JPH06231777A - Solid electrolytic fuel cell - Google Patents

Solid electrolytic fuel cell

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JPH06231777A
JPH06231777A JP5019115A JP1911593A JPH06231777A JP H06231777 A JPH06231777 A JP H06231777A JP 5019115 A JP5019115 A JP 5019115A JP 1911593 A JP1911593 A JP 1911593A JP H06231777 A JPH06231777 A JP H06231777A
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JP
Japan
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fuel cell
cell
solid oxide
unit cell
collector
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Application number
JP5019115A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoo Iwata
友夫 岩田
Komei Kadokawa
角川  功明
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PURPOSE:To make thermal expansion and contraction free to improve thermal stability by forming a unit cell in a unit cell/base body complex, which forms the module of a fuel cell, on the entire body of the outer peripheral surface of a hollow base body, and by adhering the unit cell/base body complex to the inside of the module box, in a suspended manner. CONSTITUTION:A unit cell/base body complex 18 comprises a unit cell 17 consisting of a lanthanum manganite cathode 12 provided on the entire circumference of a specific part of a cathode base body 11 which is a pipe made of lanthanum manganite, a solid electrolytic body 13 consisting of YSZ, and a Ni-YSZ anode 14. A collector 15 consisting of Pd-Pt, and a collector 16 of a Ni plate provided on the surface of the anode 14 are provided on the inside of a base plate 11. The collector 16 is placed on the anode 14 and is mounted in the axial direction for each quarter cycle, while the collector 15 is extended to the outside of the collector 18, and is connected to a Ni inter-connector 31 through a Ni felt forming the collector 16. The collectors 15, 16 of adjacent complex bodies 18 are connected together in series to improve current collecting effect and to reduce electric resistance loss.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は固体電解質型燃料電池
のセル構成に係り、特に単セル/基体集合体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cell structure of a solid oxide fuel cell, and more particularly to a single cell / substrate assembly.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジルコニア等の酸化物固体電解質を用い
る燃料電池は、その作動温度が800〜1100℃と高
温であるため、発電効率が高い上に触媒が不要であり、
また電解質が固体であるため取扱い容易であるなどの特
徴を有し、第三世代の燃料電池として期待されている。
2. Description of the Related Art A fuel cell using an oxide solid electrolyte such as zirconia has a high operating temperature of 800 to 1100 ° C., and therefore has high power generation efficiency and does not require a catalyst.
In addition, since the electrolyte is solid, it is easy to handle and is expected as a third generation fuel cell.

【0003】しかしながら、固体電解質型燃料電池は、
セラミックスが主要な構成材料であるために、熱的に破
損しやすく、またガスの適切なシール方法がないため実
現が困難であった。そのため、燃料電池として特殊な形
状である円筒型のものが考え出され、上記二つの問題を
解決し、電池の運転試験に成功している。図5は従来の
円筒型固体電解質型燃料電池のセルを示す斜視図であ
る。
However, the solid oxide fuel cell is
Since ceramics is the main constituent material, it is easily damaged by heat, and it is difficult to achieve it because there is no suitable gas sealing method. Therefore, as a fuel cell, a cylindrical one having a special shape has been devised, which solves the above two problems and succeeds in the operation test of the cell. FIG. 5 is a perspective view showing a cell of a conventional cylindrical solid oxide fuel cell.

【0004】カルシアで安定化されたジルコニアである
支持管51の周囲にランタンマンガナイトLaMnO3からな
る空気電極52が積層される。次いでランタンクロマイ
トLaCrO3からなる縦縞状のインタコネクタ55とイット
リア安定化ジルコニアYSZ からなる固体電解質体53が
積層される。固体電解質体53の上には燃料電極54
が、またインタコネクタ55の上にはNiフェルトから
なるセル接続部56が形成される。支持管51の内部に
は空気がまた外部には燃料ガスが流される。インタコネ
クタ55は支持管の軸方向に縦縞を設けたように見える
のでこの型のセルは縦縞構造と称される。
An air electrode 52 made of lanthanum manganite LaMnO 3 is laminated around a support tube 51 made of calcia-stabilized zirconia. Next, a vertically striped interconnector 55 made of lanthanum chromite LaCrO 3 and a solid electrolyte body 53 made of yttria-stabilized zirconia YSZ are laminated. A fuel electrode 54 is provided on the solid electrolyte body 53.
However, a cell connecting portion 56 made of Ni felt is formed on the interconnector 55. Air is flown inside the support pipe 51 and fuel gas is flown outside. Since the interconnector 55 appears to have vertical stripes in the axial direction of the support tube, this type of cell is called a vertical stripe structure.

【0005】図8は従来の固体電解質型燃料電池セルの
製造方法を示す工程図である。カルシアで安定化された
ジルコニアである支持管51の周囲にランタンマンガナ
イトLaMnO3からなるスラリを用いてディップ法により膜
を形成し、焼成して空気電極52が積層される。次いで
ランタンクロマイトLaCrO3からなる縦縞状のインタコネ
クタ55をマスクを用いてEVD(Electrochemical Va
por Deposition)法により成膜する。さらにYSZ(Y2
O3安定化ZrO2)からなる固体電解質体53をマスクを用
いてEVD法により成膜する。さらに金属Niスラリを
用いてディップ法により成膜し、焼成して金属Niの骨
格を作り、次いでYSZをEVD法により金属Niの周
辺に析出させてNi−YSZからなる燃料電極54が形
成される。
FIG. 8 is a process chart showing a conventional method for manufacturing a solid oxide fuel cell unit. A film is formed around the support tube 51, which is zirconia stabilized by calcia, by a dip method using a slurry made of lanthanum manganite LaMnO 3 , and the air electrode 52 is laminated by firing. Next, a vertical striped interconnector 55 made of lanthanum chromite LaCrO 3 was used for EVD (Electrochemical Vapor) using a mask.
por Deposition) method to form a film. Furthermore, YSZ (Y 2
A solid electrolyte body 53 made of O 3 stabilized ZrO 2 ) is formed by an EVD method using a mask. Further, a metal Ni slurry is used to form a film by a dip method and is baked to form a skeleton of metal Ni, and then YSZ is deposited around the metal Ni by an EVD method to form a fuel electrode 54 made of Ni-YSZ. .

【0006】図6は従来の円筒型固体電解質型燃料電池
のモジュールを示す断面図である。断熱材63で熱遮蔽
され内部がインコネルで外部がステンレスの筐体61,
62の内部に多孔質板64,65を介してセル66が支
持される。セルの内部には空気プレナムを介して空気が
送り込まれる。またセルの外部には燃料プレナム67を
介して水素ガスが流される。反応を終了したガスは燃焼
部68において燃焼し排気される。セルはニッケルフェ
ルト69により多孔質板64に支持される。
FIG. 6 is a sectional view showing a module of a conventional cylindrical solid oxide fuel cell. A housing 61, which is heat shielded by a heat insulating material 63 and is made of Inconel inside and stainless steel outside,
A cell 66 is supported inside the 62 via porous plates 64 and 65. Air is pumped into the cell via an air plenum. Further, hydrogen gas is flowed to the outside of the cell via the fuel plenum 67. The gas that has completed the reaction is burned in the combustion section 68 and is exhausted. The cell is supported on the porous plate 64 by nickel felt 69.

【0007】図7は従来の円筒型固体電解質型燃料電池
のモジュールを示す接続図である。バンドル構造と称さ
れるもので各セルはNiフェルト71とアノードブス7
2とカソードブス73により直列且つ並列に接続され
る。電気的接続はセルのインタコネクタ55を介して行
われる。上述の従来の円筒型固体電解質型燃料電池にお
いてはセルの熱膨張収縮が自由であり、モジュールにお
いてガスシールが不要であるという特徴を有している。
FIG. 7 is a connection diagram showing a module of a conventional cylindrical solid oxide fuel cell. This is called a bundle structure, and each cell has a Ni felt 71 and an anode bus 7.
2 and the cathode bus 73 are connected in series and in parallel. The electrical connection is made via the cell's interconnector 55. The above-mentioned conventional cylindrical solid oxide fuel cell is characterized in that the cells are free from thermal expansion and contraction, and the module does not require a gas seal.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな従来のセルの製造方法においてはインタコネクタや
固体電解質体を積層する際にマスキング、デマスキング
を必要とし、そのためにセルの製造工程が煩雑になると
いう問題があった。またこのようにして調製されたセル
は縦縞のインタコネクタを有し、そのためにセルは円周
方向に不均一であり、そのために機械的強度または熱サ
イクル時の熱的安定性が十分でないという問題があっ
た。
However, in the conventional cell manufacturing method as described above, masking and demasking are required when stacking the interconnector and the solid electrolyte body, which makes the cell manufacturing process complicated. There was a problem of becoming. Also, the cells thus prepared have vertical stripe interconnectors, which makes the cells non-uniform in the circumferential direction, which results in insufficient mechanical strength or thermal stability during thermal cycling. was there.

【0009】この発明は上述の点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は縦縞のインタコネクタを必要としな
いセル構造を用いることにより製造容易で機械的強度に
優れる固体電解質型燃料電池を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a solid oxide fuel cell which is easy to manufacture and has excellent mechanical strength by using a cell structure which does not require vertical stripe interconnectors. To do.

【0010】[0010]

【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、燃料電池のモジュールであって、(1)単セル
/基体集合体と、(2)モジュール筐体とを有し、単セ
ル/基体集合体は、中空基体の外表面の所定の全周に単
セルが積層されるものであり、モジュール筐体は前記単
セル/基体集合体を複数個吊着するとともに、酸化剤ガ
ス入口マニホルド室と燃料ガス入口マニホルド室を介し
て前記集合体の内部と、前記集合体の外部の単セルに酸
化剤ガスと燃料ガスの両反応ガスを個別に通流させるこ
とにより達成される。
According to the present invention, there is provided a fuel cell module, comprising: (1) a unit cell / base assembly; and (2) a module housing. The cell / base body assembly is one in which single cells are laminated on a predetermined entire circumference of the outer surface of a hollow base body, and the module housing suspends and suspends a plurality of the single cell / base body bodies together with an oxidant gas. This can be achieved by individually passing both the reaction gas of the oxidant gas and the reaction gas of the fuel gas through the inlet manifold chamber and the fuel gas inlet manifold chamber to the inside of the assembly and the single cell outside the assembly.

【0011】[0011]

【作用】基体の所定の全周方向にカソード、固体電解質
体、アノードからなる単セルを積層する場合はマスキン
グを必要とせずセルの製造が容易になる。また基体の全
周方向に単セルを有する場合においてはセルは構造力学
的に均一で機械的に強いセルが得られる。
When a single cell composed of a cathode, a solid electrolyte body and an anode is laminated in a predetermined circumferential direction of a substrate, masking is not required and the cell production becomes easy. Further, in the case where the base has a single cell in the entire circumferential direction, the cell is structurally mechanically uniform and mechanically strong.

【0012】さらに本発明のセルはモジュール筐体内部
において吊着して用いられるから、熱膨張収縮が自由で
あり燃料電池の熱的安定性が高い。
Further, since the cell of the present invention is used by suspending it inside the module casing, it is free from thermal expansion and contraction and has high thermal stability of the fuel cell.

【0013】[0013]

【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図1はこの発明の実施例に係る固体電解質型燃料電
池の単セル/基体集合体を示す斜視図である。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単セル/
基体集合体につきその製造方法を示す工程図てある。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a unit cell / substrate assembly of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a single cell of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention.
It is a flowchart showing the manufacturing method about a substrate aggregate.

【0014】単セル/基体集合体18はランタンマンガ
ナイトLaMnO3からなる管であるカソード基体11の所定
の全円周上にランタンマンガナイトLaMnO3からなるカソ
ード12と、YSZからなる固体電解質体13と、Ni
−YSZからなるアノード14が順次積層される。カソ
ード12と、固体電解質体13と、アノード14は単セ
ル17である。カソード基体11の内部にはPd−Pt
からなる集電体15と、アノード14の表面にNiフェ
ルトと、Ni板からなる集電体16が設けられる。
[0014] The cathode 12 made of lanthanum manganite LaMnO 3 on a predetermined entire circumference of the cathode substrate 11 single cell / substrate assembly 18 is a tube made of lanthanum manganite LaMnO 3, consisting of YSZ solid electrolyte body 13 And Ni
The anode 14 made of -YSZ is sequentially stacked. The cathode 12, the solid electrolyte body 13, and the anode 14 are a single cell 17. Pd—Pt is provided inside the cathode substrate 11.
A current collector 15 made of Ni, a Ni felt, and a current collector 16 made of a Ni plate are provided on the surface of the anode 14.

