JP7070017B2 - セルユニットおよびメタルサポートセルの補強方法 - Google Patents
セルユニットおよびメタルサポートセルの補強方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7070017B2 JP7070017B2 JP2018080630A JP2018080630A JP7070017B2 JP 7070017 B2 JP7070017 B2 JP 7070017B2 JP 2018080630 A JP2018080630 A JP 2018080630A JP 2018080630 A JP2018080630 A JP 2018080630A JP 7070017 B2 JP7070017 B2 JP 7070017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow path
- path forming
- metal support
- separator
- forming portion
- 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2は、セルユニット100の分解斜視図であり、図3は、図1のA-A線に沿うセルユニット100の部分断面図である。図2および図3に示すように、セルユニット100は、メタルサポートセルアッセンブリー110と、セパレータ120と、カソード流路形成部150と、集電補助層130と、を順に積層して構成される。メタルサポートセルアッセンブリー110のセパレータ120と対向する側(一方側)には、アノード流路形成部140が配置されている。
図4は、メタルサポートセルアッセンブリー110の分解斜視図である。図4に示すように、メタルサポートセルアッセンブリー110は、メタルサポートセル(Metal-Supported Cell:MSC)110Mと、メタルサポートセル110Mの外周を保持するセルフレーム113と、を有する。
電解質電極接合体111は、図3および図4に示すように、電解質層111Eの両側に一対の電極であるアノード層111Aおよびカソード層111Cを積層して構成される。
メタルサポート部112は、図3および図4に示すように、電解質電極接合体111をアノード層111Aの側から支持するものである。メタルサポート部112は、ガス透過性および電子伝導性を有する。メタルサポート部112は、金属粉末からなる焼結体または金属の多孔体から形成される。メタルサポート部112の形成材料は、例えば、ニッケルやクロムを含有する耐食合金や耐食鋼、ステンレス鋼などが挙げられる。
セルフレーム113は、図3および図4に示すように、メタルサポートセル110Mを周囲から保持するものである。図4に示すように、セルフレーム113は、開口部113Hを有する。セルフレーム113の開口部113Hには、メタルサポートセル110Mが配置される。メタルサポートセル110Mの外周は、セルフレーム113の開口部113Hの内縁に接合される。セルフレーム113の形成材料は、例えば、表面に絶縁処理が施された金属が挙げられる。
図2および図3に示すように、セパレータ120は、アノード流路形成部140と対面する領域(アクティブエリア)が平坦な形状を有するいわゆるフラットセパレータである。これにより、溶着部160によるセパレータ120とアノード流路形成部140との金属溶着を容易にすることができる。また、セパレータ120にガスの流路を形成するためのプレス加工が不要なため、製造コストを削減できる。
集電補助層130は、例えばエキスパンドメタル等の複数の孔が形成された導電性の多孔質体から形成することができる。これにより、複数の孔によってガスを通す空間を形成してガス拡散性を確保しつつ、カソード流路形成部150とセパレータ120との電気的な接触を補助して電子伝導性を向上することができる。なお、集電補助層130を形成する導電性の多孔質体としては、エキスパンドメタルに限定されず、例えば、発泡金属やメッシュ状の金属などを用いることができる。
図3に示すように、アノード流路形成部140は、メタルサポートセル110Mとセパレータ120の一方側との間にアノードガスAGの流路を区画形成する。
カソード流路形成部150は、図3に示すように、集電補助層130とセパレータ120との間に設けられる。カソード流路形成部150は、集電機能を有し、集電補助層130とセパレータ120との電気的な接触を補助して電子伝導性を向上することができる。また、セパレータ120とは別部品のカソード流路形成部150を設けることによって、セパレータ120のフラット化が実現できる。
溶着部160は、セパレータ120とアノード流路形成部140とを金属溶着して導通させる。図5に示すように、本実施形態では、溶着部160は、溶融溶接によって形成される。溶融溶接の溶融深さは、アノード流路形成部140の内部に収まるように設定される。これにより、溶融溶接による熱の影響が電解質層111Eに及ぶことを抑制することができる。
図7は、変形例1に係るアノード流路形成部240を示す断面図である。アノード流路形成部240は、メタルサポート部112と緻密度が同程度の多孔質層241と、メタルサポート部112よりも緻密度が高い緻密層242と、を有する点で前述した実施形態と異なる。
図8は、変形例2に係るアノード流路形成部340を示す断面図である。アノード流路形成部340は、溶着部160が形成される部分のみがセパレータ120と接触するように構成されている点で前述した実施形態と異なる。これにより、アノードガスAGの流路をできるだけ大きくしてガス拡散を向上させつつ、溶着部160を形成することができる。
図9は、変形例3に係るアノード流路形成部440を示す断面図である。アノード流路形成部440は、セパレータ120側からメタルサポート部112側に向かって緻密度が高くなるように形成されている点で前述した実施形態と異なる。
図10は、変形例4に係るアノード流路形成部540および補強部580を示す上面図である。変形例4に係るセルユニットでは、メタルサポート部112を補強する補強部580を有する点で前述した実施形態と異なる。
図12は、変形例5に係るアノード流路形成部640を示す上面図である。変形例5に係るアノード流路形成部640は、アノードガスAGの流路を形成する機能と、メタルサポート部112を補強する補強部の機能とを兼ね備える点で前述した変形例4と異なる。
図13は、変形例6に係るアノード流路形成部740および補強部780を示す上面図である。アノード流路形成部740および補強部780は、上面(Z方向)から見て、略円形状を有する点で前述した変形例4と異なる。
100 セルユニット、
110 メタルサポートセルアッセンブリー、
110M メタルサポートセル、
111 電解質電極接合体、
111A アノード層、
111C カソード層、
111E 電解質層、
112 メタルサポート部、
113 セルフレーム、
120 セパレータ、
130 集電補助層、
140、240、340、440、540、640、740 アノード流路形成部、
150 カソード流路形成部、
160 溶着部、
170 固定部、
580、780 補強部、
AG アノードガス、
CG カソードガス。
Claims (7)
- 電解質層と、ガス透過性および電子伝導性を有し前記電解質層を補強するメタルサポート部とを含むメタルサポートセルと、
前記メタルサポートセルに積層されたセパレータと、
前記メタルサポートセルと前記セパレータの一方側との間にアノードガスの流路を区画形成し、前記メタルサポート部に導通するアノード流路形成部と、
前記セパレータの他方側にカソードガスの流路を区画形成するカソード流路形成部と、
前記セパレータと前記アノード流路形成部とを金属溶着して導通させた溶着部と、
前記セパレータと前記カソード流路形成部とを接合して導通させる固定部と、
を有する、セルユニット。 - 前記アノード流路形成部は、前記メタルサポート部に一体的に設けられたリブからなる、請求項1に記載のセルユニット。
- 前記セパレータのうち前記アノード流路形成部と対面する領域は、平坦な形状を有する、請求項1または請求項2に記載のセルユニット。
- 前記カソード流路形成部は、ばね性を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載のセルユニット。
- 前記アノード流路形成部は、前記メタルサポート部よりも緻密度が高く形成されている、請求項1~4のいずれか1項に記載のセルユニット。
- 前記メタルサポート部を補強する補強部をさらに有する、請求項1~5のいずれか1項に記載のセルユニット。
- 電解質層をガス透過性および電子伝導性を有するメタルサポート部によって補強したメタルサポートセルを形成し、
前記メタルサポートセルにセパレータを積層し、
前記メタルサポートセルと前記セパレータの一方側との間に、前記メタルサポート部に導通するアノード流路形成部を配置してアノードガスの流路を区画形成し、
前記セパレータの他方側にカソード流路形成部を積層してカソードガスの流路を区画形成し、
