JP6862534B2 - Electrochemical cell - Google Patents

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Description

本実施形態は、電気化学セルに関する。 The present embodiment relates to an electrochemical cell.

電気化学セルは、例えば、700〜1000℃の高温条件下において、還元剤と酸化剤との反応エネルギーを電気として取り出す固体酸化物形燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell:SOFC)として機能する。一方、水蒸気などの電気分解を行う場合には、電気化学セルは、SOFCにおける反応の逆反応を動作原理とし、電解質膜を介して、高温の水蒸気を電気分解することにより水素と酸素とを得る固体酸化物形電解セル(Solid Oxide Electrolysis Cell:SOEC)として機能する。 The electrochemical cell functions as a solid oxide fuel cell (SOFC) that extracts the reaction energy of the reducing agent and the oxidizing agent as electricity under high temperature conditions of, for example, 700 to 1000 ° C. On the other hand, when electrolyzing steam or the like, the electrochemical cell obtains hydrogen and oxygen by electrolyzing high-temperature steam through an electrolyte membrane based on the reverse reaction of the reaction in SOFC. It functions as a solid oxide electrolysis cell (SOEC).

この電気化学セルは、例えば、電解反応を行う電解セルと、この電解セルと上下に接する集電材と、電解セル及び集電体を覆うセパレータと、各接合面のリークを防ぐためのシール材などと、を備えて構成されている。また、電気化学セルを積層することでスタック化が可能であり、例えばリークを防ぐために、スタック化の際にボルト等で締め付け固定される。ところが、電解セルは一般的にセラミックス系材料であり、この締め付け固定などにより、曲げ応力等がかかり、電解セルが変形してしまう恐れがある。 The electrochemical cell includes, for example, an electrolytic cell that performs an electrolytic reaction, a current collector that is in contact with the electrolytic cell vertically, a separator that covers the electrolytic cell and the current collector, and a sealing material that prevents leakage from each joint surface. And is configured with. Further, stacking is possible by stacking electrochemical cells. For example, in order to prevent leakage, they are tightened and fixed with bolts or the like at the time of stacking. However, the electrolytic cell is generally a ceramic material, and there is a risk that the electrolytic cell will be deformed due to bending stress or the like due to this tightening and fixing.

特開2014−41704号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-41704 特開2016−126893公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-126893

本発明が解決しようとする課題は、電解セルの変形抑制が可能な電気化学セルを提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide an electrochemical cell capable of suppressing deformation of an electrolytic cell.

本実施形態に係る電気化学セルは、電解質膜、当該電解質膜の一方の面に設けられた酸素極と、当該電解質膜の他方の面に設けられた水素極とを少なくとも有する平板状の電解セルと、前記電解セルよりも硬度が低い保持材であって、前記電解セルの周縁領域の少なくとも一部を支持し、前記電解セルを保持する保持材と、前記酸素極に供給される酸化剤ガスと前記水素極に供給される還元剤ガスとを分配するセパレータであって、前記保持材を介して電解セルを支持すると共に、当該酸素極及び当該水素極それぞれに電気的に接続されるセパレータと、を備える。 The electrochemical cell according to the present embodiment is a flat plate-shaped electrolytic cell having at least an electrolyte membrane, an oxygen electrode provided on one surface of the electrolyte membrane, and a hydrogen electrode provided on the other surface of the electrolyte membrane. A holding material having a hardness lower than that of the electrolytic cell, supporting at least a part of the peripheral region of the electrolytic cell and holding the electrolytic cell, and an oxidant gas supplied to the oxygen electrode. A separator that distributes the reducing agent gas supplied to the hydrogen electrode and the separator that supports the electrolytic cell via the holding material and is electrically connected to the oxygen electrode and the hydrogen electrode, respectively. , Equipped with.

本発明の効果は、電解セルの変形を抑制することができる。 The effect of the present invention is that the deformation of the electrolytic cell can be suppressed.

第1実施形態に係る電気化学セルの構成を示す模式図であり、左図は、電気化学セルを構成する構成部材を示す図、右図は、構成部材を積層した電気化学セルを示す図。It is a schematic diagram which shows the structure of the electrochemical cell which concerns on 1st Embodiment, the left figure is the figure which shows the constituent members which make up an electrochemical cell, and the right figure is the figure which shows the electrochemical cell which laminated the constituent members. 第1実施形態に係る単位セルの構成を示す模式図であり、左図は、単位セルを構成する構成部材を示す図であり、右図は、構成部材を積層した単位セルを示す図。It is a schematic diagram which shows the structure of the unit cell which concerns on 1st Embodiment, the figure on the left is a figure which shows the constituent members which make up a unit cell, and the figure on the right is a figure which shows the unit cell which laminated the constituent members. 単位セルの構成を示す図であり、図3(a)は、上面図であり、右半分は第1保持材を除いた図であり、図3(b)の右半分は、A−A’断面図。It is a figure which shows the structure of the unit cell, FIG. 3A is a top view, the right half is a figure excluding the 1st holding material, and the right half of FIG. 3B is AA'. Sectional view. 図3の丸枠内で示した構成を拡大して示す図。FIG. 6 is an enlarged view showing the configuration shown in the circle frame of FIG. 第1実施形態に係る電気化学セルの構成図であり、図5(a)は、電気化学セルの上面図であり、第2セパレータ、酸素極側の集電材、セパレータ間の絶縁体、及び第4シール材を除いた状態の図、図5(b)は、電気化学セルのB−B’断面図。FIG. 5A is a block diagram of the electrochemical cell according to the first embodiment, and FIG. 5A is a top view of the electrochemical cell, which is a second separator, a current collector on the oxygen electrode side, an insulator between the separators, and a first. 4 The figure in a state where the sealing material is removed, FIG. 5 (b) is a cross-sectional view of the electrochemical cell BB'. 図5(b)の枠内を拡大した図。The inside of the frame of FIG. 5 (b) is enlarged. 第2実施形態に係る単位セルの構成を示す図であり、図7(a)は、底面図、図7(b)の右半分は、C−C’断面図。It is a figure which shows the structure of the unit cell which concerns on 2nd Embodiment, FIG. 7A is a bottom view, and the right half of FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line CC'. 第3実施形態に係る電気化学セルの構成図であり、図8(a)は、電気化学セルの上面図であり、第2セパレータ、酸素極側の集電材、セパレータ間の絶縁体及び第4シール材を除いた状態の図であり、図8(b)は、D−D’断面図。FIG. 8A is a sectional view of the electrochemical cell according to the third embodiment, and FIG. 8A is a top view of the electrochemical cell, which is a second separator, a current collector on the oxygen electrode side, an insulator between the separators, and a fourth. It is the figure of the state which removed the sealing material, and FIG. 8 (b) is the cross-sectional view of DD'. 第4実施形態に係る電気化学セルの構成図であり、図9(a)は、電気化学セルの上面図であり、第2セパレータ、酸素極側の集電材、セパレータ間の絶縁体及び第4シール材を除いた状態を示す図、図9(b)は、E−E’断面図。FIG. 9 (a) is a top view of the electrochemical cell according to the fourth embodiment, which is a top view of the electrochemical cell, the second separator, the current collector on the oxygen electrode side, the insulator between the separators, and the fourth. A view showing a state in which the sealing material is removed, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line EE'. 単位セルの構成を示す図であり、図10(a)は、底面図であり、図10(b)は、F−F’断面図。It is a figure which shows the structure of a unit cell, FIG. 10A is a bottom view, and FIG. 10B is a sectional view taken along the line FF'.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is not limited to the present invention.