【0015】このような単セル/基体集合体18は次の
ようにして製造される。ランタンマンガナイトLaMnO3
らなる管であるカソード基体11をランタンマンガナイ
トLaMnO3からなるスラリ中に浸漬し、乾燥後焼成してカ
ソード12を形成する。次いで基体を回転させながらプ
ラズマ溶射法によりイットリア安定化ジルコニアYSZを
被着して固体電解質体13を形成する。さらにNiとY
SZからなるスラリ中に浸漬し、乾燥後焼成してアノー
ド14を積層する。
Such a unit cell / substrate assembly 18 is manufactured as follows. The cathode substrate 11 is a tube made of lanthanum manganite LaMnO 3 was immersed in the slurry made of lanthanum manganite LaMnO 3, baked to form the cathode 12 after drying. Then, while rotating the substrate, yttria-stabilized zirconia YSZ is deposited by plasma spraying to form a solid electrolyte body 13. Further Ni and Y
The anode 14 is laminated by immersing it in a slurry made of SZ, drying and firing it.

【0016】図3はこの発明の実施例に係る固体電解質
型燃料電池のモジュールを示す断面図である。図4はこ
の発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池のモジュー
ルを示し、図4(a)は図3のA−A断面図、図4
(b)は図3のB−B断面図である。モジュール筐体3
9は酸化剤ガス入口マニホルド室32、酸化剤ガス出口
マニホルド室33、燃料ガス入口マニホルド室34、燃
料ガス出口マニホルド室35からなる。燃料ガスは燃料
ガス入口マニホルド室34より反応室37に供給され燃
料ガス出口マニホルド室35から排出される。酸化剤ガ
スは酸化剤ガス入口マニホルド室32より円筒型セルの
内部に供給され、酸化剤ガス出口マニホルド室33を経
て排出される。
FIG. 3 is a sectional view showing a solid oxide fuel cell module according to an embodiment of the present invention. 4 shows a module of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 (a) is a sectional view taken along line AA of FIG.
(B) is a BB sectional view of FIG. 3. Module housing 3
Reference numeral 9 includes an oxidant gas inlet manifold chamber 32, an oxidant gas outlet manifold chamber 33, a fuel gas inlet manifold chamber 34, and a fuel gas outlet manifold chamber 35. Fuel gas is supplied from the fuel gas inlet manifold chamber 34 to the reaction chamber 37 and discharged from the fuel gas outlet manifold chamber 35. The oxidant gas is supplied to the inside of the cylindrical cell from the oxidant gas inlet manifold chamber 32, and is discharged through the oxidant gas outlet manifold chamber 33.

【0017】単セル/基体集合体18は酸化剤ガス入口
マニホルド室32と燃料ガス出口マニホルド室35を隔
てる緻密質の隔壁板38により支持吊着される。この状
態で単セル/基体集合体18は鉛直方向につり下げられ
た状態となり、自由な熱膨張収縮が可能となる。スチー
ム室36は燃料ガス入口マニホルド室34と酸化剤ガス
出口マニホルド室33の間に設けられる。スチーム室内
のスチームは反応ガスに対して陽圧に設定される。この
ようにして酸化剤ガスが燃料ガスにリークすることが防
がれる。スチームが燃料ガス入口マニホルド室34にリ
ークしても燃料ガスにはメタン等の水蒸気改質を要する
燃料を用いているため問題を生じない。またスチームが
酸化剤ガス出口マニホルド室33に漏れても酸化剤ガス
の排出側なので問題を生じない。また燃料ガスが燃料ガ
ス出口マニホルド室35から酸化剤ガス入口マニホルド
室32に漏れてもリークする燃料ガスは排ガスであるた
め燃料利用率への影響はなく、電池特性上問題を生じな
い。なおスチームに替えて炭酸ガス,不活性ガス,窒素
ガス,燃料排ガスを用いてもよい。
The unit cell / substrate assembly 18 is supported and suspended by a dense partition plate 38 which separates the oxidant gas inlet manifold chamber 32 and the fuel gas outlet manifold chamber 35. In this state, the unit cell / base assembly 18 is suspended in the vertical direction, and free thermal expansion and contraction are possible. The steam chamber 36 is provided between the fuel gas inlet manifold chamber 34 and the oxidant gas outlet manifold chamber 33. The steam in the steam chamber is set to a positive pressure with respect to the reaction gas. In this way, the oxidant gas is prevented from leaking into the fuel gas. Even if steam leaks into the fuel gas inlet manifold chamber 34, there is no problem because the fuel gas used is a fuel that requires steam reforming, such as methane. Further, even if steam leaks into the oxidant gas outlet manifold chamber 33, there is no problem because it is on the oxidant gas discharge side. Further, even if the fuel gas leaks from the fuel gas outlet manifold chamber 35 to the oxidant gas inlet manifold chamber 32, the leaking fuel gas is exhaust gas, so that it does not affect the fuel utilization rate and causes no problem in cell characteristics. Note that carbon dioxide gas, inert gas, nitrogen gas, or fuel exhaust gas may be used instead of steam.

【0018】次に燃料電池の集電について説明する。集
電体16はコの字型のNi板とNiフェルトでありアノ
ード14上に1/4周毎に軸方向に取り付けられる。ま
た集電体15は耐酸化性と導電性に優れる例えばPt−
Pd,Ag−Pd等の圧膜が単セル/基体集合体18の
内部の1/4周毎に軸方向に取り付けられる。集電体1
5は単セル/基体集合体18の外部に延伸され、Niフ
ェルト41を介してNiインタコネクタ31に接続され
る。Niインタコネクタ31はリング状であり、隣接す
る単セル/基体集合体18の集電体15,16を直列に
接続する。Niインタコネクタ31は還元ガス雰囲気中
にあるので酸化することがない。Niインタコネクタ3
1は上部ばかりでなく下部にも取りつけて集電の効果を
高めることができる。集電体を用いることにより燃料電
池の電気抵抗損失を低減することができる。
Next, the current collection of the fuel cell will be described. The current collector 16 is a U-shaped Ni plate and a Ni felt, and is attached on the anode 14 in the axial direction every ¼ turn. The current collector 15 is excellent in oxidation resistance and conductivity, such as Pt-.
A pressure film of Pd, Ag-Pd, or the like is attached in the axial direction for every 1/4 turn inside the single cell / base assembly 18. Current collector 1
5 is extended to the outside of the unit cell / base body assembly 18 and is connected to the Ni interconnector 31 via the Ni felt 41. The Ni interconnector 31 has a ring shape and connects the current collectors 15 and 16 of the adjacent single cell / base body assembly 18 in series. Since the Ni interconnector 31 is in the reducing gas atmosphere, it does not oxidize. Ni interconnector 3
1 can be attached not only to the upper part but also to the lower part to enhance the effect of current collection. By using the current collector, the electric resistance loss of the fuel cell can be reduced.

【0019】カソード12に到達した酸素ガスは還元さ
れ酸素イオンとなって固体電解質体13の中を拡散して
行く。アノード14の表面で酸素イオンは酸化されると
共に水素ガスと反応して水蒸気となる。このとき水素ガ
スと酸素ガスから水蒸気を生成する反応の自由エネルギ
変化が電気エネルギに変換され、アノード14に負電
圧、カソード12に正電圧が発生する。単セルの1つあ
たりの電圧は 0.5〜0.9Vで、積み重ねることにより、
所定の電圧を得ることができる。
The oxygen gas reaching the cathode 12 is reduced to oxygen ions and diffuses in the solid electrolyte body 13. Oxygen ions are oxidized on the surface of the anode 14 and react with hydrogen gas to form water vapor. At this time, a change in free energy of the reaction of producing water vapor from hydrogen gas and oxygen gas is converted into electric energy, and a negative voltage is generated at the anode 14 and a positive voltage is generated at the cathode 12. The voltage per unit cell is 0.5-0.9V.
A predetermined voltage can be obtained.

【0020】[0020]

【発明の効果】この発明によれば、燃料電池のモジュー
ルであって、(1)単セル/基体集合体と、(2)モジ
ュール筐体とを有し、単セル/基体集合体は、中空基体
の外表面の所定の全周に単セルが積層されるものであ
り、モジュール筐体は前記単セル/基体集合体を複数個
吊着するとともに、酸化剤ガス入口マニホルド室と燃料
ガス入口マニホルド室を介して前記集合体の内部と、前
記集合体の外部の単セルに酸化剤ガスと燃料ガスの両反
応ガスを個別に通流させるので、単セル/基体集合体の
製造に際してマスキングを必要とせずセルの製造が容易
になる。また基体の全周方向に単セルを有する場合にお
いてはセルは構造力学的に均一で機械的に強い単セル/
基体集合体が得られる。さらに本発明の単セル/基体集
合体はモジュール筐体内部において吊着して用いられる
から、熱膨張収縮が自由であり燃料電池の熱的安定性が
高い。このようにして製造容易で信頼性に優れる固体電
解質型燃料電池が得られる。
According to the present invention, a fuel cell module having (1) a unit cell / base assembly and (2) a module housing, wherein the unit cell / base assembly is hollow. A single cell is laminated on a predetermined entire circumference of an outer surface of a base body, and a module housing suspends a plurality of the single cell / base body assembly, and an oxidant gas inlet manifold chamber and a fuel gas inlet manifold. Since both reaction gases of the oxidant gas and the fuel gas are separately passed through the chamber to the inside of the assembly and to the unit cells outside the assembly, masking is required when manufacturing the unit cell / substrate assembly. This facilitates cell manufacturing. Further, when the single cell is provided in the entire circumferential direction of the substrate, the cell is structurally uniform in mechanical strength and mechanically strong.
A substrate assembly is obtained. Further, since the single cell / base body assembly of the present invention is used by being suspended inside the module housing, it is free from thermal expansion and contraction, and the thermal stability of the fuel cell is high. In this way, a solid oxide fuel cell that is easy to manufacture and excellent in reliability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
の単セル/基体集合体を示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a unit cell / base assembly of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
の単セル/基体集合体につきその製造方法を示す工程図
FIG. 2 is a process diagram showing a method for manufacturing a single cell / base assembly of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
のモジュールを示す断面図
FIG. 3 is a sectional view showing a module of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
のモジュールを示し、図4(a)は図3のA−A断面
図、図4(b)は図3のB−B断面図
4 shows a module of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 (a) is a sectional view taken along line AA of FIG. 3, and FIG. 4 (b) is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図5】従来の円筒型固体電解質型燃料電池のセルを示
す斜視図
FIG. 5 is a perspective view showing a cell of a conventional cylindrical solid oxide fuel cell.

【図6】従来の円筒型固体電解質型燃料電池のモジュー
ルを示す断面図
FIG. 6 is a sectional view showing a module of a conventional cylindrical solid oxide fuel cell.

【図7】従来の円筒型固体電解質型燃料電池のモジュー
ルを示す接続図
FIG. 7 is a connection diagram showing a module of a conventional cylindrical solid oxide fuel cell.

【図8】従来の固体電解質型燃料電池セルの製造方法を
示す工程図
FIG. 8 is a process chart showing a method for manufacturing a conventional solid oxide fuel cell unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 カソード基体 12 カソード 13 固体電解質体 14 アノード 15 集電体 16 集電体 17 単セル 18 単セル/基体集合体 31 Niインタコネクタ 32 酸化剤ガス入口マニホルド 33 酸化剤ガス出口マニホルド 34 燃料ガス入口マニホルド 35 燃料ガス出口マニホルド 36 スチーム室 37 反応室 38 隔壁板 39 モジュール筐体 41 ニッケルフェルト 51 支持管 52 空気電極 53 固体電解質体 54 燃料電極 55 インタコネクタ 56 セル接続部 61 ステンレス筐体 62 インコネル筐体 63 断熱材 64 多孔質板 65 多孔質板 66 空気プレナム 67 燃料プレナム 68 燃焼部 69 ニッケルフェルト 71 Niフェルト 72 アノードブス 73 カソードブス 11 Cathode Base 12 Cathode 13 Solid Electrolyte 14 Anode 15 Current Collector 16 Current Collector 17 Single Cell 18 Single Cell / Substrate Assembly 31 Ni Interconnector 32 Oxidizing Gas Inlet Manifold 33 Oxidizing Gas Outlet Manifold 34 Fuel Gas Inlet Manifold 35 Fuel Gas Outlet Manifold 36 Steam Chamber 37 Reaction Chamber 38 Partition Plate 39 Module Housing 41 Nickel Felt 51 Support Tube 52 Air Electrode 53 Solid Electrolyte Body 54 Fuel Electrode 55 Interconnector 56 Cell Connection 61 Stainless Steel Housing 62 Inconel Housing 63 Heat insulating material 64 Porous plate 65 Porous plate 66 Air plenum 67 Fuel plenum 68 Combustion part 69 Nickel felt 71 Ni felt 72 Anode bus 73 Cathode bus

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料電池のモジュールであって、 (1)単セル/基体集合体と、 (2)モジュール筐体とを有し、 単セル/基体集合体は、中空基体の外表面の所定の全周
に単セルが積層されるものであり、 モジュール筐体は前記単セル/基体集合体を複数個吊着
するとともに、酸化剤ガス入口マニホルド室と燃料ガス
入口マニホルド室を介して前記集合体の内部と、前記集
合体の外部の単セルに酸化剤ガスと燃料ガスの両反応ガ
スを個別に通流させることを特徴とする固体電解質型燃
料電池。
1. A fuel cell module comprising: (1) a unit cell / base assembly, and (2) a module housing, wherein the unit cell / base assembly has a predetermined outer surface of a hollow base. A single cell is laminated around the entire circumference of the module, and the module housing suspends a plurality of the single cell / base assembly, and the assembly is provided through an oxidant gas inlet manifold chamber and a fuel gas inlet manifold chamber. A solid oxide fuel cell characterized in that both reaction gases of an oxidant gas and a fuel gas are individually passed through a single cell inside the body and outside the assembly.
【請求項2】請求項1記載の燃料電池において、中空基
体は管であることを特徴とする固体電解質型燃料電池。
2. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the hollow substrate is a tube.
【請求項3】請求項1記載の燃料電池において、モジュ
ール筐体は通流する両反応ガスのリークを防止するスチ
ーム室を備えることを特徴とする固体電解質型燃料電
池。
3. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the module casing is provided with a steam chamber for preventing leakage of both reaction gases flowing therethrough.
【請求項4】請求項1記載の燃料電池において、単セル
/基体集合体の両電極に集電体が配設されることを特徴
とする固体電解質型燃料電池。
4. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein current collectors are provided on both electrodes of the unit cell / base assembly.
【請求項5】請求項4記載の燃料電池において、単セル
/基体集合体は集電体を圧接するリング状のインタコネ
クタにより相互に直列に接続されることを特徴とする固
体電解質型燃料電池。
5. The solid oxide fuel cell according to claim 4, wherein the unit cell / substrate assembly is connected in series with each other by a ring-shaped interconnector that presses the current collector. .
【請求項6】請求項4記載の燃料電池において、カソー
ドの集電体はPt−PdまたはAg−Pdであることを
特徴とする固体電解質型燃料電池。
6. The solid oxide fuel cell according to claim 4, wherein the cathode current collector is Pt—Pd or Ag—Pd.
【請求項7】請求項4記載の燃料電池において、アノー
ドの集電体はNiフェルトとNi板であることを特徴と
する固体電解質型燃料電池。
7. The solid oxide fuel cell according to claim 4, wherein the anode current collector is a Ni felt and a Ni plate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998013892A1 (en) * 1996-09-26 1998-04-02 Wolfgang Winkler Fuel cell installation with tubular high temperature fuel cells
US7273673B2 (en) 2000-11-16 2007-09-25 Mitsubishi Materials Corporation Solid electrolyte type fuel cell and air electrode current collector for used therein
JP2018098081A (en) * 2016-12-14 2018-06-21 Toto株式会社 Solid oxide fuel cell stack

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