JPH0558236B2 - - Google Patents
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- JPH0558236B2 JPH0558236B2 JP60263642A JP26364285A JPH0558236B2 JP H0558236 B2 JPH0558236 B2 JP H0558236B2 JP 60263642 A JP60263642 A JP 60263642A JP 26364285 A JP26364285 A JP 26364285A JP H0558236 B2 JPH0558236 B2 JP H0558236B2
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Classifications
-
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/06—Detection or inhibition of short circuits in the cell
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
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-
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- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【発明の詳細な説明】
<発明の背景>
この発明は、長期作動期間にわたつて電気的短
絡を防止するための装置を具備した複数セルのス
タツク(積重ね体)に関するものである。この装
置は、低温あるいは高温の腐触環境で作動する燃
料セルやその他の電解セルに対して適用されるも
のであつて、特に、電力発生のために溶融金属炭
酸塩電解質を用いる燃料セルのスタツクに使用す
るのに重要である。またこの装置は、化学的化合
物を分解する電気分解用電解セルのスタツクに関
する同様な技術に適用することができる。代表的
な燃料セルスタツクは米国特許第4345009号に示
されている。
絡を防止するための装置を具備した複数セルのス
タツク(積重ね体)に関するものである。この装
置は、低温あるいは高温の腐触環境で作動する燃
料セルやその他の電解セルに対して適用されるも
のであつて、特に、電力発生のために溶融金属炭
酸塩電解質を用いる燃料セルのスタツクに使用す
るのに重要である。またこの装置は、化学的化合
物を分解する電気分解用電解セルのスタツクに関
する同様な技術に適用することができる。代表的
な燃料セルスタツクは米国特許第4345009号に示
されている。
セルの個々のスタツクは、それらの作動のため
に反応体ガスを有している。固体炭素質物質のガ
ス化による生成体ガスあるいは水素のごとき燃料
ガスを、燃料セルスタツクにおける負電極で用い
ることができる。さらに、酸素あるいは空気のご
とき酸化体ガスを正電極に供給する。金属炭酸塩
電解質を用いるセルにおいては、負電極で発生す
る二酸化炭素を正電極へ供給して、電解質中に炭
酸塩を補給する。
に反応体ガスを有している。固体炭素質物質のガ
ス化による生成体ガスあるいは水素のごとき燃料
ガスを、燃料セルスタツクにおける負電極で用い
ることができる。さらに、酸素あるいは空気のご
とき酸化体ガスを正電極に供給する。金属炭酸塩
電解質を用いるセルにおいては、負電極で発生す
る二酸化炭素を正電極へ供給して、電解質中に炭
酸塩を補給する。
これらの反応体ガスを運ぶマニホールドは、電
気的に絶縁されかつ漏洩しないようにしてセルス
タツクへ接続する必要がある。溶融炭酸塩やその
他のタイプのセルスタツクにおける高温かつ腐触
環境は、マニホールドをスタツクへ接続するため
のいくつかの選ばれたタイプのシール設計のみに
おいてもたらされている。かような設計の1つは
米国特許第4414294号に記載されている。この特
許の開示は、ガス供給マニホールドと燃料セルス
タツクとの間のシール構造の説明のために本明細
書中に引用される。
気的に絶縁されかつ漏洩しないようにしてセルス
タツクへ接続する必要がある。溶融炭酸塩やその
他のタイプのセルスタツクにおける高温かつ腐触
環境は、マニホールドをスタツクへ接続するため
のいくつかの選ばれたタイプのシール設計のみに
おいてもたらされている。かような設計の1つは
米国特許第4414294号に記載されている。この特
許の開示は、ガス供給マニホールドと燃料セルス
タツクとの間のシール構造の説明のために本明細
書中に引用される。
スタツクに対するマニホールドのシールについ
ての困難な問題に加え、長期間にわたる作動の結
果、直列に配列されたスタツク内のセル群の電気
的短絡を生じる。これらの電極短絡は、燃料セル
のスタツク構造からの腐食生成物の結果と考えら
