JPH01239774A - 溶融炭酸塩燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩燃料電池Info
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- JPH01239774A JPH01239774A JP63066345A JP6634588A JPH01239774A JP H01239774 A JPH01239774 A JP H01239774A JP 63066345 A JP63066345 A JP 63066345A JP 6634588 A JP6634588 A JP 6634588A JP H01239774 A JPH01239774 A JP H01239774A
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- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ）産業上の利用分野
本発明は内部マニホルド方式の間接内部改質型溶融炭酸
塩燃料電池に関するものである。
塩燃料電池に関するものである。
（ロ）従来の技術
溶融炭酸塩燃料電池には、外１部改質方式と内部改質方
式とがあり、更に内部改質方式には、直接式と間接式と
がある。直接式はアノード極スペースに改質触媒が保持
されているなめ構成が簡単となるが、触媒が炭酸塩電解
質蒸気により被毒されやすく安定性に欠ける欠点があり
、間接式ＵＳＳススタック中改質ユニットを介在させて
改質触媒をアノード極から隔離しているので、直接式の
欠点が解消されるが、数セル／改質ユニットの場合スタ
ック高さ方向の温度分布が生じると共に電池反応熱の利
用が直接式に比し劣るなどの問題がある。
式とがあり、更に内部改質方式には、直接式と間接式と
がある。直接式はアノード極スペースに改質触媒が保持
されているなめ構成が簡単となるが、触媒が炭酸塩電解
質蒸気により被毒されやすく安定性に欠ける欠点があり
、間接式ＵＳＳススタック中改質ユニットを介在させて
改質触媒をアノード極から隔離しているので、直接式の
欠点が解消されるが、数セル／改質ユニットの場合スタ
ック高さ方向の温度分布が生じると共に電池反応熱の利
用が直接式に比し劣るなどの問題がある。
一方マニホルド方式について、外部マニホルドはガス分
配が容易であるが、反応ガスの直交流方式以外の選択及
びスタック接合面とのガスシールが比較的困難であり、
内部マニホルドはスタックとマニホルドの接合面が不用
でガスシールが比較的良好であるが、ガスの均一配分に
難点がある。
配が容易であるが、反応ガスの直交流方式以外の選択及
びスタック接合面とのガスシールが比較的困難であり、
内部マニホルドはスタックとマニホルドの接合面が不用
でガスシールが比較的良好であるが、ガスの均一配分に
難点がある。
（ハ）発明が解決しようとする課題
前記改質方式とマニホルド方式とはマトリックス的に組
合せて使用できるが、その組合せの中で外部マニホルド
方式と直接又は間接各改質方式の組合せけ従来技術とし
て行われている。一方内部マニホルド方式と間接内部改
質方式の組合せは、ガス流路を柔軟に選択できるのでセ
ル面内の温度分布が緩和されると共にガスシールの信頼
性が高いなどの利点がある。しうし内部マニホルド内を
１哄料ガスが通過する間にガス中に電解質蒸気が混入し
て改質触媒が被毒される欠点があり、更に数セル／改質
ユニットの構成をとればスタック高さ方向く対する温度
分布が生じると共に電池反応熱が改質反応に有効に利用
されないなどの問題点があった。
合せて使用できるが、その組合せの中で外部マニホルド
方式と直接又は間接各改質方式の組合せけ従来技術とし
て行われている。一方内部マニホルド方式と間接内部改
質方式の組合せは、ガス流路を柔軟に選択できるのでセ
ル面内の温度分布が緩和されると共にガスシールの信頼
性が高いなどの利点がある。しうし内部マニホルド内を
１哄料ガスが通過する間にガス中に電解質蒸気が混入し
て改質触媒が被毒される欠点があり、更に数セル／改質
ユニットの構成をとればスタック高さ方向く対する温度
分布が生じると共に電池反応熱が改質反応に有効に利用
されないなどの問題点があった。
に）課題を解決するための手段
本発明は単セルと交互に積重される各ガス分離板に、改
質触媒を充填した中空室、該中空室に原料ガスを供給す
る内部マニホルド部及び前記中空室で改質され九燃料ガ
スをアノード室に供給する経路を形成し、前記各マニホ
ルド部を電解質板と隔離された部材で連通させ九もので
ある。
質触媒を充填した中空室、該中空室に原料ガスを供給す
る内部マニホルド部及び前記中空室で改質され九燃料ガ
スをアノード室に供給する経路を形成し、前記各マニホ
ルド部を電解質板と隔離された部材で連通させ九もので
ある。
（ホ）作 用
本発明では単セル間に介在する各ガス分離板に中空室を
設けて改質触媒を充填することにより電池反応熱を改質
反応に有効く利用できると共にスタック高さ方向の温度
分布を緩和し、電池の特性向上、長寿命化が得られる。
設けて改質触媒を充填することにより電池反応熱を改質
反応に有効く利用できると共にスタック高さ方向の温度
分布を緩和し、電池の特性向上、長寿命化が得られる。
ま穴内部マニホルドの原料ガスが電解質板の透孔を流れ
る部分は、電解質蒸気から隔離する部材を用いて連通し
ているので、原料ガス中へ電解質蒸気の混入を阻止し改
質触媒の被毒を防止することができる。
る部分は、電解質蒸気から隔離する部材を用いて連通し
ているので、原料ガス中へ電解質蒸気の混入を阻止し改
質触媒の被毒を防止することができる。
（へ）実施例
以下本発明の実施例を図について説明する。
電池スタックｆｉｌはアノード極（２）、カンード極（
３）及び溶融炭酸塩を含浸した電解質板（４）よりなる
単セル（６）と、後述するガス分離板（６）とを交互に
積重して構成される。
３）及び溶融炭酸塩を含浸した電解質板（４）よりなる
単セル（６）と、後述するガス分離板（６）とを交互に
積重して構成される。
各ガス分離板（６）には、アノード室（２）とカソード
室（３°）の他にこれら画室と区隔された中空室（））
を有し２、この中空室（７）内に改質触媒（８）が充填
されている。更に各ガス分離板（６）の両側には第４図
に示すように各ガスの内部マニホルド部を有し、カソー
ド室（３）、中空室（））及びアノード室（２）の各横
断平面図を夫々示す第４図（ａ）（ｂ）及び（ｃ）を参
照して説明量る。１１０）は天然ガスとスチームを混合
し７Ｉ！：ｉｔＫ料ガバガス入流路、（ｏ）Ｑｔ）け中
空室（７）で改質された燃料ガスの流路、Ｑ′Ａｏ図は
燃料排ガス導出流路、又（１１Ｑ隣は酸化剤ガスの導入
流路、ｆ１４ｆｉ４）は酸化剤排ガスの導出流路を夫々
構成する各内部マニホルド部である。
室（３°）の他にこれら画室と区隔された中空室（））
を有し２、この中空室（７）内に改質触媒（８）が充填
されている。更に各ガス分離板（６）の両側には第４図
に示すように各ガスの内部マニホルド部を有し、カソー
ド室（３）、中空室（））及びアノード室（２）の各横
断平面図を夫々示す第４図（ａ）（ｂ）及び（ｃ）を参
照して説明量る。１１０）は天然ガスとスチームを混合
し７Ｉ！：ｉｔＫ料ガバガス入流路、（ｏ）Ｑｔ）け中
空室（７）で改質された燃料ガスの流路、Ｑ′Ａｏ図は
燃料排ガス導出流路、又（１１Ｑ隣は酸化剤ガスの導入
流路、ｆ１４ｆｉ４）は酸化剤排ガスの導出流路を夫々
構成する各内部マニホルド部である。
各ガス分離板（６）のこれら各内部マニホルドは、燃料
ガス流路０旧Ｉｔ）を除き各電解質板（４）の対応透孔
を介して互に連通し、前記各ガスの流路を構成する。
ガス流路０旧Ｉｔ）を除き各電解質板（４）の対応透孔
を介して互に連通し、前記各ガスの流路を構成する。
この場合１釈料ガス流路（ｌυを構成する内部マニホル
ド部のみは、原料ガス中（Ｃ電解質蒸気が混入して改質
触媒（８）の被毒を防止する連通構成がとられる。
ド部のみは、原料ガス中（Ｃ電解質蒸気が混入して改質
触媒（８）の被毒を防止する連通構成がとられる。
すなわち、第５図（ａ）は電解質板１４１の径大透孔（
４）に環状間隔を存して配置し六無孔質セラミックチュ
ーブα均で内部マニホルド部を互に連通し、キューブ０
団の径大段部と各内部マニホルド部との間て一対のシー
ル材（＋φとしてメタル０リングを介在させた場合を示
す。又第５図（ｂ）は電解質板（４）の径大透孔（４）
の内周壁に無孔質セラミック部０ηを形成した場合を示
す。
４）に環状間隔を存して配置し六無孔質セラミックチュ
ーブα均で内部マニホルド部を互に連通し、キューブ０
団の径大段部と各内部マニホルド部との間て一対のシー
ル材（＋φとしてメタル０リングを介在させた場合を示
す。又第５図（ｂ）は電解質板（４）の径大透孔（４）
の内周壁に無孔質セラミック部０ηを形成した場合を示
す。
原料ガス例えば天然ガスとスチームの混合ガスば、内部
マニホルド流路（１０）より各中空室（７）に分配され
て改質触媒（８）とその両側に配置した一対のフィルタ
ーへ〜を通る間に、燃料ガスに改質される。この各燃料
ガスは各流路（川で反転して各アノード室（２゛）に供
給され、反応済の燃料排ガスは内部マニホルド流路０２
１を経て系外に排出される。一方空気と炭酸ガスを混合
し六酸化剤ガスは、内部マニホルド通路（１渇より各カ
ンード室（３）に供給され、反応済の酸化剤排ガスは内
