JPH02220363A

JPH02220363A - 物質中に化学ポテンシヤルとして存在するエネルギを電気エネルギに変換する装置

Info

Publication number: JPH02220363A
Application number: JP1328539A
Authority: JP
Inventors: Ulf Dr Bossel; ウルフ・ボツセル
Original assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; ABB AB
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1990-09-03
Also published as: EP0374636A1

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、化学エネルギを電気エネルギに変換する高温
燃料電池に関する。電気化学エネルギ変換装置は取扱が
容易でかつ高い効率のために重要である。

本発明Ｑ工、イオン導体としてセラミック固体電解質を
使用した電気化学的高温電池の開発に関しており、その
際この装置は使用した燃料にあまり依存しないべきであ
る。

特に、本発明は物質中に化学ポテンシャルとして存在す
るエネルギを、電気化学的高温プロセスに基づき電気エ
ネルギに変換する装置に関する。

〔従来の技術〕

セラミック固体電解質乞備えた燃料電池は多数の刊行物
から公知である（　０．　ＡｎｔＯｎＳｅｎ。

Ｗ、　Ｂａｕｋａ　Ｉ　ｓよび’ｖＶ、　Ｆ　ｉ　ｓ　
ｃｈ　ｅ　ｒ、”Ｈｏｃｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ８ｒｅ
ｎｎｓｔｏｆｆｌ）ａｔｔｅｒｉｅ　ｍｉｔ　ｋｅｒａ
ｍｉｓｃｈｅｍＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｎ’、　　Ｂｒ
ｏｗｎ　８ｏｖｅｒｉ　ＭｉｔｔｅｉｌｕｎｇｅｒＪａ
ｎｕａｒ／Ｆｅｂｒｕａｒ　１９６６、２１〜３０頁；
　Ｆ、　Ｊ、　Ｒｏｈｒ。

Ｈｉｇｈ　　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ　　ｆｕｅｌ　　ｃ
ｅｌｌｓ”、　５ｏｌｉｄＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ、
Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ　　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ１
９７８．４３１〜４５０頁参照）。

セラミック固体電解質？備えた燃料電池の開発において
、今までほとんどもっばらセラミック部品の改善Ｒよび
低価格下に取り組んできた（米国特許第４６９２２７４
号および同第４３９５４６８号明細書）。これらの提案
は、管状の燃料電池素子の配列および配線、組立て、封
止の詳細に言及している。しかしこのセラミック素子を
１つの完成した製品に統合するような記載は見られない
。

米国特許第４３４２８１６号明細書には、円筒形の容器
中に燃料電池を配置する手段が記載されている。この場
合は１重壁の容器であワ、この中には燃料電池素子の積
層物が一定の幾何学模様に従って、燃料ガス、燃焼空気
および冷却空気の供給が可能なように配置されている。

いずれにせよこの積層物は冷却されねばならず、冷却空
気は外部から内部へ流れる。

原則として、燃料電池積層物は、平らな異型底形された
個々の板？積み重ねてダクトヲ形成させ、これに空気ま
た（工燃料ガス乞導通させるよ５に構成されている。常
に、空気または燃料ガスが流れる平行したダクト配列が
選択される（米国特許第４６３１２２９号明細書参照）
。

この配列の場合、積層板の端面でのガスの集結および分
配に大きな問題が生じる。

セラミック燃料電池２よびバッテリの今まで公知の構造
は体積、出力、効率ならびにガス状媒体流の案内に関し
て改善の余地がある。従って、燃料電池の構造上および
運転上の観点での配ｆｉｔ’に改善するという重大な必
要性がある。

〔発明か解決しようとする課題〕

本発明の課題は、高い出力の集中が得られ、構造上簡単
で、簡潔でかつコンパクトに作製され、高い効率で最適
な運転制御を保証するような、電気的高温プロセスで化
学エネルギ乞電気エネルギに変換する装置を開発するこ
、とであった。この運転制御の様式には広い許容範囲が
あるべきである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、高い出力の集中が得られ、構造上簡単
で、簡潔でかつコンパクトに作製され、高い効率で最適
な運転制御を保証するような、電気的高温プロセスで化
学エネルギン電気エネルギに変換する装置ケ開発するこ
とであった。この運転制御の様式に（工広い許容範囲が
あるべきである。

