JPH03190055A - 固体電解質燃料電池 - Google Patents
固体電解質燃料電池Info
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- JPH03190055A JPH03190055A JP1328006A JP32800689A JPH03190055A JP H03190055 A JPH03190055 A JP H03190055A JP 1328006 A JP1328006 A JP 1328006A JP 32800689 A JP32800689 A JP 32800689A JP H03190055 A JPH03190055 A JP H03190055A
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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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- 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
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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。
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、宇宙開発用機器等の電源用として使用される
高温ガスシール部を有する固体電解質燃料電池に関する
。
高温ガスシール部を有する固体電解質燃料電池に関する
。
［従来の技術］
第４図は、従来の平板型固体電解質燃料電池の構成例を
示す。
示す。
図中の１は発電部であり、燃料極２．１ｓ解質３及び空
気極４からなる３層の固体膜が互いに積層されて構成さ
れている。
気極４からなる３層の固体膜が互いに積層されて構成さ
れている。
前記発電部１は燃料流路５と酸素流路６とに挟まれ、燃
料極２側は燃料流路５を通る燃料に、空気極４側は酸素
流路６を通る酸素あるいは空気に曝される位置に配置さ
れている。
料極２側は燃料流路５を通る燃料に、空気極４側は酸素
流路６を通る酸素あるいは空気に曝される位置に配置さ
れている。
前記発電部１の縁部は、発電部支持材７で支持されてい
る。しかるに、固体電解質燃料電池は、発電部１を直列
あるいは並列に複数個接合して、発電ユニットを構成す
る場合が多い。
る。しかるに、固体電解質燃料電池は、発電部１を直列
あるいは並列に複数個接合して、発電ユニットを構成す
る場合が多い。
複数の発電部１を接合する場合、隣接する発電部１相互
間には電気を導通する機能と、燃料通路５を流れる燃料
と酸素流路６を流れる酸素（あるいは空気）との２種の
ガスを隔離する機能とを有すインクコネクタ部８とを設
ける。ここで、インクコネクタ部８は燃料流路渡り部９
．ガス隔離部１０及び酸素流路渡り部１１で構成され、
前記ガス隔離部ＩＯは縁部がインクコネクタ部支持材１
２で支持されている。
間には電気を導通する機能と、燃料通路５を流れる燃料
と酸素流路６を流れる酸素（あるいは空気）との２種の
ガスを隔離する機能とを有すインクコネクタ部８とを設
ける。ここで、インクコネクタ部８は燃料流路渡り部９
．ガス隔離部１０及び酸素流路渡り部１１で構成され、
前記ガス隔離部ＩＯは縁部がインクコネクタ部支持材１
２で支持されている。
燃料と、酸素あるいは空気とを隔離する部分の接合部に
は、ガスシールドの機能をもつ材料と接合法とを用いる
必要がある。第３図の例では、発電部１と発電線支持材
７との間の接合部、インクコネクタ（ガス隔離部）部８
とインクコネクタ部支持材１２との間の接合部、発電線
支持材７とインクコネクタ部支持材１２との間の接合部
がガスシール機能を必要とする接合部である。
は、ガスシールドの機能をもつ材料と接合法とを用いる
必要がある。第３図の例では、発電部１と発電線支持材
７との間の接合部、インクコネクタ（ガス隔離部）部８
とインクコネクタ部支持材１２との間の接合部、発電線
支持材７とインクコネクタ部支持材１２との間の接合部
がガスシール機能を必要とする接合部である。
ところで、固体電解質燃料電池は８００〜１１００”ｃ
の高温で運転され、酸化雰囲気に曝されることが多い。
の高温で運転され、酸化雰囲気に曝されることが多い。
また、発電線支持材７、インクコネクタ部支持材１２に
は金属を用いることが困難なため、酸化物系セラミック
スの焼結体を使用する場合が多い。更に、発電部１の構
造的骨格を形成する電解質３は例えばイツトリア安定化
ジルコニアのような酸化物系セラミックスが多く、イン
クコネクタ（ガス隔離部）部８には例えばランタンクロ
マイト（ＬａＣｒＯｉ）のような電子導電性をもつセラ
ミックスを用いることが多い。
は金属を用いることが困難なため、酸化物系セラミック
スの焼結体を使用する場合が多い。更に、発電部１の構
造的骨格を形成する電解質３は例えばイツトリア安定化
ジルコニアのような酸化物系セラミックスが多く、イン
クコネクタ（ガス隔離部）部８には例えばランタンクロ
マイト（ＬａＣｒＯｉ）のような電子導電性をもつセラ
ミックスを用いることが多い。
以上のような場合、ガスシールの機能を要する接合部は
異種セラミックス相互間の接合となる。
異種セラミックス相互間の接合となる。
なお、図中の１３は発電部縁と発電線支持材７とのシー
ル部、１４はインクコネクタ縁とインクコネクタ部支持
材１２とのシール部、１５は支持材７，１２相互のシー
ル部を示す。
ル部、１４はインクコネクタ縁とインクコネクタ部支持
材１２とのシール部、１５は支持材７，１２相互のシー
ル部を示す。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来の固体電解質燃料電池によれば、次
に述べる問題点を有する。
に述べる問題点を有する。
■各々セラミックス材料は熱膨脹率が必ずしも一致して
おらず、熱膨脹率の異なるセラミックスを剛に接合する
と、部材内に熱応力が発生し、発電部等の部材が破損す
る恐れがある。
おらず、熱膨脹率の異なるセラミックスを剛に接合する
と、部材内に熱応力が発生し、発電部等の部材が破損す
る恐れがある。
■部材の接合部にセラミックス接着材を塗布し、これを
焼付ける方法もあるが、セラミックス接着材は焼付ける
ときに多孔質体となるため、変位拘束は比較的弱くなる
半面、ガスシールの機能は不十分となる。
焼付ける方法もあるが、セラミックス接着材は焼付ける
ときに多孔質体となるため、変位拘束は比較的弱くなる
半面、ガスシールの機能は不十分となる。
■燃料ガスと酸素又は空気との間に差圧があるときは、
液体シール材が吹飛び易く、運転時に差圧を最小限に押
さえるような制御が必要となる。
液体シール材が吹飛び易く、運転時に差圧を最小限に押
さえるような制御が必要となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ガスシール
を必要とする接合部に水銀、錫、鉛等のような運転時に
液体となるような導電性シール材を用い、しかも接合部
に液体シール材を保持する容器を設けることにより、変
位拘束を防止するとともに導電性シール材を安定に保持
ししえる固体電解質燃料電池を提供することを目的とす
る。
を必要とする接合部に水銀、錫、鉛等のような運転時に
液体となるような導電性シール材を用い、しかも接合部
に液体シール材を保持する容器を設けることにより、変
位拘束を防止するとともに導電性シール材を安定に保持
ししえる固体電解質燃料電池を提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］
本発明は、燃料極、電解質及び空気極が夫々積層された
複数の発電部と、これら発電部を互いに電気的に接続し
、かつその接続部をガスシールするための複数に分割さ
れた容器と、この容器に充填され、運転時に液体となる
導電性シール材とを具備することを特徴とする固体電解
質燃料電池である。
複数の発電部と、これら発電部を互いに電気的に接続し
、かつその接続部をガスシールするための複数に分割さ
れた容器と、この容器に充填され、運転時に液体となる
導電性シール材とを具備することを特徴とする固体電解
質燃料電池である。
［作 用コ
本発明においては、発電部のガスシールを必要とする接
合部に夫々容器を設け、その容器に運転温度付近で液体
となる導電性のシール材を充填することにより、運転時
に８００〜１１００℃程度の高温にすると、常温では水
銀を除いて錫や鉛等固体であったシール剤が溶融して容
器を満たし、ガスシールを必要とする接合部の隙間を埋
め、ガスシールの機能をもつようになる。
合部に夫々容器を設け、その容器に運転温度付近で液体
となる導電性のシール材を充填することにより、運転時
に８００〜１１００℃程度の高温にすると、常温では水
銀を除いて錫や鉛等固体であったシール剤が溶融して容
器を満たし、ガスシールを必要とする接合部の隙間を埋
め、ガスシールの機能をもつようになる。
［実施例］
以下、本発明の一実施例に係る平板型の固体電解質燃料
電池について第１図〜第３図を参照して説明する。第１
図は平面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線に沿う断面図、
第３図は第１図の空気極の斜視図である。
電池について第１図〜第３図を参照して説明する。第１
図は平面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線に沿う断面図、
第３図は第１図の空気極の斜視図である。
図中の２１は発電部である。この発電部２１は、燃料極
２２．電解質２３及び空気極２４からなる３層の固体膜
が互いに積層されている。前記電解質２３は、例えばイ
ツトリア安定化ジルコニアからなる板状のもので、その
厚さは０．０１〜１ｍｓである。
２２．電解質２３及び空気極２４からなる３層の固体膜
が互いに積層されている。前記電解質２３は、例えばイ
ツトリア安定化ジルコニアからなる板状のもので、その
厚さは０．０１〜１ｍｓである。
前記発電部２１は、複数個が互いに接続されて夫々容器
２５内に挿入されており、各容器２５には運転時に導電
性を有し、液体となるような導電性シール材２Ｂ、例え
ば錫、鉛、水銀等が充填されている。
２５内に挿入されており、各容器２５には運転時に導電
性を有し、液体となるような導電性シール材２Ｂ、例え
ば錫、鉛、水銀等が充填されている。
前記容！ａ２４は、運転時の高温にも耐えるセラミック
ス材等で成形されている。なお、図中の２７は酸素流路
、２８は燃料流路である。
ス材等で成形されている。なお、図中の２７は酸素流路
、２８は燃料流路である。
しかして、上記構成の固体電解質燃料電池によれば、発
電部２１相互間及び発電部２１と容器２５等との間が導
電性シール材２６を介して接触する構成となっているた
め、変位拘束はほとんどなく、熱膨張率の異なる材料を
夫々使用できる。また、運転時、８００〜１１００℃程
度の高温に達すると、常温では一般に固体であった導電
性シール材２Ｂが溶融して容器２５を満たし、ガスシー
ルを必要とする接合部の隙間を埋め、ガスシールの機能
をもっとともにインクコネクタの役目する。
電部２１相互間及び発電部２１と容器２５等との間が導
電性シール材２６を介して接触する構成となっているた
め、変位拘束はほとんどなく、熱膨張率の異なる材料を
夫々使用できる。また、運転時、８００〜１１００℃程
度の高温に達すると、常温では一般に固体であった導電
性シール材２Ｂが溶融して容器２５を満たし、ガスシー
ルを必要とする接合部の隙間を埋め、ガスシールの機能
をもっとともにインクコネクタの役目する。
［発明の効果］
以上詳述した如く本発明によれば、ガスシールを必要と
する接合部に水銀、錫、鉛等のような運転時に液体とな
るような導電性シール材を用い、しかも接合部に液体シ
ール材を保持する容器を設けることにより、変位拘束を
防止するとともに導電性シール材を安定に保持しえ、固
体電解質電解装置、固体電解質酸素センサー等に適用可
能な固体電解質燃料電池を提供できる。
する接合部に水銀、錫、鉛等のような運転時に液体とな
るような導電性シール材を用い、しかも接合部に液体シ
ール材を保持する容器を設けることにより、変位拘束を
防止するとともに導電性シール材を安定に保持しえ、固
体電解質電解装置、固体電解質酸素センサー等に適用可
能な固体電解質燃料電池を提供できる。
第１図は本発明の一実施例に係る固体電解質燃料電池の
平面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線に沿う断面図、第３
図は第１図の燃料電池の空気極の斜視図、第４図は従来
の固体電解質燃料電池の説明図である。 ２１・・・発電部、２２・・・燃料電極、２３・・・酸
素電極、２４・・・空気電極、２５・・・容器、２Ｂ・
・・導電性シール材、２７・・・酸素流路、２８・・・
燃料流路。
平面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線に沿う断面図、第３
図は第１図の燃料電池の空気極の斜視図、第４図は従来
の固体電解質燃料電池の説明図である。 ２１・・・発電部、２２・・・燃料電極、２３・・・酸
素電極、２４・・・空気電極、２５・・・容器、２Ｂ・
・・導電性シール材、２７・・・酸素流路、２８・・・
燃料流路。
Claims (1)
- 燃料極、電解質及び空気極が夫々積層された複数の発電
部と、これら発電部を互いに電気的に接続し、かつその
接続部をガスシールするための複数に分割された容器と
、この容器に充填され、運転時に液体となる導電性シー
ル材とを具備することを特徴とする固体電解質燃料電池
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1328006A JPH03190055A (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1328006A JPH03190055A (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03190055A true JPH03190055A (ja) | 1991-08-20 |
Family
ID=18205458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1328006A Pending JPH03190055A (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03190055A (ja) |
-
1989
- 1989-12-18 JP JP1328006A patent/JPH03190055A/ja active Pending
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