JPH01289070A - 固体電解質燃料電池モジュール - Google Patents
固体電解質燃料電池モジュールInfo
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- JPH01289070A JPH01289070A JP63118769A JP11876988A JPH01289070A JP H01289070 A JPH01289070 A JP H01289070A JP 63118769 A JP63118769 A JP 63118769A JP 11876988 A JP11876988 A JP 11876988A JP H01289070 A JPH01289070 A JP H01289070A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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-
- 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は固体電解質燃料電池モジュールの改良に関する
。
。
［従来の技術と課題］
周知の如く、固体電解質燃料電池（以下、５ＯＦＣと呼
ぶ）としては、例えば第６図に示す如く円筒型の構造の
もの又は第７図に示す如＜ノ１ニカム型（モノシリツク
）の構造のものが知られている。
ぶ）としては、例えば第６図に示す如く円筒型の構造の
もの又は第７図に示す如＜ノ１ニカム型（モノシリツク
）の構造のものが知られている。
第６図の５ＯＦＣは、円筒状の多孔質セラミックス基体
１の表面に電池薄膜２を形成したものである。この電池
薄膜２は燃料極（又は空気極）、固体電解質及び空気極
（又は燃料極）を順次薄膜状に積層したものである。こ
の５ＯＦＣでは、基体１の内側に燃料ガス（又は空気）
を、外側に空気（又は燃料ガス）を流して発電を行う、
そして電流は図中矢印で示すような流路を流れる。
１の表面に電池薄膜２を形成したものである。この電池
薄膜２は燃料極（又は空気極）、固体電解質及び空気極
（又は燃料極）を順次薄膜状に積層したものである。こ
の５ＯＦＣでは、基体１の内側に燃料ガス（又は空気）
を、外側に空気（又は燃料ガス）を流して発電を行う、
そして電流は図中矢印で示すような流路を流れる。
第７図図示の５ＯＦＣは、上述したような電池薄膜３自
体で例えばハニカム状ブロックを形成スるものである。
体で例えばハニカム状ブロックを形成スるものである。
この５ＯＦＣでは、図中Ｆで示す領域に燃料ガスを、Ａ
で示す領域に空気を夫々流す。そして、電流は図中矢印
で示すような流路を流れる。
で示す領域に空気を夫々流す。そして、電流は図中矢印
で示すような流路を流れる。
しかしながら、円筒型５ＯＦＣの場合その構造はシンプ
ルであるが、単位体積′当りの電池有効面積が小さく、
体積効率が低い。
ルであるが、単位体積′当りの電池有効面積が小さく、
体積効率が低い。
一方、第７図図示あるいはこれと類似のハニカム型５Ｏ
ＦＣの場合、高い体積効率は基体できるものの、電池薄
膜３自体で全体構造を形成するため強度及び組立て上の
問題があり、実際には試作すら完成していない。また、
形態が複雑のため製造することはかなり難しい。特に、
その積層構造のため、大型のものを製作することは焼結
の面で不可能に近い。
ＦＣの場合、高い体積効率は基体できるものの、電池薄
膜３自体で全体構造を形成するため強度及び組立て上の
問題があり、実際には試作すら完成していない。また、
形態が複雑のため製造することはかなり難しい。特に、
その積層構造のため、大型のものを製作することは焼結
の面で不可能に近い。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、従来の円筒
型の場合のようなシンプルな構造を有し、しかもハニカ
ム型の場合のように体積効率のよい固体電解質燃料電池
モジュールを提供することを目的とする。
型の場合のようなシンプルな構造を有し、しかもハニカ
ム型の場合のように体積効率のよい固体電解質燃料電池
モジュールを提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、ポーラスなセラミックス基板の両面に空気極
、燃料極、電解質及びインタコネクタを積層してセルを
構成し、このセルを燃料ガス又は空気通過用のスペーサ
を介して積重ね、前記基体中又は基体、スペーサで囲ま
れた領域に燃料ガス。
、燃料極、電解質及びインタコネクタを積層してセルを
構成し、このセルを燃料ガス又は空気通過用のスペーサ
を介して積重ね、前記基体中又は基体、スペーサで囲ま
れた領域に燃料ガス。
空気を夫々通すことを要旨とする。
［作用］
本発明によれば、
■電池有効面積を円筒型５ＯＦＣに比べ同一体積に１０
〜１００倍に詰めることができ、体積効率を高くするこ
とができる。
〜１００倍に詰めることができ、体積効率を高くするこ
とができる。
■板状構造なので、燃料極、空気極、電解質などの各部
材を一括して形成でき、量産性に優れている。
材を一括して形成でき、量産性に優れている。
■板状構造なので、モジュールの構成が容易となる。