〔課題χ解決するための手段〕

前記課題は、冒頭に述べた装置において、断熱性容器中
に酸化ジルコニウムベースのセラミック高温固体電解質
を有する、電気的直列またはグループごとに直・平列に
接続した、平坦な燃料電池の１つ以上の積層物が配置さ
れ、かつ前燃焼どよび後燃焼する装置およびガス流から
他のガス流または液体流へならびに廃ガスから外部の循
環路へのエネルギ伝達用の熱交換器？備えている装置に
より解決されろ。

〔実施例〕

本発明を、次に図面による実施例につき詳説する。

第１図は、多数の高温燃料電池を用いて化学エネルギを
電気エネルギに変換する装置の縦断面図である。１は酸
素担持ガス（通常は空気０２＋４Ｎ２）の供給口であり
、２はその予熱装置である。酸素担持ガスはドーム状の
キャップ部乞介して二重壁の断熱容器３（ダブルジャフ
ットケーシング）に達する。この断熱容器は有利に耐熱
・耐蝕性材料（特殊鋼、ニッケル合金）からなっている
。酸素担持ガスは容器３の二重壁の間の空間でさらに加
熱される。４は、底５と気密に固定封鎖されている容器
３のフランジである。この全体は図面に記載した台座６
に固定されている。７は、予熱された酸素担持ガス用の
、セラミック燃料電池に通じる導管であり、この導管は
、容器３のダブルジャケットと、前記電池の同室の酸素
側と乞連結している。８は、装置に供給すべきガス状の
燃料（ＣＨ４）用の供給管である。９はガス状燃料用の
予熱装置である。ガス状燃料は導管１０を介して容器３
の内部にあるセラミック燃料電池１１に達する。１２は
電気的導線であり、この導線は燃料電池１１の電極から
発し、貫通部１３乞通り、後接するインノζ−メー（チ
ョツノξ−）１４の直流電圧端子１５に連結している。

１６は交流電圧端子である。１７は、空気の場合に、酸
素担持ガスとしての不活性ガス（窒素ガス）用ならびに
酸素過剰で装置を運転する場合、場合により存在する酸
素残留ガス用の導出管である。１８は、不活性ガス（酸
素残分な含む）用の排出管である。１９は、ガス状反応
生成物（二酸化炭素、水蒸気）用排出管である。

第２図は、第１図による装置の左の部分における、ガス
状媒体用供給Ｓよび導出ダクトの詳細を表わす部分縦断
面図である。３は、フランジ牛と底５とで下方が閉じた
二重壁容器である。

２０は、酸素担持ガス用の供給ダクトであり、この供給
ダクトは、下部では管および中空シリンダ状のセラミッ
ク支持部２２ならびに活性部では積み重なった燃料電池
中の開口部によって構成されている。２１は、同様に構
成された相応する、酸素担持ガスもしくは不活性ガス用
の導出ダクトである。２３は、ガス状燃料用の中央の供
給ダクトである。このダクトは管により構成されており
、燃料が水平面で外方向（（放射状に流れ、燃料電池に
均等に当たるように、活性部で開口を備えている。２４
は、図面平面に対して横方向に位置する平坦な燃料電池
のそれぞれ１つの積層物である。２５は、２４に対して
直角に配置され、図面平面に対して長手方向に位置する
平坦な燃料電池の積層物である。それぞれ２対の積層物
２４および２５＆工、同一水平面上に２つずつ存在する
積層物２４の電池上に、同様に同一水平面上に２つずつ
存在する積層物２５の電池が続き、さらにこれが繰り返
されるように、交互に組み合わさっている。

第３図は、第２図による装置の、燃料電池の交互に組み
合わされている積層物の配置についての横断面図である
。関連する番号は全て第２図のものと一致する。横方向
に位置する積層物２牛と長手方向に位置する積層物２５
との重複ならびに共通の供給ダクト２０および２３なら
びに導出ダクト２１が明らかに概観できる。ダクト２３
から燃料は、均一に半径方向で外縁（容器３の壁）に向
って流出する。

第４図を工、封止および締めつげ位置での燃料電池の積
層物の層構造の詳細な縦断面図である。

２６は、平坦な板状素子の形の燃料電池用の多孔性セラ
ミック支持体である。この中空板状索子Ｑ工補強リグ２
７を備えており、このリグは同時に酸素担持ガスのガイ
ドに役立っている。２８は、セラミック支持体２６の酸
素側であり、２９は、その燃料側である。３０は、それ
ぞれ酸素担持ガス用のダクトである。ダクト３０は、板
状素子の全面にわたり、酸素担持ガスを最適に供給およ
び分配するようになっている。セラミック支持体２６は
、・ぞツキン３１用の溝乞備えている。燃料電池もしく
は板状素子の積層物は鉛直の通しメルト３２により緊締
されている。

この通しメルトはそのヘラｌ′（締めつけ位置）にセラ
ミック絶縁材料からなるエンドキャップ３３に備えてい
る。特別な場合では、多様な積層物乞緊締するため、通
しぎルトの代わりに外側のＵ字形のクランプを用いるの
が有利である。

第５図は、燃料電池用の個々の多孔性セラミック支持体
（板状素子）の正面から見た部分断面図である。２６は
内側の酸素側２８と外側の燃料側２９と乞備えた矩形セ
ラミック支持体である。右半分（断面図）には酸素担持
ガス用のダクト３０が見られる。燃料側２９は、電極Ｒ
よび固体電解質からなる活性層３４を支持する。

支持体の双方の狭幅側にパツキンの合わせ面３５が設け
られている。

第６図は、第５図の燃料電池用の個々の多孔性セラミッ
ク支持体（板状素子）の上から見た部分断面図である。

２０および２１は、酸素担持ガス用の供給および導出ダ
クト（第２図参照）であり、このダクトはこの部分で板
状素子の狭幅側の相応する開口部自体により形成される
。

２７は、セラミック支持体２６中にあるリプであり、ダ
クト３ｏを隔てている。酸素担持ガスの供給方向は矢印
により示す。３６は板状素子の活性部分の電気的接続部
である。その他の番号は第５図のものと一致する。支持
体２６は、牛つの積層物がシリンダ状の室をより有効て
利用すること？保証するために、丸く面取りされている
（第３図参照）。

電気化学的プロセスを実施する実験装置は、主として二
重壁断熱容器（ダブルジャケットケーシング）３中て収
容された、積み重ねられて配置された多数の燃料電池１
１かもなっている。

容器の内側ジャケットは硫黄に対して不感応性で耐熱・
耐スケール性の高クロム含量の鋼からなり、内径＋００
謁内高６００謁である。釣鐘状の容器３の外側ジャケッ
トは、通常の耐蝕・耐熱１８Ｃｒ／８Ｎｉ鋼からなって
いる。内側ジャケットと外側ジャケットとの間の環状の
間隙は半径方向の幅３０鴎を有している。二重壁容器３
【エフランジ壬によってＣｒ／Ｎｉ鋼からなる板状の底
と気密に結合している。全体は、約６０鰭の厚さの鉱物
綿の層で断熱に包囲されている。底５と台座６との間に
は約５０鰭の厚さのシャモットからなる層が配置されて
おり、これはガス状媒体の導管用の相応する開口、電流
および測定データ用の接続部を備えている。容器３の外
側に、酸素担持ガス（この場合、空気）用の供給口１、
予熱装置（熱交換機）２、導管７、ガス状燃料（この場
合、Ｑ−１４）用の供給管８、予熱装置９、導管１０、
導出管１７ならびに不活性ガス（窒素）２よび酸素残分
用の排出管１８がある。これらの横取材料は高温および
酸化の危険を考慮して耐蝕性Ｃｒ／Ｎｉ鋼から製造して
ある。燃料電池１１は正方形（横断面図参照）に配置し
た中空シリンダ状のセラミック支持部２２上に置かれて
おワ、この支持部はＣｒ／Ｎｉ鋼からなる管片２介して
台座５に固定されている。対角線上に向い合った２つの
支持部２２の内部がそれぞれガス状酸素キャリヤー（空
気）用の供給ダクト２０乞形放し、相応する不活性ガス
（窒素）および酸素残分用の導出ダクト２１はもう一方
の対角線上に向い合った双方の支持部の内部により形成
されている。底５の中心には同様に１つの管片が固定さ
れてＲつ、この上にセラミック材料からなる管が置かれ
、これはガス状燃料用の供給管２３として用いられ、こ
の供給管の上方領域には容器３の方向への放射状のガス
流出のための孔が備けられている。これらの全てのガス
媒体を案内するのに用いられる構成部材は底５の上方で
金属管片に対してセラミック繊維で密閉されている。底
５の下方で前記の管片が管７．１０．１７と結合してい
る。４つり支持部上に、合計で２０個の、本来の燃料電
池１１を有する多孔性セラミック支持体（板状素子）２
６が２対の積層物の形で構成されている。正方形の組み
合せにおいて（横断面図参照）、交互に組み合わさって
いる平坦な燃料電池には、図面平面に対して長手方向に
配置された２つの積層物２５と図面平面に対して横方向
に配置された２つの積層物２４とがある。この配置は、
−直線上にある本来の燃料電池２有する多孔性セラミッ
ク支持体２６の開口が、酸素担持ガス（空気）用のそれ
ぞれ２つの対角線上にある供給ダク）２０と、不活性ガ
ス（窒素）および酸素残留ガス用の前記対角線に対して
垂直線上にある導出ダクト２１とを形成していること乞
示す。積層物２４Ｎよび２５はその上方の端面で円形の
耐火セラミック板（詳細に図示されていない）で終って
おり、このセラミック版は容器３０内側ジヤケツトに向
う円周で半径方向の幅１０ｍｍの狭い環状スリットが空
いている。この環状スリットヲ通って、生じたガス状反
応生成物（二酸化炭素、水蒸気）は予熱装置（熱交換器
）９を介して排出管１９に達する。多孔性セラミック支
持体２６は中空であり、リブ２７を備えており、このリ
プは酸素担持ガス（空気）用のダク）３０Ｙ仕切ってい
る。従って酸素側２８は中空の内側にあり、燃料側２９
は外側の表面にある。燃料側において電極と固体電解質
とから構成される活性層３４は全ての有効表面４２０遍
を有する両面に埋め込まれている。セラミック担体は焼
結Ａｔ２０３からなり、電解質はＹ２Ｏ３’ｌｌ’ドー
ゾしたｚｒＯ２かもなり、支持体２６のすぐ上にある酸
素電極（工Ｌａ／Ｍｎ−ｅ−プスカイトからなり、燃料
電極はＮｉサーメットからなる。支持体２６は長さ２２
５ｍ私幅１５０ｆｆ１％高さ１５鶴の矩形であり、丸く
面取りされている。ダクト２ｏおよび２１に形成してい
る３０」の直径の両側の丸い開口の周囲に軸から１８０
１の距離で、端面上に平らな・ξツキンの合せ面３５と
セラミック・ぐツキン３１がある。電気的接続部３６は
支持体２６の長辺方向に取り付けられている。積層物２
４および２５の１つずつに絶縁性のセラミックエンドキ
ャップ３３を備えた、酸化物乞分散して硬化させたニッ
ケルベースの超合金からなる通しボルト３２で緊締され
ている。燃料電池１１は、ニッケルからなる平らな線路
の形の導線１２’ａ’介して、絶縁貫通部１３を通して
、インバータ１４の形で厘流暑交流に変える装置の直流
電圧端子１５と結合している。この交流電圧端子１６は
３相交流としてエネルギビ出す。

この装置は燃料としてＣＨ４を用い、酸素担持ガスとし
て空気２用いて運転したＣＨ４１ｇず実験条件で外部の
側熱装置（図示していない）を用いて約６５０　’Ｃに
予熱した。空気を予熱装置２で約５００℃に予熱し、容
器３のダブルジャケット中を約６５０℃に加熱し、その
結果、両方の相互に反応するガス状媒体は、燃料電池１
１の積層物２４および２５に受入する際にほぼ同じ温度
？有していた。積層物２４および２５に供給する空気の
流量は標準条件で１．６８　Ｌ／ｓであった。ＣＨ４の
相応する流量は０．０８４　ｔ／Ｓ（標準条件）であっ
た。燃料電池１１は８００℃の温度で運転した。化学ポ
テンシャルに応じて供給した出力は３．ＯＫｗであった
。多数の活性層３４の直列接続ＶＣ応じて、支持体（板
状素子）１個あたりの電圧は７．８■の値に達した。

１０個の板状素子２６を互に積み重ねることにより、直
流電圧端子１５で７８Ｖの端子紙圧が生じた。電流は２
ＯＡで、直流電圧側での端子出力は１．５６ＫＷであっ
た。固々の燃料電池１１の電流密度は０．２１５Ａ／傳
２　であり、電池を圧ＧＸ０．７８Ｖであり、　出力０
．１８６Ｗ／１２であった。従って総合効率はｏ、５２
であった。

廃気は積層物２４と２５を約８２０℃の温度で離れ、反
応生成物（廃ガス）は約９６０℃で空気）用の予熱装置
は、第１図とは異なｒ）後燃焼室の後に接続した。

本発明は実施例に制限されるものではない。

−船釣に、この装置は電気化学的高温プロセスに基づき
、その際断熱容器３中には、酸化ジ／にコニウムベース
のセラミック高温固体電解質２有する、電気的に直列ま
たはグループごとに直・平列に接続された燃料電池１１
０１つ以上の積層物が配置されており、前燃焼および後
燃焼する装置およびガス流から他のガスＮ、または流体
流へならびに廃ガスから外部の循環路へのエネルギ伝達
用熱交換器２，９が備えられている。容器３は二重壁の
釣鐘状のケーシングと、これに付属するフランジ牛と、
底５とからなり、その際底５には燃料、燃焼用空気また
は酸素濃度の高いガスの形の酸素担持ガス、反応生成物
の供給管７，１０および導出管１７ならびに導線１２．
１３のための全ての貫通部があるのが好ましい。ガス状
媒体用の供給ならびに導出管１０．１７ならびに酸素担
持ガス用の導管７は底５Ｋ、廃ガス用の排出管１９は釣
４状ケーシングの上方の中央部分に配管するのが好まし
い。

この装置は、酸素担持ガスの供給位置に、ガス状燃料に
比べて酸素担持ガスのわずかな過圧を生じさせる圧縮機
と、この圧力差？一定に保持する差圧調節機と乞有して
いるのが有利である。良好な熱利用のため、ガス状媒体
の酸素担持ガス、燃料および反応生成物の１つ以上の供
給および導出管１，８，７，１０．１７中に１つ以上の
熱交換器２，３．９が存在する。二重壁容器３の外側ジ
ャケットとＦＦ３側ジヤケツトの間にある環状室は熱交
換器として構成するのが好ましい。部分的にまたは専ら
液体燃料を用いて作業する場合、１つ以上の熱交換器９
は同時に液体燃料用の蒸発器として構成されている。

この装置の有利な実施態様において、燃料電池用の板状
素子の形の、肉厚部２備えた多孔性セラミック支持体２
６からなる積層物２４，２５が、横断面図において、容
器３の軸暑中心に相互に９０°ずらされそれぞれ２対で
互いに組み合わさって存在し、その際相互に１８０°ず
らされたそれぞれ２つの支持体２６は同一平面上にあり
、全てのΦつの個々の積層物２．４，２．５は牛つの共
通の締めつけ位置で軸方向に緊締されており、半径方向
での位置が固定されている。

締めつけ位置は中空になっており、積層物２４゜２５馨
軸方向に緊締するため、内部に通しゼルト３２に有する
かまたは相応する外部に配置されたクランプを有する。

中央の、活性部で開口を備えた供給ダクト２３は燃料用
であり、酸素担持°ガスはそれぞれ１つ以上の積層板に
所属する締めつけ位置を通して供給するのが好ましい。

燃料は、容器３の軸線に対してほぼ半径方向に供給する
のが好ましく、廃ガスは、それぞれの燃料電池のセラミ
ック支持体２６の外縁と容器３のＰ′３壁との間に集め
、容器３の軸方向に転向させることにより排出するのが
好ましい。

〔効果〕

本発明による、化学エネルギ−２電気エネルギーに変換
する装置の利点は次のようなものである：燃料電池の積層物の冷却は、外部からの費用のかかる冷
却の代わりに、ガス変換に近い吸熱的化学工程により行
なう。

中空板を電気化学的部材として使用する。

装置構成（穴をあけた中央の供給用の管、燃料電池セル
板により形成された環状ダクト）により、燃料ケ半径方
向に強制的に追い出さなくてもよい。

熱交換機能ビ備えた二重壁容器を外側の境界として用い
る。

【図面の簡単な説明】第１図は、一連の高温燃料電池により化学エネルギー？
電気エネルギーに変換する装置の縦断面図であり、第２
図は、装置下部のガス状媒体用の供給および導出ダクト
の詳細を示す部分縦断面図であり、第３図は前記装置の
燃料電池の交互に組み合った積層物の配置２示す横断面
図であり、第４図は封止位置および締めつけ位置での燃
料電池の積層物の詳細２示す部分断面図であり、第５図
は、燃料電池用の個々の多孔性セラミック支持体（板状
素子）の正面から見た破断面図であり、第６図は、燃料
電池セル用の個々の多孔性セラミック支持体（板状素子
）の上から見た破断面図である。１・・・供給口、２・・・予熱器、３・・・容器、牛・
・・フランジ、５・・・底、６・・・台座、７・・・導
管、８°°°供給管、９・・・予熱装置、１０・・・導
管、１１・・・燃料電池セル、１２・・・導線、１３・
・・貫通部、１４・・・インノ々−タ、１５・・・直流
電圧端子、１６・・・交流電圧端子、１７・・・導出管
、１８．１９・・・排出管、２０．２３・・・供給ダク
ト、２１・・・導出ダク゛ト、２２・・・支持部、２４
．２５・・・積層物、２６゛ツ・多孔性セラミック支持
体、２７・・・リプ、２８・・・酸素側、２９・・・燃
料側、３ｏ・・・ダクト、３１・・・・ξツキン、３２
・・・通しボルト、３３・・・エンドキャップ、３４・
・・活性層、３５・・・ノにツキンの合せ面、３６・・
・電気的接続部ＦＩＧ、１３・・・容器２．９・・・熱交換器１１・燃料電池ＦＩＧ、２ＦＩＧ　３ＦＩＧ、４ＦＩＧ　５

Claims

【特許請求の範囲】１、電気化学的高温プロセスに基づき、物質中に化学ポ
テンシャルとして存在するエネルギを電気エネルギに変
換する装置において、断熱性容器（３）中に酸化ジルコ
ニウムベースのセラミック高温固体電解質を有する、電
気的直列またはグループごとに直・平列に接続した平坦
な燃料電池（１１）の１つ以上の積層物が配置され、か
つ前燃焼および後燃焼する装置およびガス流から他のガ
ス流または液体流へならびに廃ガスから外部の循環路へ
のエネルギ伝達用の熱交換器（２、９）を備えているこ
とを特徴とする、物質中に化学ポテンシャルとして存在
するエネルギを電気エネルギに変換する装置。２、容器（３）が二重壁の釣鐘状ケーシングと、これを
支持するフランジ（４）と、底（５）とからなり、その
際底が、燃料、燃焼空気の形の酸素担持ガスまたは酸素
濃度の高いガス、ガス状反応生成物の供給管（７、１０
）および導出管（１７）用ならびに導線（１２、１３）
用の全ての貫通部を有する請求項１記載の装置。３、容器（３）が二重壁の釣鐘状ケーシングと、これを
支持するフランジ（４）と、底（５）とからなり、底は
ガス状媒体用の供給および導出管（１０、１７）ならび
に酸素担持ガス用の導管（７）を有し、釣鐘状ケーシン
グ（３）の上方の中央部に廃ガス用の排出管（１９）が
ある請求項１記載の装置。４、酸素担持ガスの供給口（１）に、ガス状燃料に比べ
て酸素担持ガスのわずかな過圧を生じさせる圧縮機と、
この圧力差を一定に保持する差圧調節装置とを備えた請
求項１記載の装置。５、ガス状媒体の酸素担持ガス、燃料、反応生成物の、
１つ以上の供給および導出管（１、７、８、１０、１７
）中に１つ以上の熱交換器（２、３、９）を備えた請求
項１記載の装置。６、二重壁容器（３）の外側と内側のジャケットの間に
存在する環状室が熱交換器として構成されている請求項
２および５記載の装置。７、１つ以上の熱交換器（９）が同時に液状燃料用蒸発
器として構成されている請求項５記載の装置。８、燃料電池用の板状素子の形の、肉厚部を備えた多孔
性セラミック支持体（２６）からなる積層物（２４、２
５）が、横断面図において、容器（３）の軸を中心に相
互に９０°ずらされて、それぞれ２対で互いに組み合わ
さつて存在し、その際相互に１８０°ずらされたそれぞ
れ２つの支持体（２６）は同一平面上に存在し、全ての
４つの個々の積層物（２４、２５）は４つの共通の締め
つけ位置で軸方向に緊締され、半径方向での位置が固定
されている請求項１記載の装置。９、締めつけ位置が中空になつており、その内部に、積
層物（２４、２５）を軸方向に緊締するための通しボル
ト（３２）を有する請求項８記載の装置。１０、積層物（２４、２５）が、側面に配置されたクラ
ンプにより軸方向に緊締してある請求項８記載の装置。１１、活性部で開口を備えた燃料用供給ダクト（２３）
が中央部に存在し、酸素担持ガスは、１つ以上の積層物
に所属するそれぞれ１つの締めつけ位置を通して供給す
る請求項８記載の装置。１２、燃料は、容器（３）の軸線に対してほぼ半径方向
に供給し、廃ガスは、各燃料電池のセラミック支持体（
２６）の外縁と、容器（３）の内壁との間に集められ、
前記容器の軸方向に転向させることにより排出する請求
項８記載の装置。