JPH0687420B2 - 燃料電池におけるセル集積構造 - Google Patents
燃料電池におけるセル集積構造Info
- Publication number
- JPH0687420B2 JPH0687420B2 JP63258282A JP25828288A JPH0687420B2 JP H0687420 B2 JPH0687420 B2 JP H0687420B2 JP 63258282 A JP63258282 A JP 63258282A JP 25828288 A JP25828288 A JP 25828288A JP H0687420 B2 JPH0687420 B2 JP H0687420B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- fuel
- plate
- cells
- electrode
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0215—Glass; Ceramic materials
- H01M8/0217—Complex oxides, optionally doped, of the type AMO3, A being an alkaline earth metal or rare earth metal and M being a metal, e.g. perovskites
- H01M8/0219—Chromium complex oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0223—Composites
- H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料電池におけるセル集積構造に関する。
従来、板状電解質層の一方の面に板状酸素極を付設しか
つ他方の面に板状燃料極を付設し、かつ、前記板状酸素
極を臨ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ま
せる燃料流路とを区画した燃料電池のセル構造におい
て、酸素含有ガス流路と燃料流路とを区画するに、第10
図に示すように、板状酸素極（２）との間に酸素含有ガ
ス流路（ａ）を仕切形成する酸素極側セパレータ（4A）
を設け、かつ、板状燃料極（３）との間に燃料流路
（ｇ）を仕切形成する燃料極側セパレータ（4B）を設け
ていた。
つ他方の面に板状燃料極を付設し、かつ、前記板状酸素
極を臨ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ま
せる燃料流路とを区画した燃料電池のセル構造におい
て、酸素含有ガス流路と燃料流路とを区画するに、第10
図に示すように、板状酸素極（２）との間に酸素含有ガ
ス流路（ａ）を仕切形成する酸素極側セパレータ（4A）
を設け、かつ、板状燃料極（３）との間に燃料流路
（ｇ）を仕切形成する燃料極側セパレータ（4B）を設け
ていた。
（１）は板状電解質層である。
そして、上記の如く構成したセルの多数を、導電状態で
接続する状態で、積層状態に並べて集積することによ
り、燃料電池を構成していた。
接続する状態で、積層状態に並べて集積することによ
り、燃料電池を構成していた。
しかし、上述の従来セル構造では、構造が複雑であり、
製作面並びに製作コスト面で不利である。又、多数のセ
ルを集積して構成する燃料電池全体としての構造の複雑
化と大型化を招いていた。
製作面並びに製作コスト面で不利である。又、多数のセ
ルを集積して構成する燃料電池全体としての構造の複雑
化と大型化を招いていた。
本発明の目的は、セル構造の簡略化を図ると共に、燃料
電池における合理的なセル集積構造を提供する点にあ
る。
電池における合理的なセル集積構造を提供する点にあ
る。
本発明による燃料電池におけるセル集積構造の第１特徴
構成は、 板状電解質層の一方の面に板状酸素極を付設しかつ他方
の面に板状燃料極を付設し、かつ、前記板状酸素極を臨
ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ませる燃
料流路とを区画した燃料電池のセルの複数を、隣り合う
セルどうしを導電状態で接続する状態で、積層状態に配
置する構成において、 前記セルを、前記板状酸素極に臨む側に、前記板状酸素
極との間に前記酸素含有ガス流路を形成するセパレータ
を設けることにより構成し、前記セパレータにより前記
酸素含有ガス流路と仕切られるセル周部空間を前記燃料
流路とし、前記セルの複数を、隣り合うセルにおいて一
方のセルの板状燃料極を他方のセルのセパレータに対し
対向させた状態で、かつ、それら対向する前記板状燃料
極と前記セパレータとを部分的に連結するセル間介装体
を隣り合うセル間において分散配置した状態で積層し、
前記セル間介装体を柔軟性を有する導電性材により形成
し、隣り合う前記セルどうしの間の間隙夫々を燃料流路
とする点にある。
構成は、 板状電解質層の一方の面に板状酸素極を付設しかつ他方
の面に板状燃料極を付設し、かつ、前記板状酸素極を臨
ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ませる燃
料流路とを区画した燃料電池のセルの複数を、隣り合う
セルどうしを導電状態で接続する状態で、積層状態に配
置する構成において、 前記セルを、前記板状酸素極に臨む側に、前記板状酸素
極との間に前記酸素含有ガス流路を形成するセパレータ
を設けることにより構成し、前記セパレータにより前記
酸素含有ガス流路と仕切られるセル周部空間を前記燃料
流路とし、前記セルの複数を、隣り合うセルにおいて一
方のセルの板状燃料極を他方のセルのセパレータに対し
対向させた状態で、かつ、それら対向する前記板状燃料
極と前記セパレータとを部分的に連結するセル間介装体
を隣り合うセル間において分散配置した状態で積層し、
前記セル間介装体を柔軟性を有する導電性材により形成
し、隣り合う前記セルどうしの間の間隙夫々を燃料流路
とする点にある。
第２特徴構成は、 板状電解質層の一方の面に板状酸素極を付設しかつ他方
の面に板状燃料極を付設し、かつ、前記板状酸素極を臨
ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ませる燃
料流路とを区画した燃料電池のセルの複数を、隣り合う
セルどうしを導電状態で接続する状態で、積層状態に配
置する構成において、 前記セルを、前記板状燃料極に臨む側に、前記板状燃料
極との間に前記燃料流路を形成するセパレータを設ける
ことにより構成し、前記セパレータにより前記燃料流路
と仕切られるセル周部空間を前記酸素含有ガス流路と
し、前記セルの複数を隣り合うセルにおいて一方のセル
の板状酸素極を他方のセルのセパレータに対し対向させ
た状態で、かつ、それら対向する前記板状酸素極と前記
セパレータとを部分的に連結するセル間介装体を隣り合
うセル間において分散配置した状態で積層し、前記セル
間介装体を柔軟性を有する導電性材により形成し、隣り
合う前記セルどうしの間の間隙夫々を酸素含有ガス流路
とする点にある。
の面に板状燃料極を付設し、かつ、前記板状酸素極を臨
ませる酸素含有ガス流路と前記板状燃料極を臨ませる燃
料流路とを区画した燃料電池のセルの複数を、隣り合う
セルどうしを導電状態で接続する状態で、積層状態に配
置する構成において、 前記セルを、前記板状燃料極に臨む側に、前記板状燃料
極との間に前記燃料流路を形成するセパレータを設ける
ことにより構成し、前記セパレータにより前記燃料流路
と仕切られるセル周部空間を前記酸素含有ガス流路と
し、前記セルの複数を隣り合うセルにおいて一方のセル
の板状酸素極を他方のセルのセパレータに対し対向させ
た状態で、かつ、それら対向する前記板状酸素極と前記
セパレータとを部分的に連結するセル間介装体を隣り合
うセル間において分散配置した状態で積層し、前記セル
間介装体を柔軟性を有する導電性材により形成し、隣り
合う前記セルどうしの間の間隙夫々を酸素含有ガス流路
とする点にある。
第３特徴構成は、 上記第１特徴構成又は第２特徴構成において、前記セパ
レータがLaCrO3から成る点にある。
レータがLaCrO3から成る点にある。
第４特徴構成は、 上記第１特徴構成又は第２特徴構成のセル集積構造を有
するセル集積群の複数を並設し、隣り合う前記セル積層
群において、積層段数が対応する箇所の前記セル間介装
体どうしを連続させてある点にある。
するセル集積群の複数を並設し、隣り合う前記セル積層
群において、積層段数が対応する箇所の前記セル間介装
体どうしを連続させてある点にある。
上記第１特徴構成によれば、従来のセル構造に比べ、燃
料流路を単独に仕切形成する燃料極側セパレータが不要
になり、又、上記第２特徴構成によれば、従来のセル構
造に比べ、酸素含有ガス流路を単独に仕切形成する酸素
極側セパレータが不要となる。
料流路を単独に仕切形成する燃料極側セパレータが不要
になり、又、上記第２特徴構成によれば、従来のセル構
造に比べ、酸素含有ガス流路を単独に仕切形成する酸素
極側セパレータが不要となる。
すなわち、上記第１特徴構成、及び、上記第２特徴構成
のいずれにしても、セル構造が従来に比して簡略とな
り、セルの製作面、並びに、製作コスト面で有利とな
る。又、ひいては、燃料電池全体としての構造の簡略化
と小型化とを達成し得るようにもなる。
のいずれにしても、セル構造が従来に比して簡略とな
り、セルの製作面、並びに、製作コスト面で有利とな
る。又、ひいては、燃料電池全体としての構造の簡略化
と小型化とを達成し得るようにもなる。
又、セパレータは流路を仕切形成するためのものである
と共に、本体的に、電流導出用のセル端子としても機能
するものであるが、上記第１特徴構成では、複数のセル
の積層群において、隣り合うセルのうち一方のセルの板
状燃料極と、他方のセルにおいてセル端子として板状酸
素極に連結されたセパレータとが、それらの間の燃料流
路に分散配置された導電性材より成るセル間介装体によ
り連結されることで、積層された複数のセルが、他の専
用の電気接続手段を必要とすること無く電気的に直列に
接続される。
と共に、本体的に、電流導出用のセル端子としても機能
するものであるが、上記第１特徴構成では、複数のセル
の積層群において、隣り合うセルのうち一方のセルの板
状燃料極と、他方のセルにおいてセル端子として板状酸
素極に連結されたセパレータとが、それらの間の燃料流
路に分散配置された導電性材より成るセル間介装体によ
り連結されることで、積層された複数のセルが、他の専
用の電気接続手段を必要とすること無く電気的に直列に
接続される。
又、上記第２特徴構成では、複数のセルの積層群におい
て、隣り合うセルのうち一方のセルの板状酸素極と、他
方のセルにおいてセル端子として板状燃料極に連結され
たセパレータとが、それらの間の酸素含有ガス流路に分
散配置された導電性材より成るセル間介装体により連結
されることで、積層された複数のセルが、他の専用の電
気接続手段を必要とすること無く、電気的に直列に接続
される。
て、隣り合うセルのうち一方のセルの板状酸素極と、他
方のセルにおいてセル端子として板状燃料極に連結され
たセパレータとが、それらの間の酸素含有ガス流路に分
散配置された導電性材より成るセル間介装体により連結
されることで、積層された複数のセルが、他の専用の電
気接続手段を必要とすること無く、電気的に直列に接続
される。
そして、上記第１及び第２のいずれの特徴構成において
も、これら構成を採用して、セルの積層段数を適宜決定
することにより、燃料電池の実用出力電圧として所望の
電圧を取り出すことができる。
も、これら構成を採用して、セルの積層段数を適宜決定
することにより、燃料電池の実用出力電圧として所望の
電圧を取り出すことができる。
更に、上記第１特徴構成では、セパレータにより酸素含
有ガス流路と仕切られるセル周部空間を燃料流路とする
セルを用いるから、燃料電池におけるセル積層群の内装
空間において、セルの積層個数に相当する複数の燃料流
路を個別に仕切形成する必要を無くすことができ、燃料
電池の内部構造を極めて簡略化できる利点がある。
有ガス流路と仕切られるセル周部空間を燃料流路とする
セルを用いるから、燃料電池におけるセル積層群の内装
空間において、セルの積層個数に相当する複数の燃料流
路を個別に仕切形成する必要を無くすことができ、燃料
電池の内部構造を極めて簡略化できる利点がある。
又、上記第２特徴構成では、セパレータにより燃料流路
と仕切られるセル周部空間を酸素含有ガス流路とするセ
ルを用いるから、燃料電池におけるセル積層群の内装空
間において、セルの積層個数に相当する複数の酸素含有
ガス流路を個別に仕切形成する必要を無くすことがで
き、上述と同様に燃料電池の内部構造を極めて簡略化で
きる利点がある。
と仕切られるセル周部空間を酸素含有ガス流路とするセ
ルを用いるから、燃料電池におけるセル積層群の内装空
間において、セルの積層個数に相当する複数の酸素含有
ガス流路を個別に仕切形成する必要を無くすことがで
き、上述と同様に燃料電池の内部構造を極めて簡略化で
きる利点がある。
その上、上記第１及び第２のいずれの特徴構成構成にお
いても、導電性材から成るセル間介装体は、隣り合うセ
ルどうしを上述の如く直列に電気接続する機能と、隣り
合うセルどうしの間に燃料流路（又は酸素含有ガス流
路）を確保する機能とを兼ね備えるが、これらセル間介
装体を柔軟性を有する導電性材（例えば、フェルト状導
電性材）により形成したことで、下記（ｉ），（ii）の
如き独特の付加作用効果、つまり、 （ｉ）セル積層群の製作においてセル間寸法に多少の製
作誤差があったとしても、その製作誤差を柔軟性セル間
介装体の融通的変形により吸収でき、それによって、セ
ル間の電気通路を確実かつ適切に確保し易い。
いても、導電性材から成るセル間介装体は、隣り合うセ
ルどうしを上述の如く直列に電気接続する機能と、隣り
合うセルどうしの間に燃料流路（又は酸素含有ガス流
路）を確保する機能とを兼ね備えるが、これらセル間介
装体を柔軟性を有する導電性材（例えば、フェルト状導
電性材）により形成したことで、下記（ｉ），（ii）の
如き独特の付加作用効果、つまり、 （ｉ）セル積層群の製作においてセル間寸法に多少の製
作誤差があったとしても、その製作誤差を柔軟性セル間
介装体の融通的変形により吸収でき、それによって、セ
ル間の電気通路を確実かつ適切に確保し易い。
（ii）セル積層群において各セルの熱膨張・収縮を柔軟
性セル間介装体の融通的変形により吸収でき、それによ
って、セルの熱膨張・収縮に起因した破損を防止できて
燃料電池の耐久性を向上できるとともに、セルの熱膨張
・収縮にかかわらずセル間の電気通路を確実に確保でき
る。
性セル間介装体の融通的変形により吸収でき、それによ
って、セルの熱膨張・収縮に起因した破損を防止できて
燃料電池の耐久性を向上できるとともに、セルの熱膨張
・収縮にかかわらずセル間の電気通路を確実に確保でき
る。
を得ることができる。
又、上記第１特徴構成、及び、上記第２特徴構成のいず
れにおいても、セパレータは酸化雰囲気である酸素含有
ガス流路と還元雰囲気である燃料流路との両方に臨むこ
ととなるが、 上記第３特徴構成によれば、 高温酸化雰囲気中での耐蝕性、及び、高温還元雰囲気中
での耐蝕性のいずれにも優れているLaCrO3によりセパレ
ータを形成するので、酸化及び還元の両方に対して高い
耐久性をセルに備えさせることができる。
れにおいても、セパレータは酸化雰囲気である酸素含有
ガス流路と還元雰囲気である燃料流路との両方に臨むこ
ととなるが、 上記第３特徴構成によれば、 高温酸化雰囲気中での耐蝕性、及び、高温還元雰囲気中
での耐蝕性のいずれにも優れているLaCrO3によりセパレ
ータを形成するので、酸化及び還元の両方に対して高い
耐久性をセルに備えさせることができる。
又、上記第４特徴構成によれば、 積層段数が対応する箇所のセル間介装体どうしを連続さ
せることにより、隣り合うセル積層群どうしは電気的に
並列に接続される。
せることにより、隣り合うセル積層群どうしは電気的に
並列に接続される。
つまり、この構成を採用して並列接続するセル積層群の
並設数を適宜決定することにより、燃料電池の容量を所
望の容量とすることができる。
並設数を適宜決定することにより、燃料電池の容量を所
望の容量とすることができる。
次に実施例を図面に基づいて説明する。
第１図ないし第４図は燃料電池のセル（単セル）構造を
示し、板状電解質層の一例としての薄膜電解質層（１）
の一方の面に板状空気極の一例としての薄膜空気極（酸
素極）（２）を貼設し、かつ、他方の面に板状燃料極の
一例としての薄膜燃料極（３）を貼設し、もって、３層
膜構造の起電部を構成してある。
示し、板状電解質層の一例としての薄膜電解質層（１）
の一方の面に板状空気極の一例としての薄膜空気極（酸
素極）（２）を貼設し、かつ、他方の面に板状燃料極の
一例としての薄膜燃料極（３）を貼設し、もって、３層
膜構造の起電部を構成してある。
そして、薄膜セパレータ（４）を空気極（２）に対向配
置した状態で起電部に付設し、セパレータ（４）と空気
極（２）との間の間隙を空気流路（酸素含有ガス流路）
（ａ）としてある。
置した状態で起電部に付設し、セパレータ（４）と空気
極（２）との間の間隙を空気流路（酸素含有ガス流路）
（ａ）としてある。
セパレータ（４）の両側縁部には、対向する空気極
（２）の両側縁部に連結させる帯状突起（4a）を一体形
成してあり、これら帯状突起（4a）により空気流路
（ａ）の両側縁を閉塞することで、空気流路（ａ）の流
路方向視においてセルの周部全体を空気流路（ａ）とは
仕切られた燃料流路（ｇ）とするようにしてある。
（２）の両側縁部に連結させる帯状突起（4a）を一体形
成してあり、これら帯状突起（4a）により空気流路
（ａ）の両側縁を閉塞することで、空気流路（ａ）の流
路方向視においてセルの周部全体を空気流路（ａ）とは
仕切られた燃料流路（ｇ）とするようにしてある。
セパレータ（４）は、空気流路（ａ）を仕切形成するも
のであるとともに、空気流路（ａ）に臨む空気極（２）
から電流を導出するためのセル端子を兼ねており、空気
流路（ａ）には、セパレータ（４）と空気極（２）とを
部分的に連結する帯状導電体（５）の複数を空気流路
（ａ）の流路方向に沿う平行姿勢で分散配置してあり、
これら帯状導電体（５）によりセパレータ（４）と空気
極（２）とを複数箇所で連結することで、空気極（２）
とセパレータ（４）との間の電流通路を面積的に大きく
確保するようにしてある。
のであるとともに、空気流路（ａ）に臨む空気極（２）
から電流を導出するためのセル端子を兼ねており、空気
流路（ａ）には、セパレータ（４）と空気極（２）とを
部分的に連結する帯状導電体（５）の複数を空気流路
（ａ）の流路方向に沿う平行姿勢で分散配置してあり、
これら帯状導電体（５）によりセパレータ（４）と空気
極（２）とを複数箇所で連結することで、空気極（２）
とセパレータ（４）との間の電流通路を面積的に大きく
確保するようにしてある。
帯状導電体（５）には、空気流路（ａ）中における耐蝕
性、すなわち、酸化雰囲気に対する耐蝕性を確保する観
点からLaMnO3を適用してあり、又、セルの製作誤差（空
気極（２）とセパレータ（４）との離間寸法誤差）を吸
収させるとともに、空気極（２）とセパレータ（４）と
の熱膨張差を吸収させる観点からLaMnO3のフェルト状材
を適用してある。
性、すなわち、酸化雰囲気に対する耐蝕性を確保する観
点からLaMnO3を適用してあり、又、セルの製作誤差（空
気極（２）とセパレータ（４）との離間寸法誤差）を吸
収させるとともに、空気極（２）とセパレータ（４）と
の熱膨張差を吸収させる観点からLaMnO3のフェルト状材
を適用してある。
一方、内部の空気流路（ａ）と周部の燃料流路（ｇ）と
の両方に臨むセパレータ（４）には、酸化雰囲気に対す
る耐蝕性と還元雰囲気に対する耐蝕性との両方を確保
し、かつ、セル端子として高い導電性を必要とする観点
からLaCrO3の薄膜を適用してあり、又、空気極（２）に
はLaMnO3の薄膜を、燃料極（３）にはNiとZrO2とのサー
メットの薄膜を夫々適用してある。
の両方に臨むセパレータ（４）には、酸化雰囲気に対す
る耐蝕性と還元雰囲気に対する耐蝕性との両方を確保
し、かつ、セル端子として高い導電性を必要とする観点
からLaCrO3の薄膜を適用してあり、又、空気極（２）に
はLaMnO3の薄膜を、燃料極（３）にはNiとZrO2とのサー
メットの薄膜を夫々適用してある。
電解質層（１）には、機械的強度を確保する観点から３
モルパーセント程度のYtを固溶させた正方晶のZrO2の薄
膜を適用してあり、この電解質層（１）を芯材とする状
態で、薄膜積層構造のセルの全体の機械的強度を確保す
るようにしてある。
モルパーセント程度のYtを固溶させた正方晶のZrO2の薄
膜を適用してあり、この電解質層（１）を芯材とする状
態で、薄膜積層構造のセルの全体の機械的強度を確保す
るようにしてある。
第５図及び第６図は上述のセル構造を有するセル（Ｓ）
の複数を集積した燃料電池におけるセル集積構造を示
し、隣り合うセル（Ｓ）において一方のセル（Ｓ）の燃
