JPS6340848Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6340848Y2 JPS6340848Y2 JP1984179265U JP17926584U JPS6340848Y2 JP S6340848 Y2 JPS6340848 Y2 JP S6340848Y2 JP 1984179265 U JP1984179265 U JP 1984179265U JP 17926584 U JP17926584 U JP 17926584U JP S6340848 Y2 JPS6340848 Y2 JP S6340848Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- ceramics
- electrode
- electrochemical reaction
- oxygen
- 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
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 24
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 8
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/60—Constructional parts of cells
- C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
- C02F2201/003—Coaxial constructions, e.g. a cartridge located coaxially within another
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、空洞側の面および外面上に軸方向に
ずれて設けられた電極を備えた酸素イオン伝導性
のセラミツクスよりなる円筒状の部材が、単一の
電解槽又は電池(反応装置)の外側の電極と隣接
する単一の電解槽又は電池(反応装置)の内側の
電極とを導電的に連結する連結材料によつて連結
され、こうして電気的に直列接続が得られている
ような、特に高温電気分解用の高温固体電解質電
気化学反応装置の連結に関するものである。尚本
明細書において電気化学反応装置又は単に反応装
置は電解槽又は電池をさすものとする。
ずれて設けられた電極を備えた酸素イオン伝導性
のセラミツクスよりなる円筒状の部材が、単一の
電解槽又は電池(反応装置)の外側の電極と隣接
する単一の電解槽又は電池(反応装置)の内側の
電極とを導電的に連結する連結材料によつて連結
され、こうして電気的に直列接続が得られている
ような、特に高温電気分解用の高温固体電解質電
気化学反応装置の連結に関するものである。尚本
明細書において電気化学反応装置又は単に反応装
置は電解槽又は電池をさすものとする。
高温燃料電池または高温電気分解槽等の高温電
気化学反応装置においては、各電池又は電解槽に
生ずる電圧は、約0.7〜1.3Vにすぎないから、能
率的に電流をつくつたりあるいは水素を得るため
には、電気的に直列に接続されなければならな
い。
気化学反応装置においては、各電池又は電解槽に
生ずる電圧は、約0.7〜1.3Vにすぎないから、能
率的に電流をつくつたりあるいは水素を得るため
には、電気的に直列に接続されなければならな
い。
高温燃料電池に関して、ドイツ特許公開第
1571953号公報には、平らな単一電池を互に接続
することが記載されているが、それには、各単一
電池に別々にガスを送入および排出することが必
要であるという欠点がある。
1571953号公報には、平らな単一電池を互に接続
することが記載されているが、それには、各単一
電池に別々にガスを送入および排出することが必
要であるという欠点がある。
この欠点は、単一電池が中空体の形状の場合、
例えば一つの電極が空洞内面に、そしてその対向
電極が中空体の外面に設けられている中空円筒ま
たは中空円錐の場合には、回避される。その場合
には、電気的な直列連結のために、外側にある電
極と隣接する電池の内側にある電極とが夫々電気
を伝導するように接続される。
例えば一つの電極が空洞内面に、そしてその対向
電極が中空体の外面に設けられている中空円筒ま
たは中空円錐の場合には、回避される。その場合
には、電気的な直列連結のために、外側にある電
極と隣接する電池の内側にある電極とが夫々電気
を伝導するように接続される。
従来、この形状によれば、支持体に支えられた
構造(Westinghouse,Final Report“Project
Fuel Cell”,1970)も、自己支持式で単独につく
られた電池を直列連結した構造も実現されている
〔Chemie−Ingenieur−Technik44,11巻、726頁
(1972)または“Power Sources”4版Oriel
Press 1973,583〕。
構造(Westinghouse,Final Report“Project
Fuel Cell”,1970)も、自己支持式で単独につく
られた電池を直列連結した構造も実現されている
〔Chemie−Ingenieur−Technik44,11巻、726頁
(1972)または“Power Sources”4版Oriel
Press 1973,583〕。
最近の技術上知られているような多孔質の支持
管上に一括して構成した各種の構造は、得られる
工率のデータに関しても、高い機械的安定性によ
る使用可能性に関しても利点を示すにもかかわら
ず、種々の理由から製造技術的に非常に問題があ
る。
管上に一括して構成した各種の構造は、得られる
工率のデータに関しても、高い機械的安定性によ
る使用可能性に関しても利点を示すにもかかわら
ず、種々の理由から製造技術的に非常に問題があ
る。
個別につくられた電解質よりなる管状体の電気
化学反応装置を連結することは、製造技術的に
は、明らかに簡単に行なえるはずである。その根
拠は、特に、例えば電解質の製造における従来の
プレス技術および焼成技術を用いることである。
化学反応装置を連結することは、製造技術的に
は、明らかに簡単に行なえるはずである。その根
拠は、特に、例えば電解質の製造における従来の
プレス技術および焼成技術を用いることである。
しかし、自己支持形電気化学反応装置の連結の
機械的強度は、支持材に支えられた構造よりも一
般に低い。その理由は、一つには電解質の厚さ
は、良好な導電性の観点において出来るだけ薄く
なければならないし、また一つには単一反応装置
の連結位置は、構造的に機械的性質に関して弱い
位置にあるからである。
機械的強度は、支持材に支えられた構造よりも一
般に低い。その理由は、一つには電解質の厚さ
は、良好な導電性の観点において出来るだけ薄く
なければならないし、また一つには単一反応装置
の連結位置は、構造的に機械的性質に関して弱い
位置にあるからである。
今迄に知られているいくつかの単一反応装置よ
りなる自己支持形の電気化学反応装置の連結は、
上述した文献のChemie Ingenieur−Technikに
示されているように、円錐形の互に入り込んだ個
別反応装置である。その重なり合つた部分におい
ては、個別反応装置の外側電極は、他の反応装置
の内側にある対向電極に接している。機械的およ
び電気的結合のために、結合剤(ICM)がペー
スト状で結合位置に導入されそして焼成されてい
る。
りなる自己支持形の電気化学反応装置の連結は、
上述した文献のChemie Ingenieur−Technikに
示されているように、円錐形の互に入り込んだ個
別反応装置である。その重なり合つた部分におい
ては、個別反応装置の外側電極は、他の反応装置
の内側にある対向電極に接している。機械的およ
び電気的結合のために、結合剤(ICM)がペー
スト状で結合位置に導入されそして焼成されてい
る。
連結材の焼成の際には焼成収縮が必ず起るの
で、この技術によつて十分に気密性の結合をつく
ることは実際的に可能ではない。即ち、この方法
では、燃料ガスと酸素ガス、または水素と酸素の
直接的な再結合によつて、効率の損失が生ずる。
で、この技術によつて十分に気密性の結合をつく
ることは実際的に可能ではない。即ち、この方法
では、燃料ガスと酸素ガス、または水素と酸素の
直接的な再結合によつて、効率の損失が生ずる。
自己支持形の電気化学反応装置の連結に関する
他の公知の実施方法(Extende Abstracts of
Workshop on“High Temperature Solid Oxide
Fuel Cells”May 5−6,1977 Brookhaven
National Laboratory)は、表面に相接して設け
られた回転円筒状の中空体から出発している。こ
の単一反応装置の外側にある電極と隣接する反応
装置の内側にある対向電極の間の流れの移行は、
表面の間にある連結材を通して行なわれる。この
連結材は、ペースト状の物を焼成して作る。その
機械的結合力は、軸方向の押圧力を作用させる間
につくられなければならないが、こうして与えら
れる気密性は、上記の例と同様に焼成時の収縮の
ために可能ではない。
他の公知の実施方法(Extende Abstracts of
Workshop on“High Temperature Solid Oxide
Fuel Cells”May 5−6,1977 Brookhaven
National Laboratory)は、表面に相接して設け
られた回転円筒状の中空体から出発している。こ
の単一反応装置の外側にある電極と隣接する反応
装置の内側にある対向電極の間の流れの移行は、
表面の間にある連結材を通して行なわれる。この
連結材は、ペースト状の物を焼成して作る。その
機械的結合力は、軸方向の押圧力を作用させる間
につくられなければならないが、こうして与えら
れる気密性は、上記の例と同様に焼成時の収縮の
ために可能ではない。
前記の最後に挙げた例と類似の実施形式は、フ
ランス特許第1585403号明細書から知られている。
その方法は、主特許請求の範囲の前文の対象とさ
れている。その際、連結材として貴金属が使用さ
れ、そしてその全体の配置は、操作の間も軸方向
の圧力でしめ付けられていなければならない。
ランス特許第1585403号明細書から知られている。
その方法は、主特許請求の範囲の前文の対象とさ
れている。その際、連結材として貴金属が使用さ
れ、そしてその全体の配置は、操作の間も軸方向
の圧力でしめ付けられていなければならない。
本考案は、複数個の単一の円筒状固体電解質管
状体よりなり、機械的に安定でかつ気密性である
自己支持形の電気化学反応装置の連結をつくると
いう課題に基づくものである。
状体よりなり、機械的に安定でかつ気密性である
自己支持形の電気化学反応装置の連結をつくると
いう課題に基づくものである。
この課題は、電解質セラミツクスの間の連結材
が、電解質セラミツクスよりなる部材と同じ半径
寸法の円筒状リングよりなり、そしてその表面が
電解質セラミツクスの表面と連結されることによ
る本考案によつて解決される。
が、電解質セラミツクスよりなる部材と同じ半径
寸法の円筒状リングよりなり、そしてその表面が
電解質セラミツクスの表面と連結されることによ
る本考案によつて解決される。
本考案の他の構成は、従属クレイムの対象にな
つている。
つている。
特に高温電解用の固体電解質電気化学反応装置
に関する本考案の構成によれば、下記の利点が得
られる。
に関する本考案の構成によれば、下記の利点が得
られる。
即ち、単一反応装置の機械的連結は、電解質上
で行なわれるのであつて、例えば円錐形の単一反
応装置を用いる場合のように(多孔質の)電極上
で行なわれるのではない。そのため、機械的に安
定な反応装置の連結が得られ、その強度は、理想
的な場合には、純粋な電解質材料の強度に等し
い。
で行なわれるのであつて、例えば円錐形の単一反
応装置を用いる場合のように(多孔質の)電極上
で行なわれるのではない。そのため、機械的に安
定な反応装置の連結が得られ、その強度は、理想
的な場合には、純粋な電解質材料の強度に等し
い。
多孔質の中間層が減るために、単一反応装置の
気密な結合が可能となり、そのため電流発生ある
いは水蒸気電解における経済に大いに貢献する。
気密な結合が可能となり、そのため電流発生ある
いは水蒸気電解における経済に大いに貢献する。
連結材からなる焼成成形体を用いることによ
り、連結の際に、例えば結合剤から来る塗層(懸
濁液)による連結におけるように、焼成収縮が全
く起らない。同時に、この方法では、連結位置の
気密性が改善される。
り、連結の際に、例えば結合剤から来る塗層(懸
濁液)による連結におけるように、焼成収縮が全
く起らない。同時に、この方法では、連結位置の
気密性が改善される。
連結材自体が、プレス技術および焼成技術によ
つて、焼成された塗層よりも高い気密性を与えら
れる。
つて、焼成された塗層よりも高い気密性を与えら
れる。
電極を付ける前の電解質管状体の連結には、拡
散溶接温度を用いることができ、その温度は、電
極の耐熱性によつて限定されない。
散溶接温度を用いることができ、その温度は、電
極の耐熱性によつて限定されない。
上述した多くの利点が有り、一方、困難な点と
しては、電気化学反応用管の内面に電極を付ける
ために、特殊なマスキング被覆方法を使わなけれ
ばならないという点のみである。
しては、電気化学反応用管の内面に電極を付ける
ために、特殊なマスキング被覆方法を使わなけれ
ばならないという点のみである。
本考案のその他の利点、特徴および使用可能性
は、後記の図面から明らかになる。
は、後記の図面から明らかになる。
第1図は、高温固体電解質電解槽2の連結状態
を示しており、図中、酸素イオンを伝導する電解
質セラミツクス4よりなる円筒状の部材は、この
空洞面6および外面8に、それぞれ軸方向に互に
ずれた電極10,12を支持している。外部電極
12は、夫々、軸方向で最も近い電解質セラミツ
クス4の部材に属する電極10′と連結材14を
介して連結されている。この連結材14は、電解
質セラミツクス4と等しい半径寸法の円筒状のリ
ングであつて、上下同一の直径を有して断面は長
方形をなしており、その表面16,18(第2
図)は、電解質セラミツクス4の表面20,22
に固定されている。支持体として作用する電解質
セラミツクス部材4と、2個の電極10,12
と、次の電解槽との連結部材14とで単一の電解
槽が構成される。
を示しており、図中、酸素イオンを伝導する電解
質セラミツクス4よりなる円筒状の部材は、この
空洞面6および外面8に、それぞれ軸方向に互に
ずれた電極10,12を支持している。外部電極
12は、夫々、軸方向で最も近い電解質セラミツ
クス4の部材に属する電極10′と連結材14を
介して連結されている。この連結材14は、電解
質セラミツクス4と等しい半径寸法の円筒状のリ
ングであつて、上下同一の直径を有して断面は長
方形をなしており、その表面16,18(第2
図)は、電解質セラミツクス4の表面20,22
に固定されている。支持体として作用する電解質
セラミツクス部材4と、2個の電極10,12
と、次の電解槽との連結部材14とで単一の電解
槽が構成される。
電気伝導性の連結材14による電解質管状体2
との気密の結合は、周囲の気体空間との気体交換
が可能でないので、連結材14は、電解質材料4
に対する境界面でブロツキング電極として作用す
る。このブロツキング電極はこの場合のように酸
素イオン導体が電子導体14に表面的に接触し、
後者が気密性(ブロツキング性)である場合に構
成される。
との気密の結合は、周囲の気体空間との気体交換
が可能でないので、連結材14は、電解質材料4
に対する境界面でブロツキング電極として作用す
る。このブロツキング電極はこの場合のように酸
素イオン導体が電子導体14に表面的に接触し、
後者が気密性(ブロツキング性)である場合に構
成される。
電気化学反応を行なつている場合には、このよ
うに気体交換がブロツクされることによつて、連
結材14と電解質4の間の境界面18,22で酸
素の欠乏が生じ、そして他の境界面16,20で
は、酸素イオンの放電および分子状酸素の形成に
より酸素の過圧が生ずる。
うに気体交換がブロツクされることによつて、連
結材14と電解質4の間の境界面18,22で酸
素の欠乏が生じ、そして他の境界面16,20で
は、酸素イオンの放電および分子状酸素の形成に
より酸素の過圧が生ずる。
第2図においては、連結部位の横断面が、拡大
されて示されている。電気化学反応を行つている
ときのイオンの流れが、記入されている。
されて示されている。電気化学反応を行つている
ときのイオンの流れが、記入されている。
連結位置(表面)18,22:16,20にお
る酸素の富化または欠乏の問題性は、電解質と直
接接触する電気的に伝導性の連結材が気体透過性
の電極である限り、酸素イオン伝導性の電解質を
用いた直列に連結された反応装置のあらゆる実施
形式に対して存在する。
る酸素の富化または欠乏の問題性は、電解質と直
接接触する電気的に伝導性の連結材が気体透過性
の電極である限り、酸素イオン伝導性の電解質を
用いた直列に連結された反応装置のあらゆる実施
形式に対して存在する。
酸素の富化は、酸素室または水蒸気室の気体圧
力を越えて、表面16,20に圧力上昇をもたら
し、その結果、連結がゆるむことがある。完全に
気密な連結で酸素の拡散を無視した場合における
表面16,20における理論的に可能なO2の分
圧は加えられた電解電圧の関数であり、このこと
はネルンストの酸素濃淡電池に対する電圧及び電
流負荷における過電圧(電気抵抗部分及び分極部
分)から組合される。
力を越えて、表面16,20に圧力上昇をもたら
し、その結果、連結がゆるむことがある。完全に
気密な連結で酸素の拡散を無視した場合における
表面16,20における理論的に可能なO2の分
圧は加えられた電解電圧の関数であり、このこと
はネルンストの酸素濃淡電池に対する電圧及び電
流負荷における過電圧(電気抵抗部分及び分極部
分)から組合される。
表面18,22での酸素の欠乏は、電解質材料
の部分的還元につながり、これが一方では電気的
に伝導性の成分を生じさせ、そして他方では連結
材と電極材料との反応の源となる。高い陰極過電
圧の作用下での電解質セラミツクスのこの作用
は、しばしば文献に記載されている“Electrode
Processes in Solid State Ionics”1976,D.
Reidel Publishing Company)。
の部分的還元につながり、これが一方では電気的
に伝導性の成分を生じさせ、そして他方では連結
材と電極材料との反応の源となる。高い陰極過電
圧の作用下での電解質セラミツクスのこの作用
は、しばしば文献に記載されている“Electrode
Processes in Solid State Ionics”1976,D.
Reidel Publishing Company)。
本考案による電気化学反応装置連結の実施にお
いては、酸素の富化または酸素の欠乏は、電気的
に伝導性の連結材と電解質セラミツクスとの間に
電気的に非伝導性の材料24(第3図および第4
図)−その膨脹係数は、電解質セラミツクスの膨
脹係数に適合する−を用いることによつて阻止さ
れる。
いては、酸素の富化または酸素の欠乏は、電気的
に伝導性の連結材と電解質セラミツクスとの間に
電気的に非伝導性の材料24(第3図および第4
図)−その膨脹係数は、電解質セラミツクスの膨
脹係数に適合する−を用いることによつて阻止さ
れる。
第3図は、本考案による連結配置の断面を示
し、この図において、絶縁材料24は、連結位置
にのみ設けられており、その上に酸素の富化が起
る。
し、この図において、絶縁材料24は、連結位置
にのみ設けられており、その上に酸素の富化が起
る。
第4図は、本考案による連結配置を示してお
り、この図では、絶縁材料24は、連結材14の
両側に設けられている。
り、この図では、絶縁材料24は、連結材14の
両側に設けられている。
本考案に係る電気化学反応装置は特に水乃至水
蒸気の電気分解において特に有効に用いられるの
であり、上記説明も主として電気分解について説
明されているが本考案の装置は高温で作動する燃
料電池にも有効に用いることができる。
蒸気の電気分解において特に有効に用いられるの
であり、上記説明も主として電気分解について説
明されているが本考案の装置は高温で作動する燃
料電池にも有効に用いることができる。
実施例
電気化学反応用管状体の外径 15mm
電気化学反応用管状体の壁厚 0.3〜1mm
電気化学反応用管状体の長さ 10mm
60個の電気化学反応用管状体が次々に結合され
た。管状体の使用温度は、700℃〜1000℃である。
管状体の製造は、冷間プレスおよび1400℃〜1600
℃の温度における焼成によつて行なわれる。
た。管状体の使用温度は、700℃〜1000℃である。
管状体の製造は、冷間プレスおよび1400℃〜1600
℃の温度における焼成によつて行なわれる。
材 料:
電解質セラミツクス:ZrO2またはCeO2
電 極:ニツケルサーメツト、LaMnO3
を基礎とする混合酸化物
連結材:酸化物半導体、混合酸化物
絶縁材料:混合酸化物
図面は、いずれも本考案による反応装置の連結
状態を示すものであつて、第1図は、高温電解用
の高温固体電解質電気化学反応装置の連結を示す
図、第2図は、第1図の一部を拡大した断面図、
そして第3図および第4図は、固体電解質反応装
置の連結の際に、1個あるいは複数個の絶縁層を
用いた場合の図である。 図中の数字は、下記の意味を有する。2……固
体電解質反応装置、4……電解質(セラミツク
ス)、6……空洞側の面、8……外面、10……
電極、12……電極、14……連結材、16……
表面、18……表面、20……表面、22……表
面。
状態を示すものであつて、第1図は、高温電解用
の高温固体電解質電気化学反応装置の連結を示す
図、第2図は、第1図の一部を拡大した断面図、
そして第3図および第4図は、固体電解質反応装
置の連結の際に、1個あるいは複数個の絶縁層を
用いた場合の図である。 図中の数字は、下記の意味を有する。2……固
体電解質反応装置、4……電解質(セラミツク
ス)、6……空洞側の面、8……外面、10……
電極、12……電極、14……連結材、16……
表面、18……表面、20……表面、22……表
面。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 1 酸素イオンを伝導する電解質セラミツクスか
ら成り、円筒形でその円筒の空洞側及び外面側
に軸方向に互に転位して設置された電極を備え
たセラミツクス部材が、一つの単一の反応装置
の外側の電極が隣接する単一反応装置の内側の
電極と導電的に連結する連結材で互に連結され
る高温固体電解質電気化学反応装置において、
前記連結材14が電解質セラミツクス4から成
る部材と同じ寸法の半径の円筒状の環から成
り、そして前記の連結材が長方形の断面を有し
その表面16,18において電解質セラミツク
ス4の表面20,22に固定されていることを
特徴とする、高温電気化学反応装置。 2 少なくとも一個の連結個所16,20及び1
8,22において、電解質セラミツクス4と連
結材14との間に絶縁材24が含まれる実用新
案登録請求の範囲第1項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2746172A DE2746172C3 (de) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | Verbund von elektrochemischen Festelektrolytzellen |
DE2746172.9 | 1977-10-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60113956U JPS60113956U (ja) | 1985-08-01 |
JPS6340848Y2 true JPS6340848Y2 (ja) | 1988-10-25 |
Family
ID=6021415
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11446478A Pending JPS5458684A (en) | 1977-10-14 | 1978-09-18 | Connection of electrochemical solid electrolytic cell |
JP1984179265U Granted JPS60113956U (ja) | 1977-10-14 | 1984-11-26 | 高温電気化学反応装置 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11446478A Pending JPS5458684A (en) | 1977-10-14 | 1978-09-18 | Connection of electrochemical solid electrolytic cell |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4174260A (ja) |
JP (2) | JPS5458684A (ja) |
DE (1) | DE2746172C3 (ja) |
FR (1) | FR2406006B1 (ja) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3325285A1 (de) * | 1983-07-13 | 1985-01-24 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Festelektrolytrohr fuer die hochtemperatur-wasserelektrolyse |
EP0275356B1 (en) * | 1984-10-23 | 1991-06-05 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Solid electrolyte fuel cell and method for preparing it |
US4631238A (en) * | 1985-01-18 | 1986-12-23 | Westinghouse Electric Corp. | Cobalt doped lanthanum chromite material suitable for high temperature use |
US4562124A (en) * | 1985-01-22 | 1985-12-31 | Westinghouse Electric Corp. | Air electrode material for high temperature electrochemical cells |
US4648955A (en) * | 1985-04-19 | 1987-03-10 | Ivac Corporation | Planar multi-junction electrochemical cell |
US4659448A (en) * | 1985-11-12 | 1987-04-21 | Igr Enterprises | Solid state electrochemical pollution control device |
US5022975A (en) * | 1985-11-12 | 1991-06-11 | 16R Enterprises, Inc. | Solid state electrochemical pollution control device |
EP0275364B1 (en) * | 1986-09-30 | 1992-01-08 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Solid electrolytic fuel cell and method for manufacturing same |
JP2675546B2 (ja) * | 1986-12-17 | 1997-11-12 | 三菱重工業株式会社 | 固体電解質燃料電池 |
US4728584A (en) * | 1986-10-21 | 1988-03-01 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel cell generator containing self-supporting high gas flow solid oxide electrolyte fuel cells |
DE3640209A1 (de) * | 1986-11-25 | 1988-06-01 | Basf Ag | Batterien aus methanol/luft-brennstoffzellen mit polymeren elektrolyten hoher energie- und leistungsdichte und rohrfoermiger anordnung |
JP2601821B2 (ja) * | 1987-05-29 | 1997-04-16 | 日本原子力研究所 | 水蒸気の電解装置 |
US4791035A (en) * | 1987-12-10 | 1988-12-13 | Westinghouse Electric Corp. | Cell and current collector felt arrangement for solid oxide electrochemical cell combinations |
US5009763A (en) * | 1989-04-24 | 1991-04-23 | Advanced Technologies Management, Inc. | Honeycomb solid oxide electrolytic cell assembly and method |
US5108850A (en) * | 1990-08-01 | 1992-04-28 | Westinghouse Electric Corp. | Thin tubular self-supporting electrode for solid oxide electrolyte electrochemical cells |
DE4033284A1 (de) * | 1990-10-19 | 1991-02-14 | Asea Brown Boveri | Anordnung von brennstoffzellen auf der basis eines hochtemperatur-feststoffelektrolyten |
GB9023091D0 (en) * | 1990-10-24 | 1990-12-05 | Ici Plc | Composite membranes and electrochemical cells containing them |
DE4104841A1 (de) * | 1991-02-16 | 1992-08-20 | Abb Patent Gmbh | Brennstoffzellenanordnung |
DE4114644A1 (de) * | 1991-05-04 | 1992-11-05 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zur mechanischen verbindung von hochtemperaturbrennstoffzellen mit einem brennstoffzellentraeger |
US5454923A (en) * | 1991-06-04 | 1995-10-03 | Ceramatec, Inc. | Inert gas purifying system |
US5200279A (en) * | 1991-10-11 | 1993-04-06 | Westinghouse Electric Corp. | Solid oxide fuel cell generator |
US5932146A (en) * | 1996-02-29 | 1999-08-03 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Air electrode composition for solid oxide fuel cell |
US5686198A (en) * | 1996-02-29 | 1997-11-11 | Westinghouse Electric Corporation | Low cost stable air electrode material for high temperature solid oxide electrolyte electrochemical cells |
RU2125039C1 (ru) * | 1997-01-14 | 1999-01-20 | Шульгин Александр Иванович | Гуминовый концентрат, способ его получения, устройство для электрохимического получения гуминового концентрата (варианты). способ очистки воды от примесей, способ обезвоживания вязкотекучих сред, способ детоксикации органических соединений, способ утилизации осадков сточных вод, способ создания почв из естественных и искусственных грунтов и восстановления плодородия деградированных почв, способ компостирования органических отходов, способ утилизации осадков водопроводных вод |
WO2003096470A1 (en) * | 2002-05-07 | 2003-11-20 | The Regents Of The University Of California | Electrochemical cell stack assembly |
US6852204B2 (en) * | 2002-07-31 | 2005-02-08 | Praxair Technology, Inc. | Wall construction for electrolytic cell |
WO2005075710A1 (en) * | 2004-01-08 | 2005-08-18 | Praxair Technology, Inc. | Wall construction for electrolytic cell |
US9531013B2 (en) * | 2011-06-15 | 2016-12-27 | Lg Fuel Cell Systems Inc. | Fuel cell system with interconnect |
JP5675661B2 (ja) * | 2012-01-06 | 2015-02-25 | 三菱重工業株式会社 | 固体電解質型燃料電池セルチューブの製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52121743A (en) * | 1976-04-07 | 1977-10-13 | Kogyo Gijutsuin | Solid electrolyte fuel cell |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3402230A (en) * | 1965-06-21 | 1968-09-17 | Gen Electric | Method of producing tubular fuel cell stack |
US3479274A (en) * | 1967-03-27 | 1969-11-18 | Nalco Chemical Co | Electrochemical cell having ceramic-lined tubular cathodes |
CH515623A (fr) * | 1969-05-16 | 1971-11-15 | Comp Generale Electricite | Pile à combustible à électrolyte solide fonctionnant à haute température |
DE2125208A1 (de) * | 1971-05-21 | 1972-11-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Gleichstromquelle aus elektrisch in Reihe geschalteten Brennstoffzellen |
DE2614727A1 (de) * | 1976-04-06 | 1977-10-27 | Bbc Brown Boveri & Cie | Festelektrolyt-batterie |
-
1977
- 1977-10-14 DE DE2746172A patent/DE2746172C3/de not_active Expired
-
1978
- 1978-09-18 JP JP11446478A patent/JPS5458684A/ja active Pending
- 1978-09-25 FR FR7827867A patent/FR2406006B1/fr not_active Expired
- 1978-10-11 US US05/950,364 patent/US4174260A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-11-26 JP JP1984179265U patent/JPS60113956U/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52121743A (en) * | 1976-04-07 | 1977-10-13 | Kogyo Gijutsuin | Solid electrolyte fuel cell |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4174260A (en) | 1979-11-13 |
FR2406006A1 (fr) | 1979-05-11 |
DE2746172C3 (de) | 1981-02-05 |
FR2406006B1 (fr) | 1985-07-05 |
DE2746172A1 (de) | 1979-04-19 |
JPS5458684A (en) | 1979-05-11 |
DE2746172B2 (de) | 1980-05-22 |
JPS60113956U (ja) | 1985-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6340848Y2 (ja) | ||
JP2947557B2 (ja) | 高温固体電解質燃料電池発電装置 | |
US8389180B2 (en) | Electrolytic/fuel cell bundles and systems including a current collector in communication with an electrode thereof | |
JP2002289249A (ja) | 固体電解質型燃料電池スタック構造体 | |
US20080038621A1 (en) | Electrochemical devices | |
JP2700390B2 (ja) | 固体酸化物燃料電池 | |
JP2011065989A (ja) | 固体酸化物燃料電池の接続型セル構造 | |
JP2000086204A (ja) | 酸素含有ガスから酸素を分離する方法 | |
JPH06243879A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
JPH07235316A (ja) | 円筒形固体電解質燃料電池 | |
JP4093321B2 (ja) | 混成型多孔質管体 | |
JP2019204592A (ja) | 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック | |
KR20190111088A (ko) | 전기 화학 반응 단위 및 전기 화학 반응 셀 스택 | |
JP6982582B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
JP6539179B2 (ja) | 電気化学反応単セルおよび電気化学反応セルスタック | |
JPH0665045B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP4102877B2 (ja) | 混成型多孔質管体の製造方法 | |
JPH07145492A (ja) | 水蒸気電解用セル | |
JPH0734281A (ja) | 高温水蒸気電解セル | |
KR101606161B1 (ko) | 관형 금속 지지체 기반의 고체산화물 연료전지 제조 방법 | |
RU2502158C2 (ru) | Способ изготовления электрохимического преобразователя энергии и электрохимический преобразователь энергии | |
JPH01267964A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
JPH103932A (ja) | 円筒横縞型固体電解質燃料電池 | |
US8968959B2 (en) | Method for fabrication of electrochemical energy converter and the electrochemical energy converter | |
JPH10106611A (ja) | 固体電解質型燃料電池 |