JPH06275306A - 平板型固体電解質燃料電池 - Google Patents
平板型固体電解質燃料電池Info
- Publication number
- JPH06275306A JPH06275306A JP5065172A JP6517293A JPH06275306A JP H06275306 A JPH06275306 A JP H06275306A JP 5065172 A JP5065172 A JP 5065172A JP 6517293 A JP6517293 A JP 6517293A JP H06275306 A JPH06275306 A JP H06275306A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- fuel
- stack
- solid electrolyte
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】セルの熱応力による割れの発生を防ぐことがで
きる上、セルの高温部分の温度が低下するため、セルの
変質を防ぐことができる平板型固体電解質燃料電池を提
供すること。 【構成】平板型セル１１と平行にインタコネクタ１２を
配置し、セル１１の両側面に燃料及び空気の流路を形成
したスタック１５，１６を積み重ねて積層構造とした平
板型固体電解質燃料電池において、燃料及び空気の流動
方向をスタック１５，１６毎に変化させた。
きる上、セルの高温部分の温度が低下するため、セルの
変質を防ぐことができる平板型固体電解質燃料電池を提
供すること。 【構成】平板型セル１１と平行にインタコネクタ１２を
配置し、セル１１の両側面に燃料及び空気の流路を形成
したスタック１５，１６を積み重ねて積層構造とした平
板型固体電解質燃料電池において、燃料及び空気の流動
方向をスタック１５，１６毎に変化させた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平板型固体電解質燃料
電池に関し、特に燃料及び空気の供給手段の改良に関す
る。
電池に関し、特に燃料及び空気の供給手段の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３の（ａ）（ｂ）は、従来の平板型固
体電解質燃料電池の基本構成を示す斜視図である。図中
１１は平板型セル（ＳＯＦＣ）、１２はインタコネク
タ、１３は燃料流路、１４は空気流路である。
体電解質燃料電池の基本構成を示す斜視図である。図中
１１は平板型セル（ＳＯＦＣ）、１２はインタコネク
タ、１３は燃料流路、１４は空気流路である。
【０００３】図３の（ｂ）に示す構成単位をスタック１
５と呼ぶ。すなわち、このスタック１５は平板型セル１
１を挟むようにその両側にインタコネクタ１２を配置し
たものであり、燃料はセル１１と一方のインタコネクタ
１２の間の燃料流路１３を流れる。同じく空気はセル１
１と他方のインタコネクタ１２との間の空気流路１４を
流れる。平板型セル１１の空気側において、空気内のＯ
2 がＯ--イオンに変化する。Ｏ--イオンはセル１１内を
燃料流路１３と空気流路１４とのＯ2 分圧差による拡散
により燃料側へ移動する。そして、燃料側でＨ2 と反応
してＨ2 Ｏとなる。このとき、Ｏ--イオンが移動するこ
とにより電流が発生し、発電が行なわれる。
５と呼ぶ。すなわち、このスタック１５は平板型セル１
１を挟むようにその両側にインタコネクタ１２を配置し
たものであり、燃料はセル１１と一方のインタコネクタ
１２の間の燃料流路１３を流れる。同じく空気はセル１
１と他方のインタコネクタ１２との間の空気流路１４を
流れる。平板型セル１１の空気側において、空気内のＯ
2 がＯ--イオンに変化する。Ｏ--イオンはセル１１内を
燃料流路１３と空気流路１４とのＯ2 分圧差による拡散
により燃料側へ移動する。そして、燃料側でＨ2 と反応
してＨ2 Ｏとなる。このとき、Ｏ--イオンが移動するこ
とにより電流が発生し、発電が行なわれる。
【０００４】上記スタック１５が１個のみでは、平板型
セル１１を一つ有するのみであるから起電力が小さい。
そこで通常は、図３の（ａ）に示すように、平板型セル
１１、インタコネクタ１２、燃料通路１３、空気通路１
４からなるスタック１５を多段に積層して一つのモジュ
ールとしている。そして上記モジュールの各スタック１
５間を電気的に直列に接続することにより、大きな起電
力を発生させて出力し得るようにしている。
セル１１を一つ有するのみであるから起電力が小さい。
そこで通常は、図３の（ａ）に示すように、平板型セル
１１、インタコネクタ１２、燃料通路１３、空気通路１
４からなるスタック１５を多段に積層して一つのモジュ
ールとしている。そして上記モジュールの各スタック１
５間を電気的に直列に接続することにより、大きな起電
力を発生させて出力し得るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】空気及び燃料の流動方
向に従って酸素及び水素の濃度差が変化する。このた
め、Ｏ--イオンとＨ2 との反応熱は、流動方向に沿って
変化する。この結果、セル温度は、燃料の流動方向によ
り所定の分布を持つことになる。
向に従って酸素及び水素の濃度差が変化する。このた
め、Ｏ--イオンとＨ2 との反応熱は、流動方向に沿って
変化する。この結果、セル温度は、燃料の流動方向によ
り所定の分布を持つことになる。
【０００６】図４の（ａ）は上記分布状態を概念的に示
した図であり、図４の（ｂ）は燃料と空気とを直交流と
したときのセルの温度分布の計算例を示す模式図であ
る。このようなセル温度の不均一により、セルの熱膨張
は局所的に変化し、熱応力によるセルの割れの原因とな
る。また、セルの局所的な温度上昇はセルの変質の原因
ともなる。
した図であり、図４の（ｂ）は燃料と空気とを直交流と
したときのセルの温度分布の計算例を示す模式図であ
る。このようなセル温度の不均一により、セルの熱膨張
は局所的に変化し、熱応力によるセルの割れの原因とな
る。また、セルの局所的な温度上昇はセルの変質の原因
ともなる。
【０００７】そこで本発明の目的は、セル内に生じる熱
応力が減少し、その結果セルの熱応力による割れを防止
できる上、セルの変質を防ぐことのできる平板型固体電
解質燃料電池を提供することにある。
応力が減少し、その結果セルの熱応力による割れを防止
できる上、セルの変質を防ぐことのできる平板型固体電
解質燃料電池を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は、平板型セルと平行にインタ
コネクタを配置し、上記セルの両側面に燃料及び空気の
流路を形成したスタックを積み重ねて積層構造とした平
板型固体電解質燃料電池において、燃料及び空気の流動
方向をスタック毎に変化させた。
達成するために、本発明は、平板型セルと平行にインタ
コネクタを配置し、上記セルの両側面に燃料及び空気の
流路を形成したスタックを積み重ねて積層構造とした平
板型固体電解質燃料電池において、燃料及び空気の流動
方向をスタック毎に変化させた。
【０００９】
【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。燃料及び空気の流動方向が隣接するスタックで逆に
なっている。しかるに各スタックのそれぞれのセルはＯ
2 の濃度差の分布により所定の温度分布を持とうとす
る。上下のセルに温度差が生じると、上下のセル間に熱
移動が発生する。この移動熱量は上下の温度差が大きい
ほど大きくなる。この結果、上下のセル間の温度差は小
さくなり、セル温度が平均化する。
る。燃料及び空気の流動方向が隣接するスタックで逆に
なっている。しかるに各スタックのそれぞれのセルはＯ
2 の濃度差の分布により所定の温度分布を持とうとす
る。上下のセルに温度差が生じると、上下のセル間に熱
移動が発生する。この移動熱量は上下の温度差が大きい
ほど大きくなる。この結果、上下のセル間の温度差は小
さくなり、セル温度が平均化する。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る平板型固体電
解質燃料電池に組み込まれた燃料及び空気の流動方向を
スタック毎に変化（逆向き）させた平板型固体電解質燃
料電池モジュールの斜視図である。
解質燃料電池に組み込まれた燃料及び空気の流動方向を
スタック毎に変化（逆向き）させた平板型固体電解質燃
料電池モジュールの斜視図である。
【００１１】図１に示すように、平板型セル１１、イン
タコネクタ１２、燃料流路１３、空気流路１４からな
る、スタックを積み重ねて平板型固体電解質燃料電池モ
ジュール１０を形成している。このモジュール１０は燃
料及び空気の流動方向が異なる第１スタック１５と第２
スタック１６とを交互に配置したものとなっている。第
１スタック１５と第２スタック１６の温度分布は互いに
逆となる。このため、第１スタック１５の高温部と第２
スタック１６の低温部とが重なり合い、第１スタック１
５の低温部と第２スタック１６の高温部とが重なり合
う。このため第２スタック１６を中心に考えると、温度
分布が逆となる二つの第１スタック１５に両面を挟まれ
ることになり、スタック間の熱伝達によりセル温度が平
均化する。
タコネクタ１２、燃料流路１３、空気流路１４からな
る、スタックを積み重ねて平板型固体電解質燃料電池モ
ジュール１０を形成している。このモジュール１０は燃
料及び空気の流動方向が異なる第１スタック１５と第２
スタック１６とを交互に配置したものとなっている。第
１スタック１５と第２スタック１６の温度分布は互いに
逆となる。このため、第１スタック１５の高温部と第２
スタック１６の低温部とが重なり合い、第１スタック１
５の低温部と第２スタック１６の高温部とが重なり合
う。このため第２スタック１６を中心に考えると、温度
分布が逆となる二つの第１スタック１５に両面を挟まれ
ることになり、スタック間の熱伝達によりセル温度が平
均化する。
【００１２】上述したように本実施例においては、図２
の（ａ）に示すように、燃料及び空気の流動方向が隣接
するスタック１５と１６とで逆になっている。しかるに
各スタック１５，１６のそれぞれのセル１１はＯ2 の濃
度差の分布により図２の（ｂ）に示すように所定の温度
分布を持とうとする。上下のセル１１に温度差が生じる
と、上下のセル間に熱移動が発生する。この移動熱量は
上下の温度差が大きいほど大きくなる。この結果、上下
のセル間の温度差は小さくなり、セル温度が平均化す
る。なお、本発明は上述した実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。
の（ａ）に示すように、燃料及び空気の流動方向が隣接
するスタック１５と１６とで逆になっている。しかるに
各スタック１５，１６のそれぞれのセル１１はＯ2 の濃
度差の分布により図２の（ｂ）に示すように所定の温度
分布を持とうとする。上下のセル１１に温度差が生じる
と、上下のセル間に熱移動が発生する。この移動熱量は
上下の温度差が大きいほど大きくなる。この結果、上下
のセル間の温度差は小さくなり、セル温度が平均化す
る。なお、本発明は上述した実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、セルの温度分布の不均
一が緩和されるため、セル内に生じる熱応力が減少し、
この結果セルの熱応力による割れの発生を防ぐことがで
きる上、セルの高温部分の温度が低下するため、セルの
変質を防ぐことができる。
一が緩和されるため、セル内に生じる熱応力が減少し、
この結果セルの熱応力による割れの発生を防ぐことがで
きる上、セルの高温部分の温度が低下するため、セルの
変質を防ぐことができる。
【図１】本発明の一実施例に係る平板型固体電解質燃料
電池に組み込まれた平板型固体電解質燃料電池モジュー
ルの斜視図。
電池に組み込まれた平板型固体電解質燃料電池モジュー
ルの斜視図。
【図２】（ａ）は同平板型固体電解質燃料電池モジュー
ルの原理説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の
温度分布を示す図。
ルの原理説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の
温度分布を示す図。
【図３】（ａ）は従来の平板型固体電解質燃料電池に組
み込まれた平板型固体電解質燃料電池モジュールの斜視
図、（ｂ）は上記モジュールを構成するスタックの一例
を示す斜視図。
み込まれた平板型固体電解質燃料電池モジュールの斜視
図、（ｂ）は上記モジュールを構成するスタックの一例
を示す斜視図。
【図４】（ａ）は温度分布状態を概念的に示した図、
（ｂ）は燃料と空気とを直交流としたときのセルの温度
分布の計算例を示す模式図。
（ｂ）は燃料と空気とを直交流としたときのセルの温度
分布の計算例を示す模式図。
１０…平板型固体電解質燃料電池モジュール １１…平板型セル １２…インタコ
ネクタ １３…燃料流路 １４…空気流路 １５…第１スタック １６…第２スタ
ック
ネクタ １３…燃料流路 １４…空気流路 １５…第１スタック １６…第２スタ
ック
Claims (1)
- 【請求項１】平板型セルと平行にインタコネクタを配置
し、上記セルの両側面に燃料及び空気の流路を形成した
スタックを積み重ねて積層構造とした平板型固体電解質
燃料電池において、 燃料及び空気の流動方向をスタック毎に変化させたこと
を特徴とする平板型固体電解質燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5065172A JPH06275306A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 平板型固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5065172A JPH06275306A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 平板型固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275306A true JPH06275306A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13279214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5065172A Pending JPH06275306A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 平板型固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275306A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004022343A (ja) * | 2002-06-17 | 2004-01-22 | Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| JP2005276615A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Tokyo Gas Co Ltd | 発電装置 |
| US20130280633A1 (en) * | 2010-12-28 | 2013-10-24 | Posco | Fuel Cell System and Stack |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP5065172A patent/JPH06275306A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004022343A (ja) * | 2002-06-17 | 2004-01-22 | Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| JP4558261B2 (ja) * | 2002-06-17 | 2010-10-06 | 三菱原子燃料株式会社 | 固体電解質型燃料電池 |
| JP2005276615A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Tokyo Gas Co Ltd | 発電装置 |
| US20130280633A1 (en) * | 2010-12-28 | 2013-10-24 | Posco | Fuel Cell System and Stack |
| JP2014505332A (ja) * | 2010-12-28 | 2014-02-27 | ポスコ | 燃料電池システムおよびスタック |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011016 |