JPH0443388B2 - - Google Patents
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- JPH0443388B2 JPH0443388B2 JP58044030A JP4403083A JPH0443388B2 JP H0443388 B2 JPH0443388 B2 JP H0443388B2 JP 58044030 A JP58044030 A JP 58044030A JP 4403083 A JP4403083 A JP 4403083A JP H0443388 B2 JPH0443388 B2 JP H0443388B2
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、燃料電池型発電装置に関し、さらに
詳細には、高温の燃料電池から電力を取り出すバ
ス接続手段に関する。さらに詳細には、本発明
は、燃料電極で結合される酸化剤と燃料ガスの間
の電気化学的燃焼反応を用いて燃料の化学エネル
ギを直流電気エネルギに変換する高温固体電解質
燃料電池に関する。かかる燃料電池は、典型的に
は水素を酸素もしくは空気と反応させて電気エネ
ルギ、水蒸気及び熱を発生する。
詳細には、高温の燃料電池から電力を取り出すバ
ス接続手段に関する。さらに詳細には、本発明
は、燃料電極で結合される酸化剤と燃料ガスの間
の電気化学的燃焼反応を用いて燃料の化学エネル
ギを直流電気エネルギに変換する高温固体電解質
燃料電池に関する。かかる燃料電池は、典型的に
は水素を酸素もしくは空気と反応させて電気エネ
ルギ、水蒸気及び熱を発生する。
固体酸化物電解質燃料電池は、高い変換効率を
得べく固体酸化物電解質の導電度を充分に高める
ため700℃ないし1200℃の高温で動作される。か
かる高温のもとでは、高価な電極触媒は必要でな
くなり、水素及び一酸化炭素のような気体燃料は
燃料電極で自然燃焼する。
得べく固体酸化物電解質の導電度を充分に高める
ため700℃ないし1200℃の高温で動作される。か
かる高温のもとでは、高価な電極触媒は必要でな
くなり、水素及び一酸化炭素のような気体燃料は
燃料電極で自然燃焼する。
固体酸化物電解質燃料電池は、1981年８月28日
出願の米国特許出願第219204号明細書に詳しく説
明されている。
出願の米国特許出願第219204号明細書に詳しく説
明されている。
この特許出願は、細長い環状電池が隣接する電
池とその全軸方向長さに沿つて接続された構造体
を開示する。かかる細長い環状燃料電池を用いる
燃料電池発電装置について1981年８月19日出願の
米国特許出願第219185号明細書に記載があり、ま
た、この明細書には固体酸化物電解質燃料電池を
用いて構成した発電装置が詳細に説明されてい
る。
池とその全軸方向長さに沿つて接続された構造体
を開示する。かかる細長い環状燃料電池を用いる
燃料電池発電装置について1981年８月19日出願の
米国特許出願第219185号明細書に記載があり、ま
た、この明細書には固体酸化物電解質燃料電池を
用いて構成した発電装置が詳細に説明されてい
る。
上述の米国特許出願に開示された燃料電池及び
燃料電池発電装置では、高温の燃料電池電極への
出力バスの電気的接続あるいは接触は、発電装置
内の高温領域で行なわれるが、その出力バスは周
囲温度に近い電気的負荷線に接続するため、発電
装置のハウジングを通して取り出される。出力バ
スは、大きい面積の高導電性導体であり、また同
時に、物理的に接触する燃料電池の部材から熱を
除去する良好な吸熱体である必要がある。バス導
体を介して燃料電池から熱を除去しようとする、
バス・バーと燃料電池との間の接触点において燃
料電池が不均一に冷却されることになる。さら
に、そのバス・バーの近くに低温部分が生じ、そ
こでは放射冷却により発電装置の燃料電池列に不
満足な温度勾配が生じる。これらの温度勾配は物
理的なひずみを生ぜしめ、最悪の場合、細長い管
状の燃料電池要素がひび割れして固体電解質以外
の領域で燃料ガスと酸化剤を混合せしめる結果と
なる。燃料と酸化剤は、電解質の障壁の両側に分
離させ、無駄な燃焼を避ける必要がある。すなわ
ち酸化剤は環状電池の内部に導入され、他の反応
剤は管の外側のまわりに供給される。燃料電池組
立体内部で温度分布が不均一になると、燃料電池
組立体の機械的一体性が脅かされるだけでなく、
燃料電池組立体の長さ方向に沿う良好な電気的接
触が損なわれる。
燃料電池発電装置では、高温の燃料電池電極への
出力バスの電気的接続あるいは接触は、発電装置
内の高温領域で行なわれるが、その出力バスは周
囲温度に近い電気的負荷線に接続するため、発電
装置のハウジングを通して取り出される。出力バ
スは、大きい面積の高導電性導体であり、また同
時に、物理的に接触する燃料電池の部材から熱を
除去する良好な吸熱体である必要がある。バス導
体を介して燃料電池から熱を除去しようとする、
バス・バーと燃料電池との間の接触点において燃
料電池が不均一に冷却されることになる。さら
に、そのバス・バーの近くに低温部分が生じ、そ
こでは放射冷却により発電装置の燃料電池列に不
満足な温度勾配が生じる。これらの温度勾配は物
理的なひずみを生ぜしめ、最悪の場合、細長い管
状の燃料電池要素がひび割れして固体電解質以外
の領域で燃料ガスと酸化剤を混合せしめる結果と
なる。燃料と酸化剤は、電解質の障壁の両側に分
離させ、無駄な燃焼を避ける必要がある。すなわ
ち酸化剤は環状電池の内部に導入され、他の反応
剤は管の外側のまわりに供給される。燃料電池組
立体内部で温度分布が不均一になると、燃料電池
組立体の機械的一体性が脅かされるだけでなく、
燃料電池組立体の長さ方向に沿う良好な電気的接
触が損なわれる。
一般的に、高温の電気化学装置は、その装置の
固有の熱損失通路を形成する効率ののよい電気接
続手段を必要とする。しかしながら、かかる電気
的化学的装置において、熱損失の減少あるいは熱
束分布均一性の制御を行なわなくても、装置の動
作性が脅かされることはない。高温固体酸化物電
解質燃料電池（本発明の電気的接触構造体を用い
ることができる）では、電池を高い信頼度で継続
動作させるためには、熱束損失をおさえ非常に均
一な熱束分布を与えることが必要である。
固有の熱損失通路を形成する効率ののよい電気接
続手段を必要とする。しかしながら、かかる電気
的化学的装置において、熱損失の減少あるいは熱
束分布均一性の制御を行なわなくても、装置の動
作性が脅かされることはない。高温固体酸化物電
解質燃料電池（本発明の電気的接触構造体を用い
ることができる）では、電池を高い信頼度で継続
動作させるためには、熱束損失をおさえ非常に均
一な熱束分布を与えることが必要である。
固体電解質燃料電池は、米国特許第3668010号
明細書に記載されるが、その燃料電池の環状電極
は固体の管支持体上に配設され、電極端部は重畳
して導電材料により電気的に接続される。燃料電
池は、列ごとに金属ストリツプにより相互接続さ
れ、その燃料電池列は熱絶縁材料により離隔され
る。
明細書に記載されるが、その燃料電池の環状電極
は固体の管支持体上に配設され、電極端部は重畳
して導電材料により電気的に接続される。燃料電
池は、列ごとに金属ストリツプにより相互接続さ
れ、その燃料電池列は熱絶縁材料により離隔され
る。
本発明は、燃料電池列を良導体のバス・バーで
相互接続して、熱損失を最小にすると共に局部的
な冷却を回避するようにした構成に関する。電気
的バス接続手段は、管状の燃料電池列に高い構造
的安定性を与え、かつ燃料電池と出力バスの間を
相互接続するために設けられる。
相互接続して、熱損失を最小にすると共に局部的
な冷却を回避するようにした構成に関する。電気
的バス接続手段は、管状の燃料電池列に高い構造
的安定性を与え、かつ燃料電池と出力バスの間を
相互接続するために設けられる。
本発明によれば、固体酸化物電解質燃料電池型
の発電装置は、ハウジングの内部に縦横のマトリ
ツクス状に配設した複数の細長い管状燃料電池要
素より成り、前記燃料電池要素は環状の細長い内
側及び外側電極を有し、それらの電極は電極間に
はさまれた電解質層により絶縁され、前記マトリ
ツクス状の隣接する燃料電池要素間の電気的相互
接続手段は燃料電池要素の細長い管状長さに沿つ
て延び、電解質の両側の内側及び外側電極には気
体の反応剤が電解質での反応のために導入され、
対向周列の燃料電池要素に接続した少なくとも２
つの出力バスは電気的負荷線への接続のために前
記ハウジングを貫通し、各列の燃料電池要素への
出力バスの電気的接続手段は、各周列の燃料電池
要素の外側電極に密接に電気的接触する高導電性
手段を含み、前記高導電性手段は各出力バスから
離隔して設け、前記高導電性手段から出力バスへ
横断方向に延び対称的に離隔された複数の導電性
部材は、その両端において前記高導電性手段と出
力バスに接続されてそれらの間に複数の並列電流
路を形成し、前記高導電性手段と出力バスの間に
は前記導電性部材のまわりに熱絶縁手段を配設す
ることを特徴とする。前記導電性部材は、前記電
極バスから出力バスへの熱伝達を制限するような
断面積を有し、この導電性部材と熱絶縁手段との
働きがバス接触領域全体にわたり比較的に均一な
出力電極バス温度を与える。
の発電装置は、ハウジングの内部に縦横のマトリ
ツクス状に配設した複数の細長い管状燃料電池要
素より成り、前記燃料電池要素は環状の細長い内
側及び外側電極を有し、それらの電極は電極間に
はさまれた電解質層により絶縁され、前記マトリ
ツクス状の隣接する燃料電池要素間の電気的相互
接続手段は燃料電池要素の細長い管状長さに沿つ
て延び、電解質の両側の内側及び外側電極には気
体の反応剤が電解質での反応のために導入され、
対向周列の燃料電池要素に接続した少なくとも２
つの出力バスは電気的負荷線への接続のために前
記ハウジングを貫通し、各列の燃料電池要素への
出力バスの電気的接続手段は、各周列の燃料電池
要素の外側電極に密接に電気的接触する高導電性
手段を含み、前記高導電性手段は各出力バスから
離隔して設け、前記高導電性手段から出力バスへ
横断方向に延び対称的に離隔された複数の導電性
部材は、その両端において前記高導電性手段と出
力バスに接続されてそれらの間に複数の並列電流
路を形成し、前記高導電性手段と出力バスの間に
は前記導電性部材のまわりに熱絶縁手段を配設す
ることを特徴とする。前記導電性部材は、前記電
極バスから出力バスへの熱伝達を制限するような
断面積を有し、この導電性部材と熱絶縁手段との
働きがバス接触領域全体にわたり比較的に均一な
出力電極バス温度を与える。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図を参照して、燃料電池発電装置１０は、
固体酸化物電解質型である。発電装置のハウジン
グ１２は、縦横列のマトリツクス状に並べられた
細長い管状燃料電池要素１４のまわりに設ける。
第１図において図示した３×３列の管状燃料電池
は、例示的なものである。燃料電池要素の実際の
数及びマトリツクスの大きさは、所望の電力及び
電圧特性を与えるように選択する。
固体酸化物電解質型である。発電装置のハウジン
グ１２は、縦横列のマトリツクス状に並べられた
細長い管状燃料電池要素１４のまわりに設ける。
第１図において図示した３×３列の管状燃料電池
は、例示的なものである。燃料電池要素の実際の
数及びマトリツクスの大きさは、所望の電力及び
電圧特性を与えるように選択する。
管状燃料電池要素１４の構造の詳細について
は、前述の米国特許出願第219204号明細書に記載
がある。細長い管状燃料電池要素１４は、一般的
に、カルシア（Calcia）により安定化したジルコ
ニアの内側管状支持体とその支持体上に環状に配
設した有孔電極より成る。イトリア（yttria）に
より安定化したジルコニアのような固体酸化物電
解質材料を、その内側電極のまわりに付着し、外
側有孔電極は固体電解質のまわりに設ける。第１
図に示すように、ひとつの管状燃料電池の内側電
極とそれと直列接続される他の燃料電池の外側電
極は、金属フエルト材料の相互接続パツド１６に
より相互接続する。外側電極は、電気的相互接続
を可能にするため管状体の周面全体にわたつては
延びず、一部で途切れている。
は、前述の米国特許出願第219204号明細書に記載
がある。細長い管状燃料電池要素１４は、一般的
に、カルシア（Calcia）により安定化したジルコ
ニアの内側管状支持体とその支持体上に環状に配
設した有孔電極より成る。イトリア（yttria）に
より安定化したジルコニアのような固体酸化物電
解質材料を、その内側電極のまわりに付着し、外
側有孔電極は固体電解質のまわりに設ける。第１
図に示すように、ひとつの管状燃料電池の内側電
極とそれと直列接続される他の燃料電池の外側電
極は、金属フエルト材料の相互接続パツド１６に
より相互接続する。外側電極は、電気的相互接続
を可能にするため管状体の周面全体にわたつては
延びず、一部で途切れている。
金属フエルトパツド１６は、また、隣接する燃
料電池の外側電極間を並列接続する。燃料電池列
は、固体電解質の両側に導入される酸化剤と気体
燃料が固体酸化物電解質のところで電気化学的燃
焼反応する結果、内側と外側電極間に電位を発生
させる。
料電池の外側電極間を並列接続する。燃料電池列
は、固体電解質の両側に導入される酸化剤と気体
燃料が固体酸化物電解質のところで電気化学的燃
焼反応する結果、内側と外側電極間に電位を発生
させる。
燃料電池列の両側から延びる一対の出力バス１
８及び２０は、発電装置のハウジング１２に対し
て絶縁され、発電装置ハウジングの外部の電気的
負荷線への電気的接続を可能にする。これらの出
力バス１８及び２０は、高導電性材料であり、好
ましくは、導電パツド１６を介し燃料電池間の良
好な電気的接触を可能にする。高い機械的強度の
金属導体である大きい面積の導電フエルトパツド
２２は、第１図に見られる頂列の燃料電池要素の
外側電極に密接に電気的接触するように配設す
る。このフエルトパツド２２は、パツド１６と同
じ種類の材料で作るが、その材料は、典型的には
ニツケル繊維である。ニツケル繊維は、高温動作
時電池の電極へ焼結結合されても高い導電性を有
ししかも物理的に可撓性を示す。大面積の導電性
フエルトパツド２２は大面積の電極バス２４と密
接な電気的接触をする。この電極バス２４は、大
面積のフエルトパツド２２と同延のバスプレート
として示されている。対称的に離隔した複数の導
電性部材２６は、電極バス２４から、その電極バ
スから離隔した出力バス１８へ横断方向に延び
る。横断方向に延びる導電性部材２６は、その対
向端部のそれぞれにおいて電極バスと出力バスに
電気的に接続し、それらの間に複数の並列電流パ
ツドを形成させる。熱絶縁手段２８は、横断方向
に延びる導電性部材２６のまわりに配設し、電極
バスと出力バスの間の空間を充満させる。熱絶縁
手段２８は、耐高温絶縁フオームまたは繊維状セ
ラミツクで作ることができる。
８及び２０は、発電装置のハウジング１２に対し
て絶縁され、発電装置ハウジングの外部の電気的
負荷線への電気的接続を可能にする。これらの出
力バス１８及び２０は、高導電性材料であり、好
ましくは、導電パツド１６を介し燃料電池間の良
好な電気的接触を可能にする。高い機械的強度の
金属導体である大きい面積の導電フエルトパツド
２２は、第１図に見られる頂列の燃料電池要素の
外側電極に密接に電気的接触するように配設す
る。このフエルトパツド２２は、パツド１６と同
じ種類の材料で作るが、その材料は、典型的には
ニツケル繊維である。ニツケル繊維は、高温動作
時電池の電極へ焼結結合されても高い導電性を有
ししかも物理的に可撓性を示す。大面積の導電性
フエルトパツド２２は大面積の電極バス２４と密
接な電気的接触をする。この電極バス２４は、大
面積のフエルトパツド２２と同延のバスプレート
として示されている。対称的に離隔した複数の導
電性部材２６は、電極バス２４から、その電極バ
スから離隔した出力バス１８へ横断方向に延び
る。横断方向に延びる導電性部材２６は、その対
向端部のそれぞれにおいて電極バスと出力バスに
電気的に接続し、それらの間に複数の並列電流パ
ツドを形成させる。熱絶縁手段２８は、横断方向
に延びる導電性部材２６のまわりに配設し、電極
バスと出力バスの間の空間を充満させる。熱絶縁
手段２８は、耐高温絶縁フオームまたは繊維状セ
ラミツクで作ることができる。
同様にして、反対側の出力バス２０は、燃料電
池の反対側へフエルトパツドと電極バス、さらに
電気的接続手段と横方向に延びる導電性部材を介
して接続し、その横断方向導電性手段は電極バス
と出力バスの間に延び、それらの間に熱絶縁手段
を配設する。
池の反対側へフエルトパツドと電極バス、さらに
電気的接続手段と横方向に延びる導電性部材を介
して接続し、その横断方向導電性手段は電極バス
と出力バスの間に延び、それらの間に熱絶縁手段
を配設する。
電極バス２４及び導電性部材２６ならびに出力
バス１８，２０は、典型的には、ニツケル及びニ
ツケル合金のような耐高温導電性材料で作るが、
それらの材料は燃料電池組立体の動作温度で最適
な導電度をもつものを選ぶ。これらの導電性バス
の材料としては、燃料電池の高い動作温度で最適
の導電性と必要な構造強さをもつものを選ぶ。電
極バスと出力バスの間に延びる導電性部材は、棒
状あるいは単純なワイヤ導体のようなものでよ
く、導体の数及び導体の横断面積は燃料電池発電
装置の設計電力に合致するものとする。
バス１８，２０は、典型的には、ニツケル及びニ
ツケル合金のような耐高温導電性材料で作るが、
それらの材料は燃料電池組立体の動作温度で最適
な導電度をもつものを選ぶ。これらの導電性バス
の材料としては、燃料電池の高い動作温度で最適
の導電性と必要な構造強さをもつものを選ぶ。電
極バスと出力バスの間に延びる導電性部材は、棒
状あるいは単純なワイヤ導体のようなものでよ
く、導体の数及び導体の横断面積は燃料電池発電
装置の設計電力に合致するものとする。
第２図に示した本発明の他の実施例では、燃料
電池発電装置３０はハウジング３２を有し、その
ハウジングには一対の出力バス３４及び３６を絶
縁関係を維持しながら引込み、外部の負荷線への
電気的接続を可能にする。この実施例でも、例示
の目的のために、燃料電池要素３８のマトリツク
スは縦横３列である。出力バスから燃料電池の各
要素へかけての温度状態をさらに一層均一化する
ために、複数段の電気的接続方法を用いた。導電
性のフエルトパツド４０は、燃料電池列の頂列の
電極と密接に電気的接触するよう配設し、大面積
の平板状電極バス４２はフエルトパツド４０と密
接な電気的接触関係をもつように配設する。電極
バス４２と第２の電極バス４６の間には、複数の
電気的導体４４が横断方向に延びる。その横断方
向導体は対称的に離隔し、その導体４４のまわり
に熱絶縁手段４８を設けて電極バス４２と中間の
あるいは第２の電極バス４６の間の空間を充満さ
せる。この構造によると、燃料電池と外側出力バ
スとの間で第１次の温度減少または絶縁能力が得
られ、第２次温度減少または絶縁能力は、第２の
レベルの横断方向に延びる導体５０により達成す