料極（３）を他方のセル（Ｓ）のセパレータ（４）に対
向させた状態で、かつ、それら対向する燃料極（３）と
セパレータ（４）とを部分的に連結する帯状のセル間介
装体（６）を隣り合うセル間の夫々に分散配置した状態
で、複数のセル（Ｓ）を積層し、セル間介装体（６）に
より形成されるセル間の間隙夫々を燃料流路（ｇ）とし
てある。
の複数を集積した燃料電池におけるセル集積構造を示
し、隣り合うセル（Ｓ）において一方のセル（Ｓ）の燃
料極（３）を他方のセル（Ｓ）のセパレータ（４）に対
向させた状態で、かつ、それら対向する燃料極（３）と
セパレータ（４）とを部分的に連結する帯状のセル間介
装体（６）を隣り合うセル間の夫々に分散配置した状態
で、複数のセル（Ｓ）を積層し、セル間介装体（６）に
より形成されるセル間の間隙夫々を燃料流路（ｇ）とし
てある。
セル間介装体（６）は導電性材により形成してあり、セ
ル間に燃料流路（ｇ）を形成するためのセル間介装体
（６）を利用して対向する一方のセル（Ｓ）の燃料極
（３）と他方のセル（Ｓ）のセパレータ（４）とを電気
的にも接続することで、積層した複数のセル（Ｓ）を他
の専用の電気接続手段を必要とすること無く電気的に直
列接続してある。
ル間に燃料流路（ｇ）を形成するためのセル間介装体
（６）を利用して対向する一方のセル（Ｓ）の燃料極
（３）と他方のセル（Ｓ）のセパレータ（４）とを電気
的にも接続することで、積層した複数のセル（Ｓ）を他
の専用の電気接続手段を必要とすること無く電気的に直
列接続してある。
そして、この構成を採用してセル（Ｓ）の積層段数を適
宜決定することにより出力電圧を所望の電圧とするので
ある。
宜決定することにより出力電圧を所望の電圧とするので
ある。
更に、セル間介装体（６）はフェルト状質の導電性材に
より形成してあり、これによって、セル積層群の製作誤
差（セル間寸法の製作誤差）やセル（Ｓ）の熱膨張・収
縮をフェルト状質のセル間介装体（６）に吸収させるよ
うにしてある。
より形成してあり、これによって、セル積層群の製作誤
差（セル間寸法の製作誤差）やセル（Ｓ）の熱膨張・収
縮をフェルト状質のセル間介装体（６）に吸収させるよ
うにしてある。
又、セル間介装体（６）の具体的材質としては、還元雰
囲気に対する耐蝕性を確保する観点からNiのフェルト状
材を適用してある。
囲気に対する耐蝕性を確保する観点からNiのフェルト状
材を適用してある。
セル（Ｓ）は、各セル（Ｓ）の空気流路（ａ）を同じ向
きに向けた姿勢で積層してあり、これに対し、互いに平
行姿勢でセル間に分散配置する帯状のセル間介装体
（６）はセル（Ｓ）の空気流路（ａ）とは直交する姿勢
に配置してある。
きに向けた姿勢で積層してあり、これに対し、互いに平
行姿勢でセル間に分散配置する帯状のセル間介装体
（６）はセル（Ｓ）の空気流路（ａ）とは直交する姿勢
に配置してある。
すなわち、セル間介装体（６）の長手方向視においてセ
ル積層群の両側部に、各空気流路（ａ）に連通するヘッ
ダー的な空気供給室と空気排出室とを振分けて配置形成
するようにしてあり、これに対し、セル間夫々の燃料流
路（ｇ）はセル間介装体（６）の長手方向に沿う方向の
流路とするようにしてある。
ル積層群の両側部に、各空気流路（ａ）に連通するヘッ
ダー的な空気供給室と空気排出室とを振分けて配置形成
するようにしてあり、これに対し、セル間夫々の燃料流
路（ｇ）はセル間介装体（６）の長手方向に沿う方向の
流路とするようにしてある。
尚、セル間夫々の燃料流路（ｇ）はセル（Ｓ）における
空気流路（ａ）の流路方向視においてセル積層群の両側
部で互いに連通する一連の流路とする。換言すれば、燃
料電池におけるセル積層群の内装空間において、セル
（Ｓ）の積層個数に相当する複数の燃料流路を個別に仕
切形成することを不要とするのであり、これによって、
燃料電池の内部構造の簡略化を図るのである。
空気流路（ａ）の流路方向視においてセル積層群の両側
部で互いに連通する一連の流路とする。換言すれば、燃
料電池におけるセル積層群の内装空間において、セル
（Ｓ）の積層個数に相当する複数の燃料流路を個別に仕
切形成することを不要とするのであり、これによって、
燃料電池の内部構造の簡略化を図るのである。
第５図及び第６図は１組のセル積層群についてのセル積
層形態を示したものであるが、燃料電池を構成するにあ
たり上述の如き構成のセル積層群（NS）を並設する場合
には、第７図に示すように、隣り合うセル積層群（NS）
において、積層段数が対応する箇所のセル間介装体
（６）どうしを連続させることが考えられる。
層形態を示したものであるが、燃料電池を構成するにあ
たり上述の如き構成のセル積層群（NS）を並設する場合
には、第７図に示すように、隣り合うセル積層群（NS）
において、積層段数が対応する箇所のセル間介装体
（６）どうしを連続させることが考えられる。
すなわち、フェルト状質の導電性材から成るセル間介装
体（６）はセル積層群（NS）中において隣り合うセル
（Ｓ）どうしを電気的に直列に接続する機能を有する
が、並設したセル積層群（NS）の隣り合うものどうしに
おいて積層段数が対応する箇所のセル間介装体（６）ど
うしを連続させることにより、それらセル間介装体
（６）を利用して隣り合うセル積層群（NS）どうしを電
気的に並列に接続するのであり、この構成を採用して並
列接続するセル積層群（NS）の並設数を適宜決定すれば
所望の容量の燃料電池を構成することができる。
体（６）はセル積層群（NS）中において隣り合うセル
（Ｓ）どうしを電気的に直列に接続する機能を有する
が、並設したセル積層群（NS）の隣り合うものどうしに
おいて積層段数が対応する箇所のセル間介装体（６）ど
うしを連続させることにより、それらセル間介装体
（６）を利用して隣り合うセル積層群（NS）どうしを電
気的に並列に接続するのであり、この構成を採用して並
列接続するセル積層群（NS）の並設数を適宜決定すれば
所望の容量の燃料電池を構成することができる。
次に別実施例を列記する。
（イ）セル構造として第８図に示すように、板状電解質
層（１）、板状空気極（酸素極）（２）、及び、板状燃
料極（３）から成る３層構造の起電部に対して、板状燃
料極（３）の両側縁部に対する各列の連結部（4a）を有
し、かつ、それら連結部（4a）どうしの間で板状燃料極
（３）との間に燃料流路（ｇ）を形成するセパレータ
（４）を設け、そして、そのセパレータ（４）により燃
料流路（ｇ）と仕切られるセル周部空間を酸素含有ガス
流路（ａ）とするようにしても良い。
層（１）、板状空気極（酸素極）（２）、及び、板状燃
料極（３）から成る３層構造の起電部に対して、板状燃
料極（３）の両側縁部に対する各列の連結部（4a）を有
し、かつ、それら連結部（4a）どうしの間で板状燃料極
（３）との間に燃料流路（ｇ）を形成するセパレータ
（４）を設け、そして、そのセパレータ（４）により燃
料流路（ｇ）と仕切られるセル周部空間を酸素含有ガス
流路（ａ）とするようにしても良い。
尚、第８図において（５）は、燃料流路（ｇ）に配置さ
れてセパレータ（４）と燃料極（３）とを部分的に連結
する柔軟性導電体（例えば、Niのフェルト状材）であ
る。
れてセパレータ（４）と燃料極（３）とを部分的に連結
する柔軟性導電体（例えば、Niのフェルト状材）であ
る。
（ロ）セル構造において、板状電解質層（１）、板状空
気極（酸素極）（２）、板状燃料極（３）、並びに、セ
パレータ（４）の夫々には、前述実施例で示した材質の
以外にも種々の材質を適用できる。
気極（酸素極）（２）、板状燃料極（３）、並びに、セ
パレータ（４）の夫々には、前述実施例で示した材質の
以外にも種々の材質を適用できる。
（ハ）セル集積構造として、前述（イ）項に記載のセル
構造を有するセル（Ｓ）の複数を、第９図に示すよう
に、隣り合うセル（Ｓ）において一方のセル（Ｓ）の空
気極（酸素極）（２）を他方のセル（Ｓ）のセパレータ
（４）に対し対向させた状態で、かつ、それら対向する
空気極（酸素極）（２）とセパレータ（４）とを部分的
に連結するセル間介装体（６）を隣り合うセル間におい
て分散配置した状態で積層し、そして、セル間介装体
（６）を柔軟性を有する導電性材（例えば、フェルト状
導電材）により形成し、隣り合うセル（Ｓ）どうしの間
の間隙夫々を空気流路（酸素含有ガス流路）（ａ）とし
ても良い。
構造を有するセル（Ｓ）の複数を、第９図に示すよう
に、隣り合うセル（Ｓ）において一方のセル（Ｓ）の空
気極（酸素極）（２）を他方のセル（Ｓ）のセパレータ
（４）に対し対向させた状態で、かつ、それら対向する
空気極（酸素極）（２）とセパレータ（４）とを部分的
に連結するセル間介装体（６）を隣り合うセル間におい
て分散配置した状態で積層し、そして、セル間介装体
（６）を柔軟性を有する導電性材（例えば、フェルト状
導電材）により形成し、隣り合うセル（Ｓ）どうしの間
の間隙夫々を空気流路（酸素含有ガス流路）（ａ）とし
ても良い。
尚、この場合、セル間介装体（６）には酸化雰囲気に対
する耐蝕性の高いもの（例えば、LaMnO3のフェルト状材
やLaCrO3のフェルト状材）を適用することが好ましい。
する耐蝕性の高いもの（例えば、LaMnO3のフェルト状材
やLaCrO3のフェルト状材）を適用することが好ましい。
（ニ）又、上述（ハ）項の構成を有するセル積層群の複
数を並設し、隣り合うセル積層群において、積層段数が
対応する箇所のセル間介装体どうしを連続させるように
しても良い。
数を並設し、隣り合うセル積層群において、積層段数が
対応する箇所のセル間介装体どうしを連続させるように
しても良い。
（ホ）酸化剤としては空気を適用する以外に、酸素や酸
素富化空気等を適用でき、それらを総称して酸素含有ガ
スと称する。
素富化空気等を適用でき、それらを総称して酸素含有ガ
スと称する。
又、還元剤としての燃料にも種々のものを適用できる。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。
第１図ないし第７図は本発明の実施例を示し、第１図な
いし第４図はセル構造を示す正面図、一部破断側面図、
一部破断平面図、及び、分解斜視図、第５図及び第６図
は集積構造を示す正面図と側面図、第７図はセル積層群
を並設したセル集積構造を示す正面図である。 第８図及び第９図は本発明の別実施例を示し、第８図は
セル構造を示す一部破断斜視図、第９図はセル集積構造
を示す斜視図である。 第10図は従来のセル構造を示す分解斜視図である。 （１）……板状電解質層、（２）……板状酸素極、 （３）……板状燃料極、（４）……セパレータ、 （4a）……連結部、（６）……セル間介装体、（ａ）…
…酸素含有ガス流路、 （ｇ）……燃料流路。
いし第４図はセル構造を示す正面図、一部破断側面図、
一部破断平面図、及び、分解斜視図、第５図及び第６図
は集積構造を示す正面図と側面図、第７図はセル積層群
を並設したセル集積構造を示す正面図である。 第８図及び第９図は本発明の別実施例を示し、第８図は
セル構造を示す一部破断斜視図、第９図はセル集積構造
を示す斜視図である。 第10図は従来のセル構造を示す分解斜視図である。 （１）……板状電解質層、（２）……板状酸素極、 （３）……板状燃料極、（４）……セパレータ、 （4a）……連結部、（６）……セル間介装体、（ａ）…
…酸素含有ガス流路、 （ｇ）……燃料流路。
Claims (4)
- 【請求項１】板状電解質層（１）の一方の面に板状酸素
極（２）を付設しかつ他方の面に板状燃料極（３）を付
設し、かつ、前記板状酸素極（２）を臨ませる酸素含有
ガス流路（ａ）と前記板状燃料極（３）を臨ませる燃料
流路（ｇ）とを区画した燃料電池のセル（Ｓ）の複数
を、隣り合うセル（Ｓ）どうしを導電状態で接続する状
態で、積層状態に配置した燃料電池におけるセル集積構
造であって、 前記セル（Ｓ）を、前記板状酸素極（２）に臨む側に、
前記板状酸素極（２）との間に前記酸素含有ガス流路
（ａ）を形成するセパレータ（４）を設けることにより
構成し、前記セパレータ（４）により前記酸素含有ガス
流路（ａ）と仕切られるセル周部空間を前記燃料流路
（ｇ）とし、前記セル（Ｓ）の複数を、隣り合うセル
（Ｓ）において一方のセル（Ｓ）の板状燃料極（３）を
他方のセル（Ｓ）のセパレータ（４）に対し対向させた
状態で、かつ、それら対向する前記板状燃料極（３）と
前記セパレータ（４）とを部分的に連結するセル間介装
体（６）を隣り合うセル間において分散配置した状態で
積層し、前記セル間介装体（６）を柔軟性を有する導電
性材により形成し、隣り合う前記セル（Ｓ）どうしの間
の間隙夫々を燃料流路（ｇ）とする燃料電池におけるセ
ル集積構造。 - 【請求項２】板状電解質層（１）の一方の面に板状酸素
極（２）を付設しかつ他方の面に板状燃料極（３）を付
設し、かつ、前記板状酸素極（２）を臨ませる酸素含有
ガス流路（ａ）と前記板状燃料極（３）を臨ませる燃料
流路（ｇ）とを区画した燃料電池のセル（Ｓ）の複数
を、隣り合うセル（Ｓ）どうしを導電状態で接続する状
態で、積層状態に配置した燃料電池におけるセル集積構
造であって、 前記セル（Ｓ）を、前記板状燃料極（３）に臨む側に、
前記板状燃料極（３）との間に前記燃料流路（ｇ）を形
成するセパレータ（４）を設けることにより構成し、前
記セパレータ（４）により前記燃料流路（ｇ）と仕切ら
れるセル周部空間を前記酸素含有ガス流路（ａ）とし、
前記セル（Ｓ）の複数を、隣り合うセル（Ｓ）において
一方のセル（Ｓ）の板状酸素極（２）を他方のセル
（Ｓ）のセパレータ（４）に対し対向させた状態で、か
つ、それら対向する前記板状酸素極（２）と前記セパレ
ータ（４）とを部分的に連結するセル間介装体（６）を
隣り合うセル間において分散配置した状態で積層し、前
記セル間介装体（６）を柔軟性を有する導電性材により
形成し、隣り合う前記セル（Ｓ）どうしの間の間隙夫々
を酸素含有ガス流路（ａ）とする燃料電池におけるセル
集積構造。 - 【請求項３】前記セパレータ（４）がLaCrO3から成る請
求項１又は２記載の燃料電池におけるセル集積構造。 - 【請求項４】請求項１又は２記載の燃料電池におけるセ
ル集積構造を有するセル集積群（NS）の複数を並設し、
隣り合う前記セル積層群（NS）において、積層段数が対
応する箇所の前記セル間介装体（６）どうしを連続させ
てある燃料電池におけるセル集積構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258282A JPH0687420B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 燃料電池におけるセル集積構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258282A JPH0687420B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 燃料電池におけるセル集積構造 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7294081A Division JP2805001B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 燃料電池におけるセル集積構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103863A JPH02103863A (ja) | 1990-04-16 |
| JPH0687420B2 true JPH0687420B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=17318084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63258282A Expired - Fee Related JPH0687420B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 燃料電池におけるセル集積構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687420B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000100457A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4431715A (en) * | 1982-03-24 | 1984-02-14 | Westinghouse Electric Corp. | Electrical contact structures for solid oxide electrolyte fuel cell |
| US4664987A (en) * | 1984-11-15 | 1987-05-12 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel cell arrangement |
| JPS6334859A (ja) * | 1986-07-28 | 1988-02-15 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
| US4749632A (en) * | 1986-10-23 | 1988-06-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Sintering aid for lanthanum chromite refractories |
| JPS63106063U (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-08 | ||
| JPS63166154U (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-28 |
-
1988
- 1988-10-12 JP JP63258282A patent/JPH0687420B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02103863A (ja) | 1990-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2966548B2 (ja) | 燃料電池 | |
| US4476196A (en) | Solid oxide fuel cell having monolithic cross flow core and manifolding | |
| US4510212A (en) | Solid oxide fuel cell having compound cross flow gas patterns | |
| US4476197A (en) | Integral manifolding structure for fuel cell core having parallel gas flow | |
| US4761349A (en) | Solid oxide fuel cell with monolithic core | |
| KR100696939B1 (ko) | 고체 산화물 연료 셀 스택 | |
| KR100534677B1 (ko) | 연료 전지 | |
| JP3101464B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP3102809B2 (ja) | 中空薄板式固体電解質燃料電池 | |
| JP3007814B2 (ja) | 燃料電池 | |
| US6096451A (en) | Solid-electrolyte fuel cell | |
| JP2003109649A (ja) | 燃料電池積層体 | |
| JPH0687420B2 (ja) | 燃料電池におけるセル集積構造 | |
| JP2805001B2 (ja) | 燃料電池におけるセル集積構造 | |
| JPH11273706A (ja) | 燃料電池 | |
| JPH0227670A (ja) | 燃料電池 | |
| JPH02197055A (ja) | 燃料電池のセル構造 | |
| JPH0613099A (ja) | 燃料電池 | |
| CN1186843C (zh) | 用于固体氧化物燃料电池叠堆的改进设计 | |
| JPH0529000A (ja) | 燃料電池 | |
| JP7270703B2 (ja) | セル | |
| JPS5927467A (ja) | 燃料電池 | |
| JPH08264198A (ja) | 固体電解質型燃料電池の単電池および集合電池 | |
| JP2984166B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP3217908B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池の構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |