JP6578457B1 - 燃料電池セル - Google Patents
燃料電池セル Download PDFInfo
- Publication number
- JP6578457B1 JP6578457B1 JP2019024967A JP2019024967A JP6578457B1 JP 6578457 B1 JP6578457 B1 JP 6578457B1 JP 2019024967 A JP2019024967 A JP 2019024967A JP 2019024967 A JP2019024967 A JP 2019024967A JP 6578457 B1 JP6578457 B1 JP 6578457B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- peripheral edge
- fuel cell
- separator
- outer peripheral
- bonding material
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
図2及び図3に示すように、燃料電池セル本体10は、固体電解質11と、空気極12と、燃料極13と、を有している。本明細書において、固体電解質11、空気極12及び燃料極13の各層が積層されている方向を積層方向と言う。積層方向は、各層の主面と直交する。本実施形態の積層方向は、z軸方向である。燃料電池セル本体10は、積層方向視、すなわち平面視(z軸方向視)において、矩形状である。なお、燃料電池セル本体10は、固体酸化物形燃料電池として構成されている。
図2〜図4に示すように、セパレータ30は、燃料電池セル本体10に接続される。詳細には、セパレータ30は、第1接合材110により固体電解質11と接合されている。セパレータ30は、燃料ガスが流れる空間と酸化剤ガスが流れる空間とを区画する。セパレータ30は、酸化剤ガスと燃料ガスとの混合を防止する機能を有している。
図2及び図3に示すように、インターコネクタ40は、燃料電池セル本体10間の導通を確保する。また、インターコネクタ40は、燃料電池セル本体10間でのガスの混合を防止する。インターコネクタ40は、板状であり、x軸方向及びy軸方向に延びる。インターコネクタ40は、例えば、金属で構成される。
集電体50は、燃料電池セル本体10の空気極12及び燃料極13と、インターコネクタ40との間の導通を確保する。集電体50は、例えば、インターコネクタ40から空気極12に向けて突出する複数の突出部である。また集電体50は、例えば、インターコネクタ40から燃料極13に向けて突出する複数の突出部である。各突出部は、互いに間隔をあけて配置されている。各突出部の間は、ガス流路を構成する。例えば、集電体50は、y軸方向に間隔をあけて配置され、x軸方向に延びている。集電体50は、例えば、金属で構成される。
図3及び図4に示すように、第1接合材110は、燃料電池セル本体10の外周縁部14とセパレータ30の内周縁部31とを接合している。本実施形態の第1接合材110は、固体電解質11及び燃料極13の外周縁部14と、セパレータ30の内周縁部31とを接合している。第1接合材110は、燃料ガス及び酸化剤ガスと接する。
図3及び図4に示すように、セパレータ30の内周縁部31は、第1接合材110により、燃料電池セル本体10の外周縁部14に接合されている。セパレータ30の内周縁部31の主面は、積層方向(z軸方向)と直交する方向(y軸方向)に対して傾斜している。すなわち、内周縁部31は、燃料電池セル本体10に対して傾斜している。内周縁部31は、第1接合材110の表面114に接している。
図2及び図3に示すように、第2接合材120は、空気極12に供給する酸化剤ガスの流路、及び燃料極13に供給する燃料ガスの流路を構成する部材に設けられている。詳細には、第2接合材120は、セパレータ30、インターコネクタ40及び締結部材23、27を接合する。第2接合材120は、セルスタック装置1の内部と外部とを隔離している。すなわち、第2接合材120は、複数の部材の隙間を密閉した結果、セルスタック装置1の内部空間と外部空間とを区画している。
(1/2)・O2+2e−→O2− …(1)
H2+O2−→H2O+2e− …(2)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
上述した実施形態では、各第1〜第4延伸部115a〜115dの全体が湾曲している構造を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、1つの延伸部の全体が湾曲し、残りの延伸部は直線であってもよい。また、例えば、少なくとも1つの延伸部の一部が湾曲していてもよい。すなわち、少なくとも1つの延伸部は、曲線部と直線部とを有していてもよい。
上述した実施形態では、内周端縁115及び外周端縁116の少なくとも一部が曲線であるが、外周端縁116は直線で構成されてもよい。また外周端縁116の第5〜第8延伸部116e〜116hは、例えば、図6に示すように燃料電池セル本体10に近づくように湾曲してもよく、図7に示すように波形状であってもよい。
上述した実施形態では、セパレータ30の内周縁部31は、第1接合材110の表面114に接しているが、これに限定されない。例えば、図8に示すように、内周縁部31は、第1接合材110に埋設されていてもよい。この場合、セパレータ30の接合面積が増加する。
上述した実施形態では、内周縁部31の外周側が燃料電池セル本体10から離れるように傾斜しているが、これに限定されない。図10及び図11に示すように、内周縁部31は、外周側に向かうにつれて燃料電池セル本体10に近づくように傾斜してもよい。
上述した実施形態では、第1接合材110は、断面視において楕円の一部が欠けた形状を有しているが、これに限定されない。第1接合材110は、種々の形状を有することができ、例えば、断面視において図9、11〜14に示す形状であってもよい。
上述した実施形態では、セパレータ30全体が湾曲しているが、これに限定されない。セパレータ30の一部が湾曲してもよく、例えば屈曲部、段差部などを有していてもよい。また、セパレータ30は、燃料電池セル本体10に対して直線的に傾斜するように延びてもよい。セパレータ30は、少なくとも一部が撓む形状である。
上述した実施形態では、第1接合材110は、第1突出部112及び第2突出部113を有しているが、これに限定されない。第1突出部112及び第2突出部113の少なくとも1つは、省略されてもよい。なお、図13では、第2突出部113が省略されている。この場合、第1接合材110の外周端縁116の延伸部が曲線部を有することが好ましい。詳細には、第1接合材110の外周端縁116は、積層方向視において、互いに対向する2組の延伸部と、各延伸部を連結する連結部と、を有し、少なくとも1つの延伸部は曲線部を有する。
上述した実施形態では、第1接合材110は、燃料電池セル本体10とセパレータ30との間に挟み込まれているが、これに限定されない。第1接合材110は、セパレータ30上に配置されてもよい。
上述した実施形態では、第1接合材110における燃料電池セル本体10と接する面の内周端縁115は、第1接合材110において最も内周側に位置しているが、これに限定されない。例えば、積層方向視において、燃料電池セル本体10と接する面の内周端縁115よりも内周側に、燃料電池セル本体10と接しない第1接合材110が配置されてもよい。
上述した実施形態では、積層方向と直交する方向がy軸方向で、内周縁部31がy軸方向に対して傾斜しているが、これに限定されない。例えば、積層方向と直交する方向がy軸方向に対して傾斜しており、内周縁部31がy軸方向に延びてもよい。また、積層方向と直交する方向がy軸方向に対して傾斜しており、内周縁部31もy軸方向に対して傾斜しており、互いに交差してもよい。この場合であっても、セパレータ30は可撓性を有しているので、燃料電池セル本体10の変形に応じて、セパレータ30がその変形を吸収できる。なお、本発明の内周縁部31の主面は、積層方向と直交する方向に対して平行であってもよい。
上述した実施形態では、燃料極基板131及び燃料極活性部132の外周部は、段差構造を有しているが、これに限定されない。例えば、燃料極基板131と燃料極活性部132の外周面は、揃っていてもよい。
10 燃料電池セル
30 セパレータ
31 内周縁部
110 接合材
115 内周端縁
115a,115b,115c,115d 延伸部
115e,115f,115g,115h 連結部
116 外周端縁
Claims (7)
- 固体電解質、並びに前記固体電解質を挟むように積層された燃料極及び空気極を有する平板形の燃料電池セル本体と、
前記燃料電池セル本体の外周縁部を除く領域を露出する開口部を有する枠状であり、前記燃料電池セル本体の外周縁部と重なる内周縁部を有するセパレータと、
前記燃料電池セル本体の外周縁部と、前記セパレータの内周縁部とを接合する接合材と、
を備え、
積層方向視において、前記接合材における前記燃料電池セル本体と接する面の内周端縁は、互いに対向する2組の延伸部と、各前記延伸部を連結する連結部と、を有し、
少なくとも1つの前記延伸部は、曲線部を有し、
前記延伸部は、前記セパレータから離れるように湾曲している、
燃料電池セル。
- 固体電解質、並びに前記固体電解質を挟むように積層された燃料極及び空気極を有する平板形の燃料電池セル本体と、
前記燃料電池セル本体の外周縁部を除く領域を露出する開口部を有する枠状であり、前記燃料電池セル本体の外周縁部と重なる内周縁部を有するセパレータと、
前記燃料電池セル本体の外周縁部と、前記セパレータの内周縁部とを接合する接合材と、
を備え、
積層方向視において、前記接合材における前記燃料電池セル本体と接する面の内周端縁は、互いに対向する2組の延伸部と、各前記延伸部を連結する連結部と、を有し、
少なくとも1つの前記延伸部は、曲線部を有し、
前記接合材は、
積層方向視において、前記燃料電池セル本体及び前記セパレータと重なる中央部と、
前記中央部から内周側に向けて突出する第1突出部と、
を有し、
積層方向と直交する方向において、前記第1突出部の最小長さに対する前記第1突出部
の最大長さの比は、1.01以上10.0以下である、
燃料電池セル。
- 固体電解質、並びに前記固体電解質を挟むように積層された燃料極及び空気極を有する平板形の燃料電池セル本体と、
前記燃料電池セル本体の外周縁部を除く領域を露出する開口部を有する枠状であり、前記燃料電池セル本体の外周縁部と重なる内周縁部を有するセパレータと、
前記燃料電池セル本体の外周縁部と、前記セパレータの内周縁部とを接合する接合材と、
を備え、
積層方向視において、前記接合材における前記燃料電池セル本体と接する面の内周端縁は、互いに対向する2組の延伸部と、各前記延伸部を連結する連結部と、を有し、
少なくとも1つの前記延伸部は、曲線部を有し、
前記接合材は、
積層方向視において、前記燃料電池セル本体及び前記セパレータと重なる中央部と、
前記中央部から外周側に向けて突出する第2突出部と、
を有し、
積層方向視において、前記第2突出部の外周端縁は、互いに対向する2組の外周端縁延伸部と、各前記外周端縁延伸部を連結する連結部と、を有し、
少なくとも1つの前記外周端縁延伸部は、曲線部を有する、
燃料電池セル。
- 前記延伸部は、前記セパレータに近づくように湾曲している、
請求項2または3に記載の燃料電池セル。
- 前記延伸部は、波形状を有する、
請求項2または3に記載の燃料電池セル。
- 前記延伸部の全体は、曲線である、
請求項1から5のいずれか1項に記載の燃料電池セル。
- 前記セパレータの前記内周縁部の主面は、積層方向と直交する方向に対して傾斜している、
請求項1から6のいずれか1項に記載の燃料電池セル。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019002828 | 2019-01-10 | ||
JP2019002828 | 2019-01-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6578457B1 true JP6578457B1 (ja) | 2019-09-18 |
JP2020113525A JP2020113525A (ja) | 2020-07-27 |
Family
ID=67982903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019024967A Active JP6578457B1 (ja) | 2019-01-10 | 2019-02-15 | 燃料電池セル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6578457B1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021022506A (ja) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池セル |
JP2021022507A (ja) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池セル |
JP2021140883A (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-16 | 森村Sofcテクノロジー株式会社 | 電気化学反応セルスタック |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3857960B2 (ja) * | 2002-02-22 | 2006-12-13 | 日本特殊陶業株式会社 | 固体電解質型燃料電池 |
