JPH0541227A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
- Publication number
- JPH0541227A JPH0541227A JP3194595A JP19459591A JPH0541227A JP H0541227 A JPH0541227 A JP H0541227A JP 3194595 A JP3194595 A JP 3194595A JP 19459591 A JP19459591 A JP 19459591A JP H0541227 A JPH0541227 A JP H0541227A
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- JP
- Japan
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- cell
- gas
- fuel cell
- solid oxide
- reaction gas
- 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
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- Y—GENERAL 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
- 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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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】運転温度降下時に単電池が熱破損することのな
い固体電解質型燃料電池を得る。 【構成】単セルと反応ガス分配手段とガスシールとを有
し、単セルは固体電解質の両主面にカソードとアノード
の電極を配してなり、反応ガス分配手段は上記単セルの
両電極に酸化剤ガスと燃料ガスの両反応ガスを個別に供
給するもので単セルと交互に積層されるものであり、ガ
スシールは前記単セルと反応ガスとのガスシールを行う
もので燃料電池の運転温度で溶融する無機塩を用いるも
のである。
い固体電解質型燃料電池を得る。 【構成】単セルと反応ガス分配手段とガスシールとを有
し、単セルは固体電解質の両主面にカソードとアノード
の電極を配してなり、反応ガス分配手段は上記単セルの
両電極に酸化剤ガスと燃料ガスの両反応ガスを個別に供
給するもので単セルと交互に積層されるものであり、ガ
スシールは前記単セルと反応ガスとのガスシールを行う
もので燃料電池の運転温度で溶融する無機塩を用いるも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は固体電解質型燃料電池
のガスシールに係り特に固体電解質型燃料電池の割れが
なく信頼性に優れる固体電解質型燃料電池のガスシール
に関する。
のガスシールに係り特に固体電解質型燃料電池の割れが
なく信頼性に優れる固体電解質型燃料電池のガスシール
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の固体電解質型燃料電池を示
す分解斜視図である。この固体電解質型燃料電池は固体
電解質体１０とその両主面に形成された酸化剤極９と燃
料極１１からなる単電池８とセパレータ１交互に積層さ
れて構成される。セパレータ１にはその両主面に燃料ガ
ス室２と図示しない酸化剤ガス室とを有し燃料ガス室２
には燃料ガス入口マニホルド３より燃料ガスが入り燃料
ガス出口マニホルド４より燃料ガスが排出される。燃料
ガスはこの際燃料極１１に供給される。酸化剤ガス室も
同様な構成である。セパレータ１の各マニホルドは図示
しないザグリ部を有してこのザグリ部にガラスＯリング
７が嵌入される。燃料電池の運転時にはこのガラスＯリ
ング７は溶融して液体シールとなる。この液体シールは
単電池８とセパレータ１との間のガス漏れを防止する。
このガスシールは液体であるので単電池８とセパレータ
１の熱膨張率が異なっても相互の滑りは円滑であり固体
電解質型燃料電池が熱破損することなく安全に運転され
る。
す分解斜視図である。この固体電解質型燃料電池は固体
電解質体１０とその両主面に形成された酸化剤極９と燃
料極１１からなる単電池８とセパレータ１交互に積層さ
れて構成される。セパレータ１にはその両主面に燃料ガ
ス室２と図示しない酸化剤ガス室とを有し燃料ガス室２
には燃料ガス入口マニホルド３より燃料ガスが入り燃料
ガス出口マニホルド４より燃料ガスが排出される。燃料
ガスはこの際燃料極１１に供給される。酸化剤ガス室も
同様な構成である。セパレータ１の各マニホルドは図示
しないザグリ部を有してこのザグリ部にガラスＯリング
７が嵌入される。燃料電池の運転時にはこのガラスＯリ
ング７は溶融して液体シールとなる。この液体シールは
単電池８とセパレータ１との間のガス漏れを防止する。
このガスシールは液体であるので単電池８とセパレータ
１の熱膨張率が異なっても相互の滑りは円滑であり固体
電解質型燃料電池が熱破損することなく安全に運転され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら固体電解
質型燃料電池の運転を休止して温度を下げる場合におい
ては上述のガラスが溶融温度以下となるためにガラスが
固化しそのために単電池とセパレータの自由な熱収縮が
阻害され単電池が破損するという問題があった。この発
明は上述の点に鑑みてなされその目的はガスシールに改
良を加えることにより固体電解質型燃料電池の温度の上
昇下降に係わらず電池の破損がなく信頼性に優れる固体
電解質型燃料電池を提供することにある。
質型燃料電池の運転を休止して温度を下げる場合におい
ては上述のガラスが溶融温度以下となるためにガラスが
固化しそのために単電池とセパレータの自由な熱収縮が
阻害され単電池が破損するという問題があった。この発
明は上述の点に鑑みてなされその目的はガスシールに改
良を加えることにより固体電解質型燃料電池の温度の上
昇下降に係わらず電池の破損がなく信頼性に優れる固体
電解質型燃料電池を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば単電池と反応ガス分配手段とガスシールとを有
し、単電池は固体電解質の両主面にカソードとアノード
の電極を配してなり、反応ガス分配手段は上記単電池の
両電極に酸化剤ガスと燃料ガスの両反応ガスを個別に供
給するもので単電池と交互に積層されるものであり、ガ
スシールは前記単電池と反応ガス分配手段とのガスシー
ルを行うもので燃料電池の運転温度で溶融する無機塩を
用いるものであるとすることにより達成される。単電池
には自立膜方式と称して固体電解質体の両面に酸化剤極
と燃料極を配したもの、あるいは基板の上に単電池を積
層した支持膜方式のもの等が含まれる。また反応ガス分
配手段には緻密質のセパレータや多孔質の基板に緻密質
の膜を積層したものなどが含まれる。無機塩は単独でま
たマトリックスと混合して用いられる。マトリックスに
はセラミックスや金属の粉末、繊維、フェルト、布等が
用いられる。無機塩には固体電解質型燃料電池が８００
乃至１０００℃で用いられるのでこの温度範囲で溶融す
るもので単電池や反応ガス分配手段の材料と反応しない
ものを用いることが出来る。
よれば単電池と反応ガス分配手段とガスシールとを有
し、単電池は固体電解質の両主面にカソードとアノード
の電極を配してなり、反応ガス分配手段は上記単電池の
両電極に酸化剤ガスと燃料ガスの両反応ガスを個別に供
給するもので単電池と交互に積層されるものであり、ガ
スシールは前記単電池と反応ガス分配手段とのガスシー
ルを行うもので燃料電池の運転温度で溶融する無機塩を
用いるものであるとすることにより達成される。単電池
には自立膜方式と称して固体電解質体の両面に酸化剤極
と燃料極を配したもの、あるいは基板の上に単電池を積
層した支持膜方式のもの等が含まれる。また反応ガス分
配手段には緻密質のセパレータや多孔質の基板に緻密質
の膜を積層したものなどが含まれる。無機塩は単独でま
たマトリックスと混合して用いられる。マトリックスに
はセラミックスや金属の粉末、繊維、フェルト、布等が
用いられる。無機塩には固体電解質型燃料電池が８００
乃至１０００℃で用いられるのでこの温度範囲で溶融す
るもので単電池や反応ガス分配手段の材料と反応しない
ものを用いることが出来る。
【０００５】
【作用】無機塩は固体電解質型燃料電池の運転温度で溶
融状態となり液体シールが形成される。電池温度が下が
ると無機塩は固化するが無機塩の結晶は脆いため、単電
池や反応ガス分配手段が熱収縮するさいに無機塩は割れ
て各部材は独立に熱収縮することができる。
融状態となり液体シールが形成される。電池温度が下が
ると無機塩は固化するが無機塩の結晶は脆いため、単電
池や反応ガス分配手段が熱収縮するさいに無機塩は割れ
て各部材は独立に熱収縮することができる。
【０００６】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はこの発明の実施例にかかる固体電解質型燃
料電池を示す分解斜視図である。図４に示した固体電解
質型燃料電池とはガスシールのみが異なる。ジルコニア
（ＺｒＯ2 ）製フェルトのＯリングを８５０℃で溶融さ
せた塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）中に滲漬し取り出して
塩化ナトリウム含浸のフェルトＯリング１２を作る。セ
パレータ１３のザグリ部１５に嵌入し電池を組み立て
る。リング１２の厚さはザグリ部１４の深さより若干厚
くしておく。溶融後に単電池の面に密着する。
する。図１はこの発明の実施例にかかる固体電解質型燃
料電池を示す分解斜視図である。図４に示した固体電解
質型燃料電池とはガスシールのみが異なる。ジルコニア
（ＺｒＯ2 ）製フェルトのＯリングを８５０℃で溶融さ
せた塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）中に滲漬し取り出して
塩化ナトリウム含浸のフェルトＯリング１２を作る。セ
パレータ１３のザグリ部１５に嵌入し電池を組み立て
る。リング１２の厚さはザグリ部１４の深さより若干厚
くしておく。溶融後に単電池の面に密着する。
【０００７】ガスシールはまた次のようにして調製する
こともできる。ＺｒＯ2 粉末と塩化マグネシウム粉末を
混合し金型に詰めて２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で押しか
ため、粉末成形リングを得ることができる。
こともできる。ＺｒＯ2 粉末と塩化マグネシウム粉末を
混合し金型に詰めて２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で押しか
ため、粉末成形リングを得ることができる。
【０００８】図２はこの発明の実施例に係る固体電解質
型燃料電池の熱サイクル特性を従来の特性と対比して示
す線図である。本発明の電池は９回の熱サイクルにおい
ても特性の劣化がない。これに対し従来の電池では１回
の熱サイクルで急速に劣化がおこっている。分解試験の
結果では本発明のセルには割れが認められないのに対し
従来のものでは大きな割れが観測された。
型燃料電池の熱サイクル特性を従来の特性と対比して示
す線図である。本発明の電池は９回の熱サイクルにおい
ても特性の劣化がない。これに対し従来の電池では１回
の熱サイクルで急速に劣化がおこっている。分解試験の
結果では本発明のセルには割れが認められないのに対し
従来のものでは大きな割れが観測された。
【０００９】なおマトリックスの形状はリングに限定さ
れるものではなくシール部の形状にあわせて任意に選定
することができる。無機塩としてはその沸点が運転温度
以上であることが好ましい。
れるものではなくシール部の形状にあわせて任意に選定
することができる。無機塩としてはその沸点が運転温度
以上であることが好ましい。
【００１０】
【発明の効果】この発明によれば単電池と反応ガス分配
手段とガスシールとを有し、単電池は固体電解質の両主
面にカソードとアノードの電極を配してなり、反応ガス
分配手段は上記単電池の両電極に酸化剤ガスと燃料ガス
の両反応ガスを個別に供給するもので単電池と交互に積
層されるものであり、ガスシールは前記単電池と反応ガ
ス分配手段とのガスシールを行うもので燃料電池の運転
温度で溶融する無機塩を用いるものであるので、固体電
解質型燃料電池の運転温度降下時において単電池や反応
ガス分配手段が熱収縮するさいに無機塩は容易に割れる
ため各部材は独立に熱収縮することができその結果運転
温度の降下時に熱破損がなく信頼性に優れる固体電解質
型燃料電池が得られる。
手段とガスシールとを有し、単電池は固体電解質の両主
面にカソードとアノードの電極を配してなり、反応ガス
分配手段は上記単電池の両電極に酸化剤ガスと燃料ガス
の両反応ガスを個別に供給するもので単電池と交互に積
層されるものであり、ガスシールは前記単電池と反応ガ
ス分配手段とのガスシールを行うもので燃料電池の運転
温度で溶融する無機塩を用いるものであるので、固体電
解質型燃料電池の運転温度降下時において単電池や反応
ガス分配手段が熱収縮するさいに無機塩は容易に割れる
ため各部材は独立に熱収縮することができその結果運転
温度の降下時に熱破損がなく信頼性に優れる固体電解質
型燃料電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
を示す分解斜視図
を示す分解斜視図
【図２】この発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
の熱サイクル特性を従来の特性と対比して示す線図
の熱サイクル特性を従来の特性と対比して示す線図
【図３】従来の固体電解質型燃料電池を示す分解斜視図
１ セパレータ ２ 燃料ガス室 ３ 燃料ガス入口マニホルド ４ 燃料ガス出口マニホルド ５ 酸化剤ガス入口マニホルド ６ 酸化剤ガス出口マニホルド ７ ガラスＯリング ８ 単電池 ９ 酸化剤極 １０ 固体電解質体 １１ 燃料極 １２ ＮａＣｌ含浸ＺｒＯ2 フェルトリング １３ セパレータ １４ 内部マニホルド １５ ザグリ部
Claims (3)
- 【請求項１】単電池と反応ガス分配手段とガスシールと
を有し、 単電池は固体電解質の両主面にカソードとアノードの電
極を配してなり、 反応ガス分配手段は上記単電池の両電極に酸化剤ガスと
燃料ガスの両反応ガスを個別に供給するもので単電池と
交互に積層されるものであり、 ガスシールは前記単電池と反応ガス分配手段とのガスシ
ールを行うもので燃料電池の運転温度で溶融する無機塩
を用いるものであることを特徴とする固体電解質型燃料
電池。 - 【請求項２】請求項１記載の固体電解質型燃料電池にお
いてガスシールは無機塩とマトリックスとの混合体であ
ることを特徴とする固体電解質型燃料電池。 - 【請求項３】請求項２記載の固体電解質型燃料電池にお
いてマトリックスはセラミックスの繊維であることを特
徴とする固体電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3194595A JPH0541227A (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3194595A JPH0541227A (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541227A true JPH0541227A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16327159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3194595A Pending JPH0541227A (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541227A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004119161A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質型燃料電池用単電池及びこれを用いた燃料電池並びに固体電解質型燃料電池用単電池の製造方法 |
| CN104344120A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-02-11 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 用于高温熔盐的密封连接装置及其方法 |
| JP2016509856A (ja) * | 2013-03-19 | 2016-04-04 | フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム | くぼみを粒子状材料で充填するための装置および方法 |
-
1991
- 1991-08-05 JP JP3194595A patent/JPH0541227A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004119161A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質型燃料電池用単電池及びこれを用いた燃料電池並びに固体電解質型燃料電池用単電池の製造方法 |
| JP2016509856A (ja) * | 2013-03-19 | 2016-04-04 | フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム | くぼみを粒子状材料で充填するための装置および方法 |
| CN104344120A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-02-11 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 用于高温熔盐的密封连接装置及其方法 |
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Legal Events
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