JPH038266A - 固体電解質型燃料電池モジュール - Google Patents
固体電解質型燃料電池モジュールInfo
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- JPH038266A JPH038266A JP1139639A JP13963989A JPH038266A JP H038266 A JPH038266 A JP H038266A JP 1139639 A JP1139639 A JP 1139639A JP 13963989 A JP13963989 A JP 13963989A JP H038266 A JPH038266 A JP H038266A
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
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- 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
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- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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
この発明は、固体電解質を使用した燃料電池のうち、平
面的に並べた複数の燃料電池単体を多層に積重ねて直並
列に接続した構造の固体電解質型燃料電池モジュールに
関するものである。
面的に並べた複数の燃料電池単体を多層に積重ねて直並
列に接続した構造の固体電解質型燃料電池モジュールに
関するものである。
従来の技術
固体電解質型燃料電池の出力は直流で各燃料電池単体の
電圧は約１ｖと低電圧であり、また実用上は交流にＶ模
する場合が多いことがら、直流を交流に変換する際の変
換効率の上から電池電圧が高い方が望ましい。そのため
、複数の燃料７＠池Ｉμ体をなんらかの方法で直列に接
続するとともに、高出力とするために並列にも接続する
必要があった。
電圧は約１ｖと低電圧であり、また実用上は交流にＶ模
する場合が多いことがら、直流を交流に変換する際の変
換効率の上から電池電圧が高い方が望ましい。そのため
、複数の燃料７＠池Ｉμ体をなんらかの方法で直列に接
続するとともに、高出力とするために並列にも接続する
必要があった。
例えば第３図は、最も一般的に知られている従来の固体
電解質型燃料電池モジュールにおける円筒状の燃料電池
単体の接続方法の一例を示すもので、燃料電池単体１は
、セラミック等の多孔質の支持管２の外周に第１電極３
を形成し、この第１雷極３の外周に固体電解質４を形成
し、さらに固体電解質４の外周に第２電極５を形成する
とともに、外側の第２電極５と固体電解￥Ｌ４とにスリ
ット８設けて、このスリットの内側には第１電極に連結
されたインターコネクタ６が形成されている。
電解質型燃料電池モジュールにおける円筒状の燃料電池
単体の接続方法の一例を示すもので、燃料電池単体１は
、セラミック等の多孔質の支持管２の外周に第１電極３
を形成し、この第１雷極３の外周に固体電解質４を形成
し、さらに固体電解質４の外周に第２電極５を形成する
とともに、外側の第２電極５と固体電解￥Ｌ４とにスリ
ット８設けて、このスリットの内側には第１電極に連結
されたインターコネクタ６が形成されている。
そして、上記のＪＩ４造を有する複数の燃料電池単体１
は、第２図において左右方向に隣接する各燃料電池ｉｐ
体１の最外側の第２電極５，５間をニッケルフェルト７
を介して並列に接続して平面的に配ダＪされるとともに
、上下方向に隣接する各燃料電池単体１は、一方の燃料
電池単体１のインターコネクタ６を他方の第２電極５に
、ニッケルフェルト７を介して直列に接続して積重ねら
れ、さらに、多層に８ｉ重ねられたうちの最下層の各燃
料電池単体１は、固体電解質型燃料電池モジュールのケ
ーシングを兼ねる陰極側の母線用板８にそれぞれ接続さ
れ、また最下層の各燃料電池単体１は、それぞれのイン
ターコネクタ６の先端を、陽極側の母線用板９にそれぞ
れニッケルフェルト７を介して接続されている。このよ
うに、燃料電池単体１．１の相互間および燃料電池単体
