JPH05114416A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

Info

Publication number
JPH05114416A
JPH05114416A JP3277532A JP27753291A JPH05114416A JP H05114416 A JPH05114416 A JP H05114416A JP 3277532 A JP3277532 A JP 3277532A JP 27753291 A JP27753291 A JP 27753291A JP H05114416 A JPH05114416 A JP H05114416A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
manifold
stack
fuel cell
stacking direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3277532A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3276649B2 (ja
Inventor
Shunsuke Taniguchi
俊輔 谷口
Koji Yasuo
耕司 安尾
Yukinori Akiyama
幸徳 秋山
Shuzo Murakami
修三 村上
Toshihiko Saito
俊彦 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP27753291A priority Critical patent/JP3276649B2/ja
Publication of JPH05114416A publication Critical patent/JPH05114416A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3276649B2 publication Critical patent/JP3276649B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料電池の小型化及びスタック回りのガス配
管の簡素化を図ることができる燃料電池を提供すること
を目的とする。 【構成】 アノード3とカソード4とを有するセル1
と、ガス分離板5とが多数積層されて成るスタック7の
積層方向に設けられる積層方向マニホールド24と、上
記積層方向マニホールド24にガスを給排するガス給排
溝20を有し、且つ、前記スタック7の上下の少なくと
も一方の面にシール材25を介して締め付けられるガス
コネクタープレート6と、上記ガスコネクタープレート
6のスタック積層方向に延設されるガス配管16・17
とを有することを特徴している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池に関し、詳しく
はそのスタックへのガス配管の接続の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】燃料電池は、供給されるガスの化学エネ
ルギーを直接、電気エネルギーに変換するものであっ
て、現在では、リン酸型燃料電池,溶融炭酸塩型燃料電
池,固体電解質型燃料電池等の研究が盛んに行われてお
り、高い発電効率が期待されている。
【0003】一般に、燃料電池へのガス供給方式として
は、外部マニホールド方式及び内部マニホールド方式が
採用されている。外部マニホールド方式は、電池スタッ
クの外部壁面に各セルへのガス供給部を設けるもので、
構造は単純であるが、電池壁面でのガスのシール方法に
工夫が必要である。一方、内部マニホールド方式は、ス
タックの内部に各セルへのガス供給部を設けるもので、
シールは電池構成材とガス分離板間のシールを併用する
ことが可能であるが、電池面の一部をマニホールドとし
て利用するため、電池の有効面積が小さくなる。
【0004】このようなことを考慮して、比較的低温
(200℃前後)で運転されるリン酸型燃料電池では、
外部マニホールド方式を採用する場合が多く、やや高温
(650℃前後)で運転される溶融炭酸塩型燃料電池で
は、いずれか一方の方式が採用されており、高温(10
00℃前後)で運転される固体電解質型燃料電池では、
シールの容易な内部マニホールド方式を採用する場合が
多い。
【0005】ところで、従来、内部マニホールド方式を
採用する燃料電池は、図5及び図6に示すように、複数
のマニホールド孔61や長孔に変形したマニホールド孔
62が周辺部に設けられたガス分離板51・52を複数
配しており、これらガス分離板51・52のうち、特定
の1又は2以上のガス分離板51・52の側面には、ガ
ス配管が接続されている。そして、このガス配管からガ
ス分離板51・52の上下に配される各セルにガスを給
排している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の燃料電池においては、ガス分離板の側面に接続され
るガス配管の配管径に応じて、ガス分離板を厚くしなけ
ればならず、燃料電池が大型化する問題があった。加え
て、図5に示すように、マニホールド孔61が複数設け
られている場合には、ガス分離板51の側面に接続され
るガス配管数が増加して、スタック回りが複雑化する問
題があった。
【0007】本発明は、上記の事情に鑑み、燃料電池の
小型化及びスタック回りのガス配管の簡素化を図ること
ができる燃料電池を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の燃料電池は、上
記目的を達成するために、アノードとカソードとを有す
るセルと、ガス分離板とが多数積層されて成るスタック
の積層方向に設けられる積層方向マニホールドと、上記
積層方向マニホールドにガスを給排するガス給排溝を有
し、且つ、前記スタックの上下の少なくとも一方の面に
シール材を介して締め付けられるガスコネクタープレー
トと、上記ガスコネクタープレートのスタック積層方向
に延設されるガス配管とを有することを特徴としてい
る。
【0009】
【作用】上記の構成によれば、スタック積層方向に延設
されるガス配管が、ガスコネクタープレートに設けられ
たガス供給溝と接続しており、また、各セルにガスを給
排する積層方向マニホールドがこのガス供給溝と接続し
ているので、従来のように、ガス配管をガス分離板の側
面に接続することなく、各セルにガスを給排することが
できる。
【0010】更に、ガス配管がガスコネクタープレート
のスタック積層方向に延設されるので、スタック回りの
ガス配管数を減らすことができる。更にまた、ガスコネ
クタープレートがシール材を介してスタックに接続され
ているので、積層方向マニホールドとガス供給溝とのシ
ールを容易に行うことができる。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図4に基づい
て、以下に説明する。図1は本発明の一実施例に係る固
体電解質型燃料電池の要部を示す概略断面図であり、図
2は図1の燃料電池におけるガス分離板の下面(アノー
ド)を示す平面図であり、図3はその上面(カソード)
を示す平面図であり、図4は図1の燃料電池におけるガ
スコネクタープレートの上面を示す平面図である。
【0012】この燃料電池は、図1に示すように、セル
1と、ガス分離板5とが多数積層されて成るスタック7
の下面に、後述するシール材25を介してガスコネクタ
ープレート6が接続されている。前記スタック7は、例
えば、10セルから成り、該スタック7の積層方向に
は、各セル1にガスを給排する積層方向マニホールド2
4が設けられている。
【0013】前記セル1は、例えば、3%イットリアで
安定化したジルコニアの焼成体から成る固体電解質板2
と、ニッケルジルコニアサーメットから成るアノード3
と、ランタンマンガネート等のペロブスカイト型酸化物
から成るカソード4とで構成されている。なお、該セル
1は、例えば、10cm×10cmの大きさである。前記ガ
ス分離板5は、例えば、ニッケルクロム合金(インコネ
ル600・601)等の耐熱性金属から成り、図2及び
図3に示すように、その下面(アノード)及び上面(カ
ソード)にはリブ8が一体成形されており、それぞれア
ノードガス流路9・カソードガス流路32を形成してい
る。また、各マニホールド孔(アノードガス供給側マニ
ホールド孔10・アノードガス排気側マニホールド孔1
1・カソードガス供給側マニホールド孔12・カソード
ガス排気側マニホールド孔13)が積層方向に貫通して
設けられ、これら各マニホールド孔10・11・12・
13の周辺部にはそれぞれ各マニホールド溝(アノード
ガス供給側マニホールド溝14・アノードガス排気側マ
ニホールド溝15・カソードガス供給側マニホールド溝
30・カソードガス排気側マニホールド溝31)が設け
られている。
【0014】前記ガスコネクタープレート6は、例え
ば、ニッケルクロム合金(インコネル600・601)
等の耐熱性金属から成り、図1及び図4に示すように、
積層方向マニホールド24・27・28・29にガスを
給排するガス給排溝(アノードガス供給溝20・カソー
ドガス排気溝21・アノードガス排気溝22・カソード
ガス供給溝23)がそれぞれ設けられている。なお、こ
れらガス給排溝20・21・22・23は切削によって
形成した。また、該ガスコネクタープレート6には、ス
タック7の積層方向に延設したガス配管(アノードガス
供給配管16・カソードガス排気配管17・アノードガ
ス排気配管18・カソードガス供給配管19)が、それ
ぞれ溶接等によって接続されている。更には、アノード
ガスとカソードガスが混合することがないように、ガス
仕切板33が設けられてある。
【0015】前記ガス分離板5と固体電解質板2との界
面には、例えば、パイレックスガラスのような非導電高
粘度融体から成るシール材26が介在させてある。な
お、このシール面には、シール性を向上させるために、
例えば、0.1〜0.5mmの溝が設けられている。上記と同
様に、前記ガスコネクタープレート6とスタック7との
界面にも、例えば、パイレックスガラスのような非導電
高粘度融体から成るシール材25が介在させてあり、ガ
スコネクタープレート6をスタック7に締め付けること
により、シールがされている。なお、このシール面に
は、シール性を向上させるために、例えば、0.1〜0.5
mmの溝が設けられている。
【0016】次に、上記構成の燃料電池における各ガス
の流れについて、図1ないし図3を用いて説明する。な
お、アノードガスの流れについては矢印A1〜A8 を用
い、カソードガスの流れについては、矢印C1 〜C7 を
用いて説明する。先ず、アノードガスをアノードガス供
給配管16から流すと(A1 )、ガスコネクタープレー
ト6に設けたガス給排溝20を通って(A2 )、スタッ
ク7に設けた積層方向マニホールド24に入り
(A3 )、各セル1にアノードガスが供給されることに
なる。次に、アノードガスは、マニホールド孔10から
マニホールド溝14に入り(A4 )、各アノードガス流
路9に分配される(A5 )。このガス流路9を流れる際
に、反応が行われる。続いて、反応後のアノードガス
は、マニホールド溝15を流れ、マニホールド孔11を
通って(A6 )、積層方向マニホールド29に入り、ガ
ス排気溝22を通って(A7 )、アノードガス排気配管
18から排気される(A8 )。
【0017】一方、カソードガスをカソードガス供給配
管19から流すと(C1 )、ガスコネクタープレート6
に設けたガス供給溝23を通って(C2 )、スタック7
に設けた積層方向マニホールド28に入り、各セル1に
カソードガスが供給されることになる。次に、カソード
ガスは、マニホールド孔12からマニホールド溝30に
入り(C3 )、各カソードガス流路32に分配される
(C4 )。このガス流路32を流れる際に、反応が行わ
れる。続いて、反応後のカソードガスは、マニホールド
溝31を流れ、マニホールド孔13を通って(C5 )、
積層方向マニホールド27に入り、ガス排気溝21を通
って(C6 )、カソードガス排気配管17から排気され
る(C7 )。
【0018】上記実施例によれば、スタック7を交換す
る場合に、ガスコネクタープレート6に接続されている
ガス配管16・17・18・19を取り替えることな
く、スタック7のみを交換できるので、スタック7の交
換が容易になると共に、コスト低下を図ることができ
る。 〔その他の事項〕 上記実施例においては、ガス分離
板5に設けたマニホールド溝14・15・30・31の
深さと、ガス流路9,32の深さを同じになるようにし
たが、これに限らず、ガス分離板5に設けたマニホール
ド溝14・15・30・31の深さを、ガス流路9・3
2の深さよりも深くすることも可能である。なお、この
場合は、各ガス流路9・32にガスを均一に分配するこ
とができる。 上記実施例においては、ガスコネクタープレート6
のガス給排溝20・21・22・23を切削により形成
したが、これに限らず、例えば、鋳造により形成するこ
ともできる。 上記実施例においては、ガス分離板5のガス流路9
・32をリブ8により成形したが、これに限らず、例え
ば、ニッケルクロム合金(インコネル600・601)
等の耐熱性金属から成るコルネゲートや発泡金属等を用
いてもよい。 上記実施例においては、ガス分離板5をニッケルク
ロム合金(インコネル600・601)等の耐熱性金属
で構成したが、これに限らず、例えば、ランタンクロマ
イト等の導電性セラミックスを用いてもよい。 上記実施例においては、固体電解質型燃料電池を用
いたが、例えば、溶融炭酸塩型燃料電池を用いてもよ
い。この場合、ガスコネクタープレート6とスタック7
との界面のシール材25としては、例えば、リチウムア
ルミネート(LiAlO2 )を主成分とする多孔質体
に、炭酸リチウム及び炭酸カリウムの共晶塩を含浸させ
たものを用いることが好ましい。 上記実施例においては、ガスコネクタープレート6
をスタック7の下面にのみ設けたが、これに限らず、例
えば、上面にのみ、または、上面と下面の両面に設けて
もよい。
【0019】
【発明の効果】以上の本発明によれば、従来のように、
ガス配管をガス分離板の側面に接続することなく、各セ
ルにガスを給排することができるので、ガス分離板の厚
み増加による、燃料電池の大型化を防ぐことができる。
また、スタック回りのガス配管数を減らすことができる
ので、スタック回りの簡素化を図ることができる。した
がって、特に、恒温炉内での使用が考えられる固体電解
質型燃料電池においては、炉の小型化を図ることが可能
である。
【0020】更に、積層方向マニホールドとガス給排溝
とのシールを容易に行うことができる。更にまた、ガス
コネクタープレートへのガス配管の接続は、ガスコネク
タープレートに設けたガス給排溝と接続すればよいの
で、ガス配管の接続位置が比較的自由になると共に、積
層方向マニホールドも、このガス給排溝と接続するよう
に設ければよいので、積層方向マニホールドを設ける位
置も比較的自由になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る固体電解質型燃料電池
の要部を示す概略断面図である。
【図2】図1の燃料電池におけるガス分離板の下面(ア
ノード)を示す平面図である。
【図3】図1の燃料電池におけるガス分離板の上面(カ
ソード)を示す平面図である。
【図4】図1の燃料電池におけるガスコネクタープレー
トの上面を示す平面図である。
【図5】従来の燃料電池におけるガス分離板の平面図で
ある。
【図6】従来の燃料電池におけるガス分離板の平面図で
ある。
【符号の説明】
1 セル 3 アノード 4 カソード 5 ガス分離板 6 ガスコネクタープレート 7 スタック 16・17 ガス配管 24 積層方向マニホールド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 修三 守口市京阪本通2丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 齋藤 俊彦 守口市京阪本通2丁目18番地 三洋電機株 式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アノードとカソードとを有するセル
    と、ガス分離板とが多数積層されて成るスタックの積層
    方向に設けられる積層方向マニホールドと、 上記積層方向マニホールドにガスを給排するガス給排溝
    を有し、且つ、前記スタックの上下の少なくとも一方の
    面にシール材を介して締め付けられるガスコネクタープ
    レートと、 上記ガスコネクタープレートのスタック積層方向に延設
    されるガス配管と、 を有することを特徴とする燃料電池。
JP27753291A 1991-10-24 1991-10-24 燃料電池 Expired - Lifetime JP3276649B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27753291A JP3276649B2 (ja) 1991-10-24 1991-10-24 燃料電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27753291A JP3276649B2 (ja) 1991-10-24 1991-10-24 燃料電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05114416A true JPH05114416A (ja) 1993-05-07
JP3276649B2 JP3276649B2 (ja) 2002-04-22

Family

ID=17584881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27753291A Expired - Lifetime JP3276649B2 (ja) 1991-10-24 1991-10-24 燃料電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3276649B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08190921A (ja) * 1995-01-12 1996-07-23 Hitachi Zosen Corp 固体電解質型燃料電池
WO1998025317A1 (de) * 1996-12-07 1998-06-11 Forschungszentrum Jülich GmbH Vorrichtung zum verbinden einer leitung mit einem brennstoffzellenstapel
JPH10275626A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Mitsubishi Electric Corp 積層燃料電池
JP2000285935A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Toshiba Corp 固体高分子型燃料電池スタック
JP2018098001A (ja) * 2016-12-12 2018-06-21 日本特殊陶業株式会社 電気化学反応セルスタック
CN115332585A (zh) * 2022-07-20 2022-11-11 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池电堆、装配方法、燃料电池模块及车辆

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08190921A (ja) * 1995-01-12 1996-07-23 Hitachi Zosen Corp 固体電解質型燃料電池
WO1998025317A1 (de) * 1996-12-07 1998-06-11 Forschungszentrum Jülich GmbH Vorrichtung zum verbinden einer leitung mit einem brennstoffzellenstapel
JPH10275626A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Mitsubishi Electric Corp 積層燃料電池
JP2000285935A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Toshiba Corp 固体高分子型燃料電池スタック
JP2018098001A (ja) * 2016-12-12 2018-06-21 日本特殊陶業株式会社 電気化学反応セルスタック
CN115332585A (zh) * 2022-07-20 2022-11-11 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池电堆、装配方法、燃料电池模块及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
JP3276649B2 (ja) 2002-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12374696B2 (en) Integrated fuel cell and combustion system
US5399442A (en) Solid electrolyte fuel cell
US6589681B1 (en) Series/parallel connection of planar fuel cell stacks
US5486430A (en) Internal fluid manifold assembly for an electrochemical fuel cell stack array
JP4651923B2 (ja) 燃料電池スタック及び燃料電池モジュール
US10297854B2 (en) Fuel cell stack
JP2000506667A (ja) 固形電解質の共流平面燃料セルスタツク構造体
EP2074674B1 (en) Fuel cell stack
KR20070050054A (ko) Sofc 스택 개념
EP1618619B1 (en) Solid oxide fuel cell stack with floating cells
JP5127389B2 (ja) 燃料電池及び燃料電池スタック
US8323853B2 (en) Fuel cell stack
US5811202A (en) Hybrid molten carbonate fuel cell with unique sealing
EP2586088B1 (en) Fuel cell
US3554808A (en) High-temperature fuel-cell battery
JP4354947B2 (ja) モジュール化した固体酸化物燃料電池ブロック
JP2004152645A (ja) ハニカム構造で構成された固体酸化物燃料電池、および固体酸化物燃料電池における流体供給方法。
US8153330B2 (en) Fuel cell separator stacked on an electrolyte electrode assembly
EP1701402A1 (en) Systems and methods for minimizing temperature differences and gradients in solid oxide fuel cells
JP3276649B2 (ja) 燃料電池
US8062807B2 (en) Fuel cell
JPH07326379A (ja) 積層型燃料電池
JP4100169B2 (ja) 燃料電池
EP1852929B1 (en) Solid oxide fuel cell
JPH06196198A (ja) 固体電解質型燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090208

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090208

Year of fee payment: 7

S201 Request for registration of exclusive licence

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314201

S201 Request for registration of exclusive licence

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314201

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090208

Year of fee payment: 7

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090208

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100208

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208

Year of fee payment: 10