JPS63241868A - 燃料電池スタツク - Google Patents
燃料電池スタツクInfo
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- JPS63241868A JPS63241868A JP62074512A JP7451287A JPS63241868A JP S63241868 A JPS63241868 A JP S63241868A JP 62074512 A JP62074512 A JP 62074512A JP 7451287 A JP7451287 A JP 7451287A JP S63241868 A JPS63241868 A JP S63241868A
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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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
- H01M8/04283—Supply means of electrolyte to or in matrix-fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
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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
- H01M8/14—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
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- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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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］
本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換するエネルギ一部門で用いる燃料電池のうち
、特に、電解質として溶融炭酸塩を用いた溶融炭酸塩型
燃料電池を積層してなる燃料電池スタックに関するもの
である。
ギーに変換するエネルギ一部門で用いる燃料電池のうち
、特に、電解質として溶融炭酸塩を用いた溶融炭酸塩型
燃料電池を積層してなる燃料電池スタックに関するもの
である。
［従来の技術］
現在までに提案されている溶融炭酸塩型燃料電池として
は、たとえば、第３図に示す如く溶融炭酸塩を電解質と
して多孔質物質にしみ込ませてなるタイル（Ｎ解質板）
１を、カソード（酸素極）２とアノード（燃料極）３の
両電極で両面から挾み、カソード２側に酸化ガスＯＧを
供給すると共にアノード３側に燃料ガスＦＧを供給する
ことによりカソード２とアノード３との間で発生する電
位差により発電が行われるようにしたものを１セル■と
し、各セルエをセパレータ４を介して多層に積層させ、
全体を適当な締付力で締め付けて固定させるようにした
ものが知られている。燃料電池スタックは、上記各セル
エを多層に積層して締め付けてなる全体のものをいう。
は、たとえば、第３図に示す如く溶融炭酸塩を電解質と
して多孔質物質にしみ込ませてなるタイル（Ｎ解質板）
１を、カソード（酸素極）２とアノード（燃料極）３の
両電極で両面から挾み、カソード２側に酸化ガスＯＧを
供給すると共にアノード３側に燃料ガスＦＧを供給する
ことによりカソード２とアノード３との間で発生する電
位差により発電が行われるようにしたものを１セル■と
し、各セルエをセパレータ４を介して多層に積層させ、
全体を適当な締付力で締め付けて固定させるようにした
ものが知られている。燃料電池スタックは、上記各セル
エを多層に積層して締め付けてなる全体のものをいう。
現在までの燃料電池スタックにおいて問題となるのは、
燃料電池の運転中に燃料電池内の電解質が蒸発により徐
々に消失してしまうことである。燃料電池内の電解質の
消失を放置すると、電池の耐久性を向上できないので、
何等かの方法で電解質を外部から各セルエごとに補給し
てやることが必要である。
燃料電池の運転中に燃料電池内の電解質が蒸発により徐
々に消失してしまうことである。燃料電池内の電解質の
消失を放置すると、電池の耐久性を向上できないので、
何等かの方法で電解質を外部から各セルエごとに補給し
てやることが必要である。
これまでに考えられている電解質補給方法としては、第
４図、第５図に一例を示す如く、タイル１及びセパレー
タ４の各周辺部に、積層された各セルエに連続する流路
となるように電解質補給用孔５を複数個設け、８孔５を
通して電解質を流すことにより各セルごとにタイル１に
電解質を補給するようにしたものがある。
４図、第５図に一例を示す如く、タイル１及びセパレー
タ４の各周辺部に、積層された各セルエに連続する流路
となるように電解質補給用孔５を複数個設け、８孔５を
通して電解質を流すことにより各セルごとにタイル１に
電解質を補給するようにしたものがある。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、電解質補給孔５を通してタイルに電解質を補
給する上記の方法では、各セルエが積層された状態では
各補給孔５が連続した流路となるものであるため、電解
質を上記流路に流下させて各セルのタイル１に補給しよ
うとしても、落下する電解質がタイル１に付着しにくく
、タイル１に電解質を十分にしみ込ませることができず
、各セルごとに補給口が不均一となったり、補給不足の
セルが出て来るおそれがあった。
給する上記の方法では、各セルエが積層された状態では
各補給孔５が連続した流路となるものであるため、電解
質を上記流路に流下させて各セルのタイル１に補給しよ
うとしても、落下する電解質がタイル１に付着しにくく
、タイル１に電解質を十分にしみ込ませることができず
、各セルごとに補給口が不均一となったり、補給不足の
セルが出て来るおそれがあった。
そこで、本発明は、前記電解質補給孔から電解質を補給
する場合に、各セルごとのタイルに確実に電解質をしみ
込ませることができるようにすると共に各セルのタイル
に均一に補給することができるようにしようとするもの
でおる。
する場合に、各セルごとのタイルに確実に電解質をしみ
込ませることができるようにすると共に各セルのタイル
に均一に補給することができるようにしようとするもの
でおる。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、上記目的を達成するために、タイルの両面を
カソードとアノードで挟み、カソード側に酸化ガスを、
又、アノード側に燃料ガスをそれぞれ供給するようにし
た各セルをセパレータを介して多層に積層してなる燃料
電池スタックにおいて、上記タイル、セパレータの周辺
部に、各セルを通して連続した流路となる電解質補給孔
を設け、且つ上記タイルを挟んでいるカソードとアノー
ドのいずれかの電極を、上記補給孔よりなる流路内に突
出させ、落下して来る電解質を上記電極で受けてタイル
にしみ込ませるようにした構成とする。
カソードとアノードで挟み、カソード側に酸化ガスを、
又、アノード側に燃料ガスをそれぞれ供給するようにし
た各セルをセパレータを介して多層に積層してなる燃料
電池スタックにおいて、上記タイル、セパレータの周辺
部に、各セルを通して連続した流路となる電解質補給孔
を設け、且つ上記タイルを挟んでいるカソードとアノー
ドのいずれかの電極を、上記補給孔よりなる流路内に突
出させ、落下して来る電解質を上記電極で受けてタイル
にしみ込ませるようにした構成とする。
［作 用］
電解質補給孔より電解質を補給すると、補給される電解
質は、出張っている電極で受けられ、表面張力により少
量付着してタイルにしみ込み、過剰分は下方の他のセル
におけるタイルへの補給に使用される。これにより各セ
ルごとで均一に且つ確実に補給することができることに
なる。
質は、出張っている電極で受けられ、表面張力により少
量付着してタイルにしみ込み、過剰分は下方の他のセル
におけるタイルへの補給に使用される。これにより各セ
ルごとで均一に且つ確実に補給することができることに
なる。
［実 施 例コ
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
３図に示す従来の溶融炭酸塩型燃料電池と同様に、タイ
ル１の両面をカソード２とアノード３の両電極で挟み、
カソード２側に酸化ガスを供給すると共にアノード３側
に燃料ガスを供給するようにしであるセル■を、セパレ
ータ４を介して多層に積層してスタックとした構成にお
いて、上記タイル１とセパレータ４の各周辺部に、垂直
方向に延びる流路を形成するように複数個の電解質補給
孔５を設け、該各補給孔５を燃料電池スタックの上部ホ
ルダー６と下部ホルダー７内の各流路８，９を介して外
部に開口させる。多層に積層した各セル■におけるアノ
ード３をカソード２より僅かに大きくすると共に、該ア
ノード３とセパレータ４との間に配したパンチングメタ
ル１０もアノード３とほぼ同じ大きざにして、アノード
３とパンチングメタル１０の端を補給孔５内に突出させ
、電解質としての炭酸塩（カーボネート）を溶融させて
液滴状にしたもの１１を、上記タイル１とセパレータ４
の各補給孔５からなる流路を落下させるときに、液滴状
にしだカーボネート１１が各層のセルエにおけるアノー
ド３で受けられてタイル１に補給されるようにする。
３図に示す従来の溶融炭酸塩型燃料電池と同様に、タイ
ル１の両面をカソード２とアノード３の両電極で挟み、
カソード２側に酸化ガスを供給すると共にアノード３側
に燃料ガスを供給するようにしであるセル■を、セパレ
ータ４を介して多層に積層してスタックとした構成にお
いて、上記タイル１とセパレータ４の各周辺部に、垂直
方向に延びる流路を形成するように複数個の電解質補給
孔５を設け、該各補給孔５を燃料電池スタックの上部ホ
ルダー６と下部ホルダー７内の各流路８，９を介して外
部に開口させる。多層に積層した各セル■におけるアノ
ード３をカソード２より僅かに大きくすると共に、該ア
ノード３とセパレータ４との間に配したパンチングメタ
ル１０もアノード３とほぼ同じ大きざにして、アノード
３とパンチングメタル１０の端を補給孔５内に突出させ
、電解質としての炭酸塩（カーボネート）を溶融させて
液滴状にしたもの１１を、上記タイル１とセパレータ４
の各補給孔５からなる流路を落下させるときに、液滴状
にしだカーボネート１１が各層のセルエにおけるアノー
ド３で受けられてタイル１に補給されるようにする。
上部ホルダー６に設けた流路８から液状にしだカーボネ
ート１１を少量供給すると、該カーボネート１１は液滴
状となって少量ずつタイル１及びセパレータ４の補給孔
５からなる垂直方向の流路内を第２図の如く落下する。
ート１１を少量供給すると、該カーボネート１１は液滴
状となって少量ずつタイル１及びセパレータ４の補給孔
５からなる垂直方向の流路内を第２図の如く落下する。
この落下するカーボネート１１は、補給孔５内に突出し
ているアノード３上に落下し、アノード３に表面張力に
より少量付着し、過剰分は落下して次のセルエのアノー
ド３で受けられて付着し、順次下層のセルにおけるアノ
ード３に付着させて行く。
ているアノード３上に落下し、アノード３に表面張力に
より少量付着し、過剰分は落下して次のセルエのアノー
ド３で受けられて付着し、順次下層のセルにおけるアノ
ード３に付着させて行く。
アノード３に付着した液滴状のカーボネート１１は、一
旦アノード３に吸収された後にタイル１に吸収される。
旦アノード３に吸収された後にタイル１に吸収される。
すなわち、アノード３からタイル１にカーボネート１１
がしみ込み、タイル１に補給される。この際、アノード
３は空孔が多いので、この上に落ちた液滴状のカーボネ
ート１１は確実にアノード３で受けられ吸収されてタイ
ル１へ補給されると共に、アノード３の吸収速度はタイ
ル１に比して大きいことからタイル１への補給を短時間
に行うことができる。
がしみ込み、タイル１に補給される。この際、アノード
３は空孔が多いので、この上に落ちた液滴状のカーボネ
ート１１は確実にアノード３で受けられ吸収されてタイ
ル１へ補給されると共に、アノード３の吸収速度はタイ
ル１に比して大きいことからタイル１への補給を短時間
に行うことができる。
なお、本発明は、上記実施例のみに限定されるものでは
なく、たとえば、タイル１の下側にあるアノード３をタ
イル１の上側にあるカソード３よりも僅かに大きくして
電解質補給孔５内に突出させた場合に、各層のセルエご
とに同じ位置で同じ量だけ突出させ、突出部が上下方向
に重なるようにした場合を例示したが、上段よりも下段
の方が突出量が多くなるようにして落下して来る液滴状
のカーボネート１１を最下段に近いところでも確実にア
ノード３で受けられるようにしてもよく、又、垂直方向
に連続した流路となっている電解質補給孔５の部分では
図示の如く各セルエのアノード３が突出しているように
する構成に代えて１つの流路には適数段置きにアノード
３を補給孔５中に突出させるようにしてもよい。又、タ
イル１の下側の電極（アノード）で一旦カーボネート１
１を受ける場合を示したが、タイル１の上側の電極（カ
ソード）でカーボネートを受けるようにしてもよい。更
に、本発明の燃料電池スタックでは、電極（カソード、
アノード）とセパレータ４との間にパンチングメタル１
０を用い、アノード３とセパレータ４との間のパンチン
グメタル１０を大きくしてアノード３を支持させている
場合を示しているが、アノード３側のパンチングメタル
１０はカソード２側のそれと同じ大きさとしてもよく、
燃料電池スタックとしてパンチングメタル１０を用いな
い構成のものとしてもよい。又、カーボネート１１とし
て液滴状のものをタイル１に補給させる場合を示したが
、液滴状にして落下させる補給方法に代えて、たとえば
、高温で溶融するような炭酸塩の粉末を電解質補給孔５
より注入し、内部で溶融してタイル１に補給するように
してもよい。
なく、たとえば、タイル１の下側にあるアノード３をタ
イル１の上側にあるカソード３よりも僅かに大きくして
電解質補給孔５内に突出させた場合に、各層のセルエご
とに同じ位置で同じ量だけ突出させ、突出部が上下方向
に重なるようにした場合を例示したが、上段よりも下段
の方が突出量が多くなるようにして落下して来る液滴状
のカーボネート１１を最下段に近いところでも確実にア
ノード３で受けられるようにしてもよく、又、垂直方向
に連続した流路となっている電解質補給孔５の部分では
図示の如く各セルエのアノード３が突出しているように
する構成に代えて１つの流路には適数段置きにアノード
３を補給孔５中に突出させるようにしてもよい。又、タ
イル１の下側の電極（アノード）で一旦カーボネート１
１を受ける場合を示したが、タイル１の上側の電極（カ
ソード）でカーボネートを受けるようにしてもよい。更
に、本発明の燃料電池スタックでは、電極（カソード、
アノード）とセパレータ４との間にパンチングメタル１
０を用い、アノード３とセパレータ４との間のパンチン
グメタル１０を大きくしてアノード３を支持させている
場合を示しているが、アノード３側のパンチングメタル
１０はカソード２側のそれと同じ大きさとしてもよく、
燃料電池スタックとしてパンチングメタル１０を用いな
い構成のものとしてもよい。又、カーボネート１１とし
て液滴状のものをタイル１に補給させる場合を示したが
、液滴状にして落下させる補給方法に代えて、たとえば
、高温で溶融するような炭酸塩の粉末を電解質補給孔５
より注入し、内部で溶融してタイル１に補給するように
してもよい。
［発明の効果］
以上述べた如く、本発明の燃料電池スタックによれば、
タイル、セパレータの周辺部に電解質補給孔を設けて、
セルを多層に積層させたときに上記補給孔が垂直方向に
一連の流路となるようにし、且つ各セルごとのアノード
又はカソードいずれか一方の電極を上記補給孔内まで突
出させ、落下して来る電解質を上記電極で一旦受けた後
、タイルにしみ込ませて補給するようにした構成を有し
ているので、電解質を溶融状態で電極に付着させてタイ
ルに補給できて多層に積層したスタックの各セルごとの
タイルに均一に且つ確実に補給することができ、且つ一
旦電極で吸収させるときの吸収速度が速いため、電解質
の補給時間を短縮させることができる、等の優れた効果
を奏し得る。
タイル、セパレータの周辺部に電解質補給孔を設けて、
セルを多層に積層させたときに上記補給孔が垂直方向に
一連の流路となるようにし、且つ各セルごとのアノード
又はカソードいずれか一方の電極を上記補給孔内まで突
出させ、落下して来る電解質を上記電極で一旦受けた後
、タイルにしみ込ませて補給するようにした構成を有し
ているので、電解質を溶融状態で電極に付着させてタイ
ルに補給できて多層に積層したスタックの各セルごとの
タイルに均一に且つ確実に補給することができ、且つ一
旦電極で吸収させるときの吸収速度が速いため、電解質
の補給時間を短縮させることができる、等の優れた効果
を奏し得る。
第１図は本発明の実施例を示す切断側面図、第２図は電
解質を補給するときの一例を示す要部の断面図、第３図
は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一例を示す断面図、第
４図は電解質を補給できるようにした従来の例を示す斜
視図、第５図は第４図のＶ方向断面図である。 １・・・タイル、２・・・カソード、３・・・アノード
、４・・・セパレータ、５・・・電解質補給孔、１０・
・・パンチングメタル、１１・・・液滴状のカーボネー
ト。 第３図 第５図
解質を補給するときの一例を示す要部の断面図、第３図
は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一例を示す断面図、第
４図は電解質を補給できるようにした従来の例を示す斜
視図、第５図は第４図のＶ方向断面図である。 １・・・タイル、２・・・カソード、３・・・アノード
、４・・・セパレータ、５・・・電解質補給孔、１０・
・・パンチングメタル、１１・・・液滴状のカーボネー
ト。 第３図 第５図
Claims (1)
- １）タイルの両面をカソードとアノードの両電極で挾み
、カソード側に酸化ガスを、又、アノード側に燃料ガス
をそれぞれ供給することにより発電するようにした各セ
ルをセパレータを介して多層に積層してなる燃料電池ス
タックにおいて、上記タイル、セパレータの周辺部に、
各セルを通して一連の流路となる電解質補給孔を設け、
且つ上記タイルを挾んでいるカソードとアノードのいず
れかの電極を、上記補給孔の中まで突出する大きさとし
、該突出部を電解質の受け部としたことを特徴とする燃
料電池スタック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62074512A JPS63241868A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 燃料電池スタツク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62074512A JPS63241868A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 燃料電池スタツク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63241868A true JPS63241868A (ja) | 1988-10-07 |
Family
ID=13549456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62074512A Pending JPS63241868A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 燃料電池スタツク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63241868A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL9300870A (nl) * | 1993-05-19 | 1994-12-16 | Stichting Energie | Brandstofcelconstructie. |
| CN110911717A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-03-24 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种熔融碳酸盐燃料电池堆电解质补充方法 |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62074512A patent/JPS63241868A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL9300870A (nl) * | 1993-05-19 | 1994-12-16 | Stichting Energie | Brandstofcelconstructie. |
| CN110911717A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-03-24 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种熔融碳酸盐燃料电池堆电解质补充方法 |
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