JPH0414854Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はアノードチヤンバとカソードチヤンバ
との間にリフオーミングチヤンバを有する燃料電
池に関するものである。

［従来の技術］ 近年、溶融炭酸塩型の積層燃料電池が提案され
ている。

この積層燃料電池は、第３図及び第４図に示す
如く、たとえば、Li₂O₃あるいはK₂CO₃等の炭酸
塩を多孔質状物質に浸み込ませたマトリツクス方
式、あるいは上記炭酸塩を保持材と一緒にプレス
成形したペースト方式、によつて成形された板状
のタイル（電解質板）１を、カソード２とアノー
ド３により両面から挟み、且つ上記アノード３側
に燃料ガス４を、又、カソード２側には酸化ガス
５をそれぞれ供給することによつて、カソード２
側とアノード３側で反応を行わせ、炭酸イオンの
良導体であるタイル１を挟んでいるカソード２と
アノード３との間で発生する電位差により発電が
行われるようにし、かかるカソード２、タイル１
及びアノード３を集電子板６を介して多層に積層
させ、電圧が高められるようにしてある。

上記集電子板６は、カソード２側とアノード３
側とを区画し且つアノード３及びカソード２をタ
イル１に押し付け得るよう凹凸７を有してセパレ
ータとして機能し、前記した如く、アノードチヤ
ンバ８に燃料ガス４を導き、カソードチヤンバ９
に酸化ガス５を導くようにするものである。

セパレータとしての集電子板６のアノード３側
には、燃料ガス４の通路１０を設けて該通路１０
内に、燃料ガス４中のメタンを水素に変えるため
の触媒１１を収納し、メタンが触媒１１を通過す
るときに水素に変えられると、この水素をアノー
ド３に送るようにする直接型内部リフオーマが考
えられている。

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、上記形式のものでは、触媒の長さは
通路１０の長さ分であつて長くすることができ
ず、有効表面積の増大が図れないと共に、タイル
１に含まれる炭酸塩が蒸発してその蒸気が触媒１
１に接触し、触媒１１が劣化し易くなるという問
題が考えられる。

そこで、触媒被毒の原因である炭酸塩蒸気の触
媒への接触を抑え且つ作られた水素が順次電極に
送られるようにすることが望まれる。

本考案は、かかる要請に応えられるようにしよ
うとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、積層燃料電池におけるカソードとア
ノードとの間に介在されて、両者間を電気的に導
通すると共にカソードとの間にカソードチヤンバ
を又アノードとの間にアノードチヤンバをそれぞ
れ画成するセパレータとしての集電子部材を、カ
ソードにその凸部を接触配置された波板状の集電
子板と、集電子板の反カソード側の凸部に接触配
置されて互に平行な複数の第１の中空部を形成す
る平坦な仕切板と、仕切板の前記中空部とほぼ背
中合せでしかも僅かにずれたアノード側の位置に
設けられ且つアノードにその凸条部を接触配置さ
れて前記中空部と平行な第２の中空部を形成する
凸条部材とで構成し、前記第２の中空部の一端側
を燃料ガス供給可能とし、前記第１の中空部と、
第２の中空部との他端側間を連通し、第１の中空
部とアノードチヤンバとの間を連通する小孔を仕
切板の第１の中空部に面するが第２の中空部には
面しない位置に設け、前記両中空部に触媒を挿入
してリフオーミングチヤンバとしたことを特徴と
する燃料電池にかかるものである。

［作用］ 燃料ガスを一端側から第２の中空部内へ導く
と、該第２の中空部内をその長手方向に流れた
後、屈曲して第１の中空部内に入り、その長手方
向に流れる。上記両中空部内には触媒が充填され
ているので、メタンは水素に変えられ、水素は第
１の中空部から仕切板の小孔を通つてアノードチ
ヤンバに流出され、アノードに送られることにな
る。

第１の中空部内へ導かれた燃料ガスは、該第１
の中空部内を流れるときアノードチヤンバ内のガ
スとの間で熱交換が行われ、アノードチヤンバ内
のガスが冷却される。これにより炭酸塩蒸気の蒸
気圧が下がり、触媒との接触度合いが低下する。

又、水素は消費するので、メタンから水素を作
ろうとする働きが強くなるが、触媒を長くでき、
有効表面積を増大できるので、水素は有効に作ら
れる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本考案の実施例を説明す
る。

第３図、第４図に示す場合と同様に、タイル１
の両面をカソード２とアノード３で挟持させ、ア
ノード３側に燃料ガス４を供給し、カソード２側
に酸化ガス５を供給し、カソード２とアノード３
との間で発生する電位差により発電が行われるよ
うにしたものを、集電子部材１７を介在させて積
層させる構成において、第１図及び第２図に示す
如く、集電子板１２のアノード３側に仕切板１３
を取り付けて、該集電子板１２のアノード３側の
凹部と上記仕切板１３とで複数の第１の中空部１
４を平行に設ける。上記仕切板１３のアノード３
側には、上記中空部１４に対応させて中空の凸条
部材１５を、中空部１４と背中合わせとなるよう
に形成し、且つ上記凸条部材１５と中空部１４と
を仕切板１３の片側の端部の外方で連通させ、上
記凸条部材１５内を流れるガスが仕切板１３の端
で屈曲して中空部１４内へ流入するようにする。

上記凸状部材１５内及び中空部１４内には、触
媒１１を収納してリフオーミングチヤンバ１８と
し、更に、中空部１４内とアノードチヤンバ８と
を連通させるために、仕切板１３に多数の小孔１
６（約１mm程度）を設け、触媒１１で作られた水
素（H₂）が中空部１４内より小孔１６を通つて
アノードチヤンバ８へ流出されるようにする。

今、仕切板１３のアノード３側に設けた中空の
凸条部材１５の入口側から燃料ガス４が供給され
ると、該ガスは触媒１１中を流れて仕切板１３の
カソード２側の中空部１４内に入る。この間に触
媒１１によりメタンが水素に変えられる反応が行
われ、作られた水素は仕切板１３に設けた小孔１
６より均一にアノードチヤンバ８へと流出され、
アノード３に送られる。この際、仕切板１３のア
ノード３側に設けた凸条部材１５近辺では、アノ
ードチヤンバ８内のガスとの間で熱交換が行わ
れ、この熱交換によつてメタン改質のための熱が
触媒１１の供給されるとともに、逆にアノードチ
ヤンバ８内のガスは冷却されるため、触媒被毒の
原因である炭酸塩蒸気の蒸気圧が下がり、それだ
け中空部１４での触媒被毒が抑制される。又、中
空部１４では、小孔１６を通して反応生成物の移
動が行われる。

［考案の効果］ 以上述べた如く、本考案の燃料電池によれば、
次の如き優れた効果を奏し得る。

（） 凸条部材近辺で該凸状部材内を流れるガ
スがアノードチヤンバ内のガスと熱交換のみ行
うようにしてあるので、メタン改質のための熱
が触媒の層に供給されるとともにアノードチヤ
ンバ内のガスが冷却されて触媒被毒の原因であ
る炭酸塩蒸気の蒸気圧を下げることができ、中
空部での触媒被毒が抑制される。

（） 多数の小孔を通してリフオーミングチヤ
ンバの水素をアノードチヤンバに流出させるの
で、均一流配ができる。

（） 触媒の層の長さを延長でき、有効表面積
を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す概略図、第２図
は第１図の−矢視図、第３図は近年提案され
ている積層燃料電池におけるリフオーミングチヤ
ンバ部の断面図、第４図は第３図の−矢視図
である。 １はタイル、２はカソード、３はアノード、４
は燃料ガス、５は酸化ガス、６，１２は集電子
板、８はアノードチヤンバ、９はカソードチヤン
バ、１１は触媒、１３は仕切板、１４は中空部、
１５は凸条部材、１６は小孔、１７は集電子部
材、１８はリフオーミングチヤンバを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 積層燃料電池におけるカソードとアノードとの
   間に介在されて、両者間を電気的に導通すると共
   にカソードとの間にカソードチヤンバを又アノー
   ドとの間にアノードチヤンバをそれぞれ画成する
   セパレータとしての集電子部材を、カソードにそ
   の凸部を接触配置された波板状の集電子板と、集
   電子板の反カソード側の凸部に接触配置されて互
   に平行な複数の第１の中空部を形成する平坦な仕
   切板と、仕切板の前記中空部とほぼ背中合せでし
   かも僅かにずれたアノード側の位置に設けられ且
   つアノードにその凸条部を接触配置されて前記中
   空部と平行な第２の中空部を形成する凸条部材と
   で構成し、前記第２の中空部の一端側を燃料ガス
   供給可能とし、前記第１の中空部と、第２の中空
   部との他端側間を連通し、第１の中空部とアノー
   ドチヤンバとの間を連通する小孔を仕切板の第１
   の中空部に面するが第２の中空部には面しない位
   置に設け、前記両中空部に触媒を挿入してリフオ
   ーミングチヤンバとしたことを特徴とする燃料電
   池。