JPH06275305A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

Info

Publication number
JPH06275305A
JPH06275305A JP5064103A JP6410393A JPH06275305A JP H06275305 A JPH06275305 A JP H06275305A JP 5064103 A JP5064103 A JP 5064103A JP 6410393 A JP6410393 A JP 6410393A JP H06275305 A JPH06275305 A JP H06275305A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
fuel
cell
anode
cathode
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.)
Pending
Application number
JP5064103A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazushi Goto
一志 後藤
Yasuo Miyake
泰夫 三宅
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 JP5064103A priority Critical patent/JPH06275305A/ja
Publication of JPH06275305A publication Critical patent/JPH06275305A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各セルにおける電池面内温度を略均一にする
ことにより、電池構成部材の劣化が抑制された高寿命な
燃料電池を提供することを目的とする。 【構成】 電解質1を介して燃料極2と酸化剤極3とを
配したセル4を複数積層させた構造の燃料電池におい
て、各燃料極2面内及び/又は各酸化剤極3面内におけ
る燃料ガス及び/又は酸化剤ガスの流通方向を1セル毎
に逆方向にしたことを特徴とする。

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
は燃料極及び酸化剤極への燃料ガス及び酸化剤ガスの供
給方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】燃料電池は天然ガス,メタノール,石炭
ガス等の燃料を改質して得られる水素と,空気中の酸素
とから電気エネルギーを得る装置であり、高い発電効率
を得ることができる。そのため、宇宙用から自動車用ま
で、大規模発電から小規模発電まで、種々の用途に使用
できる将来有望な新しい発電システムとして注目されて
いる。このような燃料電池は、使用される電解質の種類
によってリン酸型(phosphoric acid fuel cell ;PA
FC),溶融炭酸塩型(molten carbonate fuelcell;
MCFC),固体電解質型(solid oxide fuel cell ;
SOFC),アルカリ型(alkaline fuel cell;AF
C)等に分類される。
【0003】一般に燃料電池は、電解質を介して燃料極
と酸化剤極とを配したセルを複数積層させ、且つ、各セ
ル間にガス分離板を介在させた構造である。この場合、
ガス分離板としては、例えば図4に示すような構造のガ
ス分離板30が用いられており、一方の面にはアノード
ガス流路31が設けられ、反対側の面にはカソードガス
流路32が設けられている。また、図5に示すように電
池スタック33の各反応ガス給排面には、アノードガス
供給用マニホールド34,アノードガス排出用マニホー
ルド35,カソードガス供給用マニホールド36,及び
カソードガス排出用マニホールド37がそれぞれ取り付
けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料極及び
酸化剤極に燃料ガス及び酸化剤ガスを供給して燃料電池
の発電を行うと、電池の発熱に伴って各反応ガスの排出
側の温度が高くなる。ここで、上記構造の燃料電池の場
合には、各燃料極面内及び各酸化剤極面内での燃料ガス
及び酸化剤ガスの流通方向がいずれも同一方向であるの
で、燃料ガス排出側及び酸化剤ガス排出側の温度が電池
の作動温度よりも通常50℃〜80℃程度高くなる。そ
の結果、各セルでの電池面内温度が不均一になるため、
ガス分離板やコルゲート等の電池構成部材の劣化速度が
速くなり、電池特性が低下するという課題を有してい
た。
【0005】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、各セルにおける電池面内温度を略均一にすること
により、電池構成部材の劣化が抑制された高寿命な燃料
電池を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、電解質を介して燃料極と酸化剤極とを配した
セルを複数積層させた構造の燃料電池において、各燃料
極面内及び/又は各酸化剤極面内における燃料ガス及び
/又は酸化剤ガスの流通方向を1セル毎に逆方向にした
ことを特徴とする。
【0007】
【作用】上記構成の如く、各燃料極面内における燃料ガ
スの流通方向を1セル毎に逆方向にすれば、各燃料極面
内における燃料ガスの供給側と排出側とが1セル毎に交
互になる。したがって、高温になる燃料ガス排出側の上
下には、排出側よりも低温である燃料ガス供給側が位置
するので、燃料ガス排出側の高温が燃料ガス供給側の低
温によって緩和される。同様に、低温になる燃料ガス供
給側の上下には、供給側よりも高温である燃料ガス排出
側が位置するので、燃料ガス供給側の低温が燃料ガス排
出側の高温によってやや上昇する。そのため、各燃料極
での電池面内温度が略均一になる。これと同様に、各酸
化剤極での電池面内温度も略均一になる。
【0008】これらの結果、各セルにおける電池面内温
度が略均一になるので、電池構成部材の劣化が抑制さ
れ、長期にわたり安定した電池特性を得ることができ
る。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る溶融炭酸塩型
燃料電池の一部を示す斜視図であり、図2はその平面図
であり、図3はガス分離板の斜視図である。この溶融炭
酸塩型燃料電池は、図1に示すように、電解質板1を挟
んでアノード2とカソード3とを配したセル4を複数積
層させると共に、各セル4間にガス分離板5・11を介
在させて成る電池スタック6の各反応ガス給排面に、図
2に示すようにアノードガス供給用マニホールド7a・
8a,アノードガス排出用マニホールド7b・8b,カ
ソードガス供給用マニホールド9a・10a,及びカソ
ードガス排出用マニホールド9b・10bをそれぞれ取
り付けた構造である。
【0010】上記セル4は、炭酸リチウムと炭酸カリウ
ムとの共晶塩をリチウムアルミネートを主成分とした多
孔質セラミックス材中に保持した電解質板1を挟んで、
ニッケルとアルミニウムとの合金から成るアノード2
と,酸化ニッケル焼結体を主体とするカソード3とを配
置した構造である。各セル4のアノード2は、前記ガス
分離板5・11によって、隣接するセル4のカソード3
と電気的に接続していて、これによって積層した全ての
セル4が電気的に直列に接続することになる。
【0011】前記ガス分離板5・11は、図1に示すよ
うに電池スタック6の各セル4間に介在され、しかもガ
ス分離板5とガス分離板11とは1セル毎に交互に介在
されている。これらガス分離板5・11のアノード2と
接する面側にはアノードガス流路12が設けられ、カソ
ード3と接する面側には前記アノードガス流路12と略
同一形状のカソードガス流路13が設けられている。
【0012】また、ガス分離板5・11に設けられるア
ノードガス供給口5a・11aとアノードガス排出口5
b・11b,及びカソードガス供給口5c・11cとカ
ソードガス排出口5d・11dとは、互いに対角になる
位置に設けられている。そして、アノードガス供給口5
a・11aは、図2に示すようにアノードガス供給用マ
ニホールド7a・8aとそれぞれ対応する。同様に、ア
ノードガス排出口5b・11bはアノードガス排出用マ
ニホールド7b・8bとそれぞれ対応し、カソードガス
供給口5c・11cはカソードガス供給用マニホールド
9a・10aとそれぞれ対応し、カソードガス排出口5
d・11dはカソードガス排出用マニホールド9b・1
0bとそれぞれ対応する。
【0013】前記各反応ガスの供給用マニホールドと排
出用マニホールドとは、図2に示すように、電池スタッ
ク6の各反応ガス給排面の同一面に左右対象になるよう
に取り付けられている。具体的には、アノードガス供給
用マニホールド7aとアノードガス排出用マニホールド
8bとは、図2に示すように、電池スタック6の反応ガ
ス給排面の同一面に左右対象になるように取り付けられ
ている。同様に、アノードガス供給用マニホールド8a
とアノードガス排出用マニホールド7b、カソードガス
供給用マニホールド9aとカソードガス排出用マニホー
ルド10b、及びカソードガス供給用マニホールド10
aとカソードガス排出用マニホールド9bとは、それぞ
れ反応ガス給排面の同一面に左右対象に取り付けられて
いる。尚、各マニホールド7〜10は何れもステンレス
材料で構成されており、電池スタック6の反応ガス給排
面に、図示しないセラミックス製の絶縁フレームを介し
て取り付けられている。
【0014】次に、上記の如く構成された溶融炭酸塩型
燃料電池における反応ガスの流れについて、図3を用い
て具体的に説明する。尚、図3において実線はアノード
ガスの流れを、破線はカソードガスの流れをそれぞれ示
しており、アノードガスとカソードガスとは各セル内を
×(クロス)状に流れる。先ず、アノードガス供給用マ
ニホールド7aに供給されたアノードガスは、各ガス分
離板5のアノードガス供給口5aに略均等に分散された
後、各ガス分離板5のアノードガス流路12を流れる間
に各アノード2にアノードガスを供給する。その後、電
池反応に寄与した高温のアノード排ガスは、各ガス分離
板5のアノードガス排出口5bを介してアノードガス排
出用マニホールド7bに排出される。これと同様に、ア
ノードガス供給用マニホールド8aに供給されたアノー
ドガスは、各ガス分離板11のアノードガス供給口11
aに略均等に分散された後、各ガス分離板11のアノー
ドガス流路12を流れる間に各アノード2にアノードガ
スを供給する。その後、電池反応に寄与した高温のアノ
ード排ガスは、各ガス分離板11のアノードガス排出口
11bを介してアノードガス排出用マニホールド8bに
排出される。
【0015】この場合、各アノード2面内におけるアノ
ードガスの流通方向は1セル毎に逆方向であるので、各
アノード2面内におけるアノードガスの供給側と排出側
とが1セル毎に交互になる。具体的には、高温になるア
ノードガス排出側11bの上下には、排出側11bより
も低温であるアノードガス供給側5aが位置するので、
アノードガス排出側11bの高温がアノードガス供給側
5aの高温によって緩和される。同様に、低温になるア
ノードガス供給側11aの上下には、供給側11aより
も高温であるアノードガス排出側5bが位置するので、
アノードガス供給側11aの低温がアノードガス排出側
5bの高温によってやや上昇する。そのため、各アノー
ド2での電池面内温度が略均一になる。
【0016】一方、カソードガス供給用マニホールド9
aに供給されたカソードガスは、各ガス分離板5のカソ
ードガス供給口5cに略均等に分散された後、各ガス分
離板5のカソードガス流路13を流れる間に各カソード
3にカソードガスを供給する。その後、電池反応に寄与
した高温のカソード排ガスは、各ガス分離板5のカソー
ドガス排出口5dを介してカソードガス排出用マニホー
ルド9bに排出される。これと同様に、カソードガス供
給用マニホールド10aに供給されたカソードガスは、
各ガス分離板11のカソードガス供給口11cに略均等
に分散された後、各ガス分離板11のカソードガス流路
13を流れる間に各カソード3にカソードガスを供給す
る。その後、電池反応に寄与した高温のカソード排ガス
は、各ガス分離板11のカソードガス排出口11dを介
してカソードガス排出用マニホールド8bに排出され
る。
【0017】この場合、各カソード3面内におけるカソ
ードガスの流通方向は1セル毎に逆方向であるので、各
カソード3面内におけるカソードガスの供給側と排出側
とが1セル毎に交互になる。具体的には、高温になるカ
ソードガス排出側11dの上下には、排出側11dより
も低温であるカソードガス供給側5cが位置するので、
カソードガス排出側11dの高温がカソードガス供給側
5cの高温によって緩和される。同様に、低温になるカ
ソードガス供給側11cの上下には、供給側11cより
も高温であるカソードガス排出側5dが位置するので、
カソードガス供給側11cの低温がカソードガス排出側
5dの高温によってやや上昇する。そのため、各カソー
ド3での電池面内温度が略均一になる。
【0018】これらの結果、各セルにおける電池面内温
度が略均一になるので、電池構成部材の劣化が抑制さ
れ、長期にわたり安定した電池特性を得ることができ
る。 〔その他の事項〕上記実施例においては溶融炭酸塩型燃
料電池を使用したが、リン酸型燃料電池等に適用するこ
とも勿論可能である。
【0019】
【発明の効果】以上の本発明によれば、各燃料極面内に
おける燃料ガスの流通方向が1セル毎に逆方向であるの
で、各燃料極面内における燃料ガスの供給側と排出側と
が1セル毎に交互になる。したがって、高温になる燃料
ガス排出側の上下には、排出側よりも低温である燃料ガ
ス供給側が位置するので、燃料ガス排出側の高温が燃料
ガス供給側の低温によって緩和される。同様に、低温に
なる燃料ガス供給側の上下には、供給側よりも高温であ
る燃料ガス排出側が位置するので、燃料ガス供給側の低
温が燃料ガス排出側の高温によってやや上昇する。その
ため、各燃料極での電池面内温度が略均一になる。これ
と同様に、各酸化剤極での電池面内温度も略均一にな
る。
【0020】これらの結果、各セルにおける電池面内温
度が略均一になるので、電池構成部材の劣化が抑制さ
れ、長期にわたり安定した電池特性を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る溶融炭酸塩型燃料電池
の一部を示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施例に係る溶融炭酸塩型燃料電池
の平面図である。
【図3】本発明の一実施例に係る溶融炭酸塩型燃料電池
に係るガス分離板の斜視図である。
【図4】従来のガス分離板の斜視図である。
【図5】従来の燃料電池の平面図である。
【符号の説明】
1 電解質 2 燃料極 3 酸化剤極 4 セル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解質を介して燃料極と酸化剤極とを配
    したセルを複数積層させた構造の燃料電池において、 各燃料極面内及び/又は各酸化剤極面内における燃料ガ
    ス及び/又は酸化剤ガスの流通方向を1セル毎に逆方向
    にしたことを特徴とする燃料電池。
JP5064103A 1993-03-23 1993-03-23 燃料電池 Pending JPH06275305A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5064103A JPH06275305A (ja) 1993-03-23 1993-03-23 燃料電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5064103A JPH06275305A (ja) 1993-03-23 1993-03-23 燃料電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06275305A true JPH06275305A (ja) 1994-09-30

Family

ID=13248414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5064103A Pending JPH06275305A (ja) 1993-03-23 1993-03-23 燃料電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06275305A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4444269A1 (de) * 1993-12-20 1995-06-22 Ryobi Co Feuchtevolumen-Steuerungsvorrichtung für eine Offsetpresse
WO1999026304A1 (en) * 1997-11-14 1999-05-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Solid electrolyte fuel cell
US6991871B2 (en) 2002-08-27 2006-01-31 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell
US7425384B2 (en) 1993-10-12 2008-09-16 California Institute Of Technology Direct methanol feed fuel cell and system
US7445859B2 (en) 1993-10-12 2008-11-04 California Institute Of Technology Organic fuel cell methods and apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7425384B2 (en) 1993-10-12 2008-09-16 California Institute Of Technology Direct methanol feed fuel cell and system
US7445859B2 (en) 1993-10-12 2008-11-04 California Institute Of Technology Organic fuel cell methods and apparatus
US7470478B2 (en) 1993-10-12 2008-12-30 California Institute Of Technology Direct methanol feed fuel cell and system
US7488548B2 (en) 1993-10-12 2009-02-10 California Institute Of Technology Direct methanol feed fuel cell and system
DE4444269A1 (de) * 1993-12-20 1995-06-22 Ryobi Co Feuchtevolumen-Steuerungsvorrichtung für eine Offsetpresse
WO1999026304A1 (en) * 1997-11-14 1999-05-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Solid electrolyte fuel cell
US6296963B1 (en) 1997-11-14 2001-10-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Solid oxide electrolyte fuel cell
US6991871B2 (en) 2002-08-27 2006-01-31 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6589681B1 (en) Series/parallel connection of planar fuel cell stacks
CN100508264C (zh) 固体氧化物燃料电池(sofc)堆构思
JP6263638B2 (ja) セルシステムに関する組立方法及び配置
JP3064746B2 (ja) 平板型固体電解質燃料電池
JP2020009744A (ja) 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック
JP6777669B2 (ja) 電気化学反応セルスタックの運転方法および電気化学反応システム
KR100418626B1 (ko) 용융탄산염형 연료전지
JPH06275305A (ja) 燃料電池
JP6975573B2 (ja) 燃料電池発電単位および燃料電池スタック
JP3791702B2 (ja) 平板状固体電解質燃料電池
JP7210508B2 (ja) 電気化学反応セルスタック
JP3831600B2 (ja) 非隔膜式燃料電池モジュール
JP3276649B2 (ja) 燃料電池
JPH0845516A (ja) 線径の異なるメッシュを用いた平板型固体電解質燃料電池
JPH05151979A (ja) 固体電解質型燃料電池
JP6917193B2 (ja) 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック
JPH0722058A (ja) 平板状固体電解質燃料電池
JP7194155B2 (ja) 電気化学反応セルスタック
JP2018181405A (ja) 燃料電池発電モジュール
JP7564678B2 (ja) 電気化学反応セルスタック
JP7244470B2 (ja) 燃料電池発電モジュール
JP2004055196A (ja) 燃料電池用酸化剤ガスの供給機構
JPH09147884A (ja) 平板型固体電解質燃料電池
JP7159126B2 (ja) 電気化学反応セルスタック
KR200301281Y1 (ko) 용융 탄산염 연료전지