る。この導体５０は、対称的に離隔されるが、そ
の数は第１次の横断方向導体４４より少ない。こ
の第２次導体５０は、第１次の導体４４より相応
的に大きい厚みあるいは体積を有する。熱絶縁手
段４８はまた、第２次の導体５０のまわりに配設
し、第２の電極バス４６と出力バス３４の間の空
間を充満させる。熱絶縁手段４８は、出力バスと
燃料電池列のまわりに一般的に配設して、発電装
置のハウジング３２により画定される体積部分を
受満させることもできる。本発明の実施例に用い
る熱絶縁手段は、典型的には耐高温絶縁フオーム
または繊維状セラミツク材料より作る。
電池発電装置３０はハウジング３２を有し、その
ハウジングには一対の出力バス３４及び３６を絶
縁関係を維持しながら引込み、外部の負荷線への
電気的接続を可能にする。この実施例でも、例示
の目的のために、燃料電池要素３８のマトリツク
スは縦横３列である。出力バスから燃料電池の各
要素へかけての温度状態をさらに一層均一化する
ために、複数段の電気的接続方法を用いた。導電
性のフエルトパツド４０は、燃料電池列の頂列の
電極と密接に電気的接触するよう配設し、大面積
の平板状電極バス４２はフエルトパツド４０と密
接な電気的接触関係をもつように配設する。電極
バス４２と第２の電極バス４６の間には、複数の
電気的導体４４が横断方向に延びる。その横断方
向導体は対称的に離隔し、その導体４４のまわり
に熱絶縁手段４８を設けて電極バス４２と中間の
あるいは第２の電極バス４６の間の空間を充満さ
せる。この構造によると、燃料電池と外側出力バ
スとの間で第１次の温度減少または絶縁能力が得
られ、第２次温度減少または絶縁能力は、第２の
レベルの横断方向に延びる導体５０により達成す
る。この導体５０は、対称的に離隔されるが、そ
の数は第１次の横断方向導体４４より少ない。こ
の第２次導体５０は、第１次の導体４４より相応
的に大きい厚みあるいは体積を有する。熱絶縁手
段４８はまた、第２次の導体５０のまわりに配設
し、第２の電極バス４６と出力バス３４の間の空
間を充満させる。熱絶縁手段４８は、出力バスと
燃料電池列のまわりに一般的に配設して、発電装
置のハウジング３２により画定される体積部分を
受満させることもできる。本発明の実施例に用い
る熱絶縁手段は、典型的には耐高温絶縁フオーム
または繊維状セラミツク材料より作る。
第２図に示した実施例において、出力バス導体
３４及び３６は流体による冷却手段５２を有す
る。流体冷却手段５２は、出力バーの大面積側へ
接続され、冷却媒体として水もしくは空気を用い
る波型のチユーブあるいはパイプを用いることが
できる。
３４及び３６は流体による冷却手段５２を有す
る。流体冷却手段５２は、出力バーの大面積側へ
接続され、冷却媒体として水もしくは空気を用い
る波型のチユーブあるいはパイプを用いることが
できる。
図示の実施例では、２つの出力バスを用い、多
数の縦横列の燃料電池要素を並列あるいは直列に
接続して所望の直流電力出力を得る構成を示し
た。他の燃料電池発電装置の実施例では、複数の
出力バスを用い、ひとつの出力バスを燃料電池の
１または２以上の横列もしくは縦列に接続して、
種々の電圧及び電力出力を得るようにしてもよ
い。本発明の実施例の電気的接続構造は、複数の
出力バスを燃料電池要素へ接続する場合その出力
バスの各々に用いてもよい。
数の縦横列の燃料電池要素を並列あるいは直列に
接続して所望の直流電力出力を得る構成を示し
た。他の燃料電池発電装置の実施例では、複数の
出力バスを用い、ひとつの出力バスを燃料電池の
１または２以上の横列もしくは縦列に接続して、
種々の電圧及び電力出力を得るようにしてもよ
い。本発明の実施例の電気的接続構造は、複数の
出力バスを燃料電池要素へ接続する場合その出力
バスの各々に用いてもよい。
さらに別の実施例では、出力バスのひとつを発
電装置のハウジングに電気的接続して、そのハウ
ジングを出力のための接続手段として用い、複数
の発電装置モジユールを直列接続関係に一緒に組
立て所望の電気的出力特性を与えるようにしても
よい。
電装置のハウジングに電気的接続して、そのハウ
ジングを出力のための接続手段として用い、複数
の発電装置モジユールを直列接続関係に一緒に組
立て所望の電気的出力特性を与えるようにしても
よい。
第１図は、本発明の第１の実施例による燃料電
池発電装置の概略的な断面図；第２図は、第２の
実施例による燃料電池発電装置の概略的断面図で
ある。 １０，３０…燃料電池発電装置、１２，３２…
ハウジング、１４…燃料電池要素、１８，２０，
３４，３６…出力バス、１６…導電性パツド、２
２…フエルトパツド、２４，４２…電極バス、４
６…中間電極バス、２６，４４，５０…横断方向
に延びる導電性部材、２８，４８…熱絶縁手段。
池発電装置の概略的な断面図；第２図は、第２の
実施例による燃料電池発電装置の概略的断面図で
ある。 １０，３０…燃料電池発電装置、１２，３２…
ハウジング、１４…燃料電池要素、１８，２０，
３４，３６…出力バス、１６…導電性パツド、２
２…フエルトパツド、２４，４２…電極バス、４
６…中間電極バス、２６，４４，５０…横断方向
に延びる導電性部材、２８，４８…熱絶縁手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ハウジングの内部に縦横列のマトリツクス状
に配置した複数の細長い管状燃料電池要素より成
り、前記各要素は環状の細長い内側及び外側電極
とその電極の間にはさまれてその電極を相互に絶
縁する電解質層より成り、前記マトリツクス状の
隣接する燃料電池要素間の電気的接続手段は燃料
電池要素の細長い管状長さ部分に沿つて延び、前
記電解質層の両側の内側及び外側電極にはその電
解質での反応のために気体反応物質が導入され、
少なくとも２つの電気出力バスが対向周列の燃料
電池要素に接続されて電気的負荷線への接続のた
めに前記ハウジングを貫通するようになされた、
固体酸化物電解質燃料電池型の発電装置におい
て、各列の燃料電池要素への電気出力バスの電気
的接続手段は、各出力バスから隔離され前記各周
列の燃料電池要素の外側電極と密接に電気的接触
する高導電性手段と、前記高導電性手段から前記
出力バスへ横断方向に延びその両端において前記
高導電性手段と出力バスに接続されて前記高導電
性手段と出力バスの間に多数の並列電流路を形成
する複数の対称的に離隔された導電性部材と、前
記高導電性手段と出力バスの間で前記導電性部材
のまわりに配設した熱絶縁手段とから成ることを
特徴とする燃料電池発電装置。 ２ 前記高導電性手段は、一方の側が前記各周列
の燃料電池要素の外側電極と密接に電気的接触す
る導電性フエルトパツドと、前記導電性フエルト
パツドの他側と密接に電気的接触する電極バスと
より成ることを特徴とする前記第１項記載の発電
装置。 ３ 前記電極バスは、一般的に平板状で剛性的の
耐高温性金属部材より成ることを特徴とする前記
第２項記載の発電装置。 ４ 前記横断方向に延びる導電性部材は、前記高
導電性手段から出力バスへの熱伝達を制限する断
面積を有する耐高温性金属部材より成ることを特
徴とする前記第１、２または３項記載の発電装
置。 ５ 前記熱絶縁手段は、耐高温性絶縁フオームま
たは繊維状セラミツクより成ることを特徴とする
前記第１，２，３または４項記載の発電装置。 ６ 前記出力バスは、流体で冷却されることを特
徴とする前記第１ないし５項のうち任意の１項に
記載した発電装置。 ７ ハウジングの内部に縦横列のマトリツクス状
に配置した複数の細長い管状燃料電池要素より成
り、前記各要素は環状の細長い内側及び外側電極
とその電極の間にはさまれてその電極を相互に絶
縁する電解質層より成り、前記マトリツクス状の
隣接する燃料電池要素間の電気的接続手段は燃料
電池要素の細長い管状長さ部分に沿つて延び、前
記電解質層の両側の内側及び外側電極にはその電
解質での反応のために気体反応物質が導入され、
少なくとも２つの電気出力バスが対向周列の燃料
電池要素に接続されて電気的負荷線への接続のた
めに前記ハウジングを貫通するようになされた、
固体酸化物電解質燃料電池型の発電装置におい
て、各列の燃料電池要素への電気出力バスの電気
的接続手段は、各出力バスから隔離され前記各周
列の燃料電池要素の外側電極と密接に電気的接触
する高導電性手段と、前記高導電性手段と前記出
力バスとの間を横断方向に延びてそれらの間に多
数の並列電流路を形成する複数段の導電性部材
と、横断方向に延びる導電性部材の隣接する各段
間に配設した中間電極バスと、前記高導電性手段
と出力バスの間で前記導電性部材のまわりに配設
した熱絶縁手段とから成り、前記高導電性手段か
ら遠ざかるにしたがい、連続する段の横断方向に
延びる導電性部材の数は減少し、かかる連続段の
導電性部材の断面積は増加することを特徴とする
燃料電池発電装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US361286 | 1982-03-24 | ||
| US06/361,286 US4431715A (en) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | Electrical contact structures for solid oxide electrolyte fuel cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175267A JPS58175267A (ja) | 1983-10-14 |
| JPH0443388B2 true JPH0443388B2 (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=23421422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58044030A Granted JPS58175267A (ja) | 1982-03-24 | 1983-03-15 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4431715A (ja) |
| EP (1) | EP0089852B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58175267A (ja) |
| DE (1) | DE3365550D1 (ja) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4520082A (en) * | 1983-07-01 | 1985-05-28 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Fuel cell generator |
| US4510212A (en) * | 1983-10-12 | 1985-04-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solid oxide fuel cell having compound cross flow gas patterns |
| US4476198A (en) * | 1983-10-12 | 1984-10-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solid oxide fuel cell having monolithic core |
| US4598028A (en) * | 1985-02-13 | 1986-07-01 | Westinghouse Electric Corp. | High strength porous support tubes for high temperature solid electrolyte electrochemical cells |
| US4666798A (en) * | 1985-05-20 | 1987-05-19 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Serially connected solid oxide fuel cells having monolithic cores |
| US4874678A (en) * | 1987-12-10 | 1989-10-17 | Westinghouse Electric Corp. | Elongated solid electrolyte cell configurations and flexible connections therefor |
| US4898631A (en) * | 1988-01-15 | 1990-02-06 | California Institute Of Technology | Method for fabricating ceramic filaments and high density tape casting method |
| US4957673A (en) * | 1988-02-01 | 1990-09-18 | California Institute Of Technology | Multilayer ceramic oxide solid electrolyte for fuel cells and electrolysis cells and method for fabrication thereof |
| US5057362A (en) * | 1988-02-01 | 1991-10-15 | California Institute Of Technology | Multilayer ceramic oxide solid electrolyte for fuel cells and electrolysis cells |
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| US4943494A (en) * | 1988-04-22 | 1990-07-24 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solid oxide fuel cell matrix and modules |
| 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 |
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| US5169506A (en) * | 1990-12-31 | 1992-12-08 | Invacare Corporation | Oxygen concentration system utilizing pressurized air |
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| US5993985A (en) * | 1998-04-09 | 1999-11-30 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Fuel cell tubes and method of making same |
| US6114058A (en) * | 1998-05-26 | 2000-09-05 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Iron aluminide alloy container for solid oxide fuel cells |
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| KR101101035B1 (ko) * | 2009-11-18 | 2011-12-29 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지 셀 간 연결탭 및 그를 이용한 전지 모듈 |
| JP7383899B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2023-11-21 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
| WO2024039264A1 (ru) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр "ТОПАЗ" (ООО "НИЦ "ТОПАЗ") | Батарея трубчатых твердооксидных топливных элементов и способ её изготовления |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB191317425A (en) * | 1912-08-09 | 1914-01-01 | Leon Jules Placide Beuchot | An Improved Device for Displaying Advertisements or the like. |
| CH515623A (fr) * | 1969-05-16 | 1971-11-15 | Comp Generale Electricite | Pile à combustible à électrolyte solide fonctionnant à haute température |
| DE2936202A1 (de) * | 1979-09-07 | 1981-03-19 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Batteriepol fuer hochtemperaturbatterien |
-
1982
- 1982-03-24 US US06/361,286 patent/US4431715A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-03-15 JP JP58044030A patent/JPS58175267A/ja active Granted
- 1983-03-22 DE DE8383301602T patent/DE3365550D1/de not_active Expired
- 1983-03-22 EP EP83301602A patent/EP0089852B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4431715A (en) | 1984-02-14 |
| DE3365550D1 (en) | 1986-10-02 |
| EP0089852B1 (en) | 1986-08-27 |
| EP0089852A1 (en) | 1983-09-28 |
| JPS58175267A (ja) | 1983-10-14 |
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