JP6484382B1 - 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、セルスタック装置100の斜視図である。セルスタック装置100は、マニホールド200と、セルスタック250とを備える。
図2は、マニホールド200の斜視図である。マニホールド200は、「合金部材」の一例である。
図3は、セルスタック装置100の断面図である。セルスタック250は、複数の燃料電池セル300と、複数の集電部材301とを有する。
図4は、燃料電池セル300の斜視図である。図5は、図4のQ−Q断面図である。
支持基板10は、支持基板10の長手方向(x軸方向)に沿って延びる複数のガス流路11を内部に有している。各ガス流路11は、支持基板10の基端側から先端側に向かって延びている。各ガス流路11は、互いに実質的に平行に延びている。
各発電素子部20は、支持基板10に支持されている。本実施形態において、各発電素子部20は、支持基板10の両主面に形成されているが、一方の主面にだけ形成されていてもよい。各発電素子部20は、支持基板10の長手方向において、互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、本実施形態に係る燃料電池セル300は、いわゆる横縞型の燃料電池セルである。長手方向に隣り合う発電素子部20は、インターコネクタ31によって互いに電気的に接続されている。
次に、マニホールド200の詳細構成について、図面を参照しながら説明する。図6は、図2のP−P断面図である。図7は、図6の領域Aの拡大図である。
マニホールド200の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、容器202の製造方法は、天板201の製造方法と同様であるため、以下においては、天板201の製造方法について説明する。
本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形又は変更が可能である。
上記実施形態では、本発明に係る合金部材をマニホールド200に適用することとしたが、これに限られるものではない。本発明に係る合金部材は、セルスタック装置100及びセルスタック250の一部を構成する部材として用いることができる。例えば、本発明に係る合金部材は、燃料電池セル300と電気的に接続される集電部材301に適用することができる。本発明に係る合金部材を集電部材301に適用した場合、Mnを含む酸化物の電気抵抗率が酸化クロム(Cr2O3)の電気抵抗率より低いため、アンカー部213を酸化クロムによって構成する場合に比べて、基材210内の電流の流れがアンカー部213によって阻害されることを抑制できる。その結果、特定の箇所に電流が集中して基材210が局所的に発熱することを抑制できるため、合金部材の劣化を抑制することができる。このように、本発明に係る合金部材を集電部材に適用した場合には、被覆膜212の剥離抑制効果に加えて、合金部材の劣化抑制効果も期待できる。
上記実施形態において、セルスタック250は、横縞型の燃料電池を有することとしたが、いわゆる縦縞型の燃料電池を有していてもよい。縦縞型の燃料電池は、導電性の支持基板と、支持基板の一主面上に配置される発電部(燃料極、固体電解質層及び空気極)と、支持基板の他主面上に配置されるインターコネクタとを備える。
上記実施形態では、凹部210b内にアンカー部213が配置されることとしたが、基材210が複数の凹部210bを有する場合、アンカー部213が配置されていない凹部210bが存在していてもよい。
上記実施形態では、アンカー部213が被覆膜212に接続されることとしたが、複数のアンカー部213が存在する場合、被覆膜212に接続されていないアンカー部212が存在していてもよい。
上記実施形態では、本発明にかかる合金部材を電気化学セルの一例である燃料電池のセルスタックに適用した場合について説明したが、本発明にかかる合金部材は、水蒸気から水素と酸素を生成する電解セルを含む電気化学セルのセルスタックに適用可能である。
以下のようにして、図7〜11にて説明した合金部材を作製した。
Crより高い平衡酸素圧を有する元素の酸化物粉末を用いて被覆膜用ペーストを調製した以外は、実施例1〜24と同じ工程にて比較例1〜3に係る合金部材を作製した。
実施例1〜24及び比較例1〜3について、以下のように、アンカー部におけるMnの含有率(カチオン比)を測定した。
実施例1〜24及び比較例1〜3について、以下のように、被覆膜における低平衡酸素圧元素の含有率(カチオン比)を測定した。
実施例1〜24及び比較例1〜3について、実際の使用環境を模して、被覆膜の剥離観察を実施した。
200 マニホールド
201 天板
210 基材
212 被覆膜
213 アンカー部
250 セルスタック
Claims (6)
- 表面に凹部を有し、クロムを含有する合金材料によって構成される基材と、
前記凹部に配置され、マンガンを含む酸化物を含有するアンカー部と、
前記アンカー部に接続され、クロムより平衡酸素圧の低い低平衡酸素圧元素を含有する被覆膜と、
を備える合金部材。 - 前記被覆膜における前記低平衡酸素圧元素のカチオン比は、0.05以上である、
請求項1に記載の合金部材。 - 前記被覆膜は、前記低平衡酸素圧元素として、マンガンを含有する、
請求項1又は2に記載の合金部材。 - 前記被覆膜は、前記低平衡酸素圧元素として、マンガンより平衡酸素圧の低い元素を含有する、
請求項1乃至3のいずれかに記載の合金部材。 - 電気化学セルと、
請求項1乃至4のいずれかに記載の合金部材と、
を備え、
前記合金部材は、前記電気化学セルと電気的に接続される集電部材である、
セルスタック。 - 電気化学セルと、
請求項1乃至4のいずれかに記載の合金部材と、
を備え、
前記合金部材は、前記電気化学セルの基端部を支持するマニホールドである、
セルスタック装置。
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