JPH0782862B2 - 溶融炭酸塩型燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池Info
- Publication number
- JPH0782862B2 JPH0782862B2 JP60275486A JP27548685A JPH0782862B2 JP H0782862 B2 JPH0782862 B2 JP H0782862B2 JP 60275486 A JP60275486 A JP 60275486A JP 27548685 A JP27548685 A JP 27548685A JP H0782862 B2 JPH0782862 B2 JP H0782862B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- fuel cell
- coolant
- flow
- cooling plate
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
-
- 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
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
- H01M8/0265—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant the reactant or coolant channels having varying cross sections
-
- 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
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
-
- 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
- H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/244—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes with matrix-supported molten electrolyte
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
-
- 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
- H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
- H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、単位電池とともに冷却板を積層してなる溶融
炭酸塩型燃料電池に関する。
炭酸塩型燃料電池に関する。
近年、次世代の燃料電池として溶融炭酸塩型燃料電池の
開発が進められている。溶融炭酸塩型燃料電池は、炭酸
塩からなる電解質を高温下で溶融状態にし、電極反応を
生起させるもので、リン酸型、固体電解質型等の他の燃
料電池に比べ、電極反応が起り易く、発電熱効率が高い
うえ、高価な貴金属触媒を必要としない等の特長を有し
ている。
開発が進められている。溶融炭酸塩型燃料電池は、炭酸
塩からなる電解質を高温下で溶融状態にし、電極反応を
生起させるもので、リン酸型、固体電解質型等の他の燃
料電池に比べ、電極反応が起り易く、発電熱効率が高い
うえ、高価な貴金属触媒を必要としない等の特長を有し
ている。
ところで、このような溶融炭酸塩型燃料電池では１つの
燃料電池で得られる起電力が1Vと低いため、高出力の発
電プラントを構成するには、第５図に示すように、複数
の単位電池１を直列に積層して燃料電池積層体２を構成
し、各単位電池１の加算出力を得るようにしなければな
らない。
燃料電池で得られる起電力が1Vと低いため、高出力の発
電プラントを構成するには、第５図に示すように、複数
の単位電池１を直列に積層して燃料電池積層体２を構成
し、各単位電池１の加算出力を得るようにしなければな
らない。
各単位電池１は一対の多孔質電極板、つまりアノード3a
およびカソード3bと、これらの間に介在されたアルカリ
炭酸塩からなる電解質層４とで構成される。これら単位
電池１は、セパレータ５を介して積層される。セパレー
タ５は、各単位電池１間の電気的な接続機能と、アノー
ド3aへの燃料ガスＰの通路6aとカソード3bへの酸化剤ガ
スＱの通路6bとを形成する機能とを兼備えたものであ
る。
およびカソード3bと、これらの間に介在されたアルカリ
炭酸塩からなる電解質層４とで構成される。これら単位
電池１は、セパレータ５を介して積層される。セパレー
タ５は、各単位電池１間の電気的な接続機能と、アノー
ド3aへの燃料ガスＰの通路6aとカソード3bへの酸化剤ガ
スＱの通路6bとを形成する機能とを兼備えたものであ
る。
燃料電池積層体２の４つの側面には、反応ガスの分配、
回収機能を有する図示しないマニホールドが当てがわれ
ている。そして、これらマニホールドのうちの一つに酸
化剤ガスＱを供給するとともに隣接するマニホールドに
燃料ガスＰを供給し、アノード3a側において、 H2＋CO3 2-→H2O＋CO2＋2e- なる反応を、またカソード3b側において、 1/2O2＋CO2＋2e-→CO3 2- なる反応を生起せしめ、直流出力を得た後、それぞれの
対向するマニホールドからガスを排出させるようにして
いる。なお、各単位電池１の周縁部には、上記両反応ガ
スの燃料電池積層体２の内部における混合を防止するた
め溶融炭酸塩によるウエットシールが形成される。ま
た、燃料電池積層体２とマニホールドとの間にも、上記
両ガスの漏洩を防止するためのウエットシールが形成さ
れる。
回収機能を有する図示しないマニホールドが当てがわれ
ている。そして、これらマニホールドのうちの一つに酸
化剤ガスＱを供給するとともに隣接するマニホールドに
燃料ガスＰを供給し、アノード3a側において、 H2＋CO3 2-→H2O＋CO2＋2e- なる反応を、またカソード3b側において、 1/2O2＋CO2＋2e-→CO3 2- なる反応を生起せしめ、直流出力を得た後、それぞれの
対向するマニホールドからガスを排出させるようにして
いる。なお、各単位電池１の周縁部には、上記両反応ガ
スの燃料電池積層体２の内部における混合を防止するた
め溶融炭酸塩によるウエットシールが形成される。ま
た、燃料電池積層体２とマニホールドとの間にも、上記
両ガスの漏洩を防止するためのウエットシールが形成さ
れる。
ところで、燃料電池積層体は上記の化学反応によって電
力と同時に熱を発生する。この熱を除去しないと、溶融
炭酸塩燃料電池の運転温度範囲である600〜700℃を超え
てしまい、効果的な電極反応を促すことが不可能にな
る。ところが、燃料電池積層体は、44つの側面がマニホ
ールドで覆われているため熱除去能力が低く、しかも構
造上、外部冷却手段を付加することも困難である。
力と同時に熱を発生する。この熱を除去しないと、溶融
炭酸塩燃料電池の運転温度範囲である600〜700℃を超え
てしまい、効果的な電極反応を促すことが不可能にな
る。ところが、燃料電池積層体は、44つの側面がマニホ
ールドで覆われているため熱除去能力が低く、しかも構
造上、外部冷却手段を付加することも困難である。
そこで、従来は酸化剤ガスＱを冷却材としても用い、こ
の酸化剤ガスＱを燃料電池積層体の内部に過剰に通流さ
せることによって燃料電池積層体の内部を冷却するよう
にしていた。
の酸化剤ガスＱを燃料電池積層体の内部に過剰に通流さ
せることによって燃料電池積層体の内部を冷却するよう
にしていた。
しかしながら、この方法では次のような問題があった。
すなわち燃料電池積層体での反応速度を高めるには酸化
剤ガスを燃料電池本体に供給するのに先立って、反応温
度近くまで予熱する必要がある。したがって、酸化剤ガ
スを冷却材として使用する場合には、入口・出口温度差
を大きくすることができない。つまり、冷却効率が悪
い。これをカバーするためには、酸化剤ガスを電極反応
に寄与させる量よりも遥かに過剰に供給しなければなら
ないので、酸化剤ガスの利用率が低くなるのを免れ得な
い。また、酸化剤ガスの利用率が少なくなる結果、酸化
剤ガスのリサイクルを必要とする。ところがリサイクル
の必要になると、酸化剤ガス中の反応物質（O2,CO2）の
分圧が低くなり、性能低下につながるという問題があっ
た。
すなわち燃料電池積層体での反応速度を高めるには酸化
剤ガスを燃料電池本体に供給するのに先立って、反応温
度近くまで予熱する必要がある。したがって、酸化剤ガ
スを冷却材として使用する場合には、入口・出口温度差
を大きくすることができない。つまり、冷却効率が悪
い。これをカバーするためには、酸化剤ガスを電極反応
に寄与させる量よりも遥かに過剰に供給しなければなら
ないので、酸化剤ガスの利用率が低くなるのを免れ得な
い。また、酸化剤ガスの利用率が少なくなる結果、酸化
剤ガスのリサイクルを必要とする。ところがリサイクル
の必要になると、酸化剤ガス中の反応物質（O2,CO2）の
分圧が低くなり、性能低下につながるという問題があっ
た。
さらには、上記の方法では酸化剤ガスを燃料ガスよりも
大流量で供給しなければならないため、燃料電池内部に
おいて酸化剤ガスと燃料ガスとの間に大きな圧力差を生
じる。このため、電解質が燃料ガス側に押しやられ、燃
料ガスと酸化剤ガスの交差混合が起り易く、効率低下の
原因となるという問題もあった。
大流量で供給しなければならないため、燃料電池内部に
おいて酸化剤ガスと燃料ガスとの間に大きな圧力差を生
じる。このため、電解質が燃料ガス側に押しやられ、燃
料ガスと酸化剤ガスの交差混合が起り易く、効率低下の
原因となるという問題もあった。
本発明はこのような問題に基づきなされたものであり、
その目的とするところは、燃料電池積層体を良好に冷却
でき、もって酸化剤ガスの利用効率を高め、燃料ガスと
酸化剤ガスとの間の交差混合を防止できる溶融炭酸塩型
燃料電池を提供することにある。
その目的とするところは、燃料電池積層体を良好に冷却
でき、もって酸化剤ガスの利用効率を高め、燃料ガスと
酸化剤ガスとの間の交差混合を防止できる溶融炭酸塩型
燃料電池を提供することにある。
本発明に係る溶融炭酸塩型燃料電池は、単位電池をセパ
レータを介して複製積層してなる燃料電池積層体と、こ
の燃料電池積層体の側面に当てがわれて前記単位電池に
設けられたガス流路に反応ガスを導く複数のマニホール
ドと、内部に冷媒通路を備えるとともに特定の前記単位
電池間に介挿された冷却板と、前記燃料電池積層体の側
部で、かつ隣接する前記マニホールド間において前記冷
却板の前記冷媒通路に接続され、上記冷媒通路を経由せ
て冷媒を通流させる冷媒導入管および冷媒排出管とを具
備し、前記冷却板の内部には、前記冷媒導入管に通じた
冷媒導入室と、前記冷媒排出管に通じた冷媒集合室と、
前記冷媒導入管と前記冷媒集合室とを接続する複数の平
行流路と、これら各平行流路の入口および出口の少なく
とも一方に設けられて各平行流路を流れる冷媒流量を均
一化させる流動抵抗部材とが設けられていることを特徴
としている。
レータを介して複製積層してなる燃料電池積層体と、こ
の燃料電池積層体の側面に当てがわれて前記単位電池に
設けられたガス流路に反応ガスを導く複数のマニホール
ドと、内部に冷媒通路を備えるとともに特定の前記単位
電池間に介挿された冷却板と、前記燃料電池積層体の側
部で、かつ隣接する前記マニホールド間において前記冷
却板の前記冷媒通路に接続され、上記冷媒通路を経由せ
て冷媒を通流させる冷媒導入管および冷媒排出管とを具
備し、前記冷却板の内部には、前記冷媒導入管に通じた
冷媒導入室と、前記冷媒排出管に通じた冷媒集合室と、
前記冷媒導入管と前記冷媒集合室とを接続する複数の平
行流路と、これら各平行流路の入口および出口の少なく
とも一方に設けられて各平行流路を流れる冷媒流量を均
一化させる流動抵抗部材とが設けられていることを特徴
としている。
本発明によれば、単位電池相互間に介在させた冷却板に
マニホールドの間から冷媒を導入し、さらにマニホール
ドの間から上記冷媒を排出するようにしている。したが
って、マニホールドによって燃料電池積層体の側面を略
全体に亙って覆う構造であっても、少ないスペースから
の冷媒の出入れが可能であり、反応ガスとは別個の冷媒
による冷却が可能になる。しかもこのような構造であれ
ば、単位電池の一方の面全体を覆う広い放熱面積を確保
できる。
マニホールドの間から冷媒を導入し、さらにマニホール
ドの間から上記冷媒を排出するようにしている。したが
って、マニホールドによって燃料電池積層体の側面を略
全体に亙って覆う構造であっても、少ないスペースから
の冷媒の出入れが可能であり、反応ガスとは別個の冷媒
による冷却が可能になる。しかもこのような構造であれ
ば、単位電池の一方の面全体を覆う広い放熱面積を確保
できる。
したがって本発明によれば、冷却板の内部の通流する冷
媒によって燃料電池本体を冷却できるので、酸化剤ガス
の利用率を高めることができる。この結果、従来のよう
に酸化剤ガスを大量に供給する必要がなくなり、酸化剤
ガスと燃料ガスとの間の圧力差も低減でき、両ガスの交
差混合の発生確率も少なくすることができる。しかも、
燃料電池積層体の冷却には、酸化剤ガスとは別個の冷却
材を用いることができるので、冷却材の入口・出口温度
差を大きくでき、冷却効率も高めることができる。
媒によって燃料電池本体を冷却できるので、酸化剤ガス
の利用率を高めることができる。この結果、従来のよう
に酸化剤ガスを大量に供給する必要がなくなり、酸化剤
ガスと燃料ガスとの間の圧力差も低減でき、両ガスの交
差混合の発生確率も少なくすることができる。しかも、
燃料電池積層体の冷却には、酸化剤ガスとは別個の冷却
材を用いることができるので、冷却材の入口・出口温度
差を大きくでき、冷却効率も高めることができる。
また、この発明によれば、内部に、冷媒導入管に通じた
冷媒導入室と、冷媒排出管に通じた冷媒集合室と、冷媒
導入室と冷媒集合室とを接続する複数の平行流路と、こ
れら各平行流路の入口および出口の少なくとも一方に設
けられて各平行流路を流れる冷媒流量を均一化させる流
動抵抗部材とを設けた冷却板を用いているので、冷却板
内で冷媒導入管および冷媒排出管に近い部分に生じた冷
媒のよどみによって各平行流路を流れる冷媒流量が不均
一になろうとしても、流動抵抗部材の作用によって各平
行流路に流れる冷媒流量を均一化させることができる。
この結果、セルの局所的な温度上昇を抑制して冷却効率
を高められるとともに、電解質板に作用する熱応力を低
減して燃料電池積層体の寿命向上にも寄与し得るという
効果を得ることができる。
冷媒導入室と、冷媒排出管に通じた冷媒集合室と、冷媒
導入室と冷媒集合室とを接続する複数の平行流路と、こ
れら各平行流路の入口および出口の少なくとも一方に設
けられて各平行流路を流れる冷媒流量を均一化させる流
動抵抗部材とを設けた冷却板を用いているので、冷却板
内で冷媒導入管および冷媒排出管に近い部分に生じた冷
媒のよどみによって各平行流路を流れる冷媒流量が不均
一になろうとしても、流動抵抗部材の作用によって各平
行流路に流れる冷媒流量を均一化させることができる。
この結果、セルの局所的な温度上昇を抑制して冷却効率
を高められるとともに、電解質板に作用する熱応力を低
減して燃料電池積層体の寿命向上にも寄与し得るという
効果を得ることができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る溶融炭酸
塩型燃料電池について説明する。
塩型燃料電池について説明する。
第１図において、11は全体が直方体でかつ側部の四隅部
分をを僅か平坦に形成した燃料電池積層体である。この
燃料電池積層体11は、エンドプレート12a,12bの間に、
第２図にも示すように、前述した（第５図）単位電池１
とセパレータ５との積層ブロック13を配置し、さらに所
定位置に冷却板16を介挿したものである。
分をを僅か平坦に形成した燃料電池積層体である。この
燃料電池積層体11は、エンドプレート12a,12bの間に、
第２図にも示すように、前述した（第５図）単位電池１
とセパレータ５との積層ブロック13を配置し、さらに所
定位置に冷却板16を介挿したものである。
冷却板16は、全体が熱伝導性に優れた導電性材料で板状
に形成されるとともに、一対の対向する稜部に冷媒導入
管17と冷媒排出管18とを備え、内部に第３図に示すよう
な冷媒流路21を形成したものである。この冷媒流路21
は、冷媒導入管17に隣接する冷媒導入室22と、冷媒排出
管18に隣接する冷媒集合室23と、これら両室22,23を反
応ガスP,Qの流れと平行に連絡する複数の平行流路部24
とで構成されている。さらに、この冷却板16の内部に
は、上記平行流路部24の冷媒入口部および同冷媒出口部
にそれぞれ板状の流動抵抗部材25,26を介在させてい
る。この流動抵抗部材25,26は、例えば網目状の発泡金
属（セルメット；商品名）等が好適である。
に形成されるとともに、一対の対向する稜部に冷媒導入
管17と冷媒排出管18とを備え、内部に第３図に示すよう
な冷媒流路21を形成したものである。この冷媒流路21
は、冷媒導入管17に隣接する冷媒導入室22と、冷媒排出
管18に隣接する冷媒集合室23と、これら両室22,23を反
応ガスP,Qの流れと平行に連絡する複数の平行流路部24
とで構成されている。さらに、この冷却板16の内部に
は、上記平行流路部24の冷媒入口部および同冷媒出口部
にそれぞれ板状の流動抵抗部材25,26を介在させてい
る。この流動抵抗部材25,26は、例えば網目状の発泡金
属（セルメット；商品名）等が好適である。
燃料電池積層体１の各側面には、溶融炭酸塩との間でウ
ェットシール部を構成する例えば角形環状の図示しない
ジルコニアフェルトを介してマニホールド31a,31b,31c,
31dが当てがわれている。マニホールド31aには、燃料ガ
スＰの導入管32aが設けられており、マニホールド31cに
は、燃料ガスＰの排出管33aが設けられている。また、
マニホールド31bには、酸化剤ガスＱの導入管32bが設け
られており、マニホールド31dには、酸化剤ガスＱの排
出管33bが設けられている。これらマニホールド31a〜31
dは、図示しない手段で締付けられる。
ェットシール部を構成する例えば角形環状の図示しない
ジルコニアフェルトを介してマニホールド31a,31b,31c,
31dが当てがわれている。マニホールド31aには、燃料ガ
スＰの導入管32aが設けられており、マニホールド31cに
は、燃料ガスＰの排出管33aが設けられている。また、
マニホールド31bには、酸化剤ガスＱの導入管32bが設け
られており、マニホールド31dには、酸化剤ガスＱの排
出管33bが設けられている。これらマニホールド31a〜31
dは、図示しない手段で締付けられる。
次に、このように構成された本実施例に係る燃料電池の
作用について説明する。
作用について説明する。
燃料ガスＰをマニホールド31aの導入管32aを介してマニ
ホールド31aに導くと、燃料ガスＰはセパレータ５に形
成された溝6aを通流する。一方、酸化剤ガスＱを導入管
32aを介してマニホールド31bに導くと、酸化剤ガスＱは
セパレータ５に形成された溝6bを上記燃料ガスＰとは直
交する方向に通流する。このように両ガスP,Qが溝6a,6b
をそれぞれ通流すると、アノード3aおよびカソード3bで
は前述した電気化学的反応が生起され、電気エネルギが
発生する。電極反応に供された両ガスP,Qは、それぞれ
対向するマニホールド31c,31dに集められ排出管31c,31d
を介して排出される。
ホールド31aに導くと、燃料ガスＰはセパレータ５に形
成された溝6aを通流する。一方、酸化剤ガスＱを導入管
32aを介してマニホールド31bに導くと、酸化剤ガスＱは
セパレータ５に形成された溝6bを上記燃料ガスＰとは直
交する方向に通流する。このように両ガスP,Qが溝6a,6b
をそれぞれ通流すると、アノード3aおよびカソード3bで
は前述した電気化学的反応が生起され、電気エネルギが
発生する。電極反応に供された両ガスP,Qは、それぞれ
対向するマニホールド31c,31dに集められ排出管31c,31d
を介して排出される。
ところで、両ガスP,Qは燃料電池積層体11に導入される
前に、予め予熱される。また、燃料電池積層体11の内部
では、上記電極反応の結果熱が発生する。そこで、この
実施例では冷却板16によって燃料電池積層体11を冷却し
ている。すなわち、冷媒導入口17から冷却板16の内部に
冷媒Ｒを導入すると、冷媒Ｒは、冷媒流路21を通流する
過程で燃料電池積層体11との間で熱交換され、冷媒排出
管18を介して排出される。ここで、冷媒導入管17および
冷媒排出管18は、マニホールド31a〜31dの間から冷媒を
出入れする関係上、それぞれ冷媒導入室22および冷媒集
合室23の隅の方に取付けられている。したがって、冷媒
導入室22へ冷媒Ｒを導入する際や、冷媒集合室23から冷
媒排出管18へ冷媒を排出する際に普通、流体によどみを
生じる。しかし、この冷却板16によれば、平行流路部24
の入口部および出口部に設けられた流動抵抗体25,26の
作用によって平行流路部24を流れる冷媒を均一に通流さ
せることができる。よって、この実施例によれば、燃料
電池積層体11の局所的な温度上昇を抑え、効果的な冷却
が行われる。この結果、燃料電池積層体11は常に燃料電
池の動作温度である600〜700℃に維持されることにな
る。
前に、予め予熱される。また、燃料電池積層体11の内部
では、上記電極反応の結果熱が発生する。そこで、この
実施例では冷却板16によって燃料電池積層体11を冷却し
ている。すなわち、冷媒導入口17から冷却板16の内部に
冷媒Ｒを導入すると、冷媒Ｒは、冷媒流路21を通流する
過程で燃料電池積層体11との間で熱交換され、冷媒排出
管18を介して排出される。ここで、冷媒導入管17および
冷媒排出管18は、マニホールド31a〜31dの間から冷媒を
出入れする関係上、それぞれ冷媒導入室22および冷媒集
合室23の隅の方に取付けられている。したがって、冷媒
導入室22へ冷媒Ｒを導入する際や、冷媒集合室23から冷
媒排出管18へ冷媒を排出する際に普通、流体によどみを
生じる。しかし、この冷却板16によれば、平行流路部24
の入口部および出口部に設けられた流動抵抗体25,26の
作用によって平行流路部24を流れる冷媒を均一に通流さ
せることができる。よって、この実施例によれば、燃料
電池積層体11の局所的な温度上昇を抑え、効果的な冷却
が行われる。この結果、燃料電池積層体11は常に燃料電
池の動作温度である600〜700℃に維持されることにな
る。
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない。例えば流動抵抗部材は、必ずしも平行流路部の入
口および出口の両方に設ける必要はなく、いずれか一方
に配置しても本発明の効果は奏される。また、流動抵抗
部材は、上記のように発泡金属に限られず、金属板に多
数の孔を穿設した多孔板あるいは金網の如き多孔材を用
いるようにしてもよい。また、平行流路部の入口および
出口部を機械加工によって絞り、これを流動抵抗部材と
しても同様の効果は得られる。
ない。例えば流動抵抗部材は、必ずしも平行流路部の入
口および出口の両方に設ける必要はなく、いずれか一方
に配置しても本発明の効果は奏される。また、流動抵抗
部材は、上記のように発泡金属に限られず、金属板に多
数の孔を穿設した多孔板あるいは金網の如き多孔材を用
いるようにしてもよい。また、平行流路部の入口および
出口部を機械加工によって絞り、これを流動抵抗部材と
しても同様の効果は得られる。
また、冷媒導入室や冷媒集合室の内部の圧力差が著しい
場合には、例えば第４図に示すように、冷媒導入管17お
よび冷媒排出管18の近傍の流動抵抗部材の流動抵抗を増
し、これら両管から離れるに従って流動抵抗が減るよう
に構成しても良い。同図（ａ）は、流動抵抗部材31,32
を気孔率の異なる複数の分割体で構成した例を示し、同
図（ｂ）は流動抵抗部材33,34の厚みを異ならせて流動
抵抗を変化させた例を示している。
場合には、例えば第４図に示すように、冷媒導入管17お
よび冷媒排出管18の近傍の流動抵抗部材の流動抵抗を増
し、これら両管から離れるに従って流動抵抗が減るよう
に構成しても良い。同図（ａ）は、流動抵抗部材31,32
を気孔率の異なる複数の分割体で構成した例を示し、同
図（ｂ）は流動抵抗部材33,34の厚みを異ならせて流動
抵抗を変化させた例を示している。
このように、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
変更して実施することができる。
変更して実施することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る溶融炭酸塩型燃料電池
の概略構成を示す斜視図、第２図は上記燃料電池の燃料
電池積層体の一部を示す分解斜視図、第３図は上記燃料
電池積層体の冷却板の内部構造を示す断面図、第４図は
本発明の他の実施例に係る溶融炭酸塩型燃料電池の冷却
板の内部構造を示す断面図、第５図は従来の燃料電池積
層体の分解斜視図である。１ ……単位電池、２，11……燃料電池積層体、3a……ア
ノード、3b……カソード、４……電解質層、５……セパ
レータ、12a,12b……エンドプレート、13……積層体ブ
ロック、16……冷却板、17……冷媒導入管、18……冷媒
排出管、21……冷媒流路、22……冷媒導入室、23……冷
媒集合室、24……平行流路部、25,26,31〜34……流動抵
抗部材、31a〜31d……マニホールド、Ｐ……燃料ガス、
Ｑ……酸化剤ガス、Ｒ……冷媒。
の概略構成を示す斜視図、第２図は上記燃料電池の燃料
電池積層体の一部を示す分解斜視図、第３図は上記燃料
電池積層体の冷却板の内部構造を示す断面図、第４図は
本発明の他の実施例に係る溶融炭酸塩型燃料電池の冷却
板の内部構造を示す断面図、第５図は従来の燃料電池積
層体の分解斜視図である。１ ……単位電池、２，11……燃料電池積層体、3a……ア
ノード、3b……カソード、４……電解質層、５……セパ
レータ、12a,12b……エンドプレート、13……積層体ブ
ロック、16……冷却板、17……冷媒導入管、18……冷媒
排出管、21……冷媒流路、22……冷媒導入室、23……冷
媒集合室、24……平行流路部、25,26,31〜34……流動抵
抗部材、31a〜31d……マニホールド、Ｐ……燃料ガス、
Ｑ……酸化剤ガス、Ｒ……冷媒。
Claims (2)
- 【請求項１】単位電池をセパレータを介して複数積層し
てなる燃料電池積層体と、この燃料電池積層体の側面に
当てがわれて前記単位電池に設けられたガス流路に反応
ガスを導く複数のマニホールドと、内部に冷媒通路を備
えるとともに特定の前記単位電池間に介挿された冷却板
と、前記燃料電池積層体の側部で、かつ隣接する前記マ
ニホールド間において前記冷却板の前記冷媒通路に接続
され、上記冷媒通路を経由せて冷媒を通流させる冷媒導
入管および冷媒排出管とを具備し、前記冷却板の内部に
は、前記冷媒導入管に通じた冷媒導入室と、前記冷媒排
出管に通じた冷媒集合室と、前記冷媒導入室と前記冷媒
集合室とを接続する複数の平行流路と、これら各平行流
路の入口および出口の少なくとも一方に設けられて各平
行流路を流れる冷媒流量を均一化させる流動抵抗部材と
が設けられていることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電
池。 - 【請求項２】前記流量抵抗部材は、多孔質体で形成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶
融炭酸塩型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60275486A JPH0782862B2 (ja) | 1985-12-07 | 1985-12-07 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60275486A JPH0782862B2 (ja) | 1985-12-07 | 1985-12-07 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62136771A JPS62136771A (ja) | 1987-06-19 |
| JPH0782862B2 true JPH0782862B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=17556190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60275486A Expired - Fee Related JPH0782862B2 (ja) | 1985-12-07 | 1985-12-07 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782862B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60160468U (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-25 | 三洋電機株式会社 | 燃料電池 |
-
1985
- 1985-12-07 JP JP60275486A patent/JPH0782862B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62136771A (ja) | 1987-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3530054B2 (ja) | 燃料電池 | |
| EP0369059B1 (en) | Method of ameliorating temperature distribution of a fuel cell | |
| US6582844B2 (en) | Method of cooling a fuel cell | |
| US5045413A (en) | Fully internal mainfolded fuel cell stack | |
| JP5025594B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池スタック | |
| US5342706A (en) | Fully internal manifolded fuel cell stack | |
| US5811202A (en) | Hybrid molten carbonate fuel cell with unique sealing | |
| US20030124401A1 (en) | Integrated recuperation loop in fuel cell stack | |
| JP2001110434A (ja) | 燃料電池用冷却板 | |
| JP2003123795A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| JP2610255B2 (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池 | |
| JPH0775166B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| JPH0782862B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| JP2000100454A (ja) | 燃料電池スタック | |
| US20060263663A1 (en) | Temperature management of an end cell in a fuel cell stack | |
| JPH09120833A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| JPS6160547B2 (ja) | ||
| JPH06105625B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| JP2947549B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2865025B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| JPH0782874B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JPS61131370A (ja) | 燃料電池積層体 | |
| JP2659951B2 (ja) | 燃料電池積層体 | |
| JP2603964B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JPH079814B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |