JPH05174848A - 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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- JPH05174848A JPH05174848A JP3341617A JP34161791A JPH05174848A JP H05174848 A JPH05174848 A JP H05174848A JP 3341617 A JP3341617 A JP 3341617A JP 34161791 A JP34161791 A JP 34161791A JP H05174848 A JPH05174848 A JP H05174848A
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- flow path
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
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-
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
-
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- H01M8/2432—Grouping of unit cells of planar configuration
-
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 板状固体電解質層の一方の面に酸素極をかつ
他方の面に燃料極を付設した固体電解質型セルの複数個
と、酸素極に臨む側に酸素含有ガス流路を形成すべく配
置され、かつ、ガス流路内に導電性材を収納して導電性
を備えるように構成した酸素側ガス流路構成材の複数個
と、燃料極に臨む側に燃料ガス流路を形成すべく配置さ
れ、かつ、ガス流路内に導電性材を収納して導電性を備
えるように構成した燃料側ガス流路構成材の複数個と
が、隣合うセル同士を両種のガス流路構成材にて導電状
態に接続する状態で、積層状態に並置された固体電解質
型燃料電池において、内部抵抗を低減するとともに耐久
性を向上する。 【構成】 酸素側ガス流路構成材Ｍ又は燃料側ガス流路
構成材Ｎに収納される導電性材６，９が、導電性を有す
る多数の塊状体ａを充填して構成されている。
他方の面に燃料極を付設した固体電解質型セルの複数個
と、酸素極に臨む側に酸素含有ガス流路を形成すべく配
置され、かつ、ガス流路内に導電性材を収納して導電性
を備えるように構成した酸素側ガス流路構成材の複数個
と、燃料極に臨む側に燃料ガス流路を形成すべく配置さ
れ、かつ、ガス流路内に導電性材を収納して導電性を備
えるように構成した燃料側ガス流路構成材の複数個と
が、隣合うセル同士を両種のガス流路構成材にて導電状
態に接続する状態で、積層状態に並置された固体電解質
型燃料電池において、内部抵抗を低減するとともに耐久
性を向上する。 【構成】 酸素側ガス流路構成材Ｍ又は燃料側ガス流路
構成材Ｎに収納される導電性材６，９が、導電性を有す
る多数の塊状体ａを充填して構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、板状固体電解質層の一
方の面に酸素極をかつ他方の面に燃料極を付設した固体
電解質型セルの複数個と、前記酸素極に臨む側に酸素含
有ガス流路を形成すべく配置され、かつ、ガス流路内に
導電性材を収納して導電性を備えるように構成した酸素
側ガス流路構成材の複数個と、前記燃料極に臨む側に燃
料ガス流路を形成すべく配置され、かつ、ガス流路内に
導電性材を収納して導電性を備えるように構成した燃料
側ガス流路構成材の複数個とが、隣合うセル同士を前記
両種のガス流路構成材にて導電状態に接続する状態で、
積層状態に並置された固体電解質型燃料電池に関する。
方の面に酸素極をかつ他方の面に燃料極を付設した固体
電解質型セルの複数個と、前記酸素極に臨む側に酸素含
有ガス流路を形成すべく配置され、かつ、ガス流路内に
導電性材を収納して導電性を備えるように構成した酸素
側ガス流路構成材の複数個と、前記燃料極に臨む側に燃
料ガス流路を形成すべく配置され、かつ、ガス流路内に
導電性材を収納して導電性を備えるように構成した燃料
側ガス流路構成材の複数個とが、隣合うセル同士を前記
両種のガス流路構成材にて導電状態に接続する状態で、
積層状態に並置された固体電解質型燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は、酸素側ガス流路構成材又は燃料
側ガス流路構成材は、例えば、図５に基づいて、酸素側
ガス流路構成材Ｍについて説明すると、酸素側ガス流路
構成材ＭをセルＣの酸素極２に臨む側に酸素含有ガス流
路Ｓを形成すべく配置し、その酸素側ガス流路構成材Ｍ
に収納する導電性材６を、酸素含有ガス流路Ｓとする溝
が複数個形成された固いセラミック導電材ｃを、前記溝
を酸素極２に臨ませる状態で、かつ、セラミック導電材
ｃを、酸素極２及び酸素側ガス流路構成材Ｍ夫々に密着
させて収納して構成し、もって、セルＣとセラミック導
電材ｃと酸素側ガス流路構成材Ｍとを剛体的に連結し
て、セルＣと酸素側ガス流路構成材Ｍとを導電状態に接
続するようにしていた。
側ガス流路構成材は、例えば、図５に基づいて、酸素側
ガス流路構成材Ｍについて説明すると、酸素側ガス流路
構成材ＭをセルＣの酸素極２に臨む側に酸素含有ガス流
路Ｓを形成すべく配置し、その酸素側ガス流路構成材Ｍ
に収納する導電性材６を、酸素含有ガス流路Ｓとする溝
が複数個形成された固いセラミック導電材ｃを、前記溝
を酸素極２に臨ませる状態で、かつ、セラミック導電材
ｃを、酸素極２及び酸素側ガス流路構成材Ｍ夫々に密着
させて収納して構成し、もって、セルＣとセラミック導
電材ｃと酸素側ガス流路構成材Ｍとを剛体的に連結し
て、セルＣと酸素側ガス流路構成材Ｍとを導電状態に接
続するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、酸素側ガス流路構成材又は燃料側ガス流路構成材に
収納する導電性材を、固いセラミック導電材を収納して
構成し、セルとセラミック導電材とガス流路構成材とを
剛体的に連結しているので、燃料電池の運転時の高温状
態において、セル、セラミック導電材、ガス流路構成材
夫々の熱膨張率が異なるため反りが発生して、セルと導
電性材との接触状態、及び、導電性材とガス流路構成材
との接触状態が悪くなって、セルと導電性材間、及び、
導電性材とガス流路構成材間夫々の接続抵抗が高くな
り、ひいては、固体電解質型燃料電池の内部抵抗が高く
なるという問題があった。又、セル、導電性材、ガス流
路構成材夫々の熱膨張により、剛体的に連結されている
セルと導電性材とガス流路構成材に熱応力が生じて、ク
ラック等が発生するので耐久性に劣るという問題があっ
た。本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、ガス流路構成材を合理的に改良するこ
とにより、固体電解質型燃料電池の内部抵抗を低減する
とともに、耐久性を向上する点にある。
は、酸素側ガス流路構成材又は燃料側ガス流路構成材に
収納する導電性材を、固いセラミック導電材を収納して
構成し、セルとセラミック導電材とガス流路構成材とを
剛体的に連結しているので、燃料電池の運転時の高温状
態において、セル、セラミック導電材、ガス流路構成材
夫々の熱膨張率が異なるため反りが発生して、セルと導
電性材との接触状態、及び、導電性材とガス流路構成材
との接触状態が悪くなって、セルと導電性材間、及び、
導電性材とガス流路構成材間夫々の接続抵抗が高くな
り、ひいては、固体電解質型燃料電池の内部抵抗が高く
なるという問題があった。又、セル、導電性材、ガス流
路構成材夫々の熱膨張により、剛体的に連結されている
セルと導電性材とガス流路構成材に熱応力が生じて、ク
ラック等が発生するので耐久性に劣るという問題があっ
た。本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、ガス流路構成材を合理的に改良するこ
とにより、固体電解質型燃料電池の内部抵抗を低減する
とともに、耐久性を向上する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による固体電解質
型燃料電池の第１の特徴構成は、前記酸素側ガス流路構
成材又は前記燃料側ガス流路構成材に収納される導電性
材が、導電性を有する多数の塊状体を充填して構成され
ている点にある。
型燃料電池の第１の特徴構成は、前記酸素側ガス流路構
成材又は前記燃料側ガス流路構成材に収納される導電性
材が、導電性を有する多数の塊状体を充填して構成され
ている点にある。
【０００５】第２の特徴構成は、前記多数の塊状体が、
低温時は無充填部が存在し、かつ、加温状態では前記塊
状体自体の熱膨張により前記無充填部を消滅させる状態
で前記酸素側ガス流路構成材又は前記燃料側ガス流路構
成材に収納されている点にある。
低温時は無充填部が存在し、かつ、加温状態では前記塊
状体自体の熱膨張により前記無充填部を消滅させる状態
で前記酸素側ガス流路構成材又は前記燃料側ガス流路構
成材に収納されている点にある。
【０００６】第３の特徴構成は、前記固体電解質型セル
の複数個と、前記酸素側ガス流路構成材の複数個と、前
記燃料側ガス流路構成材の複数個とが、隣合うセル同士
を前記両種のガス流路構成材にて導電状態に接続する状
態で、積層状態に立設並置され、前記酸素側ガス流路構
成材又は前記燃料側ガス流路構成材に、気体の通流を許
容する多孔質状の仕切り材の複数個がガス流路を複数の
区画に仕切るべく互いに間隔を隔てて上下方向に並置さ
れ、前記区画夫々に、前記多数の塊状体が、低温時は無
充填部が存在し、かつ、加温状態では前記塊状体自体の
熱膨張により前記無充填部を消滅させる状態で収納され
ている点にある。
の複数個と、前記酸素側ガス流路構成材の複数個と、前
記燃料側ガス流路構成材の複数個とが、隣合うセル同士
を前記両種のガス流路構成材にて導電状態に接続する状
態で、積層状態に立設並置され、前記酸素側ガス流路構
成材又は前記燃料側ガス流路構成材に、気体の通流を許
容する多孔質状の仕切り材の複数個がガス流路を複数の
区画に仕切るべく互いに間隔を隔てて上下方向に並置さ
れ、前記区画夫々に、前記多数の塊状体が、低温時は無
充填部が存在し、かつ、加温状態では前記塊状体自体の
熱膨張により前記無充填部を消滅させる状態で収納され
ている点にある。
【０００７】
【作用】第１の特徴構成によれば、酸素側ガス流路構成
材又は燃料側ガス流路構成材に収納する導電性材を、導
電性を有する多数の塊状体を充填して構成することによ
り、隣合う塊状体同士が互いに接触し合って全体として
導電状態に連結してセルとガス流路構成材とを導電状態
に接続し、又、隣合う塊状体同士の間の間隙を酸素含有
ガス又は燃料ガスが通流することにより、酸素含有ガス
流路又は燃料ガス流路として機能させるようにしてあ
る。そして、燃料電池の運転に伴う温度上昇に伴って、
セル、ガス流路構成材、塊状体夫々が温度上昇して熱膨
張しても、隣合う塊状体間、塊状体とセル間、及び、塊
状体とガス流路構成材間夫々は固着していないので、相
互に位置を変位し合うことが可能となることにより、セ
ル及びガス流路構成材に反りが発生しても、塊状体がセ
ル及びガス流路構成材に沿う状態で接触するので、導電
性材とセル間、及び、導電性材とガス流路構成材夫々の
接触状態は良好な状態に維持できるとともに、セル、ガ
ス流路構成材、導電性材夫々の熱膨張に伴う熱応力の発
生を抑制できる。
材又は燃料側ガス流路構成材に収納する導電性材を、導
電性を有する多数の塊状体を充填して構成することによ
り、隣合う塊状体同士が互いに接触し合って全体として
導電状態に連結してセルとガス流路構成材とを導電状態
に接続し、又、隣合う塊状体同士の間の間隙を酸素含有
ガス又は燃料ガスが通流することにより、酸素含有ガス
流路又は燃料ガス流路として機能させるようにしてあ
る。そして、燃料電池の運転に伴う温度上昇に伴って、
セル、ガス流路構成材、塊状体夫々が温度上昇して熱膨
張しても、隣合う塊状体間、塊状体とセル間、及び、塊
状体とガス流路構成材間夫々は固着していないので、相
互に位置を変位し合うことが可能となることにより、セ
ル及びガス流路構成材に反りが発生しても、塊状体がセ
ル及びガス流路構成材に沿う状態で接触するので、導電
性材とセル間、及び、導電性材とガス流路構成材夫々の
接触状態は良好な状態に維持できるとともに、セル、ガ
ス流路構成材、導電性材夫々の熱膨張に伴う熱応力の発
生を抑制できる。
【０００８】第２の特徴構成によれば、燃料電池の運転
に伴う温度上昇に伴って、塊状体夫々が、夫々の熱膨張
による体積増大分を低温時における無充填部を消滅させ
る状態で熱膨張するように作用するので、加温状態で
は、セル及びガス流路構成材夫々と良好な状態で接触し
てセルとガス流路構成材とを導電状態に接続し、しか
も、セル、ガス流路構成材、導電性材夫々の熱膨張に伴
う熱応力の発生を一層抑制できる。
に伴う温度上昇に伴って、塊状体夫々が、夫々の熱膨張
による体積増大分を低温時における無充填部を消滅させ
る状態で熱膨張するように作用するので、加温状態で
は、セル及びガス流路構成材夫々と良好な状態で接触し
てセルとガス流路構成材とを導電状態に接続し、しか
も、セル、ガス流路構成材、導電性材夫々の熱膨張に伴
う熱応力の発生を一層抑制できる。
【０００９】第３の特徴構成によれば、塊状体を区画夫
々に低温時は無充填部が存在する状態で収納するもの
の、セル、酸素側ガス流路構成材、燃料側ガス流路構成
材夫々を立設並置しているので、低温時の無充填部が存
在する状態でも、その無充填部を酸素含有ガス流路又は
燃料ガス流路の上方側端部に位置させて、塊状体とセル
間、及び、塊状体とガス流路構成材間夫々の接触状態を
保ち、セルとガス流路構成材とを導電状態に接続でき
る。しかも、ガス流路を複数の区画に仕切ってその区画
夫々に、塊状体を低温時は無充填部が存在する状態で収
納することにより、狭い空間内で、塊状体夫々が、夫々
の熱膨張による体積増大分を無充填部を消滅させる状態
で熱膨張するように作用するので、広い空間内で作用す
るのに比して、その作用をより効果的に達成させること
ができて、セル、ガス流路構成材、導電性材夫々の熱膨
張に伴う熱応力の発生を更に抑制できる。
々に低温時は無充填部が存在する状態で収納するもの
の、セル、酸素側ガス流路構成材、燃料側ガス流路構成
材夫々を立設並置しているので、低温時の無充填部が存
在する状態でも、その無充填部を酸素含有ガス流路又は
燃料ガス流路の上方側端部に位置させて、塊状体とセル
間、及び、塊状体とガス流路構成材間夫々の接触状態を
保ち、セルとガス流路構成材とを導電状態に接続でき
る。しかも、ガス流路を複数の区画に仕切ってその区画
夫々に、塊状体を低温時は無充填部が存在する状態で収
納することにより、狭い空間内で、塊状体夫々が、夫々
の熱膨張による体積増大分を無充填部を消滅させる状態
で熱膨張するように作用するので、広い空間内で作用す
るのに比して、その作用をより効果的に達成させること
ができて、セル、ガス流路構成材、導電性材夫々の熱膨
張に伴う熱応力の発生を更に抑制できる。
【００１０】
【発明の効果】第１の特徴構成によれば、導電性材とセ
ル間、及び、導電性材とガス流路構成材夫々の接触状態
を常に良好な状態に維持できることから、導電性材とセ
ル間、及び、導電性材とガス流路構成材間夫々の接続抵
抗の増大を効果的に回避することができて内部抵抗を低
減し、かつ、セル、ガス流路構成材、導電性材夫々の熱
膨張に伴う熱応力の発生を抑制できることから、クラッ
ク等の発生を効果的に防止して耐久性を向上し得るに至
った。
ル間、及び、導電性材とガス流路構成材夫々の接触状態
を常に良好な状態に維持できることから、導電性材とセ
ル間、及び、導電性材とガス流路構成材間夫々の接続抵
抗の増大を効果的に回避することができて内部抵抗を低
減し、かつ、セル、ガス流路構成材、導電性材夫々の熱
膨張に伴う熱応力の発生を抑制できることから、クラッ
ク等の発生を効果的に防止して耐久性を向上し得るに至
った。
【００１１】第２の特徴構成によれば、内部抵抗を低減
するとともに、セル、ガス流路構成材、導電性材夫々の
熱膨張に伴う熱応力の発生を一層抑制できることから、
耐久性を一層向上し得るに至った。
するとともに、セル、ガス流路構成材、導電性材夫々の
熱膨張に伴う熱応力の発生を一層抑制できることから、
耐久性を一層向上し得るに至った。
【００１２】第３の特徴構成によれば、内部抵抗を低減
するとともに、セル、ガス流路構成材、導電性材夫々の
熱膨張に伴う熱応力の発生を更に抑制できることから、
耐久性を更に向上し得るに至った。
するとともに、セル、ガス流路構成材、導電性材夫々の
熱膨張に伴う熱応力の発生を更に抑制できることから、
耐久性を更に向上し得るに至った。
【００１３】
【実施例】次に、図面に基づいて実施例を説明する。
【００１４】図３に示すように、板状固体電解質層１の
一方の面に酸素極２をかつ他方の面に燃料極３を付設し
て、固体電解質型セルＣを構成してある。
一方の面に酸素極２をかつ他方の面に燃料極３を付設し
て、固体電解質型セルＣを構成してある。
【００１５】酸素極２の両側縁部に一対の間隔保持部材
４，４を配置し、それら一対の間隔保持部材４，４に跨
がる状態で導電性を有する板状材５を配置してあり、こ
れら一対の間隔保持部材４，４と板状材５とをもって、
酸素極２に臨む側に酸素含有ガス流路Ｓを形成すべく配
置される酸素側ガス流路構成材Ｍを構成してある。そし
て、酸素含有ガス流路Ｓの開口部を上下方向に配置する
状態で、セルＣ及び酸素側ガス流路構成材Ｍを立設して
ある。
４，４を配置し、それら一対の間隔保持部材４，４に跨
がる状態で導電性を有する板状材５を配置してあり、こ
れら一対の間隔保持部材４，４と板状材５とをもって、
酸素極２に臨む側に酸素含有ガス流路Ｓを形成すべく配
置される酸素側ガス流路構成材Ｍを構成してある。そし
て、酸素含有ガス流路Ｓの開口部を上下方向に配置する
状態で、セルＣ及び酸素側ガス流路構成材Ｍを立設して
ある。
【００１６】上述の如く、セルＣの酸素極２に臨む側に
酸素側ガス流路構成材Ｍを配置することで、酸素含有ガ
ス流路Ｓを区画し、かつ、酸素含有ガス流路Ｓの流路方
向視において、酸素側ガス流路構成材Ｍの外周部とセル
Ｃの燃料極３の臨む側の面との全体を、酸素含有ガス流
路Ｓとは仕切られた燃料ガス流路Ｆとするようにしてあ
る。
酸素側ガス流路構成材Ｍを配置することで、酸素含有ガ
ス流路Ｓを区画し、かつ、酸素含有ガス流路Ｓの流路方
向視において、酸素側ガス流路構成材Ｍの外周部とセル
Ｃの燃料極３の臨む側の面との全体を、酸素含有ガス流
路Ｓとは仕切られた燃料ガス流路Ｆとするようにしてあ
る。
【００１７】酸素含有ガス流路Ｓの上下の開口部夫々
に、気体の通流を許容する多孔質状の一対の壁材７，７
を配置してある。そして、酸素側ガス流路構成材Ｍに収
納する導電性材６を、導電性を有する多数の塊状体ａ
を、低温時は上方の開口部に配置した壁材７の下方部に
無充填部Ｋが存在し、かつ、加温状態では塊状体ａ自体
の熱膨張により前記無充填部Ｋを消滅させる状態で充填
して構成してある。
に、気体の通流を許容する多孔質状の一対の壁材７，７
を配置してある。そして、酸素側ガス流路構成材Ｍに収
納する導電性材６を、導電性を有する多数の塊状体ａ
を、低温時は上方の開口部に配置した壁材７の下方部に
無充填部Ｋが存在し、かつ、加温状態では塊状体ａ自体
の熱膨張により前記無充填部Ｋを消滅させる状態で充填
して構成してある。
【００１８】すなわち、隣合う塊状体ａ，ａ同士が互い
に接触し合って全体として導電状態に連結し、もって、
セルＣと酸素側ガス流路構成材Ｍとを導電状態に接続し
ている。又、酸素含有ガスが、上部の多孔質状の壁材７
を通過して、酸素含有ガス流路Ｓに充填されている塊状
体ａ，ａ同士の間の間隙を通流した後、下部の多孔質状
の壁材７を通過する流動経路で通流するようにしてあ
る。
に接触し合って全体として導電状態に連結し、もって、
セルＣと酸素側ガス流路構成材Ｍとを導電状態に接続し
ている。又、酸素含有ガスが、上部の多孔質状の壁材７
を通過して、酸素含有ガス流路Ｓに充填されている塊状
体ａ，ａ同士の間の間隙を通流した後、下部の多孔質状
の壁材７を通過する流動経路で通流するようにしてあ
る。
【００１９】尚、内部の酸素含有ガス流路Ｓと周部の燃
料ガス流路Ｆとの両方に臨む間隔保持部材４及び板状材
５には、酸素含有ガスによる酸化雰囲気に対する耐性と
燃料ガスによる還元雰囲気に対する耐性との両方を確保
し、かつ、高い導電性を必要とする観点からＬａＣｒＯ
3 のセラミック材を適用してある。又、酸素含有ガス流
路Ｓに臨む壁材７には、酸素含有ガスによる酸化雰囲気
に対する耐性及び導電性に優れたＬａＭｎＯ3 のセラミ
ック材を、気体の通流を許容する多孔質状に形成したも
のを適用してある。又、同様に酸素含有ガス流路Ｓに臨
む塊状体ａには、ＬａＭｎＯ3 のセラミック材をボール
状に形成したものを適用してある。尚、ボール状の塊状
体ａの径は、酸素含有ガス流路Ｓを通流する酸素含有ガ
スの圧力損失、及び、セルＣと酸素側ガス流路構成材Ｍ
間の接続抵抗等から、適宜設定する。
料ガス流路Ｆとの両方に臨む間隔保持部材４及び板状材
５には、酸素含有ガスによる酸化雰囲気に対する耐性と
燃料ガスによる還元雰囲気に対する耐性との両方を確保
し、かつ、高い導電性を必要とする観点からＬａＣｒＯ
3 のセラミック材を適用してある。又、酸素含有ガス流
路Ｓに臨む壁材７には、酸素含有ガスによる酸化雰囲気
に対する耐性及び導電性に優れたＬａＭｎＯ3 のセラミ
ック材を、気体の通流を許容する多孔質状に形成したも
のを適用してある。又、同様に酸素含有ガス流路Ｓに臨
む塊状体ａには、ＬａＭｎＯ3 のセラミック材をボール
状に形成したものを適用してある。尚、ボール状の塊状
体ａの径は、酸素含有ガス流路Ｓを通流する酸素含有ガ
スの圧力損失、及び、セルＣと酸素側ガス流路構成材Ｍ
間の接続抵抗等から、適宜設定する。
【００２０】図１および図２に示すように、燃料極３の
両縁部に一対の間隔保持部材８，８を配置し、これら一
対の間隔保持部材８，８をもって、燃料極３に臨む側に
燃料側ガス流路Ｆを形成すべく配置される燃料側ガス流
路構成材Ｎを構成してあり、その燃料側ガス流路構成材
Ｎに収納する導電製材９を、気体の通流を許容する状態
に形成された柱状の柔軟性導電材ｂの複数個を、燃料側
ガス流路Ｆの燃料ガス流動方向に沿わす状態で収納して
構成してある。
両縁部に一対の間隔保持部材８，８を配置し、これら一
対の間隔保持部材８，８をもって、燃料極３に臨む側に
燃料側ガス流路Ｆを形成すべく配置される燃料側ガス流
路構成材Ｎを構成してあり、その燃料側ガス流路構成材
Ｎに収納する導電製材９を、気体の通流を許容する状態
に形成された柱状の柔軟性導電材ｂの複数個を、燃料側
ガス流路Ｆの燃料ガス流動方向に沿わす状態で収納して
構成してある。
【００２１】柔軟性導電材ｂは、気体の通流を許容する
ものであること、及び、燃料側ガス流路Ｆ内に配置する
ことから燃料ガスによる還元雰囲気中での耐性を確保す
るという観点から、Ｎｉのフェルト状材を適用してあ
る。
ものであること、及び、燃料側ガス流路Ｆ内に配置する
ことから燃料ガスによる還元雰囲気中での耐性を確保す
るという観点から、Ｎｉのフェルト状材を適用してあ
る。
【００２２】上述の如く構成したセルＣの複数個と、酸
素側ガス流路構成材Ｍの複数個と、燃料側ガス流路構成
材Ｎの複数個とを、隣合うセルＣ，Ｃ同士を酸素側ガス
流路構成材Ｍ及び燃料側ガス流路構成材Ｎにて導電状態
に接続する状態で、積層状態に立設並置して、固体電解
質型燃料電池を構成している。
素側ガス流路構成材Ｍの複数個と、燃料側ガス流路構成
材Ｎの複数個とを、隣合うセルＣ，Ｃ同士を酸素側ガス
流路構成材Ｍ及び燃料側ガス流路構成材Ｎにて導電状態
に接続する状態で、積層状態に立設並置して、固体電解
質型燃料電池を構成している。
【００２３】酸素側ガス流路構成材Ｍを上述の如く構成
することにより、塊状体ａを低温時は無充填部Ｋが存在
する状態で収納するものの、セルＣ、酸素側ガス流路構
成材Ｍ、燃料側ガス流路構成材Ｎ夫々を立設並置してい
るので、低温時の無充填部Ｋが存在する状態でも、その
無充填部Ｋを上部の壁材７の下方部に位置させて、塊状
体ａとセルＣ間、及び、塊状体ａと酸素側ガス流路構成
材Ｍ間夫々の接触状態を保ち、セルＣと酸素側ガス流路
構成材Ｍとを導電状態に接続できる。
することにより、塊状体ａを低温時は無充填部Ｋが存在
する状態で収納するものの、セルＣ、酸素側ガス流路構
成材Ｍ、燃料側ガス流路構成材Ｎ夫々を立設並置してい
るので、低温時の無充填部Ｋが存在する状態でも、その
無充填部Ｋを上部の壁材７の下方部に位置させて、塊状
体ａとセルＣ間、及び、塊状体ａと酸素側ガス流路構成
材Ｍ間夫々の接触状態を保ち、セルＣと酸素側ガス流路
構成材Ｍとを導電状態に接続できる。
【００２４】又、燃料電池の運転に伴う温度上昇に伴っ
て、セルＣ、酸素側ガス流路構成材Ｍ、導電性材６とし
て充填してある塊状体ａ夫々が温度上昇して熱膨張して
も、塊状体ａ夫々が、夫々の熱膨張による体積増大分を
低温時における無充填部Ｋを消滅させる状態で熱膨張す
るように作用するとともに、隣合う塊状体ａ，ａ間、塊
状体ａとセルＣ間、及び、塊状体ａと酸素側ガス流路構
成材Ｍ間夫々は固着していないので、相互に位置を変位
し合うことが可能となる。従って、セルＣ及び酸素側ガ
ス流路構成材Ｍに反りが発生しても、塊状体ａがセルＣ
及び酸素側ガス流路構成材Ｍに沿う状態で接触するの
で、塊状体ａとセルＣ間、及び、塊状体ａと酸素側ガス
流路構成材Ｍ夫々の接触状態は良好な状態に維持できる
ので、セルＣ及び酸素側ガス流路構成材Ｍの反り発生に
起因する導電性材６とセルＣ間、及び、導電性材６と酸
素側ガス流路構成材Ｍ夫々の接続抵抗の増大を回避でき
ると共に、セルＣ、ガス流路構成材Ｍ、導電性材６夫々
の熱膨張に伴う熱応力の発生を抑制できる。
て、セルＣ、酸素側ガス流路構成材Ｍ、導電性材６とし
て充填してある塊状体ａ夫々が温度上昇して熱膨張して
も、塊状体ａ夫々が、夫々の熱膨張による体積増大分を
低温時における無充填部Ｋを消滅させる状態で熱膨張す
るように作用するとともに、隣合う塊状体ａ，ａ間、塊
状体ａとセルＣ間、及び、塊状体ａと酸素側ガス流路構
成材Ｍ間夫々は固着していないので、相互に位置を変位
し合うことが可能となる。従って、セルＣ及び酸素側ガ
ス流路構成材Ｍに反りが発生しても、塊状体ａがセルＣ
及び酸素側ガス流路構成材Ｍに沿う状態で接触するの
で、塊状体ａとセルＣ間、及び、塊状体ａと酸素側ガス
流路構成材Ｍ夫々の接触状態は良好な状態に維持できる
ので、セルＣ及び酸素側ガス流路構成材Ｍの反り発生に
起因する導電性材６とセルＣ間、及び、導電性材６と酸
素側ガス流路構成材Ｍ夫々の接続抵抗の増大を回避でき
ると共に、セルＣ、ガス流路構成材Ｍ、導電性材６夫々
の熱膨張に伴う熱応力の発生を抑制できる。
【００２５】一方、燃料側ガス流路構成材Ｎを上述の如
く構成することで、燃料電池の運転に伴う温度上昇に伴
って、セルＣ及び酸素側ガス流路構成材Ｍに反りが発生
しても、柔軟性導電材ｂを、その弾性力により隣接する
セルＣの燃料極３と酸素側ガス流路構成材Ｍ夫々に密着
させることができ、セルＣ及び酸素側ガス流路構成材Ｍ
の反り発生に起因する隣接するセルＣの燃料極３と酸素
側ガス流路構成材Ｍ間の接続抵抗の増大を回避すること
ができる。
く構成することで、燃料電池の運転に伴う温度上昇に伴
って、セルＣ及び酸素側ガス流路構成材Ｍに反りが発生
しても、柔軟性導電材ｂを、その弾性力により隣接する
セルＣの燃料極３と酸素側ガス流路構成材Ｍ夫々に密着
させることができ、セルＣ及び酸素側ガス流路構成材Ｍ
の反り発生に起因する隣接するセルＣの燃料極３と酸素
側ガス流路構成材Ｍ間の接続抵抗の増大を回避すること
ができる。
【００２６】〔別実施例〕次に、別実施例を列記する。
【００２７】 上記実施例では、酸素側ガス流路構成
材Ｍに収納する導電性材６を、導電性を有する多数の塊
状体ａを充填して構成する場合について例示したが、こ
れに代えて、燃料側ガス流路構成材Ｎを、燃料極３の両
側縁部に配置する一対の間隔保持部材と、それら一対の
間隔保持部材に跨がる状態で配置する導電性を有する板
状材とから構成し、その燃料側ガス流路構成材Ｎに収納
する導電性材９を、導電性を有する多数の塊状体を充填
して構成するようにしても良い。又、酸素側ガス流路構
成材Ｍ及び燃料側ガス流路構成材Ｎ夫々に収納する導電
性材６，９のいずれも、導電性を有する多数の塊状体を
充填して構成するようにしても良い。
材Ｍに収納する導電性材６を、導電性を有する多数の塊
状体ａを充填して構成する場合について例示したが、こ
れに代えて、燃料側ガス流路構成材Ｎを、燃料極３の両
側縁部に配置する一対の間隔保持部材と、それら一対の
間隔保持部材に跨がる状態で配置する導電性を有する板
状材とから構成し、その燃料側ガス流路構成材Ｎに収納
する導電性材９を、導電性を有する多数の塊状体を充填
して構成するようにしても良い。又、酸素側ガス流路構
成材Ｍ及び燃料側ガス流路構成材Ｎ夫々に収納する導電
性材６，９のいずれも、導電性を有する多数の塊状体を
充填して構成するようにしても良い。
【００２８】 図４に示すように、酸素側ガス流路構
成材Ｍに、気体の通流を許容する多孔質状の仕切り材１
０の複数個を、酸素含有ガス流路Ｓを複数の区画に仕切
るべく互いに間隔を隔てて上下方向に並置し、それら区
画夫々に、多数の塊状体ａを、低温時は区画内上部に無
充填部Ｋが存在し、かつ、加温状態では塊状体ａ自体の
熱膨張により無充填部Ｋを消滅させる状態で収納しても
良い。この場合は、酸素含有ガス流路Ｓを複数の区画に
仕切ってその区画夫々の狭い空間内で、塊状体ａ夫々
が、夫々の熱膨張による体積増大分を無充填部Ｋを消滅
させる状態で熱膨張するように作用するので、広い空間
内で作用するのに比して、その作用をより効果的に達成
させることができて、セルＣ、酸素側ガス流路構成材
Ｍ、塊状体ａ夫々の熱膨張に伴う熱応力の発生を更に抑
制できる。尚、仕切り材１０は、ＬａＭｎＯ3 のセラミ
ック材を多孔質状に形成したものを適用する。あるい
は、仕切り材１０に、多孔質状に形成したものを適用す
るに代えて、気体の通流を許容するフェルト状に形成し
たものを適用しても良い。
成材Ｍに、気体の通流を許容する多孔質状の仕切り材１
０の複数個を、酸素含有ガス流路Ｓを複数の区画に仕切
るべく互いに間隔を隔てて上下方向に並置し、それら区
画夫々に、多数の塊状体ａを、低温時は区画内上部に無
充填部Ｋが存在し、かつ、加温状態では塊状体ａ自体の
熱膨張により無充填部Ｋを消滅させる状態で収納しても
良い。この場合は、酸素含有ガス流路Ｓを複数の区画に
仕切ってその区画夫々の狭い空間内で、塊状体ａ夫々
が、夫々の熱膨張による体積増大分を無充填部Ｋを消滅
させる状態で熱膨張するように作用するので、広い空間
内で作用するのに比して、その作用をより効果的に達成
させることができて、セルＣ、酸素側ガス流路構成材
Ｍ、塊状体ａ夫々の熱膨張に伴う熱応力の発生を更に抑
制できる。尚、仕切り材１０は、ＬａＭｎＯ3 のセラミ
ック材を多孔質状に形成したものを適用する。あるい
は、仕切り材１０に、多孔質状に形成したものを適用す
るに代えて、気体の通流を許容するフェルト状に形成し
たものを適用しても良い。
【００２９】 上記実施例では、塊状体ａの形状がボ
ール状の場合について例示したが、塊状体ａの形状は不
問であり、例えば、多面体状であっても良い。
ール状の場合について例示したが、塊状体ａの形状は不
問であり、例えば、多面体状であっても良い。
【００３０】 上記実施例では、塊状体ａを、ＬａＭ
ｎＯ3 の導電性セラミック材にて形成する場合について
例示したが、導電性セラミック材の材質は不問であり、
又、金属の塊状体の表面に導電性セラミック材をコーテ
ィングして塊状体ａを構成しても良い。
ｎＯ3 の導電性セラミック材にて形成する場合について
例示したが、導電性セラミック材の材質は不問であり、
又、金属の塊状体の表面に導電性セラミック材をコーテ
ィングして塊状体ａを構成しても良い。
【００３１】 上記実施例では、セルＣの複数個と、
酸素側ガス流路構成材Ｍの複数個と、燃料側ガス流路構
成材Ｎの複数個とを積層状態に立設並置する場合につい
て例示したが、これに代えて、セルＣの複数個と、酸素
側ガス流路構成材Ｍの複数個と、燃料側ガス流路構成材
Ｎの複数個とを積層状態に横設並置しても良い。
酸素側ガス流路構成材Ｍの複数個と、燃料側ガス流路構
成材Ｎの複数個とを積層状態に立設並置する場合につい
て例示したが、これに代えて、セルＣの複数個と、酸素
側ガス流路構成材Ｍの複数個と、燃料側ガス流路構成材
Ｎの複数個とを積層状態に横設並置しても良い。
【００３２】 上記実施例では、酸素側ガス流路構成
材Ｍを、燃料極２の両側縁部に配置する一対の間隔保持
部材４，４と、それら一対の間隔保持部材に跨がる状態
で配置する導電性を有する板状材５とから構成する場合
について例示したが、これに代えて、一対の間隔保持部
材４，４と板状材５とを横断面形状がコの字形状になる
ように一体的に形成しても良い。
材Ｍを、燃料極２の両側縁部に配置する一対の間隔保持
部材４，４と、それら一対の間隔保持部材に跨がる状態
で配置する導電性を有する板状材５とから構成する場合
について例示したが、これに代えて、一対の間隔保持部
材４，４と板状材５とを横断面形状がコの字形状になる
ように一体的に形成しても良い。
【００３３】 上記実施例では、酸素含有ガス流路Ｓ
の上下の開口部夫々に配置する一対の壁材７，７を、気
体の通流を許容する多孔質状で形成する場合について例
示したが、これに代えて、壁材７，７を、気体の通流を
許容するフェルト状材で形成しても良い。
の上下の開口部夫々に配置する一対の壁材７，７を、気
体の通流を許容する多孔質状で形成する場合について例
示したが、これに代えて、壁材７，７を、気体の通流を
許容するフェルト状材で形成しても良い。
【００３４】 間隔保持部材４、板状材５、壁材７の
夫々は、上記実施例で示した材料以外にも種々の材料に
より形成できる。又、柔軟性導電材ｂも、Ｎｉのフェル
ト状材の他、種々のもので形成できる。
夫々は、上記実施例で示した材料以外にも種々の材料に
より形成できる。又、柔軟性導電材ｂも、Ｎｉのフェル
ト状材の他、種々のもので形成できる。
【００３５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】固体電解質型燃料電池の一部切り欠き正面図
【図２】固体電解質型燃料電池の平面図
【図３】固体電解質型燃料電池の要部の一部切り欠き斜
視図
視図
【図４】別実施例を示す固体電解質型燃料電池における
要部の一部切り欠き斜視図
要部の一部切り欠き斜視図
【図５】従来の固体電解質型燃料電池における要部の一
部切り欠き斜視図
部切り欠き斜視図
１ 板状固体電解質層 ２ 酸素極 ３ 燃料極 ６，９ 導電性材 １０ 仕切り材 ａ 塊状体 Ｃ セル Ｆ 燃料ガス流路 Ｋ 無充填部 Ｍ 酸素側ガス流路構成材 Ｎ 燃料側ガス流路構成材 Ｓ 酸素含有ガス流路
Claims (3)
- 【請求項１】 板状固体電解質層（１）の一方の面に酸
素極（２）をかつ他方の面に燃料極（３）を付設した固
体電解質型セル（Ｃ）の複数個と、前記酸素極（２）に
臨む側に酸素含有ガス流路（Ｓ）を形成すべく配置さ
れ、かつ、ガス流路内に導電性材（６）を収納して導電
性を備えるように構成した酸素側ガス流路構成材（Ｍ）
の複数個と、前記燃料極（３）に臨む側に燃料ガス流路
（Ｆ）を形成すべく配置され、かつ、ガス流路内に導電
性材（９）を収納して導電性を備えるように構成した燃
料側ガス流路構成材（Ｎ）の複数個とが、隣合うセル
（Ｃ），（Ｃ）同士を前記両種のガス流路構成材
（Ｍ），（Ｎ）にて導電状態に接続する状態で、積層状
態に並置された固体電解質型燃料電池であって、 前記酸素側ガス流路構成材（Ｍ）又は前記燃料側ガス流
路構成材（Ｎ）に収納される導電性材（６），（９）
が、導電性を有する多数の塊状体（ａ）を充填して構成
されている固体電解質型燃料電池。 - 【請求項２】 前記多数の塊状体（ａ）が、低温時は無
充填部（Ｋ）が存在し、かつ、加温状態では前記塊状体
（ａ）自体の熱膨張により前記無充填部（Ｋ）を消滅さ
せる状態で前記酸素側ガス流路構成材（Ｍ）又は前記燃
料側ガス流路構成材（Ｎ）に収納されている請求項１記
載の固体電解質型燃料電池。 - 【請求項３】 前記固体電解質型セル（Ｃ）の複数個
と、前記酸素側ガス流路構成材（Ｍ）の複数個と、前記
燃料側ガス流路構成材（Ｎ）の複数個とが、隣合うセル
（Ｃ），（Ｃ）同士を前記両種のガス流路構成材
（Ｍ），（Ｎ）にて導電状態に接続する状態で、積層状
態に立設並置され、前記酸素側ガス流路構成材（Ｍ）又
は前記燃料側ガス流路構成材（Ｎ）に、気体の通流を許
容する多孔質状の仕切り材（１０）複数個がガス流路を
複数の区画に仕切るべく互いに間隔を隔てて上下方向に
並置され、前記区画夫々に、前記多数の塊状体（ａ）
が、低温時は無充填部（Ｋ）が存在し、かつ、加温状態
では前記塊状体（ａ）自体の熱膨張により前記無充填部
（Ｋ）を消滅させる状態で収納されている請求項１記載
の固体電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341617A JPH05174848A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341617A JPH05174848A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174848A true JPH05174848A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18347473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341617A Pending JPH05174848A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05174848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7045243B2 (en) | 2001-05-22 | 2006-05-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Cell plate structure for fuel cell, manufacturing method thereof and solid electrolyte type fuel cell |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP3341617A patent/JPH05174848A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7045243B2 (en) | 2001-05-22 | 2006-05-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Cell plate structure for fuel cell, manufacturing method thereof and solid electrolyte type fuel cell |
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