部マニホルド流路０４）を経て系外に排出される。この
場合燃料ガス（→）と酸化剤ガス（・・））はセル面で
平行流となり、これら反応ガスの出口側（セル温度が高
い）より１釈料ガスは反応ガスに対して対向流で改質触
媒（８）中を流れることになるので、電池反応熱が改質
反応の吸熱景として有効（で利用される。
マニホルド流路（１０）より各中空室（７）に分配され
て改質触媒（８）とその両側に配置した一対のフィルタ
ーへ〜を通る間に、燃料ガスに改質される。この各燃料
ガスは各流路（川で反転して各アノード室（２゛）に供
給され、反応済の燃料排ガスは内部マニホルド流路０２
１を経て系外に排出される。一方空気と炭酸ガスを混合
し六酸化剤ガスは、内部マニホルド通路（１渇より各カ
ンード室（３）に供給され、反応済の酸化剤排ガスは内
部マニホルド流路０４）を経て系外に排出される。この
場合燃料ガス（→）と酸化剤ガス（・・））はセル面で
平行流となり、これら反応ガスの出口側（セル温度が高
い）より１釈料ガスは反応ガスに対して対向流で改質触
媒（８）中を流れることになるので、電池反応熱が改質
反応の吸熱景として有効（で利用される。
（ト）発明の効果
本発明によれば単セル間に介在する各ガス分離板に、改
質触媒を充填した中空室を形成しているので、電池反応
熱を改質反応に有効に利用できると共にセル積重方向の
温度分布を緩和し、電池の特性向上・長寿命化が得られ
る。特に内部マニホルド内の１ヴ料ガスが電解質板の透
孔を貫流する部分け、電解質蒸気から隔離する部材を用
いて連通しているので、原料ガス中へ電解質蒸気の混入
が阻止されて改質触媒の被毒を防止することができるな
ど、内部マニホルド方式と間接内部改質方式との夫々の
利点を生かして欠点を除去した溶融炭酸塩燃料電池が得
られる。
質触媒を充填した中空室を形成しているので、電池反応
熱を改質反応に有効に利用できると共にセル積重方向の
温度分布を緩和し、電池の特性向上・長寿命化が得られ
る。特に内部マニホルド内の１ヴ料ガスが電解質板の透
孔を貫流する部分け、電解質蒸気から隔離する部材を用
いて連通しているので、原料ガス中へ電解質蒸気の混入
が阻止されて改質触媒の被毒を防止することができるな
ど、内部マニホルド方式と間接内部改質方式との夫々の
利点を生かして欠点を除去した溶融炭酸塩燃料電池が得
られる。
第１図乃至第３図はいづれも本発明電池の要部縦断面図
で、第１図は第４図（ｂ）のＡ−Ａ線、第２図は第４図
（ｃ）のＢ−Ｂ＠、第３図は第４図（ａ）のＣ−Ｃ線に
よる各断面図を示す。第４１刊（ａ）（ｂ）（Ｃ）は同
上電池のガス分離板におけるカソード側、改質側、アノ
ード側の各横断平面図、第５図（ａ）（ｂ）は第１図に
おける円内拡大断面図で、（ａ）は一実施例（ｂ）は他
実施例を示す。 ２・・・アノード極、３・・・カソード極、４・・−電
解質板、６・・・ガス分離板、７・・・中空室、８・・
・改質触媒、１０・・・原料ガス供給マニホルド流路、
１１・・・燃料ガスホルト流路、１４・・・酸化剤排出
マニホルド流路、１５・・・無孔質セラミックチューブ
、１６・・・シール材、１７・・・無孔質セラミック部
で、第１図は第４図（ｂ）のＡ−Ａ線、第２図は第４図
（ｃ）のＢ−Ｂ＠、第３図は第４図（ａ）のＣ−Ｃ線に
よる各断面図を示す。第４１刊（ａ）（ｂ）（Ｃ）は同
上電池のガス分離板におけるカソード側、改質側、アノ
ード側の各横断平面図、第５図（ａ）（ｂ）は第１図に
おける円内拡大断面図で、（ａ）は一実施例（ｂ）は他
実施例を示す。 ２・・・アノード極、３・・・カソード極、４・・−電
解質板、６・・・ガス分離板、７・・・中空室、８・・
・改質触媒、１０・・・原料ガス供給マニホルド流路、
１１・・・燃料ガスホルト流路、１４・・・酸化剤排出
マニホルド流路、１５・・・無孔質セラミックチューブ
、１６・・・シール材、１７・・・無孔質セラミック部
Claims (5)
- （１）アノード極、カソード極及びその間に介在する電
解質板とよりなる単セルと、アノード室とカソード室を
有するガス分離板とを交互に積重してなる電池において
、前記各ガス分離板に、改質触媒を充填した中空室、該
中空室に原料ガスを供給する内部マニホルド部及び前記
中空室で改質された燃料ガスを前記アノード室に供給す
る経路を夫々形成し、前記各内部マニホルド部が前記電
解質板と隔離された部材を介して連通していることを特
徴とする溶融炭酸塩燃料電池 - （２）前記隔離された部材は、電解質板の径大透孔と環
状間隔を存して前記内部マニホルド部間を連結する無孔
質セラミックチューブであり、前記チューブの径大段部
と各内部マニホルド部との間にシール材を設けたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩燃料
