子27として作用し、燃料極端子26と空気極端子27との間の電圧が取り出される。上記接続はすべて、一方の端部1aから他方の端部1bにわたってなされている。 The four fuel cells 4a to 4d are arranged in a line in the circumferential direction of the tubular portion 6 and are electrically connected to each other in series. Specifically, as shown in FIG. 2, the air electrode 16a and the current collecting layer 18a of the first fuel cell 4a and the fuel electrode 12b of the second fuel cell 4b are connected via an interconnector 20b. The current collecting layer 18 of the second fuel battery cell 4b and the fuel electrode 12c of the third fuel battery cell 4c are connected via the extended current collecting layer 22 and the interconnector 20c, and the third fuel battery cell 4c The air electrode 16c and the current collecting layer 18c are connected to the fuel electrode 12d of the fourth fuel cell 4d via the interconnector 20d. Thereby, a series connection cell group extending from the fourth fuel cell 4d to the first fuel cell 4a via the third and second fuel cells 4c, 4b, that is, a series of series connected to each other in series. A group 24a of fuel cells 4 is configured. In this reference example , the fuel cell stack 1 has a single series-connected cell group 24a. In the series-connected cell group 24a, the interconnector 20a functions as the fuel electrode terminal 26, the current collecting layer 18d of the fourth fuel cell 4d functions as the air electrode terminal 27, and the fuel electrode terminal 26 and the air electrode terminal. 27 is taken out. All of the above connections are made from one end 1a to the other end 1b.

第1の燃料電池セル4aの空気極16a及び第3の燃料電池セル4cの空気極16cはそれぞれ、インターコネクタ20b、20dに接続されていなくてもよい。しかしながら、図2に示すように、空気極16a、16cは、集電層18a、18cと共にインターコネクタ20b、20dに接続されるように配置されることが好ましい。それにより、空気極16a、16cとインターコネクタ20b、20dとの間の電気的接続の信頼性を確保することができると共に、集電層18a、18cを介して露出される空気極16a、16cの面積を広くして、発電出力を増大させることができる。   The air electrode 16a of the first fuel cell 4a and the air electrode 16c of the third fuel cell 4c may not be connected to the interconnectors 20b and 20d, respectively. However, as shown in FIG. 2, the air electrodes 16a and 16c are preferably arranged so as to be connected to the interconnectors 20b and 20d together with the current collecting layers 18a and 18c. Thereby, the reliability of the electrical connection between the air electrodes 16a and 16c and the interconnectors 20b and 20d can be ensured, and the air electrodes 16a and 16c exposed through the current collecting layers 18a and 18c can be secured. The power generation output can be increased by increasing the area.

次に、本発明の参考例による燃料電池セルスタック作り方の一例を説明する。 Next, an example of how to make a fuel cell stack according to a reference example of the present invention will be described.

先ず、絶縁性の基体原料粉末を押出し成形することによって、多孔性の基体2を形成する。多孔の程度を調整するという観点から、原料粉末に球状粒子のセルロースや繊維状のグラファイト等の造孔材などを添加してもよい。   First, a porous substrate 2 is formed by extruding an insulating substrate raw material powder. From the viewpoint of adjusting the degree of porosity, a pore former such as spherical particles of cellulose or fibrous graphite may be added to the raw material powder.

次いで、燃料極12a〜12dを基体2の上にスクリーン印刷する。スクリーン印刷は、基体2を周方向に回すように行い、両方の平面部分10a、10cについて行う。燃料極12a〜12dをスクリーン印刷する代わりに、例えば、予めシート状に成形した燃料極12a〜12dを基体2の上にドクターブレード法によって貼り付けてもよい。   Next, the fuel electrodes 12 a to 12 d are screen-printed on the substrate 2. Screen printing is performed so that the base 2 is rotated in the circumferential direction, and is performed on both planar portions 10a and 10c. Instead of screen printing the fuel electrodes 12a to 12d, for example, the fuel electrodes 12a to 12d previously formed into a sheet shape may be attached to the base 2 by the doctor blade method.

次いで、インターコネクタ20a〜20dが形成される部分をマスキングして、電解質14をスラリーコートし、基体2と燃料極12a〜12dと電解質14とを、例えば、1400℃で共焼成する。   Next, portions where the interconnectors 20a to 20d are formed are masked, the electrolyte 14 is slurry-coated, and the substrate 2, the fuel electrodes 12a to 12d, and the electrolyte 14 are co-fired at 1400 ° C., for example.

次いで、空気極16a〜16dを、燃料極12a〜12dと同様にしてスクリーン印刷し、例えば、1100℃で焼成する。空気極16a〜16dをスクリーン印刷する代わりに、例えば、予めシート状に成形した空気極16a〜16dを電解質14の上にドクターブレード法によって貼り付けてもよい。   Next, the air electrodes 16a to 16d are screen-printed in the same manner as the fuel electrodes 12a to 12d, and fired at 1100 ° C., for example. Instead of screen printing the air electrodes 16a to 16d, for example, the air electrodes 16a to 16d previously formed into a sheet shape may be attached to the electrolyte 14 by a doctor blade method.

次いで、インターコネクタ20a〜20dをスクリーン印刷によって形成する。インターコネクタ20a〜20dをスクリーン印刷する変わりに、例えば、インターコネクタ粉末をペースト化して直接塗布してもよい。インターコネクタ20a〜20dは、空気極16a〜16dと直接接続されるように形成されることが好ましい。   Next, the interconnectors 20a to 20d are formed by screen printing. Instead of screen printing the interconnectors 20a to 20d, for example, the interconnector powder may be pasted and applied directly. The interconnectors 20a to 20d are preferably formed so as to be directly connected to the air electrodes 16a to 16d.

最後に、集電層18a〜18d及び延長集電層22をスクリーン印刷によって形成し、インターコネクタ20a〜20d、集電層18a〜18d及び延長集電層22を、例えば、800℃で共焼成する。集電層18a〜18d及び延長集電層22をスクリーン印刷する代わりに、例えば、予めシート状に成形した集電層18a〜18dを空気極16a〜16d及びインターコネクタ20b〜20dの上にドクターブレード法によって貼り付けてもよい。   Finally, the current collecting layers 18a to 18d and the extended current collecting layer 22 are formed by screen printing, and the interconnectors 20a to 20d, the current collecting layers 18a to 18d and the extended current collecting layer 22 are co-fired at 800 ° C., for example. . Instead of screen printing the current collecting layers 18a to 18d and the extended current collecting layer 22, for example, the current collecting layers 18a to 18d previously formed into a sheet shape are doctor blades on the air electrodes 16a to 16d and the interconnectors 20b to 20d. You may paste by the method.

