JPH0574478A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

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Publication number
JPH0574478A
JPH0574478A JP3230587A JP23058791A JPH0574478A JP H0574478 A JPH0574478 A JP H0574478A JP 3230587 A JP3230587 A JP 3230587A JP 23058791 A JP23058791 A JP 23058791A JP H0574478 A JPH0574478 A JP H0574478A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel gas
hole
fuel
holes
Prior art date
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Pending
Application number
JP3230587A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Hashiguchi
隆志 橋口
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP3230587A priority Critical patent/JPH0574478A/ja
Publication of JPH0574478A publication Critical patent/JPH0574478A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料ガスや空気の供給路及び排気路が簡単に
形成でき、かつ、単セルの熱応力集中による破損が少な
い燃料電池を得る。 【構成】 表裏面に燃料極2と空気極3を設けた矩形状
電解質1の4隅の部分に孔1a〜1dを設ける。導電性
ディストリビュータ5,8をそれぞれ内側に収納したス
ペーサ6,9の4隅の部分に孔6c,6d、空隙6a,
6b、孔9a,9b、空隙9c,9dを設ける。インタ
ーコネクタ12の4隅の部分に孔12a〜12dを設け
る。これらの部品を積層させることにより、例えば、孔
12a−空隙6a−孔1a−孔9a−孔12aが連通し
て燃料ガス供給路14が形成される。同様にして、燃料
ガス排気路16、空気供給路15及び排気路17が形成
される。このガス路14,15,16,17が4隅部分
に集中する熱応力を弱める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リン酸塩型、溶融炭酸
塩型、固体電解質型等の燃料電池に関する。
【0002】
【従来の技術と課題】従来のリン酸塩型、溶融炭酸塩
型、固体電解質型等の燃料電池では、燃料ガス及び空気
の供給路及び排気路を単セルの外部に取り付ける構造と
なっている。このような構造では多数の単セルを高密度
に収納して実用規模の発電装置を組み立てる際に手間が
かかり、かつ、装置の保守管理が難しい。
【0003】また、単セルは矩形状のものが多く、この
ような形状では発電効率の差によって単セル内部に温度
差が生じると、単セルに割れやひび等が発生する心配が
ある。特に、単セルの4隅の部分に熱応力が集中し易い
ため、装置を長時間運転した場合、この部分に割れやひ
び等が多発する心配がある。そこで、本発明の課題は、
燃料ガス及び空気の供給路及び排気路が簡単に形成で
き、かつ、単セルの熱応力集中による破損が少ない燃料
電池を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る燃料電池は、表裏面に燃料極と空気極
を設けた電解質と、前記電解質の燃料極側及び空気極側
に配設した導電性ディストリビュータとを積み重ねた矩
形状単セルを具備し、前記矩形状単セルの4隅の部分に
燃料ガス及び空気の供給路及び排気路を設けたことを特
徴とする。
【0005】
【作用】以上の構成において、矩形状単セルの4隅の部
分に燃料ガス及び空気の供給路及び排気路を設けたた
め、4隅の部分に集中した熱応力がこの供給路及び排気
路によって弱められる。また、4隅の部分を取り除いた
固体電解質やディストリビュータ等の構成部品を積み重
ねて矩形状単セルを作製することによって、供給路及び
排気路が簡単に単セル内部に形成される。
【0006】
【実施例】以下、本発明に係る燃料電池の一実施例を添
付図面を参照して説明する。図1は、固体電解質型燃料
電池の構成を示す斜視図である。固体電解質1は矩形状
をしており、その4隅の部分にはそれぞれ燃料ガスの流
路の一部を構成する燃料ガス用供給孔1a及び排気孔1
b、空気の流路の一部を構成する空気用供給孔1c及び
排気孔1dを設けている。本実施例では各孔1a〜1d
を三角形状にして発電有効部を八角形にし、8隅の部分
の角度が鈍角(135度)となるようにした。固体電解
質1の材料には安定化ジルコニア(以下、YSZとい
う)等が用いられる。燃料極2及び空気極3は、それぞ
れ固体電解質1の上面及び下面に印刷等の手段にて形成
されている。燃料極2の材料には例えばNi/YSZサ
ーメット等が用いられ、空気極3の材料には例えば酸化
物導電材料等が用いられる。
【0007】燃料極2側に配設されたディストリビュー
タ5は複数個の棒状部材を一定の間隔で整列させたもの
で、その形状は八角形である。ディストリビュータ5
は、燃料極2に均等に燃料ガスをゆきわたらせる機能
と、燃料極2と後述のインターコネクタ12を電気的に
接続する機能とを有している。ディストリビュータ5の
材料としては、Ni/YSZサーメット等が用いられ
る。ディストリビュータ5の外周にはスペーサ6が配設
されている。スペーサ6は燃料ガスを外気から遮断す
る。スペーサ6の対向する一対の隅部分には、ディスト
リビュータ5との間に三角形状の燃料ガス用供給空隙6
a及び排気空隙6bが設けられている。スペーサ6の別
の対向する1対の隅部分には、三角形状の空気用供給孔
6c及び排気孔6dが設けられている。スペーサ6の材
料としては、YSZ等が用いられる。
【0008】空気極3側に配置されたディストリビュー
タ8は複数個の棒状部材を一定の間隔で、前記ディスト
リビュータ5の整列方向と直交する方向に整列させたも
のである。ディストリビュータ8は、その形状が八角形
で、空気極3に均等に空気をゆきわたらせる機能と、空
気極3と後述のインターコネクタ12を電気的に接続す
る機能とを有している。ディストリビュータ8の材料と
しては、酸化物導電材料等が用いられる。ディストリビ
ュータ8の外周にはスペーサ9が配設されている。スペ
ーサ9は空気を外気から遮断する。スペーサ9の対向す
る一対の隅部分には、ディストリビュータ8との間に三
角形状の空気用供給空隙9c及び排気空隙9dが設けら
れている。スペーサ9の別の対向する1対の隅部分に
は、三角形状の燃料ガス用供給孔9a及び排気孔9bが
設けられている。スペーサ9の材料としてはYSZ等が
用いられる。
【0009】この固体電解質1、ディストリビュータ
5,8及びスペーサ6,9を積み重ねて、矩形状単セル
10とする。さらに、この矩形状単セル10を間に挟ん
で上下にインターコネクタ12が配設されている。イン
ターコネクタ12は矩形状をしており、その4隅の部分
にはそれぞれ燃料ガス用供給孔12a及び排気孔12
b、空気用供給孔12c及び排気孔12dを設けてい
る。各孔12a〜12dは三角形状をしている。こうし
て、上下両側にインターコネクタ12を備えた矩形状単
セル10が得られる。そして、この積層体の4隅の部分
に、それぞれ孔12a−空隙6a−孔1a−孔9a−孔
12aが連通して構成する燃料ガス供給路14が形成さ
れ、孔12b−空隙6b−孔1b−孔9b−孔12bが
連通して構成する燃料ガス排気路16が形成され、孔1
2c−孔6c−孔1c−空隙9c−孔12cが連通して
構成する空気供給路15が形成され、孔12d−孔6d
−孔1d−空隙9d−孔12dが連通して構成する空気
排気路17が形成されている。
【0010】次に、この構成の単セル10の動作につい
て図1及び図2を参照して説明する。燃料ガス18が上
側のインターコネクタ12の燃料ガス用供給孔12aか
ら、スペーサ6の隅部分の空隙6aを通って、ディスト
リビュータ5に導かれる。一方、空気19は上側のイン
ターコネクタ12の空気用供給孔12cからスペーサ6
の孔6c、固体電解質1の孔1c、スペーサ9の隅部分
の空隙9cを通って、ディストリビュータ8に導かれ
る。この単セル10内は高温(600〜1200℃)に
保持されており、ディストリビュータ5によって燃料極
2に均等に供給された燃料ガス18とディストリビュー
タ8によって空気極3に均等に供給された空気19とが
固体電解質1を介して電極反応を起こし、単セル10の
厚み方向に電流が流れる。反応後の燃料ガス18はスペ
ーサ6の隅部分の隙間6b、固体電解質1の孔1b、ス
ペーサ9の孔9bを通って、下側のインターコネクタ1
2の燃料ガス用排気孔12bから排出される。一方、反
応後の空気19はスペーサ9の隅部分の空隙9dを通っ
て、下側のインターコネクタ12の空気用排気孔12d
から排出される。
【0011】このような動作をする5個の単セル10
を、インターコネクタ12を介して積層した固体電解質
型燃料電池積層体20を図3に示す。積層体20の上端
部に配設された外部電極22には、燃料ガス管26a及
び空気管28aがそれぞれ単セル10の燃料ガス供給路
14及び空気供給路15に連通した状態で取り付けられ
ている。一方、積層体20の下端部に配設された外部電
極24には、燃料ガス管26b及び空気管28bがそれ
ぞれ単セルの燃料ガス排気路16及び空気排気路17に
連通した状態で取り付けられている。各単セル10の燃
料ガス供給路14及び排気路16、空気供給路15及び
排気路17は連通している。
【0012】燃料ガス18は、燃料ガス管26aから各
単セル10の燃料ガス供給路14を下に向かって流れ、
この燃料ガス18が順次各単セル10内部に取り込まれ
る。一方、空気19は空気管28aから各単セル10の
空気供給路15を下に向かって流れ、この空気19が順
次各単セル10内部に取り込まれる。この積層体20内
は高温に保持されており、燃料ガス18と空気19との
間で各単セル10の固体電解質1を介して電極反応が起
きる。そして、反応後の燃料ガス18は各単セル10の
燃料ガス排気路16を下に向かって流れ、燃料ガス管2
6bから排出される。同様にして、反応後の空気19は
空気排気路17を下に向かって流れ、空気管28bから
排出される。
【0013】以上の構成からなる矩形状単セル10、あ
るいはこの矩形状単セル10を具備した固体電解質型燃
料電池積層体20は、4隅の部分に燃料ガス及び空気の
供給路14,15及び排気路16,17を設けたので、
単セル10あるいは積層体20内部に温度が生じても、
4隅の部分に集中した熱応力が供給路14,15及び排
気路16,17によって弱められる。従って、熱応力集
中による単セル10の破損が少ない固体電解質型燃料電
池が得られる。また、単セル10を構成しているそれぞ
れの部品(例えば固体電解質1等)において4隅の部分
を取り除いたものを積み重ねて作製することによって、
供給路14,15及び排気路16,17が簡単に単セル
10内部に形成でき、従来のように後から外付けする手
間が省ける。
【0014】なお、本発明に係る燃料電池は前記実施例
に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変
形することができる。特に、前記実施例では固体電解質
型燃料電池について説明したが、リン酸塩型や溶融炭酸
塩型の燃料電池であってもよい。
【0015】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、矩形状単セルの4隅の部分に燃料ガス及び空気
の供給路及び排気路を設けたので、熱応力集中による単
セルの破損が少なく、かつ、ガスの供給路及び排気路を
単セルの内部に簡単に形成できる燃料電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る燃料電池の一実施例を示す分解斜
視図。
【図2】図1に示した燃料電池内部のガスの流れを示す
説明図。
【図3】本発明に係る燃料電池の一実施例の外観を示す
斜視図。
【符号の説明】
1…固体電解質 1a,1b,1c,1d…孔 2…燃料極 3…空気極 5,8…ディストリビュータ 6a,6b…空隙 6c,6d…孔 9a,9b…孔 9c,9d…空隙 10…単セル 14…燃料ガス供給路 15…空気ガス供給路 16…燃料ガス排気路 17…空気ガス排気路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表裏面に燃料極と空気極を設けた電解質
    と、前記電解質の燃料極側及び空気極側に配設した導電
    性ディストリビュータとを積み重ねた矩形状単セルを具
    備し、前記矩形状単セルの4隅の部分に燃料ガス及び空
    気の供給路及び排気路を設けたことを特徴とする燃料電
    池。
JP3230587A 1991-09-10 1991-09-10 燃料電池 Pending JPH0574478A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3230587A JPH0574478A (ja) 1991-09-10 1991-09-10 燃料電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3230587A JPH0574478A (ja) 1991-09-10 1991-09-10 燃料電池

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Publication Number Publication Date
JPH0574478A true JPH0574478A (ja) 1993-03-26

Family

ID=16910082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3230587A Pending JPH0574478A (ja) 1991-09-10 1991-09-10 燃料電池

Country Status (1)

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JP (1) JPH0574478A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012525679A (ja) * 2009-04-30 2012-10-22 エフディーアイ エナジー インク. 大量生産による燃料電池の配置およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012525679A (ja) * 2009-04-30 2012-10-22 エフディーアイ エナジー インク. 大量生産による燃料電池の配置およびその製造方法

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