JP2000306590A - Solid electrolyte fuel cell - Google Patents

Solid electrolyte fuel cell

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JP2000306590A
JP2000306590A JP11112284A JP11228499A JP2000306590A JP 2000306590 A JP2000306590 A JP 2000306590A JP 11112284 A JP11112284 A JP 11112284A JP 11228499 A JP11228499 A JP 11228499A JP 2000306590 A JP2000306590 A JP 2000306590A
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Japan
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separator
cell
fuel
gas
flat
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JP11112284A
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Japanese (ja)
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Yuichi Hishinuma
祐一 菱沼
Yoshio Matsuzaki
良雄 松崎
Takashi Ogiwara
崇 荻原
Miyuki Uratani
美由紀 浦谷
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 燃料ガス及び酸化剤ガスを平板型単電池に均
等に供給し、高い発電効率が得られる固体電解質燃料電
池。 【解決手段】セラミックセパレータ4の中央には、平板
型単電池8を収容する収容部12が形成してあり、収容
部12の周囲に燃料ガス用供給通路14と、燃料ガス用
排気通路16と、酸化剤ガス用供給通路18と、酸化剤
ガス用排気通路20が形成され、燃料ガス用供給通路1
4と、燃料ガス用排気通路16は、収容部12を挟んで
対向して形成してあり、かつ収容部12の向き合う辺と
平行にほぼ同じ長さに形成してあり、また、酸化剤ガス
用供給通路18と酸化剤ガス用排気通路20は、溝15
が形成されている箇所の向き合う辺と平行に、かつその
辺とほぼ同じ長さに形成してある、固体電解質燃料電
池。
(57) [Summary] (Modified) [PROBLEMS] A solid electrolyte fuel cell capable of uniformly supplying a fuel gas and an oxidizing gas to a flat cell to obtain high power generation efficiency. An accommodating portion for accommodating a flat cell is formed in the center of a ceramic separator, and a fuel gas supply passage, a fuel gas exhaust passage, and a fuel gas exhaust passage are provided around the accommodating portion. , An oxidizing gas supply passage 18 and an oxidizing gas exhaust passage 20 are formed.
The fuel gas exhaust passage 16 and the exhaust passage 16 for fuel gas are formed to face each other with the housing portion 12 interposed therebetween, and are formed to have substantially the same length in parallel with the sides of the housing portion 12 facing each other. Supply passage 18 and oxidant gas exhaust passage 20
The solid electrolyte fuel cell is formed in parallel with the opposite side of the portion where the is formed and at substantially the same length as that side.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ガス及び酸化
剤ガスを平板型単電池に均等に供給し、高い発電効率が
得られる固体電解質燃料電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid electrolyte fuel cell capable of uniformly supplying a fuel cell and an oxidizing gas to a flat plate type cell and obtaining high power generation efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、例えば空気と水素をそれぞれ、酸
化剤ガスおよび燃料ガスとして、燃料が本来持っている
化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電
池が、省資源、環境保護の観点から注目されており、特
に固体電解質燃料電池は発電効率が高く、廃熱を有効に
利用できるなど多くの利点を有するため研究、開発が進
んでいる。
2. Description of the Related Art Recently, fuel cells which directly convert chemical energy inherent in fuel into electric energy by using, for example, air and hydrogen as oxidizing gas and fuel gas, respectively, have attracted attention from the viewpoint of resource saving and environmental protection. Research and development are progressing because solid electrolyte fuel cells have many advantages such as high power generation efficiency and effective use of waste heat.

【0003】固体電解質燃料電池は、空気極及び燃料極
とを有する平板型単電池と、給排気孔を有するセパレー
タとから構成され、この平板型単電池とセパレータとを
複数積層してスタックとして形成して用いられる。
A solid electrolyte fuel cell is composed of a flat cell having an air electrode and a fuel electrode, and a separator having an air supply / exhaust hole. A plurality of such flat cells and separators are stacked to form a stack. Used as

【0004】平板型単電池は、イットリアなどをドープ
したジルコニア焼結体(YSZ)からなる平板型固体電
解質層の一面に、(La、Sr)MnOの空気極を、
他方の面にNi/YSZサーメットの燃料極を配置して
形成されている。
[0004] In the flat cell type, an air electrode of (La, Sr) MnO 3 is provided on one surface of a flat solid electrolyte layer made of a zirconia sintered body (YSZ) doped with yttria or the like.
The fuel electrode of Ni / YSZ cermet is arranged on the other surface.

【0005】また図6に、従来の内部マニホールド方式
の固体電解質燃料電池に使用されているセパレータの斜
視図を示す。セパレータ100は複合セパレータで、本
体部60と導電性酸化物製の集電部61から構成されて
いる。
FIG. 6 is a perspective view of a separator used in a conventional solid electrolyte fuel cell of the internal manifold type. The separator 100 is a composite separator and includes a main body 60 and a current collector 61 made of a conductive oxide.

【0006】本体部60は、ストロンチウムをドープし
たランタンクロマイト酸化物LaCrO からなり、
表面に凹んだポケット部62が形成され、ここに集電部
61が図の矢印に示すように嵌め込まれる。
The main body 60 is made of lanthanum chromite oxide LaCrO 3 doped with strontium.
A recessed pocket portion 62 is formed on the surface, into which the current collecting portion 61 is fitted as shown by the arrow in the figure.

【0007】本体部60は矩形状をなし、4隅にガスの
給排気孔64〜70が開けられている。給気孔64と排
気孔66は空気用の給排気孔で、一方の対角線方向に設
けられ、もう一方の対角線方向には燃料ガス用のガス給
気孔68と排気孔70が設けられている。
The main body 60 has a rectangular shape, and gas supply / exhaust holes 64 to 70 are formed at four corners. An air supply hole 64 and an exhaust hole 66 are air supply and exhaust holes for air, and are provided in one diagonal direction, and a gas supply hole 68 and an exhaust hole 70 for fuel gas are provided in the other diagonal direction.

【0008】集電部61の表面には、酸化剤ガス例えば
空気を均等に流通させるためのガス流通溝63が複数形
成してある。また、図示されていないが、本体部60の
裏面には燃料ガス流通溝が同様に刻設されている。更に
ポケット部62の中心に形成された導電孔69には導電
性部材が詰められ、表裏が導通される。
On the surface of the current collecting portion 61, a plurality of gas flow grooves 63 for uniformly flowing an oxidizing gas such as air are formed. Although not shown, a fuel gas flow groove is similarly formed on the back surface of the main body 60. Further, a conductive member is filled in the conductive hole 69 formed at the center of the pocket portion 62, and the front and back are electrically connected.

【0009】このようなセパレータ100と平板型単電
池を交互に積層し、各通路に燃料ガス及び空気を供給す
ることにより、各平板型単電池の各電極面にそれぞれ燃
料ガスと酸化剤ガスとが接触し起電力が発生する。
By alternately stacking such separators 100 and flat plate cells and supplying fuel gas and air to each passage, a fuel gas and an oxidizing gas are applied to each electrode surface of each flat plate cell. Contact and generate electromotive force.

【0010】例えば図6の表面において、空気は左側給
気孔64から本体部60の左側のへこみ65、集電部6
1のガス流通溝63を通り、反対側(右側)のへこみ6
7を流れて右側の排気孔66に流入する。同じように図
6の裏面において、燃料ガスは別の対角線方向に設けら
れた給気孔68、70の間を流れ、その途中で本体部6
0の裏面に設けられた燃料ガス流通溝(図示せず)を通
過し、起電力が発生する。
For example, on the surface shown in FIG. 6, air flows from the left air supply hole 64 to the left dent 65 of the main body 60,
1 through the gas flow groove 63 and the dent 6 on the opposite side (right side).
7, and flows into the exhaust hole 66 on the right side. Similarly, on the back surface of FIG. 6, the fuel gas flows between the air supply holes 68 and 70 provided in different diagonal directions, and the main body 6
The fuel cell passes through a fuel gas flow groove (not shown) provided on the back surface of the fuel cell 0 to generate an electromotive force.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セパレ
ータ100の各給気孔64、68から平板型単電池に供
給されている酸化剤ガスや燃料ガスは、セパレータ10
0の角部から供給されるため、各ガスが給気孔から放射
状に広がり平板型単電池に到達している。そのため、給
気孔に近い部分ではガスの濃度が濃くなり、一方給気孔
から遠い部分ではガスの濃度が薄くなるなど、平板型単
電池へ供給される燃料ガスや酸化剤ガスの供給濃度が平
板型単電池の場所によって不均一になっていた。
However, the oxidizing gas and the fuel gas supplied to the flat cell from each of the air supply holes 64 and 68 of the separator 100 are not separated by the separator 10.
Since the gas is supplied from the corner of 0, each gas spreads radially from the air supply hole and reaches the flat plate cell. For this reason, the concentration of the gas supplied to the flat unit cell is low, for example, the concentration of the gas is high in the portion close to the air supply hole, while the concentration of the gas is low in the portion far from the air supply hole. It was uneven depending on the location of the cell.

【0012】このように、燃料ガスや酸化剤ガスが平板
型単電池の各面にそれぞれ均一の濃度に供給されない
と、ガスの濃度が濃い部分では、発電に用いられないガ
スが発生し、また濃度が薄い部分では平板型単電池の発
電能力を使い切れない状態になるなど、平板型単電池に
おける発電が設計どおり行なわれず、発電効率の低下が
生じていた。
As described above, if the fuel gas and the oxidizing gas are not supplied to the respective surfaces of the flat plate cell at a uniform concentration, a gas which is not used for power generation is generated in a portion where the gas concentration is high, and In a part where the concentration is low, the power generation capacity of the flat cell is not fully used, for example, the power generation in the flat cell is not performed as designed, and the power generation efficiency is reduced.

【0013】本発明は、各ガスの不均一な供給を防止
し、効率の高い固体電解質燃料電池を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solid electrolyte fuel cell which prevents uneven supply of each gas and has high efficiency.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明では、従来の固体
電解質燃料電池は、燃料ガスや酸化剤ガスをセパレータ
の対角線方向に流通させているために、各ガスの供給に
不均一が発生する点に着目し、上記課題を解決するた
め、固体電解質燃料電池を次のように構成した。
According to the present invention, in the conventional solid electrolyte fuel cell, since the fuel gas and the oxidizing gas flow in the diagonal direction of the separator, the supply of each gas becomes uneven. Focusing on the point, in order to solve the above problems, a solid oxide fuel cell was configured as follows.

【0015】すなわち、固体電解質層の両面にそれぞれ
燃料極および空気極を備えた平板型単電池と、セラミッ
クセパレータと、合金セパレータとからなる固体電解質
燃料電池において、セラミックセパレータは、平板型単
電池を中央部分に収容する収容部と、収容部の底に燃料
ガスを流通させる複数の溝と、前記溝に通じ、収容部の
辺と平行で、かつ該辺とほぼ同じ長さにわたる燃料ガス
用の通路とを備え、また合金セパレータは、空気極に対
向する面に設けられた溝と、この溝に連通し、空気極が
対向する面の一辺と平行で、かつこの辺とほぼ同じ長さ
にわたる酸化剤ガス用通路とを備えて構成した。
That is, in a solid electrolyte fuel cell comprising a flat cell having a fuel electrode and an air electrode on both sides of a solid electrolyte layer, a ceramic separator and an alloy separator, the ceramic separator is a flat cell. A housing portion for housing the central portion, a plurality of grooves through which fuel gas flows at the bottom of the housing portion, and a fuel gas passage extending through the groove, parallel to a side of the housing portion, and extending over substantially the same length as the side. A passage is provided, and the alloy separator is provided with a groove provided on a surface facing the air electrode, and an oxidizing member communicating with the groove and extending in parallel with one side of the surface facing the air electrode and substantially the same length as this side. And an agent gas passage.

【0016】これにより、各ガスが送り出される通路、
及び排気する通路が平板型単電池と平行に、しかもほぼ
平板型単電池の辺と同じ長さにわたって形成されること
から、燃料ガスや酸化剤ガスが平板型単電池の全体に均
等に供給され、一定の濃度を保持でき、発電効率を向上
させることができる。
Thus, a passage through which each gas is sent out,
Since the exhaust passage is formed in parallel with the flat-plate unit cell and over substantially the same length as the side of the flat-plate unit cell, fuel gas and oxidizing gas are uniformly supplied to the entire flat-plate unit cell. , A constant concentration can be maintained, and power generation efficiency can be improved.

【0017】また、平板型単電池の周囲にシール剤を取
り付け、平板型単電池をセラミックセパレータの収容部
に収容したとき平板型単電池の周囲が密閉されるように
した。これにより、燃料ガスと酸化剤ガスの混合を防止
し、スタック内での燃料ガスと酸化剤ガスの燃焼を防止
し、局所的な温度上昇によるスタック等の破損や燃料電
池の効率低下を防止できる。
In addition, a sealant is attached to the periphery of the flat cell, so that when the flat cell is accommodated in the accommodating portion of the ceramic separator, the periphery of the flat cell is sealed. As a result, it is possible to prevent mixing of the fuel gas and the oxidizing gas, prevent combustion of the fuel gas and the oxidizing gas in the stack, and prevent damage to the stack or the like due to a local temperature rise and decrease in the efficiency of the fuel cell. .

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明にかかる燃料電池の一実施
例について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the fuel cell according to the present invention will be described.

【0019】図1、図2に、内部マニホールド方式の固
体電解質燃料電池の断面図を示す。
1 and 2 are cross-sectional views of an internal manifold type solid electrolyte fuel cell.

【0020】燃料電池2は、セラミックセパレータ4
と、合金セパレータ6と、平板型単電池8を組み合わせ
て構成された単電池10を複数積層して形成してあり、
セラミックセパレータ4や合金セパレータ6が、空気お
よび燃料の各ガスの給排気、分配および電気的接続の機
能を兼ね備える一体型の内部マニホールド方式の固体電
解質燃料電池である。
The fuel cell 2 includes a ceramic separator 4
And a plurality of unit cells 10 configured by combining an alloy separator 6 and a flat plate type cell 8.
The ceramic separator 4 or the alloy separator 6 is an integrated internal manifold type solid electrolyte fuel cell having functions of supply and exhaust, distribution, and electrical connection of each gas of air and fuel.

【0021】セラミックセパレータ4は、ほぼ正方形
で、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム等をド
ープしたランタンクロマイト系酸化物LaCrO等の
セラミック材から形成されている。セラミックセパレー
タ4の中央には、図5に示すように平板型単電池8を収
容する収容部12が形成してあり、収容部12の周囲に
燃料ガス用供給通路14と、燃料ガス用排気通路16
と、酸化剤ガス用供給通路18と、酸化剤ガス用排気通
路20が形成されている。
The ceramic separator 4 is substantially square and made of a ceramic material such as lanthanum chromite-based oxide LaCrO 3 doped with strontium, calcium, magnesium and the like. As shown in FIG. 5, a housing 12 for housing the flat cell 8 is formed at the center of the ceramic separator 4. A fuel gas supply passage 14 and a fuel gas exhaust passage are provided around the housing 12. 16
In addition, an oxidizing gas supply passage 18 and an oxidizing gas exhaust passage 20 are formed.

【0022】収容部12は、平板型単電池8にほぼ等し
い正方形状に形成してあり、収容部12の底部には、燃
料ガス用供給通路14から燃料ガス用排気通路16に向
かう方向に沿って底部全面に溝13と、中心に導電材を
詰める導電孔11が形成してある。
The storage section 12 is formed in a square shape substantially equal to the flat cell 8. The bottom of the storage section 12 extends along the direction from the fuel gas supply passage 14 to the fuel gas exhaust passage 16. A groove 13 is formed on the entire bottom surface, and a conductive hole 11 for filling a conductive material is formed at the center.

【0023】燃料ガス用供給通路14と、燃料ガス用排
気通路16は、収容部12を挟んで対向して形成してあ
り、かつ収容部12の向き合う辺と平行にほぼ同じ長さ
に形成してある。また燃料ガス用供給通路14と燃料ガ
ス用排気通路16の内側には、通路34、36が形成し
てある。通路34、36は、溝13に開口し、かつ図1
に示すように段部30、31が形成してあり、段部3
0、31により通路34、36が燃料ガス用供給通路1
4と燃料ガス用排気通路16にそれぞれ連通している。
The fuel gas supply passage 14 and the fuel gas exhaust passage 16 are formed so as to face each other with the housing portion 12 interposed therebetween, and are formed to have substantially the same length in parallel with the sides of the housing portion 12 facing each other. It is. In addition, passages 34 and 36 are formed inside the fuel gas supply passage 14 and the fuel gas exhaust passage 16. The passages 34, 36 open into the groove 13 and
Steps 30 and 31 are formed as shown in FIG.
The passages 34 and 36 are provided by the fuel gas supply passages 1 and 0
4 and the exhaust passage 16 for fuel gas.

【0024】また、合金セパレータ6は、耐熱性合金か
らなり、図4に示すように裏面側に酸化剤ガス用供給通
路18から酸化剤ガス用排気通路20に向かう方向に沿
った溝15が複数形成してある。溝15は、平板型単電
池8を積層したとき、その空気極に対面するように平板
型単電池8とほぼ同一形状の部分に形成してある。酸化
剤ガス用供給通路18と酸化剤ガス用排気通路20は、
溝15が形成されている箇所の向き合う辺と平行に、か
つその辺とほぼ同じ長さに形成してある。
The alloy separator 6 is made of a heat-resistant alloy. As shown in FIG. 4, a plurality of grooves 15 are formed on the back side along the direction from the oxidizing gas supply passage 18 to the oxidizing gas exhaust passage 20. It is formed. The groove 15 is formed in a portion having substantially the same shape as the flat cell 8 so as to face the air electrode when the flat cell 8 is stacked. The oxidizing gas supply passage 18 and the oxidizing gas exhaust passage 20
The groove 15 is formed in parallel with the facing side of the place where the groove 15 is formed, and has substantially the same length as that side.

【0025】また、酸化剤ガス用供給通路18と酸化剤
ガス用排気通路20の内側には、溝15に開口する通路
38、40が形成してある。更に酸化剤ガス用供給通路
18と通路38の間、及び酸化剤ガス用排気通路20と
通路40の間に、図2に示すように段部32、33が形
成してあり、段部32、33により通路38、40が酸
化剤ガス用供給通路18と酸化剤ガス用排気通路20と
それぞれ連通している。
Inside the supply passage 18 for oxidizing gas and the exhaust passage 20 for oxidizing gas, passages 38 and 40 opening to the groove 15 are formed. Further, steps 32, 33 are formed between the oxidizing gas supply passage 18 and the passage 38 and between the oxidizing gas exhaust passage 20 and the passage 40, as shown in FIG. The passages 33 and 40 communicate with the oxidizing gas supply passage 18 and the oxidizing gas exhaust passage 20 through 33.

【0026】平板型単電池8は、支持膜式単電池であ
り、図5に示すように、Ni/YSZサーメットからな
る燃料極を支持体とし、この燃料極上にYSZ電解質、
(La、Sr)MnO 空気極(いずれも図示せず)
の順にそれぞれ配置して形成してある。平板型単電池8
の周囲にはガラス材からなるシール材9が設けられ、収
容部12内に収容すると収容部12の内面、及び合金セ
ラミック6に密着する。尚、シール材9は発電中の昇温
等により軟化、あるいは溶融し、隙間を密閉するように
してもよい。また、シール材9はガラス製でなく、金属
ろう等隙間を密閉する材質であれば他のものでもよい。
As shown in FIG. 5, the flat-plate unit cell 8 is a support-membrane unit cell. The unit cell is a fuel electrode made of Ni / YSZ cermet as a support, and a YSZ electrolyte,
(La, Sr) MnO 3 air electrode (none shown)
And are formed in this order. Flat cell 8
A seal member 9 made of a glass material is provided around the inside of the housing portion 12, and when it is housed in the housing portion 12, it comes into close contact with the inner surface of the housing portion 12 and the alloy ceramic 6. Note that the sealing material 9 may be softened or melted by a rise in temperature during power generation or the like, thereby closing the gap. In addition, the sealing material 9 is not made of glass, and may be other material as long as it is a material that seals the gap, such as metal brazing.

【0027】次に、燃料電池2の作用について説明す
る。
Next, the operation of the fuel cell 2 will be described.

【0028】燃料電池2は、図1または図2に示すよう
に、セラミックセパレータ4と単電池8と合金セパレー
タ6を交互に積層し、上下方向に所定の荷重等をかけ、
互いの隙間を密閉する。すると、各セラミックセパレー
タ4と合金セパレータ6の燃料ガス用供給通路14、燃
料ガス用排気通路16、酸化剤ガス用供給通路18、酸
化剤ガス用排気通路20が縦方向にそれぞれ連通し、燃
料電池2の内部に各ガスの通路が上下方向に4本形成さ
れる。
As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the fuel cell 2 has ceramic separators 4, unit cells 8, and alloy separators 6 alternately stacked, and a predetermined load or the like is applied vertically.
Seal the gap between each other. Then, the fuel gas supply passage 14, the fuel gas exhaust passage 16, the oxidant gas supply passage 18, and the oxidant gas exhaust passage 20 of each of the ceramic separator 4 and the alloy separator 6 communicate with each other in the vertical direction, and the fuel cell Four gas passages are formed in the inside of the tube 2 in the vertical direction.

【0029】そして、燃料ガス用供給通路14に燃料ガ
スを供給すると、図1の矢印に示すように燃料ガスは、
段部30を通って通路34を通り、溝13を流れ、平板
型単電池8の燃料極に接触する。平板型単電池8の燃料
極に接触した燃料ガスは、溝13を通過して通路36を
通り、段部31から燃料ガス用排気通路16に流入し、
排気される。
When the fuel gas is supplied to the fuel gas supply passage 14, the fuel gas is supplied as shown by the arrow in FIG.
The gas flows through the groove 13 through the passage 34 through the stepped portion 30, and comes into contact with the fuel electrode of the flat plate cell 8. The fuel gas in contact with the fuel electrode of the flat plate cell 8 passes through the groove 13, passes through the passage 36, flows from the step 31 into the fuel gas exhaust passage 16,
Exhausted.

【0030】また、図2に示すように空気を酸化剤ガス
用供給通路18に供給すると、空気は段部32を通り、
通路38から溝15に流入して平板型単電池8の空気極
に接触する。平板型単電池8の空気極に接触した空気
は、溝15を通過して通路40を通り、段部33から酸
化剤ガス用排気通路20に流入し、排気される。
When air is supplied to the oxidizing gas supply passage 18 as shown in FIG. 2, the air passes through the step 32,
It flows into the groove 15 from the passage 38 and comes into contact with the air electrode of the flat cell 8. The air that has come into contact with the air electrode of the flat plate cell 8 passes through the groove 15, passes through the passage 40, flows into the oxidant gas exhaust passage 20 from the step 33, and is exhausted.

【0031】燃料電池2を所定の温度に上昇させた上
で、このように平板型単電池8の燃料極と空気極にそれ
ぞれ燃料ガスと空気とを接触させると、平板型単電池8
で発電がおこなわれ、各単電池10を直列に接続して、
電流を取り出すことができる。
After the fuel cell 2 is heated to a predetermined temperature and the fuel gas and the air are brought into contact with the fuel electrode and the air electrode of the flat cell 8 in this way, the flat cell 8
Power generation is performed by connecting each cell 10 in series,
Current can be extracted.

【0032】このように燃料電池2によれば、各ガスの
通路が平板型単電池8の各辺に対して平行で、しかも各
辺とほぼ同じ長さに形成してあることから、燃料ガス及
び空気等の酸化剤ガスが均等に平板型単電池8に接触す
ることから、効率のよい発電作用を実現することができ
る。
As described above, according to the fuel cell 2, the passage of each gas is formed in parallel with each side of the flat cell 8 and at substantially the same length as each side. In addition, since the oxidizing gas such as air and the like uniformly comes into contact with the flat cell 8, an efficient power generation operation can be realized.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の燃料電池によれば、燃料ガスや
酸化剤ガスを平板型単電池に供給、排気する通路を、平
板型単電池に対して平行で、かつ平板型単電池の長さに
ほぼ等しく形成したことから、これらガスを平板型単電
池の全面に均等に供給し、平板型単電池全面で十分な発
電を行なわせ、高い発電効率を有する固体電解質燃料電
池を提供することができる。
According to the fuel cell of the present invention, the passage for supplying and exhausting fuel gas and oxidizing gas to and from the flat unit cell is parallel to the flat unit cell and the length of the flat unit cell. Since these gases are formed almost equally, these gases are evenly supplied to the entire surface of the flat-plate unit cell, sufficient power is generated over the entire flat-plate unit cell, and a solid electrolyte fuel cell having high power generation efficiency is provided. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる燃料電池を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a fuel cell according to the present invention.

【図2】本発明にかかる燃料電池を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a fuel cell according to the present invention.

【図3】セラミックセパレータを示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a ceramic separator.

【図4】合金セパレータを示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an alloy separator.

【図5】単電池を示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a unit cell.

【図6】従来の単電池を示す分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view showing a conventional unit cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 燃料電池 4 セラミックセパレータ 6 合金セパレータ 8 平板型単電池 10 単電池 12 収容部 14 燃料ガス用供給通路 16 燃料ガス用排気通路 18 酸化剤ガス用供給通路 20 酸化剤ガス用排気通路 30、31、32、33 段部 34、36、38、40 通路 Reference Signs List 2 fuel cell 4 ceramic separator 6 alloy separator 8 flat cell 10 cell 12 housing 14 fuel gas supply passage 16 fuel gas exhaust passage 18 oxidant gas supply passage 20 oxidant gas exhaust passage 30, 31, 32, 33 step 34, 36, 38, 40 passage

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平板型固体電解質層の表裏面に燃料極と
空気極とを配置してなる平板型単電池と、前記平板型単
電池に各ガスを供給するガス給排気孔を有するセパレー
タとを交互に積層し、前記給排気孔を通して前記平板型
単電池に燃料ガス及び酸化剤ガスを分配して発電を行な
う固体電解質燃料電池において、 前記セパレータは、第1セパレータと第2セパレータか
らなり、 前記第1セパレータは、中央部に前記平板型単電池を収
容する収容部を有し、かつ該収容部を挟み燃料ガス供給
孔と燃料ガス排気孔、及び酸化剤ガス供給孔と酸化剤ガ
ス排気孔を前記収容部の周縁にそれぞれ対向させた状態
で該収容部の周縁に対して平行、かつほぼ同じ長さに形
成し、かつ前記燃料ガス供給孔および燃料ガス排気孔を
前記収容部の両端にそれぞれ開口させる通路を有し、 前記第2セパレータは、前記燃料ガス供給孔、燃料ガス
排気孔、酸化剤ガス供給孔、酸化剤ガス排気孔をそれぞ
れ前記第1セパレータと同一に形成し、かつ該第2セパ
レータと前記第1セパレータとを積層したとき前記収容
部に対応する位置にガス導通溝を形成するとともに酸化
剤ガス供給孔と酸化剤ガス排気孔を前記ガス導通溝の両
端に開口させる通路を有して構成したことを特徴とする
固体電解質燃料電池。
1. A flat cell having a fuel electrode and an air electrode disposed on the front and back surfaces of a flat solid electrolyte layer, and a separator having gas supply / exhaust holes for supplying each gas to the flat cell. Are alternately stacked, and in a solid electrolyte fuel cell that generates power by distributing fuel gas and oxidizing gas to the flat cell through the air supply and exhaust holes, the separator includes a first separator and a second separator, The first separator has a housing portion for housing the flat cell in a central portion thereof, and a fuel gas supply hole and a fuel gas exhaust hole, and an oxidant gas supply hole and an oxidant gas exhaust hole sandwiching the accommodation portion. A hole is formed parallel to and substantially the same length as the periphery of the housing portion with the holes facing the periphery of the housing portion, and the fuel gas supply hole and the fuel gas exhaust hole are formed at both ends of the housing portion. Open to each The second separator has the same fuel gas supply hole, fuel gas exhaust hole, oxidant gas supply hole, and oxidant gas exhaust hole as the first separator, and the second separator A gas passage groove is formed at a position corresponding to the storage portion when the separator and the first separator are stacked, and a passage is provided for opening an oxidant gas supply hole and an oxidant gas exhaust hole at both ends of the gas passage groove. A solid electrolyte fuel cell characterized by having a configuration as described above.
【請求項2】 前記第1セパレータの通路を前記収容部
の裏面に形成し、前記第2セパレータの通路を前記ガス
導通溝の裏面に形成したことを特徴とする請求項1に記
載の固体電解質燃料電池。
2. The solid electrolyte according to claim 1, wherein a passage of the first separator is formed on a back surface of the housing portion, and a passage of the second separator is formed on a back surface of the gas conducting groove. Fuel cell.
【請求項3】 前記第1セパレータはセラミックで形成
し、前記第2セパレータを導電性合金で形成したことを
特徴とする請求項1また2に記載の固体電解質燃料電
池。
3. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the first separator is formed of ceramic, and the second separator is formed of a conductive alloy.
【請求項4】 前記収容部と前記平板型単電池の間にガ
ラス製のシール材を設け、前記収容部と前記平板型単電
池の間における前記燃料ガスと前記酸化剤ガスとの混合
を防止したことを特徴とした請求項1〜3のいずれか1
項に記載の固体電解質燃料電池。
4. A sealing material made of glass is provided between the storage section and the flat cell to prevent mixing of the fuel gas and the oxidizing gas between the storage section and the flat cell. 4. The method according to claim 1, wherein
Item 6. The solid electrolyte fuel cell according to item 1.
【請求項5】 前記平板型単電池は、燃料極を支持体と
した支持膜式単電池であることを特徴とした請求項1〜
4のいずれか1項に記載の固体電解質燃料電池。
5. The unit cell according to claim 1, wherein said flat plate type cell is a support membrane type cell using a fuel electrode as a support.
5. The solid electrolyte fuel cell according to any one of 4.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002270200A (en) * 2001-03-07 2002-09-20 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Gas separator for solid oxide fuel cell, member thereof, stack unit using the same, and solid oxide fuel cell stack
JP2004348978A (en) * 2003-05-19 2004-12-09 Honda Motor Co Ltd Fuel cell
JP2009037889A (en) * 2007-08-02 2009-02-19 Gyoseiin Genshino Iinkai Kakuno Kenkyusho Stack flow path for planar solid oxide fuel cells

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