JPH03238759A - 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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- JPH03238759A JPH03238759A JP2032384A JP3238490A JPH03238759A JP H03238759 A JPH03238759 A JP H03238759A JP 2032384 A JP2032384 A JP 2032384A JP 3238490 A JP3238490 A JP 3238490A JP H03238759 A JPH03238759 A JP H03238759A
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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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
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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
- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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)
本発明は固体電解質型燃料電池に関するものである。
(従来の技術)
最近、燃料電池が発電装置として注目されている。これ
は、燃料が有する化学エネルギーを直接電気エネルギー
に変換できる装置で、カルノーサイクルの制約を受けな
いため、本質的に高いエネルギー変換効率を有し、燃料
の多様化が可能で(ナフサ、天然ガス、メタノール、石
炭改質ガス。
は、燃料が有する化学エネルギーを直接電気エネルギー
に変換できる装置で、カルノーサイクルの制約を受けな
いため、本質的に高いエネルギー変換効率を有し、燃料
の多様化が可能で(ナフサ、天然ガス、メタノール、石
炭改質ガス。
重油等)、低公害で、しかも発電効率が設備規模によっ
て影響されず、極めて有望な技術である。
て影響されず、極めて有望な技術である。
特に、固体電解質型燃料電池(SOFC)は、1000
″Cの高温で作動するため電極反応が極めて活発で、高
価な白金などの貴金属触媒を全く必要とせず、分極が小
さく、出力電圧も比較的高いため、エネルギー変換効率
が他の燃料電池にくらべ著しく高い、更に、構造材は全
て固体から構成されるため、安定且つ長寿命である。
″Cの高温で作動するため電極反応が極めて活発で、高
価な白金などの貴金属触媒を全く必要とせず、分極が小
さく、出力電圧も比較的高いため、エネルギー変換効率
が他の燃料電池にくらべ著しく高い、更に、構造材は全
て固体から構成されるため、安定且つ長寿命である。
第6図はこうした5OFCの一例を示す概略断面図であ
る。
る。
第6図において、10は空気等の酸化ガスを導入するた
めの酸化ガス供給管、6は有底多孔質支持管、7は空気
電極、8は固体電解質、9は燃料電極、16は酸化ガス
供給管lOを保持するとともに酸化ガス室27と排ガス
室17との区分を行う上部プレート、20は5OFC素
子5を保持するとともに電池反応室19と燃料室26と
を区分する燃料流入孔20aを有する底部プレート、1
8は5OFC素子5の開口端側外周を保持するとともに
排ガス室17と電池反応室19とを区分するガス流出孔
18aを有する保持プレートである。
めの酸化ガス供給管、6は有底多孔質支持管、7は空気
電極、8は固体電解質、9は燃料電極、16は酸化ガス
供給管lOを保持するとともに酸化ガス室27と排ガス
室17との区分を行う上部プレート、20は5OFC素
子5を保持するとともに電池反応室19と燃料室26と
を区分する燃料流入孔20aを有する底部プレート、1
8は5OFC素子5の開口端側外周を保持するとともに
排ガス室17と電池反応室19とを区分するガス流出孔
18aを有する保持プレートである。
この状態で、矢印Aのように、空気等の酸化ガスを酸化
ガス室27より酸化ガス供給管lOへと供給すると、酸
化ガス供給口10aより排出された酸化ガスが有底部で
矢印Bのように反転し、筒内空間内を流れ、矢印Cのよ
うに排ガス室17内に流出する。一方、底部プレート2
0の燃料流入孔20aを通してH2やCH4等の燃料ガ
スを矢印りのように5OFC素子5の外表面に沿って流
すことにより、5OFC素子5内の酸素が固体電解質8
を通して燃料電極へ酸素イオンとして流れ、燃料電極で
燃料と反応し、その結果、空気電極と燃料電極との間に
電流が流れ、電池として使用することができる。この燃
料電池は1000°C程度の高温下で使用されるため、
シール部なしで構成できる第6図に示す形態が、熱歪応
力の発生を小さくできることから、好ましい態様といえ
る。
ガス室27より酸化ガス供給管lOへと供給すると、酸
化ガス供給口10aより排出された酸化ガスが有底部で
矢印Bのように反転し、筒内空間内を流れ、矢印Cのよ
うに排ガス室17内に流出する。一方、底部プレート2
0の燃料流入孔20aを通してH2やCH4等の燃料ガ
スを矢印りのように5OFC素子5の外表面に沿って流
すことにより、5OFC素子5内の酸素が固体電解質8
を通して燃料電極へ酸素イオンとして流れ、燃料電極で
燃料と反応し、その結果、空気電極と燃料電極との間に
電流が流れ、電池として使用することができる。この燃
料電池は1000°C程度の高温下で使用されるため、
シール部なしで構成できる第6図に示す形態が、熱歪応
力の発生を小さくできることから、好ましい態様といえ
る。
(発明が解決しようとする課題)
しかし、上述した構造の5OFCにおいては、酸化ガス
供給管IOと5OFC素子5とがそれぞれ別体であり、
酸化ガス供給管10の保持は上部プレート16との保合
により達成されているのみであるため、5OFC素子5
内における酸化ガス供給管10の位置決めが難しくなる
問題があった。
供給管IOと5OFC素子5とがそれぞれ別体であり、
酸化ガス供給管10の保持は上部プレート16との保合
により達成されているのみであるため、5OFC素子5
内における酸化ガス供給管10の位置決めが難しくなる
問題があった。
そして、位置決めの困難さに起因して、5OFC素子5
内における酸化ガス供給管10の位置が変化するため、
酸化ガス供給管10内を供給されてくる空気等の酸化性
ガスが有底部で反転して酸化ガス供給管10の外面と5
opc素子5の内面との間を上昇する際の流れが5OF
C素子5内の酸化ガス供給管lOの位置に応じて変化し
、各セルに性能のバラツキが発生すること等の問題があ
った。
内における酸化ガス供給管10の位置が変化するため、
酸化ガス供給管10内を供給されてくる空気等の酸化性
ガスが有底部で反転して酸化ガス供給管10の外面と5
opc素子5の内面との間を上昇する際の流れが5OF
C素子5内の酸化ガス供給管lOの位置に応じて変化し
、各セルに性能のバラツキが発生すること等の問題があ
った。
更に、酸化ガス供給管10と5OFC素子5とが別体で
あるため、装着時および使用中の振動等に対する機械的
強度が十分には得られない問題があった。
あるため、装着時および使用中の振動等に対する機械的
強度が十分には得られない問題があった。
本発明の目的は、5OFC素子内で酸化ガスあるいは燃
料ガス等のガス供給管を正確に位置決めでき、また装着
時、使用中の振動等に対する機械的強度、固定強度が大
きい固体電解質型燃料電池を提供することである。
料ガス等のガス供給管を正確に位置決めでき、また装着
時、使用中の振動等に対する機械的強度、固定強度が大
きい固体電解質型燃料電池を提供することである。
(課題を解決するための手段)
本発明は、少なくとも固体電解質と空気電極と燃料電極
とを有する有底筒状の固体電解質型燃料電池素子と; この固体電解質型燃料電池素子の筒内空間へと酸化ガス
又は燃料ガスを供給するガス供給管と:前記固体電解質
型燃料電池素子の内周面と前記ガス供給管の外周面とに
固定され、前記筒内空間を複数のガス流通路に区分する
壁部と:前記固体電解質型燃料電池素子の開口端部を封
止する封止手段と; 前記複数のガス流通路を流れる酸化ガス又は燃料ガスを
排ガス室へと排出するために各ガス流通路についてそれ
ぞれ一個以上設けられたガス排出口と; 前記固体電解質型燃料電池素子の開口端側外周面を保持
する保持手段と を有する固体電解質型燃料電池に係るものである。
とを有する有底筒状の固体電解質型燃料電池素子と; この固体電解質型燃料電池素子の筒内空間へと酸化ガス
又は燃料ガスを供給するガス供給管と:前記固体電解質
型燃料電池素子の内周面と前記ガス供給管の外周面とに
固定され、前記筒内空間を複数のガス流通路に区分する
壁部と:前記固体電解質型燃料電池素子の開口端部を封
止する封止手段と; 前記複数のガス流通路を流れる酸化ガス又は燃料ガスを
排ガス室へと排出するために各ガス流通路についてそれ
ぞれ一個以上設けられたガス排出口と; 前記固体電解質型燃料電池素子の開口端側外周面を保持
する保持手段と を有する固体電解質型燃料電池に係るものである。
(実施例)
第1図は本発明の実施例に係る5OFCの縦断面図、第
2図は第1図のイーイ線断面図である。第1図は第2図
におけるローロ線断面に相当する。本実施例の5opc
について、第6図の5OFCと同一機能部材には同一符
号を付す。
2図は第1図のイーイ線断面図である。第1図は第2図
におけるローロ線断面に相当する。本実施例の5opc
について、第6図の5OFCと同一機能部材には同一符
号を付す。
本実施例においては、5OFC素子15の有底多孔質支
持管6と固体電解質8とを図面において上方へと延長し
、5OFC素子15の開口端側基部外周面30を上部プ
レート16でリジッドに保持し、固定する。
持管6と固体電解質8とを図面において上方へと延長し
、5OFC素子15の開口端側基部外周面30を上部プ
レート16でリジッドに保持し、固定する。
5OFC素子15の筒内空間では、酸化ガス供給管10
の外周面から5OFC素子内周面へと向かって第2図に
示すように、好ましくは放射状に三列の平板状壁部IA
、 1B、 ICが設けられ、これにより筒内空間は三
個の酸化ガス流通路3A、 3B、 3Cに区分される
。
の外周面から5OFC素子内周面へと向かって第2図に
示すように、好ましくは放射状に三列の平板状壁部IA
、 1B、 ICが設けられ、これにより筒内空間は三
個の酸化ガス流通路3A、 3B、 3Cに区分される
。
5OFC素子15の基部側にある開口では、酸化ガス供
給管10と有底多孔質支持管6との間にリング状の閉塞
部4が設けられ、ここからガス流通路3A、 3B。
給管10と有底多孔質支持管6との間にリング状の閉塞
部4が設けられ、ここからガス流通路3A、 3B。
3C内の酸化ガスが酸化ガス室27へ放出されるのを防
止している。各酸化ガス流通路3A、 3B、 3Cに
は、排ガス室17に面する酸化ガス排出口2A、 2B
、 2Cがそれぞれ設けられ、各ガス排出口2A、 2
B、 2Cは、5OFC素子15を横手方向へと水平に
切った場合に同一切断面上に二つ以上のガス排出口が隣
接して顕れないように、互いに上下方向に高さを変えて
設けられている。
止している。各酸化ガス流通路3A、 3B、 3Cに
は、排ガス室17に面する酸化ガス排出口2A、 2B
、 2Cがそれぞれ設けられ、各ガス排出口2A、 2
B、 2Cは、5OFC素子15を横手方向へと水平に
切った場合に同一切断面上に二つ以上のガス排出口が隣
接して顕れないように、互いに上下方向に高さを変えて
設けられている。
S’OF Cの動作時には、酸化ガス供給口10aから
酸化ガスが筒内空間へと供給され、この酸化ガスが酸化
ガス流通路3A、 3B、 3Cのいずれをも通って流
れ、酸化ガス排出口2A、 2B、 2Cから排ガス室
17内へと矢印Fのように排出される。
酸化ガスが筒内空間へと供給され、この酸化ガスが酸化
ガス流通路3A、 3B、 3Cのいずれをも通って流
れ、酸化ガス排出口2A、 2B、 2Cから排ガス室
17内へと矢印Fのように排出される。
空気電極7は、ドーピングされたが、又はドーピングさ
れていないLaMn0z、 CaMn0z、 LaNi
0*。
れていないLaMn0z、 CaMn0z、 LaNi
0*。
LaCOO:+、 LaCrO3等で製造でき、ストロ
ンチウムを添加したLaMn0+が好ましい。固体電解
質8は、般にはイツトリア安定化ジルコニア等で製造で
きる。燃料電極9は、一般にはニッヶルージルコニアサ
ーメント又はコバルト−ジルコニアサーメットである。
ンチウムを添加したLaMn0+が好ましい。固体電解
質8は、般にはイツトリア安定化ジルコニア等で製造で
きる。燃料電極9は、一般にはニッヶルージルコニアサ
ーメント又はコバルト−ジルコニアサーメットである。
本実施例の5OFCによれば、以下の効果を奏しうる。
(1)第6図に示す構造の従来の5OFCでは、酸化ガ
ス供給管10と5OFC素子5とが別体であるので、筒
内空間における酸化ガス供給管1oの正確な位置決めが
難しかった。このため、筒内空間において酸化ガス供給
管10の位置が変化するため、酸化ガス供給管10の外
周面と有底多孔質支持管6の内周面との間を上昇する酸
化ガスの流れが変化し、各セル毎の性能のバラツキ等の
問題があった。
ス供給管10と5OFC素子5とが別体であるので、筒
内空間における酸化ガス供給管1oの正確な位置決めが
難しかった。このため、筒内空間において酸化ガス供給
管10の位置が変化するため、酸化ガス供給管10の外
周面と有底多孔質支持管6の内周面との間を上昇する酸
化ガスの流れが変化し、各セル毎の性能のバラツキ等の
問題があった。
これに対し、本実施例では、酸化ガス供給管10と5O
FC素子15との間を平板状壁部IA、 IB、 IG
によって連結し、一体構造としであるので、筒内空間に
おける酸化ガス供給管10の位置決めが確実にでき、酸
化ガス供給管10と5OFC素子15との間の相対位置
変化に起因する性能のバラツキが皆無になる。しかも、
三個の平板状壁部IA。
FC素子15との間を平板状壁部IA、 IB、 IG
によって連結し、一体構造としであるので、筒内空間に
おける酸化ガス供給管10の位置決めが確実にでき、酸
化ガス供給管10と5OFC素子15との間の相対位置
変化に起因する性能のバラツキが皆無になる。しかも、
三個の平板状壁部IA。
1B、 ICが酸化ガス供給管10から放射状に延びた
形状なので、5OFC素子15の機械的強度も、構造力
学的にみて著しく増大する。
形状なので、5OFC素子15の機械的強度も、構造力
学的にみて著しく増大する。
(2) S OF C素子15の開口端側の基部外周
面30を上部プレート16で保持し、固定しているので
、5OFC素子15自体を堅固に保持することができ、
酸化ガス供給管10が平板状壁部IA、 IB、 IC
を介して保持、固定される。従って、5OFC素子15
の固定強度が充分に高い。
面30を上部プレート16で保持し、固定しているので
、5OFC素子15自体を堅固に保持することができ、
酸化ガス供給管10が平板状壁部IA、 IB、 IC
を介して保持、固定される。従って、5OFC素子15
の固定強度が充分に高い。
(3) S OFC素子15の基部開口に閉塞部4を
設け、この閉塞部4を封止手段として酸化ガス流を封止
しているので、5OFC素子15の開口部の機械的強度
、特に圧環強度が著しく向上するため、それだけ基部外
周面30を強く保持することができる。
設け、この閉塞部4を封止手段として酸化ガス流を封止
しているので、5OFC素子15の開口部の機械的強度
、特に圧環強度が著しく向上するため、それだけ基部外
周面30を強く保持することができる。
従って、5OFC素子15の固定強度が一層向上する。
(4)各酸化ガス流通路3A、 38.3Cにそれぞれ
酸化ガス排出口2A、 2B、 2Cを設け、各ガス流
通路毎に濃度低下した酸化ガスを排出しているので、い
ずれの酸化ガス流通路においても酸化ガス流が滞ること
はなく、筒内空間をたえず新鮮な酸化ガスが流れるため
、空気電極および燃料電極の全面積を発電に有効に利用
でき、発電効率を向上させることができる。
酸化ガス排出口2A、 2B、 2Cを設け、各ガス流
通路毎に濃度低下した酸化ガスを排出しているので、い
ずれの酸化ガス流通路においても酸化ガス流が滞ること
はなく、筒内空間をたえず新鮮な酸化ガスが流れるため
、空気電極および燃料電極の全面積を発電に有効に利用
でき、発電効率を向上させることができる。
(5)酸化ガス排出口を5OFC素子の側面に設けると
、この排出口の部分は強度が低下する。このため酸化ガ
ス排出口を基点として5OFC素子が曲がり(ベンディ
ング)易くなる。従って、各酸化ガス流通路3A、 3
B、 3Cの酸化ガス排出口2A、 2B。
、この排出口の部分は強度が低下する。このため酸化ガ
ス排出口を基点として5OFC素子が曲がり(ベンディ
ング)易くなる。従って、各酸化ガス流通路3A、 3
B、 3Cの酸化ガス排出口2A、 2B。
2Cを同一の高さに、即ち5opc素子15を横手方向
へと水平に切った場合にこの切断面に2個または3個の
酸化ガス排出口が顕れるように設けると、この高さ位置
で5OFC素子15のベンディング強度が局所的に大幅
に低下し、5OFC素子15が曲がり易くなる。
へと水平に切った場合にこの切断面に2個または3個の
酸化ガス排出口が顕れるように設けると、この高さ位置
で5OFC素子15のベンディング強度が局所的に大幅
に低下し、5OFC素子15が曲がり易くなる。
これに対し、本実施例の5OFCでは、各酸化ガス排出
口2A、 2B、 2Cの高さを互いに変えて酸化ガス
排出口が隣接して顕れないようにしているので、ベンデ
ィング強度が局所的に低下することはない。
口2A、 2B、 2Cの高さを互いに変えて酸化ガス
排出口が隣接して顕れないようにしているので、ベンデ
ィング強度が局所的に低下することはない。
第3図、第4図はそれぞれ他の5OFCの開口端側基部
の周辺を示す部分断面図である。
の周辺を示す部分断面図である。
第3図の5OFCにおいては、5OFC素子の筒内空間
で、酸化ガス供給管と素子内周面との間に放射状に六個
の平板状壁部11を設け、筒内空間を6列の酸化ガス流
通路13に区分する。そして、各酸化ガス流通路13ご
とに矩形スリット状の酸化ガス排出口12^、 12B
、 12Cを設ける(図示しない側にも同様に酸化ガス
排出口を設けている)。この際、互いに隣接する酸化ガ
ス流通路13の間では、酸化ガス排出口の高さを変え、
隣接する酸化ガス流通路13の酸化ガス排出口が5OF
C素子の横手方向へと水平に切った場合に同一円周状に
顕れないようにする。これにより、局所的に構造強度の
弱い酸化ガス排出口が5OFC素子の横手方向に整列し
てヘンディング強度を低下させるのを防止する。
で、酸化ガス供給管と素子内周面との間に放射状に六個
の平板状壁部11を設け、筒内空間を6列の酸化ガス流
通路13に区分する。そして、各酸化ガス流通路13ご
とに矩形スリット状の酸化ガス排出口12^、 12B
、 12Cを設ける(図示しない側にも同様に酸化ガス
排出口を設けている)。この際、互いに隣接する酸化ガ
ス流通路13の間では、酸化ガス排出口の高さを変え、
隣接する酸化ガス流通路13の酸化ガス排出口が5OF
C素子の横手方向へと水平に切った場合に同一円周状に
顕れないようにする。これにより、局所的に構造強度の
弱い酸化ガス排出口が5OFC素子の横手方向に整列し
てヘンディング強度を低下させるのを防止する。
第4図の5OFCにおいては、酸化ガス排出口2A。
2Cを設けた酸化ガス流通路13と、酸化ガス排出口2
Bを設けた酸化ガス流通路13とを周方向に交互に設け
、酸化ガス排出口2Aと2Cとの間の高さに酸化ガス排
出口2Bを設けた。
Bを設けた酸化ガス流通路13とを周方向に交互に設け
、酸化ガス排出口2Aと2Cとの間の高さに酸化ガス排
出口2Bを設けた。
第5図は更に他の実施例に係る5opcを示す、第1図
と同様の断面図である。
と同様の断面図である。
本実施例では、上部プレート29に円盤状の凹部29a
を設け、この凹部29aに5OFC素子15の基部を埋
め込んで固定し、5OFC素子15の基部外周30を保
持し、固定している。そして、第1図の例と同様に、各
酸化ガス流通路3A、 3B、 3Cにそれぞれ酸化ガ
ス排出口2A、 2B、 2Cを設け、濃度の低下した
酸化ガスの排出を行う。各酸化ガス流通路3A、 3B
。
を設け、この凹部29aに5OFC素子15の基部を埋
め込んで固定し、5OFC素子15の基部外周30を保
持し、固定している。そして、第1図の例と同様に、各
酸化ガス流通路3A、 3B、 3Cにそれぞれ酸化ガ
ス排出口2A、 2B、 2Cを設け、濃度の低下した
酸化ガスの排出を行う。各酸化ガス流通路3A、 3B
。
3Cを上昇してきた酸化ガスは、閉塞部4によって漏洩
が防止される。
が防止される。
なお、閉塞部4を除くことも可能であり、この場合には
、低濃度化した酸化ガスは凹部29aの壁面によって封
止される。
、低濃度化した酸化ガスは凹部29aの壁面によって封
止される。
上述の各側は種々変更できる。
上述の例では、いわゆるシングルセルタイプの有底筒状
の5OFCに対して本発明を適用した例を示したが、こ
れをいわゆるマルチセルタイプの5OFCに対して適用
することができる。
の5OFCに対して本発明を適用した例を示したが、こ
れをいわゆるマルチセルタイプの5OFCに対して適用
することができる。
上記各側では空気電極7の外側に燃料電極9を設けたが
、この電極配置を逆にしてもよい。この場合には、筒内
空間へ燃料ガスを供給し、外部に酸化ガスを供給する。
、この電極配置を逆にしてもよい。この場合には、筒内
空間へ燃料ガスを供給し、外部に酸化ガスを供給する。
筒内空間を区分する平板状壁部の個数、ガス流通路の個
数は種々変更でき、例えば12個程度としてもよく、こ
のように平板状壁部の数を多くしても、各平板状壁部を
薄くすることでかえって空間の無駄を少なくできる。ま
た、筒内空間を区分する壁部の形状は平板状には限らず
、他の形状、例えば断面波形などでもよい。
数は種々変更でき、例えば12個程度としてもよく、こ
のように平板状壁部の数を多くしても、各平板状壁部を
薄くすることでかえって空間の無駄を少なくできる。ま
た、筒内空間を区分する壁部の形状は平板状には限らず
、他の形状、例えば断面波形などでもよい。
上述の例では、多孔質の有底筒状体を用いてこの上に単
位電池を形成したが、空気電極自体を剛性体とし、電池
要素で自立できる構造としてもよい。
位電池を形成したが、空気電極自体を剛性体とし、電池
要素で自立できる構造としてもよい。
また、上述した例では、酸化ガス供給管lOと有底多孔
質支持管6との間の筒内空間のみを平板状壁部1^、
IB、 ICで画成したが、この平板状壁部をそのまま
酸化ガス供給管10の中心まで延長して酸化ガス供給管
IO内をも平板状壁部で画成した部屋に分けることもで
きる。
質支持管6との間の筒内空間のみを平板状壁部1^、
IB、 ICで画成したが、この平板状壁部をそのまま
酸化ガス供給管10の中心まで延長して酸化ガス供給管
IO内をも平板状壁部で画成した部屋に分けることもで
きる。
こうすることによって、燃料電池のインターコネクター
のように気相反応によって有底多孔質支持管表面上に部
分的に薄膜を形成する際に、形成する部分に対応する部
屋(区画)のみに反応ガスを流せば部分的な形成が可能
となり、従来行っていたマスキングを省略することがで
きる。
のように気相反応によって有底多孔質支持管表面上に部
分的に薄膜を形成する際に、形成する部分に対応する部
屋(区画)のみに反応ガスを流せば部分的な形成が可能
となり、従来行っていたマスキングを省略することがで
きる。
(発明の効果)
本発明に係る固体電解質型燃料電池によれば、固体電解
質型燃料電池素子の内周面とガス供給管の外周面とに壁
部を固定したので、筒内空間におけるガス供給管の位置
決めが確実にでき、ガス供給管と5OFG素子との間の
相対位置変化に起因する5OFC素子の発電性能のバラ
ツキが皆無になり、素子の機械的強度も著しく増大する
。
質型燃料電池素子の内周面とガス供給管の外周面とに壁
部を固定したので、筒内空間におけるガス供給管の位置
決めが確実にでき、ガス供給管と5OFG素子との間の
相対位置変化に起因する5OFC素子の発電性能のバラ
ツキが皆無になり、素子の機械的強度も著しく増大する
。
また、固体電解質型燃料電池素子の開口端側外周面を保
持するので、この素子自体を堅固に保持することができ
、これによりガス供給管が上記壁部を介して5OFC素
子により保持、固定される。
持するので、この素子自体を堅固に保持することができ