１間に弾性を有するニッケルフェルト７をそれぞれ介装
することにより、各燃料電池単体１の温度上４時の熱膨
張による破損等と、温度低下時の収縮による接触不良等
の発生を防止している。
は、第２図において左右方向に隣接する各燃料電池ｉｐ
体１の最外側の第２電極５，５間をニッケルフェルト７
を介して並列に接続して平面的に配ダＪされるとともに
、上下方向に隣接する各燃料電池単体１は、一方の燃料
電池単体１のインターコネクタ６を他方の第２電極５に
、ニッケルフェルト７を介して直列に接続して積重ねら
れ、さらに、多層に８ｉ重ねられたうちの最下層の各燃
料電池単体１は、固体電解質型燃料電池モジュールのケ
ーシングを兼ねる陰極側の母線用板８にそれぞれ接続さ
れ、また最下層の各燃料電池単体１は、それぞれのイン
ターコネクタ６の先端を、陽極側の母線用板９にそれぞ
れニッケルフェルト７を介して接続されている。このよ
うに、燃料電池単体１．１の相互間および燃料電池単体
１間に弾性を有するニッケルフェルト７をそれぞれ介装
することにより、各燃料電池単体１の温度上４時の熱膨
張による破損等と、温度低下時の収縮による接触不良等
の発生を防止している。
そして例えば、各燃料電池単体１の多孔質の支持管２内
の中空部に酸素あるいは空気が、また最外側の第２電極
５の周囲の空間には燃料の水素ガスがそれぞれ供給され
ると、固体電解質４を介した酸化・還元反応によりＭ流
が生じ、直並列された各燃料電池単体１の出力が集電さ
れて陰極側の母線用板８と陽極側の母線用板９との間に
電位差が生じる。
の中空部に酸素あるいは空気が、また最外側の第２電極
５の周囲の空間には燃料の水素ガスがそれぞれ供給され
ると、固体電解質４を介した酸化・還元反応によりＭ流
が生じ、直並列された各燃料電池単体１の出力が集電さ
れて陰極側の母線用板８と陽極側の母線用板９との間に
電位差が生じる。
発明が解決しようとする課題
固体電解質型燃料電池モジュールにおいては、複数の燃
料電池単体１のそれぞれの発電特性が、各燃料電池ｌｊ
体１自体の温度に影響され易いことから、発電特性を高
めるにはこのモジュールを構成する各燃料電池単体１の
温度分布を均一にする必要があるが、前述したように、
従来の固体電解質型燃料電池モジュールの場合には、各
燃料電池単体１の支持管２．第１電極３．固体電解質４
および第２電極５のそれぞれが熱伝導性の低いセラミッ
クスまたはセラミックスに近い性質の物質で構成される
とともに、各燃料電池単体１の相互間がニッケルフェル
ト７を介して接続され、かつ各母線用板８．９ともニッ
ケルフェルト７を介してそれぞれ接続されている。
料電池単体１のそれぞれの発電特性が、各燃料電池ｌｊ
体１自体の温度に影響され易いことから、発電特性を高
めるにはこのモジュールを構成する各燃料電池単体１の
温度分布を均一にする必要があるが、前述したように、
従来の固体電解質型燃料電池モジュールの場合には、各
燃料電池単体１の支持管２．第１電極３．固体電解質４
および第２電極５のそれぞれが熱伝導性の低いセラミッ
クスまたはセラミックスに近い性質の物質で構成される
とともに、各燃料電池単体１の相互間がニッケルフェル
ト７を介して接続され、かつ各母線用板８．９ともニッ
ケルフェルト７を介してそれぞれ接続されている。
そのため、各燃料電池単体１内における湿度分布が不均
一となるとともに、各燃料電池単体１の相互間の熱伝達
が恩（温度が不均一となり、その結果、燃料電池単体１
の個々の出力にバラツキが生じるという問題があった。
一となるとともに、各燃料電池単体１の相互間の熱伝達
が恩（温度が不均一となり、その結果、燃料電池単体１
の個々の出力にバラツキが生じるという問題があった。
この燃料電池単体１の出力のバラツキが生じると、全体
のバランスを保持しようと（るために他の正常な燃料電
池単体１が補完しようとして、無理な負担がかかり、固
体電解質型燃料電池モジュール全体の寿命を短縮させる
虞れがあった。
のバランスを保持しようと（るために他の正常な燃料電
池単体１が補完しようとして、無理な負担がかかり、固
体電解質型燃料電池モジュール全体の寿命を短縮させる
虞れがあった。
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、複数の燃料
電池単体を多層に積重ねた構造の固体電解質型燃料電池
モジュールの各燃料電池単体相互の灼熱化を促進して発
