JPH02103863A - 燃料電池におけるセル集積構造 - Google Patents
燃料電池におけるセル集積構造Info
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- JPH02103863A JPH02103863A JP63258282A JP25828288A JPH02103863A JP H02103863 A JPH02103863 A JP H02103863A JP 63258282 A JP63258282 A JP 63258282A JP 25828288 A JP25828288 A JP 25828288A JP H02103863 A JPH02103863 A JP H02103863A
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- 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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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は燃料電池のセル構造、及び、燃料電池における
セル集積構造に関する。
セル集積構造に関する。
従来、板状電解質層の一方の面に板状酸素極を付設し、
かつ、他方の面に板状燃料極を付設し、前記板状酸素極
を臨ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ませ
る燃料流路とを区画した燃料電池のセル構造において、
酸素含有ガス流路と燃料流路とを区画するに、第１０図
に示すように、板状酸素極（２）との間に酸素含有ガス
流路（ａ）を仕切形成する酸素極側セパレータ（４Ａ）
を設け、かつ、板状燃料極（３）との間に燃料流路（ｇ
＞を仕切形成する燃料極側セパレータ（４Ｂ）を設けて
いた。
かつ、他方の面に板状燃料極を付設し、前記板状酸素極
を臨ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ませ
る燃料流路とを区画した燃料電池のセル構造において、
酸素含有ガス流路と燃料流路とを区画するに、第１０図
に示すように、板状酸素極（２）との間に酸素含有ガス
流路（ａ）を仕切形成する酸素極側セパレータ（４Ａ）
を設け、かつ、板状燃料極（３）との間に燃料流路（ｇ
＞を仕切形成する燃料極側セパレータ（４Ｂ）を設けて
いた。
（１）は板状電解質層である。
しかし、上述の従来セル構造では、構造が複雑であり、
製作面並びに製作コスト面で不利である。又、多数のセ
ルを集積して構成する燃料電池全体としての構造の複雑
化と大型化を招いていた。
製作面並びに製作コスト面で不利である。又、多数のセ
ルを集積して構成する燃料電池全体としての構造の複雑
化と大型化を招いていた。
本発明の目的は、セル構造の簡略化を図ると共に、燃料
電池における合理的なセル集積構造を提供する点にある
。
電池における合理的なセル集積構造を提供する点にある
。
本発明による燃料電池のセル構造の特徴構成は下記（＾
）又は（Ｂ）、つまり、 （Ａ）板状電解質層の一方の面に板状酸素極を付設し、
かつ、他方の面に板状燃料極を付設し、前記板状酸素極
を臨ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ませ
る燃料流路とを区画する構成において、前記板状酸素極
の両側縁部に対する各別の連結部を有し、かつ、それら
連結部どうしの間で前記板状酸素極との間に前記酸素含
有ガス流路を形成するセパレータを設け、そのセパレー
タにより前記酸素含有ガス流路と仕切られるセル周部空
間を前記燃料流路としたこと［特許請求の範囲第１項に
対応］、 又は、 （Ｂ）板状電解質層の一方の面に板状酸素極を付設し、
かつ、他方の面に板状燃料極を付設し、前記板状酸素極
を臨ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ませ
る燃料流路とを区画する構成において、前記板状燃料極
の両側縁部に対する各別の連結部を有し、かつ、それら
連結部どうしの間で前記板状燃料極との間に前記燃料流
路を形成するセパレータを設け、そのセパレータにより
前記燃料流路と仕切られるセル周部空間を前記酸素含有
ガス流路としたこと［特許請求の範囲第２項に対応］、
にあり、作用・効果は次の通りである。
）又は（Ｂ）、つまり、 （Ａ）板状電解質層の一方の面に板状酸素極を付設し、
かつ、他方の面に板状燃料極を付設し、前記板状酸素極
を臨ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ませ
る燃料流路とを区画する構成において、前記板状酸素極
の両側縁部に対する各別の連結部を有し、かつ、それら
連結部どうしの間で前記板状酸素極との間に前記酸素含
有ガス流路を形成するセパレータを設け、そのセパレー
タにより前記酸素含有ガス流路と仕切られるセル周部空
間を前記燃料流路としたこと［特許請求の範囲第１項に
対応］、 又は、 （Ｂ）板状電解質層の一方の面に板状酸素極を付設し、
