JPH0256863A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- JPH0256863A JPH0256863A JP63209117A JP20911788A JPH0256863A JP H0256863 A JPH0256863 A JP H0256863A JP 63209117 A JP63209117 A JP 63209117A JP 20911788 A JP20911788 A JP 20911788A JP H0256863 A JPH0256863 A JP H0256863A
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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)
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〕
この発明は固体電解質量燃料電池に係り、特に容積効率
と機械的強度に優れるセル構造°に関する。
と機械的強度に優れるセル構造°に関する。
ジルコニア等の酸化物固体電解質を用いる燃料電池はそ
の作動温度が800〜1100℃と高温であるため発電
効率が高く触媒も不要であり、また電解質が固体である
ので取扱い容易であるなどの特長を有し第三世代の燃料
電池として期待されている。
の作動温度が800〜1100℃と高温であるため発電
効率が高く触媒も不要であり、また電解質が固体である
ので取扱い容易であるなどの特長を有し第三世代の燃料
電池として期待されている。
固体電解質量燃料電池としては従来例えば特開昭57−
113561号公報に開示されているように管状型単セ
ルを用いるものが知られている。これは固体電解質を管
状に形成し、その内側と外側にそれぞれ燃料ガスまたは
酸化剤ガスを流して単セルとし、このような単セルを複
数個束ねて使用するものである。
113561号公報に開示されているように管状型単セ
ルを用いるものが知られている。これは固体電解質を管
状に形成し、その内側と外側にそれぞれ燃料ガスまたは
酸化剤ガスを流して単セルとし、このような単セルを複
数個束ねて使用するものである。
しかしながらこのような管状型単セルを複数個直並列使
用する従来の燃料電池においては燃料電池単位体積あた
りの発電量が少なく容積効率を高めることができないと
いう問題がある。
用する従来の燃料電池においては燃料電池単位体積あた
りの発電量が少なく容積効率を高めることができないと
いう問題がある。
この発明は上述の点に鑑みてなされその目的は平板型単
セルを用いるようにして容積効率に優れる固体電解質燃
料電池を提供することにある。
セルを用いるようにして容積効率に優れる固体電解質燃
料電池を提供することにある。
上記の目的はこの発明によれば、1面にガス導入用の開
口を有するとともに、この開口面に接する4つの外側面
の全部に第1の電極層2が形成され、前記4つの外側面
のうち1面を除く3つの外側面には固体電解質層4と第
2の電極層5が順次積層された箱型多孔質セラミックス
体1からなる単セルフと、非導電性セラミックスからな
るとともにガス導入用の開口部を有してコの字形状をな
し前記単セルの開口面と開口部の向きが逆になるよう単
セルに重合されたスペーサ8とを備えることによって達
成される。
口を有するとともに、この開口面に接する4つの外側面
の全部に第1の電極層2が形成され、前記4つの外側面
のうち1面を除く3つの外側面には固体電解質層4と第
2の電極層5が順次積層された箱型多孔質セラミックス
体1からなる単セルフと、非導電性セラミックスからな
るとともにガス導入用の開口部を有してコの字形状をな
し前記単セルの開口面と開口部の向きが逆になるよう単
セルに重合されたスペーサ8とを備えることによって達
成される。
第1の電極層としてアノード電極層が用いられるときは
第2電極層はカソード電極層となる。また第1の電極層
(こカソード電極層が用いられるときは第2電極層はア
ノード電極層となる。第1の電極層も第2の電極層も多
孔質に形成される。
第2電極層はカソード電極層となる。また第1の電極層
(こカソード電極層が用いられるときは第2電極層はア
ノード電極層となる。第1の電極層も第2の電極層も多
孔質に形成される。
