JPS63133464A - 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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- JPS63133464A JPS63133464A JP61280390A JP28039086A JPS63133464A JP S63133464 A JPS63133464 A JP S63133464A JP 61280390 A JP61280390 A JP 61280390A JP 28039086 A JP28039086 A JP 28039086A JP S63133464 A JPS63133464 A JP S63133464A
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- fuel cell
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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
- H01M8/24—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
- H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
- H01M8/243—Grouping of unit cells of tubular or cylindrical configuration
-
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
-
- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、燃料の水素や一酸化炭素など、酸化され易い
ガスから電気化学的に直接電気を取出す燃料電池のうち
、電解質にイツトＩＪア安定化ジルコニア（以下ＹＳＺ
と略称する）などの薄膜化固体を用いた円筒式の固体電
解質型燃料電池の改良に関するものである。
ガスから電気化学的に直接電気を取出す燃料電池のうち
、電解質にイツトＩＪア安定化ジルコニア（以下ＹＳＺ
と略称する）などの薄膜化固体を用いた円筒式の固体電
解質型燃料電池の改良に関するものである。
現在、広く一般に知られている円筒式の固体あり以下５
ＯＦＣと略称する）の代表例は、特開昭５４−７３２４
６号（以下従来例と略称する）？゛ある。これは、固体
電解質にＹＳＺを用いるとき。
ＯＦＣと略称する）の代表例は、特開昭５４−７３２４
６号（以下従来例と略称する）？゛ある。これは、固体
電解質にＹＳＺを用いるとき。
約１，０００℃に保つと、酸素極で１ ／２０２ ＋２
ｅ →０と反応で生じた０が、酸素分圧のちがいによ
り固体電解質内を移動し、固体電解質と燃料極との界面
で、水素もしくは一酸化炭素と反応し。
ｅ →０と反応で生じた０が、酸素分圧のちがいによ
り固体電解質内を移動し、固体電解質と燃料極との界面
で、水素もしくは一酸化炭素と反応し。
燃料が水素ガスの時、０＋迅→Ｈ２０＋ ２ ｅとなっ
て電子が流れ、直接電気エネルギーとして取出すことが
可能となる。
て電子が流れ、直接電気エネルギーとして取出すことが
可能となる。
ところで、この集合体からの電気エネルギーの取出しの
ためには、集合体の上１．下部に通電部を設ける必要が
あるも、その部分の温度は電池との隣接部で約１，００
０℃であり１代表的導電物質のＮｉでは、常温の約４倍
の電気抵抗を示すこととなり、実用化を阻む大きな要因
でもあった。
ためには、集合体の上１．下部に通電部を設ける必要が
あるも、その部分の温度は電池との隣接部で約１，００
０℃であり１代表的導電物質のＮｉでは、常温の約４倍
の電気抵抗を示すこととなり、実用化を阻む大きな要因
でもあった。
また、燃料電池集合体の熱膨張に伴なう軸方同変位に対
応できるモジュール構成の実現が望まれていた。
応できるモジュール構成の実現が望まれていた。
そこで９本発明は９円筒式の固体電解質型燃料電池にお
いて、導電体をＵチューブ形状とすること、即ち１本の
円筒式燃料電池集合体の途中の導電体部分（インターコ
ネクター）を必要に応じて長くした上でＵ字形状とした
。若しくは２本の円筒式燃料電池集合体を導電性物質で
できたＵ字管型インターコネクターにそれぞれ接続チる
構造としたことである。
いて、導電体をＵチューブ形状とすること、即ち１本の
円筒式燃料電池集合体の途中の導電体部分（インターコ
ネクター）を必要に応じて長くした上でＵ字形状とした
。若しくは２本の円筒式燃料電池集合体を導電性物質で
できたＵ字管型インターコネクターにそれぞれ接続チる
構造としたことである。
上部構成としたことにより１本発明に係わる固体電解質
型燃料電池では、熱膨張に伴う燃料電池集合体の軸方向
変位に容易に応じられるモジュール構成が実現できるよ
うになった。その結果、電気取出部分を構成する物質を
選定するに際しての熱膨張率の比重が低くなる。従って
。
型燃料電池では、熱膨張に伴う燃料電池集合体の軸方向
変位に容易に応じられるモジュール構成が実現できるよ
うになった。その結果、電気取出部分を構成する物質を
選定するに際しての熱膨張率の比重が低くなる。従って
。
例えばすべてを金属で作ることができるようになった。
即ち、多孔性支持管の外表面に形成される電気取出部の
膜厚を、従来の０．１〜０．５ ｗｎ ８度であったも
のを１〜５咽程度と１桁以上も増すことができ、その分
電気抵抗に伴う損失を低減することができる。
膜厚を、従来の０．１〜０．５ ｗｎ ８度であったも
のを１〜５咽程度と１桁以上も増すことができ、その分
電気抵抗に伴う損失を低減することができる。
また、Ｕ′＄管部分も同じ理由にて電気通路部の断面積
を２〜２００倍も増加でき、電気抵抗に伴う損失低減に
資する事大となる。
を２〜２００倍も増加でき、電気抵抗に伴う損失低減に
資する事大となる。
更に、電気取出部を多孔性支持管外表面の導電、性薄膜
から金属パイプにかえることにより。
から金属パイプにかえることにより。
その部分で熱交換を促進するフィンなどの加工も容易と
なる。従って、熱通過率を大きくでき。
なる。従って、熱通過率を大きくでき。
ひいては電気取出部の平均温度を下げることができ、平
均電気抵抗率の大幅な低下が可能となった。
均電気抵抗率の大幅な低下が可能となった。
第１図と第２図は本発明に係わる第１実飽例を示す図で
、第１図は概略図、第２図は第１図中に１点鎖線で囲ん
だ■の拡大詳細説明図でち成された第１発電部１と、第
２発電部２とは。
、第１図は概略図、第２図は第１図中に１点鎖線で囲ん
だ■の拡大詳細説明図でち成された第１発電部１と、第
２発電部２とは。
Ｕ字管型コネクター５とで電気的に接続され。
さらに外部の電気負荷へは、電気取出管３．４及び電気
取出線６．７とで接続される。
取出線６．７とで接続される。
なお、各発電：’Ｂ１．ｚで必要となる燃料ガスＣ，ｄ
は、第１図に図示の如く、管外を矢印方向に燃料ガスＣ
から燃料ガスｄへと、又酸化剤ガスａ、ｂは管内を矢印
方向に酸化剤ガスａから酸化剤ガスｂへと流れる。
は、第１図に図示の如く、管外を矢印方向に燃料ガスＣ
から燃料ガスｄへと、又酸化剤ガスａ、ｂは管内を矢印
方向に酸化剤ガスａから酸化剤ガスｂへと流れる。
このようなＵ字管型の構造としたことによって、電気取
出部の熱膨張に余り影響されずに。
出部の熱膨張に余り影響されずに。
電気数（１）部の構造及び構成材料を選択できる。
従って１本実施例では電気取出管！３．４及びＵ字管型
コネクター：＃５に多孔質基体管８を用いることなく、
電気抵抗の少ない材質１例えばＮｉ、 Ａｌ、 Ａｕ、
Ｐｔやこれらの複合金属などを主体とした導電性金属
管とすることができた。次に。
コネクター：＃５に多孔質基体管８を用いることなく、
電気抵抗の少ない材質１例えばＮｉ、 Ａｌ、 Ａｕ、
Ｐｔやこれらの複合金属などを主体とした導電性金属
管とすることができた。次に。
第１図に図示の第１発電部１と第２発電部２及びＵ字管
型コネクター５の詳細と接続状況を第２図を用いて説明
する。
型コネクター５の詳細と接続状況を第２図を用いて説明
する。
即ち、第１発電邪１と第２発電部２は、それぞれ管外側
から管内側へ空気極１ａ、２ａ、電解質１ｂ、２ｂ、、
燃料極１ｃ、２ｃ、最後に多孔質基体管８の順に積層さ
れてなる複数個の燃料電池単体が９軸方回にインターコ
ネクター１ｄ。
から管内側へ空気極１ａ、２ａ、電解質１ｂ、２ｂ、、
燃料極１ｃ、２ｃ、最後に多孔質基体管８の順に積層さ
れてなる複数個の燃料電池単体が９軸方回にインターコ
ネクター１ｄ。
２ｄで直列に接続されてなる。更に第１発電部１と第２
発電部２とは、それぞれＵ字管型コネクター５に端部イ
ンターコネクター１ｅ、２ｅを介して溶接等により電気
的接続されている。
発電部２とは、それぞれＵ字管型コネクター５に端部イ
ンターコネクター１ｅ、２ｅを介して溶接等により電気
的接続されている。
従って、電子ｅは実線矢印の方向にながれることになる
。
。
第３図は本発明に係わる他実施例を示す概念図である。
本実施例は多孔質基体管８を用いないで第１と第２の発
電部、１．２が形成され、且つ各発電部１．２で必要と
する燃料ガスｃ、 ｄの通路が管内となり、酸化剤ガ
スａ、ｂの通路が管外を渡れるという点で、前記実施例
と異なっている。更に第４図は、第１図中に１点鎖線で
囲んだ■の拡大詳細説明図で、第２図に相当する図であ
る。本実施例での第１発電部１１と第２発電部１２は、
それぞれ管外側から管内側へ燃料極１ｃ、２ｃ、電解質
１ｂ、２ｂ、空気極ｌａ、２ａ、＃後に多孔質基本ｖ８
の順に積層２図に図示の構成とほぼ同一であり説明を省
略する。
電部、１．２が形成され、且つ各発電部１．２で必要と
する燃料ガスｃ、 ｄの通路が管内となり、酸化剤ガ
スａ、ｂの通路が管外を渡れるという点で、前記実施例
と異なっている。更に第４図は、第１図中に１点鎖線で
囲んだ■の拡大詳細説明図で、第２図に相当する図であ
る。本実施例での第１発電部１１と第２発電部１２は、
それぞれ管外側から管内側へ燃料極１ｃ、２ｃ、電解質
１ｂ、２ｂ、空気極ｌａ、２ａ、＃後に多孔質基本ｖ８
の順に積層２図に図示の構成とほぼ同一であり説明を省
略する。
なお、第１発電部１１．第２発電部１２の直線端部と、
５ＵＳ−ｔＮｉ製の電気取出ｖ３，４との各接続部
は、それぞれ他の端部コネクターＩｆ。
５ＵＳ−ｔＮｉ製の電気取出ｖ３，４との各接続部
は、それぞれ他の端部コネクターＩｆ。
２ｆを介して接続している。まだ本発明は燃料電池のみ
ならず、電気化学的な反応装置用としても使われうる。
ならず、電気化学的な反応装置用としても使われうる。
本発明によれば、固体電解質燃料電池のモジュール構成
は、全体をＵ字管構造とすることにより、電気数す・部
を電気抵抗の少ない材質及び構造とすることを可能なら
しめ、固体電解質型燃料電池をより経済性の高いものと
することが出来るようになった。更には全体を電気取出
部側の途中での固定が可能となシ、熱膨張に対する裕度
ができ、電池全体の長寿命化、安定化を図ることが出来
るなど本発明は産業の発達に寄与するところ大である。
は、全体をＵ字管構造とすることにより、電気数す・部
を電気抵抗の少ない材質及び構造とすることを可能なら
しめ、固体電解質型燃料電池をより経済性の高いものと
することが出来るようになった。更には全体を電気取出
部側の途中での固定が可能となシ、熱膨張に対する裕度
ができ、電池全体の長寿命化、安定化を図ることが出来
るなど本発明は産業の発達に寄与するところ大である。
第１図から第４図は本発明に係わる実施例を示す図で、
第１図と第２図は第１実施例を示す−であり、第１図は
概略図、第２図は第１図中の■部の拡大詳細説明図であ
る。 第３図は他実施例を示す概略図であり、第４図は第２図
に相当する第１図中の■部の拡大詳細説明図である。 １、．１１・・・第１発電部、ｌａ・・・空気極、ｌｂ
・・・電解質、ｌｃ・・・燃料極、ｌｄ・・・インター
コネクター、ｌｅ、Ｉｆ・・・端部コネクター、 ２
．１２・・・第２発電部、２ａ・・・空気極、２ｂ・・
・電解質。 ２ｃ・・・燃料極、２ｄ・・・インターコネクター、２
ｅ。 ２ｆ・・・端部コネクター、３，４・・・電気取出管。 ５・・・Ｕ字管型コネクター、６，７・・・電気取出線
。 ８・・・多孔質基体管、ａ、ｂ・・・酸化剤ガス＋
Ｃ。 ｄ・・燃料ガス、ｅ・・・電子。
第１図と第２図は第１実施例を示す−であり、第１図は
概略図、第２図は第１図中の■部の拡大詳細説明図であ
る。 第３図は他実施例を示す概略図であり、第４図は第２図
に相当する第１図中の■部の拡大詳細説明図である。 １、．１１・・・第１発電部、ｌａ・・・空気極、ｌｂ
・・・電解質、ｌｃ・・・燃料極、ｌｄ・・・インター
コネクター、ｌｅ、Ｉｆ・・・端部コネクター、 ２
．１２・・・第２発電部、２ａ・・・空気極、２ｂ・・
・電解質。 ２ｃ・・・燃料極、２ｄ・・・インターコネクター、２
ｅ。 ２ｆ・・・端部コネクター、３，４・・・電気取出管。 ５・・・Ｕ字管型コネクター、６，７・・・電気取出線
。 ８・・・多孔質基体管、ａ、ｂ・・・酸化剤ガス＋
Ｃ。 ｄ・・燃料ガス、ｅ・・・電子。
Claims (1)
- 導電体で軸方向の隣の電池と電気的に直列に接続された
筒状の固体電解質型燃料電池集合体において、上記導電
体の途中がＵ字形状となってい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 |
|---|---|---|---|
| JP61280390A JPS63133464A (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61280390A JPS63133464A (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63133464A true JPS63133464A (ja) | 1988-06-06 |
Family
ID=17624355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61280390A Pending JPS63133464A (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63133464A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007054793A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Tubular fuel cell module and manufacturing method thereof |
| JP2007194206A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-08-02 | Nok Corp | 燃料電池モジュール |
| JP2008071709A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toto Ltd | 燃料電池 |
| JP2009149987A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Air Products & Chemicals Inc | 分割電気化学セル及び安価高純度水素化物ガス製造方法 |
| JP6275224B1 (ja) * | 2016-10-26 | 2018-02-07 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池スタック |
-
1986
- 1986-11-25 JP JP61280390A patent/JPS63133464A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007054793A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Tubular fuel cell module and manufacturing method thereof |
| US7754366B2 (en) | 2005-11-10 | 2010-07-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Tubular fuel cell module and manufacturing method thereof |
| DE112006002871B4 (de) * | 2005-11-10 | 2014-02-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rohrförmiges Brennstoffzellenmodul und Verfahren zur Herstellung desselben |
| DE112006002871B8 (de) * | 2005-11-10 | 2014-04-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rohrförmiges Brennstoffzellenmodul und Verfahren zur Herstellung desselben |
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| US9738982B2 (en) | 2007-12-20 | 2017-08-22 | Versum Materials Us, Llc | Divided electrochemical cell and low cost high purity hydride gas production process |
| JP6275224B1 (ja) * | 2016-10-26 | 2018-02-07 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池スタック |
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