次に、本発明の参考例による燃料電池セルの動作を説明する。 Next, the operation of the fuel cell according to the reference example of the present invention will be described.

基体2の孔8に一方の端部1aから燃料ガスを供給する。基体2が多孔質であるため、燃料ガスは、孔8だけでなく、基体2全体に行き渡る。燃料ガスは、水素や、炭化水素燃料を改質した改質ガス等を含み、燃料極12と作用する。燃料ガスは、発電反応により、他方の端部1bに向かうにつれて薄まる。   Fuel gas is supplied to the hole 8 of the base body 2 from one end 1a. Since the substrate 2 is porous, the fuel gas spreads not only to the holes 8 but to the entire substrate 2. The fuel gas includes hydrogen, a reformed gas obtained by reforming hydrocarbon fuel, and the like, and acts on the fuel electrode 12. The fuel gas becomes thinner toward the other end 1b due to the power generation reaction.

また、燃料電池セルスタック1の管状部分6の周りに且つ他方の端部1bに向かって、空気を供給する。空気は、酸素を含み、多孔質である集電層18を通り抜けて空気極16と作用する。空気は、発電反応により、他方の端部1bに向かうにつれて薄まるけれども、空気は、通常、燃料電池の作動温度をコントロールする目的で、比較的大量に供給される。   Air is supplied around the tubular portion 6 of the fuel cell stack 1 and toward the other end 1b. The air contains oxygen and passes through the porous current collecting layer 18 to interact with the air electrode 16. Although air becomes thinner toward the other end 1b due to a power generation reaction, air is usually supplied in a relatively large amount for the purpose of controlling the operating temperature of the fuel cell.

燃料極端子26、即ち、インターコネクタ20aと、空気極端子27、即ち、第4の燃料電池セル4dの集電層18dとを電気的に接続することにより、燃料電池セルスタック1の発電効果が得られる。   By electrically connecting the fuel electrode terminal 26, that is, the interconnector 20a, and the air electrode terminal 27, that is, the current collecting layer 18d of the fourth fuel cell 4d, the power generation effect of the fuel cell stack 1 is obtained. can get.

燃料極12a〜12dと作用しなかった燃料ガスは、他方の端部1bから出たところで、空気中の酸素と共に燃焼される。   The fuel gas that has not acted on the fuel electrodes 12a to 12d is combusted together with oxygen in the air when it exits from the other end 1b.

本発明の参考例による燃料電池セルスタック1では、他方の端部1bにおいて燃料枯れが生じた場合であっても、一方の端部1aにおいて各燃料電池セル4が機能しているため、燃料電池セル4自体が不良になることはない。その結果、燃料電池セルスタック1の発電効果が維持され、信頼性が高い燃料電池セルスタック1を提供することができる。 In the fuel cell stack 1 according to the reference example of the present invention, each fuel cell 4 functions at the one end 1a even when the fuel ends up at the other end 1b. The cell 4 itself does not become defective. As a result, the power generation effect of the fuel cell stack 1 is maintained, and the fuel cell stack 1 with high reliability can be provided.

また、他方の端部1bにおいて燃料枯れが生じた場合、各燃料電池セル4の発電効率は低下するけれども、燃料電池セル4が管内ガス流れ方向Fに対して垂直な周方向に1列に配列されているので、電気的に直列に接続された各燃料電池セル4a〜4dの発電効率の低下はほぼ同じである。従って、各燃料電池セル4a〜4dによる発生電圧はほぼ一定であり、各燃料電池セル4a〜4dの劣化が防止され、即ち、耐久性が向上する。   In addition, when fuel withering occurs at the other end 1b, the power generation efficiency of each fuel cell 4 decreases, but the fuel cells 4 are arranged in a row in the circumferential direction perpendicular to the in-pipe gas flow direction F. Therefore, the reduction in power generation efficiency of each of the fuel cells 4a to 4d electrically connected in series is almost the same. Accordingly, the voltage generated by each of the fuel cells 4a to 4d is substantially constant, and the deterioration of each of the fuel cells 4a to 4d is prevented, that is, the durability is improved.

また、本発の参考例による燃料電池セルスタック1は、従来技術の燃料電池セルスタックと異なり、燃料極12a〜12d、空気極16a〜16d、集電層18a〜18dの面積を各燃料電池セル4a〜4dにおいて同じにすることができるので、設計及び製造が容易になる。例えば、燃料電池セルスタック1の発生電圧を増加させたい場合には、セル数を増やせばよく、その電流を増加させたい場合には、燃料極12a〜12d及び空気極16a〜16dの面積を広げればよい。従って、本発明の参考例による燃料電池セルスタック1によれば、小型であっても、比較的高い電圧発生させることが容易である。 Also, the fuel cell stack 1 according to the reference example of the present invention differs from the conventional fuel cell stack in that the area of the fuel electrodes 12a to 12d, the air electrodes 16a to 16d, and the current collecting layers 18a to 18d is set to each fuel cell. Since it can be made the same in 4a-4d, a design and manufacture become easy. For example, in order to increase the generated voltage of the fuel cell stack 1, the number of cells may be increased. To increase the current, the areas of the fuel electrodes 12a to 12d and the air electrodes 16a to 16d can be increased. That's fine. Therefore, according to the fuel cell stack 1 according to the reference example of the present invention, it is easy to generate a relatively high voltage even if it is small.

次に、本発明による燃料電池セルスタックの第の実施形態を説明する。図3は、本発明による燃料電池セルスタックの第の実施形態の図2と同様の断面図である。 Next, a first embodiment of a fuel cell stack according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of the first embodiment of the fuel cell stack according to the present invention.

図3に示すように、本発明の第の実施形態である燃料電池セルスタック30は、燃料電池セル4a〜4dの接続の仕方が異なること以外、参考例である燃料電池セルスタック1と同様の構造を有している。概略的には、第2と第3の燃料電池セル4b、4cが電気的に直列に接続され、第4と第1の燃料電池セル4d、4aが電気的に直列に接続されている。 As shown in FIG. 3, the fuel cell stack 30 according to the first embodiment of the present invention is the same as the fuel cell stack 1 as the reference example except that the connection method of the fuel cells 4 a to 4 d is different. It has the structure of. Schematically, the second and third fuel cells 4b and 4c are electrically connected in series, and the fourth and first fuel cells 4d and 4a are electrically connected in series.