第1の電極層、固体電解質層、第2の電極層は箱型多孔
質セラミックス体の上にプラズマ溶射。
質セラミックス体の上にプラズマ溶射。
蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング等の方法
を適宜用いて成膜される。これら第1の電極層、固体電
解質、第2の電極層を箱型多孔質セラミックス体の上に
積層して形成される単セルは複数個直列またはおよび並
列に接続される。第1の電極層は開口面に接する4つの
外側面の全部に形成されるが、固体電解質層と第2の電
極層は4つの外側面のうち3つの外側面に対して積層さ
れる。これは単セルの接続において直列接続または並列
接続を可能にする。即ち第1の電極層と第2の電極層と
は極性を異にし、上記接続が可能となる。箱型多孔質セ
ラミックス体1の内部とコの字形状のスペーサ8の内部
には酸化剤ガスまたは燃料ガスが流れる。箱型多孔質セ
ラミックス体からなる単セルフのガス導入用の開口面と
コの字形状スペーサ8のガス導入用開口部とは逆になる
よう単セルとスペーサが配置される。これは各ガスのガ
ス供給用マニホールドがそれぞれ反対側に相対して設け
られるためである。
を適宜用いて成膜される。これら第1の電極層、固体電
解質、第2の電極層を箱型多孔質セラミックス体の上に
積層して形成される単セルは複数個直列またはおよび並
列に接続される。第1の電極層は開口面に接する4つの
外側面の全部に形成されるが、固体電解質層と第2の電
極層は4つの外側面のうち3つの外側面に対して積層さ
れる。これは単セルの接続において直列接続または並列
接続を可能にする。即ち第1の電極層と第2の電極層と
は極性を異にし、上記接続が可能となる。箱型多孔質セ
ラミックス体1の内部とコの字形状のスペーサ8の内部
には酸化剤ガスまたは燃料ガスが流れる。箱型多孔質セ
ラミックス体からなる単セルフのガス導入用の開口面と
コの字形状スペーサ8のガス導入用開口部とは逆になる
よう単セルとスペーサが配置される。これは各ガスのガ
ス供給用マニホールドがそれぞれ反対側に相対して設け
られるためである。
箱型セラミックス体からなる単セルフとスペーサ8とに
より空間を有効に活用することができ、固体電解質電池
の容積効率が向上する。また電極層や固体電解質層など
が多孔質のセラミックス体の上に形成されるので機械的
に丈夫な電池が構成される。
より空間を有効に活用することができ、固体電解質電池
の容積効率が向上する。また電極層や固体電解質層など
が多孔質のセラミックス体の上に形成されるので機械的
に丈夫な電池が構成される。
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1図はこの発明の実施例に係る固体電解質屋燃料電池
の重合状態を示す1部分解斜視図であり、単セルフとス
ペーサ8が交互に重合されている。
の重合状態を示す1部分解斜視図であり、単セルフとス
ペーサ8が交互に重合されている。
単セルフはインタコネクタ層10を介して隣接する単セ
ル8に接続する。絶縁層11はスペーサ8間の間隙を埋
める。このような固体電解質量燃料電池は次のようにし
て調製される。第2図に単セルフの詳細が示される。第
2図は単セルの斜視図である。箱型多孔質セラミックス
体1(肉厚2顛)の開口面に接する4つの外側面の全体
にニッケルージルコニア(Ni −Zr Oz )サー
メツト層をプラズマ溶射法により150μmの厚さに成
膜し、第1の電極層であるアノード電極層2が形成され
る。次に開口面につらなる4つの外側面のうち1つを除
く3つの外側面にイツトリア安定化ジルコニアがらなる
固体電解質層4が100μmの厚さでプラズマ溶射法に
より形成される。続いてランタンストロンチウムマンガ
ンオキサイド(L a (S r )Mn03)からな
るカソード電極層5が150μmの厚さでプラズマ溶射
法により形成される。これは第2の電極層となる。次に
アノード電極層2とカソード電極層5との短絡を防ぐた
めに相互の境界部に絶縁体6がアルミナを溶射して形成
される。単セルの開口面の中央には隔壁17が設けられ
る。以上のようにして単セルフが調製される。
ル8に接続する。絶縁層11はスペーサ8間の間隙を埋
める。このような固体電解質量燃料電池は次のようにし
て調製される。第2図に単セルフの詳細が示される。第
2図は単セルの斜視図である。箱型多孔質セラミックス
体1(肉厚2顛)の開口面に接する4つの外側面の全体
にニッケルージルコニア(Ni −Zr Oz )サー
メツト層をプラズマ溶射法により150μmの厚さに成
膜し、第1の電極層であるアノード電極層2が形成され
る。次に開口面につらなる4つの外側面のうち1つを除
く3つの外側面にイツトリア安定化ジルコニアがらなる
固体電解質層4が100μmの厚さでプラズマ溶射法に
より形成される。続いてランタンストロンチウムマンガ
ンオキサイド(L a (S r )Mn03)からな
るカソード電極層5が150μmの厚さでプラズマ溶射
法により形成される。これは第2の電極層となる。次に
アノード電極層2とカソード電極層5との短絡を防ぐた
めに相互の境界部に絶縁体6がアルミナを溶射して形成
される。単セルの開口面の中央には隔壁17が設けられ
る。以上のようにして単セルフが調製される。
スペーサ8は第1図に示すような緻密質のアルミナ枠体
でありコの字形状をなす。スペーサ8の内部には隔壁1
8が設けられる。スペーサ8の開口部と上記単セルフの
開口面とは互いlこ逆向きlこなるよう複数個重合され
1体lこ焼結されて積層電池ブロックが構成される。
でありコの字形状をなす。スペーサ8の内部には隔壁1
8が設けられる。スペーサ8の開口部と上記単セルフの
開口面とは互いlこ逆向きlこなるよう複数個重合され
1体lこ焼結されて積層電池ブロックが構成される。
積層電池ブロックの単セルフの側面にはランタンクロマ
イト(La Cr 03 )が溶射され30μm厚さの
インタコネクタ層10が形成される。また積層電池ブロ
ックのスペーサ8の側面にはアルミナが溶射され30μ
m厚さの絶縁層11が形成される。
イト(La Cr 03 )が溶射され30μm厚さの
インタコネクタ層10が形成される。また積層電池ブロ
ックのスペーサ8の側面にはアルミナが溶射され30μ
m厚さの絶縁層11が形成される。
インクコネクタ層10.絶縁層11の形成された積層電
池ブロックは複数個を横方向に連結しかつ1体焼結して
第3図に示すような燃料電池スタックとすることができ
る。第3図の燃料電池スタックにおいては単セルフは横
方向に直列接続されており、タテ方向に並列接続となっ
ている。
池ブロックは複数個を横方向に連結しかつ1体焼結して
第3図に示すような燃料電池スタックとすることができ
る。第3図の燃料電池スタックにおいては単セルフは横
方向に直列接続されており、タテ方向に並列接続となっ
ている。
第4図は燃料電池スタック12に燃料ガスマニホールド
15と酸化剤ガスマニホールド16を配した固体電解質
量燃料電池のガス供給の構成を示す。マニホールドは燃
料電池スタック12に気密にとりつけられる。第1図、
第2図に示すように単セルフとスペーサ8には隔壁17
.18が設けられており、単セルフの開口面とスペーサ
8の開口部から導入されたガスは内部でUターンして同
じマニホールドに還流する。マニホールド内には仕切り
19があり、導入ガスと排出ガスとは混合しない。
15と酸化剤ガスマニホールド16を配した固体電解質
量燃料電池のガス供給の構成を示す。マニホールドは燃
料電池スタック12に気密にとりつけられる。第1図、
第2図に示すように単セルフとスペーサ8には隔壁17
.18が設けられており、単セルフの開口面とスペーサ
8の開口部から導入されたガスは内部でUターンして同
じマニホールドに還流する。マニホールド内には仕切り
19があり、導入ガスと排出ガスとは混合しない。
この発明によれば1面にガス導入用の開口を有するとと
もにこの開口面に接する4つの外側面の全部に第1の電
極層が形成され前記4つの外側面のうちの1面を除く3
つの外側面には固体電解質層と第2の電極層が順次積層
された箱を多孔質セラミックス体からなる単セルと、非
導電性セラミックスからなるとともにガス導入用の開口
部を有してコの字形状をなし前記単セルの開口面と開口
部の向きが逆になるよう単セルに重合されたスペーサと
を備えるので、箱屋セラミックスからなる単セルとコの
字形状のスペーサとにより空間を有効に利用することが
できその結果単位容積あたりの燃料電池出力を管状型の
ものより大きくすることができる。また電極層、固体電
解質層、インタコネクタ層が基体である多孔質のセラミ
ックス体の上に形成されるのでこれら薄層は基体により
機械的に保護され、強固な構造の固体電解質屋燃料電池
を構成することが可能となる。
もにこの開口面に接する4つの外側面の全部に第1の電
極層が形成され前記4つの外側面のうちの1面を除く3
つの外側面には固体電解質層と第2の電極層が順次積層
された箱を多孔質セラミックス体からなる単セルと、非
導電性セラミックスからなるとともにガス導入用の開口
部を有してコの字形状をなし前記単セルの開口面と開口
部の向きが逆になるよう単セルに重合されたスペーサと
を備えるので、箱屋セラミックスからなる単セルとコの
字形状のスペーサとにより空間を有効に利用することが
できその結果単位容積あたりの燃料電池出力を管状型の
ものより大きくすることができる。また電極層、固体電
解質層、インタコネクタ層が基体である多孔質のセラミ
ックス体の上に形成されるのでこれら薄層は基体により
機械的に保護され、強固な構造の固体電解質屋燃料電池
を構成することが可能となる。
第1図はこの発明の実施例に係る固体電解質量燃料電池
のブロックを示す1部分解斜視図、第2図はこの発明の
実施例に係る単セルを示す斜視図、第3図はこの発明の
実施例に係る燃料電池のスタックを示す正面図、第4図
はこの発明の実施例に係る燃料電池スタックとガスマニ
ホールドを示す分解斜視図である。 1・・・箱型多孔質セラミックス体、2・・・アノード
電極層(第1の電極層)、4・・・固体電解質層、5・
・カソード電極層(第2の電極層)、7・・・単セ−ジ
T 弔 図
のブロックを示す1部分解斜視図、第2図はこの発明の
実施例に係る単セルを示す斜視図、第3図はこの発明の
実施例に係る燃料電池のスタックを示す正面図、第4図
はこの発明の実施例に係る燃料電池スタックとガスマニ
ホールドを示す分解斜視図である。 1・・・箱型多孔質セラミックス体、2・・・アノード
電極層(第1の電極層)、4・・・固体電解質層、5・
・カソード電極層(第2の電極層)、7・・・単セ−ジ
T 弔 図
Claims (1)
- 1)1面にガス導入用の開口を有するとともにこの開口
面に接する4つの外側面の全部に第1の電極層が形成さ
れ前記4つの外側面のうち1面を除く3つの外側面には
固体電解質層と第2の電極層が順次積層された箱型多孔
質セラミックス体からなる単セルと、非導電性セラミッ
クスからなるとともにガス導入用の開口部を有してコの
字形状をなし前記単セルの開口面と開口部の向きが逆に
なるよう単セルに重合されたスペーサとを備えることを
特徴とする固体電解質量燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63209117A JPH0256863A (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63209117A JPH0256863A (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0256863A true JPH0256863A (ja) | 1990-02-26 |
Family
ID=16567570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63209117A Pending JPH0256863A (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0256863A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008510288A (ja) * | 2004-08-18 | 2008-04-03 | スティヒティング エネルギーオンダーゾーク セントラム ネーデルランド | Sofcスタックという概念 |
-
1988
- 1988-08-23 JP JP63209117A patent/JPH0256863A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008510288A (ja) * | 2004-08-18 | 2008-04-03 | スティヒティング エネルギーオンダーゾーク セントラム ネーデルランド | Sofcスタックという概念 |
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