電特性の侵れた固体電解質型燃料電池モジュールを提供
することを目的としている。
電池単体を多層に積重ねた構造の固体電解質型燃料電池
モジュールの各燃料電池単体相互の灼熱化を促進して発
電特性の侵れた固体電解質型燃料電池モジュールを提供
することを目的としている。
課題を解決するための手段
この発明は、上記の目的を達成するために、管状の固体
電解質の内側に第１電極を、外側に第２電極をそれぞれ
形成し、前記固体電解質および外側の第２電極とに長さ
方向に連続するスリットを形成してこの内側にインター
コネクタを設け、第１電極側を第２電極の外側に導出し
た＃Ｉ造の燃料電池単体を、互いに隣接する第２電極間
を電気的に接続して複数配列するとともに、この平面的
に複数配列したものを多層に重ねることにより直並列接
続状態とした固体電解質型燃料電池モジュールにおいて
、平面的に複数層に配列された燃料電池単体の各層間に
金属板をそれぞれ配設するとともに、各金属板を挟んで
一方の側の燃料電池単体の第２電極とインターコネクタ
とのいずれか一方と、他方の側の燃料電池単体の第２電
極とインターコネクタとのいずれか一方を、それぞれ前
記金属板に電気的に接続したことを特徴としている。
電解質の内側に第１電極を、外側に第２電極をそれぞれ
形成し、前記固体電解質および外側の第２電極とに長さ
方向に連続するスリットを形成してこの内側にインター
コネクタを設け、第１電極側を第２電極の外側に導出し
た＃Ｉ造の燃料電池単体を、互いに隣接する第２電極間
を電気的に接続して複数配列するとともに、この平面的
に複数配列したものを多層に重ねることにより直並列接
続状態とした固体電解質型燃料電池モジュールにおいて
、平面的に複数層に配列された燃料電池単体の各層間に
金属板をそれぞれ配設するとともに、各金属板を挟んで
一方の側の燃料電池単体の第２電極とインターコネクタ
とのいずれか一方と、他方の側の燃料電池単体の第２電
極とインターコネクタとのいずれか一方を、それぞれ前
記金属板に電気的に接続したことを特徴としている。
また、前記金属板によって内部を気密に分割するととも
に、この各金属板に外部への出力端子を設けた構成とす
ることができる。
に、この各金属板に外部への出力端子を設けた構成とす
ることができる。
さらに、前記金属板をヒートパイプとすることができる
。
。
作 用
上記のように構成することにより、各燃料電池Ｄ１４４
ごとの出力が各金属板に集電されるとともに、金属板が
平面的に配列された各層の燃料電池単体に配設されてい
るため、金属板を介して燃料電池単体の相互間の熱伝達
が活Ｒに行なわれて均熱化が図られ、各燃料電池単体の
Ｒ電ｖｆｆｉが均一化し、固体電解質型・燃料電池モジ
コール全体の電位分布がＮｌ、＜なり、安定した出力が
得られるとともに、固体電解質型燃料電池モジュール全
体の寿命が長くなる。
ごとの出力が各金属板に集電されるとともに、金属板が
平面的に配列された各層の燃料電池単体に配設されてい
るため、金属板を介して燃料電池単体の相互間の熱伝達
が活Ｒに行なわれて均熱化が図られ、各燃料電池単体の
Ｒ電ｖｆｆｉが均一化し、固体電解質型・燃料電池モジ
コール全体の電位分布がＮｌ、＜なり、安定した出力が
得られるとともに、固体電解質型燃料電池モジュール全
体の寿命が長くなる。
また各金属板に、外部への出力端子を設ければ、出力の
取出し方の自由度が増し、異る電圧等の取出しが可能と
なるとともに、によつて仕切られた一部の区画を、不活
性ガス等でパージザることにより、その区画の燃料電池
単体の発電を強制的に停止させることができる。
取出し方の自由度が増し、異る電圧等の取出しが可能と
なるとともに、によつて仕切られた一部の区画を、不活
性ガス等でパージザることにより、その区画の燃料電池
単体の発電を強制的に停止させることができる。
さらに、金属板にヒートパイプを使用すれば、各燃料電
池単体をより効率的に均熱化することができる。
池単体をより効率的に均熱化することができる。
実施例
以下、この発明の固体電解質型燃料電池モジュールを第
１図および第２図に基づいて説明づる。
１図および第２図に基づいて説明づる。
第１図は固体電解質型燃料電池モジュール１０を示すも
ので、この固体電解質型燃料電池モジュール１０は気密
なケーシング１０ａ（側壁を省略）内に、第２図に示す
燃料電池単体７１を直並列に接続して複数収容したもの