かつ、他方の面に板状燃料極を付設し、前記板状酸素極
を臨ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ませ
る燃料流路とを区画する構成において、前記板状燃料極
の両側縁部に対する各別の連結部を有し、かつ、それら
連結部どうしの間で前記板状燃料極との間に前記燃料流
路を形成するセパレータを設け、そのセパレータにより
前記燃料流路と仕切られるセル周部空間を前記酸素含有
ガス流路としたこと［特許請求の範囲第２項に対応］、
にあり、作用・効果は次の通りである。
〔作用・効果〕
つまり、（Ａ）項の構成であれば、従来のセル構造に比
べ、燃料流路を単独に仕切形成する燃料極側セパレータ
が不要になり、又、（Ｂ）項の構成であれは、従来のセ
ル構造に比べ、酸素含有ガス流路を単独に仕切形成する
酸素極側セパレータが不要となる。
べ、燃料流路を単独に仕切形成する燃料極側セパレータ
が不要になり、又、（Ｂ）項の構成であれは、従来のセ
ル構造に比べ、酸素含有ガス流路を単独に仕切形成する
酸素極側セパレータが不要となる。
すなわち、（Ａ）項の構成、及び、（Ｂ）項の構成のい
ずれにしても、セル構造が従来に比して簡略となり、セ
ルの製作面、並びに、製作コスト面で有利となる。又、
ひいては、燃料電池全体としての構造の簡略化と小型化
とを達成し得るようにもなる。
ずれにしても、セル構造が従来に比して簡略となり、セ
ルの製作面、並びに、製作コスト面で有利となる。又、
ひいては、燃料電池全体としての構造の簡略化と小型化
とを達成し得るようにもなる。
尚、（Ａ）項の構成、及び、（Ｂ）項の構成のいずれに
おいても、セパレータは酸化雰囲気である酸素含有ガス
流路と還元雰囲気である燃料流路との両方に臨むことと
なるが、高温酸化雰囲気中での耐蝕性、及び、高温酸化
雰囲気中での耐蝕性のいずれにも優れているＬａＣｒＯ
３によりセパレータを形成すれば［特許請求の範囲第３
項に対応］、酸化及び還元の両方に対して高い耐久性を
セルに備えさせることができる。
おいても、セパレータは酸化雰囲気である酸素含有ガス
流路と還元雰囲気である燃料流路との両方に臨むことと
なるが、高温酸化雰囲気中での耐蝕性、及び、高温酸化
雰囲気中での耐蝕性のいずれにも優れているＬａＣｒＯ
３によりセパレータを形成すれば［特許請求の範囲第３
項に対応］、酸化及び還元の両方に対して高い耐久性を
セルに備えさせることができる。
次に、本発明による燃料電池におけるセル集積構造の特
徴構成は下記（Ｃ）又は（Ｄ）、つまり、（Ｃ）前述の
（＾）項に記載の燃料電池のセル構造を有するセルの複
数を、隣り合うセルにおいて一方のセルの板状燃料極を
他方のセルのセパレークに対し対向させた状態で、かつ
、それら対向する前記板状燃料極と前記セパレータとを
部分的に連結するセル間介装体を隣り合うセル間におい
て分散配置した状態で積層し、前記セル間介装体を柔軟
性を有する導電性材により形成し、隣り合う前記セルど
うしの間の間隙夫々を燃料流路とすること［特許請求の
範囲第４項に対応］、 又は、 （Ｄ）前述の（Ｂ）項に記載の燃料電池のセル構造を有
するセルの複数を、隣り合うセルにおいて一方のセルの
板状酸素極を他方のセルのセパレータに対し対向させた
状態で、かつ、それら対向する前記板状酸素極と前記セ
パレータとを部分的に連結するセル間介装体を隣り合う
セル間において分散配置した状態で積層し、前記セル間
介装体を柔軟性を有する導電性材により形成し、隣り合
う前記セルどうしの間の間隙夫々を酸素含有ガス流路と
すること［特許請求の範囲第５項に対応］、 にあり、作用・効果は次の通りである。
徴構成は下記（Ｃ）又は（Ｄ）、つまり、（Ｃ）前述の
（＾）項に記載の燃料電池のセル構造を有するセルの複
数を、隣り合うセルにおいて一方のセルの板状燃料極を
他方のセルのセパレークに対し対向させた状態で、かつ
、それら対向する前記板状燃料極と前記セパレータとを
部分的に連結するセル間介装体を隣り合うセル間におい
て分散配置した状態で積層し、前記セル間介装体を柔軟
性を有する導電性材により形成し、隣り合う前記セルど
うしの間の間隙夫々を燃料流路とすること［特許請求の
範囲第４項に対応］、 又は、 （Ｄ）前述の（Ｂ）項に記載の燃料電池のセル構造を有
するセルの複数を、隣り合うセルにおいて一方のセルの
板状酸素極を他方のセルのセパレータに対し対向させた
状態で、かつ、それら対向する前記板状酸素極と前記セ
パレータとを部分的に連結するセル間介装体を隣り合う
セル間において分散配置した状態で積層し、前記セル間
介装体を柔軟性を有する導電性材により形成し、隣り合
う前記セルどうしの間の間隙夫々を酸素含有ガス流路と
すること［特許請求の範囲第５項に対応］、 にあり、作用・効果は次の通りである。
すなわち、セパレータは流路を仕切形成するためのもの
であると共に、本来的に、電流導出用のセル端子として
も機能するものであるが、（Ｃ）項に記載の構成では、
複数のセルの積層群において、隣り合うセルのうち一方
のセルの板状燃料極と、他方のセルにおいてセル端子と
して板状酸素極に連結されたセパレータとが、それらの
間の燃料流路に分散配置された導電性材より成るセル間
介装体により連結されることで、積層された複数のセル
が、他の専用の電気接続手段を必要とすること無く電気
的に直列に接続される。
であると共に、本来的に、電流導出用のセル端子として
も機能するものであるが、（Ｃ）項に記載の構成では、
複数のセルの積層群において、隣り合うセルのうち一方
のセルの板状燃料極と、他方のセルにおいてセル端子と
して板状酸素極に連結されたセパレータとが、それらの
間の燃料流路に分散配置された導電性材より成るセル間
介装体により連結されることで、積層された複数のセル
が、他の専用の電気接続手段を必要とすること無く電気
的に直列に接続される。
又、（Ｄ）項に記載の構成では、複数のセルの積層群に
おいて、隣り合うセルのうち一方のセルの板状酸素極と
、他方のセルにおいてセル端子として板状燃料極に連結
されたセパレータとが、それらの間の酸素含有ガス流路
に分散配置された導電性材より成るセル間介装体により
連結されることで、積層された複数のセルが、他の専用
の電気接続手段を必要とすること無く、電気的に直列に
接続される。
おいて、隣り合うセルのうち一方のセルの板状酸素極と
、他方のセルにおいてセル端子として板状燃料極に連結
されたセパレータとが、それらの間の酸素含有ガス流路
に分散配置された導電性材より成るセル間介装体により
連結されることで、積層された複数のセルが、他の専用
の電気接続手段を必要とすること無く、電気的に直列に
接続される。
そして、（Ｃ）項及び（Ｄ）項のいずれの構成において
も、これら構成を採用して、セルの積層段数を適宜決定
することにより、燃料電池の実用出力電圧として所望の
電圧を取り出すことができる。
も、これら構成を採用して、セルの積層段数を適宜決定
することにより、燃料電池の実用出力電圧として所望の
電圧を取り出すことができる。
更に、（Ｃ） 項に記載の構成では、セパレータにより
酸素含有ガス流路と仕切られるセル周部空間を燃料流路
とする前述（Ａ）項記載のセルを用いるから、燃料電池
におけるセル積層群の内装空間において、セルの積層個
数に相当する複数の燃料流路を個別に仕切形成する必要
を無くすことができ、燃料電池の内部構造を極めて簡略
化できる利点がある。
酸素含有ガス流路と仕切られるセル周部空間を燃料流路
とする前述（Ａ）項記載のセルを用いるから、燃料電池
におけるセル積層群の内装空間において、セルの積層個
数に相当する複数の燃料流路を個別に仕切形成する必要
を無くすことができ、燃料電池の内部構造を極めて簡略
化できる利点がある。
又、（Ｄ）項に記載の構成では、セパレータにより燃料
流路と仕切られるセル周部空間を酸素含有ガス流路とす
る前述（Ｂ）項記載のセルを用いるから、燃料電池にお
けるセル積層群の内装空間において、セルの積層個数に
相当する複数の酸素含有ガス流路を個別に仕切形成する
必要を無くすことができ、上述と同様に燃料電池の内部
構造を極めて簡略化できる利点がある。
流路と仕切られるセル周部空間を酸素含有ガス流路とす
る前述（Ｂ）項記載のセルを用いるから、燃料電池にお
けるセル積層群の内装空間において、セルの積層個数に
相当する複数の酸素含有ガス流路を個別に仕切形成する
必要を無くすことができ、上述と同様に燃料電池の内部
構造を極めて簡略化できる利点がある。
その上、（Ｃ）項及び（，０）項のいずれの構成におい
ても、導電性材から成るセル間介装体は、隣り合うセル
どうしを上述の如く直列に電気接続する機能と、隣り合
うセルどうしの間に燃料流路（又は酸素含有ガス流路）
を確保する機能とを兼ね備えるが、これらセル間介装体
を柔軟性を有する導電性材（例えば、フェルト状導電性
材）により形成したことで、下記輸）、（ｉｉ）の如き
独特の付加作用効果、つまり、 （ｉ）セル積層群の製作においてセル間寸法に多少の製
作誤差があったとしても、その製作誤差を柔軟性セル間
介装体の融通的変形により吸収でき、それによって、セ
ル間の電気通路を確実かつ適切に確保し易い。
ても、導電性材から成るセル間介装体は、隣り合うセル
どうしを上述の如く直列に電気接続する機能と、隣り合
うセルどうしの間に燃料流路（又は酸素含有ガス流路）
を確保する機能とを兼ね備えるが、これらセル間介装体
を柔軟性を有する導電性材（例えば、フェルト状導電性
材）により形成したことで、下記輸）、（ｉｉ）の如き
独特の付加作用効果、つまり、 （ｉ）セル積層群の製作においてセル間寸法に多少の製
作誤差があったとしても、その製作誤差を柔軟性セル間
介装体の融通的変形により吸収でき、それによって、セ
ル間の電気通路を確実かつ適切に確保し易い。
（ｉｉ ）セル積層群において各セルの熱膨張・収縮を
柔軟性セル間介装体の融通的変形により吸収でき、それ
によって、セルの熱膨張・収縮に起因した破損を防止で
きて燃料電池の耐久性を向上できるとともに、セルの熱
膨張・収縮にかかわらずセル間の電気通路を確実に確保
できる。
柔軟性セル間介装体の融通的変形により吸収でき、それ
によって、セルの熱膨張・収縮に起因した破損を防止で
きて燃料電池の耐久性を向上できるとともに、セルの熱
膨張・収縮にかかわらずセル間の電気通路を確実に確保
できる。
を得ることができる。
尚、（Ｃ）項又は（Ｄ）項に記載のセル集積構造に対す
る応用構造として、（Ｃ）項又は（Ｄ）項に記載のセル
集積構造を有するセル積層群の複数を並設し、そして、
隣り合う前記セル積層群において、積層段数が対応する
箇所の前記セル間介装体どうしを連続させるようにすれ
ば［特許請求の範囲第６項に対応］、それらセル間介装
体どうしの連続により、隣り合うセル積層群どうしは電
気的に並列に接続される。
る応用構造として、（Ｃ）項又は（Ｄ）項に記載のセル
集積構造を有するセル積層群の複数を並設し、そして、
隣り合う前記セル積層群において、積層段数が対応する
箇所の前記セル間介装体どうしを連続させるようにすれ
ば［特許請求の範囲第６項に対応］、それらセル間介装
体どうしの連続により、隣り合うセル積層群どうしは電
気的に並列に接続される。
つまり、この構成を採用して並列接続するセル積層群の
並設数を適宜決定することにより、燃料電池の容量を所
望の容量とすることができる。
並設数を適宜決定することにより、燃料電池の容量を所
望の容量とすることができる。
次に実施例を図面に基づいて説明する。
第１図ないし第４図は燃料電池のセル（単セル）構造を
示し、板状電解質層の一例としての薄膜電解質層（１）
の一方の面に板状空気極の一例としての薄膜空気極（酸
素極）（２）を貼設し、かつ、他方の面に板状燃料極の
一例としての薄膜燃料極（３）を貼設し、もって、３層
膜構造の起電部を構成しである。
示し、板状電解質層の一例としての薄膜電解質層（１）
の一方の面に板状空気極の一例としての薄膜空気極（酸
素極）（２）を貼設し、かつ、他方の面に板状燃料極の
一例としての薄膜燃料極（３）を貼設し、もって、３層
膜構造の起電部を構成しである。
そして、薄膜セパレータ（４〉 を空気極〈２）に対向
配置した状態で起電部に付設し、セパレータ（４）と空
気極（２）との間の間隙を空気流路（酸素含有ガス流路
）（ａ）としである。
配置した状態で起電部に付設し、セパレータ（４）と空
気極（２）との間の間隙を空気流路（酸素含有ガス流路
）（ａ）としである。
セパレータ（４）の両側縁部には、対向する空気極（２
）の両側縁部に連結させる帯状突起（４ａ）を一体形成
してあり、これら帯状突起（４ａ）により空気流路（ａ
）の両側縁を閉塞することで、空気流路（ａ）の流路方
向視においてセルの周部全体を空気流路（ａ） とは仕
切られた燃料流路（ｇ＞とするようにしである。
）の両側縁部に連結させる帯状突起（４ａ）を一体形成
してあり、これら帯状突起（４ａ）により空気流路（ａ
）の両側縁を閉塞することで、空気流路（ａ）の流路方
向視においてセルの周部全体を空気流路（ａ） とは仕
切られた燃料流路（ｇ＞とするようにしである。
セパレータ（４）は、空気流路（ａ）を仕切形成するも
のであるとともに、空気流路（ａ） に臨む空気極（２
）から電流を導出するためのセル端子を兼ねており、空
気流路（ａ） には、セパレータ（４）と空気極（２
）とを部分的に連結する帯状導電体（５）の複数を空気
流路（ａ）の流路方向に沿う平行姿勢で分散配置してあ
り、これら帯状導電体（５）によりセパレータ（４）と
空気極（２）とを複数箇所で連結することで、空気極（
２）とセパレータ（４）との間の電流通路を面積的に大
きく確保するようにしである。
のであるとともに、空気流路（ａ） に臨む空気極（２
）から電流を導出するためのセル端子を兼ねており、空
気流路（ａ） には、セパレータ（４）と空気極（２
）とを部分的に連結する帯状導電体（５）の複数を空気
流路（ａ）の流路方向に沿う平行姿勢で分散配置してあ
り、これら帯状導電体（５）によりセパレータ（４）と
空気極（２）とを複数箇所で連結することで、空気極（
２）とセパレータ（４）との間の電流通路を面積的に大
きく確保するようにしである。
帯状導電体（５）には、空気流路（ａ）中における耐蝕
性、すなわち、酸化雰囲気に対する耐蝕性を確保する観
点からＬａＭｎ０．３を適用してあり、又、セルの製作
誤差（空気極（２）とセパレータ（４）との離間寸法誤
差）を吸収させるとともに、空気極（２）とセパレータ
（４）との熱膨張差を吸収させる観点からＬａＭｎＯ３
のフェルト状材を適用しである。
性、すなわち、酸化雰囲気に対する耐蝕性を確保する観
点からＬａＭｎ０．３を適用してあり、又、セルの製作
誤差（空気極（２）とセパレータ（４）との離間寸法誤
差）を吸収させるとともに、空気極（２）とセパレータ
（４）との熱膨張差を吸収させる観点からＬａＭｎＯ３
のフェルト状材を適用しである。
一方、内部の空気流路（ａ） と周部の燃料流路（ｇ
） との両方に臨むセパレータ（４）には、酸化雰囲
気に対する耐蝕性と還元雰囲気に対する耐蝕性との両方
を確保し、かつ、セル端子として高い導電性を必要とす
る観点からＬａＣｒＯ３の薄膜を適用してあり、又、空
気極り２）にはＬａＭｎＯ３の薄膜を、燃料極（３）に
はＮ１とＺｒＯ２とのサーメットの薄膜を夫々適用しで
ある。
） との両方に臨むセパレータ（４）には、酸化雰囲
気に対する耐蝕性と還元雰囲気に対する耐蝕性との両方
を確保し、かつ、セル端子として高い導電性を必要とす
る観点からＬａＣｒＯ３の薄膜を適用してあり、又、空
気極り２）にはＬａＭｎＯ３の薄膜を、燃料極（３）に
はＮ１とＺｒＯ２とのサーメットの薄膜を夫々適用しで
ある。
電解質層（１）には、機械的強度を確保する観点から３
モルパーセント程度のＹｔを固溶させた正方晶のＺｒＯ
２の薄膜を適用してあり、この電解質層（１）を芯材と
する状態で、薄膜積層構造のセルの全体の機械的強度を
確保するようにしである。
モルパーセント程度のＹｔを固溶させた正方晶のＺｒＯ
２の薄膜を適用してあり、この電解質層（１）を芯材と
する状態で、薄膜積層構造のセルの全体の機械的強度を
確保するようにしである。
第５図及び第６図は上述のセル構造を有するセル（Ｓ）
の複数を集積した燃料電池におけるセル集積構造を示し
、隣り合うセル（Ｓ） において一方のセル（Ｓ）の
燃料極（３）を他方のセル（Ｓ）のセパレータ（４）に
対向させた状態で、かつ、それら対向する燃料極（３）
とセパレータ（４）とを部分的に連結する帯状のセル間
介装体（６）を隣り合うセル間の夫々に分散配置した状
態で、複数のセル（Ｓ）を積層し、セル間介装体（６）
により形成されるセル間の間隙夫々を燃料流路（ｇ）と
しである。
の複数を集積した燃料電池におけるセル集積構造を示し
、隣り合うセル（Ｓ） において一方のセル（Ｓ）の
燃料極（３）を他方のセル（Ｓ）のセパレータ（４）に
対向させた状態で、かつ、それら対向する燃料極（３）
とセパレータ（４）とを部分的に連結する帯状のセル間
介装体（６）を隣り合うセル間の夫々に分散配置した状
態で、複数のセル（Ｓ）を積層し、セル間介装体（６）
により形成されるセル間の間隙夫々を燃料流路（ｇ）と
しである。
セル間介装体（６）は導電性材により形成してあり、セ
ル間に燃料流路（ｇ）を形成するためのセル間介装体（
６）を利用して対向する一方のセル（Ｓ）の燃料極（３
）と他方のセル（Ｓ）のセパレータ（４）とを電気的に
も接続することで、積層した複数のセル（Ｓ）を他の専
用の電気接続手段を必要とすること無く電気的に直列接
続しである。
ル間に燃料流路（ｇ）を形成するためのセル間介装体（
６）を利用して対向する一方のセル（Ｓ）の燃料極（３
）と他方のセル（Ｓ）のセパレータ（４）とを電気的に
も接続することで、積層した複数のセル（Ｓ）を他の専
用の電気接続手段を必要とすること無く電気的に直列接
続しである。
そして、この構成を採用してセル（Ｓ）の積層段数を適
宜決定することにより出力電圧を所望の電圧とするので
ある。
宜決定することにより出力電圧を所望の電圧とするので
ある。
更に、セル間介装体（６）はフェルト状質の導電性材に
より形成してあり、これによって、セル積層群の製作誤
差（セル間寸法の製作誤差）やセル（Ｓ）の熱膨張・収
縮をフェルト状質のセル間介装体（６）に吸収させるよ
うにしである。
より形成してあり、これによって、セル積層群の製作誤
差（セル間寸法の製作誤差）やセル（Ｓ）の熱膨張・収
縮をフェルト状質のセル間介装体（６）に吸収させるよ
うにしである。
又、セル間介装体（６）の具体的材質としては、還元雰
囲気に対する耐蝕性を確保する観点からＮｉのフェルト
状材を適用しである。
囲気に対する耐蝕性を確保する観点からＮｉのフェルト
状材を適用しである。
セル（Ｓ）は、各セル（Ｓ）の空気流路（ａ）を同じ向
きに向けた姿勢で積層してあり、これに対し、互いに平
行姿勢でセル間に分散配置する帯状のセル間介装体（６
）は七ノ喧Ｓ）の空気流路（ａ）とは直交する姿勢に配
置しである。
きに向けた姿勢で積層してあり、これに対し、互いに平
行姿勢でセル間に分散配置する帯状のセル間介装体（６
）は七ノ喧Ｓ）の空気流路（ａ）とは直交する姿勢に配
置しである。
すなわち、セル間介装体（６）の長手方向視においてセ
ル積層群の両側部に、各空気流路（ａ）に連通ずるヘッ
ダー的な空気供給室と空気排出室とを振分けて配置形成
するようにしてあり、これに対し、セル間夫々の燃料流
路（ｇ）はセル間介装体（６）の長手方向に沿う方向の
流路とするようにしである。
ル積層群の両側部に、各空気流路（ａ）に連通ずるヘッ
ダー的な空気供給室と空気排出室とを振分けて配置形成
するようにしてあり、これに対し、セル間夫々の燃料流
路（ｇ）はセル間介装体（６）の長手方向に沿う方向の
流路とするようにしである。
尚、セル間夫々の燃料流路（ｇ）はセル（Ｓ）における
空気流路（ａ）の流路方向視においてセル積層群の両側
部で互いに連通ずる一連の流路とする。換言すれば、燃
料電池におけるセル積層群の内装空間において、セル（
Ｓ）の積層個数に相当する複数の燃料流路を個別に仕切
形成することを不要とするのであり、これによって、燃
料電池の内部構造の簡略化を図るのである。
空気流路（ａ）の流路方向視においてセル積層群の両側
部で互いに連通ずる一連の流路とする。換言すれば、燃
料電池におけるセル積層群の内装空間において、セル（
Ｓ）の積層個数に相当する複数の燃料流路を個別に仕切
形成することを不要とするのであり、これによって、燃
料電池の内部構造の簡略化を図るのである。
第５図及び第６図は１組のセル積層群についてのセル積
層形態を示したものであるが、燃料電池を構成するにあ
たり上述の如き構成のセル積層群（ＮＳ）を並設する場
合には、第７図に示すように、隣り合うセル積層群（Ｎ
Ｓ）において、積層段数が対応する箇所のセル間介装体
（６）どうしを連続させることが考えられる。
層形態を示したものであるが、燃料電池を構成するにあ
たり上述の如き構成のセル積層群（ＮＳ）を並設する場
合には、第７図に示すように、隣り合うセル積層群（Ｎ
Ｓ）において、積層段数が対応する箇所のセル間介装体
（６）どうしを連続させることが考えられる。
すなわち、フェルト状質の導電性材から成るセル間介装
体（６）はセル積層群（ＮＳ）中において隣り合うセル
（Ｓ） どうしを電気的に直列に接続する機能を有す
るが、並設したセル積層群（ＮＳ）の隣り合うものどう
しにおいて積層段数が対応する箇所のセル間介装体（６
）どうしを連続させることにより、それらセル間介装体
（６）を利用して隣り合うセル積層群（ＮＳ）どうしを
電気的に並列に接続するのであり、この構成を採用して
並列接続するセル積層群（ＮＳ）の並設数を適宜決定す
れば所望の容量の燃料電池を構成することができる。
体（６）はセル積層群（ＮＳ）中において隣り合うセル
（Ｓ） どうしを電気的に直列に接続する機能を有す
るが、並設したセル積層群（ＮＳ）の隣り合うものどう
しにおいて積層段数が対応する箇所のセル間介装体（６
）どうしを連続させることにより、それらセル間介装体
（６）を利用して隣り合うセル積層群（ＮＳ）どうしを
電気的に並列に接続するのであり、この構成を採用して
並列接続するセル積層群（ＮＳ）の並設数を適宜決定す
れば所望の容量の燃料電池を構成することができる。
次に別実施例を列記する。
（イ）セル構造として第８図に示すように、板状電解質
層（１）、板状空気極（酸素極）（２）、及び、板状燃
料極（３）から成る３層構造の起電部に対して、板状燃
料極（３）の両側縁部に対する各別の連結部（４ａ）を
有し、かつ、それら連結部（４ａ）どうしの間で板状燃
料極（３）との間に燃料流路（ｇ）を形成するセパレー
タ（４）を設け、そして、そのセパレータ（４）により
燃料流路（ｇ） と仕切られるセル周部空間を酸素含
有ガス流路（ａ）とするようにしても良い。
層（１）、板状空気極（酸素極）（２）、及び、板状燃
料極（３）から成る３層構造の起電部に対して、板状燃
料極（３）の両側縁部に対する各別の連結部（４ａ）を
有し、かつ、それら連結部（４ａ）どうしの間で板状燃
料極（３）との間に燃料流路（ｇ）を形成するセパレー
タ（４）を設け、そして、そのセパレータ（４）により
燃料流路（ｇ） と仕切られるセル周部空間を酸素含
有ガス流路（ａ）とするようにしても良い。
尚、第８図において（５）は、燃料流路（ｇ）に配置さ
れてセパレータ（４）と燃料極（３）とを部分的に連結
する柔軟性導電体（例えば、Ｎ１のフェルト状材）であ
る。
れてセパレータ（４）と燃料極（３）とを部分的に連結
する柔軟性導電体（例えば、Ｎ１のフェルト状材）であ
る。
（ロ）セル構造において、板状電解質層（１）、板状空
気極（酸素極）（２）、板状燃料極（３）、並びに、セ
パレータ（４）の夫々には、前述実施例で示した材質の
以外にも種々の材質を適用できる。
気極（酸素極）（２）、板状燃料極（３）、並びに、セ
パレータ（４）の夫々には、前述実施例で示した材質の
以外にも種々の材質を適用できる。
（ハ）セル集積構造として、前述（イ）項に記載のセル
構造を有するセル（Ｓ）の複数を、第９図に示すように
、隣り合うセル（Ｓ） において−方のセル（Ｓ）の
空気極（酸素極）（２）を他方のセル（Ｓ）のセパレー
タ（４）に対し対向させた状態で、かつ、それら対向す
る空気極（酸素極）（２）とセパレータ（４）とを部分
的に連結するセル間介装体（６）を隣り合うセル間にお
いて分散配置した状態で積層し、そして、セル間介装体
（６）を柔軟性を有する導電性材（例えば、フェルト状
導電材）により形成し、隣り合うセル（Ｓ） どうし
の間の間隙夫々を空気流路（酸素含有ガス流路）（ａ）
としても良い。
構造を有するセル（Ｓ）の複数を、第９図に示すように
、隣り合うセル（Ｓ） において−方のセル（Ｓ）の
空気極（酸素極）（２）を他方のセル（Ｓ）のセパレー
タ（４）に対し対向させた状態で、かつ、それら対向す
る空気極（酸素極）（２）とセパレータ（４）とを部分
的に連結するセル間介装体（６）を隣り合うセル間にお
いて分散配置した状態で積層し、そして、セル間介装体
（６）を柔軟性を有する導電性材（例えば、フェルト状
導電材）により形成し、隣り合うセル（Ｓ） どうし
の間の間隙夫々を空気流路（酸素含有ガス流路）（ａ）
としても良い。
尚、この場合、セル間介装体（６）には酸化雲囲気に対
する耐蝕性の高いもの（例えば、ＬａＭｎＯ３のフェル
ト状材やＬａＣｒＯ３のフェルト状材）を適用すること
が好ましい。
する耐蝕性の高いもの（例えば、ＬａＭｎＯ３のフェル
ト状材やＬａＣｒＯ３のフェルト状材）を適用すること
が好ましい。
（ニ）又、上述（）１）項の構成を有するセル積層群の
複数を並設し、隣り合うセル積層群において、積層段数
が対応する箇所のセル間介装体どうしを連続させるよう
にしても良い。
複数を並設し、隣り合うセル積層群において、積層段数
が対応する箇所のセル間介装体どうしを連続させるよう
にしても良い。
（ホ）酸化剤としては空気を適用する以外に、酸素や酸
素富化空気等を適用でき、それらを総称して酸素含有ガ
スと称する。
素富化空気等を適用でき、それらを総称して酸素含有ガ
スと称する。
又、還元剤としての燃料にも種々のものを適用できる。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。
第１図ないし第７図は本発明の実施例を示し、第１図な
いし第４図はセル構造を示す正面図、一部破断側面図、
一部破断乎面図、及び、分解斜視図、第５図及び第６図
は集積構造を示す正面図と側面図、第７図はセル積層群
を並設したセル集積構造を示す正面図である。 第８図及び第９図は本発明の別実施例を示し、第８図は
セル構造を示す一部破断斜視図、第９図はセル集積構造
を示す斜視図である。 第１０図は従来のセル構造を示す分解斜視図である。 （１）・・・・・・板状電解質層、（２）・・・・・・
板状酸素極、（３）・・・・・・板状燃料極、（４）・
・・・・・セパレータ、（４ａ）・・・・・・連結部、
（６）・・・・・・セル間介装体、（ａ）・・・・・・
酸素含有ガス流路、 （ｇ）・・・・・・燃料流路。
いし第４図はセル構造を示す正面図、一部破断側面図、
一部破断乎面図、及び、分解斜視図、第５図及び第６図
は集積構造を示す正面図と側面図、第７図はセル積層群
を並設したセル集積構造を示す正面図である。 第８図及び第９図は本発明の別実施例を示し、第８図は
セル構造を示す一部破断斜視図、第９図はセル集積構造
を示す斜視図である。 第１０図は従来のセル構造を示す分解斜視図である。 （１）・・・・・・板状電解質層、（２）・・・・・・
板状酸素極、（３）・・・・・・板状燃料極、（４）・
・・・・・セパレータ、（４ａ）・・・・・・連結部、
（６）・・・・・・セル間介装体、（ａ）・・・・・・
酸素含有ガス流路、 （ｇ）・・・・・・燃料流路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、板状電解質層（１）の一方の面に板状酸素極（２）
を付設し、かつ、他方の面に板状燃料極（３）を付設し
、前記板状酸素極（２）を臨ませる酸素含有ガス流路（
ａ）と前記板状燃料極（３）を臨ませる燃料流路（ｇ）
とを区画した燃料電池のセル構造であって、前記板状酸
素極（２）の両側縁部に対する各別の連結部（４ａ）を
有し、かつ、それら連結部（４ａ）どうしの間で前記板
状酸素極（２）との間に前記酸素含有ガス流路（ａ）を
形成するセパレータ（４）を設け、そのセパレータ（４
）により前記酸素含有ガス流路（ａ）と仕切られるセル
周部空間を前記燃料流路（ｇ）とした燃料電池のセル構
造。 ２、板状電解質層（１）の一方の面に板状酸素極（２）
を付設し、かつ、他方の面に板状燃料極（３）を付設し
、前記板状酸素極（２）を臨ませる酸素含有ガス流路（
ａ）と前記板状燃料極（３）を臨ませる燃料流路（ｇ）
とを区画した燃料電池のセル構造であって、前記板状燃
料極（３）の両側縁部に対する各別の連結部（４ａ）を
有し、かつ、それら連結部（４ａ）どうしの間で前記板
状燃料極（３）との間に前記燃料流路（ｇ）を形成する
セパレータ（４）を設け、そのセパレータ（４）により
前記燃料流路（ｇ）と仕切られるセル周部空間を前記酸
素含有ガス流路（ａ）とした燃料電池のセル構造。 ３、前記セパレータ（４）がＬａＣｒＯ＿３から成る請
求項１又は２記載の燃料電池のセル構造。 ４、請求項１記載の燃料電池のセル構造を有するセル（
Ｓ）の複数を、隣り合うセル（Ｓ）において一方のセル
（Ｓ）の板状燃料極（３）を他方のセル（Ｓ）のセパレ
ータ（４）に対し対向させた状態で、かつ、それら対向
する前記板状燃料極（３）と前記セパレータ（４）とを
部分的に連結するセル間介装体（６）を隣り合うセル間
において分散配置した状態で積層し、前記セル間介装体
（６）を柔軟性を有する導電性材により形成し、隣り合
う前記セル（Ｓ）どうしの間の間隙夫々を燃料流路（ｇ
）とする燃料電池におけるセル集積構造。 ５、請求項２記載の燃料電池のセル構造を有するセル（
Ｓ）の複数を、隣り合うセル（Ｓ）において一方のセル
（Ｓ）の板状酸素極（２）を他方のセル（Ｓ）のセパレ
ータ（４）に対し対向させた状態で、かつ、それら対向
する前記板状酸素極（２）と前記セパレータ（４）とを
部分的に連結するセル間介装体（６）を隣り合うセル間
において分散配置した状態で積層し、前記セル間介装体
（６）を柔軟性を有する導電性材により形成し、隣り合
う前記セル（Ｓ）どうしの間の間隙夫々を酸素含有ガス
流路（ａ）とする燃料電池におけるセル集積構造。 ６、請求項４又は５記載の燃料電池におけるセル集積構
造を有するセル集積群（ＮＳ）の複数を並設し、隣り合
う前記セル積層群（ＮＳ）において、積層段数が対応す
る箇所の前記セル間介装体（６）どうしを連続させてあ
る燃料電池におけるセル集積構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258282A JPH0687420B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 燃料電池におけるセル集積構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258282A JPH0687420B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 燃料電池におけるセル集積構造 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7294081A Division JP2805001B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 燃料電池におけるセル集積構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103863A true JPH02103863A (ja) | 1990-04-16 |
| JPH0687420B2 JPH0687420B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=17318084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63258282A Expired - Fee Related JPH0687420B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 燃料電池におけるセル集積構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687420B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100413891B1 (ko) * | 1998-09-25 | 2004-01-07 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 연료전지 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58175267A (ja) * | 1982-03-24 | 1983-10-14 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 燃料電池発電装置 |
| JPS61121268A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-09 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 高温固体電解質燃料電池装置 |
| JPS6334859A (ja) * | 1986-07-28 | 1988-02-15 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
| JPS63106063U (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-08 | ||
| JPS63166154U (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-28 | ||
| JPH01502109A (ja) * | 1986-10-23 | 1989-07-27 | ユニバーシティ オブ シカゴ | ランタンクロマイト耐火物焼結用助剤 |
-
1988
- 1988-10-12 JP JP63258282A patent/JPH0687420B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58175267A (ja) * | 1982-03-24 | 1983-10-14 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 燃料電池発電装置 |
| JPS61121268A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-09 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 高温固体電解質燃料電池装置 |
| JPS6334859A (ja) * | 1986-07-28 | 1988-02-15 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
| JPH01502109A (ja) * | 1986-10-23 | 1989-07-27 | ユニバーシティ オブ シカゴ | ランタンクロマイト耐火物焼結用助剤 |
| JPS63106063U (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-08 | ||
| JPS63166154U (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-28 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100413891B1 (ko) * | 1998-09-25 | 2004-01-07 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 연료전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0687420B2 (ja) | 1994-11-02 |
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