詳細には、第2の燃料電池セル4bの集電層18bと第3の燃料電池セル4cの燃料極12cとが、一方の接続面部分10bの電解質14の上に積層された延長集電層22及びインターコネクタ20cを介して接続されている。それにより、第3の燃料電池セル4cから第2の燃料電池セル4bまで延びる第1の直列接続セルグループ24bが構成される。第1の直列接続セルグループ24bにおいて、インターコネクタ20bは、燃料極端子26aとして作用し、第3の燃料電池セル4cの集電層18cは、空気極端子27aとして作用し、燃料極端子26aと空気極端子27aとの間の電圧が取り出される。   Specifically, the extended current collecting layer in which the current collecting layer 18b of the second fuel battery cell 4b and the fuel electrode 12c of the third fuel battery cell 4c are stacked on the electrolyte 14 of one connecting surface portion 10b. 22 and the interconnector 20c. Thereby, the first series connection cell group 24b extending from the third fuel cell 4c to the second fuel cell 4b is configured. In the first series-connected cell group 24b, the interconnector 20b functions as the fuel electrode terminal 26a, and the current collecting layer 18c of the third fuel cell 4c functions as the air electrode terminal 27a. The voltage between the air electrode terminal 27a is taken out.

また、第4の燃料電池セル4dの集電層18dと第1の燃料電池セル4aの燃料極12aとが、他方の接続面部分10dの電解質14の上に積層された延長集電層23及びインターコネクタ20aを介して接続されている。それにより、第1の燃料電池セル4aから第4の燃料電池セル4dまで延びる第2の直列接続セルグループ24cが構成される。第2の直列接続セルグループ24cは、第1の直列接続セルグループ24bに対して絶縁されている。第2の直列接続セルグループ24cにおいて、インターコネクタ20dは、燃料極端子26bとして作用し、第1の燃料電池セル4aの集電層18aは、空気極端子27bとして作用し、燃料極端子26bと空気極端子27bとの間の電圧が取り出される。   Also, an extended current collecting layer 23 in which the current collecting layer 18d of the fourth fuel cell 4d and the fuel electrode 12a of the first fuel cell 4a are laminated on the electrolyte 14 of the other connecting surface portion 10d, and It is connected via the interconnector 20a. Thereby, the 2nd series connection cell group 24c extended from the 1st fuel cell 4a to the 4th fuel cell 4d is comprised. The second series connection cell group 24c is insulated from the first series connection cell group 24b. In the second series-connected cell group 24c, the interconnector 20d functions as the fuel electrode terminal 26b, and the current collecting layer 18a of the first fuel cell 4a functions as the air electrode terminal 27b. The voltage between the air electrode terminal 27b is taken out.

かくして、本実施形態では、燃料電池セルスタック30は、2つの直列接続セルグループ24b、24cを有している。第1の直列接続セルグループ24bの燃料極端子26a及び第2の直列接続セルグループ24cの空気極端子27bが、一方の平面部分10aに配置され、第1の直列接続セルグループ24bの空気極端子27b及び第2の直列接続セルグループ24cの燃料極端子26bが他方の平面部分10cに配置されることが好ましい。   Thus, in the present embodiment, the fuel cell stack 30 has two series-connected cell groups 24b and 24c. The fuel electrode terminal 26a of the first series connection cell group 24b and the air electrode terminal 27b of the second series connection cell group 24c are arranged on one plane portion 10a, and the air electrode terminal of the first series connection cell group 24b. It is preferable that the fuel electrode terminal 26b of 27b and the 2nd series connection cell group 24c is arrange | positioned at the other plane part 10c.

次に、燃料電池セルスタックの第の実施形態を説明する。図4は、本発明による燃料電池セルスタックの第の実施形態の図2と同様の断面図である。 Next, a second embodiment of the fuel cell stack will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of the second embodiment of the fuel cell stack according to the present invention.

図4に示すように、本発明の第の実施形態である燃料電池セルスタック40は、燃料電池セル4a〜4dの接続の仕方が異なること以外、参考例である燃料電池セルスタック1と同様の構造を有している。概略的には、第2〜第4と第1の燃料電池セル4b、4c、4d、4aが電気的に直列に接続されている。 As shown in FIG. 4, the fuel cell stack 40 according to the second embodiment of the present invention is the same as the fuel cell stack 1 as the reference example except that the connection method of the fuel cells 4a to 4d is different. It has the structure of. Schematically, the second to fourth and first fuel cells 4b, 4c, 4d, 4a are electrically connected in series.

詳細には、図4に示すように、第2の燃料電池セル4bの集電層18dと第3の燃料電池セル4cの燃料極12cとが延長集電層22及びインターコネクタ20cを介して接続され、第3の燃料電池セル4cの空気極16c及び集電層18cと第4の燃料電池セル4dの燃料極12dとがインターコネクタ20dを介して接続され、第4の燃料電池セル4dの集電層18dと第1の燃料電池セル4aの燃料極12aとが延長集電層23及びインターコネクタ20aを介して接続されている。それにより、第1の燃料電池セル4aから第4及び第3の燃料電池セル4d、4cを介して第2の燃料電池セル4bまで延びる直列接続セルグループ24dが構成される。本実施形態では、燃料電池セルスタック40は、単一の直列接続セルグループ24dを有している。直列接続セルグループ24dにおいて、インターコネクタ20bは、燃料極端子26として作用し、第1の燃料電池セル4aの集電層18aは、空気極端子27として作用し、燃料極端子26と空気極端子27との間の電圧が取り出される。   Specifically, as shown in FIG. 4, the current collecting layer 18d of the second fuel cell 4b and the fuel electrode 12c of the third fuel cell 4c are connected via the extended current collecting layer 22 and the interconnector 20c. Then, the air electrode 16c and the current collecting layer 18c of the third fuel cell 4c and the fuel electrode 12d of the fourth fuel cell 4d are connected via the interconnector 20d, and the fourth fuel cell 4d is collected. The electric layer 18d and the fuel electrode 12a of the first fuel cell 4a are connected via the extended current collecting layer 23 and the interconnector 20a. Thereby, a series connection cell group 24d extending from the first fuel cell 4a to the second fuel cell 4b via the fourth and third fuel cells 4d and 4c is formed. In the present embodiment, the fuel cell stack 40 has a single series-connected cell group 24d. In the series-connected cell group 24d, the interconnector 20b functions as the fuel electrode terminal 26, the current collecting layer 18a of the first fuel cell 4a functions as the air electrode terminal 27, and the fuel electrode terminal 26 and the air electrode terminal. 27 is taken out.

次に、燃料電池セルスタックユニットの参考例を説明する。図5は、本発明による燃料電池セルスタックユニットの参考例の斜視図である。 Next, a reference example of the fuel cell stack unit will be described. FIG. 5 is a perspective view of a reference example of the fuel cell stack unit according to the present invention.

本発明の参考例である燃料電池セルスタックユニット50は、燃料ガスマニホールド52と、その上に配置された25個の参考例の燃料電池セルスタック1とを有している。 A fuel cell stack unit 50 as a reference example of the present invention has a fuel gas manifold 52 and 25 fuel cell stacks 1 according to a reference example disposed thereon.

燃料ガスマニホールド52は、横長の直方体形状の密封箱であり、その内部に、燃料ガスが充填される燃料ガス空間54を有している。燃料ガス空間54は、各燃料電池セルスタック1の孔8と連通している。燃料ガス空間54には、燃料ガス供給管(図示せず)から燃料ガスが供給される。燃料ガス供給管(図示せず)は、改質ガス装置(図示せず)に接続されることが好ましい。   The fuel gas manifold 52 is a horizontally long rectangular parallelepiped sealed box, and has a fuel gas space 54 filled with fuel gas therein. The fuel gas space 54 communicates with the hole 8 of each fuel cell stack 1. Fuel gas is supplied to the fuel gas space 54 from a fuel gas supply pipe (not shown). The fuel gas supply pipe (not shown) is preferably connected to a reformed gas apparatus (not shown).

燃料電池セルスタック1は、隣接した燃料電池セル1の平面部分10a、10bが対向するように且つ1列に燃料ガスマニホールド52の上にロウ付け又はガラスを用いて気密に固定されている。隣接した燃料電池セル1は、電極接続部材56を介して電気的に直列に接続されている。   The fuel cell stack 1 is airtightly fixed using brazing or glass on the fuel gas manifold 52 in a row so that the planar portions 10a and 10b of the adjacent fuel cells 1 face each other. Adjacent fuel cells 1 are electrically connected in series via electrode connection members 56.

図6は、電極接続部材を取付けた燃料電池セルスタックの斜視図である。図7は、電極接続部材の斜視図である。図8は、燃料電池セルスタックユニットの電流の流れを示す概略図である。   FIG. 6 is a perspective view of a fuel cell stack having an electrode connecting member attached thereto. FIG. 7 is a perspective view of the electrode connection member. FIG. 8 is a schematic diagram showing the flow of current in the fuel cell stack unit.

図6及び図7に示すように、電極接続部材56は、燃料電池セルスタック1の他方の端部1bに取付けることが可能な取付け部56aと、取付け部から下方に延びる接続部56bとを有している。取付け部56aは、燃料電池セルスタック1の他方の端部1bを締め付けるように嵌め込み可能なC字形断面形状を有している。接続部56bは、隣接した燃料電池セルスタック1の間で押圧されて撓み可能なU字形断面形状を有している。接続部56bは、互いに隣接した一方の燃料電池セルスタック1の第1の燃料電池セル4aのインターコネクタ20と他方の燃料電池セルスタック1の第4の燃料電池セル4dの集電層18とに押付けられ、一方の端部1aから他方の端部1bにわたって接触している。それにより、隣接した燃料電池セルスタック1が電気的に直列に且つ確実に接続されている。
かくして、図8に示すように、燃料電池セルスタックユニット60の燃料極端子26u及び空気極端子27uはそれぞれ、一方の側の燃料電池セルスタック1の燃料極端子26及び他方の側の空気極端子27であり、電流が矢印A1で示す経路で流れる。電極接続部材56と燃料電池セルスタック1をより確実に接続するという観点から、電極接続部材56と燃料電池セルスタック1との間に導電性接着剤や銀とガラスの混合体を介在させてもよい。
As shown in FIGS. 6 and 7, the electrode connection member 56 has an attachment portion 56 a that can be attached to the other end 1 b of the fuel cell stack 1, and a connection portion 56 b that extends downward from the attachment portion. doing. The attachment portion 56a has a C-shaped cross-sectional shape that can be fitted so as to tighten the other end portion 1b of the fuel cell stack 1. The connecting portion 56b has a U-shaped cross-sectional shape that can be pressed and bent between the adjacent fuel cell stacks 1. The connecting portion 56b is connected to the interconnector 20 of the first fuel cell 4a of one fuel cell stack 1 adjacent to each other and the current collecting layer 18 of the fourth fuel cell 4d of the other fuel cell stack 1. It is pressed and contacts from one end 1a to the other end 1b. Thereby, the adjacent fuel cell stacks 1 are electrically connected in series and reliably.
Thus, as shown in FIG. 8, the fuel electrode terminal 26u and the air electrode terminal 27u of the fuel cell stack unit 60 are respectively the fuel electrode terminal 26 of the fuel cell stack 1 on one side and the air electrode terminal on the other side. 27, and the current flows along the path indicated by the arrow A1. From the viewpoint of more reliably connecting the electrode connecting member 56 and the fuel cell stack 1, a conductive adhesive or a mixture of silver and glass may be interposed between the electrode connecting member 56 and the fuel cell stack 1. Good.

電極接続部材56は、例えば、銀やランタンクロマイトやランタンコバルタイトなどで被覆された各種金属、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属を、板金加工等することによって形成されることが好ましい。また、電極接続部材56はU字部厚さ方向に電流が流れるという観点、燃料電池セルスタック1の外側に流れる反応ガスの流れを整流するという観点から、緻密体であることが好ましい。   The electrode connection member 56 is formed by, for example, sheet metal processing or the like of various metals covered with silver, lanthanum chromite, lanthanum cobaltite, or the like, stainless steel, nickel base alloy, chromium base alloy, or the like. Is preferred. The electrode connecting member 56 is preferably a dense body from the viewpoint that current flows in the thickness direction of the U-shaped portion and from the viewpoint of rectifying the flow of the reaction gas flowing outside the fuel cell stack 1.

電極接続部材56は、対向した燃料電池セル4の間で一方の端部1aから他方の端部1bにわたって延びているので、その一部分で接触不良があっても、燃料電池セル4の電気的な接続状態が維持され、燃料電池セルスタックユニット50の信頼性が向上する。   Since the electrode connecting member 56 extends from one end 1a to the other end 1b between the fuel cells 4 facing each other, even if there is a contact failure in a part thereof, the electrical connection of the fuel cell 4 The connection state is maintained, and the reliability of the fuel cell stack unit 50 is improved.

図9及び図10は、電極接続部材の実施形態及び変形例を示す斜視図である。 9 and 10 are perspective views showing an embodiment and a modification of the electrode connecting member.

