JP6483319B1 - セルスタック装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜図3に示すように、セルスタック装置1は、複数の燃料電池セル100と、マニホールド200と、第1接合材300とを備えている。各燃料電池セル100は、マニホールド200によって支持されている。第1接合材300は、各燃料電池セル100と、マニホールド200とを接合する。
図1〜図3に示すように、燃料電池セル100は、マニホールド200から上方に延びている。詳細には、各燃料電池セル100は、マニホールド200の上壁230から上方に延びている。燃料電池セル100の下端部101は、マニホールド200の挿入孔231内に挿入されている。なお、燃料電池セル100の下端部101が挿入孔231内に挿入された状態において、燃料電池セル100の下端部101の外周面と挿入孔231の内壁面との間には隙間が形成されている。この隙間に第1接合材300が充填されている。このため、燃料電池セル100の下端部101は、マニホールド200に支持されている。一方、燃料電池セル100の上端部102は、自由端である。燃料電池セル100は、マニホールド200によって、片持ち状態で支持され、自立している。
図1〜図3に示すように、マニホールド200は、燃料電池セル100に反応ガスを供給する。マニホールド200は、中空状であり、内部空間を有している。図1に示すように、マニホールド200の内部空間には、導入配管Pを介して燃料ガスが供給される。図2に示すように、マニホールド200は、この内部空間と外部とを連通する複数の挿入孔231を有している。
第1接合材300は、燃料電池セル100をマニホールド200に固定する。詳細には、第1接合材300は、燃料電池セル100の下端部101とマニホールド200の上壁230とを接合している。また、第1接合材300は、緻密膜122と接触している。なお、燃料電池セル100がマニホールド200に固定された状態において、挿入孔231とガス流路111とが連通している。
続いて、本実施の形態のセルスタック装置1の製造方法について図1〜図8を参照して説明する。
本実施の形態のセルスタック装置1の動作について、図1〜図6を参照して説明する。セルスタック装置1は、例えば以下のように動作する。
(1/2)O2+2e−→O2− ・・・(式1)
H2+O2−→H2O+2e− ・・・(式2)
続いて、本実施の形態のセルスタック装置1の作用について説明する。
上記実施形態のセルスタック装置は、支持基板110の1つの主面上に複数の発電素子部120が配置された横縞型を例に挙げて説明したが、本発明のセルスタック装置は、支持基板の1つの主面上に1つの発電素子が配置される縦縞型であってもよい。また、本実施の形態のセルスタック装置1は、円筒平板型の支持基板110を備えているが、本発明のセルスタック装置は、円筒型の支持基板を備えていてもよい。
上記実施形態では、マニホールド200に形成された1つの挿入孔231に1つの燃料電池セルの下端部が挿入されているが、本発明では、1つの挿入孔に複数の燃料電池セルが挿入されていてもよい。
上記実施形態のマニホールド200は、側壁220の上面が開口し、その上面を上壁230が塞いでいる構造であるが、本発明のマニホールドは、これに限定されない。例えば、側壁及び上壁が一体であって、側壁の下面が開口し、その下面を底壁が塞いでいる構造であってもよい。
上記実施形態のマニホールド200は、側壁220が底壁210から略垂直に上方に延びているが、本発明のマニホールドは、これに限定されない。例えば、側壁220は、上方に向かって外方に広がるように傾斜していてもよく、下方に向かって外方に広がるように傾斜していてもよい。
100 燃料電池セル
200 マニホールド
300 第1接合材
301 露出面
302 外表面
310 第1領域
320 第2領域
B 境界
L,L1 距離
Claims (8)
- 燃料電池セルと、
前記燃料電池セルを支持するマニホールドと、
前記燃料電池セルと前記マニホールドとを接合する接合材と、
を備え、
前記接合材は、
前記マニホールドの内部空間に露出する露出面を有する第1領域と、
前記第1領域よりも外部側に位置する第2領域と、
からなり、
前記第1領域の気孔率は、前記第2領域の気孔率よりも大きく、
前記第2領域の気孔率に対する前記第1領域の気孔率の比は、1.25以上200以下である、
セルスタック装置。
- 燃料電池セルと、
前記燃料電池セルを支持するマニホールドと、
前記燃料電池セルと前記マニホールドとを接合する接合材と、
を備え、
前記接合材は、
前記マニホールドの内部空間に露出する露出面を有する第1領域と、
前記第1領域よりも外部側に位置する第2領域と、
からなり、
前記第1領域の気孔率は、前記第2領域の気孔率よりも大きく、
前記接合材における前記露出面からの距離に対する、前記第1領域における前記露出面からの距離の比は、0.00050以上0.10以下である、
セルスタック装置。
- 上下方向に延びる燃料電池セルと、
前記燃料電池セルの下端部を支持するマニホールドと、
前記燃料電池セルと前記マニホールドとを接合する接合材と、
を備え、
前記接合材は、
前記マニホールドの内部空間に露出する露出面を有する第1領域と、
前記第1領域よりも外部側に位置する第2領域と、
からなり、
前記第1領域の気孔率は、前記第2領域の気孔率よりも大きく、
前記露出面は、前記マニホールドの上面の延びる方向と交差する方向に延び、かつ前記第1領域と前記第2領域との境界は、前記露出面に沿った面である、
セルスタック装置。
- 上下方向に延びる燃料電池セルと、
前記燃料電池セルの下端部を支持するマニホールドと、
前記燃料電池セルと前記マニホールドとを接合する接合材と、
を備え、
前記接合材は、
前記マニホールドの内部空間に露出する露出面を有する第1領域と、
前記第1領域よりも外部側に位置する第2領域と、
からなり、
前記第1領域の気孔率は、前記第2領域の気孔率よりも大きく、
前記第1領域と前記第2領域との境界は、前記マニホールドの上面よりも下方に位置している、
セルスタック装置。
- 前記第1領域は、前記露出面からの距離が50μm未満である、
請求項1から4のいずれかに記載のセルスタック装置。
- 前記第1領域の気孔率は、5%以上であり、
前記第2領域の気孔率は、4%以下である、
請求項1から5のいずれか1項に記載のセルスタック装置。
- 前記第1領域の気孔率は、25%以下であり、
前記第2領域の気孔率は、0.1%以上である、
請求項6に記載のセルスタック装置。
- 前記第1領域の気孔径は、0.1μm以上20μm以下である、
請求項1から7のいずれか1項に記載のセルスタック装置。
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JP2015022844A (ja) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃料電池 |
JP2015144113A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-08-06 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池の構造体、及び、燃料電池のスタック構造体 |
JP2016146330A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-12 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池のスタック構造体 |
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JP2015022844A (ja) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃料電池 |
JP2015144113A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-08-06 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池の構造体、及び、燃料電池のスタック構造体 |
JP2016146330A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-12 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池のスタック構造体 |
JP6419382B1 (ja) * | 2017-08-16 | 2018-11-07 | 日本碍子株式会社 | セルスタック装置 |
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