である。
ので、この固体電解質型燃料電池モジュール１０は気密
なケーシング１０ａ（側壁を省略）内に、第２図に示す
燃料電池単体７１を直並列に接続して複数収容したもの
である。
そして、前記ケーシング１０ａ内に収容された８燃料電
池中体１］は支持管を用いない自己支持ＩＭ造となって
Ｊ′３つ、イツトリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）等を
管状に形成した固体電解質１２と、この固体電解質１２
の内側に形成された空気電極１３と、外側に形成された
燃料電極１４との３目構造となっており、空気電極１３
は酸化雰囲気中ぐ導電性があり、かつガス透過性のある
もの、例えばベロアスカイト形ランタン系複合酸化物を
素材とする多孔質体であり、また燃料電池１４は、例え
ばニッケル等の多孔質の金属から形成されている。また
最外層の′Ｍ料電＄ｉ１４とその内側の固体電解質１２
との両者には、長手方向に連続する１本のスリット１５
が形成され、このスリット１５内にはインターコネクタ
１６がｖ１装されており、このインターコネクタ１６は
、最外層の燃料電極１４と非接触状態で、かつ最内層の
空気電極１３と接触した状態に設けられている。また、
固体電解質型燃料電池モジュール１０の気密に形成され
たケーシング１０ａ内は、４電性の金属伝熱板１７によ
って上下方向に所定の間隔を存して気密に分ｖ１されて
多層（この実施例では４１）に形成されている。
池中体１］は支持管を用いない自己支持ＩＭ造となって
Ｊ′３つ、イツトリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）等を
管状に形成した固体電解質１２と、この固体電解質１２
の内側に形成された空気電極１３と、外側に形成された
燃料電極１４との３目構造となっており、空気電極１３
は酸化雰囲気中ぐ導電性があり、かつガス透過性のある
もの、例えばベロアスカイト形ランタン系複合酸化物を
素材とする多孔質体であり、また燃料電池１４は、例え
ばニッケル等の多孔質の金属から形成されている。また
最外層の′Ｍ料電＄ｉ１４とその内側の固体電解質１２
との両者には、長手方向に連続する１本のスリット１５
が形成され、このスリット１５内にはインターコネクタ
１６がｖ１装されており、このインターコネクタ１６は
、最外層の燃料電極１４と非接触状態で、かつ最内層の
空気電極１３と接触した状態に設けられている。また、
固体電解質型燃料電池モジュール１０の気密に形成され
たケーシング１０ａ内は、４電性の金属伝熱板１７によ
って上下方向に所定の間隔を存して気密に分ｖ１されて
多層（この実施例では４１）に形成されている。
そして前記燃料電池単体１１は、ケーシング１Ｑａ内の
分割された各層内にそれぞれ複数本ずつ配設されており
、水平方向に互いに隣接−ｑる燃料電池単体１１．１１
間に、弾性を有するニッケルフェルト１８を介してそれ
ぞれの燃料電極１４同士を並列接続されて水平方向に連
設されるとともに、各燃料電池単体１１のそれぞれのイ
ンターコネクタ１６を、第１図においてそれぞれ上方に
位置する金属伝熱板１７の下面に、ニッケルフェルト１
８を介して接続されて、燃料電池単体１１の熱変化によ
る破損および接触不良の発生を防止され、また各燃料電
池単体１１の外周の燃料電極１４の下部を、それぞれ下
方に位置する金属伝熱板１７の上面に同じくニッケルフ
ェルトを介して接触させて電気的に直列接続される。
分割された各層内にそれぞれ複数本ずつ配設されており
、水平方向に互いに隣接−ｑる燃料電池単体１１．１１
間に、弾性を有するニッケルフェルト１８を介してそれ
ぞれの燃料電極１４同士を並列接続されて水平方向に連
設されるとともに、各燃料電池単体１１のそれぞれのイ
ンターコネクタ１６を、第１図においてそれぞれ上方に
位置する金属伝熱板１７の下面に、ニッケルフェルト１
８を介して接続されて、燃料電池単体１１の熱変化によ
る破損および接触不良の発生を防止され、また各燃料電
池単体１１の外周の燃料電極１４の下部を、それぞれ下
方に位置する金属伝熱板１７の上面に同じくニッケルフ
ェルトを介して接触させて電気的に直列接続される。
そして、ケーシング１０ａ内を分にＪしている金属伝熱
板１７のうち、第１図において最上部に位置する金属伝
熱板１７の端部には、陽極端子１つが、また最下部に位
置する金属伝熱板１７の端部に基極端子２０がそれぞれ
設けられるとともに、中間に位置Ｊる他の３枚の金属伝
熱板１７の端部には予備端子２１がそれぞれ設けられて
いる。
板１７のうち、第１図において最上部に位置する金属伝
熱板１７の端部には、陽極端子１つが、また最下部に位
置する金属伝熱板１７の端部に基極端子２０がそれぞれ
設けられるとともに、中間に位置Ｊる他の３枚の金属伝
熱板１７の端部には予備端子２１がそれぞれ設けられて
いる。
上記のように構成される固体電解質型燃料電池モジュー
ル１０には、各燃料電池単体１１の空気型Ｉｆ！１３の
内側の空間に酸素または空気が供給されるとともに、金
属伝熱板１７によって分割された各１台毎に配列された
複数の燃料電池単体１１の周囲の空間、すなわち各燃料
電池単体１１の燃料電極１４の外側には燃料の水素ガス
が、各金属伝熱板１７により気密に分？１されたケーシ
ング１０ａの各区画毎に別々に供給されるようになって
いる。
ル１０には、各燃料電池単体１１の空気型Ｉｆ！１３の
内側の空間に酸素または空気が供給されるとともに、金
属伝熱板１７によって分割された各１台毎に配列された
複数の燃料電池単体１１の周囲の空間、すなわち各燃料
電池単体１１の燃料電極１４の外側には燃料の水素ガス
が、各金属伝熱板１７により気密に分？１されたケーシ
ング１０ａの各区画毎に別々に供給されるようになって
いる。
次に、上記のように構成されるこの実施例の作用を説明
する。
する。
固体電解質型燃料電池モジコール１０は、各燃料電池１
１の空気電極１３の内側の空間にそれぞれＩｖ木あるい
空気が供給されるとともに、各燃料電池単体１１の周囲
の空間には燃料の水素ガスが、各金属伝熱板１７により
気密に分ご１きれた各区画毎に別々に供給されると、固
体電解′ｊ：１１２を介して酸化・還元反応が起きて電
流が生じ、陰極端子１９と陰極端子２０とによって発生
した電流を取出ηことができる。このとき、ケーシング
１０ａ内を気密に分割している金属伝熱板１７によって
、各層の燃料電池単体が電気的に接続されるとともに、
各層全面に熱伝達可能に配設されていることから、この
金属伝熱板１７を介して均一に熱が伝達されて、灼熱化
が図られ、金属伝熱板１７に分割された各区画ごとに各
燃料電池単体１１の温度分布が均一化して発電特性のバ
ラツキが解消される結果、電位分布が等しくなり、金属
伝熱板１７に分に１された各区画ごとに等電位となるた
め、各燃料電池単体１１に無用な負担がかからず、固体
電解質型燃料電池モジュール１０の耐用期間が長くなる
。
１の空気電極１３の内側の空間にそれぞれＩｖ木あるい
空気が供給されるとともに、各燃料電池単体１１の周囲
の空間には燃料の水素ガスが、各金属伝熱板１７により
気密に分ご１きれた各区画毎に別々に供給されると、固
体電解′ｊ：１１２を介して酸化・還元反応が起きて電
流が生じ、陰極端子１９と陰極端子２０とによって発生
した電流を取出ηことができる。このとき、ケーシング
１０ａ内を気密に分割している金属伝熱板１７によって
、各層の燃料電池単体が電気的に接続されるとともに、
各層全面に熱伝達可能に配設されていることから、この
金属伝熱板１７を介して均一に熱が伝達されて、灼熱化
が図られ、金属伝熱板１７に分割された各区画ごとに各
燃料電池単体１１の温度分布が均一化して発電特性のバ
ラツキが解消される結果、電位分布が等しくなり、金属
伝熱板１７に分に１された各区画ごとに等電位となるた
め、各燃料電池単体１１に無用な負担がかからず、固体
電解質型燃料電池モジュール１０の耐用期間が長くなる
。
また、ケーシング１０ａ内を気密に分に１する各金穫伝
熱板１７の端部に、陽極端子１９、陰極端子２０あるい
は予備端子２１を設けたので、各端子１９．２０．２１
を任意に組合わせて使用することにより、発生じた電力
の出力方法の選択の自由度が増し、例えば、固体電解質
型燃料電池モジュール１０全体としての出力が大き過ぎ
る時には、ケーシング１０ａ内を気密に分にＪされた各
区画ごとに燃料の水素ガスを供給できるようになってい
るので、陽極端子１９と陰極端子２０のいずれか一方と
、中間の予備端子２１とから電圧を取出すことにより、
取出す電力を調整することができる。
熱板１７の端部に、陽極端子１９、陰極端子２０あるい
は予備端子２１を設けたので、各端子１９．２０．２１
を任意に組合わせて使用することにより、発生じた電力
の出力方法の選択の自由度が増し、例えば、固体電解質
型燃料電池モジュール１０全体としての出力が大き過ぎ
る時には、ケーシング１０ａ内を気密に分にＪされた各
区画ごとに燃料の水素ガスを供給できるようになってい
るので、陽極端子１９と陰極端子２０のいずれか一方と
、中間の予備端子２１とから電圧を取出すことにより、
取出す電力を調整することができる。
さらに、各金属伝熱板１７で分割された各区画ごとに別
々に燃料の水素ガスを供給できることから各区画ごとの
制迎が可能となり、例えば、固体電解質型燃料電池モジ
ュール１０を構成している燃料電池単体１１のうちの１
（１！ｌあるいは複数個が、発電性能が低下するか、あ
るいは全く発電しなくなった時には、その不良な燃料電
池単体１１を含むケーシング１０ａ内の区画に、゛燃料
の代りにアルゴンガス等の不活性ガスを注入し、その区
画をぬ−ジして強制的に発電を停止させ（パージした区
画が中間部分の場合には予備端子２１．２１同士を接続
して導通させる）、燃料電池単体１１の個々の電位差に
対する相互補完作用による、正常な燃料電池単体１１の
負担増を回避させ、燃′８電池ｉｌ１体１１の寿命の炉
縮を防止することができる。
々に燃料の水素ガスを供給できることから各区画ごとの
制迎が可能となり、例えば、固体電解質型燃料電池モジ
ュール１０を構成している燃料電池単体１１のうちの１
（１！ｌあるいは複数個が、発電性能が低下するか、あ
るいは全く発電しなくなった時には、その不良な燃料電
池単体１１を含むケーシング１０ａ内の区画に、゛燃料
の代りにアルゴンガス等の不活性ガスを注入し、その区
画をぬ−ジして強制的に発電を停止させ（パージした区
画が中間部分の場合には予備端子２１．２１同士を接続
して導通させる）、燃料電池単体１１の個々の電位差に
対する相互補完作用による、正常な燃料電池単体１１の
負担増を回避させ、燃′８電池ｉｌ１体１１の寿命の炉
縮を防止することができる。
なお、この実施例における金属伝熱板１７の代りに、作
動液を封入した中空板状のヒートパイプを用いれば、各
燃料電池単体１１の均熱化がさらに効率的に行なわれ、
モジュール全体としての発電特性がさらに向上する。
動液を封入した中空板状のヒートパイプを用いれば、各
燃料電池単体１１の均熱化がさらに効率的に行なわれ、
モジュール全体としての発電特性がさらに向上する。
また、上記実施例においては、燃料電池単体１１が自己
支持構造の場合について説明したが、燃料電池単体の中
心部に多孔質の支持管を有する非自己支持Ｍ４造の燃料
電池単体を用いた場合にも同様に実施することができる
。
支持構造の場合について説明したが、燃料電池単体の中
心部に多孔質の支持管を有する非自己支持Ｍ４造の燃料
電池単体を用いた場合にも同様に実施することができる
。
発明の詳細
な説明したようにこの発明の固体電解賀型燃料電池七ジ
ュールは、互いに隣接する燃料電池単体の外周の第２電
極間を電気的に接続して複数配ケＪしたものを多囮に重
ね、各層の燃料電池単体の第１電極に接続したインター
コネクタを第２電極に直列に接続して直並列状態とした
固体電解質型燃料電池モジュールにおいて、平面的に配
列されて複数層に重ねられた燃料電池単体の各層間に金
属板を配設するとともに、各金属板を挟んで一方の側の
燃料電池単体の第２電極とインターコネクタとのいずれ
か一方と、他方の側の燃料電池単体の第２電極とインタ
ーコネクタとのいずれか一方を前記金属板にそれぞれ電
気的に接続し、かつ熱伝達可能に配設したので、複数の
燃料電池単体間の均熱化が図れ、電池の耐用期間を延長
できるとともに、固体電解質型燃料電池モジュール全体
のＲ雷特性を向上させることができる。
ュールは、互いに隣接する燃料電池単体の外周の第２電
極間を電気的に接続して複数配ケＪしたものを多囮に重
ね、各層の燃料電池単体の第１電極に接続したインター
コネクタを第２電極に直列に接続して直並列状態とした
固体電解質型燃料電池モジュールにおいて、平面的に配
列されて複数層に重ねられた燃料電池単体の各層間に金
属板を配設するとともに、各金属板を挟んで一方の側の
燃料電池単体の第２電極とインターコネクタとのいずれ
か一方と、他方の側の燃料電池単体の第２電極とインタ
ーコネクタとのいずれか一方を前記金属板にそれぞれ電
気的に接続し、かつ熱伝達可能に配設したので、複数の
燃料電池単体間の均熱化が図れ、電池の耐用期間を延長
できるとともに、固体電解質型燃料電池モジュール全体
のＲ雷特性を向上させることができる。
また、前記金属板により各＠毎に気密に分！ＩＪすると
ともに各金属板に出力端子を設ければ、金属板で仕切ら
れた各層毎に燃料電池単体の発電を制粧できるとともに
、電力の取出し方の自由度が増し、異なる電圧等を取出
すことができる。
ともに各金属板に出力端子を設ければ、金属板で仕切ら
れた各層毎に燃料電池単体の発電を制粧できるとともに
、電力の取出し方の自由度が増し、異なる電圧等を取出
すことができる。
さらに、前記金属板をヒートパイプとすれば、各燃料雷
０申体の均熱化がより効率的となる等の効果を有する。
０申体の均熱化がより効率的となる等の効果を有する。
第１図および第２図はこの弁明の一実施例を示すもので
、第１図は固体電解質型燃料電池モジコールの要部断面
正面図、第２図は固体電解質型燃料電池モジュールを構
成している燃料電池単体の斜視図、第３図は従来の固体
電解質型燃料電池モジュールの断面正面図である。 １０・・・固体電解質型燃料電池モジュール、１０ａ・
・・ケーシング、 １１・・・燃料電池単体、１２・
・・固体電解質、 １３・・・空気電極、 １／１・・
・燃料電極、 １６・・・インターコネクタ、 １
７・・・金属伝熱板、 １８・・・ニッケルフェルト
、 １９・・・陽極端子、 ２０・・・陰極端子、
２１・・・予備端子。
、第１図は固体電解質型燃料電池モジコールの要部断面
正面図、第２図は固体電解質型燃料電池モジュールを構
成している燃料電池単体の斜視図、第３図は従来の固体
電解質型燃料電池モジュールの断面正面図である。 １０・・・固体電解質型燃料電池モジュール、１０ａ・
・・ケーシング、 １１・・・燃料電池単体、１２・
・・固体電解質、 １３・・・空気電極、 １／１・・
・燃料電極、 １６・・・インターコネクタ、 １
７・・・金属伝熱板、 １８・・・ニッケルフェルト
、 １９・・・陽極端子、 ２０・・・陰極端子、
２１・・・予備端子。
Claims (3)
- （１）管状の固体電解質の内側に第１電極を、外側に第
２電極をそれぞれ形成し、前記固体電解質および外側の
第２電極とに長さ方向に連続するスリットを形成してこ
の内側にインターコネクタを設け、第１電極側を第２電
極の外側に導出した構造の燃料電池単体を、互いに隣接
する第２電極間を電気的に接続して複数配列するととも
に、この平面的に複数配列したものを多層に重ねること
により直並列接続状態とした固体電解質型燃料電池モジ
ュールにおいて、平面的に複数層に配列された燃料電池
単体の各層間に金属板をそれぞれ配設するとともに、各
金属板を挟んで一方の側の燃料電池単体の第２電極とイ
ンターコネクタとのいずれか一方と、他方の側の燃料電
池単体の第２電極とインターコネクタとのいずれか一方
を、それぞれ前記金属板に電気的に接続したことを特徴
とする固体電解質型燃料電池モジュール。 - （２）前記金属板によつて内部を気密に分割するととも
に、この各金属板に外部への出力端子を設けたことを特
徴とする請求項１記載の固体電解質型燃料電池モジュー
ル。 - （３）前記金属板がヒートパイプであることを特徴とす
る請求項１または２記載の固体電解質型燃料電池モジュ
ール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139639A JP2933228B2 (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 固体電解質型燃料電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139639A JP2933228B2 (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 固体電解質型燃料電池モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH038266A true JPH038266A (ja) | 1991-01-16 |
| JP2933228B2 JP2933228B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=15249963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1139639A Expired - Fee Related JP2933228B2 (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 固体電解質型燃料電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2933228B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5336569A (en) * | 1991-03-20 | 1994-08-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Power generating equipment |
| KR100286779B1 (ko) * | 1991-10-11 | 2001-04-16 | 드폴 루이스 에이 | 고체 산화물 연료전지 발전기 |
| JP2002260706A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | 燃料電池 |
| JP2011129280A (ja) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Toyota Motor Corp | 燃料電池モジュール |
| JP2011222220A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池複合体及びその製造方法 |
| EP2493000A3 (en) * | 2011-02-24 | 2012-11-21 | Samsung SDI Co., Ltd. | Fuel cell stack |
| JP2013008455A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Toto Ltd | 固体酸化物形燃料電池装置 |
-
1989
- 1989-06-01 JP JP1139639A patent/JP2933228B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5336569A (en) * | 1991-03-20 | 1994-08-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Power generating equipment |
| KR100286779B1 (ko) * | 1991-10-11 | 2001-04-16 | 드폴 루이스 에이 | 고체 산화물 연료전지 발전기 |
| JP2002260706A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | 燃料電池 |
| JP2011129280A (ja) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Toyota Motor Corp | 燃料電池モジュール |
| JP2011222220A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池複合体及びその製造方法 |
| EP2493000A3 (en) * | 2011-02-24 | 2012-11-21 | Samsung SDI Co., Ltd. | Fuel cell stack |
| US9065096B2 (en) | 2011-02-24 | 2015-06-23 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel cell stack |
| JP2013008455A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Toto Ltd | 固体酸化物形燃料電池装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2933228B2 (ja) | 1999-08-09 |
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