(第1実施形態)
第1実施形態に係る電気化学セルは、電解セルよりも硬度が低い保持材を介して電解セルを支持することで、曲げ応力による電解セルの変形抑制を図ったものである。より詳しく、以下に説明する。
(First Embodiment)
The electrochemical cell according to the first embodiment is intended to suppress deformation of the electrolytic cell due to bending stress by supporting the electrolytic cell via a holding material having a hardness lower than that of the electrolytic cell. More details will be given below.

まず、図1及び図2に基づき、本実施形態に係る電気化学セル1の全体構成を説明する。 First, the overall configuration of the electrochemical cell 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1は、本実施形態に係る電気化学セル1の構成を示す模式図であり、左図は、電気化学セル1を構成する構成部材を示す図であり、右図は、構成部材を積層した電気化学セル1を示す図である。この図1に示すように、本実施形態に係る電気化学セル1は、単位セル100と、第1セパレータ200aと、第2セパレータ200bと、水素極側の集電材300と、酸素極側の集電材400と、を備えて構成される。本実施形態に係る電気化学セル1は、積層することでスタック化し、出力を増加させることが可能である。或いは、積層せずに、単一で使用することも可能である。 FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the electrochemical cell 1 according to the present embodiment, the left figure is a diagram showing the constituent members constituting the electrochemical cell 1, and the right figure is a diagram in which the constituent members are laminated. It is a figure which shows the electrochemical cell 1. As shown in FIG. 1, the electrochemical cell 1 according to the present embodiment includes a unit cell 100, a first separator 200a, a second separator 200b, a current collector 300 on the hydrogen pole side, and a collector on the oxygen pole side. It is configured to include an electrical material 400. The electrochemical cells 1 according to the present embodiment can be stacked to increase the output. Alternatively, it can be used alone without being laminated.

図2は、第1実施形態に係る単位セル100の構成を示す模式図であり、左図は、単位セル100を構成する構成部材を示す図であり、右図は、構成部材を積層した単位セル100を示す図である。 FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the unit cell 100 according to the first embodiment, the left figure is a diagram showing the constituent members constituting the unit cell 100, and the right figure is a unit in which the constituent members are laminated. It is a figure which shows the cell 100.

図2の左図に示すように、第1実施形態に係る単位セル100は、電解セル102と、第1保持材104aと、第2保持材104bと、第1シール材106と、第2シール材108とを、備えて構成されている。 As shown in the left figure of FIG. 2, the unit cell 100 according to the first embodiment includes an electrolytic cell 102, a first holding material 104a, a second holding material 104b, a first sealing material 106, and a second seal. It is configured to include a material 108.

すなわち、本実施形態に係る電気化学セル1は、電解セル102と、第1保持材104aと、第2保持材104bと、第1シール材106と、第2シール材108と、第1セパレータ200aと、第2セパレータ200bと、水素極側の集電材300と、酸素極側の集電材400とを、備えて構成されている。なお、第1シール材106は、絶縁体でもよく、或いはシール性と絶縁性を持った材料でもよい。 That is, the electrochemical cell 1 according to the present embodiment includes the electrolytic cell 102, the first holding material 104a, the second holding material 104b, the first sealing material 106, the second sealing material 108, and the first separator 200a. A second separator 200b, a current collector 300 on the hydrogen electrode side, and a current collector 400 on the oxygen electrode side are provided. The first sealing material 106 may be an insulator, or may be a material having sealing properties and insulating properties.

再び図1に示すように、単位セル100は、例えば、600〜1000℃の高温条件下において、酸素極側に供給される酸化剤ガス(O)と水素極側に供給される還元剤ガス(H)を用いて発電する。発電した電力は外部負荷に供給される。このように単位セル100は、固体酸化物形燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell:SOFC)として機能する。
一方、水蒸気などの電気分解を行う場合には、外部負荷に代えて外部電源が接続され、発電時の逆反応が進行する。すなわち、単位セル100は、上記したSOFCにおける反応の逆反応を動作原理とし、固体酸化物形電解セル102(Solid Oxide Electrolysis Cell:SOEC)としても機能する。なお、単位セル100は、SOFCまたはSOECとしてのみ機能するものでもよい。
As shown in FIG. 1 again, the unit cell 100 has, for example, an oxidant gas (O 2 ) supplied to the oxygen electrode side and a reducing agent gas supplied to the hydrogen electrode side under a high temperature condition of 600 to 1000 ° C. Power is generated using (H 2). The generated power is supplied to an external load. In this way, the unit cell 100 functions as a solid oxide fuel cell (SOFC).
On the other hand, when electrolyzing water vapor or the like, an external power source is connected instead of the external load, and a reverse reaction during power generation proceeds. That is, the unit cell 100 also functions as a solid oxide electrolysis cell (SOEC) based on the reverse reaction of the above-mentioned reaction in SOFC as an operating principle. The unit cell 100 may function only as SOFC or SOEC.

第1セパレータ200aと、第2セパレータ200bとは、後述する絶縁体とシールド材とを介して組み合わされ、セパレータ200として構成される。このため、第1セパレータ200aと、第2セパレータ200bとは絶縁状態である。また、セパレータ200は、シールド材により気密性が保たれ、水素マニュピュレ−202、及び酸素マニュピュレ−タ204以外からは、ガスが排出されないように構成されている。すなわち、セパレータ200は、酸素極側に供給される酸化剤ガス(O)と水素極側に供給される還元剤ガス(H)とを分配する。例えば、水素マニュピュレ−タ202を介して供給される還元剤ガス(H)は、単位セル100の水素極側に供給され、酸素マニュピュレ−タ204を介して供給される酸化剤ガス(O)は、単位セル100の酸素極側に供給される。The first separator 200a and the second separator 200b are combined via an insulator and a shielding material, which will be described later, to form a separator 200. Therefore, the first separator 200a and the second separator 200b are in an insulated state. Further, the separator 200 is configured so that the airtightness is maintained by the shielding material and gas is not discharged from other than the hydrogen manipulator-202 and the oxygen manipulator 204. That is, the separator 200 distributes the oxidizing agent gas (O 2 ) supplied to the oxygen electrode side and the reducing agent gas (H 2 ) supplied to the hydrogen electrode side. For example, the reducing agent gas (H 2 ) supplied via the hydrogen manipulator 202 is supplied to the hydrogen electrode side of the unit cell 100, and the oxidant gas (O 2) is supplied via the oxygen manipulator 204. ) Is supplied to the oxygen electrode side of the unit cell 100.