図9に示すように、実施形態の電極接続部材58は、電極部材56の接続部56bと同様、隣接した燃料電池セルスタック1の間で押圧されて撓み可能にY字形状に折り曲げられた金属シートである。変形例の電極接続部材58は、それを隣接した燃料電池セルスタック1の間に押し込むことによってそれらの間に且つ一方の端部1aから他方の端部1bにわたって取付けられる。電極接続部材58と燃料電池セルスタック1をより確実に接続するという観点から、電極接続部材58と燃料電池セルスタック1との間に導電性接着剤や銀とガラスの混合体を介在させてもよい。 As shown in FIG. 9, the electrode connection member 58 of the embodiment, similar to the connection portion 56b of the electrode member 56, bent to allow the Y-shaped deflection is pressed between the adjacent fuel cell stack 1 metal It is a sheet. The modified electrode connecting member 58 is attached between them by pushing it between adjacent fuel cell stacks 1 and from one end 1a to the other end 1b. From the viewpoint of more reliably connecting the electrode connection member 58 and the fuel cell stack 1, a conductive adhesive or a mixture of silver and glass may be interposed between the electrode connection member 58 and the fuel cell stack 1. Good.

図10に示すように、変形例の電極接続部材60は、撓み可能な材料で形成されると共に、例えば、銀やランタンクロマイトやランタンコバルタイトなどで被覆された各種金属、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属のスポンジ状やフェルト状、ランタンクロマイトなどのセラミック多孔質材料で形成される。変形例の電極接続部材60は、それを隣接した燃料電池セルスタック1の間に押し込むことによってそれらの間に且つ一方の端部1aから他方の端部1bにわたって取付けられる。電極接続部材60と燃料電池セルスタック1をより確実に接続するという観点から、電極接続部材60と燃料電池セルスタック1との間に導電性接着剤や銀とガラスの混合体を介在させてもよい。   As shown in FIG. 10, the electrode connection member 60 of the modified example is formed of a material that can be bent and, for example, various metals coated with silver, lanthanum chromite, lanthanum cobaltite, etc., stainless steel, nickel-base alloy It is made of a porous ceramic material such as sponge-like, felt-like or lanthanum chromite of a heat-resistant metal such as a chromium-based alloy. The electrode connection member 60 of the modified example is attached between them by pushing it between the adjacent fuel cell stacks 1 and from one end 1a to the other end 1b. From the viewpoint of more reliably connecting the electrode connecting member 60 and the fuel cell stack 1, a conductive adhesive or a mixture of silver and glass may be interposed between the electrode connecting member 60 and the fuel cell stack 1. Good.

図11は、燃料電池セルスタックユニットの実施形態の電流の流れを示す概略図である。 FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a current flow in the embodiment of the fuel cell stack unit.

図11に示すように、実施形態の燃料電池セルスタックユニット62では、複数の第の実施形態の燃料電池セルスタック30と、1つの第の実施形態の燃料電池セルスタック40とが燃料ガスマニホールドの上に固定され、それらが実施形態の電極接続部材58によって電気的に直列に接続されている。具体的には、電極接続部材58は、互いに隣接した一方の燃料電池セルスタック30の第1の直列接続セルグループ24bの空気極端子27aと他方の燃料電池セルスタック30の第1の直列接続セルグループ24bの燃料極端子26aとに押付けられ、接触している。また、電極接続部材58は、互いに隣接した一方の燃料電池セルスタック30の第2の直列接続セルグループ24cの燃料極端子26bと他方の燃料電池セルスタック30の第2の直列接続セルグループ24cの空気極端子27bとに押付けられ、接触している。かくして、電流は、図11に示す矢印A2の経路で流れる。 As shown in FIG. 11, in the fuel cell stack unit 62 of the embodiment, the fuel cell stack 30 of a plurality of the first embodiment, one fuel cell stack 40 and the fuel gas in the second embodiment They are fixed on the manifold and are electrically connected in series by the electrode connecting member 58 of the embodiment . Specifically, the electrode connection member 58 includes the air electrode terminal 27a of the first series connection cell group 24b of one fuel cell stack 30 adjacent to each other and the first series connection cell of the other fuel cell stack 30 . It is pressed against and in contact with the fuel electrode terminal 26a of the group 24b. In addition, the electrode connection member 58 includes the fuel electrode terminal 26b of the second series connection cell group 24c of one fuel cell stack 30 adjacent to each other and the second series connection cell group 24c of the other fuel cell stack 30 . It is pressed against and in contact with the air electrode terminal 27b. Thus, the current flows along the path indicated by the arrow A2 shown in FIG.

この場合、燃料電池セルスタックユニット62の燃料極端子26u及び空気極端子27uはそれぞれ、第の実施形態の燃料電池セルスタック40から最も遠くに位置する第の実施形態の燃料電池セルスタック30の燃料極端子26a及び空気極端子27bになる。従って、燃料極端子26u及び空気極端子27uへの配線作業が、燃料電池セルスタック30の数に係わらず共通になるので、燃料電池セルスタック30の組立てるとき及びその数を増減させるときの作業が容易になる。 In this case, the fuel electrode terminal 26u and the air electrode terminal 27u of the fuel cell stack unit 62 are each located farthest from the fuel cell stack 40 of the second embodiment, and the fuel cell stack 30 of the first embodiment. Fuel electrode terminal 26a and air electrode terminal 27b. Accordingly, the wiring work to the fuel electrode terminal 26u and the air electrode terminal 27u becomes common regardless of the number of the fuel cell stacks 30, so that the work when assembling the fuel cell stack 30 and increasing / decreasing the number of the fuel cell stacks 30 are performed. It becomes easy.

次に、燃料電池セルスタックユニットの実施形態を説明する。図12は、本発明による燃料電池セルスタックユニットの実施形態の斜視図である。 Next, an embodiment of the fuel cell stack unit will be described. FIG. 12 is a perspective view of an embodiment of a fuel cell stack unit according to the present invention.

本発明の実施形態である燃料電池セルスタックユニット70は、燃料ガスマニホールド72と、その側面72a、72bに配置された4個の燃料電池セルスタック76とを有している。 The fuel cell stack unit 70 according to the embodiment of the present invention includes a fuel gas manifold 72 and four fuel cell stacks 76 disposed on the side surfaces 72a and 72b.

燃料電池セルスタック76は、上述した参考例の燃料電池セルスタック1の変形形態であり、平面部分10a、10cのそれぞれに配置した燃料電池セル4の個数が5つであること以外、燃料電池セルスタック1と同様の構造を有している。 The fuel cell stack 76 is a modification of the fuel cell stack 1 of the reference example described above, except that the number of the fuel cells 4 arranged in each of the planar portions 10a and 10c is five. It has the same structure as the stack 1.