電池 - （３）前記シール材はメタルＯリングであることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の溶融炭酸塩燃料電池 - （４）前記隔離され部材は、電解質板の透孔内周壁に形
成した無孔質セラミック部であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩燃料電池 - （５）更に前記アノード室及びカソード室に夫々供給さ
れる燃料ガスと酸化剤ガスが平行流であり、燃料ガスと
原料ガスが対向流であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の溶融炭酸塩燃料電池
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066345A JPH01239774A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066345A JPH01239774A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239774A true JPH01239774A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13313174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63066345A Pending JPH01239774A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01239774A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02210765A (ja) * | 1989-02-08 | 1990-08-22 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| US5227256A (en) * | 1989-05-03 | 1993-07-13 | Institute Of Gas Technology | Fully internal manifolded fuel cell stack |
| JPH05190187A (ja) * | 1990-05-01 | 1993-07-30 | Inst Of Gas Technol | 燃料セルスタック |
| JPH05258758A (ja) * | 1992-03-11 | 1993-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 内部改質型溶融炭酸塩型燃料電池 |
| US5342706A (en) * | 1989-05-03 | 1994-08-30 | Institute Of Gas Technology | Fully internal manifolded fuel cell stack |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP63066345A patent/JPH01239774A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02210765A (ja) * | 1989-02-08 | 1990-08-22 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| US5227256A (en) * | 1989-05-03 | 1993-07-13 | Institute Of Gas Technology | Fully internal manifolded fuel cell stack |
| US5342706A (en) * | 1989-05-03 | 1994-08-30 | Institute Of Gas Technology | Fully internal manifolded fuel cell stack |
| JPH05190187A (ja) * | 1990-05-01 | 1993-07-30 | Inst Of Gas Technol | 燃料セルスタック |
| JPH05258758A (ja) * | 1992-03-11 | 1993-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 内部改質型溶融炭酸塩型燃料電池 |
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