JPS63285873A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPS63285873A JPS63285873A JP62120077A JP12007787A JPS63285873A JP S63285873 A JPS63285873 A JP S63285873A JP 62120077 A JP62120077 A JP 62120077A JP 12007787 A JP12007787 A JP 12007787A JP S63285873 A JPS63285873 A JP S63285873A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
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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
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
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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下ネル
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池に関
するものである。
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池に関
するものである。
Ｕ従来の技術１
現在までに提案されている燃料電池のうら、溶融炭酸塩
型燃料電池は、第２図に一例を示す如く、溶融炭酸塩を
多孔質物質にしみ込ませてなる電解質板（タイル）１を
、カソード（酸素極）２と７ノード（燃料極）３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
電か行われるようにしたものを１セルエとし、各セル■
をセパレータ４を介して多層に積層した構成のものとし
である。
型燃料電池は、第２図に一例を示す如く、溶融炭酸塩を
多孔質物質にしみ込ませてなる電解質板（タイル）１を
、カソード（酸素極）２と７ノード（燃料極）３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
電か行われるようにしたものを１セルエとし、各セル■
をセパレータ４を介して多層に積層した構成のものとし
である。
上記燃料電池各セルのカソード２側及びアノード３側に
供給される酸化ガスＯＧ及び燃料ガス「Ｇは、その約５
０％が発電、残りの約５０％が発熱される。そのため、
発生づる熱を冷却することが必要である。
供給される酸化ガスＯＧ及び燃料ガス「Ｇは、その約５
０％が発電、残りの約５０％が発熱される。そのため、
発生づる熱を冷却することが必要である。
従来、上記冷却のために、冷へ〇媒体として酸化ガスを
利用する考え方が採られ、燃料電池の１Ｆ：！ルを構成
づる電解質板１を挾ん℃流される燃料ガスＦＧと酸化ガ
スＯＧの流ω比を、たとえば、天然ガス改質溶融炭酸塩
型燃料電池で１：１（１位にして、酸化カスＯＧを多く
流して冷却するようにし、更に、酸化ガスＯＧと燃料カ
ス［Ｇの流れ方向を変えるようにしている。
利用する考え方が採られ、燃料電池の１Ｆ：！ルを構成
づる電解質板１を挾ん℃流される燃料ガスＦＧと酸化ガ
スＯＧの流ω比を、たとえば、天然ガス改質溶融炭酸塩
型燃料電池で１：１（１位にして、酸化カスＯＧを多く
流して冷却するようにし、更に、酸化ガスＯＧと燃料カ
ス［Ｇの流れ方向を変えるようにしている。
酸化カスＯＧ及び燃料カス「Ｇは、各入口側と出口側と
では温度差か大きいため、上記両ガスの流れ方向を変え
ることにより電解質板１の温度分布を極力均一化させる
ことが可能である。殊に、第３図に示す如く、酸化ガス
ＯＧと燃料カスＦＧを電解質板１を挾／υて平行流とし
たものを、各セルごとに流れ方向を１８０度変化させる
交換流方式、あるいは、酸化カスＯＧ及び燃料ガス［Ｇ
を、電解質板１を挾んで対向流として、これを各セルご
とに１８０１？流れ方向を変化させる交換流方式は、電
解質板１の最高温度を低く押えるのに効果的である。
では温度差か大きいため、上記両ガスの流れ方向を変え
ることにより電解質板１の温度分布を極力均一化させる
ことが可能である。殊に、第３図に示す如く、酸化ガス
ＯＧと燃料カスＦＧを電解質板１を挾／υて平行流とし
たものを、各セルごとに流れ方向を１８０度変化させる
交換流方式、あるいは、酸化カスＯＧ及び燃料ガス［Ｇ
を、電解質板１を挾んで対向流として、これを各セルご
とに１８０１？流れ方向を変化させる交換流方式は、電
解質板１の最高温度を低く押えるのに効果的である。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、第３図に示す如ｔＷ化ガスＯＧと燃料ガス［
Ｇの流れ方向を各セルごとに１８０度変化させる方式で
は、電解質板自体は伝熱性能が低いため、第４図に示す
如く、電解質板１のガス出入口部となる一側部へと他側
部Ｂのカス入口、出口（＝Ｊ近で中央部分Ｃに比して急
激に温度勾配が発生し、電解７１板１に悪影響を与える
ことが判明した。
Ｇの流れ方向を各セルごとに１８０度変化させる方式で
は、電解質板自体は伝熱性能が低いため、第４図に示す
如く、電解質板１のガス出入口部となる一側部へと他側
部Ｂのカス入口、出口（＝Ｊ近で中央部分Ｃに比して急
激に温度勾配が発生し、電解７１板１に悪影響を与える
ことが判明した。
ぞこて、本発明は、電解質板のガス出入口部分に生ずる
温度の不均一をなく寸ようにしようとづるものである。
温度の不均一をなく寸ようにしようとづるものである。
［問題点を解決覆るだめの手段］
本発明は、上記目的を達成するために、燃料電池のヒル
を構成する電解質板の周辺部の一側から他側へ、又、そ
の逆にガスを流すようにカス出入［二１部を上記−側部
と他側部に有する構成において、上記電解質板のガス出
入口１部となる周辺部の一側部と他側部に、伝熱性能が
高く且つ電気を通さないような材料を、電解質板に代え
て用いた構成とする。
を構成する電解質板の周辺部の一側から他側へ、又、そ
の逆にガスを流すようにカス出入［二１部を上記−側部
と他側部に有する構成において、上記電解質板のガス出
入口１部となる周辺部の一側部と他側部に、伝熱性能が
高く且つ電気を通さないような材料を、電解質板に代え
て用いた構成とする。
［作 用］
電解質板のガス出入口部は伝熱性の良い材料が用いであ
るので、ガスの入口と出口の部分の伝熱が高められて熱
交換性か高められ、この部分の湿度分布が均一化されて
来る。発電は、均一な温度分布が得られる電解質板の中
央部分で有効に行われる。
るので、ガスの入口と出口の部分の伝熱が高められて熱
交換性か高められ、この部分の湿度分布が均一化されて
来る。発電は、均一な温度分布が得られる電解質板の中
央部分で有効に行われる。
［実 施 例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明覆る。
第１図は本発明の実施例を示すもので、第２図と同様に
電解質板１の両面をカソード２と７ノード３とで挾み、
カソード２側に酸化ガスＯＧを一端側から供給して他端
側へ排出させ、又、アノード３側には燃料ガス［Ｇを一
端側から供給して他端側へ排出させるようにした燃料電
池の１セルをセパレータ４を介して多層に積層させた構
成において、上記電解質板１のカス出入口部となる上記
一端側と他端側の部分、寸なわら、第４図に示す−側部
へと他側部８に相当する部分１ａ、１ｂの電解質板を、
伝熱性能が高く■つ絶縁性を有する材質のもの、たとえ
ば、セラミックス製の仮５に置ぎ換えた構成とする。
電解質板１の両面をカソード２と７ノード３とで挾み、
カソード２側に酸化ガスＯＧを一端側から供給して他端
側へ排出させ、又、アノード３側には燃料ガス［Ｇを一
端側から供給して他端側へ排出させるようにした燃料電
池の１セルをセパレータ４を介して多層に積層させた構
成において、上記電解質板１のカス出入口部となる上記
一端側と他端側の部分、寸なわら、第４図に示す−側部
へと他側部８に相当する部分１ａ、１ｂの電解質板を、
伝熱性能が高く■つ絶縁性を有する材質のもの、たとえ
ば、セラミックス製の仮５に置ぎ換えた構成とする。
上記セラミックス製の板５を、各セルごとの電解質板１
のカス出入口部となる部分１ａ、 ｌｂに用いると、第
３図に示した如き各セルごとに酸化ガスと燃料ガスの流
れ方向が１８０度変化する場合には、酸化ガスと燃料ガ
スが電解質板１のＤａ側１ａから入って他端側１ｂへ排
出されたり、逆に、他端側１ｂから入って一端側１ａへ
排出されることになるが、一端側１ａと他端側１ｂに用
いたセラミックス製の板５は、伝熱性能が高いので、カ
スの入口部と出口部とで異なる温度差を、優れた伝熱性
により熱交換性が高められることにより均一化すること
ができ、電解質板１のカス出入口部に熱交換器を有する
と同様な構成となる。したがって、燃料電池の各セルご
とに酸化）Ｊス及び燃料ガスの流れ方向を１８０度変化
させても、電解質板１のガス出入口部では熱交換率が高
められて温度分布を均一化させることができる。
のカス出入口部となる部分１ａ、 ｌｂに用いると、第
３図に示した如き各セルごとに酸化ガスと燃料ガスの流
れ方向が１８０度変化する場合には、酸化ガスと燃料ガ
スが電解質板１のＤａ側１ａから入って他端側１ｂへ排
出されたり、逆に、他端側１ｂから入って一端側１ａへ
排出されることになるが、一端側１ａと他端側１ｂに用
いたセラミックス製の板５は、伝熱性能が高いので、カ
スの入口部と出口部とで異なる温度差を、優れた伝熱性
により熱交換性が高められることにより均一化すること
ができ、電解質板１のカス出入口部に熱交換器を有する
と同様な構成となる。したがって、燃料電池の各セルご
とに酸化）Ｊス及び燃料ガスの流れ方向を１８０度変化
させても、電解質板１のガス出入口部では熱交換率が高
められて温度分布を均一化させることができる。
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、セラミックス製の板５に代えて、アルミ
ナ、シリカ等からなる板を用いてもよい。
く、たとえば、セラミックス製の板５に代えて、アルミ
ナ、シリカ等からなる板を用いてもよい。
［発明の効果］
以上述べた如く、本発明の燃料電池によれば、電解質板
をカソードとアノードで両面から挾み、カソード側に酸
化カスを供給すると共にアノード側に燃料ガスを供給づ
るようにしたものを１セルとし、各セルをセパレータを
介して積層してなる燃料電池において、上記各セルの電
解質板を挾んで流づ酸化ガスと燃料カスの流れ方向を各
ピルごとに１８０麿変化させて燃料電池の冷却を行わけ
る場合にカスの出入口部となる上記電解質板の両端部分
を、伝熱・ｌ’ｌ能に優れ「１つ絶縁性を有する材料か
らなる仮に置き換えた構成としであるので、最も温度勾
配が発生し易い上記ガス出入口部の伝熱性を高めること
かでさて熱交換性が高められ、温度分イロを均−止置る
ことかでき、電解質板の寿命を延長させることかできる
、という優れた効果を奏し得る。
をカソードとアノードで両面から挾み、カソード側に酸
化カスを供給すると共にアノード側に燃料ガスを供給づ
るようにしたものを１セルとし、各セルをセパレータを
介して積層してなる燃料電池において、上記各セルの電
解質板を挾んで流づ酸化ガスと燃料カスの流れ方向を各
ピルごとに１８０麿変化させて燃料電池の冷却を行わけ
る場合にカスの出入口部となる上記電解質板の両端部分
を、伝熱・ｌ’ｌ能に優れ「１つ絶縁性を有する材料か
らなる仮に置き換えた構成としであるので、最も温度勾
配が発生し易い上記ガス出入口部の伝熱性を高めること
かでさて熱交換性が高められ、温度分イロを均−止置る
ことかでき、電解質板の寿命を延長させることかできる
、という優れた効果を奏し得る。
第１図は本発明の燃料電池における電解質板の一例を示
１斜視図、第２図は燃料電池の一例を示づ断面図、第３
図は酸化カスと燃料ガスの流れ方向の例を示す斜視図、
第４図は第３図のガス流れ方向の場合に生じる電解質板
の温度分イＩを示１図である。 １・・・電解質板、１ａ・・・一端部、１ｂ・・・他端
部、２・・・カソード、３・・・アノード、４・・・セ
パレータ、５・・・セラミックス製の板、■・・・セル
。
１斜視図、第２図は燃料電池の一例を示づ断面図、第３
図は酸化カスと燃料ガスの流れ方向の例を示す斜視図、
第４図は第３図のガス流れ方向の場合に生じる電解質板
の温度分イＩを示１図である。 １・・・電解質板、１ａ・・・一端部、１ｂ・・・他端
部、２・・・カソード、３・・・アノード、４・・・セ
パレータ、５・・・セラミックス製の板、■・・・セル
。
Claims (1)
- １）電解質板の両面をカソードとアノードで挾み、カソ
ード側に酸化ガスを供給すると共にアノード側に燃料ガ
スを供給するようにした燃料電池のセルを、セパレータ
を介して多層に積層してなる燃料電池において、上記各
セルの電解質板のガス出入口部となる周辺部の一側部と
他側部に、伝熱性能が高く且つ絶縁性を有する材料から
なる板を用いてなる構成を有することを特徴とする燃料
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62120077A JPS63285873A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62120077A JPS63285873A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63285873A true JPS63285873A (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=14777331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62120077A Pending JPS63285873A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63285873A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002075833A3 (de) * | 2001-03-17 | 2003-10-09 | Bayerische Motoren Werke Ag | Brennstoffzelle mit integriertem wärmetauscher |
| EP1378954A2 (en) * | 2002-06-24 | 2004-01-07 | Delphi Technologies, Inc. | Co-flow anode/cathode supply heat exchanger for a solid-oxide fuel cell assembly |
-
1987
- 1987-05-19 JP JP62120077A patent/JPS63285873A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002075833A3 (de) * | 2001-03-17 | 2003-10-09 | Bayerische Motoren Werke Ag | Brennstoffzelle mit integriertem wärmetauscher |
| US7226682B2 (en) | 2001-03-17 | 2007-06-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Fuel cell with integrated heat exchanger |
| EP1378954A2 (en) * | 2002-06-24 | 2004-01-07 | Delphi Technologies, Inc. | Co-flow anode/cathode supply heat exchanger for a solid-oxide fuel cell assembly |
| EP1378954A3 (en) * | 2002-06-24 | 2007-08-29 | Delphi Technologies, Inc. | Co-flow anode/cathode supply heat exchanger for a solid-oxide fuel cell assembly |
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