燃料ガスマニホールド72は、横長の直方体形状の密封箱であり、その内部に、燃料ガスが充填される燃料ガス空間74を有している。燃料ガス空間74は、各燃料電池セルスタック76の孔8と燃料ガス空間74とが連通している。燃料ガス空間74には、燃料ガス供給管(図示せず)から燃料ガスが供給される。燃料ガス供給管(図示せず)は、改質ガス装置(図示せず)に接続されることが好ましい。   The fuel gas manifold 72 is a horizontally long rectangular parallelepiped sealed box, and has a fuel gas space 74 filled with fuel gas therein. In the fuel gas space 74, the hole 8 of each fuel cell stack 76 and the fuel gas space 74 communicate with each other. Fuel gas is supplied to the fuel gas space 74 from a fuel gas supply pipe (not shown). The fuel gas supply pipe (not shown) is preferably connected to a reformed gas apparatus (not shown).

2つの燃料電池セルスタック76は、その一方の平面部分10aとその他方の平面部分10bとが対向するように、燃料ガスマニホールド72の一方の側面72aにロウ付け又はガラスを用いて気密に固定されている。また、他の2つの燃料電池セルスタック76は、その一方の平面部分10aと他方の平面部分10bとが対向するように、燃料ガスマニホールド72の他方の側面72bにロウ付け又はガラスを用いて気密に固定されている。
隣接した燃料電池セル76は、上述した電極接続部材58、60(図示せず)を介して電気的に直列に接続されている。
The two fuel cell stacks 76 are airtightly fixed to one side surface 72a of the fuel gas manifold 72 using brazing or glass so that one flat surface portion 10a and the other flat surface portion 10b face each other. ing. The other two fuel cell stacks 76 are brazed or glass-sealed to the other side surface 72b of the fuel gas manifold 72 so that the one plane portion 10a and the other plane portion 10b face each other. It is fixed to.
Adjacent fuel cells 76 are electrically connected in series via the electrode connecting members 58 and 60 (not shown) described above.

燃料電池セルスタックユニット70は、上下方向寸法が小さい燃料電池セルスタックの配置を可能にする。   The fuel cell stack unit 70 enables the arrangement of the fuel cell stack having a small vertical dimension.

次に、参考例の燃料電池セルスタックユニットを用いた燃料電池の一例を説明する。図13は、本発明による燃料電池の第1の実施形態の概略的な正面図である。 Next, an example of a fuel cell using the fuel cell stack unit of the reference example will be described. FIG. 13 is a schematic front view of a first embodiment of a fuel cell according to the present invention.

図13に示すように、本発明の第1の実施形態である燃料電池80は、上述した燃料電池セルスタックユニット50(図13では、燃料電池セルスタック1の個数を6つに省略して示している。)と、それを収容するケース81とを有している。燃料ガスHは、ケース81の外部からケース81内に配置された改質器82を通して燃料ガスマニホールド52に供給され、燃料電池セルスタック1の内側を一方の端部1aから他方の端部1bに向かって流れる。空気Oは、ケース91の外部からケース91内に設けられた通路93、94を通って、燃料電池セルスタック1の外側全体にわたって流れる。均一な電流分布を得るという観点から、空気は燃料電池セルスタック1の下方より送風し、燃料電池セルスタック1の管外を下方から上方に向かって流れることが好ましい。空気を燃料電池セルスタック1の下方より送風することで、燃料電池セルスタック1の下方を冷却する効果を得る。すなわち、燃料電池セルスタック1の下方に集中しやすい電流分布を、温度差により、燃料電池セルスタック1全体に行き渡らせることができるからである。かくして、燃料ガスHと空気Oとは、燃料電池セルスタック1の他方の端部1bに隣接した燃焼領域85で混合され且つ燃焼され、それによって生じた燃焼ガスCは、ケース81に設けられた通路96を通って排出口97から排出される。改質器92は、燃料ガスHと空気Oの燃焼によって生じた熱を利用するために、燃焼領域85に配置されることが好ましい。   As shown in FIG. 13, the fuel cell 80 according to the first embodiment of the present invention includes the above-described fuel cell stack unit 50 (in FIG. 13, the number of fuel cell stacks 1 is omitted as six). And a case 81 for housing it. The fuel gas H is supplied from the outside of the case 81 to the fuel gas manifold 52 through the reformer 82 disposed in the case 81, and the inside of the fuel cell stack 1 is moved from one end 1a to the other end 1b. It flows toward. The air O flows from the outside of the case 91 through the outsides of the fuel cell stack 1 through the passages 93 and 94 provided in the case 91. From the viewpoint of obtaining a uniform current distribution, the air is preferably blown from below the fuel cell stack 1 and flows outside the tube of the fuel cell stack 1 from below to above. By blowing air from the lower side of the fuel cell stack 1, an effect of cooling the lower side of the fuel cell stack 1 is obtained. That is, the current distribution that tends to concentrate below the fuel cell stack 1 can be spread throughout the fuel cell stack 1 due to the temperature difference. Thus, the fuel gas H and the air O are mixed and burned in the combustion region 85 adjacent to the other end 1b of the fuel cell stack 1, and the combustion gas C generated thereby is provided in the case 81. It is discharged from the discharge port 97 through the passage 96. The reformer 92 is preferably disposed in the combustion region 85 in order to use heat generated by the combustion of the fuel gas H and air O.

次に、実施形態の燃料電池セルスタックユニットを用いた燃料電池の一例を説明する。図14は、本発明による燃料電池の第2の実施形態の概略的な平面図である。 Next, an example of a fuel cell using the fuel cell stack unit embodiment will be described. FIG. 14 is a schematic plan view of a second embodiment of the fuel cell according to the present invention.