前記セパレータと前記アノード流路形成部とを金属溶着して導通させるとともに、前記セパレータと前記カソード流路形成部とを接合して導通させて導通状態を確保しつつ前記電解質層を補強する、メタルサポートセルの補強方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018080630A JP7070017B2 (ja) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | セルユニットおよびメタルサポートセルの補強方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018080630A JP7070017B2 (ja) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | セルユニットおよびメタルサポートセルの補強方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019192363A JP2019192363A (ja) | 2019-10-31 |
JP7070017B2 true JP7070017B2 (ja) | 2022-05-18 |
Family
ID=68390638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018080630A Active JP7070017B2 (ja) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | セルユニットおよびメタルサポートセルの補強方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7070017B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118541835A (zh) * | 2021-12-23 | 2024-08-23 | 日产自动车株式会社 | 固体氧化物型燃料电池 |
CN118541836A (zh) * | 2021-12-23 | 2024-08-23 | 日产自动车株式会社 | 固体氧化物型燃料电池 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006012453A (ja) | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Nissan Motor Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池スタック及び固体酸化物形燃料電池 |
JP2009212046A (ja) | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Nissan Motor Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池用金属部材 |
WO2019106765A1 (ja) | 2017-11-29 | 2019-06-06 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池スタック |
-
2018
- 2018-04-19 JP JP2018080630A patent/JP7070017B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006012453A (ja) | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Nissan Motor Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池スタック及び固体酸化物形燃料電池 |
JP2009212046A (ja) | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Nissan Motor Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池用金属部材 |
WO2019106765A1 (ja) | 2017-11-29 | 2019-06-06 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池スタック |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019192363A (ja) | 2019-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5679893B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 | |
JP5876944B2 (ja) | 燃料電池および燃料電池スタック | |
CN107431215B (zh) | 电化学反应单元和燃料电池堆 | |
JP6199697B2 (ja) | セパレータ付燃料電池単セル,燃料電池スタック,およびその製造方法 | |
JP7070017B2 (ja) | セルユニットおよびメタルサポートセルの補強方法 | |
JP6917416B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
JP6781188B2 (ja) | 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック | |
JP7009828B2 (ja) | 燃料電池スタックおよび燃料電池スタックに用いられる絶縁部材 | |
JP2021009835A (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
JP6835768B2 (ja) | 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック | |
JP6773527B2 (ja) | インターコネクタ−電気化学反応単セル複合体および電気化学反応セルスタック | |
US10530003B2 (en) | Solid oxide fuel cell | |
JP7236966B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
JP7087624B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
JP6773526B2 (ja) | インターコネクタ−電気化学反応単セル複合体および電気化学反応セルスタック | |
JP6947228B2 (ja) | セルユニット | |
JP7112443B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
JP7507738B2 (ja) | 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック | |
JP7169333B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
KR102033904B1 (ko) | 연료 전지용 연결재 및 이를 포함하는 구조체 | |
JP7042783B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
KR101220740B1 (ko) | 유로가 형성된 집전체를 포함하는 고체 산화물 연료전지 분리판 및 그 제조방법 | |
JP7040254B2 (ja) | 金属部品の積層接合体、および金属部品の積層接合体の製造方法 | |
JP7095425B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池のセルユニット、および固体酸化物形燃料電池 | |
JP2018181568A (ja) | 集電部材−電気化学反応単セル複合体および電池化学反応セルスタック |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210210 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220125 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220214 |
|
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: 20220405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220418 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7070017 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |