JPH08185884A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- JPH08185884A JPH08185884A JP6326791A JP32679194A JPH08185884A JP H08185884 A JPH08185884 A JP H08185884A JP 6326791 A JP6326791 A JP 6326791A JP 32679194 A JP32679194 A JP 32679194A JP H08185884 A JPH08185884 A JP H08185884A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
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- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
- H01M2300/0071—Oxides
- H01M2300/0074—Ion conductive at high temperature
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- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ガス等配性の良好な固体電解質型燃料電池を得
る。 【構成】セパレータ１１に均一に点在配置された円柱状
突部１５を設け、この柱状突部により単セル１２を支持
し、且つ柱状突部１５の間隙である酸化剤ガス室９また
は燃料ガス室８に反応ガスを通流させる。
る。 【構成】セパレータ１１に均一に点在配置された円柱状
突部１５を設け、この柱状突部により単セル１２を支持
し、且つ柱状突部１５の間隙である酸化剤ガス室９また
は燃料ガス室８に反応ガスを通流させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は固体電解質型燃料電池
のセル構造に係り、特に反応ガスのガス等配性に優れる
セパレータの構造に関する。
のセル構造に係り、特に反応ガスのガス等配性に優れる
セパレータの構造に関する。
【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。
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。
【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が、電池単位体積
あたりの発電密度が低く経済的に有利なものが得られる
見通しはまだない。
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が、電池単位体積
あたりの発電密度が低く経済的に有利なものが得られる
見通しはまだない。
【０００４】図８は従来の固体電解質型燃料電池を示
し、図９のＹ−Ｙ切断面図である。図９は従来の固体電
解質型燃料電池を示し、図８のＸ−Ｘ切断面図である。
発電密度を高めるためには平板型にすることが必要であ
る。セパレータの中央部は燃料ガス導入孔１０４と酸化
剤ガス導入孔１０５が貫通するマニホルド部となってい
る。セパレータのマニホルド部は凸部を形成する。前記
凸部にはガスシール部１０６Ａ用にシール溝が形成され
る。セパレータのマニホルド部を囲む反応部にはその両
主面にそれぞれ案内羽１１９Ａ，１１９Ｂが形成され
る。セパレータのマニホルド部にはまた燃料ガス導入孔
１０４，酸化剤ガス導入孔１０５に繋がるガス通流孔１
１０Ａ，１１０Ｂが穿設され、燃料ガスと酸化剤ガスを
それぞれ案内羽１１９Ａと案内羽１１９Ｂに導く。
し、図９のＹ−Ｙ切断面図である。図９は従来の固体電
解質型燃料電池を示し、図８のＸ−Ｘ切断面図である。
発電密度を高めるためには平板型にすることが必要であ
る。セパレータの中央部は燃料ガス導入孔１０４と酸化
剤ガス導入孔１０５が貫通するマニホルド部となってい
る。セパレータのマニホルド部は凸部を形成する。前記
凸部にはガスシール部１０６Ａ用にシール溝が形成され
る。セパレータのマニホルド部を囲む反応部にはその両
主面にそれぞれ案内羽１１９Ａ，１１９Ｂが形成され
る。セパレータのマニホルド部にはまた燃料ガス導入孔
１０４，酸化剤ガス導入孔１０５に繋がるガス通流孔１
１０Ａ，１１０Ｂが穿設され、燃料ガスと酸化剤ガスを
それぞれ案内羽１１９Ａと案内羽１１９Ｂに導く。
【０００５】電気絶縁板１２１はアルミナ等のセラミッ
クス製緻密質円板でセパレータのマニホルド部に形成さ
れた燃料ガス導入孔１０４，酸化剤ガスガス導入孔１０
５に符合する貫通孔を持っている。単セル１１２は内孔
を有する環状平板で、アノード１０１と固体電解質体１
０３とカソード１０２からなり、同一形状の多孔質基体
１０７上に積層されて単セル集合体１３３となる。
クス製緻密質円板でセパレータのマニホルド部に形成さ
れた燃料ガス導入孔１０４，酸化剤ガスガス導入孔１０
５に符合する貫通孔を持っている。単セル１１２は内孔
を有する環状平板で、アノード１０１と固体電解質体１
０３とカソード１０２からなり、同一形状の多孔質基体
１０７上に積層されて単セル集合体１３３となる。
【０００６】セパレータ１１１はマニホルド部において
電気絶縁板１２１を介して交互に積層される。セパレー
タ１１１は、反応部において単セル集合体１３３を挟持
する。ガスシール部１０６Ａは燃料ガス導入孔１０４，
酸化剤ガスガス導入孔１０５からの反応ガスのリークを
防ぐ。ガスシール部１０６Ｂはセパレータ反応部と単セ
ル１１２の内周縁部間に形成されて隣接するセパレータ
反応部相互間におけるガスリークを防ぐ。
電気絶縁板１２１を介して交互に積層される。セパレー
タ１１１は、反応部において単セル集合体１３３を挟持
する。ガスシール部１０６Ａは燃料ガス導入孔１０４，
酸化剤ガスガス導入孔１０５からの反応ガスのリークを
防ぐ。ガスシール部１０６Ｂはセパレータ反応部と単セ
ル１１２の内周縁部間に形成されて隣接するセパレータ
反応部相互間におけるガスリークを防ぐ。
【０００７】このような電池は次のようにして調製され
る。厚さ2 mmの多孔質基体１０７がニッケル−ジルコニ
アNi-ZrO2 サーメットを用いて形成される。多孔質基体
１０７の平坦な主面にNi-ZrO2 サーメットをプラズマ溶
射し、厚さ50μm の多孔質なアノード１０１が形成され
る。アノード１０１の上にイットリア安定化ジルコニア
をプラズマ溶射し、厚さ100 μm の緻密質な固体電解質
体１０３が形成される。続いてランタンストロンチウム
マンガンオキサイド La(Sr)MnO3 をプラズマ溶射し、厚
さ50μm の多孔質なカソード１０２が形成される。次い
で中央部を孔開け加工して円環状の単セル１１２が形成
される。多孔質基体１０７の内外周側面にガラスを含浸
させてガス不透過層１２０が形成される。
る。厚さ2 mmの多孔質基体１０７がニッケル−ジルコニ
アNi-ZrO2 サーメットを用いて形成される。多孔質基体
１０７の平坦な主面にNi-ZrO2 サーメットをプラズマ溶
射し、厚さ50μm の多孔質なアノード１０１が形成され
る。アノード１０１の上にイットリア安定化ジルコニア
をプラズマ溶射し、厚さ100 μm の緻密質な固体電解質
体１０３が形成される。続いてランタンストロンチウム
マンガンオキサイド La(Sr)MnO3 をプラズマ溶射し、厚
さ50μm の多孔質なカソード１０２が形成される。次い
で中央部を孔開け加工して円環状の単セル１１２が形成
される。多孔質基体１０７の内外周側面にガラスを含浸
させてガス不透過層１２０が形成される。
【０００８】一方、厚さ７mmのセパレータ１１１が耐熱
ステンレス鋼の両面に案内羽を加工して形成される。ガ
ス導入孔１０４，１０５と案内羽１１９Ａ，１１９Ｂを
連絡するガス通流孔１１０Ａ，１１０Ｂが放電加工によ
り形成される。ガスシール部１０６Ａ，１０６Ｂはガラ
スとセラミックスの混合体である。ガスシール部１０６
Ａ，１０６Ｂは固体電解質型燃料電池の作動温度である
１０００℃でガラス成分が溶融して液状となり、液シー
ルが行われる。
ステンレス鋼の両面に案内羽を加工して形成される。ガ
ス導入孔１０４，１０５と案内羽１１９Ａ，１１９Ｂを
連絡するガス通流孔１１０Ａ，１１０Ｂが放電加工によ
り形成される。ガスシール部１０６Ａ，１０６Ｂはガラ
スとセラミックスの混合体である。ガスシール部１０６
Ａ，１０６Ｂは固体電解質型燃料電池の作動温度である
１０００℃でガラス成分が溶融して液状となり、液シー
ルが行われる。
【０００９】酸化剤ガスである酸素ガスが酸化剤ガス導
入孔１０５より接続用ガス孔１３６Ａ、ガス等配室１３
５Ａ、ガス通流孔１１０Ａを経由してセパレータ１１１
の反応部の酸化剤ガス室１０９に導かれる。燃料ガスで
ある水素ガスが燃料ガス導入孔１０４より接続用ガス孔
１３６Ｂ、ガス等配室１３５Ｂ、ガス通流孔１１０Ｂを
経由してセパレータ１１１の反応部の燃料ガス室１０８
に導かれる。酸化剤ガスは同心円状に９０度づつずらし
て設けたガス排出口１１６により排出される。燃料ガス
はガス流量が少ないため案内羽１１９Ｂを１８０度づつ
ずらしてガス出口が設けられる。
入孔１０５より接続用ガス孔１３６Ａ、ガス等配室１３
５Ａ、ガス通流孔１１０Ａを経由してセパレータ１１１
の反応部の酸化剤ガス室１０９に導かれる。燃料ガスで
ある水素ガスが燃料ガス導入孔１０４より接続用ガス孔
１３６Ｂ、ガス等配室１３５Ｂ、ガス通流孔１１０Ｂを
経由してセパレータ１１１の反応部の燃料ガス室１０８
に導かれる。酸化剤ガスは同心円状に９０度づつずらし
て設けたガス排出口１１６により排出される。燃料ガス
はガス流量が少ないため案内羽１１９Ｂを１８０度づつ
ずらしてガス出口が設けられる。
【００１０】反応部より排出された酸化剤ガスと燃料ガ
スは燃焼し、燃料電池の温度を所定の温度に維持する。
また反応ガスの予熱用熱源としても利用される。カソー
ド１０２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１０３の中を拡散して行く。アノード
１０１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１０１に負電圧、カソード
１０２に正電圧が発生する。単セルの１つあたりの電圧
は0.5〜0.9 Ｖ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。
スは燃焼し、燃料電池の温度を所定の温度に維持する。
また反応ガスの予熱用熱源としても利用される。カソー
ド１０２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１０３の中を拡散して行く。アノード
１０１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１０１に負電圧、カソード
１０２に正電圧が発生する。単セルの１つあたりの電圧
は0.5〜0.9 Ｖ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。
【００１１】このような構成の燃料電池においては，ア
ノード１０１と固体電解質体１０３とカソード１０２の
形成された多孔質基体１０７とセパレータ１１１とは、
単に交互に積み重ねるだけでよい。その結果熱膨張の過
程で多孔質基体１０７とセパレータ１１１とは相互に自
由に動き得るので熱応力の発生が無くなる。燃料ガス導
入孔１０４と酸化剤ガス導入孔１０５の周辺に配設され
るガスシール部１０６Ａおよび単セル１１２の内周縁部
とセパレータ１１１との間に配設されるガスシール部１
０６Ｂは運転終了後は固化するがガラスの熱膨張率はジ
ルコニアやその他の電極材料よりも大きい為固化後のガ
スシール部は小さい体積を占め、他の電極材料に割れの
損傷を与えない。このガスシール部による熱応力は小さ
いから全体としての熱応力は小さい。ガスシール部１０
６Ａ，１０６Ｂは金属であるセパレータ１１１のシール
溝に嵌め込まれたガラス−セラミックス混合体であるか
らシール性能の安定性が高い。
ノード１０１と固体電解質体１０３とカソード１０２の
形成された多孔質基体１０７とセパレータ１１１とは、
単に交互に積み重ねるだけでよい。その結果熱膨張の過
程で多孔質基体１０７とセパレータ１１１とは相互に自
由に動き得るので熱応力の発生が無くなる。燃料ガス導
入孔１０４と酸化剤ガス導入孔１０５の周辺に配設され
るガスシール部１０６Ａおよび単セル１１２の内周縁部
とセパレータ１１１との間に配設されるガスシール部１
０６Ｂは運転終了後は固化するがガラスの熱膨張率はジ
ルコニアやその他の電極材料よりも大きい為固化後のガ
スシール部は小さい体積を占め、他の電極材料に割れの
損傷を与えない。このガスシール部による熱応力は小さ
いから全体としての熱応力は小さい。ガスシール部１０
６Ａ，１０６Ｂは金属であるセパレータ１１１のシール
溝に嵌め込まれたガラス−セラミックス混合体であるか
らシール性能の安定性が高い。
【００１２】単セルの外形は円環状平板であるが、これ
に限定されるものではなく角型，楕円型，多角形のもの
でもよい。
に限定されるものではなく角型，楕円型，多角形のもの
でもよい。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来の固体電解質型燃料電池においては案内羽により形成
される燃料ガス室１０８や酸化剤ガス室１０９は間隔が
狭いために反応ガスが通流する際に大きな圧力降下を生
じ、ガス等配が必ずしも良好ではないという問題があっ
た。
来の固体電解質型燃料電池においては案内羽により形成
される燃料ガス室１０８や酸化剤ガス室１０９は間隔が
狭いために反応ガスが通流する際に大きな圧力降下を生
じ、ガス等配が必ずしも良好ではないという問題があっ
た。
【００１４】この発明は上述の点に鑑みてなされたもの
であり、その目的はセパレータの反応部内部を反応ガス
が通流する際の圧力降下を少なくして、反応部内部にお
けるガス等配を実現し、特性と信頼性に優れる固体電解
質型燃料電池を提供することにある。
であり、その目的はセパレータの反応部内部を反応ガス
が通流する際の圧力降下を少なくして、反応部内部にお
けるガス等配を実現し、特性と信頼性に優れる固体電解
質型燃料電池を提供することにある。
【００１５】
【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、平板型の燃料電池であって、（１）セパレータ
と、（２）単セルと、（３）電気絶縁板とを有し、セパ
レータは金属板状体であり、主面の厚さ方向に酸化剤ガ
スと燃料ガスの反応ガス輸送孔を有するマニホルド部
と、柱状突部が均一に点在配置されこの柱状突部の間に
前記マニホルド部と連通して主面と平行な方向に酸化剤
ガスと燃料ガスの反応ガスをそれぞれ二つの主面に通流
させる反応部とを備え、単セルは平板状でセル基板に電
極と固体電解質体とを積層してなり、電気絶縁板は前記
セパレータの反応ガス通流孔に符合する厚さ方向の貫通
孔を備え、セパレータと電気絶縁板はセパレータの前記
マニホルド部を介して交互に積層され、単セルは前記積
層されたセパレータの反応部の間に柱状突部を介して挟
持されるものであるとすることにより達成される。
よれば、平板型の燃料電池であって、（１）セパレータ
と、（２）単セルと、（３）電気絶縁板とを有し、セパ
レータは金属板状体であり、主面の厚さ方向に酸化剤ガ
スと燃料ガスの反応ガス輸送孔を有するマニホルド部
と、柱状突部が均一に点在配置されこの柱状突部の間に
前記マニホルド部と連通して主面と平行な方向に酸化剤
ガスと燃料ガスの反応ガスをそれぞれ二つの主面に通流
させる反応部とを備え、単セルは平板状でセル基板に電
極と固体電解質体とを積層してなり、電気絶縁板は前記
セパレータの反応ガス通流孔に符合する厚さ方向の貫通
孔を備え、セパレータと電気絶縁板はセパレータの前記
マニホルド部を介して交互に積層され、単セルは前記積
層されたセパレータの反応部の間に柱状突部を介して挟
持されるものであるとすることにより達成される。
【００１６】上述の発明において柱状突部は円柱状突部
であるとし、または柱状突部は楕円柱状突部であるとす
ることが有効である。
であるとし、または柱状突部は楕円柱状突部であるとす
ることが有効である。
【００１７】
【作用】柱状突部がセパレータの反応部内に点在配置す
るので、反応ガスはセパレータの主面に平行な方向に通
流し易くガスの等配性がよくなる。柱状突部が円柱状ま
たは楕円柱状であると反応ガスの流れ抵抗が小さくな
る。
るので、反応ガスはセパレータの主面に平行な方向に通
流し易くガスの等配性がよくなる。柱状突部が円柱状ま
たは楕円柱状であると反応ガスの流れ抵抗が小さくな
る。
【００１８】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基いて説明す
る。 実施例１ 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
セパレータを示す平面図である。
る。 実施例１ 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
セパレータを示す平面図である。
【００１９】図２はこの発明の実施例に係る固体電解質
型燃料電池につき図１に示すセパレータのＡ―Ａ矢視断
面図である。図３はこの発明の実施例に係る固体電解質
型燃料電池につき図１に示すセパレータのＢ―Ｂ矢視断
面図である。図４はこの発明の実施例に係る固体電解質
型燃料電池を示す断面図である。
型燃料電池につき図１に示すセパレータのＡ―Ａ矢視断
面図である。図３はこの発明の実施例に係る固体電解質
型燃料電池につき図１に示すセパレータのＢ―Ｂ矢視断
面図である。図４はこの発明の実施例に係る固体電解質
型燃料電池を示す断面図である。
【００２０】燃料ガス導入孔４、燃料ガス排出孔１４、
酸化剤ガス導入孔５、酸化剤ガス排出孔１３からなるマ
ニホルド部がセパレータ１１の主面の周辺部に設けられ
る。反応部は円形溝と円柱状突部からなり、セパレータ
の中央部に形成される。円柱状突部１５は円形溝の底面
より群立する。円柱状突部の頂面は単一面であり、この
単一面は前記円形溝に対して凹部を形成する。円柱状突
部１５は均一に点在し、円柱状突部の間隙が酸化剤ガス
室９または可燃性ガス室８となっている。酸化剤ガス室
９または燃料ガス室８はセパレータの二つの主面に分離
して設けられる。円柱状突部１５の頂面は単セル１２を
支持することができる。燃料ガス室８はガス通流孔１０
を介して燃料ガス導入孔４と燃料ガス排出孔１４に繋が
る。酸化剤ガス室９はガス通流孔１０を介して酸化剤ガ
ス導入孔５と酸化剤ガス排出孔１３に繋がる。マニホル
ド部と反応部はそれぞれガスシール部６Ａとガスシール
部６Ｂによりシールされる。単セル１２はアノード１で
あるセル基板と固体電解質体３とカソード２の集合体で
ある。セパレータ１１は、反応ガス輸送孔に符合する厚
さ方向の貫通孔を有する電気絶縁体２１と交互に積層さ
れ、単セル１２は積層されたセパレータの反応部の間に
柱状突部１５を介して挟持される。
酸化剤ガス導入孔５、酸化剤ガス排出孔１３からなるマ
ニホルド部がセパレータ１１の主面の周辺部に設けられ
る。反応部は円形溝と円柱状突部からなり、セパレータ
の中央部に形成される。円柱状突部１５は円形溝の底面
より群立する。円柱状突部の頂面は単一面であり、この
単一面は前記円形溝に対して凹部を形成する。円柱状突
部１５は均一に点在し、円柱状突部の間隙が酸化剤ガス
室９または可燃性ガス室８となっている。酸化剤ガス室
９または燃料ガス室８はセパレータの二つの主面に分離
して設けられる。円柱状突部１５の頂面は単セル１２を
支持することができる。燃料ガス室８はガス通流孔１０
を介して燃料ガス導入孔４と燃料ガス排出孔１４に繋が
る。酸化剤ガス室９はガス通流孔１０を介して酸化剤ガ
ス導入孔５と酸化剤ガス排出孔１３に繋がる。マニホル
ド部と反応部はそれぞれガスシール部６Ａとガスシール
部６Ｂによりシールされる。単セル１２はアノード１で
あるセル基板と固体電解質体３とカソード２の集合体で
ある。セパレータ１１は、反応ガス輸送孔に符合する厚
さ方向の貫通孔を有する電気絶縁体２１と交互に積層さ
れ、単セル１２は積層されたセパレータの反応部の間に
柱状突部１５を介して挟持される。
【００２１】燃料ガスは燃料ガス導入孔４からガス通流
孔１０を介して燃料ガス室８に導かれる。燃料ガス室８
内の燃料ガスは円柱状突部１５の間隙を流れアノード１
であるセル基板に到達する。アノード１では燃料ガスは
酸化して水となる。この水は他のガス通流孔１０を通流
して燃料ガス排出孔１４に至り排出される。一方酸化剤
ガスは酸化剤ガス導入孔５よりガス通流孔１０を介して
酸化剤ガス室９に至り円柱状突部１５の間を流れてカソ
ード２に到達する。カソード２で酸化剤ガスは還元され
酸素イオンとなり固体電解質体３を拡散し、アノード１
で酸化され燃料ガスと反応して水となる。反応しない酸
化剤ガスはガス通流孔１０を通流して酸化剤ガス排出孔
１３に至り排出される。
孔１０を介して燃料ガス室８に導かれる。燃料ガス室８
内の燃料ガスは円柱状突部１５の間隙を流れアノード１
であるセル基板に到達する。アノード１では燃料ガスは
酸化して水となる。この水は他のガス通流孔１０を通流
して燃料ガス排出孔１４に至り排出される。一方酸化剤
ガスは酸化剤ガス導入孔５よりガス通流孔１０を介して
酸化剤ガス室９に至り円柱状突部１５の間を流れてカソ
ード２に到達する。カソード２で酸化剤ガスは還元され
酸素イオンとなり固体電解質体３を拡散し、アノード１
で酸化され燃料ガスと反応して水となる。反応しない酸
化剤ガスはガス通流孔１０を通流して酸化剤ガス排出孔
１３に至り排出される。
【００２２】柱状突部はセパレータの反応部内に点在配
置しているから反応ガスは通流し易く反応ガスは酸化剤
ガス室や燃料ガス室の内部を均一に流れ電池の電気的特
性を良好にする。また単セル内の温度勾配が少なくなり
熱破損がなくなって信頼性に優れる固体電解質型燃料電
池が得られる。なお上述の例では円柱状突部はセパレー
タの中央部に設けられているがこれに替えてセパレータ
の周辺部に形成することも可能である。 実施例２ 図５はこの発明の異なる実施例に係る固体電解質型燃料
電池のセパレータを示す平面図である。
置しているから反応ガスは通流し易く反応ガスは酸化剤
ガス室や燃料ガス室の内部を均一に流れ電池の電気的特
性を良好にする。また単セル内の温度勾配が少なくなり
熱破損がなくなって信頼性に優れる固体電解質型燃料電
池が得られる。なお上述の例では円柱状突部はセパレー
タの中央部に設けられているがこれに替えてセパレータ
の周辺部に形成することも可能である。 実施例２ 図５はこの発明の異なる実施例に係る固体電解質型燃料
電池のセパレータを示す平面図である。
【００２３】図６はこの発明の異なる実施例に係る固体
電解質型燃料電池につき図５に示すセパレータのＣ―Ｃ
矢視断面図である。図７はこの発明の異なる実施例に係
る固体電解質型燃料電池につき図５に示すセパレータの
Ｄ―Ｄ矢視断面図である。実施例１の円柱状突部１５を
楕円柱状突部１５Ａに替えた他は実施例１と同様であ
る。
電解質型燃料電池につき図５に示すセパレータのＣ―Ｃ
矢視断面図である。図７はこの発明の異なる実施例に係
る固体電解質型燃料電池につき図５に示すセパレータの
Ｄ―Ｄ矢視断面図である。実施例１の円柱状突部１５を
楕円柱状突部１５Ａに替えた他は実施例１と同様であ
る。
【００２４】
【発明の効果】この発明によれば、セパレータに均一に
点在配置された柱状突部を設け、この柱状突部により単
セルを支持し、且つ柱状突部の間隙である酸化剤ガス室
または燃料ガス室に反応ガスを通流して単セルに反応ガ
スを供給し電池反応を行うので反応ガスは酸化剤ガス室
または燃料ガス室に容易に流れて反応ガスの等配性が良
くなり電気的特性と信頼性に優れる固体電解質型燃料電
池が得られる。
点在配置された柱状突部を設け、この柱状突部により単
セルを支持し、且つ柱状突部の間隙である酸化剤ガス室
または燃料ガス室に反応ガスを通流して単セルに反応ガ
スを供給し電池反応を行うので反応ガスは酸化剤ガス室
または燃料ガス室に容易に流れて反応ガスの等配性が良
くなり電気的特性と信頼性に優れる固体電解質型燃料電
池が得られる。
【００２５】柱状突部が円柱状または楕円柱状である
と、流体抵抗が減り反応ガスの流れが均一になり等配性
が向上する。
と、流体抵抗が減り反応ガスの流れが均一になり等配性
が向上する。
【図１】この発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
のセパレータを示す平面図
のセパレータを示す平面図
【図２】この発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
につき図１に示すセパレータのＡ―Ａ矢視断面図
につき図１に示すセパレータのＡ―Ａ矢視断面図
【図３】この発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
につき図１に示すセパレータのＢ―Ｂ矢視断面図
につき図１に示すセパレータのＢ―Ｂ矢視断面図
【図４】この発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
を示す断面図
を示す断面図
【図５】この発明の異なる実施例に係る固体電解質型燃
料電池のセパレータを示す平面図
料電池のセパレータを示す平面図
【図６】この発明の異なる実施例に係る固体電解質型燃
料電池につき図５に示すセパレータのＣ―Ｃ矢視断面図
料電池につき図５に示すセパレータのＣ―Ｃ矢視断面図
【図７】この発明の異なる実施例に係る固体電解質型燃
料電池につき図５に示すセパレータのＤ―Ｄ矢視断面図
料電池につき図５に示すセパレータのＤ―Ｄ矢視断面図
【図８】従来の固体電解質型燃料電池を示し、図９のＹ
−Ｙ切断面図
−Ｙ切断面図
【図９】従来の固体電解質型燃料電池を示し、図８のＸ
−Ｘ切断面図
−Ｘ切断面図
１ アノード ２ 固体電解質体 ３ カソード ４ 燃料ガス導入孔 ５ 酸化剤ガス導入孔 ６Ａ ガスシール部 ６Ｂ ガスシール部 ８ 燃料ガス室 ９ 酸化剤ガス室 １０ ガス通流孔 １１ セパレータ １２ 単セル １３ 酸化剤ガス排出孔 １４ 燃料ガス排出孔 １５ 円柱状突部 １５Ａ 楕円柱状突部 １０１ アノード １０２ カソード １０３ 固体電解質体 １０４ 燃料ガス導入孔 １０５ 酸化剤ガス導入孔 １０７ 多孔質基体 １０８ 燃料ガス室 １０９ 酸化剤ガス室 １１１ セパレータ １１２ 単セル １１９Ａ 案内羽 １１９Ｂ 案内羽 １２０ ガス不透過層 １２１ 電気絶縁板 １３３ 単セル集合体 １３５Ａ ガス等配室 １３５Ｂ ガス等配室 １３６Ａ 接続用ガス孔 １３６Ｂ 接続用ガス孔
Claims (3)
- 【請求項１】平板型の燃料電池であって、（１）セパレ
ータと、（２）単セルと、（３）電気絶縁板とを有し、 セパレータは金属板状体であり、主面の厚さ方向に酸化
剤ガスと燃料ガスの反応ガス輸送孔を有するマニホルド
部と、柱状突部が均一に点在配置されこの柱状突部の間
に前記マニホルド部と連通して主面と平行な方向に酸化
剤ガスと燃料ガスの反応ガスをそれぞれ二つの主面に通
流させる反応部とを備え、 単セルは平板状でセル基板に電極と固体電解質体とを積
層してなり、 電気絶縁板は前記セパレータの反応ガス通流孔に符合す
る厚さ方向の貫通孔を備え、 セパレータと電気絶縁板はセパレータの前記マニホルド
部を介して交互に積層され、 単セルは前記積層されたセパレータの反応部の間に柱状
突部を介して挟持されるものであることを特徴とする固
体電解質型燃料電池。 - 【請求項２】請求項１記載の燃料電池において、柱状突
部は円柱状突部であることを特徴とする固体電解質型燃
料電池。 - 【請求項３】請求項１記載の燃料電池において、柱状突
部は楕円柱状突部であることを特徴とする固体電解質型
燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6326791A JPH08185884A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6326791A JPH08185884A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08185884A true JPH08185884A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=18191753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6326791A Pending JPH08185884A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08185884A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007149393A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池、燃料電池システム及び燃料電池の製造方法 |
| JP2008010255A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学装置 |
| JP2008226557A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Dainippon Printing Co Ltd | インターコネクタ及びこれを用いた単室型固体酸化物形燃料電池のスタック構造 |
| JP2008251379A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学装置 |
| CN101576007A (zh) * | 2008-05-05 | 2009-11-11 | 通用电气公司 | 主歧管双气体涡轮机燃料系统 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP6326791A patent/JPH08185884A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007149393A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池、燃料電池システム及び燃料電池の製造方法 |
| JP2008010255A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学装置 |
| JP2008226557A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Dainippon Printing Co Ltd | インターコネクタ及びこれを用いた単室型固体酸化物形燃料電池のスタック構造 |
| JP2008251379A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学装置 |
| CN101576007A (zh) * | 2008-05-05 | 2009-11-11 | 通用电气公司 | 主歧管双气体涡轮机燃料系统 |
| US8438830B2 (en) | 2008-05-05 | 2013-05-14 | General Electric Company | Primary manifold dual gas turbine fuel system |
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