JPH02215052A - 固体電解質燃料電池 - Google Patents

固体電解質燃料電池

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JPH02215052A
JPH02215052A JP1036711A JP3671189A JPH02215052A JP H02215052 A JPH02215052 A JP H02215052A JP 1036711 A JP1036711 A JP 1036711A JP 3671189 A JP3671189 A JP 3671189A JP H02215052 A JPH02215052 A JP H02215052A
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solid electrolyte
fuel cell
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cathode
high viscosity
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JP1036711A
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Yukinori Akiyama
幸徳 秋山
Shuzo Murakami
修三 村上
Toshihiko Saito
俊彦 齋藤
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は固体電解質電池に関するものである。
(口)従来の技術 高温固体電解質型燃料電池は、リン酸型及び溶融炭酸塩
型燃料電池についで第三世代の燃料電池として注目され
各方面で開発が行はれている。
この電池の構成材はすべて固体であるから、前金に解消
され、かつ、作動温度が1000℃の高温ゆえ発電効率
も高いという利点がある。
しかし高温で長期に亘り安定な構成材料の選定、固体電
解質への電極付着法及びガスシール法など数多くの問題
をか1えていることも事実である。
特に平板状セルとガス分離板間のシール法において、従
来型電池の様なウェットシールという形式がとれず新た
なガスシール構成の開発が必要である。このガスシール
法として、セルとガス分離板とのシール面にセラミック
接着剤を用いる方法も考えられるが、セラミック接着剤
で完全に接着すると、各構成材の熱膨張の差により温度
の昇・陣中に接着部にひずみが生じ、セル電解質板の割
れを起すと共に藪回のサーマルサイクル中には接着性の
劣化によりガスもれ発生の原因となる。またセルとガス
分離板のシール面をガラスでシールする方法は、長期運
転中にガラスが外部へ流れ出してシール性を損う。同時
にこの方法では組立時と運転時では電池全体の高さに大
きな変化を伴い、不安定であるなどの問題がある。
(ハ)発明が解決しようとする課題 本発明は従来のシール法における間組点を解決し、シー
ル性を改善した固体電解質燃料電池を提供するものであ
る。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明はアノード極・固体電解質・カソード極からなる
平板状セルと、前記各極背面に各反応ガス供給空間を構
成するガス分離板とを交互に積重してなる固体電解質燃
料電池において、前記各ガス分離板と一体に、上方の隣
接ガス分離板外周と間隔を存して溜部を形成し、この溜
部内に非導電性高粘度融体を満たしたものである。又積
重体全体を有底箱体内に間隔を存して収納することによ
り、前記間隔で構成された溜部に非導電性高粘度融体を
満たしてもよい。
(ホ)作用 本発明では平板状セルとガス分離板とは、従来のように
両者の接触面でシールするのではなく、セル外周もしく
は積重体全外周に形成された溜部を満す非導電性高粘度
融体により周面でシールされるので、ガスシールが容易
かつ確実に行はれる。
(へ) 実施例 第1図は本発明の詳細な説明するための単セル断面図で
ある。
平板状セル(1)は、8%イツトリアで安定化したジル
コニヤの焼成体からなる電解質層(2)と、Ni−Zr
0*サーメツトからなるアノード極(3)と、Laco
Os−Lactamなどのペロブスカイト型酸化物から
なるカソード極(4)とで構成され、これら各種(3)
(4)は、電極構成材粉末にバインダー・可塑剤・及び
溶媒を加えてスラリーとし、このスラリーを電解質層(
2)の各面に夫々0.2ffl11厚で塗布して後焼成
した。
このセル(1)を挟持する一対のガス分離板(5)(6
)は、ニッケルクロム合金(インコネル600.601
)などの耐熱性金属からなり、上方のガス分離板(6)
は下面にのみガス例えばアノードガス供給空間(6°)
を有するハーフプレートであるが、下方のガス分離板(
5)は両面にカソードガス及びアノードガスの各供給空
間(5°)(6’)を夫々有する。[第1図ではアノー
ドガス通路(6)′は図示せず] このガス分離板(5)には、セル(1)とハーフプレー
ト(6)の外周に間隔を存してとりかこむ溜部(7)が
一体に形成されている。この溜部(7)にシール材とな
るパイレックスガラス(主成分5iO=)のような非導
電性高粘度融体(8)が満たされ、その上に枠状の非孔
質セラミック板(9)を浮遊状態で配置する。この枠状
板(9)の役割は、熱膨張及びずれによるガス分離板同
志の接触防止が主であり、また融体(8)の飛散を低減
するものである。
第2図は4セル積重体に適用した実施例の縦断面図、第
3図は同上他実施例の縦断面図、第4図は第2図及び第
3図の一部透視した上面図、第5図は同じ<IfE2図
・li!3図の横断面図である。これら図において該当
個所は第1図と同一記号を付した。
第2図実施例では最上部の片面のみにアノードガス供給
空間(6゛)を有するガス分離板(6)[ハーフプレー
ト]を除き、すべてのガス分離板(5)と一体に、融体
(8)の溜部(7)が形成されている。尚最下部のガス
分離板(5)も片面にのみカソードガス供給空間(5′
)を有するノ1−フプレートである。
これに対し第3図の他実施例では、4セル積重体全体が
、ガス分離板と同材質のニッケル・クロム合金などの耐
熱性金属からなる有底箱体(10)に間隔を存して収納
され、その間隔により構成された単一の溜部(70)に
非導電性高粘度融体(80)が満される。この箱体(1
0)の内底面にはカソードガス空間(5′)を有してノ
1−7プレートの役割をかねている。
第2図、第3図はいづれも内部マニホルドのカソードガ
ス供給通路に沿って断面したもので、導入側マニホルド
のカソードガス空間(5゛)に面する部分は半円(第5
図参照)としてマニホルドよりカソードガスが送り込ま
れるようにしている。
図示しないがアノードガス供給通路の場合も同様の構成
となる。
又各ガス分離板(5)(6)の下面には、マニホルド内
のガスとその対極ガスとを遮弊するよう各−対の溝(1
1)及び(12)を形成し、この溝に溜部(7)もしく
は(70)内の融体(8)もしくは(80)が流入して
シール部を構成する(第5図及び第2図・第3図参照)
電池組立に際し、シール材として溜部(7)もしくは(
7o)にパイレックスガラスの粉末を充填するが、充填
密度を上げるため荒い粉末と細かい粉末を適当に混合し
て用いる。電池の作動温度でこの充填ガラスは融体とな
るが、その時の粘度は予め充填するパイレックスガラス
の組成をrR製して約10’ポアズ程度とする。前記ガ
ラス以外に電池作動温度で非導電性の高粘度融体となる
ものであれば同様に用いうる。
尚第5図で実線はカソードガスの流れを、点線はアノー
ドガスの流れを夫々示す。
(ト)発明の効果 上述の如く本発明によれば平板状セルとガス分離板との
シールは、従来のように両者の接触面をセラミックス接
着剤などで接着して行うのではなく、各ガス分離板と一
体に形成された溜部、もしくは積重体全体を収納する有
底箱体によって形成された溜部に、非導電性高粘度融体
を充すことにより各セル外周もしくは積重体外周でシー
ルを行うので、この融体が電池構成材の熱膨張の差を緩
和してサーマルサイクルによるひずみを最小限におさえ
、長期に亘って確実なガスシールを維持す。
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明固体電解質燃料電池の単セル模式図、第
2図は同上電池の実施例を示す縦断面図、第3図は同上
の他実施例を示す縦断面図、第4図は第2図・第3図の
上面図、第5図は同じく第2図・第3図の横断平面図で
ある。 l:セル、5,6:ガス分離板、5° :カソードガス
供給空間、6° ニアノードガス供給空間、7.7o:
溜部、8,8o:非導電性高粘度融体、9:非孔質セラ
ミックス板、10:有底箱体、11.12=溝。 第1図 ] 第2図 第3図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アノード・固体電解質・カソードからなる平板状
    セルと、前記アノード・カソード各背面に各ガス供給空
    間を構成するガス分離板とを交互に積重してなり、前記
    各ガス分離板と一体に、上方の隣接ガス分離板外周と間
    隔を存して溜部を形成し、前記各溜部に非導電性高粘度
    融体を満してなることを特徴とする固体電解質燃料電池
  2. (2)アノード・固体電解質・カソードからなる平板状
    セルと、前記アノード・カソード各背面に各ガス供給空
    間を構成するガス分離板とを交互に積重してなり、前記
    積重体全体を有底箱体内に間隔を存して収納し、前記間
    隔により形成された溜部に非導電性高粘度融体を満して
    なることを特徴とする固体電解質燃料電池
  3. (3)前記アノード・カソード各ガス供給空間と夫々連
    通するよう、前記積重体を貫通する各一対の内部マニホ
    ルドを備えることを特徴とする請求項1もしくは2記載
    の固体電解質燃料電池
  4. (4)前記非導電性高粘度融体上に非孔質セラミックス
    板を浮遊状態で配置せしめたことを特徴とする請求項1
    もしくは2記載の固体電解質燃料電池
  5. (5)前記有底箱体の内底面に最下端セルのアノードも
    しくはカソードガス供給空間を設けたことを特徴とする
    請求項2記載の固体電解質燃料電池
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007323957A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Dainippon Printing Co Ltd 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法
JP2009512150A (ja) * 2005-10-11 2009-03-19 コミツサリア タ レネルジー アトミーク 密閉された燃料電池の積層体
US7569298B2 (en) 2001-06-08 2009-08-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Separator seal structure for a fuel cell

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