［実施例］
以下、本発明の一実施例について第１図〜第４図を参照
して説明する。
して説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る５ＯＦＣモジユール
の概略を示すものである。
の概略を示すものである。
図中のｌｌａ、ｌｌｂは、夫々セルである。これらのセ
ルｌｌａ、ｌｌｂ間には、複数のスペーサ１２が設けら
れている。ここで、スペーサ１２はセルの保護膜の上に
位置するように配置され、セルを構成する空気極又は燃
料極が出来るだけ空気又は燃料ガスに触れるようになっ
ている。また、前記セル１１ａ上には、スペーサ１２を
介して通路用板１３が設けられている。ここで、前記セ
ル１１ａ、ｌｌｂ内には、（実線）矢印で示す如く燃料
ガスＦ（又は空気Ａ）が通り、セル１１ａ。
ルｌｌａ、ｌｌｂ間には、複数のスペーサ１２が設けら
れている。ここで、スペーサ１２はセルの保護膜の上に
位置するように配置され、セルを構成する空気極又は燃
料極が出来るだけ空気又は燃料ガスに触れるようになっ
ている。また、前記セル１１ａ上には、スペーサ１２を
介して通路用板１３が設けられている。ここで、前記セ
ル１１ａ、ｌｌｂ内には、（実線）矢印で示す如く燃料
ガスＦ（又は空気Ａ）が通り、セル１１ａ。
１１ｂ（あるいはセル１１ａ１通路用板１３）とスペー
サ１２で囲まれた領域には空気Ａ（又は燃料ガスＦ）が
通るようになっている。なお、（点線）矢印の如く燃料
ガスＦ、空気Ａを通過させてもよい。また、第１図の場
合は燃料ガスＦと空気Ａが平行に流れる場合であるが、
この他第５図に示すように燃料ガスＦと空気Ａを交差し
て流してもよいし、あるいは対向するように流してもよ
い。
サ１２で囲まれた領域には空気Ａ（又は燃料ガスＦ）が
通るようになっている。なお、（点線）矢印の如く燃料
ガスＦ、空気Ａを通過させてもよい。また、第１図の場
合は燃料ガスＦと空気Ａが平行に流れる場合であるが、
この他第５図に示すように燃料ガスＦと空気Ａを交差し
て流してもよいし、あるいは対向するように流してもよ
い。
前記セルｌｌａ、ｌｌｂは第２図〜第４図に示すように
なっている。図中の２１はの燃料ガスＦまたは空気Ａを
通過させるポーラスなセラミックス基板（フォー、ムセ
ラミックス基板）である。この基板２１は、具体的には
例えばアルミナ、ＣＳ Ｚ （Ｃａｌｃｉｕｍ Ｓ ｔ
ａｂ１］１ｚｃｄ Ｚ １ｒｅｏｎｌａ ）等のセラミ
ックより作られた一定の強度のある厚み５００ｐ〜５１
１■程度の板で、気孔率は５０〜９０％程度である。
なっている。図中の２１はの燃料ガスＦまたは空気Ａを
通過させるポーラスなセラミックス基板（フォー、ムセ
ラミックス基板）である。この基板２１は、具体的には
例えばアルミナ、ＣＳ Ｚ （Ｃａｌｃｉｕｍ Ｓ ｔ
ａｂ１］１ｚｃｄ Ｚ １ｒｅｏｎｌａ ）等のセラミ
ックより作られた一定の強度のある厚み５００ｐ〜５１
１■程度の板で、気孔率は５０〜９０％程度である。
前記基板２１の両面には、燃料極２２．空気極２３、電
解質２４．インタコネクタ２５、更に保護膜２６が適宜
形成されてセルが構成されている。
解質２４．インタコネクタ２５、更に保護膜２６が適宜
形成されてセルが構成されている。
なお、図中の２７はリードである。ここで、前記燃料極
２２は厚さ１００ｐ〜ＩＩＩｍで、Ｎｉ系サーメット、
Ｃｏ系サーメット又は順Ｎｉ、Ｃｏなどが用いられる。
２２は厚さ１００ｐ〜ＩＩＩｍで、Ｎｉ系サーメット、
Ｃｏ系サーメット又は順Ｎｉ、Ｃｏなどが用いられる。
前記空気極２３は厚さ１００ｐ〜１■で、ペロブスカイ
ト系結晶構造の酸化物導電材が用いられる。前記電解質
２４の材料としては、Ｙ Ｓ Ｚ （Ｙｔｔｒｌａ Ｓ
ｔａｂｉｌｉ、ｚｅｄ Ｚ １ｒｃｏｎｌａ ） 。
ト系結晶構造の酸化物導電材が用いられる。前記電解質
２４の材料としては、Ｙ Ｓ Ｚ （Ｙｔｔｒｌａ Ｓ
ｔａｂｉｌｉ、ｚｅｄ Ｚ １ｒｃｏｎｌａ ） 。
系
Ｃｅ系、Ｂｉ書等が用いられる。前記インタコネクタ２
５．リード２７は、還元と同時に酸化にも強い必要があ
り、ＮＩ Ｃｒ、ＮＩ Ａノ、ＮｉＡノ。
５．リード２７は、還元と同時に酸化にも強い必要があ
り、ＮＩ Ｃｒ、ＮＩ Ａノ、ＮｉＡノ。
Ｆｅ Ｎｉ Ｃｏなど耐熱耐酸化合金の他、Ｌａ Ｃｒ
Ｏ３等の耐還元性の強いペロブスカイトも用いられる。
Ｏ３等の耐還元性の強いペロブスカイトも用いられる。
なお、前記セルでは、円筒型縞セルと同様に板厚に沿っ
た方向に電流を流す縞状構造となりている（第４図参照
）。
た方向に電流を流す縞状構造となりている（第４図参照
）。
しかして、上記実施例によれば、フオームセラミックス
基板２１の両面に燃料極２２．空気極２３、電解質２４
及びインタコネクタ２５を適宜積層してセルを構成し、
こうしたセルを複数個スペーサ１２を介して積層ね、前
記基体２１中に燃料ガス（又は空気）を通し、かつ基体
、スペーサ１２（あるいは基体１通路用板１３）で囲ま
れた領域に空気（又は燃料ガス）を通す構成となってい
る。従って、 ■電池有効面積を円筒型５ＯＦＣに比べ同一体積に１０
〜１００倍に詰めることができ、体積効率を高くするこ
とができる。
基板２１の両面に燃料極２２．空気極２３、電解質２４
及びインタコネクタ２５を適宜積層してセルを構成し、
こうしたセルを複数個スペーサ１２を介して積層ね、前
記基体２１中に燃料ガス（又は空気）を通し、かつ基体
、スペーサ１２（あるいは基体１通路用板１３）で囲ま
れた領域に空気（又は燃料ガス）を通す構成となってい
る。従って、 ■電池有効面積を円筒型５ＯＦＣに比べ同一体積に１０
〜１００倍に詰めることができ、体積効率を高くするこ
とができる。
■板状構造なので、燃料極２２．空気極２３゜電解質２
４などの各部材を一括して形成でき、量産性に優れてい
る。
４などの各部材を一括して形成でき、量産性に優れてい
る。
■板状構造なので、モジュールの構成が容易となる。
■セル両端で集電が可能なのでモジュール集電が容易で
ある。
ある。
■モジュール内で一部が破損しても、保修が容易である
。
。
［発明の効果］
以上詳述した如く本発明によれば、従来の円筒型の場合
のようなシンプルな構造を有し、しかもハニカム型の場
合のように体積効率のよい等種々の優れた効果を有する
固体電解質燃料電池モジュールを提供できる。
のようなシンプルな構造を有し、しかもハニカム型の場
合のように体積効率のよい等種々の優れた効果を有する
固体電解質燃料電池モジュールを提供できる。
第１図は本発明の一実施例に係る５ＯＦＣモジユールの
概略を示す斜視図、第２図は同モジュールを構成するセ
ルの断面図、第３図は第２図の平面図、第４図は第２図
のセルにおける電流の流れを示す説明図、第５図は第１
図の５ＯＦＣモジユールとは異なるガスの流れを説明す
るための斜視図、第６図及び第７図は夫々従来の５ＯＦ
Ｃの説明図である。 １１ａ、１ｌｂ−・・セル、１２ ・・・スペーサ、２
１・・・セラミックス基板、２２・・・燃料極、・２３
・・・空気極、２４・・・電解質、２５・・・インタコ
ネクタ、２６・・・保護膜。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 ３′ 第７図
概略を示す斜視図、第２図は同モジュールを構成するセ
ルの断面図、第３図は第２図の平面図、第４図は第２図
のセルにおける電流の流れを示す説明図、第５図は第１
図の５ＯＦＣモジユールとは異なるガスの流れを説明す
るための斜視図、第６図及び第７図は夫々従来の５ＯＦ
Ｃの説明図である。 １１ａ、１ｌｂ−・・セル、１２ ・・・スペーサ、２
１・・・セラミックス基板、２２・・・燃料極、・２３
・・・空気極、２４・・・電解質、２５・・・インタコ
ネクタ、２６・・・保護膜。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 ３′ 第７図
Claims (1)
- ポーラスなセラミックス基板の両面に空気極、燃料極、
電解質及びインタコネクタを積層してセルを構成し、こ
のセルを燃料ガス又は空気通過用のスペーサを介して積
重ね、前記基体中又は基体、スペーサで囲まれた領域に
燃料ガス、空気を夫々通すことを特徴とする固体電解質
燃料電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118769A JPH01289070A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 固体電解質燃料電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118769A JPH01289070A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 固体電解質燃料電池モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01289070A true JPH01289070A (ja) | 1989-11-21 |
Family
ID=14744614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63118769A Pending JPH01289070A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 固体電解質燃料電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01289070A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004537143A (ja) * | 2001-07-24 | 2004-12-09 | ロールス・ロイス・ピーエルシー | 固体酸化物燃料電池スタック |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP63118769A patent/JPH01289070A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004537143A (ja) * | 2001-07-24 | 2004-12-09 | ロールス・ロイス・ピーエルシー | 固体酸化物燃料電池スタック |
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