JP6586478B2 - セルスタック - Google Patents
セルスタック Download PDFInfo
- Publication number
- JP6586478B2 JP6586478B2 JP2018050988A JP2018050988A JP6586478B2 JP 6586478 B2 JP6586478 B2 JP 6586478B2 JP 2018050988 A JP2018050988 A JP 2018050988A JP 2018050988 A JP2018050988 A JP 2018050988A JP 6586478 B2 JP6586478 B2 JP 6586478B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- joint
- fuel
- current collecting
- collecting member
- 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)
Description
図3に示すように、燃料マニホールド200は、燃料ガス(例えば、水素など)を各燃料電池セル300に分配するように構成されている。燃料マニホールド200は、中空状であり、内部空間を有している。燃料マニホールド200の内部空間には、導入管201を介して燃料ガスが供給される。燃料マニホールド200は、互いに間隔をあけて並ぶ複数の挿入孔202を有している。各挿入孔202は、燃料マニホールド200の天板203に形成されている。各挿入孔202は、燃料マニホールド200の内部空間と外部に連通する。
図2に示すように、各燃料電池セル300は、燃料マニホールド200から延びている。詳細には、各燃料電池セル300は、燃料マニホールド200の天板203から上方(x軸方向)に延びている。すなわち、各燃料電池セル300の長手方向(x軸方向)は、上方に延びている。各燃料電池セル300の長手方向(x軸方向)の長さは、100〜300mm程度とすることができる。
図4に示すように、支持基板20は、支持基板20の長手方向(x軸方向)に沿って延びる複数のガス流路21を内部に有している。各ガス流路21は、支持基板20の基端側から先端側に向かって延びている。各ガス流路21は、互いに実質的に平行に延びている。なお、基端側とは、ガス流路のガス供給側を意味する。具体的には、燃料マニホールド200に燃料電池セル300を取り付けた場合において、その燃料マニホールド200に近い側を意味する。また、先端側とは、ガス流路のガス供給側とは反対側を意味する。具体的には、燃料電池セル300を燃料マニホールド200に取り付けた場合において、その燃料マニホールド200から遠い側を意味する。例えば、図2に示す例では、下側が基端側であり、上側が先端側となる。
各発電素子部10は、支持基板20に支持されている。本実施形態において、各発電素子部10は、支持基板20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10は、支持基板20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である。長手方向に隣り合う発電素子部10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。
燃料極4は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。燃料極4は、燃料極集電部41と燃料極活性部42とを有する。
電解質5は、燃料極4上を覆うように配置されている。詳細には、電解質5は、あるインターコネクタ31から隣のインターコネクタ31まで長手方向に延びている。すなわち、支持基板20の長手方向(x軸方向)において、電解質5とインターコネクタ31とが交互に連続して配置されている。電解質5は、支持基板20の第1主面23a及び第2主面23bを覆うように構成されている。
反応防止膜7は、緻密な材料から構成される焼成体である。反応防止膜7は、電解質5と空気極活性部61との間に配置されている。反応防止膜7は、電解質5内のYSZと空気極6内のSrとが反応して電解質5と空気極6との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するために設けられている。
空気極6は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。空気極6は、電解質5を基準にして、燃料極4と反対側に配置されている。空気極6は、空気極活性部61と空気極集電部62とを有している。
インターコネクタ31は、支持基板20の長手方向(x軸方向)に隣り合う発電素子部10を電気的に接続するように構成されている。詳細には、一方の発電素子部10の空気極集電部62は、他方の発電素子部10に向かって延びている。また、他方の発電素子部10の燃料極集電部41は、一方の発電素子部10に向かって延びている。そして、インターコネクタ31は、一方の発電素子部10の空気極集電部62と、他方の発電素子部10の燃料極集電部41とを電気的に接続している。インターコネクタ31は、燃料極集電部41の第3凹部412内に配置されている。詳細には、インターコネクタ31は、第3凹部412内に埋設されている。
図6に示すように、隣接する2つの燃料電池セル300(第1燃料電池セル300a及び第2燃料電池セル300b)は、集電部材301によって電気的に接続される。集電部材301は、第1燃料電池セル300aと第2燃料電池セル300bの間に配置される。集電部材301は、支持基板20の両主面に配置された複数の発電素子部10のうち、最も基端側に配置された基端側発電素子部10aよりも基端側に配置されている。
図8は、図7のA−A断面図である。
図9は、図7のB−B断面図である。
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。
上記実施形態では、本発明に係る集電部材301を横縞型の燃料電池セルに適用した場合について説明したが、いわゆる縦縞型の燃料電池セルなどにも適用することができる。縦縞型の燃料電池セルは、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。
上記実施形態において、第1連結部b1には貫通孔が形成されていないが、少なくとも1つの貫通孔が形成されていてもよい。これによって、第1連結部b1自体の可撓性を向上させることができるため、集電部材301からの押圧力によって第1及び第2燃料電池セル300a,300bにクラックが生じることを抑制できる。同様に、第2連結部b2には貫通孔が形成されていないが、少なくとも1つの貫通孔が形成されていてもよい。
上記実施形態において、第1及び第2接合部a1,a2は、第1及び第2連結部b1,b2によって連結されることとしたが、これに限られない。集電部材301は、電気的に接続された第1及び第2接合部a1,a2を有していればよく、第1及び第2接合部a1,a2の連結手段は制限されない。例えば、第1及び第2接合部a1,a2は、3つ以上の連結部によって連結されていてもよいし、1つの連結部によって連結されていてもよい。
上記実施形態では、接合部の断面形状について、図9を参照して、第1燃料電池セル300aと集電部材301との電気的接続性を向上可能な構成を説明したが、当該構成は集電部材301に適用されなくてもよい。この場合であっても、第1接合部a1の面積A1に対する貫通孔c1の内壁面Sc1の面積A2の割合A2/A1を0.03以上とすることによって、第1接合部a1と導電性接合材102との間の剥離を抑制することができる。
以上のように作製された各サンプル1〜32に対して、熱サイクル試験を行った。具体的には、まず、常温から800℃まで昇温速度300℃/hrで昇温した後、800℃で2hr維持し、さらに300℃/hrで50℃まで降温するサイクルを20回繰り返した。
102 導電性接合材
200 燃料マニホールド
300 燃料電池セル
300a 第1燃料電池セル
300b 第2燃料電池セル
301、302 集電部材
a1、d1 第1接合部
a2、d2 第2接合部
b1、e1 第1連結部
b2、e2 第2連結部
c1 第1貫通孔
c2 第2貫通孔
Claims (2)
- 第1燃料電池セルと、
前記第1燃料電池セルに隣接する第2燃料電池セルと、
前記第1燃料電池セルと前記第2燃料電池セルとを電気的に接続する集電部材と、
を備え、
前記集電部材は、前記第1燃料電池セルに接合される第1接合部と、前記第1接合部と電気的に接続され、前記第2燃料電池セルに接合される第2接合部とを有し、
前記第1接合部は、導電性接合材を介して前記第1燃料電池セルに接合される主面と、前記主面に形成され、前記導電性接合材が充填される貫通孔とを有し、
前記主面側から見た前記第1接合部の面積に対する、前記貫通孔を画定する内壁面の面積の割合は、0.03以上であり、
前記集電部材は、Crを含む合金によって構成される基材と、前記基材を覆う酸化クロム膜とを有し、
前記第1燃料電池セルの外表面に垂直な断面において、前記第1接合部は、前記外表面に対して角度を有する第1面と、前記外表面に対して角度を有する第2面と、前記第1面と前記第2面とによって形成される角部とを含み、
前記角部は、前記第1面及び前記第2面それぞれよりも前記外表面に近接している、
セルスタック。 - 前記主面側から見た前記第1接合部の面積に対する、前記貫通孔を画定する内壁面の面積の割合は、0.85以下である、
請求項1に記載のセルスタック。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018050988A JP6586478B2 (ja) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | セルスタック |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018050988A JP6586478B2 (ja) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | セルスタック |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019164901A JP2019164901A (ja) | 2019-09-26 |
JP6586478B2 true JP6586478B2 (ja) | 2019-10-02 |
Family
ID=68065699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018050988A Active JP6586478B2 (ja) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | セルスタック |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6586478B2 (ja) |
-
2018
- 2018-03-19 JP JP2018050988A patent/JP6586478B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019164901A (ja) | 2019-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6329683B1 (ja) | セルスタック | |
JP6329682B1 (ja) | セルスタック | |
JP6345861B2 (ja) | セルスタック | |
JP6586478B2 (ja) | セルスタック | |
JP6077095B1 (ja) | マニホールド、及び燃料電池スタック | |
JP6359169B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
JP6378820B2 (ja) | 端部集電部材、及びセルスタック装置 | |
JP6527990B1 (ja) | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 | |
JP6159868B1 (ja) | 燃料電池スタック | |
JP6427652B2 (ja) | 燃料電池セル | |
JP6378742B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
JP2019215980A (ja) | 電気化学セル用金属部材、セルスタック及びセルスタック装置 | |
JP6541854B2 (ja) | セルスタック | |
JP6124983B1 (ja) | 燃料電池スタック及びその製造方法 | |
JP6554588B1 (ja) | 電気化学セル用金属部材、及びこれを用いた電気化学セル組立体 | |
JP6507290B1 (ja) | 電気化学セル用金属部材、及びこれを用いた電気化学セル組立体 | |
JP6297199B1 (ja) | 端部集電部材、及びセルスタック装置 | |
JP6572349B1 (ja) | 電気化学セル用金属部材、及びこれを用いた電気化学セル組立体 | |
JP6507291B1 (ja) | 電気化学セル用金属部材、及びこれを用いた電気化学セル組立体 | |
JP6554585B1 (ja) | 電気化学セル用金属部材、及びこれを用いた電気化学セル組立体 | |
JP6554587B1 (ja) | 電気化学セル用金属部材、及びこれを用いた電気化学セル組立体 | |
JP6482716B1 (ja) | 電気化学セル用金属部材、及びこれを用いた電気化学セル組立体 | |
JP6554586B1 (ja) | 電気化学セル用金属部材、及びこれを用いた電気化学セル組立体 | |
JP6527989B1 (ja) | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 | |
JP6466902B2 (ja) | マニホールド、及び燃料電池スタック |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190109 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20190109 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20190125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190319 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190513 |
|
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: 20190709 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190805 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190909 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6586478 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |