JPH03257760A - Solid electrolyte type fuel cell - Google Patents

Solid electrolyte type fuel cell

Info

Publication number
JPH03257760A
JPH03257760A JP2054926A JP5492690A JPH03257760A JP H03257760 A JPH03257760 A JP H03257760A JP 2054926 A JP2054926 A JP 2054926A JP 5492690 A JP5492690 A JP 5492690A JP H03257760 A JPH03257760 A JP H03257760A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
battery
solid oxide
cell
separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2054926A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Mihara
三原 浩
Hirotaka Nakagawa
中川 大隆
Yoshihito Uemoto
好仁 上元
Hiroshi Tsuneizumi
常泉 浩志
Takuya Kadowaki
琢哉 門脇
Eiji Matsuda
松田 英治
Koichi Yokosuka
横須賀 剛一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP2054926A priority Critical patent/JPH03257760A/en
Publication of JPH03257760A publication Critical patent/JPH03257760A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PURPOSE:To improve the gas sealing property of the inner manifold part, and to secure an optimum contact for electric conduction by forming a cell three- layer membrane only at the central part of a separator, carrying out the gas sealing at the periphery of the three-layer membrane with seal plates, and separating the inner manifold part from the cell three-layer membrane spatially. CONSTITUTION:Numerous projections are formed on the surface of a separator 9, manifolds 17 to deliver or exhaust the air and the fuel are provided at the outer periphery of them, and cell three-layer membrane 15 which consist of a fuel electrode, a solid electrolyte, and an air electrode are formed on the surface of porous conductive membranous bases 18. The cell three-layer membranes 15 are formed only at the center of the separator 9, and a distance is placed from the inner manifolds 17. And a cell main body made by forming the cell three-layer membrane 15 on the base 18, a seal plate 19 connected to the outer periphery of the cell main body maintaining gas tightness, and a separator 9 are laminated each other, so as to seal between the cell three-layer membranes 15, and the seal plates 19 and the bases 18. Consequently, the gas sealing property at the inner manifold 17 part is improved, and a good contact for electric conduction can be obtained.

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特にそのシール構造に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a solid oxide fuel cell, and particularly to a seal structure thereof.

[従来の技術] 近時、化学反応の自由エネルギー変化を直接に電気エネ
ルギーに変換する装置として、燃料電池が注目され開発
されている。
[Prior Art] Recently, fuel cells have attracted attention and have been developed as a device that directly converts free energy changes in chemical reactions into electrical energy.

燃料電池は通常の化学電池と規を−にするものであるが
、異なるところは電極の活物質を電池容器内に収めてお
らず、負極には燃料を、また正極には燃料を酸化する物
質を連続的に供給して発電することであり、有力な直接
発電システムの一つとして商用化が積極的に検討されて
いる。
A fuel cell is different from a normal chemical cell, but the difference is that the active material of the electrode is not contained within the battery container, the negative electrode contains fuel, and the positive electrode contains a substance that oxidizes the fuel. It generates electricity by continuously supplying energy, and commercialization is being actively considered as one of the leading direct power generation systems.

これら燃料電池の中で第3世代燃料電池として、安定化
ジルコニアを電解質とする固体電解質型燃料電池が注目
されている。
Among these fuel cells, solid electrolyte fuel cells using stabilized zirconia as an electrolyte are attracting attention as third generation fuel cells.

固体電解質型燃料電池は、電極部分が形成された電極部
材を多数配し、これらの電極部材を電気的に連結するよ
うに構成されている。
A solid oxide fuel cell is configured to include a large number of electrode members each having an electrode portion formed thereon, and to electrically connect these electrode members.

第4図は、この様な燃料電池の原理の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the principle of such a fuel cell.

第4図に示すように、例えば安定化ジルコニアのような
固体電解質1の一方の表面に空気電極2が、そして他方
の表面に燃料電極3が設けられている。
As shown in FIG. 4, a solid electrolyte 1, such as stabilized zirconia, is provided with an air electrode 2 on one surface and a fuel electrode 3 on the other surface.

空気電極2に空気(0□)を流し、燃料電極3に燃料ガ
ス(H,Co)を流すと、 空気電極2側において、 02 + 4 e→20 の反応が起こり、 燃料電極3側において、 20 →02+4e の反応が生ずる。
When air (0□) flows through the air electrode 2 and fuel gas (H, Co) flows through the fuel electrode 3, the reaction 02 + 4 e→20 occurs on the air electrode 2 side, and on the fuel electrode 3 side, The reaction 20 →02+4e occurs.

上記反応により発生した電子(e  )は、燃料電極3
側から空気電極2に向けて移動し、空気電極2と燃料電
極3との間に電気が流れる。
The electrons (e) generated by the above reaction are transferred to the fuel electrode 3
It moves from the side toward the air electrode 2, and electricity flows between the air electrode 2 and the fuel electrode 3.

H+11202→H20 の反応で、同時に発生した水は系外に排出される。H+11202→H20 During this reaction, water generated at the same time is discharged from the system.

固体電解質型燃料電池は、上述のように構成されている
が、このうち電極部材が平板状のものとしては、第5図
に示すように、平板状の固体電解質1の片面に平板状の
空気電極2を、他の面に燃料電極3を形成した電極部材
4の画電極面にガス通気性、導電性、耐雰囲気性及びク
ツション性のある金属発泡体、セラミックスフェルト及
びセラミックス発泡体等からなるディストリビュータ5
を配置し、このディストリビュータ5の外側にディスト
リビュータ5を押し付けるようにインターコネクタ6を
配備したものを1単位として多数積層するようにしてい
る。そして最外部のインクコネクタ6間を結線して電気
回路を構成するとともに、前記電極部4の空気電極2と
インターコネクタ6とが形成する空間にOリング7でガ
スシールして燃料通路を形成し、それぞれ空気及び燃料
を供給するようにしている。
The solid electrolyte fuel cell is constructed as described above, but as shown in FIG. The electrode member 4 has an electrode 2 formed thereon and a fuel electrode 3 formed on the other side.The electrode member 4 is made of a metal foam, ceramic felt, ceramic foam, etc. that has gas permeability, conductivity, atmosphere resistance, and cushioning properties. distributor 5
A large number of interconnectors 6 are arranged such that the distributor 5 is pressed against the outside of the distributor 5, and a large number of interconnectors 6 are stacked as one unit. Then, the outermost ink connectors 6 are connected to form an electric circuit, and the space formed by the air electrode 2 of the electrode section 4 and the interconnector 6 is gas-sealed with an O-ring 7 to form a fuel passage. , respectively, to supply air and fuel.

しかしながら、上記のような従来の平板型固体電解質燃
料電池では、各電極部材とインターコネクタ間に必ずガ
スシールが必要であるという問題があった。
However, the conventional flat plate type solid electrolyte fuel cell as described above has a problem in that a gas seal is always required between each electrode member and the interconnector.

そこで、本発明者等は、この問題を解消する手段として
、実願昭63−142253号で次のような固体電解質
型燃料電池の電極部材を提案した。
Therefore, as a means to solve this problem, the present inventors proposed the following electrode member for a solid oxide fuel cell in Utility Model Application No. 142253/1983.

即ち、少なくとも一面に周辺部を残して多数の凹部を有
する金属製平板型セパレータの、四部のある面に固体電
解質を中心とする燃料電極、固体電解質及び空気電極の
3層体を成膜した固体電解質型燃料電池の電極部材にお
いて、金属製平板型セパレータに接触する電極の周辺部
分を固体電解質によりシールしたことを固体電解質型燃
料電池の電極部材である。
That is, a solid metal plate separator having a large number of concave portions on at least one surface except for the periphery, has a three-layer film consisting of a fuel electrode, a solid electrolyte, and an air electrode formed on one surface of the four parts. An electrode member for an electrolyte fuel cell is an electrode member for a solid oxide fuel cell in which the peripheral portion of the electrode that contacts a metal flat plate separator is sealed with a solid electrolyte.

この電極部材を第6図により説明すると、周辺部を除い
て燃料通路及び空気通路となる溝部8を両面に有する金
属製平板型セパレータ9の一面に、燃料電極3、固体電
解質1及び空気電極2をこの順にまたは逆の順に成膜し
ている。
To explain this electrode member with reference to FIG. 6, a fuel electrode 3, a solid electrolyte 1, an air electrode 2, The films are formed in this order or in the reverse order.

そして、第7図の斜視図に示すように、この電極部材を
使用した固体電解質型燃料電池は、電極部材をスペーサ
ーlOを介して多数段(第7図の場合は3段)積層して
いる。そしてセパレ〜り9及びスペーサー10には、燃
料通路または空気通路となる通路11及び12が形成さ
れており、この通路11及び12を通って、セパレータ
9の溝部8を経由して供給されるようになっている。ま
たスペーサ10には、燃料または空気の供給孔13及び
排出孔14が設けられており、燃料または空気が七ノく
レータ9の下面に接する電極2または3に供給されるよ
うになっている。したがって、この固体電解質型燃料電
池においては、特別なガスシールを必要としない。
As shown in the perspective view of Fig. 7, a solid oxide fuel cell using this electrode member has electrode members stacked in multiple stages (three stages in the case of Fig. 7) with spacers IO interposed therebetween. . The separator 9 and the spacer 10 are formed with passages 11 and 12 that serve as fuel passages or air passages, and the fuel is supplied through the passages 11 and 12 via the groove 8 of the separator 9. It has become. Further, the spacer 10 is provided with a fuel or air supply hole 13 and a discharge hole 14 so that fuel or air is supplied to the electrode 2 or 3 that is in contact with the lower surface of the seven filters 9. Therefore, this solid oxide fuel cell does not require a special gas seal.

しかしながら、上述した固体電解質型燃料電池には、金
属セパレータと金属セパレータに接する電極とでは成分
が大きく異なるため、両者の間に熱膨張の差があり、成
膜した燃料電池、固体電解質及び空気電極からなる3層
体が破壊されやす(為。
However, in the solid electrolyte fuel cell described above, the metal separator and the electrode in contact with the metal separator have significantly different components, so there is a difference in thermal expansion between the two. The three-layer body consisting of is easily destroyed.

また金属の中には、電極の材料となるセラミ・ソクスと
の間の熱膨脹差が小さいものもあるが、耐高温性に劣る
等の問題があるため金属が限定される。
Furthermore, some metals have a small difference in thermal expansion from ceramics and ceramics, which are the materials of the electrodes, but metals are limited due to problems such as poor high temperature resistance.

[発明が解決しようとする課題] 以上の平板型固体電解質燃料電池では、空気。[Problem to be solved by the invention] In the above flat plate solid electrolyte fuel cells, air.

燃料等のガスシールか問題点の1つとして残っており、
今日までこれに対する有効な方法が無かった。
One of the remaining issues is the gas seal for fuel, etc.
Until now, there has been no effective method for this.

1)平板型固体電解質燃料電池では、第8(a)図に示
すように、電池の固体電解質1を挾んで、空気電極2と
燃料電極3とからなる電池3層膜15の外周部からの空
気又は燃料の洩れを防ぐ必要があるが、セパレータ9に
より電池3層膜15を挾んで、圧締する方法では、電池
3層膜15が薄膜のセラミックスであるため電池が損傷
して、シールが出来ないので電池四周部のシールの必要
性がある。
1) In a flat plate type solid electrolyte fuel cell, as shown in FIG. It is necessary to prevent leakage of air or fuel, but with the method of sandwiching and pressing the battery three-layer membrane 15 with the separator 9, since the battery three-layer membrane 15 is a thin ceramic film, the battery may be damaged and the seal may be broken. Since this is not possible, it is necessary to seal the four peripheries of the battery.

2)上記の問題を避けるために、第8(b)図に示すよ
うに、圧締せず、四周部をセラミックス系の接着剤16
等で固着する方法は、実験室的にはよく行われる方法で
あるが、大型の電池では、セパレタ9と電池3層膜15
の熱膨脹差により、接着剤部16又は電池3層膜15が
破損する恐れがある。
2) In order to avoid the above problem, as shown in FIG.
The method of fixing the separator 9 and the battery 3-layer membrane 15 is often carried out in the laboratory, but for large batteries, the separator 9 and the battery 3-layer membrane 15
There is a risk that the adhesive portion 16 or the battery three-layer membrane 15 may be damaged due to the difference in thermal expansion.

また現時点では、1000℃に耐える有効な接着剤16
はなく、信頼性が乏しい。従って接着剤の信頼性を向上
させること及び熱膨脹差の吸収を図ることが要望された
At present, there are 16 effective adhesives that can withstand temperatures of 1000°C.
It is not reliable. Therefore, it has been desired to improve the reliability of the adhesive and absorb the difference in thermal expansion.

3)また、燃料及び空気を各電池部分に供給するために
は、第8(C)図に示すように、各電池に配管する方法
より、内部マニホールド方式が望ましいが、この場合、
セパレータ9やスペーサー10の積層部分における空気
及び燃料の洩れも防ぐ必要がある。
3) In addition, in order to supply fuel and air to each cell part, an internal manifold method is preferable to the method of piping to each cell, as shown in Figure 8(C), but in this case,
It is also necessary to prevent leakage of air and fuel at the laminated portions of the separator 9 and spacer 10.

マニホールド17部分のシールは、この部分に、セラミ
ックスペーパーをガスケットとして挟んで圧締する方法
が考えられるが、内部マニホールド17をシールするた
めに圧締したとき、電池3層膜15が破損しないように
する必要がある。
A possible method for sealing the manifold 17 part is to clamp ceramic paper between this part as a gasket. There is a need to.

また電池3層膜15とセパレータ9の間隔を開けすぎる
と、通電せずに電池として機能しなくなる。
Furthermore, if the distance between the battery three-layer film 15 and the separator 9 is too large, the battery will not conduct electricity and will no longer function as a battery.

従って内部マニホールド17部のシールの必要性並びに
通電用接触の必要性が必要となる。
Therefore, there is a need for sealing of the internal manifold 17, as well as a need for energizing contacts.

本発明は、 ■電池3層膜四周部のシール、 ■内部マニホールドのシール、 ■セパレータと電池は通電のために接触する、■圧締力
によりセルを過大に押さえて損傷させない、 ■セパレータとセルの熱膨脹差を逃げたい等の5つの課
題を同時に解決することを目的とするものである。
The present invention provides: ■Sealing of the four circumferential parts of the battery's three-layer membrane; ■Sealing of the internal manifold; ■Separator and battery contact for energization; ■Preventing the cell from being damaged by excessive pressing force; ■Separator and cell The aim is to solve five problems at the same time, such as escaping the difference in thermal expansion.

[課題を解決するための手段] 前記の課題を解決するために、 本発明は、 ■セパレータ外周部に、燃料、空気の供給、回収用内部
マニホールドを設ける。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides the following: (1) An internal manifold for supplying and recovering fuel and air is provided on the outer periphery of the separator.

■電池3層膜は、セパレータ中央部のみとし、内部マニ
ホールド部分との距離をとる。
■The battery 3-layer membrane should be placed only in the center of the separator, keeping a distance from the internal manifold.

■セパレータは薄板構造とする。■The separator shall have a thin plate structure.

■電池3層膜外周部に、電池3層膜外周部のガスシール
を行うためのシールプレートを設ける。
(2) A seal plate is provided on the outer periphery of the three-layer battery membrane to seal the outer circumference of the three-layer battery membrane.

■シールプレート外周部は、セパレータの間にはさみ、
内部マニホールドの一部を構成する。
■Put the outer periphery of the seal plate between the separators,
Forms part of the internal manifold.

■シールプレートと電池3層膜外周部は、ガス気密性の
材料を充填してガス気密とする。
■The seal plate and the outer periphery of the three-layer battery membrane are made gas-tight by filling them with a gas-tight material.

以上ような構成からなる固体電解質型燃料電池である。This is a solid oxide fuel cell having the above configuration.

即ち、本発明は、 燃料電極、固体電解質及び空気電極から成る電池3層膜
を導電性で且つガス透過性の基板上に形成してなる電池
本体と、電池の外周部に、ガス気密性を保つように接合
したシールプレートと、電池本体とを接触する部分に多
数の凸起を備えたセパレータとを交互に積層し、電池3
層膜とシールプレート及び基板間をシールし、電池の外
周部1こ、各電池本体に空気又は燃料を送るか又は回収
するための内部マニホールドを備えたことを特徴とする
固体電解質型燃料電池である。
That is, the present invention provides a battery body in which a three-layer battery film consisting of a fuel electrode, a solid electrolyte, and an air electrode is formed on a conductive and gas-permeable substrate, and a gas-tightness in the outer periphery of the battery. The battery 3
A solid oxide fuel cell, which seals between the layer membrane, the seal plate, and the substrate, and is equipped with an internal manifold on the outer periphery of the cell for supplying or recovering air or fuel to each cell body. be.

また内部マニホールド部分が、ガス炉・ソト材を介して
圧締することにより、ガスシールを行うことを特徴とし
、 またシールプレート外周部が内部マニホールドの1部を
構成することを特徴とし、 また電池3層膜とシールプレート及び基板間を、ガス気
密性の緻密なセラミックス膜を形成し、シールすること
を特徴とし、 また電池3層膜とシールプレート及び基板上に、ガラス
またはセラミックス粉末のいずれかを充填し、シールす
ることを特徴とし、 またシールプレート上を電池3層膜にてシールすること
を特徴とし、 またシールプレートに、変形吸収用シワを設けることを
特徴とし、 さらにまたセラミックスがランタンクロマイトであるこ
とを特徴とする 上記記載の固体電解質型燃料電池である。
In addition, the internal manifold part is characterized by performing gas sealing by being compressed through a gas furnace and soot material, and the outer peripheral part of the seal plate constitutes a part of the internal manifold. The feature is that a gas-tight dense ceramic film is formed between the three-layer film, the seal plate, and the substrate for sealing, and either glass or ceramic powder is formed on the battery three-layer film, the seal plate, and the substrate. The seal plate is sealed with a three-layer battery film, and the seal plate is provided with wrinkles for absorbing deformation. The solid electrolyte fuel cell described above is characterized in that it is made of chromite.

[作用コ 本発明の固体電解質型燃料電池によれば、電池3層膜は
、セパレータ中央部のみとし、外周部はシールプレート
で3層膜周辺部のガスシールを行うため、内部マニホー
ルド部分は、電池3層膜と空間的に離れており、セパレ
ータ材は薄板とすることにより、内部マニホールド部分
をガスシールのだめに圧締しても、電池3層膜部分は、
内部セパレータの圧締の影響をあまり受けずに、最適な
通電接触が確保できる。
[Function] According to the solid oxide fuel cell of the present invention, the three-layer membrane of the cell is only in the center of the separator, and the outer peripheral part is a seal plate to seal the gas around the three-layer membrane, so the internal manifold part is It is spatially separated from the battery 3-layer membrane, and the separator material is made of a thin plate, so even if the internal manifold part is compressed into the gas seal receptacle, the battery 3-layer membrane part
Optimal current-carrying contact can be ensured without being significantly affected by the internal separator's clamping.

次に本発明の実施例について述べる。Next, examples of the present invention will be described.

[実施例] 第1図は本発明の実施例に基づく固体電解質型燃料電池
の説明図、第2図(a)〜(d)は本発明の電池の実施
例である固体電解質型燃料電池のガスシールの態様例の
説明図、第3図は基板と金属箔(フォイル)との接合を
示す説明図である。
[Example] Figure 1 is an explanatory diagram of a solid oxide fuel cell based on an example of the present invention, and Figures 2 (a) to (d) are illustrations of a solid oxide fuel cell that is an example of the battery of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of an embodiment of the gas seal, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing the joining of a substrate and a metal foil.

図において、9はセパレータ、10はスペーサ、15は
電池3層膜、17は内部マニホールド、18は成膜基板
、19はシールプレート、20は気密材、21はセラミ
ックス粉末、22は変形吸収用シワ、23はセラミック
スベーパーのガスケットである。
In the figure, 9 is a separator, 10 is a spacer, 15 is a three-layer battery membrane, 17 is an internal manifold, 18 is a film forming substrate, 19 is a seal plate, 20 is an airtight material, 21 is a ceramic powder, and 22 is a wrinkle for absorbing deformation. , 23 are ceramic vapor gaskets.

本発明の固体電解質型燃料電池は、次のような構成であ
る。
The solid oxide fuel cell of the present invention has the following configuration.

■第1図及び第2図に示ように、セパレータ9は耐食、
耐熱性合金製からなり、その表面に多数の凸起を設けた
もので、そのセパレータ9外周部に空気及び燃料を送気
または排気するマニホルド17を設けている。
■As shown in Figures 1 and 2, the separator 9 is corrosion resistant,
It is made of a heat-resistant alloy and has many protrusions on its surface, and a manifold 17 for supplying or exhausting air and fuel is provided on the outer periphery of the separator 9.

■多孔質の導電性成膜基板18の表面に、燃料電極、固
体電解質、空気電極から成る電池3層膜15を、溶射法
等により成膜する。
(2) A three-layer battery film 15 consisting of a fuel electrode, a solid electrolyte, and an air electrode is formed on the surface of a porous conductive film-forming substrate 18 by a thermal spraying method or the like.

■電池3届膜15は、セパレータ9中央部のみとし、内
部マニホールド17部分との距離をとる。
(2) The battery 3 contact membrane 15 is placed only in the center of the separator 9, keeping a distance from the internal manifold 17.

■セパレータ9は薄板構造とし、セパレータ9とスペー
サ10間、スペーサ10とシールプレート19間には、
セラミックペーパーのガス炉・ソト23を挾み込む。
■The separator 9 has a thin plate structure, and between the separator 9 and the spacer 10 and between the spacer 10 and the seal plate 19,
Insert the ceramic paper gas furnace Soto 23.

■シールプレート19は、セパレータ9と同一材料の薄
板とし、電池3層膜15部分をくり抜いた第3図に示す
フォイル状とし、あらかじめ成膜基板18とシールプレ
ート19とは溶接等により接合しておく。
■The seal plate 19 is a thin plate made of the same material as the separator 9, and is in the form of a foil as shown in FIG. put.

■電池3届膜15と金属箔のシールプレート19間のガ
スシールは次の第2図(a)〜(d)に示すような方法
を用いて行う。
(2) Gas sealing between the battery 3 contact membrane 15 and the metal foil seal plate 19 is performed using the method shown in FIGS. 2(a) to 2(d) below.

(a)  第2図(a)に示すように、ガス気密性の緻
密なセラミック膜(例えばランタンクロマイト)20を
電池3層膜15とシールプレート19間に、基板18上
に形成する。
(a) As shown in FIG. 2(a), a dense gas-tight ceramic film (for example, lanthanum chromite) 20 is formed on the substrate 18 between the battery three-layer film 15 and the seal plate 19.

(b)  第2図(b)に示すように、電池3層膜15
に段差を設け、この段差にシールプレート19を重ね、
第2図(a)と同様に気密材20を成膜する。
(b) As shown in FIG. 2(b), the battery three-layer membrane 15
A step is provided, and the seal plate 19 is stacked on this step,
An airtight material 20 is formed in the same manner as in FIG. 2(a).

(C)  第2図(e)に示すように、ガラス又はセラ
ミック粉末21を充填する。
(C) As shown in FIG. 2(e), glass or ceramic powder 21 is filled.

(d)  又は第2図(d)に示すように、電池3層膜
15をシールプレート19上にも成膜し、シールするこ
とをかねて行う。
(d) Alternatively, as shown in FIG. 2(d), the battery three-layer film 15 is also formed on the seal plate 19 and sealed.

なおシールブレー)19には、電池3層膜15とセパレ
ータ9の間の相対変形を吸収するための変形吸収用シワ
22を設けてもよい。
Note that the seal brake 19 may be provided with deformation absorbing wrinkles 22 for absorbing relative deformation between the battery three-layer membrane 15 and the separator 9.

本発明の電極は、第1図に示すような平板型固体電解質
燃料電池に限らず、多管型固体電解質燃料電池にも適用
出来るものである。
The electrode of the present invention is applicable not only to a flat plate type solid electrolyte fuel cell as shown in FIG. 1, but also to a multi-tube type solid electrolyte fuel cell.

[発明の効果] 本発明の固体電解質燃料電池によれば、1)内部マニホ
ールド部分は、圧締可能な構造となり、ガスシール性が
向上する。
[Effects of the Invention] According to the solid electrolyte fuel cell of the present invention, 1) the internal manifold portion has a structure that can be clamped, and gas sealing properties are improved.

2)電池3層膜とセパレータとの通電のための接触が、
内部マニホールド部分の圧締の影響を受けず、良好な通
電用接触が得られる。
2) The contact between the battery three-layer membrane and the separator for energization is
Good energizing contact can be obtained without being affected by the clamping of the internal manifold part.

等の効果を奏するものである。It has the following effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例に基づく固体電解質型燃料電池
の説明図、第2図(a)〜(d)は本発明の電池の実施
例である固体電解質型燃料電池のガスシールの態様例の
説明図、第3図は基板と金属箔(フォイル)との接合を
示す説明図、第4図は燃料電池の原理の説明図、第5図
は従来の平板型固体電解質燃料電池の説明図、第6図及
び第7図は従来の固体電解質型燃料電池の電極部材の説
明図、第8(a)図〜第8(c)図は従来の固体電解質
型燃料電池のシール上の問題点の説明図である。 図において、 1:固体電解質、2:空気電極、3:燃料電極、4:電
極部材、5:ディストリビュータ、6:インターコネク
タ、7:0リング、8:溝部、9:セパレータ、10ニ
スペーサ、11,12:通路、13:供給路、14:排
出路、15:電池3層膜、16:接着剤、17:内部マ
ニホールド、18:成膜基板、19:シールプレート、
20:セラミック膜、21:セラミック粉末、22:変
形吸収用シワ、23:ガスケット。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2(a) to (d) are embodiments of gas seals of the solid oxide fuel cell which are embodiments of the battery of the present invention. An explanatory diagram of an example, Fig. 3 is an explanatory diagram showing the bonding of a substrate and metal foil (foil), Fig. 4 is an explanatory diagram of the principle of a fuel cell, and Fig. 5 is an explanation of a conventional flat plate solid electrolyte fuel cell. Figures 6 and 7 are explanatory diagrams of electrode members of conventional solid oxide fuel cells, and Figures 8(a) to 8(c) are problems with seals of conventional solid oxide fuel cells. It is an explanatory diagram of points. In the figure, 1: solid electrolyte, 2: air electrode, 3: fuel electrode, 4: electrode member, 5: distributor, 6: interconnector, 7: 0 ring, 8: groove, 9: separator, 10 varnish spacer, 11, 12: Passageway, 13: Supply channel, 14: Discharge channel, 15: Battery three-layer membrane, 16: Adhesive, 17: Internal manifold, 18: Film-forming substrate, 19: Seal plate,
20: Ceramic membrane, 21: Ceramic powder, 22: Deformation absorbing wrinkles, 23: Gasket.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)燃料電極、固体電解質及び空気電極から成る電池
3層膜を導電性で且つガス透過性の基板上に形成してな
る電池本体と、該電池の外周部に、ガス気密性を保つよ
うに接合したシールプレートと、電池本体とを接触する
部分に多数の凸起を備えたセパレータとを交互に積層し
、前記電池3層膜とシールプレート及び基板間をシール
し、前記電池の外周部に、各電池本体に空気又は燃料を
送るか又は回収するための内部マニホールドを備えたこ
とを特徴とする固体電解質型燃料電池。
(1) A battery body consisting of a three-layer battery consisting of a fuel electrode, a solid electrolyte, and an air electrode formed on a conductive and gas-permeable substrate, and the outer periphery of the battery to maintain gas-tightness. A seal plate bonded to the battery body and a separator having a large number of protrusions in the portion that contacts the battery body are alternately laminated to seal between the battery three-layer membrane, the seal plate, and the substrate, and the outer peripheral portion of the battery is sealed. A solid oxide fuel cell comprising an internal manifold for supplying or recovering air or fuel to each cell body.
(2)前記内部マニホールド部分が、ガスケット材を介
して圧締することにより、ガスシールを行うことを特徴
とする請求項1記載の固体電解質型燃料電池。
(2) The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the internal manifold portion performs gas sealing by being compressed through a gasket material.
(3)前記シールプレート外周部が内部マニホールドの
1部を構成することを特徴とする請求項1又は2記載の
固体電解質型燃料電池。
(3) The solid oxide fuel cell according to claim 1 or 2, wherein the outer peripheral portion of the seal plate constitutes a part of an internal manifold.
(4)前記電池3層膜とシールプレート及び基板間を、
ガス気密性の緻密なセラミックス膜を形成し、シールす
ることを特徴とする請求項1〜3の内1項記載の固体電
解質型燃料電池。
(4) Between the battery three-layer film, the seal plate and the substrate,
4. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein a gas-tight, dense ceramic membrane is formed and sealed.
(5)前記電池3層膜とシールプレート及び基板上に、
ガラスまたはセラミックス粉末のいずれかを充填し、シ
ールすることを特徴とする請求項1〜3の内1項記載の
固体電解質型燃料電池。
(5) On the battery three-layer film, seal plate and substrate,
4. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the solid oxide fuel cell is filled with either glass or ceramic powder and sealed.
(6)前記シールプレート上を該電池3層膜にてシール
することを特徴とする請求項1〜3の内1項記載の固体
電解質型燃料電池。
(6) The solid oxide fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the seal plate is sealed with the cell three-layer membrane.
(7)前記シールプレートに、変形吸収用シワを設ける
ことを特徴とする請求項1〜6の内1項記載の固体電解
質型燃料電池。
(7) The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the seal plate is provided with wrinkles for absorbing deformation.
(8)前記セラミックスがランタンクロマイトであるこ
とを特徴とする請求項4記載の固体電解質型燃料電池。
(8) The solid oxide fuel cell according to claim 4, wherein the ceramic is lanthanum chromite.
JP2054926A 1990-03-08 1990-03-08 Solid electrolyte type fuel cell Pending JPH03257760A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2054926A JPH03257760A (en) 1990-03-08 1990-03-08 Solid electrolyte type fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2054926A JPH03257760A (en) 1990-03-08 1990-03-08 Solid electrolyte type fuel cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03257760A true JPH03257760A (en) 1991-11-18

Family

ID=12984223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2054926A Pending JPH03257760A (en) 1990-03-08 1990-03-08 Solid electrolyte type fuel cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03257760A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0566877U (en) * 1991-12-27 1993-09-03 本田技研工業株式会社 Fuel cell manifold plate
US6686085B1 (en) 1999-09-10 2004-02-03 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell
US7226688B2 (en) 1999-09-10 2007-06-05 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell
JP2007515749A (en) * 2003-04-04 2007-06-14 ヴァーサ パワー システムズ リミテッド Solid oxide fuel cell stack with floating cells
JP2008159566A (en) * 2006-11-27 2008-07-10 Ngk Insulators Ltd Device with ceramic thin plate and metal thin plate
JP2008226557A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Dainippon Printing Co Ltd Inter-connector and stack structure of single chamber solid oxide fuel cell using thereof
JP2009054599A (en) * 2008-11-04 2009-03-12 Mitsubishi Materials Corp Fuel cell
WO2012133087A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 株式会社村田製作所 Bonding member for solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell, and solid oxide fuel cell module
US8685586B2 (en) * 2004-12-08 2014-04-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell separator
WO2014080760A1 (en) * 2012-11-22 2014-05-30 日産自動車株式会社 Fuel cell stack
JP2015069744A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 日本電信電話株式会社 Solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell stack, and spacer
JP2019036444A (en) * 2017-08-10 2019-03-07 日産自動車株式会社 Fuel battery stack and insulation member used for fuel battery stack

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0566877U (en) * 1991-12-27 1993-09-03 本田技研工業株式会社 Fuel cell manifold plate
US6686085B1 (en) 1999-09-10 2004-02-03 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell
US7226688B2 (en) 1999-09-10 2007-06-05 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell
JP2007515749A (en) * 2003-04-04 2007-06-14 ヴァーサ パワー システムズ リミテッド Solid oxide fuel cell stack with floating cells
US8685586B2 (en) * 2004-12-08 2014-04-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell separator
JP2008159566A (en) * 2006-11-27 2008-07-10 Ngk Insulators Ltd Device with ceramic thin plate and metal thin plate
JP2008226557A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Dainippon Printing Co Ltd Inter-connector and stack structure of single chamber solid oxide fuel cell using thereof
JP2009054599A (en) * 2008-11-04 2009-03-12 Mitsubishi Materials Corp Fuel cell
WO2012133087A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 株式会社村田製作所 Bonding member for solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell, and solid oxide fuel cell module
WO2014080760A1 (en) * 2012-11-22 2014-05-30 日産自動車株式会社 Fuel cell stack
JP2015069744A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 日本電信電話株式会社 Solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell stack, and spacer
JP2019036444A (en) * 2017-08-10 2019-03-07 日産自動車株式会社 Fuel battery stack and insulation member used for fuel battery stack

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3466960B2 (en) Flat cell with holding thin frame and fuel cell using the same
JP4651923B2 (en) Fuel cell stack and fuel cell module
JPH09510820A (en) Battery stack device for solid oxide fuel
KR20070050054A (en) Sofc stack concept
US7811716B2 (en) Fuel cell
JPH03257760A (en) Solid electrolyte type fuel cell
JP4573526B2 (en) Solid oxide fuel cell
JP2000048831A (en) Solid electrolyte fuel cell
JP5345380B2 (en) Bipolar plate for fuel cell using deformed metal distribution sheet
JPH01294365A (en) Cooling plate structure of fuel cell
JP3546495B2 (en) Cylindrical fuel cell
JP2014517990A (en) Fuel cell including a manifold with individual injector seals
JPH08185875A (en) Sealing method for solid high molecular fuel cell
JPH03114147A (en) High temperature fuel cell device
JPH04149966A (en) Solid electrolyte-type fuel battery
JP2000067903A (en) Solid polymer type fuel cell
JP5318192B2 (en) FUEL CELL STACK AND METHOD FOR MANUFACTURING FUEL CELL STACK
JP4288919B2 (en) Fuel cell system
CN109478660B (en) Fuel cell
JPH02168568A (en) Fuel battery with solid electrolyte
JPH1079258A (en) Current collecting method for flat type solid electrolyte fuel cell
JP2654502B2 (en) Solid electrolyte fuel cell with mechanical seal structure
JPH08222245A (en) Flat solid electrolyte fuel cell
JP2010231902A (en) Fuel cell
JPH0714591A (en) Gas seal structure of solid electrolytic fuel cell