JPH06163063A - 完全内部マニホルド付き燃料電池スタック - Google Patents
完全内部マニホルド付き燃料電池スタックInfo
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- JPH06163063A JPH06163063A JP4214481A JP21448192A JPH06163063A JP H06163063 A JPH06163063 A JP H06163063A JP 4214481 A JP4214481 A JP 4214481A JP 21448192 A JP21448192 A JP 21448192A JP H06163063 A JPH06163063 A JP H06163063A
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】高温溶融カーボネート燃料電池スタックの提
供。 【構成】伸長したマニホールドウエットシール構造を貫
通する導管は、セパレータープレート４０の一つの面の
マニホールドとアノード室との第一の組の間でガスの連
絡を付与し、セパレータープレートの反対面の伸長した
マニホールドウエットシール構造を貫通する導管は、セ
パレータープレートの他の面のマニホールドとカソード
室との第二の組の間でガスの連絡を付与し、反応物ガス
マニホールドの伸長したマニホールド構造を貫通する導
管は、散在したリホーミング室に連絡を付与し、薄い金
属プレートから形成される伸長したウエットシール構造
は柔軟性とレジリエンスに制限を与え、良好なシーリン
グを確実にする。
供。 【構成】伸長したマニホールドウエットシール構造を貫
通する導管は、セパレータープレート４０の一つの面の
マニホールドとアノード室との第一の組の間でガスの連
絡を付与し、セパレータープレートの反対面の伸長した
マニホールドウエットシール構造を貫通する導管は、セ
パレータープレートの他の面のマニホールドとカソード
室との第二の組の間でガスの連絡を付与し、反応物ガス
マニホールドの伸長したマニホールド構造を貫通する導
管は、散在したリホーミング室に連絡を付与し、薄い金
属プレートから形成される伸長したウエットシール構造
は柔軟性とレジリエンスに制限を与え、良好なシーリン
グを確実にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内部マニホールドを有す
る燃料電池スタックおよび内部マニホールドを有し且つ
内部リフォームされた燃料電池スタックに関し、そして
特にそのためのアノード／電流コレクター／セパレータ
ープレート／電流コレクター／カソードからなるサブア
センブリーに関し、該サブアセンブリーは、電解質と組
み合わせた時該電解質と電極との間にウエットシールを
有するものである。このサブアセンブリーは、アセンブ
リーに対する安全と長期安定性を提供し、そしてセパレ
ータープレートの設計は複数の内部リホーミングチャン
バーを有することを可能とし、該チャンバーはアノード
チャンバーと分離されてスタックの高さ方向に沿って配
置されている。本発明は特に溶融炭酸塩および固形コン
ダクター／固形酸化物燃料電池に適用できる。
る燃料電池スタックおよび内部マニホールドを有し且つ
内部リフォームされた燃料電池スタックに関し、そして
特にそのためのアノード／電流コレクター／セパレータ
ープレート／電流コレクター／カソードからなるサブア
センブリーに関し、該サブアセンブリーは、電解質と組
み合わせた時該電解質と電極との間にウエットシールを
有するものである。このサブアセンブリーは、アセンブ
リーに対する安全と長期安定性を提供し、そしてセパレ
ータープレートの設計は複数の内部リホーミングチャン
バーを有することを可能とし、該チャンバーはアノード
チャンバーと分離されてスタックの高さ方向に沿って配
置されている。本発明は特に溶融炭酸塩および固形コン
ダクター／固形酸化物燃料電池に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】一般に、燃料電池電気発生ユニットは、
不活性なもしくは二極性の電気伝導性鉄系金属セパレー
タープレートによって分離された各電池の複数のスタッ
クからなっている。各電池は互いにサンドイッチ状に挟
みあって固定された一つのスタックユニットをなして、
所望の燃料電池エネルギー発生装置を形成する。各電池
は一般にアノード及びカソード電極、共通の電解質タイ
ル、および燃料と酸化ガスの供給源を含んでいる。燃料
ガスおよび酸化ガスは双方とも、マニホールドを通し
て、セパレータープレートと電解質タイルとの間の夫々
の反応成分チャンバーに導入される。電解質と他の電池
成分との接触領域は、燃料ガスと酸化ガスの分離を維持
しそしてガス漏れを防止および／または最小限にするた
め、ウエットシールとして知られている。初期の燃料電
池の欠陥に関与する主な要因は、ウエットシール領域の
腐食と疲弊である。この欠陥は、高温の腐食性電解質の
接触および電池の熱サイクルの間の温度の大幅な変動に
起因する高度な熱ストレスにより加速され、結晶内およ
び結晶間クラッキングによる構造の脆弱化を招来する。
このような欠陥は望ましからぬ燃料ガスおよび／または
酸化ガスの混合および系外へのガス漏れを引き起こし、
意図する酸化還元反応を阻害して、電池の電流発生の低
下および最終的停止を生じる。約５００ないし７００℃
の範囲の燃料電池運転条件においては、溶融炭酸塩電解
質は、その強度のために燃料電池のハウジングとしてお
よびセパレータープレートとして必要な鉄系金属に対し
て非常に腐食性である。溶融炭酸塩燃料電池スタックの
高温運転は、ウエットシール領域における腐食と熱スト
レスの問題を増大し、このことは隣りあう材料の熱膨張
係数が異なる場合に特に顕著である。
不活性なもしくは二極性の電気伝導性鉄系金属セパレー
タープレートによって分離された各電池の複数のスタッ
クからなっている。各電池は互いにサンドイッチ状に挟
みあって固定された一つのスタックユニットをなして、
所望の燃料電池エネルギー発生装置を形成する。各電池
は一般にアノード及びカソード電極、共通の電解質タイ
ル、および燃料と酸化ガスの供給源を含んでいる。燃料
ガスおよび酸化ガスは双方とも、マニホールドを通し
て、セパレータープレートと電解質タイルとの間の夫々
の反応成分チャンバーに導入される。電解質と他の電池
成分との接触領域は、燃料ガスと酸化ガスの分離を維持
しそしてガス漏れを防止および／または最小限にするた
め、ウエットシールとして知られている。初期の燃料電
池の欠陥に関与する主な要因は、ウエットシール領域の
腐食と疲弊である。この欠陥は、高温の腐食性電解質の
接触および電池の熱サイクルの間の温度の大幅な変動に
起因する高度な熱ストレスにより加速され、結晶内およ
び結晶間クラッキングによる構造の脆弱化を招来する。
このような欠陥は望ましからぬ燃料ガスおよび／または
酸化ガスの混合および系外へのガス漏れを引き起こし、
意図する酸化還元反応を阻害して、電池の電流発生の低
下および最終的停止を生じる。約５００ないし７００℃
の範囲の燃料電池運転条件においては、溶融炭酸塩電解
質は、その強度のために燃料電池のハウジングとしてお
よびセパレータープレートとして必要な鉄系金属に対し
て非常に腐食性である。溶融炭酸塩燃料電池スタックの
高温運転は、ウエットシール領域における腐食と熱スト
レスの問題を増大し、このことは隣りあう材料の熱膨張
係数が異なる場合に特に顕著である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、組み立てた
スタックの各電池へ出入りする燃料ガスおよび酸化ガス
のための、電池成分の設計により組み立ての容易さ、長
期耐久性および燃料電池運転の安定性を提供する様式
で、完全に内部化したマニホールドを提供する。本発明
はまた、リホーミング触媒の疲弊なしに行なえる炭化水
素含有燃料の内部電池リホーミングのための、独立した
リホーミングチャンバーのための内部マニホールドを提
供することもできる。リホーム用メタンが酸化炭素と水
素に変化する吸熱反応が、電池スタック内で有利に行わ
れる。
スタックの各電池へ出入りする燃料ガスおよび酸化ガス
のための、電池成分の設計により組み立ての容易さ、長
期耐久性および燃料電池運転の安定性を提供する様式
で、完全に内部化したマニホールドを提供する。本発明
はまた、リホーミング触媒の疲弊なしに行なえる炭化水
素含有燃料の内部電池リホーミングのための、独立した
リホーミングチャンバーのための内部マニホールドを提
供することもできる。リホーム用メタンが酸化炭素と水
素に変化する吸熱反応が、電池スタック内で有利に行わ
れる。
【０００４】商業的に実行できるカーボネート燃料電池
のスタックは、各々８フィート四方の平面積を有する約
６００以上の電池を含んでよい。このような個々の電池
のスタックにおいて、分離用板は、各々が１セットの分
離用板の間に入れられた燃料及びオキシダントから個々
の電池を分離し、燃料は分離用板の１面と電解質マトリ
ックスのアノード側との間に入れられ、オキシダントは
分離用板の他方の面と二次電解質マトリックスのカソー
ド側との間に入れられる。
のスタックは、各々８フィート四方の平面積を有する約
６００以上の電池を含んでよい。このような個々の電池
のスタックにおいて、分離用板は、各々が１セットの分
離用板の間に入れられた燃料及びオキシダントから個々
の電池を分離し、燃料は分離用板の１面と電解質マトリ
ックスのアノード側との間に入れられ、オキシダントは
分離用板の他方の面と二次電解質マトリックスのカソー
ド側との間に入れられる。
【０００５】燃料電池の開発において強調されてきたこ
とは、燃料電池スタックから物理的に分離可能なチャン
ネルマニフォールドを使用することにより、燃料とオキ
シダントガスを外部マニフォールディングすることであ
る。しかしながら、各電池の入力及び出力はそれぞれの
入力マニフォールド及び出力マニフォールドに開かれて
いなければならず、入力マニフォールド及び出力マニフ
ォールドは電池スタックの外面上にクランプされていな
ければならない。電気的なショートを避けるために、金
属マニフォールドと電池スタックとの間を絶縁しなけれ
ばならない。外部マニフォールディングには、電池スタ
ックの電位傾度に沿ってガスケット内でカーボネートの
吸入排出を防止している間、マニフォールド／マニフォ
ールドガスケット／電池スタックの界面において十分な
ガスシールを維持するために重大な問題が存在する。電
池スタックから金属マニフォールドを絶縁するためのさ
まざまな組み合わせが使用されてきたが、高温溶融カー
ボネートの燃料電池操作条件下においてはカーボネート
が浸透できないにもかかわらず、ガス密封のスライディ
ングシールを提供すること及び電気的に絶縁することは
困難であり、満足の行く解決は見いだせなかった。マニ
フォールディング及びシールディングの問題は、多数の
電池及び広い平面積を電池スタックに使用する場合、よ
り厳密になる。大多数の電池を使用する場合は、スタッ
クの高さに沿ったシール領域内でカーボネートを動かす
電位が増加し、そして電池の平面積が増加する場合は、
各成分の線状許容量及び各成分の側面配列は、マニフォ
ールド／マニフォールドガスケット／電池スタック間の
表面のシールを維持するのが極端に困難になる。
とは、燃料電池スタックから物理的に分離可能なチャン
ネルマニフォールドを使用することにより、燃料とオキ
シダントガスを外部マニフォールディングすることであ
る。しかしながら、各電池の入力及び出力はそれぞれの
入力マニフォールド及び出力マニフォールドに開かれて
いなければならず、入力マニフォールド及び出力マニフ
ォールドは電池スタックの外面上にクランプされていな
ければならない。電気的なショートを避けるために、金
属マニフォールドと電池スタックとの間を絶縁しなけれ
ばならない。外部マニフォールディングには、電池スタ
ックの電位傾度に沿ってガスケット内でカーボネートの
吸入排出を防止している間、マニフォールド／マニフォ
ールドガスケット／電池スタックの界面において十分な
ガスシールを維持するために重大な問題が存在する。電
池スタックから金属マニフォールドを絶縁するためのさ
まざまな組み合わせが使用されてきたが、高温溶融カー
ボネートの燃料電池操作条件下においてはカーボネート
が浸透できないにもかかわらず、ガス密封のスライディ
ングシールを提供すること及び電気的に絶縁することは
困難であり、満足の行く解決は見いだせなかった。マニ
フォールディング及びシールディングの問題は、多数の
電池及び広い平面積を電池スタックに使用する場合、よ
り厳密になる。大多数の電池を使用する場合は、スタッ
クの高さに沿ったシール領域内でカーボネートを動かす
電位が増加し、そして電池の平面積が増加する場合は、
各成分の線状許容量及び各成分の側面配列は、マニフォ
ールド／マニフォールドガスケット／電池スタック間の
表面のシールを維持するのが極端に困難になる。
【０００６】６００の電池を含むセルスタックス（ｃｅ
ｌｌ ｓｔａｃｋｓ）は約１０フィート（３．０４８メ
ートル）もの高さになり得るので、外部マニホールド
（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｍａｎｉｆｏｌｄｓ）の剛性（ｓ
ｔｉｆｆｎｅｓｓ）が要求されること及びマニホールド
をセルスタック（ｃｅｌｌ ｓｔａｃｋ）上に押圧する
のに必要な締付力の使用といった重大な問題が生じる。
セルアセンブリー（ｃｅｌｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）とセ
ル操作条件との間の熱勾配、示差熱膨張（ｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｔｉａｌ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ
ｓ）、及びマニホールドに使用される材料の必要な強度
のために、精密許容差及び非常に困難な工学的問題点が
生じる。
ｌｌ ｓｔａｃｋｓ）は約１０フィート（３．０４８メ
ートル）もの高さになり得るので、外部マニホールド
（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｍａｎｉｆｏｌｄｓ）の剛性（ｓ
ｔｉｆｆｎｅｓｓ）が要求されること及びマニホールド
をセルスタック（ｃｅｌｌ ｓｔａｃｋ）上に押圧する
のに必要な締付力の使用といった重大な問題が生じる。
セルアセンブリー（ｃｅｌｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）とセ
ル操作条件との間の熱勾配、示差熱膨張（ｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｔｉａｌ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ
ｓ）、及びマニホールドに使用される材料の必要な強度
のために、精密許容差及び非常に困難な工学的問題点が
生じる。
【０００７】従来は、個々の熔融カーボネート燃料電池
は、分離板（ｓｅｐａｒａｔｏｒｐｌａｔｅ）の外面周
囲にスペーサーストリップ（ｓｐａｃｅｒ ｓｔｒｉｐ
ｓ）を設けてウエットシールを形成するとともに取入れ
及び排出マニホールドを形成していた。高温燃料電池の
ウエットシール部分の環境における様々なシール手段
は、以下の米国特許に開示されている。米国特許第４，
５７９，７８８号はウエットシールストリップを粉末冶
金技術を利用して製作することを教示している。米国特
許第３，７２３，１８６号は、電解質自体がその周囲の
領域にある不活性材料から成り当該電解質とフレーム若
しくはハウジングとの間で不活性周辺シールを作ってい
ることを教示している。米国特許第４，１６０，０６７
号は、ウエットシール部分における燃料電池のハウジン
グ若しくはセパレーター上への不活性材料の蒸着（ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）、又はこのいずれかに含浸された不
活性材料の蒸着を教示している。米国特許第３，８６
７，２０６号は、電解質飽和マトリックスと電極の電解
質飽和周辺縁端との間におけるウエットシールを教示し
ている。米国特許第４，７６１，３４８号は、ガス不透
過性材料の周辺レールによってガスシール機能を付与し
オキシダント及び燃料ガスからアノードとカソードをそ
れぞれ隔離することを教示している。米国特許第４，３
２９，４０３号は、電極から内部電解質領域への移動に
際し、熱膨張係数がより漸進的に変化する電解質組成物
を教示している。米国特許第３，５１４，３３３号は、
薄いアルミニウムのシール用ガスケットを用いた高温燃
料電池におけるアルカリ金属カーボネートのハウジング
を教示している。上記の特許をいずれも、燃料電池スタ
ックにおける内部燃料とオキシダントの周囲のシールを
扱ってはいない。
は、分離板（ｓｅｐａｒａｔｏｒｐｌａｔｅ）の外面周
囲にスペーサーストリップ（ｓｐａｃｅｒ ｓｔｒｉｐ
ｓ）を設けてウエットシールを形成するとともに取入れ
及び排出マニホールドを形成していた。高温燃料電池の
ウエットシール部分の環境における様々なシール手段
は、以下の米国特許に開示されている。米国特許第４，
５７９，７８８号はウエットシールストリップを粉末冶
金技術を利用して製作することを教示している。米国特
許第３，７２３，１８６号は、電解質自体がその周囲の
領域にある不活性材料から成り当該電解質とフレーム若
しくはハウジングとの間で不活性周辺シールを作ってい
ることを教示している。米国特許第４，１６０，０６７
号は、ウエットシール部分における燃料電池のハウジン
グ若しくはセパレーター上への不活性材料の蒸着（ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）、又はこのいずれかに含浸された不
活性材料の蒸着を教示している。米国特許第３，８６
７，２０６号は、電解質飽和マトリックスと電極の電解
質飽和周辺縁端との間におけるウエットシールを教示し
ている。米国特許第４，７６１，３４８号は、ガス不透
過性材料の周辺レールによってガスシール機能を付与し
オキシダント及び燃料ガスからアノードとカソードをそ
れぞれ隔離することを教示している。米国特許第４，３
２９，４０３号は、電極から内部電解質領域への移動に
際し、熱膨張係数がより漸進的に変化する電解質組成物
を教示している。米国特許第３，５１４，３３３号は、
薄いアルミニウムのシール用ガスケットを用いた高温燃
料電池におけるアルカリ金属カーボネートのハウジング
を教示している。上記の特許をいずれも、燃料電池スタ
ックにおける内部燃料とオキシダントの周囲のシールを
扱ってはいない。
【０００８】リン酸燃料電池（約１５０℃ないし２２０
℃で作動する）のガスシールを、電池の構成要素の多孔
質材料周囲の細孔の炭化ケイ素及び／又は窒化ケイ素で
ふさぐことによって行うことが米国特許第４，７８１，
７２７号に、また支持板縁端（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐ
ｌａｔｅ ｅｄｇｅ）に透き間のある空間（ｉｎｔｅｒ
ｓｔｉｔｉａｌ ｓｐａｃｅｓ）を設けることによって
行うことが米国特許第４，７８６，５６８号および第
４，８２４，７３９号に、それぞれ教示されている。燃
料のみの内部マニホールディング（ｉｎｔｅｒｎａｌ
ｍａｎｉｆｏｌｄｉｎｇ）について低温電解槽（ｌｏｗ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ
ｃｅｌｌｓ）において直面するシール及び腐食の問題の
解決、例えば、米国特許第４，２５９，３８９号に教示
されている顆粒状不活性材料のポリテトラフルオロエチ
レンをもちいた接着、米国特許第３，０１２，０８６号
に教示されているポリエチレンのガスケット、及び米国
特許第３，５８９，９４１号に教示されている“Ｏ”リ
ングシール等は、高温熔融カーボネート燃料電池に適し
ているとはいえない。
℃で作動する）のガスシールを、電池の構成要素の多孔
質材料周囲の細孔の炭化ケイ素及び／又は窒化ケイ素で
ふさぐことによって行うことが米国特許第４，７８１，
７２７号に、また支持板縁端（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐ
ｌａｔｅ ｅｄｇｅ）に透き間のある空間（ｉｎｔｅｒ
ｓｔｉｔｉａｌ ｓｐａｃｅｓ）を設けることによって
行うことが米国特許第４，７８６，５６８号および第
４，８２４，７３９号に、それぞれ教示されている。燃
料のみの内部マニホールディング（ｉｎｔｅｒｎａｌ
ｍａｎｉｆｏｌｄｉｎｇ）について低温電解槽（ｌｏｗ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ
ｃｅｌｌｓ）において直面するシール及び腐食の問題の
解決、例えば、米国特許第４，２５９，３８９号に教示
されている顆粒状不活性材料のポリテトラフルオロエチ
レンをもちいた接着、米国特許第３，０１２，０８６号
に教示されているポリエチレンのガスケット、及び米国
特許第３，５８９，９４１号に教示されている“Ｏ”リ
ングシール等は、高温熔融カーボネート燃料電池に適し
ているとはいえない。
【０００９】米国特許第４，５１０，２１３号は、電池
ユニットの活性部分（ａｃｔｉｖｅｐｏｒｔｉｏｎ）と
取り囲んでいるトランジションフレーム（ｔｒａｎｓｉ
ｔｉｏｎ ｆｒａｍｅ）によって個々の電池のガスコン
パートメント（ｇａｓ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）に燃
料とオキシダントマニホールドを与え、当該マニホール
ドはセパレーターも当該電池の電解質タイル（ｅｌｅｃ
ｔｒｏｌｙｔｅ ｔｉｌｅ）も貫通しないことを教示し
ている。このトランジションフレームは隣接する電池間
で複雑な絶縁を必要とし、いくつかの独立した複雑な部
分から成っている。米国特許第４，７０８，９１６号
は、熔融カーボネート燃料電池に関する燃料の内部マニ
ホールディング及びオキシダントの外部マニホールディ
ングを教示している。上記熔融カーボネート燃料電池に
おいては、何組かの燃料マニホールドが個々の電池の中
央部分及び両未満にある電解質とセパレーターのみでは
なく電極をも貫通して、短縮された燃料用流路を形成し
ている。末端の燃料マニホールドはセパレータープレー
トの厚い縁端壁面部（ｅｄｇｅ ｗａｌｌ ａｒｅａ）
にあり、一方、中央部の燃料マニホールドは厚い中央部
領域を貫通しており、カーボネートで含浸されたシール
用テープ又は独立した円筒状コンジットインサート（ｃ
ｏｎｄｕｉｔ ｉｎｓｅｒｔ）はカソードを貫通して延
長されている。
ユニットの活性部分（ａｃｔｉｖｅｐｏｒｔｉｏｎ）と
取り囲んでいるトランジションフレーム（ｔｒａｎｓｉ
ｔｉｏｎ ｆｒａｍｅ）によって個々の電池のガスコン
パートメント（ｇａｓ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）に燃
料とオキシダントマニホールドを与え、当該マニホール
ドはセパレーターも当該電池の電解質タイル（ｅｌｅｃ
ｔｒｏｌｙｔｅ ｔｉｌｅ）も貫通しないことを教示し
ている。このトランジションフレームは隣接する電池間
で複雑な絶縁を必要とし、いくつかの独立した複雑な部
分から成っている。米国特許第４，７０８，９１６号
は、熔融カーボネート燃料電池に関する燃料の内部マニ
ホールディング及びオキシダントの外部マニホールディ
ングを教示している。上記熔融カーボネート燃料電池に
おいては、何組かの燃料マニホールドが個々の電池の中
央部分及び両未満にある電解質とセパレーターのみでは
なく電極をも貫通して、短縮された燃料用流路を形成し
ている。末端の燃料マニホールドはセパレータープレー
トの厚い縁端壁面部（ｅｄｇｅ ｗａｌｌ ａｒｅａ）
にあり、一方、中央部の燃料マニホールドは厚い中央部
領域を貫通しており、カーボネートで含浸されたシール
用テープ又は独立した円筒状コンジットインサート（ｃ
ｏｎｄｕｉｔ ｉｎｓｅｒｔ）はカソードを貫通して延
長されている。
【００１０】内部のマニホールド化は、電池の対向縁に
沿った複数のマニホールド孔を用いたことにより燃料ガ
スとオキシダントガスとに並流又は向流を与えるように
意図されていた。燃料用のこれらマニホールド孔は反対
縁に沿った拡大された周辺ウエットシール領域中に配置
されていたが、マニホールドは電解液の外部構造が複雑
であり、少なくとも１つの電極を通過する。しかしなが
ら、隣接するマニホールド孔は燃料用及びオキシダント
用に使用され、これは短いウエットシーツを横切る短い
通路、ガスの漏出を与え、更に必然的に拡大された周辺
シール領域により電池の活性領域の好ましくない減少を
与える。例えば、米国特許４，７６９，２９８を参照さ
れたい。
沿った複数のマニホールド孔を用いたことにより燃料ガ
スとオキシダントガスとに並流又は向流を与えるように
意図されていた。燃料用のこれらマニホールド孔は反対
縁に沿った拡大された周辺ウエットシール領域中に配置
されていたが、マニホールドは電解液の外部構造が複雑
であり、少なくとも１つの電極を通過する。しかしなが
ら、隣接するマニホールド孔は燃料用及びオキシダント
用に使用され、これは短いウエットシーツを横切る短い
通路、ガスの漏出を与え、更に必然的に拡大された周辺
シール領域により電池の活性領域の好ましくない減少を
与える。例えば、米国特許４，７６９，２９８を参照さ
れたい。
【００１１】同様に、内部マニホールド化の従来の試み
では、電池の４つの全ての縁のそれぞれに、拡大された
周辺ウエットシール領域に沿って複数のマニホールド孔
を用いた。しかしながら、前述の様に隣接する燃料及び
オキシダント用マニホールド間の短い通路、同様な複雑
な構造及び孔により、ガスの漏出を生じ、更に電池の活
性領域を減じた。
では、電池の４つの全ての縁のそれぞれに、拡大された
周辺ウエットシール領域に沿って複数のマニホールド孔
を用いた。しかしながら、前述の様に隣接する燃料及び
オキシダント用マニホールド間の短い通路、同様な複雑
な構造及び孔により、ガスの漏出を生じ、更に電池の活
性領域を減じた。
【００１２】燃料としてガス化生成物を用いた場合、炭
化水素成分を改質し、燃料電池スタック内の内部改質に
よる燃料内の水素含量を増加することが好ましい。しか
しながら、従来の改質触媒は、その活性サイトが炭酸塩
の膜によって被覆されるため、熔融炭酸塩電解質により
失活することが知られている。("Debelopment of Inter
nal Reforming Catalysts for the Direct Fuel Cel
l”，Michael Tarjanyi,Lawrence Paetsch,Randolph Be
rnard,Hossin Ghezel-Ayagh,1985,Fuel Cell Seminer,T
ucson,Ariz,May 19-22.1985,pp.177-181,参照）。
化水素成分を改質し、燃料電池スタック内の内部改質に
よる燃料内の水素含量を増加することが好ましい。しか
しながら、従来の改質触媒は、その活性サイトが炭酸塩
の膜によって被覆されるため、熔融炭酸塩電解質により
失活することが知られている。("Debelopment of Inter
nal Reforming Catalysts for the Direct Fuel Cel
l”，Michael Tarjanyi,Lawrence Paetsch,Randolph Be
rnard,Hossin Ghezel-Ayagh,1985,Fuel Cell Seminer,T
ucson,Ariz,May 19-22.1985,pp.177-181,参照）。
【００１３】更に、熔融炭酸塩燃料電池の長期の耐久性
を損なう別の問題点は、熔融炭酸塩電解質による多孔性
アノード構造の変形、流体集積体、分離板等のようなア
ノード側のハードウエアーの腐食、及びそれによる電解
質の損失、及びアノードとカソードの溶解による多孔性
アノードを通るガスのクロスオーバー、電解質の損失を
生じることである。燃料電池に長期間の安定性及び耐久
性を与えるために、これらの１または２以上の問題点を
解決するための多くの試みがなされてきた。
を損なう別の問題点は、熔融炭酸塩電解質による多孔性
アノード構造の変形、流体集積体、分離板等のようなア
ノード側のハードウエアーの腐食、及びそれによる電解
質の損失、及びアノードとカソードの溶解による多孔性
アノードを通るガスのクロスオーバー、電解質の損失を
生じることである。燃料電池に長期間の安定性及び耐久
性を与えるために、これらの１または２以上の問題点を
解決するための多くの試みがなされてきた。
【００１４】燃料電池のアノード室への燃料供給流の水
素含量を増加させることは、幾つかの特許に示されてい
る。米国特許３，２６６，９３８には複数の高温燃料電
池を連続的に配置し、それによって、連続配置中の第１
の電池のアノード室からの排ガスを電池の外部で吸熱反
応により接触改質して追加の水素を生産し、次いで配列
中の第２のアノード室に通す。第２の燃料電池のアノー
ド室の排ガスは電池の外部で接触発熱転換反応に付し、
水素を生産し、配置中の第３の燃料電池のアノード室に
供される。改質及び転換反応は燃料電池の外部で行わ
れ、燃料電池のアノード室への供給燃料により高含量の
水素を与える。米国特許４，５２２，８９４では、接触
酸化及び水蒸気改質により、液状炭化水素供給物の水素
含量を増加することが教示されている。ここで、酸化に
よって生じる熱エネルギーは燃料電池外での改質に使用
されており、燃料電池のアノード室への燃料供給流中に
高い水素含量を与える。
素含量を増加させることは、幾つかの特許に示されてい
る。米国特許３，２６６，９３８には複数の高温燃料電
池を連続的に配置し、それによって、連続配置中の第１
の電池のアノード室からの排ガスを電池の外部で吸熱反
応により接触改質して追加の水素を生産し、次いで配列
中の第２のアノード室に通す。第２の燃料電池のアノー
ド室の排ガスは電池の外部で接触発熱転換反応に付し、
水素を生産し、配置中の第３の燃料電池のアノード室に
供される。改質及び転換反応は燃料電池の外部で行わ
れ、燃料電池のアノード室への供給燃料により高含量の
水素を与える。米国特許４，５２２，８９４では、接触
酸化及び水蒸気改質により、液状炭化水素供給物の水素
含量を増加することが教示されている。ここで、酸化に
よって生じる熱エネルギーは燃料電池外での改質に使用
されており、燃料電池のアノード室への燃料供給流中に
高い水素含量を与える。
【００１５】米国特許３，４８８，２２６では、液状炭
素水素の低温、低圧水蒸気改質により、熔融炭酸塩燃料
電池のアノード室用の供給燃料中に水素を増加させるこ
とが教示されている。ここで、改質は燃料電池の外部で
行われ、燃料電池で生じる熱の熱処理機能として作用す
る。１つの具体例としては、改質触媒は燃料電池のアノ
ード室内に置くこともできる。また、たの具体例では、
燃料電池からの廃熱は水素発生のための吸熱改質反応を
維持するのに直接に使用する。米国特許４，７０２，９
７３では、熔融炭酸塩燃料電池用の２室アノード構造が
示されている。ここで、熔融炭酸塩電解質は、水素イオ
ン透過性で電解質不透過性の金属箔によって、汚染され
た燃料ガス及び改質触媒から隔離される。
素水素の低温、低圧水蒸気改質により、熔融炭酸塩燃料
電池のアノード室用の供給燃料中に水素を増加させるこ
とが教示されている。ここで、改質は燃料電池の外部で
行われ、燃料電池で生じる熱の熱処理機能として作用す
る。１つの具体例としては、改質触媒は燃料電池のアノ
ード室内に置くこともできる。また、たの具体例では、
燃料電池からの廃熱は水素発生のための吸熱改質反応を
維持するのに直接に使用する。米国特許４，７０２，９
７３では、熔融炭酸塩燃料電池用の２室アノード構造が
示されている。ここで、熔融炭酸塩電解質は、水素イオ
ン透過性で電解質不透過性の金属箔によって、汚染され
た燃料ガス及び改質触媒から隔離される。
【００１６】
【発明の要約】本発明は、完全に内部的にマニホールド
された燃料電池スタックを提供し、特に、高温熔融カー
ボネート燃料電池スタックの使用に適する。本発明の完
全に内部的にマニホールドされた燃料電池は、平面構成
要素を有する任意の電池、特に例えば熔融カーボネイト
および固体導体／固体酸化物燃料電池のような高温燃料
電池に適する。一般的には複数の燃料電池単位の長方形
燃料電池スタックが作られ、各燃料電池単位はアノード
およびカソード、アノードの片側上に接しおよびカソー
ドの反対側上に接する電解質、ならびにひとつの電池の
アノードと隣接する電池のカソードとの間の電池単位を
分離して分離板の片側とアノードの間にアノード容器を
形成し、および分離板の反対側とカソードとの間のカソ
ード容器を分離する分離板から成る。この燃料電池単位
はスタックされ、分離板と同様な内部構造を有する末端
板が提供され各端部に半分の電池を形成し、燃料電池ス
タックに強固な構造を与えるためにクランプ止めされ
る。本発明の燃料電池スタックでは、電解質、電極、集
電装置および分離板は約同様の外寸を有することがで
き、燃料電池スタックの端の領域に伸びることができ
る。分離板は、平坦な末端シール構造を有し、これは分
離板の平面から伸びて各分離板のフェイス上の集電装置
および／または電極に、それらの末端の回りに完全に接
触して末端シールを形成する。アノード、アノード集電
装置、分離板、カソード集電装置およびカソードのサブ
アッセンブリーは、制御された条件で組み立てられるこ
とができ、つぎにこのようなサブアッセンブリーは電池
スタックを作るときに電解質および電解質マトリックス
部分と組合わされる。
された燃料電池スタックを提供し、特に、高温熔融カー
ボネート燃料電池スタックの使用に適する。本発明の完
全に内部的にマニホールドされた燃料電池は、平面構成
要素を有する任意の電池、特に例えば熔融カーボネイト
および固体導体／固体酸化物燃料電池のような高温燃料
電池に適する。一般的には複数の燃料電池単位の長方形
燃料電池スタックが作られ、各燃料電池単位はアノード
およびカソード、アノードの片側上に接しおよびカソー
ドの反対側上に接する電解質、ならびにひとつの電池の
アノードと隣接する電池のカソードとの間の電池単位を
分離して分離板の片側とアノードの間にアノード容器を
形成し、および分離板の反対側とカソードとの間のカソ
ード容器を分離する分離板から成る。この燃料電池単位
はスタックされ、分離板と同様な内部構造を有する末端
板が提供され各端部に半分の電池を形成し、燃料電池ス
タックに強固な構造を与えるためにクランプ止めされ
る。本発明の燃料電池スタックでは、電解質、電極、集
電装置および分離板は約同様の外寸を有することがで
き、燃料電池スタックの端の領域に伸びることができ
る。分離板は、平坦な末端シール構造を有し、これは分
離板の平面から伸びて各分離板のフェイス上の集電装置
および／または電極に、それらの末端の回りに完全に接
触して末端シールを形成する。アノード、アノード集電
装置、分離板、カソード集電装置およびカソードのサブ
アッセンブリーは、制御された条件で組み立てられるこ
とができ、つぎにこのようなサブアッセンブリーは電池
スタックを作るときに電解質および電解質マトリックス
部分と組合わされる。
【００１７】本発明はまた、燃料電池スタック内に炭化
水素性（hydrocarbonaceous)燃料を再構成するための分
離された容器を有する完全に内部的にマニホールドされ
た燃料電池スタックを提供でき、付加的な水素燃料を提
供し吸熱再構成化反応のための熱エネルギーを引き出
し、これによって燃料電池の発熱電気化学反応による加
熱により必要とされる燃料電池スタックの所望する冷却
を提供することができる。本発明は特に高温熔融カーボ
ネート燃料電池スタックの使用に適し、電解質からの再
構成化触媒の分離を提供し、これは熔融アルカリカーボ
ネートの場合には容易に触媒の力を無くす。
水素性（hydrocarbonaceous)燃料を再構成するための分
離された容器を有する完全に内部的にマニホールドされ
た燃料電池スタックを提供でき、付加的な水素燃料を提
供し吸熱再構成化反応のための熱エネルギーを引き出
し、これによって燃料電池の発熱電気化学反応による加
熱により必要とされる燃料電池スタックの所望する冷却
を提供することができる。本発明は特に高温熔融カーボ
ネート燃料電池スタックの使用に適し、電解質からの再
構成化触媒の分離を提供し、これは熔融アルカリカーボ
ネートの場合には容易に触媒の力を無くす。
【００１８】電解質、電極、集電装置およびセパレータ
ー・プレートが、一直線に並ぶ多数のパーホレーション
（穿孔）を所望の位置に有している。各セパレーター・
プレートの穿孔は偏平なマニホールド・シール構造によ
って囲まれており、そしてそれは、セパレート・プレー
トの面から該セパレート・プレートの各面上の集電装置
および／または電極に接触するまで延びていて、セパレ
ーター・プレート／集電装置および／または電極シール
を形成し、それが各穿孔を囲んで各穿孔を通してガス・
マニホールドを形成し、そして電極スタックを通して延
びている。延びたマニホールド・シール構造を通じて導
管またはホール（穴）は、燃料マニホールドとセパレー
ター・プレートの一面上にあるアノード室との間にガス
整流を供給し、そして、延びたマニホールド・シール構
造を通じて導管またはホール（穴）は、オキシダンド・
マニホールドとセパレーター・プレートの反対面上にあ
るカソード室との間のガス伝達を可能にする。この構造
により、燃料電池スタックにおける単位燃料電池の各々
へ、および各々から、燃料およびオキシダント・ガスの
内部マニホールディングが十分与えられる。同様に、炭
化水素反応ガスおよび蒸気が燃料電池スタックを通じて
散在するリホーミング室へ供給されるだろうし、そし
て、水素濃縮改質生成ガスが各リホーミング室から燃料
マニホールドへ送られ、下流のアノード室へ供給され
る。
ー・プレートが、一直線に並ぶ多数のパーホレーション
（穿孔）を所望の位置に有している。各セパレーター・
プレートの穿孔は偏平なマニホールド・シール構造によ
って囲まれており、そしてそれは、セパレート・プレー
トの面から該セパレート・プレートの各面上の集電装置
および／または電極に接触するまで延びていて、セパレ
ーター・プレート／集電装置および／または電極シール
を形成し、それが各穿孔を囲んで各穿孔を通してガス・
マニホールドを形成し、そして電極スタックを通して延
びている。延びたマニホールド・シール構造を通じて導
管またはホール（穴）は、燃料マニホールドとセパレー
ター・プレートの一面上にあるアノード室との間にガス
整流を供給し、そして、延びたマニホールド・シール構
造を通じて導管またはホール（穴）は、オキシダンド・
マニホールドとセパレーター・プレートの反対面上にあ
るカソード室との間のガス伝達を可能にする。この構造
により、燃料電池スタックにおける単位燃料電池の各々
へ、および各々から、燃料およびオキシダント・ガスの
内部マニホールディングが十分与えられる。同様に、炭
化水素反応ガスおよび蒸気が燃料電池スタックを通じて
散在するリホーミング室へ供給されるだろうし、そし
て、水素濃縮改質生成ガスが各リホーミング室から燃料
マニホールドへ送られ、下流のアノード室へ供給され
る。
【００１９】スタック末端プレートは、それらの内面上
のセパレーター・プレートへ同様にして配設され、該燃
料電池スタックの組の各々に供給し排出する手段が備え
られている。末端のプレートの連接部分（コネクショ
ン）におけるマニホールドの適当な組へ、および組か
ら、燃料ガス、オキシダント・ガスおよび炭化水素反応
ガスを供給し排出する外部手段は、いかなる従来技術手
段によって備えてもよい。ここで「マニホールドの組」
というのは、１またはそれ以上の燃料入口を形成する第
１の組、１またはそれ以上の使用済の燃料排出口である
第２の組、１またはそれ以上のオキシダント入口である
第３の組、１またはそれ以上の使用済のオキシダント排
出口である第４の組、そして１またはそれ以上の反応ガ
ス入口の第５の組をいう。セパレーター・プレート、集
電装置、電極および電解質を通じて形成されている穿孔
は、丸、正方形、長方形、三角形、または他のどんな所
望の形や大きさであってもよい。そのような穿孔の各々
は単一の穿孔として述べられているが、所望のガス分配
を供給するには困難を生じるだろう。電池の活性領域の
向こう側に所望のガス流量とパターンを供給するため
に、所望に応じて、電池構成要素を通して、任意の数の
マニホールドを備えてよい。本発明では、少なくとも約
０．２５インチ離れた隣合うマニホールドのエッジ
（縁）を有する各マニホールトで囲まれたセパレーター
・プレートと集電装置および／または電極との間に直接
シールを備えることが重要である。本発明はまた、セパ
レーター・プレートと集電装置および／または内部マニ
ホールドの領域の外部にある電極との間に直接、連続す
る周辺シールを備える。
のセパレーター・プレートへ同様にして配設され、該燃
料電池スタックの組の各々に供給し排出する手段が備え
られている。末端のプレートの連接部分（コネクショ
ン）におけるマニホールドの適当な組へ、および組か
ら、燃料ガス、オキシダント・ガスおよび炭化水素反応
ガスを供給し排出する外部手段は、いかなる従来技術手
段によって備えてもよい。ここで「マニホールドの組」
というのは、１またはそれ以上の燃料入口を形成する第
１の組、１またはそれ以上の使用済の燃料排出口である
第２の組、１またはそれ以上のオキシダント入口である
第３の組、１またはそれ以上の使用済のオキシダント排
出口である第４の組、そして１またはそれ以上の反応ガ
ス入口の第５の組をいう。セパレーター・プレート、集
電装置、電極および電解質を通じて形成されている穿孔
は、丸、正方形、長方形、三角形、または他のどんな所
望の形や大きさであってもよい。そのような穿孔の各々
は単一の穿孔として述べられているが、所望のガス分配
を供給するには困難を生じるだろう。電池の活性領域の
向こう側に所望のガス流量とパターンを供給するため
に、所望に応じて、電池構成要素を通して、任意の数の
マニホールドを備えてよい。本発明では、少なくとも約
０．２５インチ離れた隣合うマニホールドのエッジ
（縁）を有する各マニホールトで囲まれたセパレーター
・プレートと集電装置および／または電極との間に直接
シールを備えることが重要である。本発明はまた、セパ
レーター・プレートと集電装置および／または内部マニ
ホールドの領域の外部にある電極との間に直接、連続す
る周辺シールを備える。
【００２０】一つの好ましい実施例においては、本発明
に係る分離板はプレスした薄い金属板であって、燃料電
池の全作用領域に波状の部分および／又はくぼみが設け
られていて、一つの面上に全周縁部と、分離板の反対側
の面に溶接された薄い金属の直立したシール構造を有す
るマニホールドシール構造とが、プレスによって形成さ
れており、それによって、分離板と、分離板の対抗する
両面上のコレクタまたは電極との間に、全周縁部とマニ
ホールドシールが設けられている。例えば棒状または帯
板状の、粉末冶金法および類似の方法によって形成され
る延長したシール領域を設けるために、どのような構造
を用いてもよい。一方の側にアノード電流コレクタおよ
び／又はアノードがあり、反対側にカソード電流コレク
タおよび／又はカソードがある分離板の半組み立て品
は、マニホールドと周縁のシール構造の領域内で金属製
の要素を溶接またはろう接することによって製造するこ
とができる。
に係る分離板はプレスした薄い金属板であって、燃料電
池の全作用領域に波状の部分および／又はくぼみが設け
られていて、一つの面上に全周縁部と、分離板の反対側
の面に溶接された薄い金属の直立したシール構造を有す
るマニホールドシール構造とが、プレスによって形成さ
れており、それによって、分離板と、分離板の対抗する
両面上のコレクタまたは電極との間に、全周縁部とマニ
ホールドシールが設けられている。例えば棒状または帯
板状の、粉末冶金法および類似の方法によって形成され
る延長したシール領域を設けるために、どのような構造
を用いてもよい。一方の側にアノード電流コレクタおよ
び／又はアノードがあり、反対側にカソード電流コレク
タおよび／又はカソードがある分離板の半組み立て品
は、マニホールドと周縁のシール構造の領域内で金属製
の要素を溶接またはろう接することによって製造するこ
とができる。
【００２１】好ましい実施例においては、マニホールド
とアノード室とカソード室さらにはリフォーム室の間の
ガスの流通を与えるための、延長したマニホールドシー
ル構造を通る導通路または穴は、適当な波状にした金属
によって形成される開口であるか、あるいは薄板金属ま
たは棒状構造を通る穴であってよい。
とアノード室とカソード室さらにはリフォーム室の間の
ガスの流通を与えるための、延長したマニホールドシー
ル構造を通る導通路または穴は、適当な波状にした金属
によって形成される開口であるか、あるいは薄板金属ま
たは棒状構造を通る穴であってよい。
【００２２】本発明は一つのガス導通路を隣接するガス
導通路から確実にシールするものであり、それによって
高温および腐食性の燃料電池、例えば溶接炭酸塩燃料電
池スタックからの、完全に内部でマニホールドしたガス
の供給と除去を行うための有効な手段を与える。また本
発明の構造を用いることによって、マルチ電池スタック
に炭酸塩を供給するための有効で様々な手段も得られ
る。
導通路から確実にシールするものであり、それによって
高温および腐食性の燃料電池、例えば溶接炭酸塩燃料電
池スタックからの、完全に内部でマニホールドしたガス
の供給と除去を行うための有効な手段を与える。また本
発明の構造を用いることによって、マルチ電池スタック
に炭酸塩を供給するための有効で様々な手段も得られ
る。
【００２３】本発明の構造はまた、燃料電池スタックの
中に散在する完全内部マニホールドリフォーム室をも与
えるものであり、それによってアノード室に高品質化し
た水素燃料を供給する炭酸水素燃料ガスがリフォームさ
れ、また一方では、リフォーム反応を進め、燃料電池ス
タックを冷却するための電気化学的に生成された熱エネ
ルギーを有効に利用するものである。
中に散在する完全内部マニホールドリフォーム室をも与
えるものであり、それによってアノード室に高品質化し
た水素燃料を供給する炭酸水素燃料ガスがリフォームさ
れ、また一方では、リフォーム反応を進め、燃料電池ス
タックを冷却するための電気化学的に生成された熱エネ
ルギーを有効に利用するものである。
【００２４】本発明は燃料電池要素、特に分離板の半組
み立て品、アノード電流コレクタおよび／又はアノー
ド、およびカソード電流コレクタおよび／又はカソード
の、大量生産可能な形状を与え、また制御された条件下
で実際的な費用で製作できる。本発明の半組み立て品の
使用によって、燃料電池スタックの組み立てが容易にな
り、また様々なサイズの燃料電池スタックのモジュール
化が可能となる。
み立て品、アノード電流コレクタおよび／又はアノー
ド、およびカソード電流コレクタおよび／又はカソード
の、大量生産可能な形状を与え、また制御された条件下
で実際的な費用で製作できる。本発明の半組み立て品の
使用によって、燃料電池スタックの組み立てが容易にな
り、また様々なサイズの燃料電池スタックのモジュール
化が可能となる。
【００２５】本発明はまた、内部リフォームを伴う完全
内部マニホールド燃料電池スタックを使用する、特に溶
融アルカリ金属炭酸塩燃料電池スタックを使用する電気
生成方法を与えるものである。
内部マニホールド燃料電池スタックを使用する、特に溶
融アルカリ金属炭酸塩燃料電池スタックを使用する電気
生成方法を与えるものである。
【００２６】本発明の好ましい実施態様においては、燃
料とオキシダントは完全内部マニホールド燃料セルスタ
ック中を、すでに許可されている米国特許出願第０７／
５０５，２９３号に記載されるように流す。同様に、燃
料、オキシダント、反応ガスおよび蒸気を完全内部マニ
ホールドと内部改造燃料セルスタック中を、すでに許可
されている米国特許出願第０７／５１７，２２７号に記
載されるように流す。これらの米国特許出願全体は本明
細書の一部として引用する。また、これらの先行出願に
は、所望の完全内部燃料、オキシダント、反応物と蒸気
および排出マニホールドと連動させて、一般に防流体性
のアノード、カソードおよび改造チャンバーを提供する
電解液と接触するように伸長する周辺ウエットシール構
造と直立マニホールドウエットシール構造によって形成
される電解液とセパレータープレートの間のウエットシ
ールしたセパレータープレート中のくぼみに取り付けた
集電部と電極からなる発明の実施態様がより詳細に記載
されている。この出願により詳細に記載されている態様
は、セパレータープレートの周辺部に伸長する集電部と
電極からなっており、これによって製造許容範囲が広が
り、セパレータープレート、集電部と電極のサブアセン
ブリーをより実際的なものにしている。この出願により
詳細に記載されている態様においては、ウエットシール
は、周辺シール部と各内部マニホールドを囲むシール部
分の、電解液と集電部および／または電極間にある。
料とオキシダントは完全内部マニホールド燃料セルスタ
ック中を、すでに許可されている米国特許出願第０７／
５０５，２９３号に記載されるように流す。同様に、燃
料、オキシダント、反応ガスおよび蒸気を完全内部マニ
ホールドと内部改造燃料セルスタック中を、すでに許可
されている米国特許出願第０７／５１７，２２７号に記
載されるように流す。これらの米国特許出願全体は本明
細書の一部として引用する。また、これらの先行出願に
は、所望の完全内部燃料、オキシダント、反応物と蒸気
および排出マニホールドと連動させて、一般に防流体性
のアノード、カソードおよび改造チャンバーを提供する
電解液と接触するように伸長する周辺ウエットシール構
造と直立マニホールドウエットシール構造によって形成
される電解液とセパレータープレートの間のウエットシ
ールしたセパレータープレート中のくぼみに取り付けた
集電部と電極からなる発明の実施態様がより詳細に記載
されている。この出願により詳細に記載されている態様
は、セパレータープレートの周辺部に伸長する集電部と
電極からなっており、これによって製造許容範囲が広が
り、セパレータープレート、集電部と電極のサブアセン
ブリーをより実際的なものにしている。この出願により
詳細に記載されている態様においては、ウエットシール
は、周辺シール部と各内部マニホールドを囲むシール部
分の、電解液と集電部および／または電極間にある。
【００２７】本発明は、完全内部マニホールド燃料セル
スタックに関するものである。好ましい実施態様におい
ては、電解液タイル、電極、集電部およびセパレーター
プレートはそれぞれ配列したマニホールドダクトによっ
て透過されている。これらの要素は皆ほぼ同じ大きさ
の、セル周辺かその近辺にまで伸長する集電部と電極で
ある。これらの態様によって、セパレータープレートの
くぼみ内に電極と集電部を密にフィットさせることが要
求される強い許容性の問題を解決している。これらの態
様はまた、アノード／集電部／セパレータープレート／
集電部／カソード集積ユニットのサブアセンブリーをよ
り簡単かつ実用的にしている。これらの要素のプレアセ
ンブリーは、あらかじめ構成したサブアセンブリーと電
解液へのスタック要素の数をかなり少なくすることによ
って燃料セルスタックのアセンブリーをかなり機能的に
している。本発明では、セパレータープレートの一面か
ら伸長する圧縮シール部とセパレータープレートの反対
面から伸長する薄いシートフォームを有する薄いシート
セパレータープレートを用いて、マニホールドと周辺シ
ール部を形成するのが好ましい。この薄いシートシール
部はフレキシビリティーとレジリエンスを制限して密閉
するものである。
スタックに関するものである。好ましい実施態様におい
ては、電解液タイル、電極、集電部およびセパレーター
プレートはそれぞれ配列したマニホールドダクトによっ
て透過されている。これらの要素は皆ほぼ同じ大きさ
の、セル周辺かその近辺にまで伸長する集電部と電極で
ある。これらの態様によって、セパレータープレートの
くぼみ内に電極と集電部を密にフィットさせることが要
求される強い許容性の問題を解決している。これらの態
様はまた、アノード／集電部／セパレータープレート／
集電部／カソード集積ユニットのサブアセンブリーをよ
り簡単かつ実用的にしている。これらの要素のプレアセ
ンブリーは、あらかじめ構成したサブアセンブリーと電
解液へのスタック要素の数をかなり少なくすることによ
って燃料セルスタックのアセンブリーをかなり機能的に
している。本発明では、セパレータープレートの一面か
ら伸長する圧縮シール部とセパレータープレートの反対
面から伸長する薄いシートフォームを有する薄いシート
セパレータープレートを用いて、マニホールドと周辺シ
ール部を形成するのが好ましい。この薄いシートシール
部はフレキシビリティーとレジリエンスを制限して密閉
するものである。
【００２８】本発明の燃料セルスタックは、本明細書の
一部として引用される上記の先行出願により詳細に記載
されるように、燃料とオキシダントガスをセルスタック
の十分に内部に流す。先行出願に記載されるように、セ
ルセパレータープレートとともにセルのエッジに伸長す
る電極の角の部分にマニホールドホールを設けてもよ
い。電極の周辺部の回りにあるそれぞれの面上にある通
常のウエットシールを形成する各面上のセパレータープ
レートと電解液間の接触によって、液体を封じ込めてい
る。マニホールドホールとアノードとカソード区画の間
の液体流通を可能にする所望のオープニングを通して、
電解液とセパレータープレートの間の通常のウエットシ
ールでマニホールドホールをシーリングしながら所望の
ガス流通を行ってもよい。この出願により詳細に記載さ
れる態様は、セパレータープレートの周辺部に伸長する
集電部と電極を有し、集電部と電極のマニホールドホー
ルをマッチングさせることを要し、従来法として記載さ
れる態様におけるように電解液とセパレータープレート
との間ではなくて電解液と電極との間のウエットシール
を行う。
一部として引用される上記の先行出願により詳細に記載
されるように、燃料とオキシダントガスをセルスタック
の十分に内部に流す。先行出願に記載されるように、セ
ルセパレータープレートとともにセルのエッジに伸長す
る電極の角の部分にマニホールドホールを設けてもよ
い。電極の周辺部の回りにあるそれぞれの面上にある通
常のウエットシールを形成する各面上のセパレータープ
レートと電解液間の接触によって、液体を封じ込めてい
る。マニホールドホールとアノードとカソード区画の間
の液体流通を可能にする所望のオープニングを通して、
電解液とセパレータープレートの間の通常のウエットシ
ールでマニホールドホールをシーリングしながら所望の
ガス流通を行ってもよい。この出願により詳細に記載さ
れる態様は、セパレータープレートの周辺部に伸長する
集電部と電極を有し、集電部と電極のマニホールドホー
ルをマッチングさせることを要し、従来法として記載さ
れる態様におけるように電解液とセパレータープレート
との間ではなくて電解液と電極との間のウエットシール
を行う。
【００２９】分離プレート、電解液タイル、電極及び電
流コレクターにおける調和マニホールド孔は、ガスの供
給及び排出用の燃料電池スタックの全高さにわたって連
続しているマニホールド導管を形成する。本発明は、燃
料電池スタック中の全電池へ内部的に伸びているマニホ
ールド導管が単一の外部開口から供給されるものであ
り、一方従来の外部的にマニホールドされた燃料電池ス
タックは、各独立した燃料電池へ向かって又はそれから
の外部開口を必要としていた。ガスは、１つの半電池と
して作動するエンドプレートを通して燃料電池スタック
へ供給され、そして他の半電池として作動する同様のエ
ンドプレートを通して排出される。
流コレクターにおける調和マニホールド孔は、ガスの供
給及び排出用の燃料電池スタックの全高さにわたって連
続しているマニホールド導管を形成する。本発明は、燃
料電池スタック中の全電池へ内部的に伸びているマニホ
ールド導管が単一の外部開口から供給されるものであ
り、一方従来の外部的にマニホールドされた燃料電池ス
タックは、各独立した燃料電池へ向かって又はそれから
の外部開口を必要としていた。ガスは、１つの半電池と
して作動するエンドプレートを通して燃料電池スタック
へ供給され、そして他の半電池として作動する同様のエ
ンドプレートを通して排出される。
【００３０】流体が燃料電池スタックへ供給され、又そ
れから取り出される方法は、広範囲のバリエイションに
おいて行われる。ガスシーリングは、各個の電池内及び
燃料電池スタックに散在するリフォーミング室内の望ま
しい位置にガスを導入するのに適するように、分離プレ
ート周辺と各ガスマニホールド領域との両方において、
電解液タイルと電極との間のシーリングにより通常の方
法で、達成される。ウエットシールは、分離プレートの
両側上にある類似の直立シール構造物によって、これら
の領域に形成される。
れから取り出される方法は、広範囲のバリエイションに
おいて行われる。ガスシーリングは、各個の電池内及び
燃料電池スタックに散在するリフォーミング室内の望ま
しい位置にガスを導入するのに適するように、分離プレ
ート周辺と各ガスマニホールド領域との両方において、
電解液タイルと電極との間のシーリングにより通常の方
法で、達成される。ウエットシールは、分離プレートの
両側上にある類似の直立シール構造物によって、これら
の領域に形成される。
【００３１】各先願の図１に示されるように、電解液２
０及び分離プレート４０は電池の外側端まで延びて、ウ
エットシール領域２３における周囲のあたりでお互いに
シールされている。独立した熔融炭酸塩燃料電池ユニッ
トはアノード２６とともに示されており、そのアノード
は分離プレート４０の一面から離れており、矢印３８に
よって示されているように燃料マニホールド孔２４によ
り供給されるアノード室を形成する。分離プレート４０
の他面には、カソード２７が分離プレート４０から離れ
て設けられ、矢印３９により示されるようにオキシダン
トマニホールド孔２５と連結してカソード室を形成す
る。電解液２０及び分離プレート４０は、周辺ウエット
シール領域２３を形成する電池の外端まで延び、その領
域が電解液と流体封じ込め用の分離プレートとの間の周
辺ウエットシールを形成する。燃料マニホールドウエッ
トシール領域４５及びオキシダントウエットシール領域
４６は、電解液／分離プレートウエットシールによりマ
ニホールドシーリングを形成し、分離プレート４０の反
対側にあるアノード及びカソード室への流体の望ましい
導入を行う。如何なる追加のガスケットもシーリングの
ために使用されず、又この電池ユニットは炭酸塩テープ
も包含する広範囲な種類の炭酸塩添加技術に適応するこ
とができる。
０及び分離プレート４０は電池の外側端まで延びて、ウ
エットシール領域２３における周囲のあたりでお互いに
シールされている。独立した熔融炭酸塩燃料電池ユニッ
トはアノード２６とともに示されており、そのアノード
は分離プレート４０の一面から離れており、矢印３８に
よって示されているように燃料マニホールド孔２４によ
り供給されるアノード室を形成する。分離プレート４０
の他面には、カソード２７が分離プレート４０から離れ
て設けられ、矢印３９により示されるようにオキシダン
トマニホールド孔２５と連結してカソード室を形成す
る。電解液２０及び分離プレート４０は、周辺ウエット
シール領域２３を形成する電池の外端まで延び、その領
域が電解液と流体封じ込め用の分離プレートとの間の周
辺ウエットシールを形成する。燃料マニホールドウエッ
トシール領域４５及びオキシダントウエットシール領域
４６は、電解液／分離プレートウエットシールによりマ
ニホールドシーリングを形成し、分離プレート４０の反
対側にあるアノード及びカソード室への流体の望ましい
導入を行う。如何なる追加のガスケットもシーリングの
ために使用されず、又この電池ユニットは炭酸塩テープ
も包含する広範囲な種類の炭酸塩添加技術に適応するこ
とができる。
【００３２】本願の図１（正確な縮尺率で書かれていな
い）は、本発明の一つの態様に従った周辺シール部分の
詳細を示すものであり、薄いシートセパレーター板４０
は、穿孔３０を有するカソード２７の集電装置２８に隣
接して波形の一面上にピークをもつ波形にされており、
該電池のカソード面上にカソード集電装置２８に隣接し
て置かれている。平らな薄いシートのセパレーター板周
辺シール部分４４をもつように形成されている。薄い金
属ストリップ材から形成されたセパレーター板シールス
トリップ４１は、溶接点４２で溶接されているか、もし
くはセパレーター板４０のアノードに付設させて、該電
池のアノード側に穿孔３１を有するアノード２６の集電
装置２６に隣接して設置されている平らなセパレーター
板シールストリップ周辺シール部分４３を与える。
い）は、本発明の一つの態様に従った周辺シール部分の
詳細を示すものであり、薄いシートセパレーター板４０
は、穿孔３０を有するカソード２７の集電装置２８に隣
接して波形の一面上にピークをもつ波形にされており、
該電池のカソード面上にカソード集電装置２８に隣接し
て置かれている。平らな薄いシートのセパレーター板周
辺シール部分４４をもつように形成されている。薄い金
属ストリップ材から形成されたセパレーター板シールス
トリップ４１は、溶接点４２で溶接されているか、もし
くはセパレーター板４０のアノードに付設させて、該電
池のアノード側に穿孔３１を有するアノード２６の集電
装置２６に隣接して設置されている平らなセパレーター
板シールストリップ周辺シール部分４３を与える。
【００３３】セパレーター板及びシールストリップの位
置は、逆にされても良く、セパレーターシールストリッ
プシール部分４３とセパレータシール部分４４の間隔
は、個々の電池の必要とする間隔に合うように形成され
ることは、極めて明らかである。該電池の構成部材の各
々は、ほぼ該電池の周辺に伸びているが、セパレーター
板の立上り部分により形成されるウエットシール部分に
おいて電解液と電極及び／又は集電装置との間のウエッ
トシールを形成するシール部分４３と４４の十分な重複
がある限り、ここでは寸法は臨界的ではない。類似のウ
エットシールは、セパレーター板の各々の側で類似の立
上りシール構造により、各々のマニホールドの周囲に形
成される。電池操作条件下で電極を通る電解液の漏れを
防止するために、ウエットシールの部分において、多孔
性電極は、ろう付材の如き、高融点材料で充填される。
電池スタックが共にしっかり締められる時、セパレータ
ー板の周辺の周囲と内部マニホールドの各々の周囲のセ
パレーター板の両面に、立上りウエットシール部分から
の圧により、ウエットシールが形成される。
置は、逆にされても良く、セパレーターシールストリッ
プシール部分４３とセパレータシール部分４４の間隔
は、個々の電池の必要とする間隔に合うように形成され
ることは、極めて明らかである。該電池の構成部材の各
々は、ほぼ該電池の周辺に伸びているが、セパレーター
板の立上り部分により形成されるウエットシール部分に
おいて電解液と電極及び／又は集電装置との間のウエッ
トシールを形成するシール部分４３と４４の十分な重複
がある限り、ここでは寸法は臨界的ではない。類似のウ
エットシールは、セパレーター板の各々の側で類似の立
上りシール構造により、各々のマニホールドの周囲に形
成される。電池操作条件下で電極を通る電解液の漏れを
防止するために、ウエットシールの部分において、多孔
性電極は、ろう付材の如き、高融点材料で充填される。
電池スタックが共にしっかり締められる時、セパレータ
ー板の周辺の周囲と内部マニホールドの各々の周囲のセ
パレーター板の両面に、立上りウエットシール部分から
の圧により、ウエットシールが形成される。
【００３４】我々は、広いウエットシール部分機能より
も、狭いウエットシール部分機能が良いことを見出し
た。立上りウエットシール部分は、セパレーター板と同
じ薄い材料、約０．０１０−０．０５０インチ、好まし
くは約０．０１５−０．０２５インチで構成されること
が望ましい。又、漏れの原因となるたるみや曲がりやす
さを避けるために、約１インチより小さい幅に限定する
ことを見出した。立上りウエットシール構造物の幅は、
好ましくは約０．２５−０．７５インチで、内部ブリッ
ジングや支持の必要性をなくせる。さらに、我々は、幅
１インチ以下のウエットシールは、電解質マトリックス
における良好な炭酸塩電解質保持をさせる電池昇温間
に、グリーン電解質マトリックステープから有機質バイ
ンダーの、必要な十分な除去を与えることを見出した。
約１インチを超えるウエットシール幅は、電池操作間に
漏れがちなウエットシールに導く、残留する炭素質材料
や少量の炭酸塩電解質が存在することになる。再び、追
付のガスケットはシールのために用いられることはな
く、又該電池ユニットは炭酸塩テープの使用を含め、追
加の炭酸塩技術の広い変化に適応できる。
も、狭いウエットシール部分機能が良いことを見出し
た。立上りウエットシール部分は、セパレーター板と同
じ薄い材料、約０．０１０−０．０５０インチ、好まし
くは約０．０１５−０．０２５インチで構成されること
が望ましい。又、漏れの原因となるたるみや曲がりやす
さを避けるために、約１インチより小さい幅に限定する
ことを見出した。立上りウエットシール構造物の幅は、
好ましくは約０．２５−０．７５インチで、内部ブリッ
ジングや支持の必要性をなくせる。さらに、我々は、幅
１インチ以下のウエットシールは、電解質マトリックス
における良好な炭酸塩電解質保持をさせる電池昇温間
に、グリーン電解質マトリックステープから有機質バイ
ンダーの、必要な十分な除去を与えることを見出した。
約１インチを超えるウエットシール幅は、電池操作間に
漏れがちなウエットシールに導く、残留する炭素質材料
や少量の炭酸塩電解質が存在することになる。再び、追
付のガスケットはシールのために用いられることはな
く、又該電池ユニットは炭酸塩テープの使用を含め、追
加の炭酸塩技術の広い変化に適応できる。
【００３５】炭酸塩テープを用いるときには、炭酸塩テ
ープ及び電解質マトリックスは、セルエッジに向けて伸
びている。そして、インターセルスペーシングは、炭酸
塩テープが溶融すると、該炭酸塩テープの厚さに比例し
て減少するが、シーリングとセルコンポーネント全体の
組み立ては常時維持される。炭酸塩テープが溶融する前
にセルをヒートアップする間、マニホールドホール２４
及び２５のそれぞれのまわりは、シール状態が維持され
る。この理由は、炭酸塩テープ及び電解質マトリック
ス、例えばＬｉＡｌＯ2 が、隣接するシール面に向かっ
ており、しかも、ゴム状のバインダーを含有しているか
らである。バインダーが燃え尽きる間、ガスの流れは維
持され、そしてシールが得られる。なお、バインダーが
燃え尽きるのは、炭酸塩が溶融する前である。バインダ
ーが燃え尽きて、セルの温度が上昇して炭酸塩の融点に
なったとき、溶融炭酸塩は多孔質ＬｉＡｌＯ2 テープ及
び電極に吸収される。内部セルスペーシングは、炭酸塩
テープが溶融してその間隔が減少するが、室温から作動
温度である約６５０℃までシールは保持される。シール
部分にある薄い金属シートが有する、制限された柔軟性
と捩り性によって、セルのシールは更に確実となる。
ープ及び電解質マトリックスは、セルエッジに向けて伸
びている。そして、インターセルスペーシングは、炭酸
塩テープが溶融すると、該炭酸塩テープの厚さに比例し
て減少するが、シーリングとセルコンポーネント全体の
組み立ては常時維持される。炭酸塩テープが溶融する前
にセルをヒートアップする間、マニホールドホール２４
及び２５のそれぞれのまわりは、シール状態が維持され
る。この理由は、炭酸塩テープ及び電解質マトリック
ス、例えばＬｉＡｌＯ2 が、隣接するシール面に向かっ
ており、しかも、ゴム状のバインダーを含有しているか
らである。バインダーが燃え尽きる間、ガスの流れは維
持され、そしてシールが得られる。なお、バインダーが
燃え尽きるのは、炭酸塩が溶融する前である。バインダ
ーが燃え尽きて、セルの温度が上昇して炭酸塩の融点に
なったとき、溶融炭酸塩は多孔質ＬｉＡｌＯ2 テープ及
び電極に吸収される。内部セルスペーシングは、炭酸塩
テープが溶融してその間隔が減少するが、室温から作動
温度である約６５０℃までシールは保持される。シール
部分にある薄い金属シートが有する、制限された柔軟性
と捩り性によって、セルのシールは更に確実となる。
【００３６】図２は、本発明の一態様に従う溶融炭酸塩
燃料電池スタックの燃料電池ユニットの斜視分解図であ
る。図２において、４０はセパレータプレート、２７は
カソード、２８はカソード集電体、２０は電解質、２６
はアノード、２９はアノード集電体である。セパレータ
プレート４０、電極２６及び２７、集電体２８及び２
９、並びに電解質２０は、セルの周辺部分にまで伸びて
おり、セパレータプレート４０の両面においてウエット
シールを形成する。つまり、電解質２０とカソード２７
及び／又は集電体２８との間、そして、電解質２０と、
アノード２６及び集電体２９との間において、ウエット
の周縁部全体にわたってウエットシール４３が形成され
る。周縁部のウエットシール構造４３は、セパレータプ
レート４０の面から上方及び下方に伸びている。その結
果、セパレータプレート４０の両面は、集電体及び／又
は電極の周縁部と接触することになる。セパレータプレ
ート４０、電極２６及び２７、集電体２８及び２９、並
びに電解質タイル２０には、それぞれ、対応する位置に
燃料用マニホールドホール２４とオキシダント用マニホ
ールドホール２５が設けられている。それぞれのマニホ
ールドホールは、一方が供給用のホールであり、他方が
排気用のホールである。図２に示すように、マニホール
ドホールは、好ましくは三角形をしている。これは薄い
シートから容易にマニホールドシール領域を形成できる
からである。しかしながら、マニホールドホールは、円
形や矩形その他の形状でもよい。図２に示すマニホール
ドホールは一つの開口部となっているが、例えば、セル
の反応チャンバー中を流れるガス流を制御するために開
口部にパーティションを設けてもよい。燃料用マニホー
ルドウエットシール領域４５及びオキシダント用マニホ
ールドウエットシール領域４６は、セパレータプレート
４０の上方及び下方に向かって伸びている。その結果、
セパレータプレート４０の両面において、集電体及び又
は電極と接触することになり、電解質とそれに隣接する
集電体及び／又は電極との間でウエットシールを形成す
る。なお、周縁部のウエットシールの場合と同様に、電
解質とそれに隣接する集電体及び／又は電極はガス導管
を形成する。
燃料電池スタックの燃料電池ユニットの斜視分解図であ
る。図２において、４０はセパレータプレート、２７は
カソード、２８はカソード集電体、２０は電解質、２６
はアノード、２９はアノード集電体である。セパレータ
プレート４０、電極２６及び２７、集電体２８及び２
９、並びに電解質２０は、セルの周辺部分にまで伸びて
おり、セパレータプレート４０の両面においてウエット
シールを形成する。つまり、電解質２０とカソード２７
及び／又は集電体２８との間、そして、電解質２０と、
アノード２６及び集電体２９との間において、ウエット
の周縁部全体にわたってウエットシール４３が形成され
る。周縁部のウエットシール構造４３は、セパレータプ
レート４０の面から上方及び下方に伸びている。その結
果、セパレータプレート４０の両面は、集電体及び／又
は電極の周縁部と接触することになる。セパレータプレ
ート４０、電極２６及び２７、集電体２８及び２９、並
びに電解質タイル２０には、それぞれ、対応する位置に
燃料用マニホールドホール２４とオキシダント用マニホ
ールドホール２５が設けられている。それぞれのマニホ
ールドホールは、一方が供給用のホールであり、他方が
排気用のホールである。図２に示すように、マニホール
ドホールは、好ましくは三角形をしている。これは薄い
シートから容易にマニホールドシール領域を形成できる
からである。しかしながら、マニホールドホールは、円
形や矩形その他の形状でもよい。図２に示すマニホール
ドホールは一つの開口部となっているが、例えば、セル
の反応チャンバー中を流れるガス流を制御するために開
口部にパーティションを設けてもよい。燃料用マニホー
ルドウエットシール領域４５及びオキシダント用マニホ
ールドウエットシール領域４６は、セパレータプレート
４０の上方及び下方に向かって伸びている。その結果、
セパレータプレート４０の両面において、集電体及び又
は電極と接触することになり、電解質とそれに隣接する
集電体及び／又は電極との間でウエットシールを形成す
る。なお、周縁部のウエットシールの場合と同様に、電
解質とそれに隣接する集電体及び／又は電極はガス導管
を形成する。
【００３７】図２に一番よく表されている通り、オキシ
ダントマニホールド孔２５はオキシダント流れをカソー
ド室（示されている通り分離板の上面に隣接している）
にのみ及びオキシダント流れをカソード室から提供する
オキシダントマニホールドウエットシール４６によって
シールされる。このカソード室はオキシダント供給開口
４８及びオキシダント排出開口４８′の近くにあり、こ
のシール４６はガスがアノード室に又はアノード室から
流れるのを回避している。一方、燃料マニホールド孔２
４は燃料マニホールドウエットシール４５でシールさ
れ、このシール４５は燃料流れをアノード室（示される
いる通り分離板の下方面に隣接する）のみに流し、及び
アノード室から流し、このアノード室は燃料供給開口４
７及び燃料排出開口４７′の近くにあり、このシール４
５はガス流れがカソード室に又はカソード室から流れる
のを回避している。マニホールドウエットシールはスト
レートプレスされたシート金属構造として示されるが、
それらはガス流れを回避するためにあらゆる望ましい形
又は構造をとることができる。このマニホールドウエッ
トシールは燃料マニホールド孔２４とオキシダントマニ
ホールド孔２５の間に二重のウエットシールを形成す
る。
ダントマニホールド孔２５はオキシダント流れをカソー
ド室（示されている通り分離板の上面に隣接している）
にのみ及びオキシダント流れをカソード室から提供する
オキシダントマニホールドウエットシール４６によって
シールされる。このカソード室はオキシダント供給開口
４８及びオキシダント排出開口４８′の近くにあり、こ
のシール４６はガスがアノード室に又はアノード室から
流れるのを回避している。一方、燃料マニホールド孔２
４は燃料マニホールドウエットシール４５でシールさ
れ、このシール４５は燃料流れをアノード室（示される
いる通り分離板の下方面に隣接する）のみに流し、及び
アノード室から流し、このアノード室は燃料供給開口４
７及び燃料排出開口４７′の近くにあり、このシール４
５はガス流れがカソード室に又はカソード室から流れる
のを回避している。マニホールドウエットシールはスト
レートプレスされたシート金属構造として示されるが、
それらはガス流れを回避するためにあらゆる望ましい形
又は構造をとることができる。このマニホールドウエッ
トシールは燃料マニホールド孔２４とオキシダントマニ
ホールド孔２５の間に二重のウエットシールを形成す
る。
【００３８】分離板４０は望ましい物理的強度及びガス
分離を提供する適当な物質からなってもよい。この分離
板は望ましくは非常に薄く、約０．０１０〜０．０５０
インチの厚さであり、好ましくは、約０．０１５〜０．
０２５インチの厚さである。多くの電池スタックでは、
バイメタル分離板を使用することが好ましく、第一鉄金
属腐食を避けるため、カソード面にステンレス鋼をアノ
ード面にニッケル又は銅を使用できる。このニッケル又
は銅は分離板の厚さの１０％をクラッドし、積層し又は
めっきである。分離板はタイプ３００シリーズのステン
レス鋼のような第一鉄合金から二次加工もまたできる。
この分離板はガス室非反応性分離器を提供するのと内部
負荷支持部材としての燃料電池への構造的強度を提供す
るのとの二つの機能を提供する。電極に隣接してガスの
好循環及び強度の両方をするために活性面積内の波形及
び／又はえくぼを有する横断面形有する分離板を使用す
ることが好ましいが、本発明の原理は、周囲のシール域
を提供し、内部マニホールド孔の周りにシールを提供す
ると同時に燃料電池操作で要求されるようにガスを内部
マニホールドへ通し、及び内部マニホールドからガスを
通す構造の水平な分離板にもまた適用できる。
分離を提供する適当な物質からなってもよい。この分離
板は望ましくは非常に薄く、約０．０１０〜０．０５０
インチの厚さであり、好ましくは、約０．０１５〜０．
０２５インチの厚さである。多くの電池スタックでは、
バイメタル分離板を使用することが好ましく、第一鉄金
属腐食を避けるため、カソード面にステンレス鋼をアノ
ード面にニッケル又は銅を使用できる。このニッケル又
は銅は分離板の厚さの１０％をクラッドし、積層し又は
めっきである。分離板はタイプ３００シリーズのステン
レス鋼のような第一鉄合金から二次加工もまたできる。
この分離板はガス室非反応性分離器を提供するのと内部
負荷支持部材としての燃料電池への構造的強度を提供す
るのとの二つの機能を提供する。電極に隣接してガスの
好循環及び強度の両方をするために活性面積内の波形及
び／又はえくぼを有する横断面形有する分離板を使用す
ることが好ましいが、本発明の原理は、周囲のシール域
を提供し、内部マニホールド孔の周りにシールを提供す
ると同時に燃料電池操作で要求されるようにガスを内部
マニホールドへ通し、及び内部マニホールドからガスを
通す構造の水平な分離板にもまた適用できる。
【００３９】薄くスタンプされたスタンプ鋼板は、Amer
ican Heat Reclaiming Corp.(1270Avenue New York 100
20, NY)による刊行物"Modern Designes For Effective
Heat Transfer" 及びTranter Inc.(Wichita Falls,Texa
s 76307）による”Superchanger Plate and Frame Heat
Exchanger"で示される熱交換技術に利用されている。
これらの熱交換器は一連のエンボスされたガスケット又
は板の一面上の熱媒体の通路用の溝を提供する末端フレ
ーム及び板の他の面上の冷媒体の通路の間で一緒にボル
ト締めされたプレスされた金属板を使用する。しかしな
がら、燃料電池スタック分離板は非常に異なる問題、シ
ーリング及び熔融アルカリ金属炭酸塩燃料電池操作条件
下における腐食の問題、異なるマニホールド配置、シー
リング及び流体連通手段の問題（二つの流体は分離した
関係で隣接する分離体の間を通過しなければならないの
で）を提供している。熱交換では、ひとつのみの流体が
隣接する熱交換板の間を通過する。しかしながら、本発
明のこの燃料電池スタックの電極を流れる流体流れの技
術はデザイン技術及び渦巻き模様、洗濯板、直線波形及
び混合波形のような熱交換器の原型を有利に利用でき
る。
ican Heat Reclaiming Corp.(1270Avenue New York 100
20, NY)による刊行物"Modern Designes For Effective
Heat Transfer" 及びTranter Inc.(Wichita Falls,Texa
s 76307）による”Superchanger Plate and Frame Heat
Exchanger"で示される熱交換技術に利用されている。
これらの熱交換器は一連のエンボスされたガスケット又
は板の一面上の熱媒体の通路用の溝を提供する末端フレ
ーム及び板の他の面上の冷媒体の通路の間で一緒にボル
ト締めされたプレスされた金属板を使用する。しかしな
がら、燃料電池スタック分離板は非常に異なる問題、シ
ーリング及び熔融アルカリ金属炭酸塩燃料電池操作条件
下における腐食の問題、異なるマニホールド配置、シー
リング及び流体連通手段の問題（二つの流体は分離した
関係で隣接する分離体の間を通過しなければならないの
で）を提供している。熱交換では、ひとつのみの流体が
隣接する熱交換板の間を通過する。しかしながら、本発
明のこの燃料電池スタックの電極を流れる流体流れの技
術はデザイン技術及び渦巻き模様、洗濯板、直線波形及
び混合波形のような熱交換器の原型を有利に利用でき
る。
【００４０】我々のセパレータプレートの両側における
同方向の流れ及び対向方向の流れに関する先行出願にお
いてより詳細に記述され且つ示されている本発明のセパ
レータプレートの実施態様に加えて、図４に本発明に有
用な別のセパレータプレートが示されている。図４に示
されているセパレータプレートには４つの同様な繰返し
域が設けられており、商業的に実施可能な最大面積のセ
ル、例えば１０，０００ｃｍ2 すなわち約３４×５７ｉ
ｎ2 程度のセルとするときには望ましいガス流を提供で
きる。図４にはセパレータプレート２４０が示されてい
る。このとき、燃料供給用のマニフォールド型孔２２４
から燃料は矢印で示されているようにアノードチャンバ
ーを通過し活性領域を横断して燃料の欠乏したマニフォ
ールド型孔２２４Ａに向かう。オキシダントはオキシダ
ント供給用マニフォールド型孔２２５を通過してセパレ
ータプレート２４０の反対側に供給され、そして、カソ
ードチャンバーを通過しオキシダントの欠乏したマニフ
ォールド型孔２２５Ａに向かう。電解液と対応するアノ
ード若しくはカソード及び／又はその集電装置との間で
ウエットシール２４６はマニフォールド型孔を封止して
おり、その結果として流体の漏れが防止される。同様に
して、電解液と対応するアノード若しくはカソード及び
／又はその集電装置との間でウエットシール２２３はセ
ルの全周を封止している。図４では、本発明に係わる大
規模な燃料電池のスタック用に適している集電装置の１
つの形状が示されている。なお、その他の多くの形状も
同様に適していることは理解されたい。
同方向の流れ及び対向方向の流れに関する先行出願にお
いてより詳細に記述され且つ示されている本発明のセパ
レータプレートの実施態様に加えて、図４に本発明に有
用な別のセパレータプレートが示されている。図４に示
されているセパレータプレートには４つの同様な繰返し
域が設けられており、商業的に実施可能な最大面積のセ
ル、例えば１０，０００ｃｍ2 すなわち約３４×５７ｉ
ｎ2 程度のセルとするときには望ましいガス流を提供で
きる。図４にはセパレータプレート２４０が示されてい
る。このとき、燃料供給用のマニフォールド型孔２２４
から燃料は矢印で示されているようにアノードチャンバ
ーを通過し活性領域を横断して燃料の欠乏したマニフォ
ールド型孔２２４Ａに向かう。オキシダントはオキシダ
ント供給用マニフォールド型孔２２５を通過してセパレ
ータプレート２４０の反対側に供給され、そして、カソ
ードチャンバーを通過しオキシダントの欠乏したマニフ
ォールド型孔２２５Ａに向かう。電解液と対応するアノ
ード若しくはカソード及び／又はその集電装置との間で
ウエットシール２４６はマニフォールド型孔を封止して
おり、その結果として流体の漏れが防止される。同様に
して、電解液と対応するアノード若しくはカソード及び
／又はその集電装置との間でウエットシール２２３はセ
ルの全周を封止している。図４では、本発明に係わる大
規模な燃料電池のスタック用に適している集電装置の１
つの形状が示されている。なお、その他の多くの形状も
同様に適していることは理解されたい。
【００４１】図３には、図２に示されたユニットセルを
備えた燃料電池のスタックの実施態様の１つが示されて
いる。ここでは、燃料電池の軸方向に沿って内部に分散
させるのに適当なリフォーミングチャンバーが備えられ
ている。リフォーミングチャンバーは、アノードセパレ
ータ／リフォーマプレート４０″とカソードセパレータ
／リフォーマプレート４０との間に設けられる。セパレ
ータプレート４０、カソード２７、カソードカレトコレ
クター２８、電解液２０、アノード２６及びアノード集
電装置２９は図２に関して説明されたものと類似してい
るが、反応ガス用マニフォールド型孔５０に関しては異
なっている。反応ガスのマニフォールド型ウエットシー
ル領域５１は、セパレータプレート４０の一般的な(gen
eral）平から両方の面上に伸びており接触して電解液２
０と隣接する電極との間でウエットシールを形成せし
め、反応ガス用のマニフォールド型孔の境界を定めてい
る。オキシダント及び燃料用のマニフォールドに関して
はこのことは既述されている。反応ガス用マニフォール
ド型孔５０の直径はセルのそれぞれの部品のものと同じ
であり、反応ガスのマニフォールド型ウエットシール領
域５１の平らな面が一方の側で電解液２０とカソード２
７及び／又はカソード集電装置２８との間で接触をし、
且つ、電解液２０とアノード２６及び／又はアノードカ
レントコレクタ２９との間で接触をし、反応ガスのマニ
フォールドを囲うウエットシールを形成する。セパレー
タプレート中における伸びている反応ガス用マニフォー
ルド型ウエットシール領域の側面は固体であり、それ
故、反応ガスのアノードチャンバー又はカソードチャン
バーへの流入が阻止される。アノードセパレータ／リフ
ォーマプレート４０″は、セパレータプレート４０中に
あるオキシダント供給開口４８及びオキシダント欠乏開
口４８′とが含まれず、且つ、その結果として、アノー
ドセパレータ／リフォーマープレート４０″の上面に近
接したリフォーマーチャンバーはいずれのオキシダント
マニフォールドとも連通していないという点においての
みセパレータプレート４０と異なる。伸びている反応ガ
スのマニフォールド型ウエットシール領域５１の側面に
おける反応ガス開口５３は、反応ガスのマニフォールド
５０とリフォーマーチャンバーとを連通させる。同様に
して、カソードセパレータ／リフォーマプレート４０′
の下側は、伸びている古い燃料用マニフォールド型ウエ
ットシール領域４５の固体側面を備えるように改変し
て、古い燃料マニフォールド２４とリフォーマーチャン
バーとの間をブロック連通させる。このとき、古い燃料
用マニフォールド２４は備えられていない。反応ガス供
給用開口５３は、反応ガスマニフォールド５０とアノー
ドセパレータ／リフォーマープレート４０″とカソード
セパレータリフォーマープレート４０′との間に形成さ
れているリフォーマーチャンバーとの間を連通させる。
標準的なセパレータプレート４０′にこれらの改変を加
えて、完全に内部がマニフォールド型になっている反応
ガス部及び流れ供給部を備えたリフォーミング反応チャ
ンバーは、燃料電池のスタック内に望ましい間隔を置い
て点在させてもよい。既に詳述したのと同様にして、セ
パレータ／リフォーマープレートを前以て組み立てて、
対応する電極及び集電装置を備えたセパレータ／リフォ
ーマープレートのサブアセンブリを形成してもよい。
備えた燃料電池のスタックの実施態様の１つが示されて
いる。ここでは、燃料電池の軸方向に沿って内部に分散
させるのに適当なリフォーミングチャンバーが備えられ
ている。リフォーミングチャンバーは、アノードセパレ
ータ／リフォーマプレート４０″とカソードセパレータ
／リフォーマプレート４０との間に設けられる。セパレ
ータプレート４０、カソード２７、カソードカレトコレ
クター２８、電解液２０、アノード２６及びアノード集
電装置２９は図２に関して説明されたものと類似してい
るが、反応ガス用マニフォールド型孔５０に関しては異
なっている。反応ガスのマニフォールド型ウエットシー
ル領域５１は、セパレータプレート４０の一般的な(gen
eral）平から両方の面上に伸びており接触して電解液２
０と隣接する電極との間でウエットシールを形成せし
め、反応ガス用のマニフォールド型孔の境界を定めてい
る。オキシダント及び燃料用のマニフォールドに関して
はこのことは既述されている。反応ガス用マニフォール
ド型孔５０の直径はセルのそれぞれの部品のものと同じ
であり、反応ガスのマニフォールド型ウエットシール領
域５１の平らな面が一方の側で電解液２０とカソード２
７及び／又はカソード集電装置２８との間で接触をし、
且つ、電解液２０とアノード２６及び／又はアノードカ
レントコレクタ２９との間で接触をし、反応ガスのマニ
フォールドを囲うウエットシールを形成する。セパレー
タプレート中における伸びている反応ガス用マニフォー
ルド型ウエットシール領域の側面は固体であり、それ
故、反応ガスのアノードチャンバー又はカソードチャン
バーへの流入が阻止される。アノードセパレータ／リフ
ォーマプレート４０″は、セパレータプレート４０中に
あるオキシダント供給開口４８及びオキシダント欠乏開
口４８′とが含まれず、且つ、その結果として、アノー
ドセパレータ／リフォーマープレート４０″の上面に近
接したリフォーマーチャンバーはいずれのオキシダント
マニフォールドとも連通していないという点においての
みセパレータプレート４０と異なる。伸びている反応ガ
スのマニフォールド型ウエットシール領域５１の側面に
おける反応ガス開口５３は、反応ガスのマニフォールド
５０とリフォーマーチャンバーとを連通させる。同様に
して、カソードセパレータ／リフォーマプレート４０′
の下側は、伸びている古い燃料用マニフォールド型ウエ
ットシール領域４５の固体側面を備えるように改変し
て、古い燃料マニフォールド２４とリフォーマーチャン
バーとの間をブロック連通させる。このとき、古い燃料
用マニフォールド２４は備えられていない。反応ガス供
給用開口５３は、反応ガスマニフォールド５０とアノー
ドセパレータ／リフォーマープレート４０″とカソード
セパレータリフォーマープレート４０′との間に形成さ
れているリフォーマーチャンバーとの間を連通させる。
標準的なセパレータプレート４０′にこれらの改変を加
えて、完全に内部がマニフォールド型になっている反応
ガス部及び流れ供給部を備えたリフォーミング反応チャ
ンバーは、燃料電池のスタック内に望ましい間隔を置い
て点在させてもよい。既に詳述したのと同様にして、セ
パレータ／リフォーマープレートを前以て組み立てて、
対応する電極及び集電装置を備えたセパレータ／リフォ
ーマープレートのサブアセンブリを形成してもよい。
【００４２】燃料電池スタックが組み込まれた時、周囲
のウエットシール領域とアノードセパレーター／リフォ
ーマー板４０″のすべてのウエットシール領域はカソー
ドセパレーター／リフォーマー板４０′から伸びる対応
するウエットシール領域と接触し、強固な金属／金属シ
ールを形成し、このシールはウエットシール領域での限
られた柔軟性と弾性のために、マニホールドを板４０″
と４０′の間の空間により形成されるリフォーマー室か
ら効果的にシールする。所望の場合には、リフォーマー
室を形成する伸ばされたウエットシール領域をさらにセ
パレーター板４０上まで伸ばし、セパレーター／リフォ
ーマー板の間の空間をより大きくし、リフォーマー室の
体積をより大きくすることができる。所望の場合にリフ
ォーマー室の体積を大きくするもうひとつの方法は、横
壁を溶接によりマニホールドウエットシール領域と周囲
のウエットシール領域のそれぞれまで伸ばすことであ
り、そのようなセパレーター／リフォーマー板までの延
長によりリフォーマー室の深さを所望の深さにでき、一
方、リフォーマー室の締切りとリフォーマー室を通る所
望のマニホールドのシールされた通路を与える。リフォ
ーマー室が上記のように補足的に深くされた場合、金属
製導電性ピラーをセパレーター／リフォーマー板の間の
所望の位置に設けることができ、リフォーマー室構造に
弾性を付与し、導電性を付与することができる。同様な
方法で、対応する電流コレクターと電極を含む全体のリ
フォーマー室構造が、燃料電池スタックの組み立ての前
にあらかじめ組み込まれることができる。
のウエットシール領域とアノードセパレーター／リフォ
ーマー板４０″のすべてのウエットシール領域はカソー
ドセパレーター／リフォーマー板４０′から伸びる対応
するウエットシール領域と接触し、強固な金属／金属シ
ールを形成し、このシールはウエットシール領域での限
られた柔軟性と弾性のために、マニホールドを板４０″
と４０′の間の空間により形成されるリフォーマー室か
ら効果的にシールする。所望の場合には、リフォーマー
室を形成する伸ばされたウエットシール領域をさらにセ
パレーター板４０上まで伸ばし、セパレーター／リフォ
ーマー板の間の空間をより大きくし、リフォーマー室の
体積をより大きくすることができる。所望の場合にリフ
ォーマー室の体積を大きくするもうひとつの方法は、横
壁を溶接によりマニホールドウエットシール領域と周囲
のウエットシール領域のそれぞれまで伸ばすことであ
り、そのようなセパレーター／リフォーマー板までの延
長によりリフォーマー室の深さを所望の深さにでき、一
方、リフォーマー室の締切りとリフォーマー室を通る所
望のマニホールドのシールされた通路を与える。リフォ
ーマー室が上記のように補足的に深くされた場合、金属
製導電性ピラーをセパレーター／リフォーマー板の間の
所望の位置に設けることができ、リフォーマー室構造に
弾性を付与し、導電性を付与することができる。同様な
方法で、対応する電流コレクターと電極を含む全体のリ
フォーマー室構造が、燃料電池スタックの組み立ての前
にあらかじめ組み込まれることができる。
【００４３】軸方向に複数のリフォーミング室が散在す
る燃料電池スタックの基本的な構成は、それぞれのリフ
ォーミング室が２つの離れたセパレーター／リフォーマ
ー板により形成され、１つはアノード室に面したセパレ
ーター板の面の外側に位置し、２つめはカソード室に面
したセパレーター板の他方の面の外側に位置し、２つの
セパレーター／リフォーマー板はそれらの端部分で密封
した状態で接合され、リフォーマー室、伸ばされたマニ
ホールドウエットシール構造を通る、反応ガス供給マニ
ホールドとリフォーマー室とを連結する反応ガスと水蒸
気の配管、および伸ばされたマニホールドウエットシー
ル構造を通る、燃料ガス供給マニホールドとを連結する
水素富化生成ガスの配管を囲い込み、反応ガス、水蒸
気、および燃料電池のそれぞれのリフォーマー室からの
生成ガスの完全な内部マニホールディングをもたらす。
る燃料電池スタックの基本的な構成は、それぞれのリフ
ォーミング室が２つの離れたセパレーター／リフォーマ
ー板により形成され、１つはアノード室に面したセパレ
ーター板の面の外側に位置し、２つめはカソード室に面
したセパレーター板の他方の面の外側に位置し、２つの
セパレーター／リフォーマー板はそれらの端部分で密封
した状態で接合され、リフォーマー室、伸ばされたマニ
ホールドウエットシール構造を通る、反応ガス供給マニ
ホールドとリフォーマー室とを連結する反応ガスと水蒸
気の配管、および伸ばされたマニホールドウエットシー
ル構造を通る、燃料ガス供給マニホールドとを連結する
水素富化生成ガスの配管を囲い込み、反応ガス、水蒸
気、および燃料電池のそれぞれのリフォーマー室からの
生成ガスの完全な内部マニホールディングをもたらす。
【００４４】支持されたニッケルのような通常のリフォ
ーミング触媒は石炭、シェールのような天然で生じた有
機炭化水素物質のガス化によって又は無気消化によって
得られた天然ガス又は燃料のような炭化水素質物質から
水素の製造のための公知の蒸気リフォーム反応の実施の
ためリフォーム室内において使用できる。メタン含有ガ
ス源は反応性炭化水素質ガスをリフォーム室に供給する
ために使用できる。
ーミング触媒は石炭、シェールのような天然で生じた有
機炭化水素物質のガス化によって又は無気消化によって
得られた天然ガス又は燃料のような炭化水素質物質から
水素の製造のための公知の蒸気リフォーム反応の実施の
ためリフォーム室内において使用できる。メタン含有ガ
ス源は反応性炭化水素質ガスをリフォーム室に供給する
ために使用できる。
【００４５】矢印で示されているように、炭化水素質反
応ガス及び蒸気は、反応性ガスマニホールド５０からリ
フォーム室に供給され、そのリフォーム室内のリフォー
ム触媒の上を通過し、燃料供給マニホールド２４内に直
接に通過されるその生成物ガスの水素含有を高める。こ
の方法において、その燃料供給マニホールドを通過する
燃料の水素含量はその電池の軸に沿って高められる。
応ガス及び蒸気は、反応性ガスマニホールド５０からリ
フォーム室に供給され、そのリフォーム室内のリフォー
ム触媒の上を通過し、燃料供給マニホールド２４内に直
接に通過されるその生成物ガスの水素含有を高める。こ
の方法において、その燃料供給マニホールドを通過する
燃料の水素含量はその電池の軸に沿って高められる。
【００４６】本発明によって実施されるような燃料電池
スタックを完全に内部マニホールドする能力は、電気化
学的ユニット燃料電池を所望により冷却しながらそして
高められた水素燃料をその電池スタックの軸に沿ってそ
の燃料供給マニホールドに提供しながらそのリフォーム
反応を実施するために電気化学的に発生した熱を利用す
るその燃料電池スタック内において、リフォーム室の散
在を許容する。その燃料電池電極からそのリフォーム室
の分離は、溶融炭酸塩電解質によって通常のリフォーム
触媒がだめになるのが避けられる。その燃料電池スタッ
ク内の炭化水素質物質のリフォームと一緒にその完全に
内部マニホールドされた燃料電池セルは改良された全燃
料を電気セル効率に提供する。本発明に依れば天然ガス
は、上述のように各約５〜１０の電気化学的ユニットセ
ル間にリフォーム室を配置することによってその電気化
学的反応用の高められた水素燃料を提供するために反応
体として使用できる。
スタックを完全に内部マニホールドする能力は、電気化
学的ユニット燃料電池を所望により冷却しながらそして
高められた水素燃料をその電池スタックの軸に沿ってそ
の燃料供給マニホールドに提供しながらそのリフォーム
反応を実施するために電気化学的に発生した熱を利用す
るその燃料電池スタック内において、リフォーム室の散
在を許容する。その燃料電池電極からそのリフォーム室
の分離は、溶融炭酸塩電解質によって通常のリフォーム
触媒がだめになるのが避けられる。その燃料電池スタッ
ク内の炭化水素質物質のリフォームと一緒にその完全に
内部マニホールドされた燃料電池セルは改良された全燃
料を電気セル効率に提供する。本発明に依れば天然ガス
は、上述のように各約５〜１０の電気化学的ユニットセ
ル間にリフォーム室を配置することによってその電気化
学的反応用の高められた水素燃料を提供するために反応
体として使用できる。
【００４７】リフォーム室の使用は、図２に示されるよ
うなセパレートプレート配置に関して上記に記載された
けれども、上記に記載した方法と同様の方法でリフォー
ム室に連通する反応性ガスマニホールドとして内部マニ
ホールドの或る種のものの消化によって広範囲なセパレ
ートプレート配置に適用できる。本発明による内部リフ
ォーム室を提供する本質的な要素は、所望のように配置
されそしてそのエンドプレート（ｅｎｄ ｐｌａｔｅ）
を通してのみ外部供給及び排出管に接続できる内部マニ
ホールドを通して燃料供給及び排出、オキシダント供給
及び排出及び反応性ガス供給を提供する完全に内部マニ
ホールドされた燃料電池スタックである。
うなセパレートプレート配置に関して上記に記載された
けれども、上記に記載した方法と同様の方法でリフォー
ム室に連通する反応性ガスマニホールドとして内部マニ
ホールドの或る種のものの消化によって広範囲なセパレ
ートプレート配置に適用できる。本発明による内部リフ
ォーム室を提供する本質的な要素は、所望のように配置
されそしてそのエンドプレート（ｅｎｄ ｐｌａｔｅ）
を通してのみ外部供給及び排出管に接続できる内部マニ
ホールドを通して燃料供給及び排出、オキシダント供給
及び排出及び反応性ガス供給を提供する完全に内部マニ
ホールドされた燃料電池スタックである。
【００４８】電解質／電極及び／又は電流コレクターウ
エットシールの使用により、その燃料マニホールドとそ
のセパレータプレートのアノード面のみ間の及びそのオ
キシダントマニホールドとそのセパレータプレートの反
対カソード面のみ間の連通は、外部マニホールドが使用
される時本質的であるような多孔質ガスケットなしに達
成できる。その主要なウエットシールはその電解質及び
その電極間であるけれども、その電解質と幾分かの区域
においてその電極を越えて伸びる電流コレクターと間に
幾分かのウエットシールが存在していても良くそしてそ
のシール区域がその電極コレクター又は電極によって完
全にカバーされない場合においてその電解質とそのセパ
レータプレートのシール区域間に幾分かのウエットシー
ルが存在していても良い。さらにリフォーム室は上述の
ようにその燃料電池スタックの軸に沿って散在できる。
さらに各各ガスマニホールドシール区域は、腐食性及び
他の吸上作用処理を減んずるためにアルミニユム化でき
る。
エットシールの使用により、その燃料マニホールドとそ
のセパレータプレートのアノード面のみ間の及びそのオ
キシダントマニホールドとそのセパレータプレートの反
対カソード面のみ間の連通は、外部マニホールドが使用
される時本質的であるような多孔質ガスケットなしに達
成できる。その主要なウエットシールはその電解質及び
その電極間であるけれども、その電解質と幾分かの区域
においてその電極を越えて伸びる電流コレクターと間に
幾分かのウエットシールが存在していても良くそしてそ
のシール区域がその電極コレクター又は電極によって完
全にカバーされない場合においてその電解質とそのセパ
レータプレートのシール区域間に幾分かのウエットシー
ルが存在していても良い。さらにリフォーム室は上述の
ようにその燃料電池スタックの軸に沿って散在できる。
さらに各各ガスマニホールドシール区域は、腐食性及び
他の吸上作用処理を減んずるためにアルミニユム化でき
る。
【００４９】本発明の、内部が完全にマニホールド型に
なっている電池を使用すると、工場の組み立て場におい
て、カーボネート・テープの溶融によって電池間の距離
の変化が生じ、一旦このような溶融が起こると、電池間
距離はそれ以上変化することはない。工場から搬出され
る電池スタックの高さは、使用場所において圧力容器の
中で運転している間中同じである。改質チャンバーの高
さは、始動時または燃料電池運転中に変化しない。従っ
て、燃料電池スタック運転中には、活性部分およびシー
ル部分において電池を支える力を維持するために必要な
継続管理のみが必要である。
なっている電池を使用すると、工場の組み立て場におい
て、カーボネート・テープの溶融によって電池間の距離
の変化が生じ、一旦このような溶融が起こると、電池間
距離はそれ以上変化することはない。工場から搬出され
る電池スタックの高さは、使用場所において圧力容器の
中で運転している間中同じである。改質チャンバーの高
さは、始動時または燃料電池運転中に変化しない。従っ
て、燃料電池スタック運転中には、活性部分およびシー
ル部分において電池を支える力を維持するために必要な
継続管理のみが必要である。
【００５０】本発明の電池形状および電池スタックの利
点を、主として溶融カーボネート電池質燃料電池に関し
て述べて来たが、これらは固体酸化物電解質における酸
素イオン又は酸素空隙あるいはその双方の移動によって
内部の電気的条件を与える固体導電体／固体電解質燃料
電池その他の高温燃料電池に容易に応用することができ
る。イットリウムでドーピングしたジルコニア、酸化物
イオンを伝導する様々なパーブスカイト化合物、および
固体陽子導電体（例えばイッテルビウムでドーピングし
たバリウム蝋膏）等の、多くの適当な固体酸化物電解質
が知られている。本発明の燃料電池スタック形状は、特
にこれらのタイプの固体導電体／固体酸化物燃料電池に
おいて有用である。
点を、主として溶融カーボネート電池質燃料電池に関し
て述べて来たが、これらは固体酸化物電解質における酸
素イオン又は酸素空隙あるいはその双方の移動によって
内部の電気的条件を与える固体導電体／固体電解質燃料
電池その他の高温燃料電池に容易に応用することができ
る。イットリウムでドーピングしたジルコニア、酸化物
イオンを伝導する様々なパーブスカイト化合物、および
固体陽子導電体（例えばイッテルビウムでドーピングし
たバリウム蝋膏）等の、多くの適当な固体酸化物電解質
が知られている。本発明の燃料電池スタック形状は、特
にこれらのタイプの固体導電体／固体酸化物燃料電池に
おいて有用である。
【００５１】前述の明細書において本発明を一定の好ま
しい具体例と関連して述べ、例証のために多くの詳細を
述べて来たが、当業者には、本発明に従ってさらに具体
例を追加できることが明らかだろう。
しい具体例と関連して述べ、例証のために多くの詳細を
述べて来たが、当業者には、本発明に従ってさらに具体
例を追加できることが明らかだろう。
【図１】図１は、本発明の１実施態様に従う燃料電池の
周辺のウエットシール領域の側断面図である。
周辺のウエットシール領域の側断面図である。
【図２】図２は、本発明の１実施態様に従う燃料電池ス
タックの単一電池ユニットの分解斜視図である。
タックの単一電池ユニットの分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の１実施態様に従う内部リフォ
ーミング室をもつ燃料電池スタックの一部略分解斜視図
である。
ーミング室をもつ燃料電池スタックの一部略分解斜視図
である。
【図４】本発明に従うマニホールドを十分に設けた燃料
電池スタックのマニホールドプレートの別の実施態様の
正面図である。
電池スタックのマニホールドプレートの別の実施態様の
正面図である。
２０ 電解質 ２６ アノード ２９ アノード集電体 ４０ セパーレータープレート ３０，３１ 孔 ２８ カソード集電体 ２７ カソード
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・シー・ショーラ アメリカ合衆国イリノイ州60067，パラテ ィン，オールド・プラム・グローブ・ロー ド 5500 (72)発明者 ランディー・ジェイ・ペトリ アメリカ合衆国インディアナ州46322，ハ イランド，イーダー・ストリート 3223 (72)発明者 マーク・ジー・ロウソン アメリカ合衆国イリノイ州60402，バーウ ィン，ケニルウォース・アベニュー 3644
Claims (38)
- 【請求項１】 複数の燃料電池単位を含んで成る燃料電
池スタックにして、 各燃料電池単位はアノードとカソード；該アノードの電
解質に面する面と１側面で接触し、かつ該カソードの電
解質に面する面と反対側の側面で接触している電解質；
及び該燃料電池単位をアノードとカソードとの間で分離
するセパレーター板にして該セパレーター板のアノード
に面する面と該アノードとの間にアノード室を形成し、
かつ該セパレーター板のカソードに面する反対側の面
と、１つの隣接する該燃料電池単位のカソードのセパレ
ーターに面する面との間にカソード室を形成する該セパ
レーター板を含んで成り、 該アノード室は燃料ガスを供給、流出させることができ
るように気体連通されており、そして該カソード室はオ
キシダントガスを供給、流出されることができるように
気体連通されている該燃料電池スタックにおいて、 該電解質と該セパレーター板が該燃料電池スタックの周
辺端縁まで延在しており；該セパレーター板は、それら
セパレーター板の各面上で該電解質の約１インチ未満の
幅を接触させるように延在し、それらの周辺を完全に取
り囲んで、運転条件下で約１インチ幅より狭いセパレー
ター板／電解質ウエットシールを形成している平らにさ
れた周辺ウエットシール構造体を有し；該電解質と該セ
パレーター板とは各々複数の整列された穴を有し、該セ
パレーター板の該穴は、該電池スタックを通して延在す
る複数のガスマニホルドを形成するように電池の運転条
件下で約１インチ幅未満のセパレーター板／電解質ウエ
ットシールを形成している、該セパレーター板の各面上
で該電解質の約１インチ未満の幅を接触させるように延
在している平らにされたマニホルドウエットシール構造
体で包囲されており；該延在マニホルドウエットシール
構造体を通る導管が１組の該マニホルドと該アノード室
との間で該セパレーター板の１つの面上において燃料ガ
スを連通させるようになっており；そして該延在マニホ
ルドウエットシール構造体を通る導管が該マニホルドの
第２の組と該カソード室との間で該セパレーター板の他
の面上においてオキシダントガスを連通させるようにな
っており；それによって燃料ガスとオキシダントガスと
を該燃料電池スタック中の該各単位燃料電池に及び該各
単位燃料電池から完全に内部マニホルドするようになっ
ている；ことを特徴とする前記燃料電池スタック。 - 【請求項２】 電池スタックの端板が該セパレーター板
とそれらの内面上で同じに適合され、該燃料電池スタッ
クの各端部上で半電池を形成している請求項１に記載の
燃料電池スタック。 - 【請求項３】 該燃料電池スタックにその軸に沿って、
２枚のセパレーター／レホーマー板で各々形成されてい
る複数のリホーミング室が所定間隔で配置されており；
１つのセパレーター／リホーマー板は該アノード室の該
セパレーター板に面する面の該アノードに面する面の形
状を有し、第２のセパレーター／リホーマー板は該カソ
ード室の該セパレーター板に面する面の該カソードに面
する面の形状を有し；２枚の該セパレーター／リホーマ
ー板はそれらの端縁領域においてリホーマー室を取り囲
むように接合、封止されており；該延在マニホルドウエ
ットシール構造体を通る複数の導管が反応ガスとスチー
ムを第３の組の該マニホルドから該リホーマー室に連通
させ；そして該延在マニホルドウエットシール構造体を
通る複数の導管が水素に富む生成ガスを燃料ガス供給マ
ニホルドに連通させ；それによって反応ガスとスチーム
を該燃料電池スタック中の各該リホーマー単位に、また
生成ガスを各該リホーマー単位から完全に内部マニホル
ドするようになっている請求項２に記載の燃料電池スタ
ック。 - 【請求項４】 該セパレーター板と該セパレーター／リ
ホーマー板が厚さ約０．０１０〜０．０５０インチのプ
レス成型された金属板である、請求項３に記載の燃料電
池スタック。 - 【請求項５】 該セパレーター板と該セパレーター／リ
ホーマー板の１つの面上の平らにされた該周辺ウエット
シール構造体は該板の該１つの面上に該延在周辺ウエッ
トシールを形成するように該板のプレス成型体（ｓｈａ
ｐｉｎｇ）を含んで成り、そして該板の他の面上に、該
板の該他の面に対して固定された該延在周辺ウエットシ
ールを形成するプレス成型されたシート金属形状体（ｓ
ｈａｐｅ）を含んで成る、請求項４に記載の燃料電池ス
タック。 - 【請求項６】 該板の１つの面上の該延在マニホルドウ
エットシール構造体は該板の該１つの面上に該延在マニ
ホルドウエットシールを形成するように該板のプレス成
型体を含んで成り、そして該板の他の面上に、該板の該
他の面に対して固定された該延在マニホルドウエットシ
ールを形成するプレス成型されたシート金属形状体を含
んで成る、請求項５に記載の燃料電池スタック。 - 【請求項７】 該リホーマー室に約５〜約１０個の隣接
する燃料電池単位の群が所定間隔で配置されている、請
求項３に記載の燃料電池スタック。 - 【請求項８】 前記セパレーター及びセパレーター／リ
ホーマーのプレートが、約０．０１０〜約０．０５０イ
ンチの厚さのプレスされた金属プレートである請求項１
に記載の燃料電池スタック。 - 【請求項９】 前記平らにされた周辺ウエットシール構
造が、前記セパレータープレートの１つの面上において
前記セパレータープレートの前記１つの面上の前記伸長
された周辺ウエットシールを成形するための前記セパレ
ータープレートのプレスされた造形を含み、そして前記
セパレータープレートの他の面上において前記セパレー
タープレートの前記他の面に固着された前記伸長された
周辺ウエットシールを成形しているプレスされた板金の
形状を含んで成る請求項１に記載の燃料電池スタック。 - 【請求項１０】 前記伸長されたマニホールドウエット
シール構造が、前記セパレータープレートの１つの面上
において前記セパレータープレートの前記１つの面上の
前記伸長されたマニホールドウエットシールを成形する
ための前記セパレータープレートのプレスされた造形を
含み、そして前記セパレータープレートの他の面上にお
いて前記セパレータープレートの前記他の面に固着され
た前記伸長されたマニホールドウエットシールを成形し
ているプレスされた板金の形状を含んで成る請求項１に
記載の燃料電池スタック。 - 【請求項１１】 前記ウエットシールの幅が約１／４〜
３／４インチである請求項１に記載の燃料電池スタッ
ク。 - 【請求項１２】 前記アノードに面した側の前記セパレ
ータープレートがニッケル及び銅より成る群から選択さ
れる１種類の金属で塗装又は被覆されている請求項１に
記載の燃料電池スタック。 - 【請求項１３】 前記電解質が１種類の固体イオン導体
／固体オキシドの化合物を含んで成る請求項１に記載の
燃料電池スタック。 - 【請求項１４】 前記電解質がアルカリ金属カーボネー
トを含んで成る請求項１に記載の燃料電池スタック。 - 【請求項１５】 前記電解質がカーボネートタイプ及び
マトリックスタイプの形態で前記燃料電池スタックに組
み入れられている請求項１４に記載の燃料電池スタッ
ク。 - 【請求項１６】 前記平らにされた周辺ウエットシール
構造が、前記セパレータープレートの１つの面上におい
て前記セパレータープレートの前記１つの面上の前記伸
長された周辺ウエットシールを成形するための前記セパ
レータープレートのプレスされた造形を含み、前記セパ
レータープレートの他の面上において前記セパレーター
プレートの前記他の面に固着された前記伸長された周辺
ウエットシールを成形しているプレスされた板金の形状
を含み、前記伸長されたマニホールドウエットシール構
造が、前記セパレータープレートの１つの面上において
前記セパレータープレートの前記１つの面上の前記伸長
されたマニホールドウエットシールを成形するための前
記セパレータープレートのプレスされた造形を含み、そ
して前記セパレータープレートの他の面上において前記
セパレータープレートの前記他の面に固着された前記伸
長されたマニホールドウエットシールを成形しているプ
レスされた板金の形状を含んで成る請求項１４に記載の
燃料電池スタック。 - 【請求項１７】 集電装置が、前記アノード及び前記カ
ソードのうち少なくとも１つと前記セパレータープレー
トとの間にある請求項１に記載の燃料電池スタック。 - 【請求項１８】 複数の燃料電池ユニットからなり；各
燃料電池ユニットがアノード及びカソード、そのアノー
ドの電解質対向面と一方の側面で接しそしてそのカソー
ドの電解質対向面と他方の側面で接している電解質、及
びアノードとカソードとの間でそれらの燃料電池ユニッ
ト同志を分離してそのセパレーター板のアノード対向面
とそのアノードとの間にアノード室を形成すると共にそ
のセパレーター板の反対側のカソード対向面と隣接燃料
電池ユニットのカソードのセパレーター対向面との間に
カソード室を形成するセパレーター板からなり；そのア
ノード室は燃料ガス供給及び流出口と気体連通しそして
そのカソード室はオキシダントガス供給及び流出口と気
体連通している；燃料電池スタックにおいて；それらの
電解質、アノード、カソード及びセパレーター板は、燃
料電池スタックの周縁領域まで延在しており、 セパレーター板は、それらの周囲全体にわたって各面に
おいて約１インチより少ない幅の電解質と接するように
延在する平らな周囲ウエットシール構造を有して、電池
の運転条件下で約１インチより少ない幅の電解質／電解
質ウエットシールを形成し、 電解質、アノード、カソード及びセパレーター板はそれ
ぞれ複数の整列したパーホレーションを有し、 セパレーター板のそれらのパーホレーションは、セパレ
ーター板の各面において電極及び集電体の少なくとも一
方の約１インチより少ない幅と接するように延在する平
らなマニホールドウエットシール構造により取り囲まれ
て、電池運転条件下で約１インチより少ない幅の電解質
／電解質ウエットシールを形成して、電池スタックを貫
いて延在する複数のマニホールド、その延在マニホール
ドウエットシール構造を貫通してセパレーター板の一方
の面上の一組のマニホールドとアノード室との間に燃料
ガス連通を与える導管、及びその延在マニホールドウエ
ットシール構造を貫通してセパレーター板の他方の面上
の別の一組のマニホールドとカソード室との間にオキシ
ダントガス連通を与える導管を形成させ、それにより燃
料電池スタック中の各ユニット燃料電池へのならびにそ
れからの燃料及びオキシダンドガスの完全な内部マニホ
ールドシステムを与えることからなる改良。 - 【請求項１９】 請求項１８記載の燃料電池スタックに
おいて、電池スタック端部板がそれらの内側面において
セパレーター板と同一の形状とされ、燃料電池スタック
の各端部において半電池をなしている燃料電池スタッ
ク。 - 【請求項２０】 請求項１９記載の燃料電池スタックに
おいて、燃料電池スタックは、その軸に沿って、それぞ
れが二つのセパレーター／リホーマー板により形成され
た複数のリホーミング室を散在させており、それらのセ
パレーター／リホーマー板の一方はアノード室の一つに
対面するセパレーター板のアノード対向面の形状を有
し、そしてセパレーター／リホーマー板の他方がカソー
ド室の一つに対面するセパレーター板のカソード対向面
の形状を有し、上記二つのセパレーター／リホーマー板
はそれらの縁部において密封結合してリホーマー室を封
入しており、延在マニホールドウエットシール構造を貫
いている導管は第３番目の組のマニホールドからリホー
マー室への反応ガス及びスチームの連通を与え、延在マ
ニホールドウエットシール構造を貫いている導管は燃料
ガス供給マニホールドへの強化水素生成ガスの連通を与
え、それにより燃料電池スタックの各リホーマーユニッ
トへの反応剤ガス及び空気ならびに各リホーマーユニッ
トからの生成ガスの完全な内部マニホールドシステムを
与える燃料電池スタック。 - 【請求項２１】 請求項２０記載の燃料電池スタックに
おいて、セパレーター板及びセパレーター／リホーマー
板は約０．０１０〜約０．０５０インチ厚のプレス加工
金属板である燃料電池スタック。 - 【請求項２２】 請求項２０記載の燃料電池スタックに
おいて、セパレーター板の一方の面上の平らな周囲ウエ
ットシール構造は、その板のその一方の面上に前記延在
周囲ウエットシールを形成するような該板のプレス加工
成形からなり、そしてその板の他方の面においては該板
のその他方の面に固着された延在周囲ウエットシールを
形成するプレス加工板金形状からなる燃料電池スタッ
ク。 - 【請求項２３】 請求項２２記載の燃料電池スタックに
おいて、該板の一方の面上に延在するマニホールドウエ
ットシール構造は、該板の該一方の面上に前記延在マニ
ホールドウエットシールを形成するような該板のプレス
加工成形からなり、そして該板の他方の面においては該
板の他方の面に固着された延在マニホールドウエットシ
ールを形成するプレス加工板金形状からなる燃料電池ス
タック。 - 【請求項２４】 請求項１９記載の燃料電池スタックに
おいて、該リホーマー室は、約５〜約１０の隣接燃料電
池ユニットからなる群の間に散在されている燃料電池ス
タック。 - 【請求項２５】 セパレータープレートが約０．０１０
−約０．０５０インチの厚さの加圧金属プレートである
請求項１８の燃料電池スタック。 - 【請求項２６】 セパレータープレートの１つの面上の
延長したマニホールドウエットシール構造が、該セパレ
ータープレートの１つの面上では、該延長したマニホー
ルドウエットシールを形成するための該セパレータープ
レートの加圧成型物からなり、および該セパレータープ
レートの他の面上では、該セパレーターの上記他の面に
固定された上記延長したマニホールドウエットシールを
形成する約０．０１０−約０．０５０インチの厚さの加
圧シート金属成型物からなる請求項１８の燃料電池スタ
ック。 - 【請求項２７】 ウエットシールの巾が約１／４〜約３
／４インチである請求項１８の燃料電池スタック。 - 【請求項２８】 上記アノードに面した側のセパレータ
ープレートがニッケウおよび銅からなる群より選択され
た金属で被覆または被着された請求項１８の燃料電池ス
タック。 - 【請求項２９】 電極が固体イオン導体／固体酸化物化
合物からなる請求項１８の燃料電池スタック。 - 【請求項３０】 電解質がアルカリ金属カルボン酸塩か
らなる請求項１８の燃料電池スタック。 - 【請求項３１】 電解質がカーボネートテープおよびマ
トリックステープの形で燃料電池スタックに組み込まれ
ている請求項３０の燃料電池スタック。 - 【請求項３２】 セパレータープレートの１つの面上の
偏平な周辺のウエットシール構造が、該セパレータープ
レートの１つの面上では、該セパレータープレートの上
記１つの面上に該延長した周辺のマニホールドウエット
シールを形成するための該セパレータープレートの加圧
成型物からなり、該セパレータープレートの他の面上で
は、該プレートは該セパレーターの上記他の面に固定さ
れた上記延長した周辺のマニホールドウエットシールを
形成する加圧シート金属成型物からなり、該セパレータ
ープレートの上記１つの面上の該延長したマニホールド
ウエットシール構造は、該セパレータープレートの１つ
の面上では、該延長したマニホールドウエットシールを
形成するための該セパレータープレートの加圧成型物か
らなり、および該セパレータープレートの他の面上で
は、該セパレーターの上記他の面に固定された上記延長
したマニホールドウエットシールを形成する加圧シート
金属成型物からなる請求項３０の燃料電池スタック。 - 【請求項３３】 上記集電装置が燃料電池スタックの周
辺縁部にまで延びている請求項１８の燃料電池スタッ
ク。 - 【請求項３４】 アノード、セパレータープレート、お
よびカソードからなる燃料電池ユニット用サブアセンブ
リーであって、 該燃料電池ユニットは上記アノード、カソードおよび燃
料電池スタックの縁部に延びるセパレータープレートを
有し、該セパレータープレートは、約１インチ未満の巾
の、完全にそれらの周辺部全体の各面から延びる偏平な
周辺のウエットシール構造を有し、上記あのーど、上記
カソード、および上記セパレータープレートは各々多数
の整列した穿孔を有し、該セパレータープレートの穿孔
は約１インチ未満の巾の、完全に該穿孔の周囲のセパレ
ータープレートの各面から延びる偏平な周辺のウエット
シール構造によって囲まれており、燃料ガスを上記延長
したマニホールドウエットシール構造を通して上記マニ
ホールドと上記セパレータープレートの１つの面上のア
ノードチャンバーとの間に流通させる導管および酸素ガ
スを上記延長したマニホールドウエットシール構造を通
してもう１組の上記マニホールドと上記セパレータープ
レートの他の面上のカソードチャンバーとの間に流通さ
せる導管を有することによって、各シール部分で封止接
合された上記燃料電池スタック、上記アノード、上記セ
パレータープレートおよび上記カソードにおける各ユニ
ット燃料電池に、燃料ガスと酸素ガスを流入させかつ流
出させることができるようにしたサブアセンブリー。 - 【請求項３５】 封止接合が溶接である請求項３４のサ
ブアセンブリー。 - 【請求項３６】 セパレータープレートとウエットシー
ル構造がウエットシール構造の偏平部分において厚さ約
０．０１０−約０．０５０インチであり、巾約１／４〜
約３／４インチである請求項３４のサブアセンブリー。 - 【請求項３７】 集電装置が上記アノードか上記カソー
ドの少なくとも一方と上記セパレータープレートとの間
にある請求項３４のサブアセンブリー。 - 【請求項３８】 集電装置が燃料電池スタックの縁部に
延びている請求項３７のサブアセンブリー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US724422 | 1991-07-02 | ||
| US07/724,422 US5227256A (en) | 1989-05-03 | 1991-07-02 | Fully internal manifolded fuel cell stack |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163063A true JPH06163063A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3516693B2 JP3516693B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=24910385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21448192A Expired - Lifetime JP3516693B2 (ja) | 1991-07-02 | 1992-07-02 | 完全内部マニホルド付き燃料電池スタック |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5227256A (ja) |
| EP (1) | EP0521830B1 (ja) |
| JP (1) | JP3516693B2 (ja) |
| AT (1) | ATE148584T1 (ja) |
| CA (1) | CA2072953C (ja) |
| DE (1) | DE69217132T2 (ja) |
| FI (1) | FI923077A (ja) |
| NO (1) | NO922623L (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09245819A (ja) * | 1996-03-07 | 1997-09-19 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 燃料電池及び電解セル並びにその冷却・除湿方法 |
| JP2006049072A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池用セパレータおよび固体酸化物形燃料電池 |
| JP2006108027A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2006185803A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池及び燃料電池スタック |
| JP2007507838A (ja) * | 2003-10-01 | 2007-03-29 | ヌベラ・フュエル・セルズ・ヨーロッパ・ソチエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ | 燃料電池積重ね体用の二極セパレータ |
| JP2007087865A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池のスタック |
| US7618735B2 (en) | 2002-10-28 | 2009-11-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell with triangular buffers |
| US8034505B2 (en) | 2003-11-11 | 2011-10-11 | Nitta Corporation | Fuel cell separator that is excellent in workability and corrosion resistance |
| JP2012516525A (ja) * | 2009-02-02 | 2012-07-19 | スタクセラ・ゲーエムベーハー | 燃料電池スタック用相互接続器構成 |
Families Citing this family (70)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5362578A (en) * | 1992-12-08 | 1994-11-08 | Institute Of Gas Technology | Integrated main rail, feed rail, and current collector |
| EP0662252B1 (de) * | 1993-07-20 | 1999-09-15 | Klaus Herrmann Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zur verringerung der mit den leckströmen verbundenen energieverluste elektrochemischer zellen |
| JP3064167B2 (ja) * | 1993-09-01 | 2000-07-12 | 三菱重工業株式会社 | 固体電解質燃料電池 |
| US5376472A (en) * | 1993-10-06 | 1994-12-27 | Ceramatec, Inc. | Semi-internally manifolded interconnect |
| US5480738A (en) * | 1994-02-04 | 1996-01-02 | Ceramatec, Inc. | Fuel cell module |
| US6316138B1 (en) * | 1994-07-11 | 2001-11-13 | Mitsubishi, Jukogyo Kabushiki Kaisha | Solid oxide electrolyte fuel cell |
| US5763114A (en) * | 1994-09-01 | 1998-06-09 | Gas Research Institute | Integrated reformer/CPN SOFC stack module design |
| US5531956A (en) * | 1995-04-27 | 1996-07-02 | Institute Of Gas Technology | Ribbed electrodes for molten carbonate fuel cells |
| US5698337A (en) * | 1995-08-19 | 1997-12-16 | Energy Research Corporation | Process for preparing a separator plate for a melt carbonate fuel cell and separator plate prepared according to this process |
| DE19534047C1 (de) * | 1995-09-14 | 1996-12-19 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Anodenstromkollektor und Verfahren zur Herstellung eines Anodenstromkollektors |
| US5612149A (en) * | 1996-01-02 | 1997-03-18 | Ceramatec, Inc. | Fuel cell column heat exchanger mated module |
| US5795665A (en) * | 1996-08-19 | 1998-08-18 | Energy Research Corporation | Fuel cell sub-assembly with a plurality of dimples |
| US6326096B1 (en) * | 1998-02-04 | 2001-12-04 | Gas Research Institute | Solid oxide fuel cell interconnector |
| US6017649A (en) * | 1998-02-12 | 2000-01-25 | M-C Power Corporation | Multiple step fuel cell seal |
| US6040076A (en) * | 1998-03-03 | 2000-03-21 | M-C Power Corporation | One piece fuel cell separator plate |
| US6261710B1 (en) | 1998-11-25 | 2001-07-17 | Institute Of Gas Technology | Sheet metal bipolar plate design for polymer electrolyte membrane fuel cells |
| US6280869B1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-08-28 | Nexant, Inc. | Fuel cell stack system and operating method |
| US6322919B1 (en) * | 1999-08-16 | 2001-11-27 | Alliedsignal Inc. | Fuel cell and bipolar plate for use with same |
| US6969506B2 (en) * | 1999-08-17 | 2005-11-29 | Battelle Memorial Institute | Methods of conducting simultaneous exothermic and endothermic reactions |
| US6383677B1 (en) | 1999-10-07 | 2002-05-07 | Allen Engineering Company, Inc. | Fuel cell current collector |
| US6777126B1 (en) | 1999-11-16 | 2004-08-17 | Gencell Corporation | Fuel cell bipolar separator plate and current collector assembly and method of manufacture |
| US6602626B1 (en) | 2000-02-16 | 2003-08-05 | Gencell Corporation | Fuel cell with internal thermally integrated autothermal reformer |
| EP1293006A2 (en) | 2000-03-17 | 2003-03-19 | Allen Engineering Company, Inc. | Fuel cell stack assembly |
| US6824910B2 (en) | 2001-01-24 | 2004-11-30 | The Regents Of The University Of California | Co-flow planar SOFC fuel cell stack |
| US6677071B2 (en) * | 2001-02-15 | 2004-01-13 | Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. | Bipolar plate for a fuel cell |
| US8158057B2 (en) * | 2005-06-15 | 2012-04-17 | Ati Properties, Inc. | Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells |
| US7981561B2 (en) * | 2005-06-15 | 2011-07-19 | Ati Properties, Inc. | Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells |
| US7842434B2 (en) * | 2005-06-15 | 2010-11-30 | Ati Properties, Inc. | Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells |
| US6772617B1 (en) | 2003-01-24 | 2004-08-10 | Gencell Corporation | Method and apparatus for in-situ leveling of progressively formed sheet metal |
| US20050048349A1 (en) * | 2003-08-28 | 2005-03-03 | Fannon Megan A. | Method of manufacturing a fuel cell array and a related array |
| US20050064270A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-03-24 | Marianowski Leonard G. | Fuel cell bipolar separator plate |
| US8152872B2 (en) * | 2004-03-09 | 2012-04-10 | Intelligent Energy, Inc. | Modular reformer with enhanced heat recuperation |
| DE112005000023B4 (de) * | 2004-03-31 | 2010-08-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Brennstoffzellenstapel |
| US20060057443A1 (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-16 | The Regents Of The University Of California | Hybrid fuel cell combining direct carbon conversion and high temperature H2 fuel cells |
| WO2006138070A1 (en) | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Ati Properties, Inc. | Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells |
| EP1946399A2 (en) * | 2005-10-28 | 2008-07-23 | Andrei Leonida | Fuel cell system suitable for complex fuels and a method of operation of the same |
| US20070196704A1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-08-23 | Bloom Energy Corporation | Intergrated solid oxide fuel cell and fuel processor |
| US9190693B2 (en) | 2006-01-23 | 2015-11-17 | Bloom Energy Corporation | Modular fuel cell system |
| US7659022B2 (en) * | 2006-08-14 | 2010-02-09 | Modine Manufacturing Company | Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor |
| US8241801B2 (en) | 2006-08-14 | 2012-08-14 | Modine Manufacturing Company | Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor |
| WO2008123968A1 (en) * | 2007-04-05 | 2008-10-16 | Bloom Energy Corporation | Solid oxide fuel cell system with internal reformation |
| US8920997B2 (en) | 2007-07-26 | 2014-12-30 | Bloom Energy Corporation | Hybrid fuel heat exchanger—pre-reformer in SOFC systems |
| US8409763B2 (en) * | 2007-08-08 | 2013-04-02 | Solid Cell, Inc. | Modified planar cell (MPC) and stack based on MPC |
| US8852820B2 (en) | 2007-08-15 | 2014-10-07 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell stack module shell with integrated heat exchanger |
| JP5269372B2 (ja) * | 2007-09-25 | 2013-08-21 | 株式会社東芝 | 燃料電池 |
| US8288041B2 (en) | 2008-02-19 | 2012-10-16 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell system containing anode tail gas oxidizer and hybrid heat exchanger/reformer |
| US8968958B2 (en) * | 2008-07-08 | 2015-03-03 | Bloom Energy Corporation | Voltage lead jumper connected fuel cell columns |
| US8440362B2 (en) | 2010-09-24 | 2013-05-14 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell mechanical components |
| CA2815208C (en) | 2010-10-18 | 2020-07-14 | Velocys Corporation | Laminated, leak-resistant chemical processors, methods of making, and methods of operating |
| WO2012094514A1 (en) | 2011-01-06 | 2012-07-12 | Bloom Energy Corporation | Sofc hot box components |
| GB2509317A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | Intelligent Energy Ltd | Fluid flow plate for a fuel cell |
| US9755263B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-09-05 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell mechanical components |
| EP3061146B1 (en) | 2013-10-23 | 2018-03-07 | Bloom Energy Corporation | Pre-reformer for selective reformation of higher hydrocarbons |
| TWI663771B (zh) | 2014-02-12 | 2019-06-21 | 美商博隆能源股份有限公司 | 多個燃料電池和電力電子供給負載並聯以允許整合電化學阻抗頻譜（ｅｉｓ）之燃料電池系統之結構及方法 |
| US20150357664A1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-10 | Szu-Han Wu | Plate type fuel reformer of fuel cell |
| CN105720288B (zh) * | 2014-12-05 | 2018-07-20 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种内重整燃料电池电堆 |
| US10651496B2 (en) | 2015-03-06 | 2020-05-12 | Bloom Energy Corporation | Modular pad for a fuel cell system |
| WO2018075870A1 (en) | 2016-10-21 | 2018-04-26 | Fluidic Inc. | Corrugated fuel electrode |
| US11398634B2 (en) | 2018-03-27 | 2022-07-26 | Bloom Energy Corporation | Solid oxide fuel cell system and method of operating the same using peak shaving gas |
| US11923569B2 (en) | 2021-04-26 | 2024-03-05 | General Electric Company | High performance fuel cells |
| US11719441B2 (en) | 2022-01-04 | 2023-08-08 | General Electric Company | Systems and methods for providing output products to a combustion chamber of a gas turbine engine |
| US11794912B2 (en) | 2022-01-04 | 2023-10-24 | General Electric Company | Systems and methods for reducing emissions with a fuel cell |
| US11933216B2 (en) | 2022-01-04 | 2024-03-19 | General Electric Company | Systems and methods for providing output products to a combustion chamber of a gas turbine engine |
| US11970282B2 (en) | 2022-01-05 | 2024-04-30 | General Electric Company | Aircraft thrust management with a fuel cell |
| US11804607B2 (en) | 2022-01-21 | 2023-10-31 | General Electric Company | Cooling of a fuel cell assembly |
| US11967743B2 (en) | 2022-02-21 | 2024-04-23 | General Electric Company | Modular fuel cell assembly |
| CN114497672B (zh) * | 2022-04-06 | 2022-06-24 | 佛山市清极能源科技有限公司 | 一种燃料电池电堆的歧管装置 |
| US11817700B1 (en) | 2022-07-20 | 2023-11-14 | General Electric Company | Decentralized electrical power allocation system |
| US11923586B1 (en) | 2022-11-10 | 2024-03-05 | General Electric Company | Gas turbine combustion section having an integrated fuel cell assembly |
| US11859820B1 (en) | 2022-11-10 | 2024-01-02 | General Electric Company | Gas turbine combustion section having an integrated fuel cell assembly |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3012086A (en) * | 1957-07-17 | 1961-12-05 | Allis Chalmers Mfg Co | Fuel cell |
| US3266938A (en) * | 1961-12-20 | 1966-08-16 | Texas Instruments Inc | Method of operating a fuel cell system |
| US3488226A (en) * | 1965-11-08 | 1970-01-06 | Inst Gas Technology | Process for generation of hydrogen from hydrocarbons and use thereof in molten carbonate fuel cells |
| US3514333A (en) * | 1967-06-20 | 1970-05-26 | Bolt Beranek & Newman | Method of housing corrosive electrolytic medium |
| US3589941A (en) * | 1969-02-24 | 1971-06-29 | Onan Corp | Fuel cell with internal manifolds |
| US3723186A (en) * | 1971-11-05 | 1973-03-27 | Inst Gas Technology | Electrolyte seal means |
| US3867206A (en) * | 1973-12-21 | 1975-02-18 | United Aircraft Corp | Wet seal for liquid electrolyte fuel cells |
| US4259389A (en) * | 1977-12-12 | 1981-03-31 | United Technologies Corporation | High pressure-low porosity wet seal |
| US4160067A (en) * | 1978-03-13 | 1979-07-03 | Institute Of Gas Technology | Molten carbonate fuel cell corrosion inhibition |
| US4329403A (en) * | 1981-04-27 | 1982-05-11 | Energy Research Corporation | Electrolyte-electrode assembly for fuel cells |
| US4522894A (en) * | 1982-09-30 | 1985-06-11 | Engelhard Corporation | Fuel cell electric power production |
| US4510213A (en) * | 1983-10-12 | 1985-04-09 | The Unites States Of America As Represented By The Department Of Energy | Fuel cell stack with internal manifolds for reactant gases |
| US4579788A (en) * | 1983-10-18 | 1986-04-01 | Institute Of Gas Technology | High temperature fuel cell wet seal |
| JPS6298567A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| US4708916A (en) * | 1985-11-08 | 1987-11-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Molten carbonate fuel cell |
| JPS62264564A (ja) * | 1986-05-12 | 1987-11-17 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 積層燃料電池 |
| US4702973A (en) * | 1986-08-25 | 1987-10-27 | Institute Of Gas Technology | Dual compartment anode structure |
| US4824739A (en) * | 1986-12-29 | 1989-04-25 | International Fuel Cells | Method of operating an electrochemical cell stack |
| JPH0785416B2 (ja) * | 1987-01-21 | 1995-09-13 | 三菱電機株式会社 | リン酸型燃料電池のガスシ−ル製造方法 |
| US4761348A (en) * | 1987-03-17 | 1988-08-02 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Electrolytic cell stack with molten electrolyte migration control |
| US4786568A (en) * | 1988-03-01 | 1988-11-22 | International Fuel Cells Corporation | Electrode substrate with integral edge seal and method of forming the same |
| JPH01239774A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池 |
| JPH07109772B2 (ja) * | 1988-03-22 | 1995-11-22 | 石川島播磨重工業株式会社 | 内部マニホールド型燃料電池発電装置 |
| JPH07109773B2 (ja) * | 1989-02-28 | 1995-11-22 | 石川島播磨重工業株式会社 | 燃料電池を用いた発電装置 |
| US4963442A (en) * | 1989-05-03 | 1990-10-16 | Institute Of Gas Technology | Internal manifolded molten carbonate fuel cell stack |
| US5045413A (en) * | 1989-05-03 | 1991-09-03 | Institute Of Gas Technology | Fully internal mainfolded fuel cell stack |
| US5077148A (en) * | 1989-05-03 | 1991-12-31 | Institute Of Gas Technology | Fully internal manifolded and internal reformed fuel cell stack |
-
1991
- 1991-07-02 US US07/724,422 patent/US5227256A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-07-02 CA CA002072953A patent/CA2072953C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-02 JP JP21448192A patent/JP3516693B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-02 EP EP92810506A patent/EP0521830B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-02 DE DE69217132T patent/DE69217132T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-02 NO NO92922623A patent/NO922623L/no unknown
- 1992-07-02 AT AT92810506T patent/ATE148584T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-07-02 FI FI923077A patent/FI923077A/fi unknown
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09245819A (ja) * | 1996-03-07 | 1997-09-19 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 燃料電池及び電解セル並びにその冷却・除湿方法 |
| US7867666B2 (en) | 2002-10-28 | 2011-01-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell with triangular buffers for reactant gas and coolant |
| US7618735B2 (en) | 2002-10-28 | 2009-11-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell with triangular buffers |
| JP2007507838A (ja) * | 2003-10-01 | 2007-03-29 | ヌベラ・フュエル・セルズ・ヨーロッパ・ソチエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ | 燃料電池積重ね体用の二極セパレータ |
| US8034505B2 (en) | 2003-11-11 | 2011-10-11 | Nitta Corporation | Fuel cell separator that is excellent in workability and corrosion resistance |
| JP2006049072A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池用セパレータおよび固体酸化物形燃料電池 |
| JP2006108027A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2006185803A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池及び燃料電池スタック |
| JP4598514B2 (ja) * | 2004-12-28 | 2010-12-15 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池及び燃料電池スタック |
| US8110318B2 (en) | 2004-12-28 | 2012-02-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell with reforming chamber integrated within separator plates |
| JP2007087865A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池のスタック |
| JP2012516525A (ja) * | 2009-02-02 | 2012-07-19 | スタクセラ・ゲーエムベーハー | 燃料電池スタック用相互接続器構成 |
| US9112191B2 (en) | 2009-02-02 | 2015-08-18 | Sunfire Gmbh | Interconnector arrangement for a fuel cell stack |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI923077A (fi) | 1993-01-03 |
| JP3516693B2 (ja) | 2004-04-05 |
| CA2072953C (en) | 2003-12-30 |
| NO922623L (no) | 1993-01-04 |
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| US5227256A (en) | 1993-07-13 |
| ATE148584T1 (de) | 1997-02-15 |
| CA2072953A1 (en) | 1993-01-03 |
| DE69217132T2 (de) | 1997-10-30 |
| EP0521830A1 (en) | 1993-01-07 |
| DE69217132D1 (de) | 1997-03-13 |
| EP0521830B1 (en) | 1997-01-29 |
| FI923077A0 (fi) | 1992-07-02 |
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