JPH0672160U - 平板型固体電解質燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】大容量化及び高エネルギー密度化を図るため
に、通常の面積の発電層を積層する場合において、ガス
リークの発生を防止する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】固体電解質１１と固体電解質１１を挟むように
して設けられた燃料電極１２及び酸素電極１３とからな
る複数の発電層１４と、複数の発電層１４を挟むように
接合され内部に反応ガスを供給する流路及び上記発電層
１４にガスを供給する開口部を有する導電性の中空接続
体１６とを備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、水素または炭化水素燃料と酸素とを発電層により反応させて直流電 気出力を得る平板型固体電解質燃料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来の平板型固体電解質燃料電池の要部構成を示す斜視図である。図に おいて、１は接続体、２は発電層、３は燃料電極、４は固体電解質、５は酸素電 極、６は支持板である。上記１〜６によって平板型固体電解質燃料電池７が構成 されている。

【０００３】 この平板型固体電解質燃料電池７は発電時において約１０００℃に加熱される とともに、燃料電極３と接続体１とで挟まれた支持板６の隙間に水素ガスや炭化 水素の改質ガス等の燃料ガスが供給され、酸素電極５と接続体１とで挟まれた支 持板６の隙間に酸素ガス等が供給されることによって、発電層２において化学反 応が生じ、発電が行なわれる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の平板型固体電解質燃料電池の大容量化及び高エネルギー密度化 を図ろうとする場合には、発電層の面積を拡大するか、複数の平板型固体電解質 燃料電池をマニホールド等の接続体を介して接続すればよい。しかし、大きな面 積の発電層の製造は困難であり、また燃料電池どうしを接続する場合には接続部 に使用されるガスシール部分からガスリークが発生するという虞があった。

【０００５】 そこで本考案は、ガスリークの発生を起こさずに電池容量の大容量化及び高エ ネルギー密度化を図ることが可能な平板型固体電解質燃料電池を提供することを 目的とする。

【０００６】

【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、本考案は、固体電解質と、この固体 電解質を挟むようにして設けられた燃料電極及び酸素電極とからなる発電層と、 この発電層に燃料ガスと酸素ガスとを供給可能な如く形成されると共に、前記発 電層を複数個集積したものを一体に挟持し、かつ電気的に接続可能な如く設けら れた導電性の中空接続体とを備えるようにした。

【０００７】

【作用】

上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。燃料ガス及び酸素ガスは中 空の接続体を通して複数の発電層に対し分配供給される。この場合、中空接続体 は一体に形成されているので、発電層と発電層との接続部からガスリークが発生 することはない。また、発電層に比べ接続体は拡大することが容易であるため、 必要に応じて発電層を積層し、それらを接続する接続体を形成すれば、固体電解 質燃料電池の大容量化及び高エネルギー密度化を容易かつ適確に図ることができ る。

【０００８】

【実施例】

図１の（ａ）（ｂ）は本考案の第１実施例に係る平板型固体電解質燃料電池の 単位単燃料電池１０の構成を示す斜視図である。

【０００９】 図中１１はイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）をテープキャスティング等 により薄膜状に成形し、１３００℃以上で焼成して形成された固体電解質を示し ている。この固体電解質１１の一方の面には燃料電極１２が形成され、他方の面 には酸素電極１３が形成され、これら三者により発電層１４が形成されている。 この発電層１４は次のようにしてつくられる。すなわち、固体電解質１１の一方 の面に燃料電極１２となる酸化ニッケル（ＮｉＯ）とイットリア安定化ジルコニ ア（ＹＳＺ）の混合材を塗布し、固体電解質１１の他方の面に酸素電極１３とな るランタン化合物（ＬａＳｒＭｎＯ₃ 等）を塗布し、これらを１２００℃以上で 焼成することにより発電層１４を形成する。この発電層１４の両側を挟むように 一対の接続体１５が設けられている。上記接続体１５は発電層１４の両側面にラ ンタン化合物（ＬａＳｒＣｒＯ₃ 等）を中空平板状に成形し、１３００℃以上で 焼成してつくられる。接続体１５の発電層側の側壁には所定の開口部が形成され ている。

【００１０】 図２は図１に示す単位燃料電池の一部を変形した単位燃料電池２０を示す断面 図である。図２に示す単位燃料電池２０は、接続体２５として耐熱性金属チュー ブを用い、その発電層側の側壁に所定形状の開口部２１，２２を加工したもので ある。なお上記開口部２１，２２は電気的接続や発電膜支持のために網状のもの にしてもよい。

【００１１】 このように構成された単位燃料電池を導電製材料を用いて接続体どうしの連結 等を行なうことにより平板型固体電解質燃料電池が得られる。かくして接続体１ ５の中空部内を通流する燃料ガス及び酸素ガスが接続体に設けてある開口部を介 して発電層１４に供給されることにより、従来のものと同様に発電層１４での発 電が行われる。

【００１２】 図３の（ａ）（ｂ）は本考案の第２実施例に係る平板型固体電解質燃料電池を 示す斜視図である。図３の（ａ）に示す平板型固体電解質燃料電池３０は、四つ の発電層１４が二行二列に配置されている。これら発電層１４の図中上面には二 つの接続体１６ａが二列に配置されている。接続体１６ａの一辺は発電層１４の 一方の辺の約２倍、接続体１６ａの他方の辺は発電層１４の他方の辺とほぼ同じ 長さに形成されている。また、接続体１４の図中下面には二つの接続体１６ｂが 前記接続体１６ａとは直交する態様で二列に配置されている。接続体１６ｂの一 辺は発電層１４の他方の辺の約２倍、接続体１６ｂの他方の辺は発電層１４の一 方の辺とほぼ同じ長さに形成されている。さらに、上記した接続体１６ａ，１６ ｂの発電層１４に対向する側壁には第１実施例と同様に開口部が設けられている 。

【００１３】 このように構成された平板型固体電解質燃料電池では、第１実施例と同様に接 続体１６ａ，１６ｂから開口部を介して燃料ガス及び酸素ガスが発電層１４に供 給され発電が行われる。 なお、本考案は前記各実施例に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱 しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

【００１４】

【考案の効果】

本考案によれば、複数の発電層を集積したものを、燃料ガスと酸素ガスとをそ れぞれ通流供給し得るように形成された中空接続体によって一体に挟持しかつ電 気的に接続可能な如く構成されているので、ガスリークの発生を起こさずに、電 池容量の大容量化及び高エネルギー密度化を図ることが可能な固体電解質燃料電 池を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る平板型固体電解質燃
料電池の単位燃料電池の要部構成を示す図で、（ａ）は
斜視図、（ｂ）は分解斜視図。

【図２】同実施例における単位燃料電池の一部を変形し
た単位燃料電池の断面図。

【図３】本考案の第２実施例に係る平板型固体電解質燃
料電池の要部構成を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）
は分解斜視図。

【図４】従来の平板型固体電解質燃料電池の構成を示す
斜視図。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】固体電解質と、この固体電解質を挟むよう
   にして設けられた燃料電極及び酸素電極とからなる発電
   層と、 この発電層に燃料ガスと酸素ガスとを供給可能な如く形
   成されると共に、前記発電層を複数個集積したものを一
   体に挟持し、かつ電気的に接続可能な如く設けられた導
   電性の中空接続体と、 を備えてなることを特徴とする平板型固体電解質燃料電
   池。