JP4470474B2 (ja) * | 2003-12-10 | 2010-06-02 | 日産自動車株式会社 | 固体電解質型燃料電池 |
US20080032178A1 (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Phong Diep | Solid oxide fuel cell device with an elongated seal geometry |
JP2010536145A (ja) * | 2007-08-08 | 2010-11-25 | コーニング インコーポレイテッド | 蛇行したシール形状を有する固体酸化物型燃料電池装置 |
JP5650019B2 (ja) * | 2011-03-02 | 2015-01-07 | 日本特殊陶業株式会社 | 固体酸化物形燃料電池 |
JP5727431B2 (ja) * | 2012-08-31 | 2015-06-03 | 日本特殊陶業株式会社 | セパレータ付燃料電池セル,および燃料電池 |
JP6169429B2 (ja) * | 2013-07-18 | 2017-07-26 | 日本特殊陶業株式会社 | セパレータ付燃料電池セル及び燃料電池スタック |
-
2019
- 2019-02-15 JP JP2019024967A patent/JP6578457B1/ja active Active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021022506A (ja) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池セル |
JP2021022507A (ja) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池セル |
JP2021140883A (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-16 | 森村Sofcテクノロジー株式会社 | 電気化学反応セルスタック |
JP7112443B2 (ja) | 2020-03-03 | 2022-08-03 | 森村Sofcテクノロジー株式会社 | 電気化学反応セルスタック |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020113525A (ja) | 2020-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11735758B2 (en) | Solid oxide fuel cell stack | |
JP6578457B1 (ja) | 燃料電池セル | |
JP5198797B2 (ja) | 固体電解質形燃料電池 | |
JP6147606B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池スタック | |
US20190036146A1 (en) | Flat plate type fuel cell | |
JP6667682B1 (ja) | 燃料電池セル | |
JP2008293843A (ja) | 固体電解質形燃料電池 | |
JP6452809B2 (ja) | 燃料電池発電単位および燃料電池スタック | |
JP6144813B2 (ja) | マニホールド、及び燃料電池スタック | |
JP5835991B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP6177620B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池スタック及びセパレータ付インターコネクタ | |
JP6760866B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
WO2016125210A1 (ja) | 燃料電池スタック | |
JP6945035B1 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
JP4470474B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
JP6591101B1 (ja) | 燃料電池セル | |
JP6467002B2 (ja) | セルスタック装置 | |
JP6827091B1 (ja) | セルスタック装置 | |
JP6986053B2 (ja) | 燃料電池セル | |
JP6934492B2 (ja) | 燃料電池セル | |
JP2002231271A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
JP6827090B1 (ja) | 燃料電池セル | |
US11489187B2 (en) | Cell stack device | |
JP6740856B2 (ja) | 燃料電池及び燃料電池の製造方法 | |
JPH10241707A (ja) | 燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190215 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20190215 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20190307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190409 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190610 |
|
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: 20190625 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190724 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190826 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6578457 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |