JPWO2018154629A1 - 電気化学セル - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態に係る電気化学セルは、電解セルよりも硬度が低い保持材を介して電解セルを支持することで、曲げ応力による電解セルの変形抑制を図ったものである。より詳しく、以下に説明する。
一方、水蒸気などの電気分解を行う場合には、外部負荷に代えて外部電源が接続され、発電時の逆反応が進行する。すなわち、単位セル100は、上記したSOFCにおける反応の逆反応を動作原理とし、固体酸化物形電解セル102(Solid Oxide Electrolysis Cell:SOEC)としても機能する。なお、単位セル100は、SOFCまたはSOECとしてのみ機能するものでもよい。
第1実施形態に係る電気化学セル1は、第1保持材104a及び第2保持材104bの対向する面の間に第1シール材106を配置し、電解セル102の酸素極側の面、及び電解セル102の燃料極側の面の内の少なくとも一方の面と、保持材104の間に第2シール材108を配置した。本変形例では、第1シール材106、第2シール材108をシール接着剤とすることで相違する。電気化学セル1の構成は、第1実施形態と同等であるので、説明を省略する。
第1実施形態に係る保持材104の支持部1040は平板状に構成されていたのに対し、第2実施形態に係る保持材104の支持部1040は、波状に構成されることで相違する。
第1実施形態では、第1セパレータ200a上に、単位セル100を配置していたが、本実施形態では、位置決めピン206を介して単位セル100を第1セパレータ200a上に、配置することで相違する。
第1実施形態では、第1セパレータ200a上に、単位セル100を配置していたが、本実施形態では、位置決め台座208を介して単位セル100を第1セパレータ200a上に、配置することで相違する。
第1実施形態では、電解セル102と保持材104の間に第2シールド材を配置していたが、本実施形態では、更に保持材104にガスシールドのためのガス経路122を設けていることで相違する。
Claims (8)
- 電解質膜、当該電解質膜の一方の面に設けられた酸素極と、当該電解質膜の他方の面に設けられた水素極とを少なくとも有する平板状の電解セルと、
前記電解セルよりも硬度が低い保持材であって、前記電解セルの周縁領域の少なくとも一部を支持し、前記電解セルを保持する保持材と、
前記酸素極に供給される酸化剤ガスと前記水素極に供給される還元剤ガスとを分配するセパレータであって、前記保持材を介して電解セルを支持すると共に、当該酸素極及び当該水素極それぞれに電気的に接続されるセパレータと、
を備える電気化学セル。 - 前記保持材は、前記電解セルの側面の外周に支持部を有し、前記セパレータは当該支持部を支持する請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記保持材は、第1保持材と、第2保持材と、で構成され、
当該第1保持材及び当該第2保持材により前記電解セルの前記周縁領域の上下が挟みこまれた状態で、当該電解セルが前記保持材により保持され、
前記第1保持材は、第1開口を有し、前記第2保持材は、第2開口を有し、
前記セパレータは、第1開口を介して前記水素極と電気的に接続され、第2開口を介して前記酸素極と電気的の接続される請求項1又は2に記載の電気化学セル。 - 前記第1保持材及び前記第2保持材の対向する面は平面状であり、
当該対向する面の間に配置され、前記第1保持材及び前記第2保持材の周辺部を密封する第1シール材と、
前記電解セルの前記一方の面、及び前記他方の面の内の少なくともいずれかの面と前記保持材の間に設けられ、当該一方の面、及び当該他方の面の内の少なくとも一方の面と前記保持材の間を密封する第2シール材と、
を更に備える請求項3に記載の電気化学セル。 - 前記支持部は、水素極側に尖った突起状の形状をしている請求項2に記載の電気化学セル。
- 前記セパレータは、位置決めピンを有し、
前記保持材は、端部に当該位置決めピンをはめるピン穴を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電気化学セル。 - 前記セパレータは、位置決め台座を有し、
前記保持材は、端部に当該位置決め台座に対応する切欠きを有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電気化学セル。 - 前記保持材の上流側にガス侵入穴を設け、保持材内にガスシールドのためのガス経路を設けることを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
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