水素極側の第1セパレータ200aは、水素極側の集電材300を配置し、その上に単位セル100を配置する。さらに、単位セル100の酸素極側に酸素極側の集電材400を配置し、第2セパレータ200bを配置する。セパレータの材質などについては特に問わず、動作温度である600〜1000℃の温度域でも導電性があり、さらには、単位セル100と熱膨張係数が近いものが望ましい。 In the first separator 200a on the hydrogen electrode side, the current collector 300 on the hydrogen electrode side is arranged, and the unit cell 100 is arranged on the current collector 300. Further, the current collector 400 on the oxygen electrode side is arranged on the oxygen electrode side of the unit cell 100, and the second separator 200b is arranged. The material of the separator is not particularly limited, and it is desirable that the separator has conductivity even in the operating temperature range of 600 to 1000 ° C. and has a coefficient of thermal expansion close to that of the unit cell 100.

水素極側の集電材300は、例えばNi金属等であり、単位セル100の水素極と第1セパレータ200aとを電気的に接続する。酸素極側の集電材400も水素極側の集電材300と同等の金属であり、単位セル100の酸素極と第2セパレータ200bとを電気的に接続する。 The current collector 300 on the hydrogen electrode side is, for example, Ni metal or the like, and electrically connects the hydrogen electrode of the unit cell 100 and the first separator 200a. The current collector 400 on the oxygen electrode side is also a metal equivalent to the current collector 300 on the hydrogen electrode side, and electrically connects the oxygen electrode of the unit cell 100 and the second separator 200b.

再び図2に戻り、電解セル102は、電解反応を行う。この電解セル102は、例えば電解質膜と、電解質膜の一方の面に設けられる酸素極と、電解質膜の他方の面に設けられる水素極と、水素極の電解質膜側とは反対側の面に設けられる水素極多孔質基材とを備え、これらが積層されたものである。すなわち、本実施形態に係る電解セル102は、電解質膜と、電解質膜の一方の面に設けられた酸素極と、電解質膜の他方の面に設けられた水素極とを少なくとも有する矩形の平板状セルである。また、酸素極の大きさは電解質膜よりも小さく、電解質膜の外周には酸素極で覆われていない部分が存在する。なお、平板状セルの形状は矩形に限定されず、丸い形状や、五角形などの多角形でもよい。 Returning to FIG. 2 again, the electrolytic cell 102 performs an electrolytic reaction. The electrolytic cell 102 is formed on, for example, an electrolyte membrane, an oxygen electrode provided on one surface of the electrolyte membrane, a hydrogen electrode provided on the other surface of the electrolyte membrane, and a surface of the hydrogen electrode opposite to the electrolyte membrane side. It is provided with a hydrogen polar porous base material provided, and these are laminated. That is, the electrolytic cell 102 according to the present embodiment has a rectangular flat plate shape having at least an electrolyte membrane, an oxygen electrode provided on one surface of the electrolyte membrane, and a hydrogen electrode provided on the other surface of the electrolyte membrane. It is a cell. Further, the size of the oxygen electrode is smaller than that of the electrolyte membrane, and there is a portion not covered with the oxygen electrode on the outer periphery of the electrolyte membrane. The shape of the flat cell is not limited to a rectangle, and may be a round shape or a polygon such as a pentagon.

電解セル102は、例えば、600〜1000℃の高温条件下において、発電時には、酸素極で酸素が解離して酸素イオンを生じる。この酸素イオンが、電解質膜を通って水素極へ移動し、水素極で、酸素イオンと水素とが反応して水が生成する。このときに生じた電子が取り出されて、外部負荷で消費される。一方、水蒸気などの電気分解を行う場合には、外部負荷に代えて外部電源が接続され、発電時の逆反応が進行する。すなわち、電解セル102に外部電源から供給された電力により、水素極で、供給された水蒸気(水)が水素と酸素イオンに分解され、水素が放出される。 In the electrolytic cell 102, for example, under high temperature conditions of 600 to 1000 ° C., oxygen is dissociated at the oxygen electrode during power generation to generate oxygen ions. This oxygen ion moves to the hydrogen electrode through the electrolyte membrane, and at the hydrogen electrode, the oxygen ion reacts with hydrogen to generate water. The electrons generated at this time are taken out and consumed by an external load. On the other hand, when electrolyzing water vapor or the like, an external power source is connected instead of the external load, and a reverse reaction during power generation proceeds. That is, the electric power supplied to the electrolytic cell 102 from the external power source decomposes the supplied water vapor (water) into hydrogen and oxygen ions at the hydrogen electrode, and hydrogen is released.

第1保持材104aと、第2保持材104bとは、端部が圧着され、保持材104として構成される。すなわち、保持材104は、電解セル102よりも硬度が低く、電解セル102を保持する。第1保持材104a、及び第2保持材104bは、例えば金属板で構成されている。第1保持材104aは、第1開口105aを有している。この第1開口105aを介して電解セル102の水素極と、水素極側の集電材300(図1)が電気的に接続される。これにより、電解セル102の水素極、水素極側の集電材300、及び第1セパレータ200aが電気的に接続される。一方で、第2保持材104bは、第2開口105bを有している。この第2開口105bを介して電解セル102の酸素極と、酸素極側の集電材400(図1)が電気的に接続される。これにより、電解セル102の酸素極、酸素極側の集電材400、及び第2セパレータ200bが電気的に接続される。 The ends of the first holding material 104a and the second holding material 104b are crimped to form the holding material 104. That is, the holding material 104 has a hardness lower than that of the electrolytic cell 102 and holds the electrolytic cell 102. The first holding material 104a and the second holding material 104b are made of, for example, a metal plate. The first holding material 104a has a first opening 105a. The hydrogen electrode of the electrolytic cell 102 and the current collector 300 (FIG. 1) on the hydrogen electrode side are electrically connected through the first opening 105a. As a result, the hydrogen electrode of the electrolytic cell 102, the current collector 300 on the hydrogen electrode side, and the first separator 200a are electrically connected. On the other hand, the second holding material 104b has a second opening 105b. The oxygen electrode of the electrolytic cell 102 and the current collector 400 (FIG. 1) on the oxygen electrode side are electrically connected through the second opening 105b. As a result, the oxygen electrode of the electrolytic cell 102, the current collector 400 on the oxygen electrode side, and the second separator 200b are electrically connected.

第1保持材104a及び第2保持材104bの対向する面は平面状であり、電解セル102の上下を挟みこみ、第1保持材104a及び第2保持材104bの端部を圧着した圧着端部で固定される。 The facing surfaces of the first holding material 104a and the second holding material 104b are flat, sandwiching the upper and lower sides of the electrolytic cell 102, and crimping the ends of the first holding material 104a and the second holding material 104b. It is fixed with.

第1シール材106は、開口107を有し、第1保持材104a及び第2保持材104bの対向する面の間に配置され、第1保持材104a及び第2保持材104bの周辺部を密封する。第1シール材106は、特に材質は問わないが、電気的な絶縁性が高いものが望ましい。第1シール材106は、例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカ、少なくともこれらが含まれる材料、などで構成される。なお、本実施形態では、第1シール材106は、矩形のリング状に形成されるが、形状についてはこれに限らない。例えば、第1保持材104a及び第2保持材104bの周辺部を密封する形状であれば、他の形状でもよい。このように、第1保持材104a及び第2保持材104bの周辺部は、第1シール材106を介して圧着されている。 The first sealing material 106 has an opening 107 and is arranged between the facing surfaces of the first holding material 104a and the second holding material 104b, and seals the peripheral portions of the first holding material 104a and the second holding material 104b. To do. The material of the first sealing material 106 is not particularly limited, but it is desirable that the first sealing material 106 has a high electrical insulating property. The first sealing material 106 is composed of, for example, alumina, zirconia, silica, or at least a material containing these. In the present embodiment, the first sealing material 106 is formed in a rectangular ring shape, but the shape is not limited to this. For example, any other shape may be used as long as it has a shape that seals the peripheral portions of the first holding material 104a and the second holding material 104b. In this way, the peripheral portions of the first holding material 104a and the second holding material 104b are crimped via the first sealing material 106.

これらのことから分かるように、圧着端部でリークを止める為の第1シール材106を設け、シールを行うこととした。これにより、電解セル102にシールのための過剰な圧縮応力がかかることを防ぐとともに、面圧不均一等の影響で電解セル102に曲げ応力がかかった場合、電解セル102よりもたわみやすい保持材104が変形し、電解セル102が変形することを防ぐことができる。 As can be seen from these facts, it was decided to provide a first sealing material 106 for stopping the leak at the crimping end portion to perform sealing. This prevents the electrolytic cell 102 from being subjected to excessive compressive stress for sealing, and is a holding material that is more flexible than the electrolytic cell 102 when bending stress is applied to the electrolytic cell 102 due to the influence of non-uniform surface pressure or the like. It is possible to prevent the 104 from being deformed and the electrolytic cell 102 from being deformed.

第2シール材108は、開口109を有し、本実施形態では電解セル102の酸素極側の面と、保持材104の間に設けられ、酸素極側の面と保持材104の間を密封する。第2シール材108も第1シール材106と同等の材料で構成されている。なお、第2シール材108は、電解セル102の燃料極側の面と、保持材104の間にも配置してよい。すなわち、第2シール材108は、酸素極側の面、及び燃料極側の面の内の少なくとも一方の面と保持材104の間を密封する。第2シール材108も第1シール材106と同等の材料であり、例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカ、少なくともこれらが含まれる材料、などで構成される。なお、本実施形態では、第2シール材108は、矩形のリング状に形成されるが、形状についてはこれに限らない。酸素極側の面、及び燃料極側の面の内の少なくとも一方の面と保持材104の間を密封する形状であれば、他の形状でもよい。 The second sealing material 108 has an opening 109 and is provided between the oxygen electrode side surface of the electrolytic cell 102 and the holding material 104 in the present embodiment to seal between the oxygen electrode side surface and the holding material 104. To do. The second sealing material 108 is also made of the same material as the first sealing material 106. The second sealing material 108 may also be arranged between the surface of the electrolytic cell 102 on the fuel electrode side and the holding material 104. That is, the second sealing material 108 seals between the surface on the oxygen electrode side and at least one surface on the fuel electrode side and the holding material 104. The second sealing material 108 is also a material equivalent to the first sealing material 106, and is composed of, for example, alumina, zirconia, silica, or a material containing at least these. In the present embodiment, the second sealing material 108 is formed in a rectangular ring shape, but the shape is not limited to this. Any other shape may be used as long as it has a shape that seals between at least one of the oxygen electrode side surface and the fuel electrode side surface and the holding material 104.

図3は、単位セル100の構成を示す図であり、図3(a)は、上面図であり、右半分は第1保持材104aを除いた図であり、図3(b)の右半分は、A−A’断面図である。この図3に示すように、電解セル102は、電解セル102の周縁領域の少なくとも一部を保持材104に挟さまれ保持されている。また、圧着端部は、電解セル102の側面の外周に支持部1040を有し、セパレータ200a、200b(図1)はこの支持部1040を支持する。このように、セパレータ200a、200bが保持材104を支持する際に、保持材104が介在することで、電解セル102に対して、直接的に圧力がかからないように構成されている。 3A and 3B are views showing the configuration of the unit cell 100, FIG. 3A is a top view, the right half is a view excluding the first holding material 104a, and FIG. 3B is a right half of FIG. 3B. Is a cross-sectional view taken along the line AA'. As shown in FIG. 3, the electrolytic cell 102 is held by sandwiching at least a part of the peripheral region of the electrolytic cell 102 between the holding materials 104. Further, the crimping end portion has a support portion 1040 on the outer periphery of the side surface of the electrolytic cell 102, and the separators 200a and 200b (FIG. 1) support the support portion 1040. As described above, when the separators 200a and 200b support the holding material 104, the holding material 104 is interposed so that no pressure is directly applied to the electrolytic cell 102.

これらから分かるようにセパレータセパレータ200a、200b間に圧力がかかっても、電解セル102に直接的に圧力がかからないように構成されている。また、応力が単位セル100にかかっても、電解セル102よりも硬度の低い保持材104が介在し、電解セル102の損傷が抑制される。 As can be seen from these, even if pressure is applied between the separators 200a and 200b, the pressure is not directly applied to the electrolytic cell 102. Further, even if stress is applied to the unit cell 100, the holding material 104 having a hardness lower than that of the electrolytic cell 102 intervenes, and damage to the electrolytic cell 102 is suppressed.

図4は、図3の丸枠内で示した構成を拡大して示す図であり、図4(a)は、単位セル100を構成する構成部材を示す図であり、図3(b)は、構成後の単位セル100を示す図である。この図に示すように、第1シール材106及び第2シール材108は、圧縮され、配置された面間を密封している。これにより、酸素極側の面から酸素ガスを含むガスが水素極側に流入することが防がれている。同様に、水素極側の面から水素ガスを含むガスが酸素極側に流入することが防がれている。 4A and 4B are enlarged views of the configuration shown in the round frame of FIG. 3, FIG. 4A is a diagram showing constituent members constituting the unit cell 100, and FIG. 3B is a diagram showing components constituting the unit cell 100. , It is a figure which shows the unit cell 100 after composition. As shown in this figure, the first sealing material 106 and the second sealing material 108 are compressed and seal between the arranged surfaces. This prevents gas containing oxygen gas from flowing into the hydrogen electrode side from the surface on the oxygen electrode side. Similarly, the gas containing hydrogen gas is prevented from flowing into the oxygen electrode side from the surface on the hydrogen electrode side.

なお、本実施形態に係る第1保持材104aは、第1保持材104aの下面と、支持部1040の下面に段差を設けているが、これに限定されず、1保持材104aの下面と支持部1040の下面とを面一に構成してもよい。また、第1保持材104aの下面と、支持部1040の下面に段差を設ける場合には、第2保持材104bの上面と支持部1040の上面とを面一に構成してもよい。 The first holding material 104a according to the present embodiment is provided with a step on the lower surface of the first holding material 104a and the lower surface of the support portion 1040, but the present invention is not limited to this, and the lower surface of the first holding material 104a and the support are provided. The lower surface of the portion 1040 may be flush with the lower surface. Further, when a step is provided between the lower surface of the first holding material 104a and the lower surface of the support portion 1040, the upper surface of the second holding material 104b and the upper surface of the support portion 1040 may be configured flush with each other.

図5は、第1実施形態に係る電気化学セル1の構成図であり、図5(a)は、電気化学セル1の上面図であり、第2セパレータ200b、酸素極側の集電材400、及びセパレータ間の絶縁体114、第4シール材116を除いた状態の図であり、図5(b)は、電気化学セル1のB−B’断面図である。この図5(a)に示すように、保持材104の支持部1040(図4)の上面に絶縁体110及び第3シール材112が配置されている。 FIG. 5 is a block diagram of the electrochemical cell 1 according to the first embodiment, and FIG. 5 (a) is a top view of the electrochemical cell 1, the second separator 200b, the current collector 400 on the oxygen electrode side, and the like. FIG. 5B is a view of the state in which the insulator 114 between the separator and the separator and the fourth sealing material 116 are removed, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line BB'of the electrochemical cell 1. As shown in FIG. 5A, the insulator 110 and the third sealing material 112 are arranged on the upper surface of the support portion 1040 (FIG. 4) of the holding material 104.

また、この図5(b)に示すように、第1セパレータ200a及び第2セパレータ200b間には、絶縁体114と第4シール材116が配置されている。さらにまた、第1セパレータ200aは、第1保持材104aの第1開口105aを介して水素極と電気的に接続され、第2セパレータ200bは、第2保持材104bの第2開口105bを介して酸素極と電気的に接続されている。 Further, as shown in FIG. 5B, an insulator 114 and a fourth sealing material 116 are arranged between the first separator 200a and the second separator 200b. Furthermore, the first separator 200a is electrically connected to the hydrogen electrode via the first opening 105a of the first holding material 104a, and the second separator 200b is connected to the hydrogen electrode via the second opening 105b of the second holding material 104b. It is electrically connected to the oxygen electrode.

図6は、図5(b)の枠内を拡大した図である。この図6に示すように第1セパレータ200a及び第2セパレータ200b間は、絶縁体114と第4シール材116とを介して組み合わされている。また、保持材104の支持部1040とセパレータ200a、200bとの間にも絶縁体110及びシール材112が配置されている。このように、第1セパレータ200a及び第2セパレータ200b間は、絶縁されるとともに、気密性が保たれるように構成されている。なお、本実施形態では、気密性と絶縁性を増すため、保持材104の支持部1040とセパレータ200aとの間にも絶縁体110及びシール材112が配置されているが、これに限定されず、支持部1040とセパレータ200aとの間の絶縁体110及びシール材112は配置しなくともよい。シール材108と、支持部1040とセパレータ200bとの間の絶縁体110及びシール材112により、気密性が保たれるためである。 FIG. 6 is an enlarged view of the inside of the frame of FIG. 5 (b). As shown in FIG. 6, the first separator 200a and the second separator 200b are combined with each other via the insulator 114 and the fourth sealing material 116. Further, the insulator 110 and the sealing material 112 are also arranged between the support portion 1040 of the holding material 104 and the separators 200a and 200b. In this way, the first separator 200a and the second separator 200b are configured to be insulated and to maintain airtightness. In the present embodiment, the insulator 110 and the sealing material 112 are also arranged between the support portion 1040 of the holding material 104 and the separator 200a in order to increase the airtightness and the insulating property, but the present invention is not limited to this. , The insulator 110 and the sealing material 112 between the support portion 1040 and the separator 200a need not be arranged. This is because the airtightness is maintained by the seal material 108, the insulator 110 between the support portion 1040 and the separator 200b, and the seal material 112.

絶縁体110、114については、特に材質は問わず、電気的な絶縁性が高いものが望ましい。材質は例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカ、少なくともこれらが含まれる材料、などが挙げられる。また、形状についても特に問わない。密度については、緻密なものが望ましいが、多孔質でも構わない。また、シール材と同じ材質のものを用いてもよい。 The insulators 110 and 114 are preferably those having high electrical insulation regardless of the material. Examples of the material include alumina, zirconia, silica, and at least a material containing these. Further, the shape is not particularly limited. The density is preferably dense, but may be porous. Further, the same material as the sealing material may be used.

このように、電気化学セル1は、電解セル102と、電解セル102の上下を挟みこみ、端部を圧着した圧着端部で固定された薄い金属板の保持材104と、電解セル102に通電を行う集電材300、400と、それらを覆うセパレータ200a、200bと、各所のリークを防ぐためのシール材106、108、112、116と、セパレータ間の導通を防ぐための絶縁体110、114を積層して構成されている。なお、シール材は保持材104間、および、保持材104と電解セル102間だけでなく、電解セル102の側面に配置しても良い。なお、保持材104a、104b間にはシール材だけでなく、絶縁体を挟んでもよい。なお、シール材106、108、112、116をシール性と絶縁性を持った材料で構成してもよく、同様に絶縁体110、114をシール性と絶縁性を持った材料で構成してもよい。 In this way, the electrochemical cell 1 energizes the electrolytic cell 102, the holding material 104 of the thin metal plate that sandwiches the upper and lower parts of the electrolytic cell 102 and is fixed by the crimping end portion where the end portion is crimped, and the electrolytic cell 102. The current collectors 300 and 400, the separators 200a and 200b covering them, the sealing materials 106, 108, 112 and 116 for preventing leaks in various places, and the insulators 110 and 114 for preventing conduction between the separators. It is configured by stacking. The sealing material may be arranged not only between the holding materials 104 and between the holding material 104 and the electrolytic cell 102, but also on the side surface of the electrolytic cell 102. In addition to the sealing material, an insulator may be sandwiched between the holding materials 104a and 104b. The sealing materials 106, 108, 112, and 116 may be made of a material having a sealing property and an insulating property, and similarly, the insulators 110 and 114 may be made of a material having a sealing property and an insulating property. Good.

以上のように、本実施形態よれば、電気化学セル1は、電解セル102よりも硬度が低い保持材104を介して電解セル102を支持することとした。これにより、電気化学セル1に曲げ応力が生じても、保持材104が応力を吸収することで、電解セル102の変形を抑制できる。 As described above, according to the present embodiment, the electrochemical cell 1 supports the electrolytic cell 102 via a holding material 104 having a hardness lower than that of the electrolytic cell 102. As a result, even if bending stress is generated in the electrochemical cell 1, the holding material 104 absorbs the stress, so that the deformation of the electrolytic cell 102 can be suppressed.

(変形例)
第1実施形態に係る電気化学セル1は、第1保持材104a及び第2保持材104bの対向する面の間に第1シール材106を配置し、電解セル102の酸素極側の面、及び電解セル102の燃料極側の面の内の少なくとも一方の面と、保持材104の間に第2シール材108を配置した。本変形例では、第1シール材106、第2シール材108をシール接着剤とすることで相違する。電気化学セル1の構成は、第1実施形態と同等であるので、説明を省略する。
(Modification example)
In the electrochemical cell 1 according to the first embodiment, the first sealing material 106 is arranged between the facing surfaces of the first holding material 104a and the second holding material 104b, and the surface of the electrolytic cell 102 on the oxygen pole side and the surface on the oxygen pole side of the electrolytic cell 102 and the surface on the oxygen pole side. The second sealing material 108 was arranged between at least one surface of the surface on the fuel electrode side of the electrolytic cell 102 and the holding material 104. In this modification, the difference is that the first sealing material 106 and the second sealing material 108 are used as the sealing adhesive. Since the structure of the electrochemical cell 1 is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

シール接着剤は、ガラスシートやセラミックス系接着剤等で構成される。例えば、電解セル102を保持材104で挟み込む際に、ガラス遷移点を超える高温でシール接着剤を溶融させ、第1保持材104a及び第2保持材104bを接着できる。なお、シール接着剤には、接着性を向上させるためにセラミックス製のフィラー等を混入しても良い。 The seal adhesive is composed of a glass sheet, a ceramic adhesive, or the like. For example, when the electrolytic cell 102 is sandwiched between the holding materials 104, the sealing adhesive can be melted at a high temperature exceeding the glass transition point to bond the first holding material 104a and the second holding material 104b. The seal adhesive may be mixed with a ceramic filler or the like in order to improve the adhesiveness.

本変形例によれば、第1保持材104a及び第2保持材104bの対向する面の間にシール接着剤を配置することとした。これにより、第1保持材104a及び第2保持材104b間の接着力を向上可能である。このため、より確実にセル保持第1保持材104a及び第2保持材104bを接着することが可能になるとともに、電気化学セル1の製造時に電解セルの周囲に圧縮応力をかけることを避け、電解セルが変形する可能性を下げることができる。 According to this modification, the seal adhesive is arranged between the facing surfaces of the first holding material 104a and the second holding material 104b. Thereby, the adhesive force between the first holding material 104a and the second holding material 104b can be improved. Therefore, it becomes possible to more reliably bond the cell holding first holding material 104a and the second holding material 104b, and avoid applying compressive stress to the periphery of the electrolytic cell during the production of the electrochemical cell 1 to electrolyze. The possibility of cell deformation can be reduced.

(第2実施形態)
第1実施形態に係る保持材104の支持部1040は平板状に構成されていたのに対し、第2実施形態に係る保持材104の支持部1040は、波状に構成されることで相違する。
(Second Embodiment)
The support portion 1040 of the holding material 104 according to the first embodiment is formed in a flat plate shape, whereas the supporting portion 1040 of the holding material 104 according to the second embodiment is formed in a wavy shape.

図7は、第2実施形態に係る単位セル100の構成を示す図であり、図7(a)は、底面図であり、図7(b)の右半分は、C−C’断面図である。第1実施形態と同等の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 7A and 7B are views showing the configuration of the unit cell 100 according to the second embodiment, FIG. 7A is a bottom view, and the right half of FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line CC'. is there. The same reference numerals are given to the configurations equivalent to those of the first embodiment, and duplicate description will be omitted.

この図7に示すように、保持材104における圧着端部の支持部1040を波状に構成している。すなわち、支持部1040は、水素極側に尖った突起状の形状をしている。このように、ガスの通過する経路が長くなることで圧力損失が増加し、シール性を向上させることができる。これにより、必要な平均面圧を低下させ、単位セル100が変形する可能性を低減させることが可能である。なお、本実施形態では、支持部1040は、水素極側に尖った突起状の形状をしているが、これに限定されず、支持部1040を、酸素極側に尖った突起状の形状に構成してもよい。 As shown in FIG. 7, the support portion 1040 of the crimping end portion of the holding material 104 is formed in a wavy shape. That is, the support portion 1040 has a shape of a protrusion pointed toward the hydrogen electrode side. In this way, the longer the path through which the gas passes increases the pressure loss, and the sealing property can be improved. Thereby, it is possible to reduce the required average surface pressure and reduce the possibility that the unit cell 100 is deformed. In the present embodiment, the support portion 1040 has a shape of a protrusion pointed toward the hydrogen electrode side, but the present invention is not limited to this, and the support portion 1040 has a shape of a protrusion pointed toward the oxygen pole side. It may be configured.

本実施形態によれば、保持材104とセパレータ間に設けたシール材を支持部1040の突起形状で抑えることとした。これにより、局所的に面圧を高めてシール材の圧縮度を向上させることが可能であり、ガス漏洩の可能性をより低下できる。また、支持部1040は、水素極側に尖った突起状の形状をしているので、水素還元剤の漏洩の可能性をより低下させることができる。 According to this embodiment, the sealing material provided between the holding material 104 and the separator is suppressed by the protruding shape of the support portion 1040. As a result, the surface pressure can be locally increased to improve the degree of compression of the sealing material, and the possibility of gas leakage can be further reduced. Further, since the support portion 1040 has a convex shape on the hydrogen electrode side, the possibility of leakage of the hydrogen reducing agent can be further reduced.

(第3実施形態)
第1実施形態では、第1セパレータ200a上に、単位セル100を配置していたが、本実施形態では、位置決めピン206を介して単位セル100を第1セパレータ200a上に、配置することで相違する。
(Third Embodiment)
In the first embodiment, the unit cell 100 is arranged on the first separator 200a, but in the present embodiment, the unit cell 100 is arranged on the first separator 200a via the positioning pin 206, which is different. To do.

図8は、第3実施形態に係る電気化学セル1の構成図であり、図8(a)は、電気化学セル1の上面図であり、第2セパレータ200b、酸素極側の集電材400、セパレータ間の絶縁体114及び第4シール材116を除いた状態の図であり、図8(b)は、D−D’断面図である。 FIG. 8 is a block diagram of the electrochemical cell 1 according to the third embodiment, and FIG. 8A is a top view of the electrochemical cell 1, the second separator 200b, the current collector 400 on the oxygen electrode side, and the like. It is the figure of the state which removed the insulator 114 and the 4th seal material 116 between the separators, and FIG. 8 (b) is the cross-sectional view of DD'.

第1実施形態と同等の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。保持材104の端部に設置位置固定用の位置決めピン穴117を設けている。また、第1セパレータ200aに位置決めピン206を設けている。すなわち、保持材104は、端部に位置決めピン206に対応する位置決めピン穴117を有する。 The same reference numerals are given to the configurations equivalent to those of the first embodiment, and duplicate description will be omitted. A positioning pin hole 117 for fixing the installation position is provided at the end of the holding material 104. Further, the first separator 200a is provided with a positioning pin 206. That is, the holding material 104 has a positioning pin hole 117 corresponding to the positioning pin 206 at the end.

本実施例によれば、位置決めピン206を介して単位セル100を第1セパレータ200a上に、配置することとした。これにより、単位セル100の位置が位置決めピン206及び位置決めピン穴117を介して、一定の箇所に収まるため、位置ずれによる応力の不均一を防ぐことが可能になり、単位セル100が変形することを防ぐことができる。 According to this embodiment, the unit cell 100 is arranged on the first separator 200a via the positioning pin 206. As a result, the position of the unit cell 100 is settled in a fixed position via the positioning pin 206 and the positioning pin hole 117, so that it is possible to prevent non-uniformity of stress due to misalignment, and the unit cell 100 is deformed. Can be prevented.

(第4実施形態)
第1実施形態では、第1セパレータ200a上に、単位セル100を配置していたが、本実施形態では、位置決め台座208を介して単位セル100を第1セパレータ200a上に、配置することで相違する。
(Fourth Embodiment)
In the first embodiment, the unit cell 100 is arranged on the first separator 200a, but in the present embodiment, the unit cell 100 is arranged on the first separator 200a via the positioning pedestal 208, which is different. To do.

図9は、第4実施形態に係る電気化学セル1の構成図であり、図9(a)は、電気化学セル1の上面図であり、第2セパレータ200b、酸素極側の集電材400、セパレータ間の絶縁体114及び第4シール材116を除いた状態を示す図であり、図9(b)は、E−E’断面図である。第1実施形態と同等の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。保持材104の端部に位置固定用の切欠き118を設けている。また、第1セパレータ200aに位置決め台座208を設けている。すなわち、保持材104は、端部に位置決め台座208に対応する切欠き118を有する。 9 is a block diagram of the electrochemical cell 1 according to the fourth embodiment, and FIG. 9A is a top view of the electrochemical cell 1, the second separator 200b, the current collector 400 on the oxygen electrode side, and the like. It is a figure which shows the state which removed the insulator 114 and the 4th sealing material 116 between the separators, and FIG. 9 (b) is the cross-sectional view of EE'. The same reference numerals are given to the configurations equivalent to those of the first embodiment, and duplicate description will be omitted. A notch 118 for fixing the position is provided at the end of the holding material 104. Further, the first separator 200a is provided with a positioning pedestal 208. That is, the holding material 104 has a notch 118 at the end corresponding to the positioning pedestal 208.

本実施例によれば、位置決め台座208を介して単位セル100を第1セパレータ200a上に、配置することとした。これにより、単位セル100の位置が位置決め台座208及び切欠き118を介して、一定の箇所に収まるため、位置ずれによる応力の不均一を防ぐことが可能になり、単位セル100が変形することを防ぐことができる。 According to this embodiment, the unit cell 100 is arranged on the first separator 200a via the positioning pedestal 208. As a result, the position of the unit cell 100 is settled in a fixed position via the positioning pedestal 208 and the notch 118, so that it is possible to prevent non-uniformity of stress due to misalignment, and the unit cell 100 is deformed. Can be prevented.

(第5実施形態)
第1実施形態では、電解セル102と保持材104の間に第2シールド材を配置していたが、本実施形態では、更に保持材104にガスシールドのためのガス経路122を設けていることで相違する。
(Fifth Embodiment)
In the first embodiment, the second shield material is arranged between the electrolytic cell 102 and the holding material 104, but in the present embodiment, the holding material 104 is further provided with a gas path 122 for gas shielding. Is different.

図10は、単位セル100の構成を示す図であり、図10(a)は、底面図であり、図10(b)のは、F−F’断面図である。第1実施形態と同等の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。この図10に示すように、保持材104の上流側にガス侵入穴120を設け、ガス経路122を設けている。 10A and 10B are views showing the configuration of the unit cell 100, FIG. 10A is a bottom view, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line FF'. The same reference numerals are given to the configurations equivalent to those of the first embodiment, and duplicate description will be omitted. As shown in FIG. 10, a gas entry hole 120 is provided on the upstream side of the holding material 104, and a gas path 122 is provided.

本実施例によれば、保持材104にガスシールドのためのガス経路122を設けることとした。これにより、上流側の高圧のガスが第1保持材104aと第2保持材104bとの間などの単位セル100の隙間に充填され、下流部で発生する低圧なガスがこの領域に侵入しにくくなり、発生した水素ガス、酸素ガスの漏えいを防ぐことができる。 According to this embodiment, the holding material 104 is provided with a gas path 122 for gas shielding. As a result, the high-pressure gas on the upstream side is filled in the gap of the unit cell 100 such as between the first holding material 104a and the second holding material 104b, and the low-pressure gas generated in the downstream portion does not easily enter this region. Therefore, it is possible to prevent the leakage of the generated hydrogen gas and oxygen gas.

Claims (7)

電解質膜、当該電解質膜の一方の面に設けられた酸素極と、当該電解質膜の他方の面に設けられた水素極とを少なくとも有する平板状の電解セルと、
前記電解セルよりも硬度が低い第1保持材と、前記電解セルよりも硬度が低い第2保持材で構成される保持材あって、前記第1保持材及び前記第2保持材の対向する平面状面で前記電解セルの周縁領域の少なくとも一部の上下を挟みこみ、前記第1保持材及び前記第2保持材の端部を圧着した圧着端部で固定される保持材と、
アルミナ、ジルコニア、及びシリカの内の少なくともいずれかが含まれる材料で構成され、前記圧着端部間に設けられた第1シール材と、
前記電解セルの前記周縁領域の少なくとも一部と前記保持材の間に設けられた第2シール材であって、前記アルミナ、前記ジルコニア、及び前記シリカの内の少なくともいずれかが含まれる材料で構成される第2シール材と、
前記酸素極に供給される酸化剤ガスと前記水素極に供給される還元剤ガスとを分配するセパレータであって、前記圧着端部において前記電解セルの側面の外周に形成された支持部の上下を挟みこみ、前記電解セルを支持すると共に、当該酸素極及び当該水素極それぞれに電気的に接続されるセパレータと、
を備える電気化学セル。
An electrolyte membrane, a flat plate-shaped electrolytic cell having at least an oxygen electrode provided on one surface of the electrolyte membrane and a hydrogen electrode provided on the other surface of the electrolyte membrane.
There is a holding material composed of a first holding material having a hardness lower than that of the electrolytic cell and a second holding material having a hardness lower than that of the electrolytic cell, and the planes of the first holding material and the second holding material facing each other. A holding material that sandwiches at least a part of the peripheral region of the electrolytic cell with a surface and is fixed by a crimping end portion in which the ends of the first holding material and the second holding material are crimped.
A first sealing material composed of a material containing at least one of alumina, zirconia, and silica, and provided between the pressure-bonded ends.
A second sealing material provided between at least a part of the peripheral region of the electrolytic cell and the holding material, which is composed of a material containing at least one of the alumina, the zirconia, and the silica. The second sealing material to be made and
A separator that distributes the oxidant gas supplied to the oxygen electrode and the reducing agent gas supplied to the hydrogen electrode, and is above and below the support portion formed on the outer periphery of the side surface of the electrolytic cell at the crimping end portion. A separator that supports the electrolytic cell and is electrically connected to the oxygen electrode and the hydrogen electrode, respectively.
An electrochemical cell equipped with.
前記第1保持材は、第1開口を有し、前記第2保持材は、第2開口を有し、
前記セパレータは、第1開口を介して前記水素極と電気的に接続され、第2開口を介して前記酸素極と電気的の接続される請求項1に記載の電気化学セル。
The first holding material has a first opening, and the second holding material has a second opening.
The electrochemical cell according to claim 1, wherein the separator is electrically connected to the hydrogen electrode through the first opening and electrically connected to the oxygen electrode through the second opening.
前記電解セルの前記一方の面、及び前記他方の面の内の少なくともいずれかの面と前記保持材の間に設けられ、当該一方の面、及び当該他方の面の内の少なくとも一方の面と前記保持材の間を密封する第2シール材と、
を更に備える請求項2に記載の電気化学セル。
Provided between the holding material and at least one surface of the one surface and the other surface of the electrolytic cell, and at least one surface of the one surface and the other surface. A second sealing material that seals between the holding materials and
The electrochemical cell according to claim 2.
電解質膜、当該電解質膜の一方の面に設けられた酸素極と、当該電解質膜の他方の面に設けられた水素極とを少なくとも有する平板状の電解セルと、
前記電解セルよりも硬度が低い保持材であって、前記電解セルの周縁領域の少なくとも一部を支持し、前記電解セルを保持する保持材と、
前記酸素極に供給される酸化剤ガスと前記水素極に供給される還元剤ガスとを分配するセパレータであって、前記保持材を介して前記電解セルを支持すると共に、当該酸素極及び当該水素極それぞれに電気的に接続されるセパレータと、
を備え、
前記保持材は、前記電解セルの側面の外周に支持部を有し、前記セパレータは当該支持部を支持し、
前記支持部は、水素極側に尖った突起状の形状をしている、電気化学セル。
An electrolyte membrane, a flat plate-shaped electrolytic cell having at least an oxygen electrode provided on one surface of the electrolyte membrane and a hydrogen electrode provided on the other surface of the electrolyte membrane.
A holding material having a hardness lower than that of the electrolytic cell, supporting at least a part of the peripheral region of the electrolytic cell, and holding the electrolytic cell.
A separator that distributes the oxidizing agent gas supplied to the oxygen electrode and the reducing agent gas supplied to the hydrogen electrode, supports the electrolytic cell via the holding material, and supports the oxygen electrode and the hydrogen. A separator that is electrically connected to each pole,
With
The holding material has a support portion on the outer periphery of the side surface of the electrolytic cell, and the separator supports the support portion.
The support portion is an electrochemical cell having a pointed protrusion shape on the hydrogen electrode side.
前記セパレータは、位置決めピンを有し、
前記保持材は、端部に当該位置決めピンをはめるピン穴を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気化学セル。
The separator has a positioning pin
The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the holding material has a pin hole for fitting the positioning pin at an end portion.
前記セパレータは、位置決め台座を有し、
前記保持材は、端部に当該位置決め台座に対応する切欠きを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気化学セル。
The separator has a positioning pedestal and
The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the holding material has a notch corresponding to the positioning pedestal at an end portion.
電解質膜、当該電解質膜の一方の面に設けられた酸素極と、当該電解質膜の他方の面に設けられた水素極とを少なくとも有する平板状の電解セルと、
前記電解セルよりも硬度が低い保持材であって、前記電解セルの周縁領域の少なくとも一部を支持し、前記電解セルを保持する保持材と、
前記酸素極に供給される酸化剤ガスと前記水素極に供給される還元剤ガスとを分配するセパレータであって、前記保持材を介して前記電解セルを支持すると共に、当該酸素極及び当該水素極それぞれに電気的に接続されるセパレータと、
を備え、
前記保持材の上流側にガス侵入穴を設け、前記保持材内にガスシールドのためのガス経路を設けることを特徴とする、電気化学セル。
An electrolyte membrane, a flat plate-shaped electrolytic cell having at least an oxygen electrode provided on one surface of the electrolyte membrane and a hydrogen electrode provided on the other surface of the electrolyte membrane.
A holding material having a hardness lower than that of the electrolytic cell, supporting at least a part of the peripheral region of the electrolytic cell, and holding the electrolytic cell.
A separator that distributes the oxidizing agent gas supplied to the oxygen electrode and the reducing agent gas supplied to the hydrogen electrode, supports the electrolytic cell via the holding material, and supports the oxygen electrode and the hydrogen. A separator that is electrically connected to each pole,
With
An electrochemical cell characterized in that a gas entry hole is provided on the upstream side of the holding material, and a gas path for a gas shield is provided in the holding material.
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