、これによりガス供給管が上記壁部を介して5OFC素
子により保持、固定される。
更に、上記素子の開口端部を封止し、各ガス流通路につ
いてそれぞれ一個以上のガス排出口を設けたので、各ガ
ス流通孔毎に、開口端部で封止された低濃度化したガス
を排出できるため、いずれのガス流通路においても低濃
度化したガスが滞ることはなく、筒内空間をたえず新鮮
なガスが流れるため、空気電極および燃料電極の全面を
発電に有効に利用でき、発電効率を向上させることがで
きる。
いてそれぞれ一個以上のガス排出口を設けたので、各ガ
ス流通孔毎に、開口端部で封止された低濃度化したガス
を排出できるため、いずれのガス流通路においても低濃
度化したガスが滞ることはなく、筒内空間をたえず新鮮
なガスが流れるため、空気電極および燃料電極の全面を
発電に有効に利用でき、発電効率を向上させることがで
きる。
第1図は本発明の実施例に係る5OFCを示す縦断面図
、 第2図は第1図のイーイ線断面図、 第3図、第4図はそれぞれ他の実施例に係る5OFCを
示す要部部分断面図、 第5図は更に他の実施例に係る5OFCを示す縦断面図
、 第6図は従来の5OFCを示す縦断面図である。 IA、 IB、 IC,11・・・平板状壁部2A、
2B、 2C,12A、 12B、 12C・・・酸化
ガス排出口3A、 3B、 3C,13・・・酸化ガス
流通路4・・・閉塞部 5,15・・・5
OFC素子6・・・有底多孔質支持管 7・・・空気
電極8・・・固体電解質 9・・・燃料電極1
0・・・酸化ガス供給管 16.29・・・上部プ
レート17・・・排ガス室 19・・・電池
反応室26・・・燃料室 27・・・酸化
ガス室30・・・5OFC素子の基部外周面 A、B、C,F・・・酸化ガスの流れ D・・・燃料ガスの流れ 第1図 第2図 第31¥1 第4図 第5図 第6図 6
、 第2図は第1図のイーイ線断面図、 第3図、第4図はそれぞれ他の実施例に係る5OFCを
示す要部部分断面図、 第5図は更に他の実施例に係る5OFCを示す縦断面図
、 第6図は従来の5OFCを示す縦断面図である。 IA、 IB、 IC,11・・・平板状壁部2A、
2B、 2C,12A、 12B、 12C・・・酸化
ガス排出口3A、 3B、 3C,13・・・酸化ガス
流通路4・・・閉塞部 5,15・・・5
OFC素子6・・・有底多孔質支持管 7・・・空気
電極8・・・固体電解質 9・・・燃料電極1
0・・・酸化ガス供給管 16.29・・・上部プ
レート17・・・排ガス室 19・・・電池
反応室26・・・燃料室 27・・・酸化
ガス室30・・・5OFC素子の基部外周面 A、B、C,F・・・酸化ガスの流れ D・・・燃料ガスの流れ 第1図 第2図 第31¥1 第4図 第5図 第6図 6
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、少なくとも固体電解質と空気電極と燃料電極とを有
する有底筒状の固体電解質型燃料電池素子と; この固体電解質型燃料電池素子の筒内空間へと酸化ガス
又は燃料ガスを供給するガス供給管と; 前記固体電解質型燃料電池素子の内周面と前記ガス供給
管の外周面とに固定され、前記筒内空間を複数のガス流
通路に区分する壁部と; 前記固体電解質型燃料電池素子の開口端部を封止する封
止手段と; 前記複数のガス流通路を流れる酸化ガス又は燃料ガスを
排ガス室へと排出するために各ガス流通路についてそれ
ぞれ一個以上設けられたガス排出口と; 前記固体電解質型燃料電池素子の開口端側外周面を保持
する保持手段と を有する固体電解質型燃料電池。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2032384A JP2528988B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 固体電解質型燃料電池 |
US07/651,972 US5176967A (en) | 1990-02-15 | 1991-02-07 | Solid oxide fuel cells |
CA002036260A CA2036260C (en) | 1990-02-15 | 1991-02-13 | Solid oxide fuel cell |
DE69125872T DE69125872T2 (de) | 1990-02-15 | 1991-02-14 | Festoxidbrennstoffzelle |
EP91301207A EP0442739B1 (en) | 1990-02-15 | 1991-02-14 | Solid oxide fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2032384A JP2528988B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03238759A true JPH03238759A (ja) | 1991-10-24 |
JP2528988B2 JP2528988B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=12357464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2032384A Expired - Lifetime JP2528988B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5176967A (ja) |
EP (1) | EP0442739B1 (ja) |
JP (1) | JP2528988B2 (ja) |
CA (1) | CA2036260C (ja) |
DE (1) | DE69125872T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5514486A (en) * | 1995-09-01 | 1996-05-07 | The Regents Of The University Of California, Office Of Technology Transfer | Annular feed air breathing fuel cell stack |
US5595834A (en) * | 1995-09-01 | 1997-01-21 | The Regents Of The University Of Calif. | Annular feed air breathing fuel cell stack |
US6030718A (en) * | 1997-11-20 | 2000-02-29 | Avista Corporation | Proton exchange membrane fuel cell power system |
USRE39556E1 (en) * | 1997-11-20 | 2007-04-10 | Relion, Inc. | Fuel cell and method for controlling same |
US6096449A (en) * | 1997-11-20 | 2000-08-01 | Avista Labs | Fuel cell and method for controlling same |
US5993985A (en) * | 1998-04-09 | 1999-11-30 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Fuel cell tubes and method of making same |
US7326480B2 (en) * | 2000-05-17 | 2008-02-05 | Relion, Inc. | Fuel cell power system and method of controlling a fuel cell power system |
US6468682B1 (en) | 2000-05-17 | 2002-10-22 | Avista Laboratories, Inc. | Ion exchange membrane fuel cell |
US20020003085A1 (en) * | 2000-05-19 | 2002-01-10 | Chandran Ravi R. | Multilayer electrochemical cell technology using sol-gel processing applied to ceramic oxygen generator |
US6376117B1 (en) * | 2000-07-18 | 2002-04-23 | Sofco L.P. | Internal fuel staging for improved fuel cell performance |
DE10136710A1 (de) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Siemens Ag | Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Reaktor mit HPD-Zellen |
DE102015210139A1 (de) * | 2015-06-02 | 2016-12-08 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffzellenvorrichtung |
CN113451608B (zh) * | 2020-03-24 | 2022-04-01 | 苏州国绿新材料科技有限公司 | 固体氧化物燃料电池 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5864771A (ja) * | 1981-09-29 | 1983-04-18 | ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレーション | 燃料電池発電装置及びその作動方法 |
JPS63207054A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-26 | Fujikura Ltd | 固体電解質燃料電池発電装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3460991A (en) * | 1967-08-16 | 1969-08-12 | Gen Electric | Fuel cell with tubular electrodes and solid electrolyte |
ZA814990B (en) * | 1980-12-22 | 1982-11-24 | Westinghouse Electric Corp | Fuel cell generator |
AU545997B2 (en) * | 1980-12-22 | 1985-08-08 | Westinghouse Electric Corporation | High temp solid electrolyte fuel cell |
US4664986A (en) * | 1986-04-16 | 1987-05-12 | Westinghouse Electric Corp. | High thermal conductivity gas feeder system |
US4751152A (en) * | 1987-04-06 | 1988-06-14 | Westinghouse Electric Corp. | High bulk self-supporting electrode with integral gas feed conduit for solid oxide fuel cells |
US4827606A (en) * | 1988-05-11 | 1989-05-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method and apparatus for assembling solid oxide fuel cells |
EP0376579B1 (en) * | 1988-12-22 | 1993-08-04 | Ngk Insulators, Ltd. | One-end closed ceramic double tube and method of manufacturing the same |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP2032384A patent/JP2528988B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-02-07 US US07/651,972 patent/US5176967A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-13 CA CA002036260A patent/CA2036260C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-14 EP EP91301207A patent/EP0442739B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-14 DE DE69125872T patent/DE69125872T2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5864771A (ja) * | 1981-09-29 | 1983-04-18 | ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレーション | 燃料電池発電装置及びその作動方法 |
JPS63207054A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-26 | Fujikura Ltd | 固体電解質燃料電池発電装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69125872D1 (de) | 1997-06-05 |
EP0442739B1 (en) | 1997-05-02 |
CA2036260A1 (en) | 1991-08-16 |
DE69125872T2 (de) | 1997-09-18 |
EP0442739A1 (en) | 1991-08-21 |
CA2036260C (en) | 1997-07-01 |
JP2528988B2 (ja) | 1996-08-28 |
US5176967A (en) | 1993-01-05 |
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