JPH05343079A - 固体電解質燃料電池のガスシール構造 - Google Patents
固体電解質燃料電池のガスシール構造Info
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- JPH05343079A JPH05343079A JP4141864A JP14186492A JPH05343079A JP H05343079 A JPH05343079 A JP H05343079A JP 4141864 A JP4141864 A JP 4141864A JP 14186492 A JP14186492 A JP 14186492A JP H05343079 A JPH05343079 A JP H05343079A
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体電解質燃料電池のガスシール構造におい
て、温度の上昇・下降時の熱膨張差に対し順応性を高く
してセル破壊を防止し、かつ、効果的なガスシールを行
い、信頼性の高い固体電解質燃料電池を実現する。 【構成】 固体電解質燃料電池セルを構成する支持体２
５を固定しガス流路を仕切るための下部仕切板３０にお
いて、支持体２５を取り付ける部分に凸状部３０−３を
設けた２段構成の溝３０−１を形成し、この溝３０−１
に低融点の合金からなるガスシール剤１を充填する。こ
れにより、ガスシール剤１が、温度の上昇・下降時にお
いて熱膨張率的にセル部材に影響が生じない温度まで溶
融状態を保つようにし、温度の上昇・下降時のセル破壊
等を防止する。
て、温度の上昇・下降時の熱膨張差に対し順応性を高く
してセル破壊を防止し、かつ、効果的なガスシールを行
い、信頼性の高い固体電解質燃料電池を実現する。 【構成】 固体電解質燃料電池セルを構成する支持体２
５を固定しガス流路を仕切るための下部仕切板３０にお
いて、支持体２５を取り付ける部分に凸状部３０−３を
設けた２段構成の溝３０−１を形成し、この溝３０−１
に低融点の合金からなるガスシール剤１を充填する。こ
れにより、ガスシール剤１が、温度の上昇・下降時にお
いて熱膨張率的にセル部材に影響が生じない温度まで溶
融状態を保つようにし、温度の上昇・下降時のセル破壊
等を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質燃料電池発
電装置の構造に関するものであって、詳しくは各単位発
電セルを取り付ける部分のガスシール構造に関するもの
である。
電装置の構造に関するものであって、詳しくは各単位発
電セルを取り付ける部分のガスシール構造に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の固体電解質燃料電池（以後、ＳＯ
ＦＣと略記する）の構造例を図２，図３に示す。図２
（ａ）は筒型の支持体を使用したＳＯＦＣの単位発電セ
ル（以下、単セルまたはセルと記す）の外観構造を示
し、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ′の断面構造を示してい
る。この単セル２０は空気極を支持体２５として使用
し、この表面に固体電解質２１と燃料電極２２を形成
し、さらに背面にはインタコネクタ２３を設けている。
なお、各材料として、例えば空気極の支持体２５にはＬ
ａ0・8Ｓｒ0・2ＭｎＯ3等のペロブスカイト構造の酸化物
が、固体電解質２１にはＹＳＺ等が、また、燃料電極２
２にはニッケルジルコニアサーメットが、そして、イン
タコネクタ２３にはＬａＣｒＯ3系が使用されている。
また、これらを設けない部分には必要に応じてガス気密
を確保するためアルミナ等によってガス不透過性被膜２
４の層を設けている。
ＦＣと略記する）の構造例を図２，図３に示す。図２
（ａ）は筒型の支持体を使用したＳＯＦＣの単位発電セ
ル（以下、単セルまたはセルと記す）の外観構造を示
し、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ′の断面構造を示してい
る。この単セル２０は空気極を支持体２５として使用
し、この表面に固体電解質２１と燃料電極２２を形成
し、さらに背面にはインタコネクタ２３を設けている。
なお、各材料として、例えば空気極の支持体２５にはＬ
ａ0・8Ｓｒ0・2ＭｎＯ3等のペロブスカイト構造の酸化物
が、固体電解質２１にはＹＳＺ等が、また、燃料電極２
２にはニッケルジルコニアサーメットが、そして、イン
タコネクタ２３にはＬａＣｒＯ3系が使用されている。
また、これらを設けない部分には必要に応じてガス気密
を確保するためアルミナ等によってガス不透過性被膜２
４の層を設けている。
【０００３】図３は、このような単セル２０（両端部は
２０−１，２０−２）を複数組み合わせて構成したモジ
ュールの構造を示している。図３において、３０′は下
部仕切板、３０′−１は溝、３０′−２は各単セル２
０，２０−１，２０−２の支持体２５へのガス供給口、
３１は上部仕切板、３１−１は貫通口、３２は外容器、
３３は酸化剤ガス供給口、３４は燃料ガス供給口、３５
は前室、３６は燃焼室、３７はガス排出口、３８は導電
性スペーサ、３９は導線、４０はシール剤である。
２０−１，２０−２）を複数組み合わせて構成したモジ
ュールの構造を示している。図３において、３０′は下
部仕切板、３０′−１は溝、３０′−２は各単セル２
０，２０−１，２０−２の支持体２５へのガス供給口、
３１は上部仕切板、３１−１は貫通口、３２は外容器、
３３は酸化剤ガス供給口、３４は燃料ガス供給口、３５
は前室、３６は燃焼室、３７はガス排出口、３８は導電
性スペーサ、３９は導線、４０はシール剤である。
【０００４】発電部を形成させた支持体２５は、下部仕
切板３０′に載せられた後、上部仕切板３１を貫通して
固定され、この様な状態で外容器３２の内部に収納され
る。下部仕切板３０′には支持体２５の取付用に溝３
０′−１が設けられており、支持体２５はこの溝３０′
−１に嵌合され、この嵌合部にはガスの気密性を確保す
るため、ホウケイ酸ガラス等の非導電性ガラス系材料か
らなるシール材４０が満たされる。なお、図３に示すよ
うに、支持体２５はニッケルフェルト等の導電性スペー
サ３８を介し、各単セル２０，２０−１，２０−２が電
気的に接続されるように組み立てられている。
切板３０′に載せられた後、上部仕切板３１を貫通して
固定され、この様な状態で外容器３２の内部に収納され
る。下部仕切板３０′には支持体２５の取付用に溝３
０′−１が設けられており、支持体２５はこの溝３０′
−１に嵌合され、この嵌合部にはガスの気密性を確保す
るため、ホウケイ酸ガラス等の非導電性ガラス系材料か
らなるシール材４０が満たされる。なお、図３に示すよ
うに、支持体２５はニッケルフェルト等の導電性スペー
サ３８を介し、各単セル２０，２０−１，２０−２が電
気的に接続されるように組み立てられている。
【０００５】このＳＯＦＣの動作にあたっては、発電部
全体を１０００℃等の温度とし、反応に必要な各ガスを
供給する。酸化剤ガスは、外容器３２の下部に設けられ
た酸化剤ガス供給口３３から供給され、ガス供給口３
０′−２を通った後、各単セル２０，２０−１，２０−
２の内部を通過しながら反応し、その後の残ガスが燃焼
室３６に達する。一方、燃料ガスは外容器３２の側面に
設けられた燃料ガス供給口３４から、各単セル２０，２
０−１，２０−２間のすき間に流入して反応する。図３
では、燃料ガス供給口３４が外容器３２の左側面に表示
されているが、ガスと燃料極との接触を向上させる観点
から紙面の表側（または裏側）の位置に設けることもあ
る。反応で消費されなかったガスは燃焼室３６に導かれ
て、やはり反応で残った酸化剤ガスと混合し燃焼する。
そして、このような燃焼後の高温ガスは、ガス排出口３
７から外部に排出される。
全体を１０００℃等の温度とし、反応に必要な各ガスを
供給する。酸化剤ガスは、外容器３２の下部に設けられ
た酸化剤ガス供給口３３から供給され、ガス供給口３
０′−２を通った後、各単セル２０，２０−１，２０−
２の内部を通過しながら反応し、その後の残ガスが燃焼
室３６に達する。一方、燃料ガスは外容器３２の側面に
設けられた燃料ガス供給口３４から、各単セル２０，２
０−１，２０−２間のすき間に流入して反応する。図３
では、燃料ガス供給口３４が外容器３２の左側面に表示
されているが、ガスと燃料極との接触を向上させる観点
から紙面の表側（または裏側）の位置に設けることもあ
る。反応で消費されなかったガスは燃焼室３６に導かれ
て、やはり反応で残った酸化剤ガスと混合し燃焼する。
そして、このような燃焼後の高温ガスは、ガス排出口３
７から外部に排出される。
【０００６】以上のようなモジュールの構成において
は、下部仕切板３０′が酸化剤ガスと燃料ガスの各流路
を仕切っているため、各単セル２０，２０−１，２０−
２の下部仕切板３０′への取り付け部における各ガスの
気密性が要求されるが、ＳＯＦＣの運転温度下ではシー
ル材４０として使用したガラス系材料が溝３０′−１に
おいて溶融した状態になるので、ガスの気密性が確保さ
れている。
は、下部仕切板３０′が酸化剤ガスと燃料ガスの各流路
を仕切っているため、各単セル２０，２０−１，２０−
２の下部仕切板３０′への取り付け部における各ガスの
気密性が要求されるが、ＳＯＦＣの運転温度下ではシー
ル材４０として使用したガラス系材料が溝３０′−１に
おいて溶融した状態になるので、ガスの気密性が確保さ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
従来のＳＯＦＣのモジュールにおいては、ガスシール剤
として、通常、ガラス系材料が使用されている。このよ
うなガラス系材料の溶融開始温度は約４００℃以上であ
り、ＳＯＦＣの運転温度である１０００℃近辺であれ
ば、運転の継続中はガスシール材として十分にその目的
を達成している。
従来のＳＯＦＣのモジュールにおいては、ガスシール剤
として、通常、ガラス系材料が使用されている。このよ
うなガラス系材料の溶融開始温度は約４００℃以上であ
り、ＳＯＦＣの運転温度である１０００℃近辺であれ
ば、運転の継続中はガスシール材として十分にその目的
を達成している。
【０００８】しかし、ＳＯＦＣは定期点検や単セルの交
換等のため運転の停止が必要となる場合があり、このよ
うな場合に、運転の停止に伴って発電部の温度は室温ま
で低下する。この温度低下に伴って、１０００℃で熱膨
張していた各単セルの収縮が生じるが、この収縮は温室
と１０００℃の間でほぼ直線関係にある。従って、ガラ
ス系材料が固体化する４００℃近辺の温度から室温まで
の間で、単セルは膨張していた分の約４０％程度が収縮
する。しかし、各単セルがこの温度に低下した時には既
にガラス系材料は固体化しており、一部は下部仕切板３
０の上面や支持体２５の側壁に付着した状態のままで固
化している部分もある。このような状態で、各支持体２
５が収縮すると、ガラスの付着状態によっては、ガラス
と支持体材料の熱膨張率の差によって単セルが機械的に
破壊してしまうという重大な問題が存在していた。
換等のため運転の停止が必要となる場合があり、このよ
うな場合に、運転の停止に伴って発電部の温度は室温ま
で低下する。この温度低下に伴って、１０００℃で熱膨
張していた各単セルの収縮が生じるが、この収縮は温室
と１０００℃の間でほぼ直線関係にある。従って、ガラ
ス系材料が固体化する４００℃近辺の温度から室温まで
の間で、単セルは膨張していた分の約４０％程度が収縮
する。しかし、各単セルがこの温度に低下した時には既
にガラス系材料は固体化しており、一部は下部仕切板３
０の上面や支持体２５の側壁に付着した状態のままで固
化している部分もある。このような状態で、各支持体２
５が収縮すると、ガラスの付着状態によっては、ガラス
と支持体材料の熱膨張率の差によって単セルが機械的に
破壊してしまうという重大な問題が存在していた。
【０００９】また、一旦室温まで冷却させたＳＯＦＣを
再び運転温度まで上昇させた場合には、シール材のガラ
ス系材料は４００℃程度までは固体状態にあるのに対
し、支持体は熱膨張していくため、やはり熱膨張差によ
ってセルが破壊してしまうという問題があった。
再び運転温度まで上昇させた場合には、シール材のガラ
ス系材料は４００℃程度までは固体状態にあるのに対
し、支持体は熱膨張していくため、やはり熱膨張差によ
ってセルが破壊してしまうという問題があった。
【００１０】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、筒型ＳＯＦＣをはじめＳＯＦＣ全
てにわたって関連するガスシール構造に関するものであ
り、その目的は、温度の上昇・下降時の熱膨張差に対し
て順応性を高くし、温度の上昇・下降時のセル破壊を防
止し、かつ、効果的なガスシールを行うことができ、信
頼性の高いＳＯＦＣを実現する固体電解質燃料電池のガ
スシール構造を提供することにある。
されたものであって、筒型ＳＯＦＣをはじめＳＯＦＣ全
てにわたって関連するガスシール構造に関するものであ
り、その目的は、温度の上昇・下降時の熱膨張差に対し
て順応性を高くし、温度の上昇・下降時のセル破壊を防
止し、かつ、効果的なガスシールを行うことができ、信
頼性の高いＳＯＦＣを実現する固体電解質燃料電池のガ
スシール構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の固体電解質燃料電池のガスシール構造にお
いては、空気極もしくは燃料極または反応に不活性な物
質からなる支持体を使用し該空気極，固体電解質，該燃
料極の層を順次重ねた構造として固体電解質燃料電池セ
ルを構成し、ガスの流路を仕切る仕切板に前記支持体を
取り付けて該固体電解質燃料電池セルを固定し容器内に
収容した固体電解質燃料電池において、ガスシール剤と
して低融点金属または所定の金属を適宜配合した低融点
合金を使用し、前記支持体を前記仕切板に取り付ける部
分には、前記支持体の周囲に沿って溝を形成し、該溝に
前記ガスシール剤を充填した構造にすることを特徴とし
ている。
め、本発明の固体電解質燃料電池のガスシール構造にお
いては、空気極もしくは燃料極または反応に不活性な物
質からなる支持体を使用し該空気極，固体電解質，該燃
料極の層を順次重ねた構造として固体電解質燃料電池セ
ルを構成し、ガスの流路を仕切る仕切板に前記支持体を
取り付けて該固体電解質燃料電池セルを固定し容器内に
収容した固体電解質燃料電池において、ガスシール剤と
して低融点金属または所定の金属を適宜配合した低融点
合金を使用し、前記支持体を前記仕切板に取り付ける部
分には、前記支持体の周囲に沿って溝を形成し、該溝に
前記ガスシール剤を充填した構造にすることを特徴とし
ている。
【００１２】
【作用】本発明の固体電解質燃料電池のガスシール構造
では、固体電解質燃料電池セルを構成する支持体を固定
しガス流路を仕切っている仕切板において、支持体を取
り付ける部分に充填するガスシール剤として低融点金属
もしくは低融点合金を使用する。これにより、ガスシー
ル剤が、温度の上昇・下降時において熱膨張率的に各部
に影響が生じない温度まで溶融状態を保つようにし、温
度の上昇・下降時のセル破壊を防止する。
では、固体電解質燃料電池セルを構成する支持体を固定
しガス流路を仕切っている仕切板において、支持体を取
り付ける部分に充填するガスシール剤として低融点金属
もしくは低融点合金を使用する。これにより、ガスシー
ル剤が、温度の上昇・下降時において熱膨張率的に各部
に影響が生じない温度まで溶融状態を保つようにし、温
度の上昇・下降時のセル破壊を防止する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１４】図１は本発明の一実施例の要部の構成を示
す部分断面図であり、各発電セルの取り付け部の詳細を
示している。図において、１は低融点金属または低融点
合金を用いたガスシール剤、２５は各単セルの支持体、
３０は下部仕切板、３０−１は溝、３０−２はガス供給
口、３０−３は凸状部を示す。
す部分断面図であり、各発電セルの取り付け部の詳細を
示している。図において、１は低融点金属または低融点
合金を用いたガスシール剤、２５は各単セルの支持体、
３０は下部仕切板、３０−１は溝、３０−２はガス供給
口、３０−３は凸状部を示す。
【００１５】本実施例のモジュール構造は、基本的には
図３で示したモジュール構造と同一である。すなわち、
空気極材料からなる支持体２５を使用し、空気極，固体
電解質，燃料電極の層を順次重ねた構造とすることによ
って固体電解質燃料電池セルを構成し、この固体電解質
燃料電池セルを固定するための仕切板を各単セルの支持
体２５の上部と下部に配置し、これらを容器内に収容す
る。図１では、このような構造のうち、ガス流路を仕切
っている下部仕切板３０まわりのガスシール構造を示し
ている。本実施例では、支持体２５を下部仕切板３０に
取り付ける部分に、支持体２５の周囲に沿って溝３０−
１を形成し、この溝３０−１に低融点金属または低融点
合金を用いたガスシール剤１を充填する本実施例が図３
のモジュール構造と異なる点は、ガスシール剤として、
図３のガラス系のシール剤４０に代えて低融点の金属も
しくは合金からなるガスシール剤１を用いた点である。
このような導電性のガスシール剤１を使用しているた
め、各支持体２５がガスシール剤１によって電気的に接
触することを防止する必要があり、ガスシール剤１を満
たす部分の構造としては、凸状部３０−３を設けて仕切
板３０の溝３０−１を２段構造にしている。また、セル
の支持体２５が電極材料から構成される場合、その表面
は溝３０−１内に収容される部分を含め全面にわたって
絶縁性物質からなるガス不透過性被膜を形成し、ガスの
気密とともに何らかの原因で、隣接するガスシール剤１
同士が短絡してもセルのショートを防止出来るようにし
ている。このような構造にしておき、ガスシール剤１を
満たしておくことで、発電部全体の温度を上昇させるだ
けで、支持体２５を取付ける溝３０−１のガス気密性を
確保することができる。
図３で示したモジュール構造と同一である。すなわち、
空気極材料からなる支持体２５を使用し、空気極，固体
電解質，燃料電極の層を順次重ねた構造とすることによ
って固体電解質燃料電池セルを構成し、この固体電解質
燃料電池セルを固定するための仕切板を各単セルの支持
体２５の上部と下部に配置し、これらを容器内に収容す
る。図１では、このような構造のうち、ガス流路を仕切
っている下部仕切板３０まわりのガスシール構造を示し
ている。本実施例では、支持体２５を下部仕切板３０に
取り付ける部分に、支持体２５の周囲に沿って溝３０−
１を形成し、この溝３０−１に低融点金属または低融点
合金を用いたガスシール剤１を充填する本実施例が図３
のモジュール構造と異なる点は、ガスシール剤として、
図３のガラス系のシール剤４０に代えて低融点の金属も
しくは合金からなるガスシール剤１を用いた点である。
このような導電性のガスシール剤１を使用しているた
め、各支持体２５がガスシール剤１によって電気的に接
触することを防止する必要があり、ガスシール剤１を満
たす部分の構造としては、凸状部３０−３を設けて仕切
板３０の溝３０−１を２段構造にしている。また、セル
の支持体２５が電極材料から構成される場合、その表面
は溝３０−１内に収容される部分を含め全面にわたって
絶縁性物質からなるガス不透過性被膜を形成し、ガスの
気密とともに何らかの原因で、隣接するガスシール剤１
同士が短絡してもセルのショートを防止出来るようにし
ている。このような構造にしておき、ガスシール剤１を
満たしておくことで、発電部全体の温度を上昇させるだ
けで、支持体２５を取付ける溝３０−１のガス気密性を
確保することができる。
【００１６】本実施例のガスシール剤１としては、ス
ズ，鉛，ビスマス，インジウム，カドミウム，亜鉛，銀
等を適宜配合した低融点合金を使用するのが好適である
が、低融点金属を単独に用いても良い。上記の低融点合
金を用いる場合の合金の融解温度は、これらの合金の配
合比によって変わるが、その配合比を調整することによ
って下表に例示するように、１００℃以下で種々の融解
温度を得ることができる。
ズ，鉛，ビスマス，インジウム，カドミウム，亜鉛，銀
等を適宜配合した低融点合金を使用するのが好適である
が、低融点金属を単独に用いても良い。上記の低融点合
金を用いる場合の合金の融解温度は、これらの合金の配
合比によって変わるが、その配合比を調整することによ
って下表に例示するように、１００℃以下で種々の融解
温度を得ることができる。
【００１７】
【表１】
【００１８】このような低融点の合金を使用すると、Ｓ
ＯＦＣの温度の上昇・下降時にも１００℃以下の温度か
ら既にガスシール剤としての合金が融解状態にあるの
で、温度の変化に伴う各セル部材の熱膨張の差を完璧に
吸収することができる。なお、ガスの気密性に関して
は、融解状態であれば合金の表面張力は大きく、凝集力
も強いので、下部仕切板３０の溝３０−１と支持体２５
の隙間が表面張力の点から許容される大きさであれば下
部に流れ落ちることは無く、これまで使用されてきたガ
ラス系材料と同様の気密効果を得ることができる。
ＯＦＣの温度の上昇・下降時にも１００℃以下の温度か
ら既にガスシール剤としての合金が融解状態にあるの
で、温度の変化に伴う各セル部材の熱膨張の差を完璧に
吸収することができる。なお、ガスの気密性に関して
は、融解状態であれば合金の表面張力は大きく、凝集力
も強いので、下部仕切板３０の溝３０−１と支持体２５
の隙間が表面張力の点から許容される大きさであれば下
部に流れ落ちることは無く、これまで使用されてきたガ
ラス系材料と同様の気密効果を得ることができる。
【００１９】このように本発明の実施例では、非常に低
い１００℃程度の温度において、ガスシール剤１が低融
点であるため溶融状態にある。従って、図３に示す従来
例のモジュールのように、各発電セルが下部仕切板によ
って支えられただけの状態で、各単位発電セル間には柔
軟性のあるスペーサが配置され、熱膨張による寸法変化
を受容し易い構造をねらった固体電解質燃料電池におい
て、発電部の加熱・冷却過程における、ガスシール剤と
セルの熱膨張差によるセルの破壊を防ぐことができる。
い１００℃程度の温度において、ガスシール剤１が低融
点であるため溶融状態にある。従って、図３に示す従来
例のモジュールのように、各発電セルが下部仕切板によ
って支えられただけの状態で、各単位発電セル間には柔
軟性のあるスペーサが配置され、熱膨張による寸法変化
を受容し易い構造をねらった固体電解質燃料電池におい
て、発電部の加熱・冷却過程における、ガスシール剤と
セルの熱膨張差によるセルの破壊を防ぐことができる。
【００２０】このように本発明のガスシール構造によっ
て初めて、従来のＳＯＦＣで見られていたようなガスシ
ール部の気密不良やガスシール部でのセル部材の破壊と
いった問題を一気に解決することが出来る。
て初めて、従来のＳＯＦＣで見られていたようなガスシ
ール部の気密不良やガスシール部でのセル部材の破壊と
いった問題を一気に解決することが出来る。
【００２１】なお、上記の実施例において、支持体２５
として空気極材料を使用したが、外には燃料極材料を使
用したものや、反応に不活性な物質を使用したものであ
っても良い。また、本発明のガスシール構造は筒型の支
持体を使用した固体電解質型燃料電池において大きな効
果が得られるので、上記の実施例ではこのような構造の
燃料電池について具体例と効果を示した。しかし、この
方式以外の構造の燃料電池においても、ガスシール部構
造の工夫によって、これまでガラス系材料によって行わ
れていたガスシール部への適用が可能である。このよう
に、本発明は、その主旨に沿って種々に応用され、種々
の実施態様を取り得るものである。
として空気極材料を使用したが、外には燃料極材料を使
用したものや、反応に不活性な物質を使用したものであ
っても良い。また、本発明のガスシール構造は筒型の支
持体を使用した固体電解質型燃料電池において大きな効
果が得られるので、上記の実施例ではこのような構造の
燃料電池について具体例と効果を示した。しかし、この
方式以外の構造の燃料電池においても、ガスシール部構
造の工夫によって、これまでガラス系材料によって行わ
れていたガスシール部への適用が可能である。このよう
に、本発明は、その主旨に沿って種々に応用され、種々
の実施態様を取り得るものである。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体電解
質燃料電池のガスシール構造は、低温度で溶融する金属
もしくは合金を使用してガスの気密を行っている。この
ため、固体電解質燃料電池の昇温時や降温時に生じるガ
ラス系材料のガスシール剤の４００℃以下の温度での固
体化と、これに伴うセル構成部材の破壊といった問題が
なく、セル部材の熱膨張・熱収縮を吸収しつつ、かつ、
有効なガス気密をもったシールが行えるという実用上極
めて重要な効果を得ることが出来る。さらに、従来のガ
ラス系材料をガスシール剤に使用していた場合、セルの
取り外し等の作業を行うような１００から１５０℃の温
度ではガラス系材料が固体化しており、セルの取り外し
が不可能であった。しかし、本発明のガスシール構造に
よれば、合金組成の選択などによって最低５０℃近辺ま
で融解状態にしておくことも可能であり、固体電解質熱
電池の補修のためのセルの取り外し等の保守作業を極め
て容易に行うことが出来る。
質燃料電池のガスシール構造は、低温度で溶融する金属
もしくは合金を使用してガスの気密を行っている。この
ため、固体電解質燃料電池の昇温時や降温時に生じるガ
ラス系材料のガスシール剤の４００℃以下の温度での固
体化と、これに伴うセル構成部材の破壊といった問題が
なく、セル部材の熱膨張・熱収縮を吸収しつつ、かつ、
有効なガス気密をもったシールが行えるという実用上極
めて重要な効果を得ることが出来る。さらに、従来のガ
ラス系材料をガスシール剤に使用していた場合、セルの
取り外し等の作業を行うような１００から１５０℃の温
度ではガラス系材料が固体化しており、セルの取り外し
が不可能であった。しかし、本発明のガスシール構造に
よれば、合金組成の選択などによって最低５０℃近辺ま
で融解状態にしておくことも可能であり、固体電解質熱
電池の補修のためのセルの取り外し等の保守作業を極め
て容易に行うことが出来る。
【図１】本発明の一実施例を示すガスシール構造図
【図２】（ａ）は従来の発電セルの外観図、（ｂ）はそ
のＡ−Ａ′断面図
のＡ−Ａ′断面図
【図３】上記従来の発電セルを組み込んだ固体電解質燃
料電池の発電モジュールの構造図
料電池の発電モジュールの構造図
１…低融点金属または低融点合金を用いたガスシール剤 ２５…支持体 ３０…下部仕切板 ３０−１…溝 ３０−２…ガス供給口 ３０−３…凸状部
Claims (1)
- 【請求項１】 空気極もしくは燃料極または反応に不活
性な物質からなる支持体を使用し該空気極，固体電解
質，該燃料極の層を順次重ねた構造として固体電解質燃
料電池セルを構成し、ガスの流路を仕切る仕切板に前記
支持体を取り付けて該固体電解質燃料電池セルを固定し
容器内に収容した固体電解質燃料電池において、 ガスシール剤として低融点金属または所定の金属を適宜
配合した低融点合金を使用し、前記支持体を前記仕切板
に取り付ける部分には、前記支持体の周囲に沿って溝を
形成し、該溝に前記ガスシール剤を充填することを特徴
とする固体電解質燃料電池のガスシール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4141864A JPH05343079A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 固体電解質燃料電池のガスシール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4141864A JPH05343079A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 固体電解質燃料電池のガスシール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343079A true JPH05343079A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15301944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4141864A Pending JPH05343079A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 固体電解質燃料電池のガスシール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343079A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2831995A1 (fr) * | 2002-02-07 | 2003-05-09 | Commissariat Energie Atomique | Ensemble destine a une pile a combustible, comportant une plaque bipolaire et ses moyens d'etancheite et procede de fabrication dudit ensemble |
| WO2003071624A2 (en) * | 2002-02-20 | 2003-08-28 | Acumentrics Corporation | Fuel cell stacking and sealing |
| EP1261052A3 (de) * | 2001-05-26 | 2004-10-06 | ElringKlinger AG | Dichtung |
| EP1484806A1 (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | A structurally yieldable fuel cell seal material |
| JP2007180000A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-07-12 | Kyocera Corp | 燃料電池 |
| US7416802B2 (en) | 2000-05-22 | 2008-08-26 | Acumentrics Corporation | Electrode-supported solid state electrochemical cell |
| EP1569292B1 (en) * | 2004-01-28 | 2015-11-18 | Kyocera Corporation | Fuel cell assembly |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP4141864A patent/JPH05343079A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7416802B2 (en) | 2000-05-22 | 2008-08-26 | Acumentrics Corporation | Electrode-supported solid state electrochemical cell |
| US7659025B2 (en) | 2000-05-22 | 2010-02-09 | Acumentrics Corporation | Electrode-supported solid state electrochemical cell |
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