れている。この問題を解消するための従来の試み
としては、高温かつ腐食性電解質に曝される材料
にコーテイングを施すか、あるいは腐食の少ない
構造材料を選択することがなされている。かよう
な解決策は総体的には有効でなく、セルスタツク
構造のコストを実質的に増加させると思われる。
ての困難な問題に加え、長期間にわたる作動の結
果、直列に配列されたスタツク内のセル群の電気
的短絡を生じる。これらの電極短絡は、燃料セル
のスタツク構造からの腐食生成物の結果と考えら
れている。この問題を解消するための従来の試み
としては、高温かつ腐食性電解質に曝される材料
にコーテイングを施すか、あるいは腐食の少ない
構造材料を選択することがなされている。かよう
な解決策は総体的には有効でなく、セルスタツク
構造のコストを実質的に増加させると思われる。
<発明の要旨>
そこでこの発明の目的は、構造簡単でかつ比較
的安価な短絡防止装置を具備したセルスタツクを
提供することである。
的安価な短絡防止装置を具備したセルスタツクを
提供することである。
この発明によるセルスタツクは、負電位および
正電位の対向端をもつ複数のセルからなるセルス
タツクの面のヘリ部分とガス供給マニホールドと
の間に前記セルスタツクの面のヘリ部分とシール
状態で係合する多孔性シール媒体を含むガスシー
ルを配設したセルスタツクにおいて、非多孔性の
電気絶縁性シールドを前記セルスタツクの負電位
端にある少なくとも2つのセルのヘリ部分と前記
多孔性シール媒体との間に配設し、耐食性材料か
らなる導電性箔を前記セルスタツクの負電位に電
気的に接続するとともに、この箔を前記電気絶縁
性シールドから前記多孔性シール媒体の所定の厚
さを隔ててこのシールドと対向させかつ整列させ
て配設したことを特徴とするものである。かくし
て、比較的正電位の位置でセルスタツク構造から
電解的に溶解された金属イオンは、スタツク面に
移行せずに、負にバイアスされた箔へ優先的に移
行し、これによつてスタツクのセルを短絡させる
かも知れない金属の沈着を最少にする。
正電位の対向端をもつ複数のセルからなるセルス
タツクの面のヘリ部分とガス供給マニホールドと
の間に前記セルスタツクの面のヘリ部分とシール
状態で係合する多孔性シール媒体を含むガスシー
ルを配設したセルスタツクにおいて、非多孔性の
電気絶縁性シールドを前記セルスタツクの負電位
端にある少なくとも2つのセルのヘリ部分と前記
多孔性シール媒体との間に配設し、耐食性材料か
らなる導電性箔を前記セルスタツクの負電位に電
気的に接続するとともに、この箔を前記電気絶縁
性シールドから前記多孔性シール媒体の所定の厚
さを隔ててこのシールドと対向させかつ整列させ
て配設したことを特徴とするものである。かくし
て、比較的正電位の位置でセルスタツク構造から
電解的に溶解された金属イオンは、スタツク面に
移行せずに、負にバイアスされた箔へ優先的に移
行し、これによつてスタツクのセルを短絡させる
かも知れない金属の沈着を最少にする。
この発明の特定の態様においては、絶縁性シー
ルドを、スタツクのセル中に用いられる溶融炭酸
塩電解質に対して実質的に不透過性、すなわち非
多孔性のセラミツク材料とし、好ましくは非多孔
性アルミナの薄片とする。
ルドを、スタツクのセル中に用いられる溶融炭酸
塩電解質に対して実質的に不透過性、すなわち非
多孔性のセラミツク材料とし、好ましくは非多孔
性アルミナの薄片とする。
この発明の別の態様においては、耐食性、導電
性箔を、例えば貴金属または金を含む貴金属合金
とし、昇温下で溶融金属炭酸塩電解質により実質
的に腐食しないようにする。かような金含有箔は
最少限の量だけ使用される。例えば、幅約1〜2
cm、厚さ50〜100ミクロン、長さ2〜3cmの箔で
十分である。
性箔を、例えば貴金属または金を含む貴金属合金
とし、昇温下で溶融金属炭酸塩電解質により実質
的に腐食しないようにする。かような金含有箔は
最少限の量だけ使用される。例えば、幅約1〜2
cm、厚さ50〜100ミクロン、長さ2〜3cmの箔で
十分である。
この発明のさらに別の態様においては、ガスシ
ールは多孔性シール媒体からなる第1の層と多孔
性シール媒体からなる第2の層とを有し、第1の
層はガス供給マニホールドの縁面とシール状態で
係合しており、第2の層はセルスタツクのヘリ面
部分とシール状態で係合している。多孔性シール
媒体のこれら2つの層は、非多孔性セラミツク材
料からなる電気絶縁性枠部分によつて分離されて
おり、この枠部分はシール媒体の2つの層間にシ
ール状態で係合されている。この特定の構造にお
いては、導電性の耐食性箔は、多孔性シール媒体
の第2層と絶縁性枠部分との間に配設されてい
る。
ールは多孔性シール媒体からなる第1の層と多孔
性シール媒体からなる第2の層とを有し、第1の
層はガス供給マニホールドの縁面とシール状態で
係合しており、第2の層はセルスタツクのヘリ面
部分とシール状態で係合している。多孔性シール
媒体のこれら2つの層は、非多孔性セラミツク材
料からなる電気絶縁性枠部分によつて分離されて
おり、この枠部分はシール媒体の2つの層間にシ
ール状態で係合されている。この特定の構造にお
いては、導電性の耐食性箔は、多孔性シール媒体
の第2層と絶縁性枠部分との間に配設されてい
る。
この発明のさらに別の態様においては、多孔性
シール媒体はジルコニア、アルミナあるいはアル
ミン酸リチウムからなる多孔性セラミツクマツト
とし、絶縁性枠部分はジルコニア、アルミナある
いはアルミン酸リチウムを含む非多孔性のセラミ
ツクとする。
シール媒体はジルコニア、アルミナあるいはアル
ミン酸リチウムからなる多孔性セラミツクマツト
とし、絶縁性枠部分はジルコニア、アルミナある
いはアルミン酸リチウムを含む非多孔性のセラミ
ツクとする。
この発明のさらに他の態様においては、非多孔
性シールドは、多孔性シール媒体とセルスタツク
のヘリ部分の間に、負電位端板から負電位側の第
2番目ないし第5番目のセルまで、長手方向に延
びる細長いストリツプとする。
性シールドは、多孔性シール媒体とセルスタツク
のヘリ部分の間に、負電位端板から負電位側の第
2番目ないし第5番目のセルまで、長手方向に延
びる細長いストリツプとする。
<実施例>
第1図は、複数の燃料セル11を備えた電解セ
ルスタツク10を模式的に示しており、スタツク
支持用の負電位端板13と正電位端板15を有し
ている。ガス供給マニホールドすなわちプレナム
17は縁面19を有し、セルスタツクの面21と
シール状態で係合している。
ルスタツク10を模式的に示しており、スタツク
支持用の負電位端板13と正電位端板15を有し
ている。ガス供給マニホールドすなわちプレナム
17は縁面19を有し、セルスタツクの面21と
シール状態で係合している。
ガスシール23は、ガス供給マニホールドの縁
面19を、スタツク面21のヘリ面ヘ密封的に結
合させている。ガスシール23は囲まれた枠であ
り、ガスマニホールドの周辺部を縁面19にてシ
ールするように設計れている。図示をわかりやす
くするために、このガスシール部品はマニホール
ドおよびスタツクに対して拡大して示されてい
る。代表的なシール枠は前記米国特許第4414294
号に記載されている。図示したようにガスシール
23は、第1のガスケツトすなわち多孔性シール
媒体25と、固体の非多孔性電気絶縁性セラミツ
ク枠27と、第2のガスケツトすなわち多孔性シ
ール媒体29とを有し、これらが層状に配列され
てスタツク面21のヘリ面とマニホールド17の
縁面19との間に圧縮されている。
面19を、スタツク面21のヘリ面ヘ密封的に結
合させている。ガスシール23は囲まれた枠であ
り、ガスマニホールドの周辺部を縁面19にてシ
ールするように設計れている。図示をわかりやす
くするために、このガスシール部品はマニホール
ドおよびスタツクに対して拡大して示されてい
る。代表的なシール枠は前記米国特許第4414294
号に記載されている。図示したようにガスシール
23は、第1のガスケツトすなわち多孔性シール
媒体25と、固体の非多孔性電気絶縁性セラミツ
ク枠27と、第2のガスケツトすなわち多孔性シ
ール媒体29とを有し、これらが層状に配列され
てスタツク面21のヘリ面とマニホールド17の
縁面19との間に圧縮されている。
代表的なセルスタツクの作動においては、燃料
セルまたはその他の電解セルからの電解質は、セ
ルスタツク面21に対して配設された第2の多孔
性シール媒体29に少なくとも吸収されることに
なる。正イオンは、この多孔性シール媒体29内
の電解質を通つて、スタツクの正電位端部から負
電位端部へ移行する。このイオンの流れは分路電
流を引起し、これはスタツクの効率の観点から望
ましくないだけでなく、腐食生成物の正イオンが
沈着してスタツクの負電位端部のセルを電気的に
短絡させるという理由で望ましくない。
セルまたはその他の電解セルからの電解質は、セ
ルスタツク面21に対して配設された第2の多孔
性シール媒体29に少なくとも吸収されることに
なる。正イオンは、この多孔性シール媒体29内
の電解質を通つて、スタツクの正電位端部から負
電位端部へ移行する。このイオンの流れは分路電
流を引起し、これはスタツクの効率の観点から望
ましくないだけでなく、腐食生成物の正イオンが
沈着してスタツクの負電位端部のセルを電気的に
短絡させるという理由で望ましくない。
かようなイオンの分路電流は、セルスタツクの
一番端にあるいくつかのセル内においてのみ、イ
オン濃度に対しての正味効果を及ぼす。一般的に
は、わずかに1個ないし2個のセルがこのような
影響を受け、多くの場合、5個以上のセルには影
響することはない。従つて、腐食生成物の正イオ
ンの沈着による電気的短絡の危険は、スタツクの
負電位に近いセルにおいてのみ現われる。
一番端にあるいくつかのセル内においてのみ、イ
オン濃度に対しての正味効果を及ぼす。一般的に
は、わずかに1個ないし2個のセルがこのような
影響を受け、多くの場合、5個以上のセルには影
響することはない。従つて、腐食生成物の正イオ
ンの沈着による電気的短絡の危険は、スタツクの
負電位に近いセルにおいてのみ現われる。
この発明の短絡防止装置はスタツクの負電位端
に設けるためのものである。この装置は、一般的
には非多孔性の電気絶縁性材料からなる薄片すな
わち縁シールド31からなり、このシールド31
はセルスタツクのヘリと多孔性シール媒体すなわ
ちガスケツト29との間に取付けられている。こ
の装置の第2の部材は、シールド31からガスケ
ツト29厚さを隔てて配設された導電性箔33で
ある。
に設けるためのものである。この装置は、一般的
には非多孔性の電気絶縁性材料からなる薄片すな
わち縁シールド31からなり、このシールド31
はセルスタツクのヘリと多孔性シール媒体すなわ
ちガスケツト29との間に取付けられている。こ
の装置の第2の部材は、シールド31からガスケ
ツト29厚さを隔てて配設された導電性箔33で
ある。
シールド31は多孔性シール媒体29と少なく
とも同じ幅をもち、かつ負電位端板13から第2
番目のセルあるいは多くても5個のセルに至るま
でスタツクのヘリに沿つて延びるのに十分な長さ
をもつ。シールドは例えば1〜2cmの幅とし、か
つ多孔性シール媒体29のシール効果を妨げない
ようにするために最小厚さを500ミクロン以下と
する。電解質として溶融金属炭酸塩を用い、600
〜700℃の温度で作動するスタツクにおいては、
シールド31をアルミナ、ジルコニア、アルミン
酸リチウムといつたセラミツク材料から作る。強
度と実用性の観点から、アルミナ製のシールド3
1が好ましく選択できることが判明している。シ
ールド31は非多孔性とし、セルの液体あるいは
溶融電解質に対して効果的に不透過性をもつ。そ
のため、スタツクの負電位端で燃料セル方向へバ
イアスされた分路電流に対する増大された流路と
抵抗とをこのシールドは与える。この増大された
流路と抵抗は、この発明の短絡防止装置組合せの
第2の重要な部材と共に考慮した場合に特に重要
となる。
とも同じ幅をもち、かつ負電位端板13から第2
番目のセルあるいは多くても5個のセルに至るま
でスタツクのヘリに沿つて延びるのに十分な長さ
をもつ。シールドは例えば1〜2cmの幅とし、か
つ多孔性シール媒体29のシール効果を妨げない
ようにするために最小厚さを500ミクロン以下と
する。電解質として溶融金属炭酸塩を用い、600
〜700℃の温度で作動するスタツクにおいては、
シールド31をアルミナ、ジルコニア、アルミン
酸リチウムといつたセラミツク材料から作る。強
度と実用性の観点から、アルミナ製のシールド3
1が好ましく選択できることが判明している。シ
ールド31は非多孔性とし、セルの液体あるいは
溶融電解質に対して効果的に不透過性をもつ。そ
のため、スタツクの負電位端で燃料セル方向へバ
イアスされた分路電流に対する増大された流路と
抵抗とをこのシールドは与える。この増大された
流路と抵抗は、この発明の短絡防止装置組合せの
第2の重要な部材と共に考慮した場合に特に重要
となる。
この発明の短絡防止装置はまた、セルスタツク
環境に対して極めて非腐食性あるいは不活性の物
質からなる導電性箔33を有している。高温の溶
融金属炭酸塩を電解質として用いる必要のあるス
タツクにおいては、貴金属類あるいはそれらの合
金類のみが箔33として好適であることが判明し
ている。金あるいは金をその主要重量部として含
有する合金類を、箔33の構成に使用することが
考えられる。例えば、金、あるいは金に白金、ロ
ジウムまたはイリジウムを添加したものが使用で
きる。
環境に対して極めて非腐食性あるいは不活性の物
質からなる導電性箔33を有している。高温の溶
融金属炭酸塩を電解質として用いる必要のあるス
タツクにおいては、貴金属類あるいはそれらの合
金類のみが箔33として好適であることが判明し
ている。金あるいは金をその主要重量部として含
有する合金類を、箔33の構成に使用することが
考えられる。例えば、金、あるいは金に白金、ロ
ジウムまたはイリジウムを添加したものが使用で
きる。
導電性箔33は35の位置でセルスタツクの負
電位に電気的に結合されている。この箔は、縁シ
ールド31と同様な形状と長さを有し、図示した
ように、第2多孔性シール媒体29の外面とガス
シール23のセラミツク枠体27との間に位置せ
しめる。縁シールド31の場合におけるように、
箔33の最小厚さは、シール構造に対するその影
響を最小にしかつコストを最小とするために、例
えば50〜100ミクロンとする。箔は代表的には1
〜2cm幅で約2〜3cmの長さとすることができ、
この幅は縁シールド31の幅に相当するが、縁シ
ールドの長さよりも短い。
電位に電気的に結合されている。この箔は、縁シ
ールド31と同様な形状と長さを有し、図示した
ように、第2多孔性シール媒体29の外面とガス
シール23のセラミツク枠体27との間に位置せ
しめる。縁シールド31の場合におけるように、
箔33の最小厚さは、シール構造に対するその影
響を最小にしかつコストを最小とするために、例
えば50〜100ミクロンとする。箔は代表的には1
〜2cm幅で約2〜3cmの長さとすることができ、
この幅は縁シールド31の幅に相当するが、縁シ
ールドの長さよりも短い。
箔33の負電位の結果、セルスタツクの負電位
端方向へ移行する腐食生成物イオンは、縁シール
ド31により塞がれた燃料セルスタツク中の負電
位セルのヘリとは反対に、箔33上に沈着するこ
とになる。
端方向へ移行する腐食生成物イオンは、縁シール
ド31により塞がれた燃料セルスタツク中の負電
位セルのヘリとは反対に、箔33上に沈着するこ
とになる。
本発明者等は、縁シールドと導電性箔の両方を
有する短絡防止装置を、燃料セルスタツク面の負
電位端の側縁ヘリに置くだけでよいことを見出し
た。従つて、マニホールドをセルスタツク面との
間のシール構造の各々に対して、負電位スタツク
端の両側に1個宛すなわち2個の短絡防止装置が
必要となる。代表的な燃料セルスタツクにおいて
は、4個のマニホールドすなわちプレナムが必要
となり、2個はガス流の流入用、あとの2個はガ
ス流の流出口である。かような構成の場合には、
8個の短絡防止装置が必要となる。
有する短絡防止装置を、燃料セルスタツク面の負
電位端の側縁ヘリに置くだけでよいことを見出し
た。従つて、マニホールドをセルスタツク面との
間のシール構造の各々に対して、負電位スタツク
端の両側に1個宛すなわち2個の短絡防止装置が
必要となる。代表的な燃料セルスタツクにおいて
は、4個のマニホールドすなわちプレナムが必要
となり、2個はガス流の流入用、あとの2個はガ
ス流の流出口である。かような構成の場合には、
8個の短絡防止装置が必要となる。
溶融炭酸塩燃料セルの20個のセルからなるスタ
ツクにこの発明の短絡防止装置を取付けた場合の
作動においては、2000時間作動後も上方燃料セル
の短絡は起らなかつた。この発明の短絡防止装置
を取付ける前の作動においては、わずかに200〜
300時間後にセル間の短絡が生じた。このプロト
タイプの燃料セルスタツクは、ステンレス鋼の器
材と、酸化ニツケルの正極と、ニツケルの負極
と、リチウムおよびカリウムの炭酸塩の電解質と
を有するものであつた。このセルを調べた結果、
スタツクの正電位端でステンレス鋼の腐食を見出
し、主要重量部分が金である導電性箔上に鉄が沈
着していた。
ツクにこの発明の短絡防止装置を取付けた場合の
作動においては、2000時間作動後も上方燃料セル
の短絡は起らなかつた。この発明の短絡防止装置
を取付ける前の作動においては、わずかに200〜
300時間後にセル間の短絡が生じた。このプロト
タイプの燃料セルスタツクは、ステンレス鋼の器
材と、酸化ニツケルの正極と、ニツケルの負極
と、リチウムおよびカリウムの炭酸塩の電解質と
を有するものであつた。このセルを調べた結果、
スタツクの正電位端でステンレス鋼の腐食を見出
し、主要重量部分が金である導電性箔上に鉄が沈
着していた。
従つて、この発明は、セルのスタツクに用いる
改良された安価な短絡防止装置を提供することが
できる。燃料セルおよびその他の電解セルの据付
けに際してこの発明の短絡防止装置を使用するこ
とにより、かなりの利点が期待できる。すなわ
ち、セルスタツクの負電位端において、代表的に
は第1番目から第5番目のセルの間で生じる短絡
を防止することができる。また、貴金属のごとき
不活性の耐食材料を比較的少量で小さい寸法で使
用すればよいから、全体のコストがそれ程高くな
らない。
改良された安価な短絡防止装置を提供することが
できる。燃料セルおよびその他の電解セルの据付
けに際してこの発明の短絡防止装置を使用するこ
とにより、かなりの利点が期待できる。すなわ
ち、セルスタツクの負電位端において、代表的に
は第1番目から第5番目のセルの間で生じる短絡
を防止することができる。また、貴金属のごとき
不活性の耐食材料を比較的少量で小さい寸法で使
用すればよいから、全体のコストがそれ程高くな
らない。
この発明の特許請求の範囲によれば種々の変更
ができることは明らかであろう。例えば図面や記
述においては、負電位端を上方に、正電位端を下
方にした電解セルスタツクを示している。この構
成は、スタツクの負電位端の方へ正イオンが移行
しないようにするために好ましいものであるが、
負電位端が下方になつたり側方になつたりする構
成としてもよい。
ができることは明らかであろう。例えば図面や記
述においては、負電位端を上方に、正電位端を下
方にした電解セルスタツクを示している。この構
成は、スタツクの負電位端の方へ正イオンが移行
しないようにするために好ましいものであるが、
負電位端が下方になつたり側方になつたりする構
成としてもよい。
以上、この発明を特定の実施例について説明し
たが、特許請求の範囲内で材料や形状等を種々に
変化させることができることは当業者であれば理
解できよう。
たが、特許請求の範囲内で材料や形状等を種々に
変化させることができることは当業者であれば理
解できよう。
第1図はこの発明の短絡防止装置を備えた電解
セルスタツクの実施例を示す一部省略断面図であ
る。 10……セルスタツク、11……燃料セル、1
3……負電位端板、15……正電位端板、17…
…ガス供給マニホールド、19……マニホールド
の縁面、21……セルスタツクの面、23……ガ
スシール、25……多孔性シール媒体の第1の
層、29……多孔性シール媒体の第2の層、27
……非多孔性電気絶縁性枠、31……縁シール
ド、33……箔。
セルスタツクの実施例を示す一部省略断面図であ
る。 10……セルスタツク、11……燃料セル、1
3……負電位端板、15……正電位端板、17…
…ガス供給マニホールド、19……マニホールド
の縁面、21……セルスタツクの面、23……ガ
スシール、25……多孔性シール媒体の第1の
層、29……多孔性シール媒体の第2の層、27
……非多孔性電気絶縁性枠、31……縁シール
ド、33……箔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 負電位および正電位の対向端をもつ複数のセ
ルからなるセルスタツクの面のヘリ部分とガス供
給マニホールドとの間に前記セルスタツクの面の
ヘリ部分とシール状態で係合する多孔性シール媒
体を含むガスシールを配設したセルスタツクにお
いて、非多孔性の電気絶縁性シールドを前記セル
スタツクの負電位端にある少なくとも2つのセル
のヘリ部分と前記多孔性シール媒体との間に配設
し、耐食性材料からなる導電性箔を前記セルスタ
ツクの負電位に電気的に接続するとともに、この
箔を前記電気絶縁性シールドから前記多孔性シー
ル媒体の所定の厚さを隔ててこのシールドと対向
させかつ整列させて配設し、これによつて電気分
解的に溶解された金属イオンを前記セルスタツク
の面へ移行させずに、優先的に前記箔へ移行させ
るようにしたことを特徴とするセルスタツク。 2 前記セルスタツク中のセルは、金属炭酸塩の
溶融電解質を含む燃料セルであり、この溶融炭酸
塩は前記多孔性シール媒体を透過するものである
特許請求の範囲第1項記載のセルスタツク。 3 前記電気絶縁性シールドは、前記セルスタツ
ク中の溶融電解質を実質的に透過させないセラミ
ツク材料からなる特許請求の範囲第2項記載のセ
ルスタツク。 4 前記セラミツク材料は薄片状の非多孔性アル
ミナからなる特許請求の範囲第3項記載のセルス
タツク。 5 前記箔は、貴金属または貴金属を含む合金か
らなり、溶融金属炭酸塩電解質に対して実質的な
耐食性を有している特許請求の範囲第1項記載の
セルスタツク。 6 前記箔は幅1〜2cm、長さ2〜3cm、厚さ50
〜100ミクロンの寸法である特許請求の範囲第4
項記載のセルスタツク。 7 前記箔はその主要重量部分が金である特許請
求の範囲第1項記載のセルスタツク。 8 前記ガスシールは、前記ガス供給マニホール
ドの縁面とシール状態で係合する多孔性シール媒
体の第1の層と、前記セルスタツクのヘリ部分と
シール状態で係合する多孔性シール媒体の第2の
層と、前記第1の層と第2の層との間にありかつ
これらのシール状態で係合する非多孔性の電気絶
縁性枠部分とからなり、前記箔は多孔性シール媒
体の前記第2の層と電気絶縁性枠部分との間に配
設されている特許請求の範囲第1項記載のセルス
タツク。 9 前記多孔性シール媒体はジルコニア、アルミ
ナまたはアルミン酸リチウムのセラミツクからな
る多孔性マツトであり、前記電気絶縁性枠部分は
ジルコニア、アルミナまたはアルミン酸リチウム
の非多孔性セラミツクである特許請求の範囲第8
項記載のセルスタツク。 10 前記シールドと箔は前記多孔性シール媒体
に沿つて長手方向に延びる細長いストリツプであ
り、前記シールドは、前記負電位端からスタツク
の負電位側の第2番目ないし第5番目のセルまで
前記セルスタツクの面のヘリ部分に伸びている特
許請求の範囲第1項記載のセルスタツク。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/676,340 US4548874A (en) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | Short protection device for stack of electrolytic cells |
| US676340 | 1984-11-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61133574A JPS61133574A (ja) | 1986-06-20 |
| JPH0558236B2 true JPH0558236B2 (ja) | 1993-08-26 |
Family
ID=24714131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60263642A Granted JPS61133574A (ja) | 1984-11-29 | 1985-11-22 | セルスタック |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4548874A (ja) |
| JP (1) | JPS61133574A (ja) |
| DE (1) | DE3542324C2 (ja) |
| FR (1) | FR2573922B1 (ja) |
| GB (1) | GB2167894B (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130968U (ja) * | 1984-07-28 | 1986-02-25 | 株式会社 富士電機総合研究所 | 燃料電池セルスタツク |
| US4818639A (en) * | 1985-04-08 | 1989-04-04 | Gas Research Institute | Molten carbonate electrolyte creepage barrier |
| US4835073A (en) * | 1985-04-08 | 1989-05-30 | Gas Research Institute | Molten carbonate electrolyte creepage barrier |
| US4626481A (en) * | 1985-11-01 | 1986-12-02 | Altus Corporation | Common electrolyte manifold battery |
| US4643954A (en) * | 1985-12-23 | 1987-02-17 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Device for equalizing molten electrolyte content in a fuel cell stack |
| JPS62232868A (ja) * | 1986-04-02 | 1987-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | ガス分配器 |
| US4728585A (en) * | 1986-12-24 | 1988-03-01 | International Fuel Cells Corporation | Fuel cell stack with combination end-pressure plates |
| US4761348A (en) * | 1987-03-17 | 1988-08-02 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Electrolytic cell stack with molten electrolyte migration control |
| US4895774A (en) * | 1988-02-17 | 1990-01-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Molten carbonate fuel cell |
| US5110692A (en) * | 1990-08-20 | 1992-05-05 | Energy Research Corporation | Gasket for molten carbonate fuel cell |
| US5478663A (en) * | 1994-03-22 | 1995-12-26 | International Fuel Cells Corporation | Edge seals for molten carbonate fuel cell stacks |
| US6514636B2 (en) * | 2000-12-13 | 2003-02-04 | Fuelcell Energy, Inc. | Ultra-smooth dielectric members for liquid electrolyte fuel cells |
| US20020164519A1 (en) * | 2000-12-13 | 2002-11-07 | Jian Li | Electrolyte creepage barrier for liquid electrolyte fuel cells |
| US6696618B2 (en) * | 2001-12-12 | 2004-02-24 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Absorbent composites exhibiting swelling/deswelling properties |
| US7108937B2 (en) * | 2003-10-16 | 2006-09-19 | Utc Fuel Cells, Llc | Reducing PEM fuel cell hard freeze cycles |
| KR101049830B1 (ko) | 2004-04-21 | 2011-07-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지 시스템 |
| US8765320B2 (en) | 2008-11-26 | 2014-07-01 | Ballard Power Systems Inc. | External manifold for minimizing external leakage of reactant from cell stack |
| US20210143448A1 (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-13 | Bryan M. Blackburn | Solid-state electrochemical devices having coated components |
| EP4074862A1 (de) * | 2021-04-14 | 2022-10-19 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Elektrolyseeinrichtung |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1323417A (en) * | 1969-08-28 | 1973-07-18 | Courtaulds Ltd | Protecting composite structures from corrosion |
| JPS6013078B2 (ja) * | 1978-09-05 | 1985-04-04 | 日本特殊陶業株式会社 | 金メツキされた電子部品及びその製法 |
| US4345009A (en) * | 1979-08-17 | 1982-08-17 | United Technologies Corporation | Fuel cell stack compressive loading system |
| US4377445A (en) * | 1980-11-07 | 1983-03-22 | Exxon Research And Engineering Co. | Shunt current elimination for series connected cells |
| US4467018A (en) * | 1981-07-31 | 1984-08-21 | Electric Power Research Institute | Manifold dielectric barrier for a fuel cell electrical power generation system |
| US4414294A (en) * | 1982-09-27 | 1983-11-08 | The United States Of America As Represented By The U.S. Department Of Energy | Electrically insulating and sealing frame |
-
1984
- 1984-11-29 US US06/676,340 patent/US4548874A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-10-29 GB GB08526634A patent/GB2167894B/en not_active Expired
- 1985-11-22 JP JP60263642A patent/JPS61133574A/ja active Granted
- 1985-11-28 FR FR8517598A patent/FR2573922B1/fr not_active Expired
- 1985-11-29 DE DE3542324A patent/DE3542324C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2573922A1 (fr) | 1986-05-30 |
| GB2167894A (en) | 1986-06-04 |
| GB2167894B (en) | 1987-11-04 |
| US4548874A (en) | 1985-10-22 |
| JPS61133574A (ja) | 1986-06-20 |
| FR2573922B1 (fr) | 1988-05-13 |
| GB8526634D0 (en) | 1985-12-04 |
| DE3542324A1 (de) | 1986-05-28 |
| DE3542324C2 (de) | 1995-01-26 |
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