図14に示すように、本発明の第2の実施形態である燃料電池90は、上述した燃料電池セルスタックユニット70(図14では、燃料電池セルスタック70の1つの平面部分10aに設けられた燃料電池セル4の個数を2つに省略して示している。)と、それを収容するケース91とを有している。燃料ガスHは、ケース91の外部からケース91内に配置された改質器92を通して燃料ガスマニホールド72に供給され、燃料電池セルスタック76の内側を一方の端部1aから他方の端部1bに向かって流れる。空気Oは、ケース91の外部からケース91内に配置された空気熱交換器93を通して空気マニホールド94に供給され、燃料電池セルスタック76の外側全体にわたって流れる。燃料ガスHと空気Oとは、燃料電池セルスタック76の他方の端部1bに隣接した燃焼領域95で混合され且つ燃焼され、それによって生じた燃焼ガスCは、ケース91に設けられた排出口96から排出される。改質器92及び空気熱交換器93は、燃料ガスHと空気Oの燃焼によって生じた熱を利用するために、燃焼領域95に配置されることが好ましい。   As shown in FIG. 14, the fuel cell 90 according to the second embodiment of the present invention is provided on the above-described fuel cell stack unit 70 (in FIG. 14, one planar portion 10a of the fuel cell stack 70). The number of the fuel battery cells 4 is omitted in two, and a case 91 is provided. The fuel gas H is supplied from the outside of the case 91 to the fuel gas manifold 72 through the reformer 92 disposed in the case 91, and the inside of the fuel cell stack 76 is changed from one end 1a to the other end 1b. It flows toward. The air O is supplied from the outside of the case 91 to the air manifold 94 through the air heat exchanger 93 disposed in the case 91 and flows over the entire outside of the fuel cell stack 76. The fuel gas H and the air O are mixed and burned in the combustion region 95 adjacent to the other end 1 b of the fuel cell stack 76, and the combustion gas C generated thereby is discharged from an outlet provided in the case 91. It is discharged from 96. The reformer 92 and the air heat exchanger 93 are preferably arranged in the combustion region 95 in order to use heat generated by the combustion of the fuel gas H and the air O.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims. Needless to say, these are also included within the scope of the present invention.

上記実施形態では、燃料電池セル4の管状部分6の内側を流れるガスは、水素又は炭化水素燃料等を改質した改質ガス等の燃料ガスであり、燃料電池セル4の管状部分6の外側を流れるガスは、酸素を含む空気であったが、内側を流れるガスと外側を流れるガスを交換してもよい。   In the above embodiment, the gas flowing inside the tubular portion 6 of the fuel cell 4 is a fuel gas such as reformed gas obtained by reforming hydrogen or hydrocarbon fuel, and the outside of the tubular portion 6 of the fuel cell 4. The gas flowing through the air was air containing oxygen, but the gas flowing inside may be exchanged with the gas flowing outside.

また、上記実施形態では、燃料電池セル4を断面が扁平状であったが、断面形状は任意であり、楕円状のフラットチューブ形であってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the cross section of the fuel cell 4 was flat shape, cross-sectional shape is arbitrary and an elliptical flat tube shape may be sufficient.

燃料電池セルスタック1に設けられる燃料電池セル4の形状及び個数は任意である。それに応じて、燃料電池セルスタック1は、管内ガス流れ方向Fを縦方向としてみたときに、縦長になってもよいし、横長になってもよい。縦長の場合には、電流を増加させたいとき、すなわち燃料電池セル4の面積を大きくするのに好適である。また、横長の場合には、電圧を増加させたいとき、すなわち燃料電池セル4の数を増やすときに好適である。   The shape and number of the fuel cells 4 provided in the fuel cell stack 1 are arbitrary. Accordingly, the fuel cell stack 1 may be vertically long or horizontally long when the in-pipe gas flow direction F is regarded as the vertical direction. In the case of being vertically long, it is suitable for increasing the current, that is, for increasing the area of the fuel cell 4. Further, in the case of landscape, it is preferable when it is desired to increase the voltage, that is, when the number of fuel cells 4 is increased.

1、30、40 燃料電池セルスタック
1a 一方の端部
1b 他方の端部
2 基体
4、4a〜4d 燃料電池セル
6 管状部分
10a、10c 平面部分
10b、10d 接続面部分
12a〜12d 燃料極
14(14a〜14d) 電解質
16a〜16d 空気極
18a〜18d 集電層
20a〜20d インターコネクタ
22、23 延長集電層
24a〜24d 直列接続セルグループ
50、70 燃料電池セルスタックユニット
52、72 燃料ガスマニホールド
80、90 燃料電池
81、91 ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 30, 40 Fuel cell stack 1a One edge part 1b The other edge part 2 Base | substrate 4, 4a-4d Fuel cell 6 Tubular part 10a, 10c Planar part 10b, 10d Connection surface part 12a-12d Fuel electrode 14 ( 14a-14d) Electrolytes 16a-16d Air electrodes 18a-18d Current collecting layers 20a-20d Interconnectors 22, 23 Extended current collecting layers 24a-24d Series connected cell groups 50, 70 Fuel cell stack units 52, 72 Fuel gas manifold 80 , 90 Fuel cell 81, 91 Case

Claims (3)

基体上に複数の燃料電池セルを積層した燃料電池セルスタックを複数個電気的に接続した燃料電池セルスタックユニットであって、上記基体は、長手方向に延びると共に長手方向に直交する断面が幅に対し厚さが小さい形状であり且つその内部に長手方向に沿って一端から他端まで貫通する孔を有し、上記燃料電池セルの各々は、燃料極、電解質及び空気極を有する燃料電池セルスタックユニットにおいて、
空気及び燃料ガスの一方が、上記基体の孔の一端から他端に流れ、且つ、空気及び燃料ガスの他方が、上記燃料電池セルスタックの外側に流れ、
上記燃料電池セルスタックの各々は、上記燃料電池セルの燃料極及び空気極のそれぞれに電気的に接続された燃料極端子及び空気極端子を有し、
上記基体は、基体の厚み方向の互いに反対側に位置する第一周面部分及び第二周面部分、並びに、基体の幅方向の互いに反対側に位置し第一周面部分及び第二周面部分を接続する第一接続面部分及び第二接続面部分からなる周面を有し、
上記燃料電池セルスタックの各々は、上記燃料電池セルスタックの各々の燃料極端子及び空気極端子に電気的に接続され且つ上記基体の第1周面部分又は第2周面部分に沿って離間して設けられた複数の電極接続部を介して、互いに電気的に直列に接続されており、複数の上記電極接続部が上記燃料電池セルの上記燃料電池セルスタックの中央部寄りに設けられていることを特徴とする燃料電池セルスタックユニット。
A fuel cell stack unit in which a plurality of fuel cell stacks in which a plurality of fuel cells are stacked on a substrate are electrically connected, wherein the substrate extends in the longitudinal direction and has a cross section perpendicular to the longitudinal direction in width. A fuel cell stack having a shape with a small thickness and having a hole penetrating from one end to the other end along the longitudinal direction inside the fuel cell, each of which includes a fuel electrode, an electrolyte, and an air electrode In the unit
One of air and fuel gas flows from one end of the hole in the base to the other end, and the other of air and fuel gas flows outside the fuel cell stack,
Each of the fuel cell stacks has a fuel electrode terminal and an air electrode terminal electrically connected to the fuel electrode and the air electrode of the fuel cell,
The base body includes a first peripheral surface portion and a second peripheral surface portion located on opposite sides in the thickness direction of the base body, and a first peripheral surface portion and a second peripheral surface located on opposite sides in the width direction of the base body. Having a peripheral surface composed of a first connecting surface portion and a second connecting surface portion connecting the portions;
Each of the fuel cell stacks is electrically connected to the fuel electrode terminal and the air electrode terminal of each of the fuel cell stacks, and is separated along the first peripheral surface portion or the second peripheral surface portion of the base. Are connected in series with each other via a plurality of electrode connection portions provided, and the plurality of electrode connection portions are provided near the center of the fuel cell stack of the fuel cell . A fuel cell stack unit characterized by that.
上記複数の電極接続部は、上記基体の第1周面部又は第2周面部の中央部を挟んで設けられている請求項1に記載の燃料電池セルスタックユニット。2. The fuel cell stack unit according to claim 1, wherein the plurality of electrode connection portions are provided across a central portion of the first peripheral surface portion or the second peripheral surface portion of the base body. 上記燃料電池セルスタックの各々は、上記基体の第一周面部分側の燃料極端子から第二周面部分側の空気極端子に向けて第一接続面部分に沿って電流を流し、第二周面部分側の燃料極端子から第一周面部分側の空気極端子に向けて第二接続面部分に沿って電流を流すように構成されている請求項1又は2に記載の燃料電池セルスタックユニット。 Each of the fuel cell stacks flows a current along the first connection surface portion from the fuel electrode terminal on the first peripheral surface portion side of the base toward the air electrode terminal on the second peripheral surface portion side, fuel cell according to claim 1 or 2 is configured to flow the current along the from the circumferential portion of the fuel electrode terminal toward the first peripheral portion side of the air electrode terminal second connecting surface portion Stack unit.
JP2007165030A 2007-06-22 2007-06-22 Fuel cell stack, fuel cell stack unit and fuel cell Expired - Fee Related JP5257826B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007165030A JP5257826B2 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Fuel cell stack, fuel cell stack unit and fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007165030A JP5257826B2 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Fuel cell stack, fuel cell stack unit and fuel cell

Related Child Applications (6)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010215258A Division JP5257856B2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Fuel cell stack unit
JP2010215262A Division JP5317025B2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Fuel cell stack unit
JP2010215259A Division JP5257857B2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Fuel cell stack unit
JP2010215257A Division JP5257855B2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Fuel cell stack unit
JP2010215260A Division JP5317024B2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Fuel cell stack unit
JP2010215261A Division JP5257858B2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Fuel cell stack unit

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2009004251A JP2009004251A (en) 2009-01-08
JP2009004251A5 JP2009004251A5 (en) 2010-11-18
JP5257826B2 true JP5257826B2 (en) 2013-08-07

Family

ID=40320403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007165030A Expired - Fee Related JP5257826B2 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Fuel cell stack, fuel cell stack unit and fuel cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5257826B2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5159382B2 (en) * 2008-03-19 2013-03-06 日本碍子株式会社 Electrochemical cell
JP2011054478A (en) * 2009-09-03 2011-03-17 Toto Ltd Fuel cell stack assembly and fuel cell module
JP5480656B2 (en) * 2010-02-15 2014-04-23 京セラ株式会社 Horizontal stripe solid oxide fuel cell bundle and fuel cell
JP2011204392A (en) * 2010-03-24 2011-10-13 Kyocera Corp Horizontal stripe type solid-oxide fuel cell bundle and fuel cell
JP5449076B2 (en) * 2010-07-28 2014-03-19 京セラ株式会社 Fuel cell
EP2600456B1 (en) * 2010-07-29 2016-11-30 Kyocera Corporation Fuel cell bundle and fuel cell module provided with same
JP5738651B2 (en) * 2011-03-29 2015-06-24 東京瓦斯株式会社 Flat tube type vertically and horizontally striped solid oxide fuel cell bundle
JP5108987B1 (en) * 2011-10-25 2012-12-26 日本碍子株式会社 Fuel cell structure
JP5646779B2 (en) * 2013-04-19 2014-12-24 日本碍子株式会社 Fuel cell
US10038209B2 (en) * 2013-11-28 2018-07-31 Kyocera Corporation Cell stack device, module, and module housing device
JP6578415B1 (en) * 2018-06-12 2019-09-18 日本碍子株式会社 Metal member for electrochemical cell, cell stack and cell stack apparatus
JP6582097B1 (en) * 2018-06-12 2019-09-25 日本碍子株式会社 Metal member for electrochemical cell, cell stack and cell stack apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5132878B2 (en) * 2005-11-11 2013-01-30 京セラ株式会社 Fuel cell, fuel cell stack and fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009004251A (en) 2009-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5257826B2 (en) Fuel cell stack, fuel cell stack unit and fuel cell
EP1304755B1 (en) Fuel cell interconnect with integrated flowpaths and method for making same
JP5158556B2 (en) Fuel cell stack and fuel cell including the same
JP4826992B2 (en) Fuel cell plate, fuel cell cylindrical cell, fuel cell stack, fuel cell module, fuel cell unit and fuel cell system
TW201419646A (en) Systems and methods for suppressing chromium poisoning in fuel cells
JP5254588B2 (en) Solid oxide fuel cell module
KR20220157519A (en) Electrochemical element, electrochemical module, electrochemical device, and energy system
JP5155362B2 (en) Current collecting member, fuel cell stack and fuel cell
JP5317024B2 (en) Fuel cell stack unit
WO2019116839A1 (en) Fuel cell and cell stack device
JP4758074B2 (en) Fuel cell assembly and fuel cell
JP5257856B2 (en) Fuel cell stack unit
JP5026017B2 (en) Flat type solid oxide fuel cell separator
JP5373668B2 (en) Single cell for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell
JP5257858B2 (en) Fuel cell stack unit
JP5257857B2 (en) Fuel cell stack unit
JP5257855B2 (en) Fuel cell stack unit
JP5317025B2 (en) Fuel cell stack unit
WO2020012699A1 (en) Cell stack device
JP5245205B2 (en) Solid oxide fuel cell
WO2020095472A1 (en) Fuel cell and cell stack device
JP6239707B1 (en) Fuel cell stack and fuel cell
JP2016039004A (en) Fuel battery
JP2005346989A (en) Current-collecting member, fuel battery cell stack, and fuel battery
WO2018043387A1 (en) Fuel cell stack and fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100616

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100930

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130308

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130401

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160502

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5257826

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130414

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees