JPH0613091A - 平板型固体電解質燃料電池 - Google Patents
平板型固体電解質燃料電池Info
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- JPH0613091A JPH0613091A JP4167492A JP16749292A JPH0613091A JP H0613091 A JPH0613091 A JP H0613091A JP 4167492 A JP4167492 A JP 4167492A JP 16749292 A JP16749292 A JP 16749292A JP H0613091 A JPH0613091 A JP H0613091A
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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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/242—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes comprising framed electrodes or intermediary frame-like gaskets
-
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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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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、一様な流速分布を得るとともに、
シールパッキンのシール機能を確保できることを主要な
目的とする。 【構成】発電膜(21)と、この発電膜(21)の両面に燃料ガ
ス、空気が夫々直交して流れるように配置された燃料極
側支持層(22)及び空気極側支持層(23)と、前記燃料極側
支持層(22)及び空気極側支持層(23)上に夫々耐熱性シー
ルパッキン(24)を介して配置されたインタコネクタ(26)
とを具備した外部マニホールド型スタックを複数段積層
してなる平板型固体電解質燃料電池において、前記シー
ルパッキン(24,25) の中央部に燃料ガス又は空気導入用
の第１の開口部(24a,25a) を設け、燃料ガス又は空気の
流れ方向に沿う前記シールパッキンの両端に複数個の第
２の開口部(28,29) を前記第１の開口部(24a,25a) に連
通して設け、かつ前記第２の開口部(28,29) を前記スタ
ックの段方向に交互にずらしたことを特徴とする平板型
固体電解質燃料電池。
シールパッキンのシール機能を確保できることを主要な
目的とする。 【構成】発電膜(21)と、この発電膜(21)の両面に燃料ガ
ス、空気が夫々直交して流れるように配置された燃料極
側支持層(22)及び空気極側支持層(23)と、前記燃料極側
支持層(22)及び空気極側支持層(23)上に夫々耐熱性シー
ルパッキン(24)を介して配置されたインタコネクタ(26)
とを具備した外部マニホールド型スタックを複数段積層
してなる平板型固体電解質燃料電池において、前記シー
ルパッキン(24,25) の中央部に燃料ガス又は空気導入用
の第１の開口部(24a,25a) を設け、燃料ガス又は空気の
流れ方向に沿う前記シールパッキンの両端に複数個の第
２の開口部(28,29) を前記第１の開口部(24a,25a) に連
通して設け、かつ前記第２の開口部(28,29) を前記スタ
ックの段方向に交互にずらしたことを特徴とする平板型
固体電解質燃料電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、平板型固体電解質燃
料電池の改良に関する。
料電池の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、平板型固体電解質燃料電池を構成
する外部マニホールド型スタックとしては、例えば図４
に示す構造のものが知られている（当社出願：特願平２
−１１９２７８）。
する外部マニホールド型スタックとしては、例えば図４
に示す構造のものが知られている（当社出願：特願平２
−１１９２７８）。
【０００３】図中の１は、発電膜を示す。この発電膜１
の両面には、燃料極側支持層２，空気極側支持層３が燃
料ガス，空気が直交して流れるように配置されている。
更にその両面には、耐熱性シールパッキン４，５を夫々
介してインタコネクタ６，７を取り付け、セルを構成し
ている。ここで、前記シールパッキン４は、図５に示す
ように、燃料ガスを発電膜１の全体に導入するため、燃
料ガスが流入する部分に対応してシールパッキン４の全
幅に渡って取り除いている（図中のＸ部分）。また、前
記シールパッキン５も、シールパッキン４と同様、空気
を発電膜１の全体に導入するため、空気が流入する部分
に対応してシールパッキン５の全幅に渡って取り除いて
いる。
の両面には、燃料極側支持層２，空気極側支持層３が燃
料ガス，空気が直交して流れるように配置されている。
更にその両面には、耐熱性シールパッキン４，５を夫々
介してインタコネクタ６，７を取り付け、セルを構成し
ている。ここで、前記シールパッキン４は、図５に示す
ように、燃料ガスを発電膜１の全体に導入するため、燃
料ガスが流入する部分に対応してシールパッキン４の全
幅に渡って取り除いている（図中のＸ部分）。また、前
記シールパッキン５も、シールパッキン４と同様、空気
を発電膜１の全体に導入するため、空気が流入する部分
に対応してシールパッキン５の全幅に渡って取り除いて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
平板型固体電解質燃料電池においては、図４及び図５の
Ｘ部はシール機能を確保するための上部からの面圧が作
用しないためシール性能が著しく低下すると共に、燃料
ガス及び空気の漏洩と両ガス混合の結果生じる燃焼のた
めスタックの損傷を生じる。
平板型固体電解質燃料電池においては、図４及び図５の
Ｘ部はシール機能を確保するための上部からの面圧が作
用しないためシール性能が著しく低下すると共に、燃料
ガス及び空気の漏洩と両ガス混合の結果生じる燃焼のた
めスタックの損傷を生じる。
【０００５】また、流れの観察結果より、発電膜１の平
面内の流れ分布は図４に示す放物線分布を示し、開孔部
両端の流速が遅く、両端部での発電性能が著しく低下し
ているため、発電膜全体が有効に作用しないことが判明
した。
面内の流れ分布は図４に示す放物線分布を示し、開孔部
両端の流速が遅く、両端部での発電性能が著しく低下し
ているため、発電膜全体が有効に作用しないことが判明
した。
【０００６】更に、全幅に渡って開口している結果、ス
タック段方向の流量配分が外部マニホールド内の流れに
よって大きく影響され、段方向の流速が不均一になるこ
とも流れの観察の結果明らかになった。つまり、図５に
示すような流速分布が段方向にも見られる。
タック段方向の流量配分が外部マニホールド内の流れに
よって大きく影響され、段方向の流速が不均一になるこ
とも流れの観察の結果明らかになった。つまり、図５に
示すような流速分布が段方向にも見られる。
【０００７】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、流速の遅くなる発電膜両端近傍に第２の開口
部を設けることにより放物線型流速分布を一様分布に近
づけ、また段方向開口部位置を交互にずらして設けるこ
とにより上部からの荷重による面圧を下段まで伝えるこ
とができシール性を確保できる平板型固体電解質燃料電
池を提供することを目的とする。
たもので、流速の遅くなる発電膜両端近傍に第２の開口
部を設けることにより放物線型流速分布を一様分布に近
づけ、また段方向開口部位置を交互にずらして設けるこ
とにより上部からの荷重による面圧を下段まで伝えるこ
とができシール性を確保できる平板型固体電解質燃料電
池を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、発電膜と、
この発電膜の両面に燃料ガス、空気が夫々直交して流れ
るように配置された燃料極側支持層及び空気極側支持層
と、前記燃料極側支持層及び空気極側支持層上に夫々耐
熱性シールパッキンを介して配置されたインタコネクタ
とを具備した外部マニホールド型スタックを複数段積層
してなる平板型固体電解質燃料電池において、前記シー
ルパッキンの中央部に燃料ガス又は空気導入用の第１の
開口部を設け、燃料ガス又は空気の流れ方向に沿う前記
シールパッキンの両端に複数個の第２の開口部を前記第
１の開口部に連通して設け、かつ前記第２の開口部を前
記スタックの段方向に交互にずらしたことを特徴とする
平板型固体電解質燃料電池である。
この発電膜の両面に燃料ガス、空気が夫々直交して流れ
るように配置された燃料極側支持層及び空気極側支持層
と、前記燃料極側支持層及び空気極側支持層上に夫々耐
熱性シールパッキンを介して配置されたインタコネクタ
とを具備した外部マニホールド型スタックを複数段積層
してなる平板型固体電解質燃料電池において、前記シー
ルパッキンの中央部に燃料ガス又は空気導入用の第１の
開口部を設け、燃料ガス又は空気の流れ方向に沿う前記
シールパッキンの両端に複数個の第２の開口部を前記第
１の開口部に連通して設け、かつ前記第２の開口部を前
記スタックの段方向に交互にずらしたことを特徴とする
平板型固体電解質燃料電池である。
【０００９】
【作用】この発明においては、流速の遅くなる発電膜両
端近傍に第２の開口部を設けることにより放物線型流速
分布を一様分布に近づけ、またスタックの段方向の第２
の開口部位置を交互にずらして設けることにより上部か
らの荷重による面圧を下段まで伝えることができシール
性を確保できる。
端近傍に第２の開口部を設けることにより放物線型流速
分布を一様分布に近づけ、またスタックの段方向の第２
の開口部位置を交互にずらして設けることにより上部か
らの荷重による面圧を下段まで伝えることができシール
性を確保できる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１，図２及び
図３を参照して説明する。ここで、図１はこの発明の実
施例に係る外部マニホールド型スタックの展開斜視図、
図２は図１のインタコネクタを取り除いた平面図、図３
は図１のスタックをｎ段積重ねた平板型固体電解質燃料
電池の斜視図である。
図３を参照して説明する。ここで、図１はこの発明の実
施例に係る外部マニホールド型スタックの展開斜視図、
図２は図１のインタコネクタを取り除いた平面図、図３
は図１のスタックをｎ段積重ねた平板型固体電解質燃料
電池の斜視図である。
【００１１】図中の21は、発電膜を示す。この発電膜21
の両面には、燃料極側支持層22，空気極側支持層23が燃
料ガス，空気が直交して流れるように配置されている。
更にその両面には、耐熱性シールパッキン24，25を夫々
介してインタコネクタ26，27を取り付け、セルを構成し
ている。ここで、前記シールパッキン24の中央部には、
図５に示すように、燃料ガスを発電膜21の全体に導入す
るため、燃料ガスが流入する部分に対応して第１の開口
部24ａを設けている。また、前記燃料ガスの流れ方向に
沿う前記シールパッキン24の両端部には、夫々比較的狭
い２つの第２の開口部28が第１の開口部24ａに連通して
設けられている。
の両面には、燃料極側支持層22，空気極側支持層23が燃
料ガス，空気が直交して流れるように配置されている。
更にその両面には、耐熱性シールパッキン24，25を夫々
介してインタコネクタ26，27を取り付け、セルを構成し
ている。ここで、前記シールパッキン24の中央部には、
図５に示すように、燃料ガスを発電膜21の全体に導入す
るため、燃料ガスが流入する部分に対応して第１の開口
部24ａを設けている。また、前記燃料ガスの流れ方向に
沿う前記シールパッキン24の両端部には、夫々比較的狭
い２つの第２の開口部28が第１の開口部24ａに連通して
設けられている。
【００１２】また、前記シールパッキン25の中央部に
も、シールパッキン24と同様、空気を発電膜21の全体に
導入するため、空気が流入する部分に対応して第１の開
口部２５ａを設けている。更に、前記空気の流れ方向に
沿う前記シールパッキン２５の両端部には、夫々２つの
第２の開口部29が形成されている。ここで、前記開口部
28と開口部29は段方向に交互にずらして設けられてい
る。
も、シールパッキン24と同様、空気を発電膜21の全体に
導入するため、空気が流入する部分に対応して第１の開
口部２５ａを設けている。更に、前記空気の流れ方向に
沿う前記シールパッキン２５の両端部には、夫々２つの
第２の開口部29が形成されている。ここで、前記開口部
28と開口部29は段方向に交互にずらして設けられてい
る。
【００１３】しかして、上記実施例に係る平板型固体電
解質燃料電池によれば、シールパッキン24，25の中央部
に夫々第１の開口部24ａ，25ａを設け、燃料ガスの流れ
方向に沿う前記シールパッキン24の両端部に夫々２つの
第２の開口部28を設け、更に空気の流れ方向に沿う前記
シールパッキン25の両端部に夫々２つの第２の開口部29
を設けることにより、図２に示すように放物線型分布を
一様分布に近づけることができる。また、前記第２の開
口部28，29が段方向に交互にずらした構成にすることに
より、上部からの荷重による面圧を下段まで伝えること
ができ、シール性を確保できる。更に、比較的狭い開口
にてスタックを構成できるため、第２の開口部28，29の
圧損にてスタック段方向の流量配分が制御可能となり、
段方向の流量配分を均一化できる。
解質燃料電池によれば、シールパッキン24，25の中央部
に夫々第１の開口部24ａ，25ａを設け、燃料ガスの流れ
方向に沿う前記シールパッキン24の両端部に夫々２つの
第２の開口部28を設け、更に空気の流れ方向に沿う前記
シールパッキン25の両端部に夫々２つの第２の開口部29
を設けることにより、図２に示すように放物線型分布を
一様分布に近づけることができる。また、前記第２の開
口部28，29が段方向に交互にずらした構成にすることに
より、上部からの荷重による面圧を下段まで伝えること
ができ、シール性を確保できる。更に、比較的狭い開口
にてスタックを構成できるため、第２の開口部28，29の
圧損にてスタック段方向の流量配分が制御可能となり、
段方向の流量配分を均一化できる。
【００１４】なお、上記実施例では、第２の開口部が燃
料ガスの流れ方向に沿う前記シールパッキンの両端部に
夫々２つ設けた場合について述べたが、これに限定され
ず、例えばそれ以上設けてもよい。
料ガスの流れ方向に沿う前記シールパッキンの両端部に
夫々２つ設けた場合について述べたが、これに限定され
ず、例えばそれ以上設けてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
流速の遅くなる発電膜両端近傍に第２の開口部を設ける
ことにより放物線型流速分布を一様な分布にでき、また
段方向に第２の開口部位置を交互にずらして設けること
により上部からの荷重による面圧を下段まで伝えること
ができてシール性を確保でき、更に段方向の流量配分が
均一化できる平板型固体電解質燃料電池を提供できる。
流速の遅くなる発電膜両端近傍に第２の開口部を設ける
ことにより放物線型流速分布を一様な分布にでき、また
段方向に第２の開口部位置を交互にずらして設けること
により上部からの荷重による面圧を下段まで伝えること
ができてシール性を確保でき、更に段方向の流量配分が
均一化できる平板型固体電解質燃料電池を提供できる。
【図１】この発明の一実施例に係る外部マニホールド型
スタックの展開斜視図。
スタックの展開斜視図。
【図２】図１のインタコネクタを取り除いた平面図。
【図３】図１のスタックをｎ段積重ねた平板型固体電解
質燃料電池の斜視図。
質燃料電池の斜視図。
【図４】従来の外部マニホールド型スタックの展開斜視
図。
図。
【図５】図１のインタコネクタを取り除いた平面図。
２１…発電膜、２２…燃料極側支持層、２３…空気極側
支持層、２４，２５…耐熱性シールパッキン、２４ａ，
２５ａ…第１の開口部、２６，２７…インタコネクタ、
２８，２９…第２の開口部。
支持層、２４，２５…耐熱性シールパッキン、２４ａ，
２５ａ…第１の開口部、２６，２７…インタコネクタ、
２８，２９…第２の開口部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 安雄 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 渡辺 潔 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Claims (1)
- 【請求項１】 発電膜と、この発電膜の両面に燃料ガ
ス、空気が夫々直交して流れるように配置された燃料極
側支持層及び空気極側支持層と、前記燃料極側支持層及
び空気極側支持層上に夫々耐熱性シールパッキンを介し
て配置されたインタコネクタとを具備した外部マニホー
ルド型スタックを複数段積層してなる平板型固体電解質
燃料電池において、 前記シールパッキンの中央部に燃料ガス又は空気導入用
の第１の開口部を設け、燃料ガス又は空気の流れ方向に
沿う前記シールパッキンの両端に複数個の第２の開口部
を前記第１の開口部に連通して設け、かつ前記第２の開
口部を前記スタックの段方向に交互にずらしたことを特
徴とする平板型固体電解質燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167492A JPH0613091A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 平板型固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167492A JPH0613091A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 平板型固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613091A true JPH0613091A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15850689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4167492A Withdrawn JPH0613091A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 平板型固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613091A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0850903A (ja) * | 1994-08-08 | 1996-02-20 | Mazda Motor Corp | 固体高分子型燃料電池 |
| EP0961333A1 (en) * | 1997-11-14 | 1999-12-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Solid electrolyte fuel cell |
| WO2002061869A1 (fr) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile a carburant electrolytique de haut polymere et ensemble joint a film electrolytique destine a la pile a carburant |
| EP1298753A2 (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-02 | Delphi Technologies, Inc. | Fuel cell having an anode protected from high oxygen ion concentration |
| WO2005117177A1 (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池 |
| KR101289202B1 (ko) * | 2010-12-28 | 2013-07-29 | 주식회사 포스코 | 금속 지지체형 고체 산화물 연료 전지 스택 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4167492A patent/JPH0613091A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0850903A (ja) * | 1994-08-08 | 1996-02-20 | Mazda Motor Corp | 固体高分子型燃料電池 |
| EP0961333A1 (en) * | 1997-11-14 | 1999-12-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Solid electrolyte fuel cell |
| EP0961333A4 (en) * | 1997-11-14 | 2002-09-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | SOLID ELECTROLYTE CELL |
| WO2002061869A1 (fr) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile a carburant electrolytique de haut polymere et ensemble joint a film electrolytique destine a la pile a carburant |
| US6840969B2 (en) | 2001-01-31 | 2005-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High polymer electrolyte fuel cell and electrolyte film-gasket assembly for the fuel cell |
| CN1305157C (zh) * | 2001-01-31 | 2007-03-14 | 松下电器产业株式会社 | 高分子电解质型燃料电池及其电解质膜－密封垫组合体 |
| EP1298753A2 (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-02 | Delphi Technologies, Inc. | Fuel cell having an anode protected from high oxygen ion concentration |
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| WO2005117177A1 (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池 |
| KR101289202B1 (ko) * | 2010-12-28 | 2013-07-29 | 주식회사 포스코 | 금속 지지체형 고체 산화물 연료 전지 스택 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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