JP6818400B2 - セルスタック、モジュールおよびモジュール収容装置 - Google Patents
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Description
以下において、セルスタックを構成するセルとして固体酸化物形の燃料電池セルの例を用いて説明する。
は6つのガス流路2aが設けられた例を示している。支持基板2としては、燃料ガスを燃料極3まで透過するためにガス透過性であること、さらには、インターコネクタ6を介して集電するために導電性であることが要求される。支持基板2は、例えば、鉄族金属成分と無機酸化物からなる。例えば、鉄族金属成分はNiおよび/またはNiOであって、無機酸化物は特定の希土類元素酸化物である。
次に、上述したセルを用いた本発明の一実施形態であるセルスタックについて図2を用いて説明する。
導電性接合材13との接合強度が高くなるため好ましい。具体的には、LaSrCoFeO3、LaSrMnO3、LaSrCoO3等を用いることができる。
次に、導電部材9の詳細な構造について図3〜5を用いて説明する。
以下において、他の実施形態に係るセル、およびセルスタック装置について説明する。図7は、本発明の他の実施形態のセルスタックを構成するセルを示す斜視図である。図8は、図7で示すセルの40−40線に対応する部分断面図である。
次に、上述したセルスタック装置10を収納容器21内に収納してなるモジュール20について図11を用いて説明する。
流路(図示せず)に供給される。
次に、上述したモジュール20と、モジュール20を作動させるための補機(図示せず)とを外装ケースに収納してなるモジュール収容装置25について図12を用いて説明する。
上述したセルスタック装置(図2を参照)について、傾斜面の第1の発電部に対する傾斜角度が異なる複数のサンプルを作製した。具体的には、表1に示すように、8個のサンプル(N=8)を作製した。なお、試料No.8では傾斜面を設けなかった。
本試験では、出力電流が安定した状態において5分間発電を行うことによって空気利用率の測定を行った。まず、5分間でセルスタック装置に供給した空気の総量(V1)を、流量計を使用することによって求めた。また、各試料Noのセルスタック装置に供給した空気流量はそれぞれ一定とした。次に、シャント抵抗によって測定した出力電流(I)を用いて、以下の式によって、発電に使用した空気の量(V2)を求めた。
V2=(1/4)×22.4×I×300×(1/96500)
次に、以下の式によって、各セルスタック装置の空気利用率を算出した。その結果を表1に示した。
(空気利用率)=(V2/V1)×100
各セルスタック装置について1000℃で1000時間の作動を行った後、導電性接合材と導電部材とが剥離しているか否かをSEMで観察し、その結果を表1に示した。
表1から明らかなように、試料No.8では、空気利用率が低かった。これは導電部材が、空気の流れ方向の上流側に位置しており流れ方向に向かうに従って第1の発電部に近接するように傾斜している傾斜面を有していなかったからである。
表1から明らかなように、試料No.1では、導電性接合材と導電部材とが剥離していた。これは、傾斜角度が75°より小さかったからである。
9、90:導電部材
9A、90A:傾斜面
9B、90B:反応ガス流路
10:セルスタック装置
18:セルスタック
20:モジュール
25:モジュール収容装置
Claims (6)
- 燃料極と、固体電解質層と、空気極とを含む第1の発電部を有する第1セルと、
燃料極と、固体電解質層と、空気極とを含む第2の発電部を有する第2セルと、
前記第1の発電部と、前記第2の発電部とを電気的に接続する導電部材と、
を備え、
該導電部材は、隣接する一方または他方のセルに接続され、反応ガスの流れ方向と直交する方向に延びる導電片を有し、内部が前記第1セルに供給される反応ガスが流れる反応ガス流路とされており、
前記導電片は、前記セルに導電性接合材を介して接続されているとともに、前記反応ガスの流れ方向の上流側に位置する面が、前記反応ガスの流れ方向に対して、遠ざかる方向に前記第1の発電部の外側に設けられている燃料極又は空気極に向けて傾斜している傾斜面を有し、
該傾斜面は、前記導電性接合材で覆われていない部位を有する
ことを特徴とする、セルスタック。 - 前記傾斜面の前記第1の発電部に対する傾斜角度が87°以下である
ことを特徴とする、請求項1に記載のセルスタック。 - 前記傾斜角度が75°以上である
ことを特徴とする、請求項2に記載のセルスタック。 - 前記導電性接合材は前記傾斜面の一部を覆っており、
該導電性接合材の内部において、前記傾斜面と接するように空隙が設けられている
ことを特徴とする、請求項1乃至3のうちいずれかに記載のセルスタック。 - 収納容器内に、請求項1乃至請求項4のうちいずれかに記載のセルスタックを収納してなることを特徴とするモジュール。
- 外装ケース内に、請求項5に記載のモジュールと、該モジュールの運転を行なうための補機とを収納してなることを特徴とするモジュール収容装置。
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