JPH09115528A - 面内温度分布を緩和した平板型固体電解質燃料電池 - Google Patents
面内温度分布を緩和した平板型固体電解質燃料電池Info
- Publication number
- JPH09115528A JPH09115528A JP7270877A JP27087795A JPH09115528A JP H09115528 A JPH09115528 A JP H09115528A JP 7270877 A JP7270877 A JP 7270877A JP 27087795 A JP27087795 A JP 27087795A JP H09115528 A JPH09115528 A JP H09115528A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- solid electrolyte
- flat plate
- plate
- heat
- 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.)
- Withdrawn
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】
【課題】 燃料極側における面内温度分布のアンバラン
スを緩和した平板型固体電解質燃料電池を提供するこ
と。 【解決手段】 平板型固体電解質層４の両面にそれぞれ
空気極６と燃料極５とを配置してなる平板状単電池３
と、隣接する単電池同士を電気的に直列に接続しかつ各
単電池に燃料と酸化剤ガスとを分配するセパレータ１と
を交互に積層してスタックにした内部マニホールド方式
の平板型固体電解質燃料電池において、前記セパレータ
１の燃料極側が絶縁性酸化物板１Ａと、絶縁性酸化物板
１Ａの燃料極側面の燃料ガス通路内に嵌め込まれた耐熱
性金属板１Ｍからなり、耐熱性金属板１Ｍの片方の面が
前記絶縁性酸化物板１Ａと接触し、耐熱性金属板１Ｍの
反対側の面に設けた複数個のリブ１ｍが燃料極と接触
し、耐熱性金属板１Ｍと燃料極との間に燃料ガス流通間
隙１ｇを形成する。
スを緩和した平板型固体電解質燃料電池を提供するこ
と。 【解決手段】 平板型固体電解質層４の両面にそれぞれ
空気極６と燃料極５とを配置してなる平板状単電池３
と、隣接する単電池同士を電気的に直列に接続しかつ各
単電池に燃料と酸化剤ガスとを分配するセパレータ１と
を交互に積層してスタックにした内部マニホールド方式
の平板型固体電解質燃料電池において、前記セパレータ
１の燃料極側が絶縁性酸化物板１Ａと、絶縁性酸化物板
１Ａの燃料極側面の燃料ガス通路内に嵌め込まれた耐熱
性金属板１Ｍからなり、耐熱性金属板１Ｍの片方の面が
前記絶縁性酸化物板１Ａと接触し、耐熱性金属板１Ｍの
反対側の面に設けた複数個のリブ１ｍが燃料極と接触
し、耐熱性金属板１Ｍと燃料極との間に燃料ガス流通間
隙１ｇを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は面内温度分布を緩和
した平板型固体電解質燃料電池に関する。
した平板型固体電解質燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、例えば空気と水素をそれぞれ、酸
化剤ガスおよび燃料ガスとして、燃料が本来持っている
化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電
池が、省資源、環境保護の観点から注目されており、特
に固体電解質燃料電池は発電効率が高く、廃熱を有効に
利用できるなど多くの利点を有するため研究、開発が進
んでいる。
化剤ガスおよび燃料ガスとして、燃料が本来持っている
化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電
池が、省資源、環境保護の観点から注目されており、特
に固体電解質燃料電池は発電効率が高く、廃熱を有効に
利用できるなど多くの利点を有するため研究、開発が進
んでいる。
【０００３】固体電解質燃料電池に燃料ガスと酸化剤ガ
スとを供給するため、固体電解質燃料電池のセパレータ
および固体電解質層にそれぞれのガスの給排気孔を設
け、この孔から各単電池の各電極面に各ガスを給排気す
るようにしたものを内部マニホールド形式と称してい
る。
スとを供給するため、固体電解質燃料電池のセパレータ
および固体電解質層にそれぞれのガスの給排気孔を設
け、この孔から各単電池の各電極面に各ガスを給排気す
るようにしたものを内部マニホールド形式と称してい
る。
【０００４】内部マニホールド形式の平板型固体電解質
燃料電池は、イットリアなどをドープしたジルコニア焼
結体（ＹＳＺ）からなる平板状固体電解質層の両面に、
それぞれ（Ｌａ、Ｓｒ）ＭｎＯ3 の空気極と、Ｎｉ／Ｙ
ＳＺサーメットの燃料極とを配置してなる平板状単電池
と、隣接する単電池同士を電気的に直列に接続し、かつ
各単電池に燃料ガスと酸化剤ガスとを分配するセパレー
タとを交互に積層し、燃料極とセパレータの燃料ガス流
通路側との間に金属メッシュを介在し、単電池の固体電
解質層とセパレータの間にそれぞれシール剤またはスペ
ーサを介在してスタックに積層したものであり、各単電
池の各電極面にそれぞれ燃料ガスと酸化剤ガスとを接触
させることにより起電力を発生する。
燃料電池は、イットリアなどをドープしたジルコニア焼
結体（ＹＳＺ）からなる平板状固体電解質層の両面に、
それぞれ（Ｌａ、Ｓｒ）ＭｎＯ3 の空気極と、Ｎｉ／Ｙ
ＳＺサーメットの燃料極とを配置してなる平板状単電池
と、隣接する単電池同士を電気的に直列に接続し、かつ
各単電池に燃料ガスと酸化剤ガスとを分配するセパレー
タとを交互に積層し、燃料極とセパレータの燃料ガス流
通路側との間に金属メッシュを介在し、単電池の固体電
解質層とセパレータの間にそれぞれシール剤またはスペ
ーサを介在してスタックに積層したものであり、各単電
池の各電極面にそれぞれ燃料ガスと酸化剤ガスとを接触
させることにより起電力を発生する。
【０００５】セパレータ１は燃料極と空気極とにそれぞ
れ供給される燃料ガスと酸化剤ガスとを分離してそれら
のクロスリークを防止する作用と、単電池同士を電気的
に直列に接続する作用とを有するものである。スタック
の内部で燃料ガスと酸化剤ガスが混合すると、燃料利用
率が低下して燃料電池の効率が低下するのは勿論、両ガ
スの混合により燃焼して局部的な温度上昇を生じ、熱応
力分布が不均一となり、クラックや歪みを生じ、スタッ
クの寿命を短縮させる。現在使用されている代表的なセ
パレータはストロンチウムをドープしたランタンクロマ
イトのような導電性酸化物板である。
れ供給される燃料ガスと酸化剤ガスとを分離してそれら
のクロスリークを防止する作用と、単電池同士を電気的
に直列に接続する作用とを有するものである。スタック
の内部で燃料ガスと酸化剤ガスが混合すると、燃料利用
率が低下して燃料電池の効率が低下するのは勿論、両ガ
スの混合により燃焼して局部的な温度上昇を生じ、熱応
力分布が不均一となり、クラックや歪みを生じ、スタッ
クの寿命を短縮させる。現在使用されている代表的なセ
パレータはストロンチウムをドープしたランタンクロマ
イトのような導電性酸化物板である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】固体電解質燃料電池は
作動温度が摂氏１０００度と高く、かつＮｉ／ＹＳＺサ
ーメットからなる燃料極中のＮｉに触媒効果があるた
め、燃料ガスに適量の水蒸気を添加して直接燃料電池に
導入することにより、燃料改質と発電反応とを同時に燃
料電池内部の燃料極上で行わせることが可能である。こ
の内部改質には次のような長所がある。 （１）別個の改質装置すなわちリフォーマが不要とな
り、システム構成が簡単となり、燃料電池全体の小型化
が期待できる。。 （２）改質反応の吸熱作用により電池が冷却されるの
で、電池の冷却用空気を減少することができ電池効率の
向上が図れる。 （３）電池反応の発熱と改質反応の吸熱とがバランスよ
く相殺されれば燃料電池の面内温度分布が均一化され
る。
作動温度が摂氏１０００度と高く、かつＮｉ／ＹＳＺサ
ーメットからなる燃料極中のＮｉに触媒効果があるた
め、燃料ガスに適量の水蒸気を添加して直接燃料電池に
導入することにより、燃料改質と発電反応とを同時に燃
料電池内部の燃料極上で行わせることが可能である。こ
の内部改質には次のような長所がある。 （１）別個の改質装置すなわちリフォーマが不要とな
り、システム構成が簡単となり、燃料電池全体の小型化
が期待できる。。 （２）改質反応の吸熱作用により電池が冷却されるの
で、電池の冷却用空気を減少することができ電池効率の
向上が図れる。 （３）電池反応の発熱と改質反応の吸熱とがバランスよ
く相殺されれば燃料電池の面内温度分布が均一化され
る。
【０００７】しかしながら、固体電解質燃料電池の構成
部材であるセパレータや単電池などは熱伝導率が低いた
め、固体電解質燃料電池内部の温度分布が激しくなり、
また前述の（３）の電池反応と改質反応との熱のバラン
スをとることが難しく、単純に燃料電池内部に直接燃料
ガスと水蒸気を導入するだけでは、燃料電池の面内温度
分布に大きなアンバランスを生ずる。なお、燃料電池の
内部改質は燃料極側で行われる。
部材であるセパレータや単電池などは熱伝導率が低いた
め、固体電解質燃料電池内部の温度分布が激しくなり、
また前述の（３）の電池反応と改質反応との熱のバラン
スをとることが難しく、単純に燃料電池内部に直接燃料
ガスと水蒸気を導入するだけでは、燃料電池の面内温度
分布に大きなアンバランスを生ずる。なお、燃料電池の
内部改質は燃料極側で行われる。
【０００８】本発明は上述の点にかんがみてなされたも
ので、燃料極側における面内温度分布のアンバランスを
緩和した平板型固体電解質燃料電池を提供することを目
的とする。
ので、燃料極側における面内温度分布のアンバランスを
緩和した平板型固体電解質燃料電池を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は平板型固体電解質層の両面にそれぞれ空気
極と燃料極とを配置してなる平板状単電池と、隣接する
単電池同士を電気的に直列に接続しかつ各単電池に燃料
と酸化剤ガスとを分配するセパレータとを交互に積層し
てスタックにした内部マニホールド方式の平板型固体電
解質燃料電池において、前記セパレータが絶縁性酸化物
の本体と導電性酸化物板の集電体との複合セパレータで
あり、かつ、セパレータの燃料極側が絶縁性酸化物板
と、前記絶縁性酸化物板の燃料極側面の燃料ガス通路内
に嵌め込まれた耐熱性金属板からなり、前記耐熱性金属
板の片方の面が前記導電性酸化物板と接触し、かつ前記
耐熱性金属板の反対側の面に設けた複数個のリブがニッ
ケルメッシュまたはニッケルフェルトを介して燃料極と
接触し、前記耐熱性金属板と燃料極との間に燃料ガス流
通間隙を形成し、前記ニッケルメッシュまたはニッケル
フェルトが空気極側の導電性酸化物板とニッケルメッシ
ュ、ニッケル線またはニッケルフェルトを介して電気的
に接触されていることを特徴とする。
め、本発明は平板型固体電解質層の両面にそれぞれ空気
極と燃料極とを配置してなる平板状単電池と、隣接する
単電池同士を電気的に直列に接続しかつ各単電池に燃料
と酸化剤ガスとを分配するセパレータとを交互に積層し
てスタックにした内部マニホールド方式の平板型固体電
解質燃料電池において、前記セパレータが絶縁性酸化物
の本体と導電性酸化物板の集電体との複合セパレータで
あり、かつ、セパレータの燃料極側が絶縁性酸化物板
と、前記絶縁性酸化物板の燃料極側面の燃料ガス通路内
に嵌め込まれた耐熱性金属板からなり、前記耐熱性金属
板の片方の面が前記導電性酸化物板と接触し、かつ前記
耐熱性金属板の反対側の面に設けた複数個のリブがニッ
ケルメッシュまたはニッケルフェルトを介して燃料極と
接触し、前記耐熱性金属板と燃料極との間に燃料ガス流
通間隙を形成し、前記ニッケルメッシュまたはニッケル
フェルトが空気極側の導電性酸化物板とニッケルメッシ
ュ、ニッケル線またはニッケルフェルトを介して電気的
に接触されていることを特徴とする。
【００１０】また、本発明は平板型固体電解質層の両面
にそれぞれ空気極と燃料極とを配置してなる平板状単電
池と、隣接する単電池同士を電気的に直列に接続しかつ
各単電池に燃料と酸化剤ガスとを分配するセパレータと
を交互に積層してスタックにした内部マニホールド方式
の平板型固体電解質燃料電池において、前記セパレータ
の燃料極側が絶縁性酸化物板と、前記絶縁性酸化物板の
燃料極側面の燃料ガス通路内に嵌め込まれた複数本の耐
熱性金属リブからなり、前記耐熱性金属リブの片面が前
記絶縁性酸化物板と接触し、かつ前記耐熱性金属リブの
反対面がニッケルメッシュまたはニッケルフェルトを介
して燃料極と接触し、該耐熱性金属リブ間に燃料ガス流
通溝を形成することを特徴とする。
にそれぞれ空気極と燃料極とを配置してなる平板状単電
池と、隣接する単電池同士を電気的に直列に接続しかつ
各単電池に燃料と酸化剤ガスとを分配するセパレータと
を交互に積層してスタックにした内部マニホールド方式
の平板型固体電解質燃料電池において、前記セパレータ
の燃料極側が絶縁性酸化物板と、前記絶縁性酸化物板の
燃料極側面の燃料ガス通路内に嵌め込まれた複数本の耐
熱性金属リブからなり、前記耐熱性金属リブの片面が前
記絶縁性酸化物板と接触し、かつ前記耐熱性金属リブの
反対面がニッケルメッシュまたはニッケルフェルトを介
して燃料極と接触し、該耐熱性金属リブ間に燃料ガス流
通溝を形成することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明による面内温度分布
を緩和した平板型固体電解質燃料電池の横断面図、図２
は図１に使用されている複合セパレータの斜視図であ
る。
を緩和した平板型固体電解質燃料電池の横断面図、図２
は図１に使用されている複合セパレータの斜視図であ
る。
【００１２】図１、２の内部マニホールド形式の平板型
固体電解質燃料電池は、イットリアなどをドープしたジ
ルコニア焼結体（ＹＳＺ）からなる平板型固体電解質層
４の両面に、それぞれ（Ｌａ、Ｓｒ）ＭｎＯ3 の空気極
６と、Ｎｉ／ＹＳＺサーメットの燃料極５とを配置して
なる平板状単電池３と、隣接する単電池３同士を電気的
に直列に接続し、かつ各単電池３に燃料ガスと酸化剤ガ
スとを分配するセパレータ１とを交互に積層し、燃料極
５とセパレータ１の燃料ガス流通路側との間に金属メッ
シュ７を介在し、単電池３の固体電解質層４とセパレー
タ１の間にそれぞれシール剤またはスペーサ２を介在し
てスタックに積層したものである。
固体電解質燃料電池は、イットリアなどをドープしたジ
ルコニア焼結体（ＹＳＺ）からなる平板型固体電解質層
４の両面に、それぞれ（Ｌａ、Ｓｒ）ＭｎＯ3 の空気極
６と、Ｎｉ／ＹＳＺサーメットの燃料極５とを配置して
なる平板状単電池３と、隣接する単電池３同士を電気的
に直列に接続し、かつ各単電池３に燃料ガスと酸化剤ガ
スとを分配するセパレータ１とを交互に積層し、燃料極
５とセパレータ１の燃料ガス流通路側との間に金属メッ
シュ７を介在し、単電池３の固体電解質層４とセパレー
タ１の間にそれぞれシール剤またはスペーサ２を介在し
てスタックに積層したものである。
【００１３】セパレータ１は燃料極５と空気極６とにそ
れぞれ供給される燃料ガスと酸化剤ガスとを分離してそ
れらのクロスリークを防止する作用と、単電池３同士を
電気的に直列に接続する作用とを有するものである。
れぞれ供給される燃料ガスと酸化剤ガスとを分離してそ
れらのクロスリークを防止する作用と、単電池３同士を
電気的に直列に接続する作用とを有するものである。
【００１４】図１、２に示すように、セパレータ１はア
ルミナ板１Ａと、アルミナ板１Ａの空気極側面（図２に
おいて下面）の酸化剤ガス通路内に嵌め込まれた導電性
酸化物板１Ｂと、アルミナ板１Ａの燃料極側面（図２に
おいて上面）の燃料ガス通路内の中央ポケット部（後述
する）に嵌め込まれた耐熱性金属板１Ｍとからなり、耐
熱性金属板１Ｍが燃料極５との間に小さな複数個（図２
において４個）のリブ１ｍを有し、このリブ１ｍによっ
て耐熱性金属板１Ｍと燃料極５との間に燃料流通間隙１
ｇを形成する。耐熱性金属板１Ｍの片方は扁平面とな
り、アルミナ板１Ａの中央ポケット部に接触し、耐熱性
金属板１Ｍの反対側の面に設けたリブ１ｍの上面（頂
面）は燃料極５に接触して隣り合う単電池３を直列に接
続するよう構成されている。ここに記載する耐熱性金属
とは摂氏１０００度の燃料極雰囲気で十分な耐酸化性を
有することが必要である。耐熱性金属板１Ｍの中央に集
電孔１ｈがあけられている。耐熱性金属板と燃料極の間
にはニッケルメッシュまたはニッケルフェルト７が存在
し、前記ニッケルメッシュまたはニッケルフェルト７は
前記集電孔１ｈに入れたニッケル線またはニッケルメッ
シュまたはニッケルフェルトにより空気極側のセパレー
タに接触されている。
ルミナ板１Ａと、アルミナ板１Ａの空気極側面（図２に
おいて下面）の酸化剤ガス通路内に嵌め込まれた導電性
酸化物板１Ｂと、アルミナ板１Ａの燃料極側面（図２に
おいて上面）の燃料ガス通路内の中央ポケット部（後述
する）に嵌め込まれた耐熱性金属板１Ｍとからなり、耐
熱性金属板１Ｍが燃料極５との間に小さな複数個（図２
において４個）のリブ１ｍを有し、このリブ１ｍによっ
て耐熱性金属板１Ｍと燃料極５との間に燃料流通間隙１
ｇを形成する。耐熱性金属板１Ｍの片方は扁平面とな
り、アルミナ板１Ａの中央ポケット部に接触し、耐熱性
金属板１Ｍの反対側の面に設けたリブ１ｍの上面（頂
面）は燃料極５に接触して隣り合う単電池３を直列に接
続するよう構成されている。ここに記載する耐熱性金属
とは摂氏１０００度の燃料極雰囲気で十分な耐酸化性を
有することが必要である。耐熱性金属板１Ｍの中央に集
電孔１ｈがあけられている。耐熱性金属板と燃料極の間
にはニッケルメッシュまたはニッケルフェルト７が存在
し、前記ニッケルメッシュまたはニッケルフェルト７は
前記集電孔１ｈに入れたニッケル線またはニッケルメッ
シュまたはニッケルフェルトにより空気極側のセパレー
タに接触されている。
【００１５】アルミナ板１Ａは４隅にガスの給排気孔１
ａが開けられ、これは表面に形成されている三角形へこ
み１ｆ（左右２個）および両三角形へこみ１ｆを接続す
る中央ポケット部を通じて、対角線方向の隅に形成され
ているガス給排気孔１ａに連通して燃料ガス通路を形成
している（図２参照）。また、セパレータ１の表面の周
縁部１ｄは単電池３の固体電解質層４やスペーサ２と重
なるシール面となる（図１参照）。
ａが開けられ、これは表面に形成されている三角形へこ
み１ｆ（左右２個）および両三角形へこみ１ｆを接続す
る中央ポケット部を通じて、対角線方向の隅に形成され
ているガス給排気孔１ａに連通して燃料ガス通路を形成
している（図２参照）。また、セパレータ１の表面の周
縁部１ｄは単電池３の固体電解質層４やスペーサ２と重
なるシール面となる（図１参照）。
【００１６】また、図２においてアルミナ板１Ａの下面
は空気極６に面し、上記三角形へこみ１ｆ（左右２個）
および両三角形へこみ１ｆを接続する中央ポケット部
（これは上記燃料ガス通路の中央ポケット部と形状が異
なっている）が形成され、酸化剤ガス通路を形成してお
り、ここに上述したように導電性酸化物板１Ｂが嵌め込
まれている。また、同様にセパレータ１の表面の周縁部
１ｄは単電池３の固体電解質層４やスペーサ２と重なる
シール面となる。
は空気極６に面し、上記三角形へこみ１ｆ（左右２個）
および両三角形へこみ１ｆを接続する中央ポケット部
（これは上記燃料ガス通路の中央ポケット部と形状が異
なっている）が形成され、酸化剤ガス通路を形成してお
り、ここに上述したように導電性酸化物板１Ｂが嵌め込
まれている。また、同様にセパレータ１の表面の周縁部
１ｄは単電池３の固体電解質層４やスペーサ２と重なる
シール面となる。
【００１７】導電性酸化物板１Ｂの表面に、図１に示す
ように、空気極６の表面にそれぞれ酸化剤ガスを均等に
分配するため、および、隣り合う単電池３を直列に接続
するため複数列のガス流通溝１ｃと突起１ｂが形成され
ている。
ように、空気極６の表面にそれぞれ酸化剤ガスを均等に
分配するため、および、隣り合う単電池３を直列に接続
するため複数列のガス流通溝１ｃと突起１ｂが形成され
ている。
【００１８】燃料電池が組み立てられたとき、突起１ｂ
は空気極６に接触して電気的に導通して集電部を形成す
る。ガス流通溝１ｃはセパレータ１の表面に形成されて
いる三角形へこみ１ｆを通じて、対角線方向の隅に形成
されているガス給排気孔１ａに連通している（図２参
照）。ガス流通溝１ｃと三角形へこみ１ｆが、酸化剤ガ
スの分配構造となる。
は空気極６に接触して電気的に導通して集電部を形成す
る。ガス流通溝１ｃはセパレータ１の表面に形成されて
いる三角形へこみ１ｆを通じて、対角線方向の隅に形成
されているガス給排気孔１ａに連通している（図２参
照）。ガス流通溝１ｃと三角形へこみ１ｆが、酸化剤ガ
スの分配構造となる。
【００１９】セパレータ１を上記説明のように構成する
ことにより、発電反応により発生した熱を耐熱性金属板
の熱伝導作用により速やかに拡散し、もって平板型固体
電解質燃料電池内部の面内温度分布を均一化することが
できる。
ことにより、発電反応により発生した熱を耐熱性金属板
の熱伝導作用により速やかに拡散し、もって平板型固体
電解質燃料電池内部の面内温度分布を均一化することが
できる。
【００２０】図３は本発明による面内温度分布を緩和し
た平板型固体電解質燃料電池の別の実施例の横断面図、
図４は図３に使用されている複合セパレータの斜視図で
ある。
た平板型固体電解質燃料電池の別の実施例の横断面図、
図４は図３に使用されている複合セパレータの斜視図で
ある。
【００２１】図３、４の実施例が図１、２の実施例と異
なる点はセパレータであり、その他の部分は図１、２の
実施例と同一であるからその部分の説明を省略する。な
お、同一部品は同一の数字を付して示す。
なる点はセパレータであり、その他の部分は図１、２の
実施例と同一であるからその部分の説明を省略する。な
お、同一部品は同一の数字を付して示す。
【００２２】この実施例のセパレータ１’はセパレータ
がアルミナ板１Ａと、アルミナ板１Ａの空気極側面（図
４において下面）の酸化剤ガス通路内に嵌め込まれた導
電性酸化物板１Ｂと、前記アルミナ板１Ａの燃料極側面
の燃料ガス通路内の中央ポケット部に嵌め込まれた複数
本の耐熱性金属リブ１Ｎからなり、耐熱性金属リブ１Ｎ
の片面（図３において上面）がアルミナ板１Ａと接触
し、かつ耐熱性金属リブ１Ｎの反対面（図３において下
面）が燃料極５と接触し、これらの耐熱性金属リブ１Ｎ
の間に燃料ガス流通溝１ｎを形成する。耐熱性金属板リ
ブ１Ｎの中央に集電孔１ｈがあけられている。燃料極５
の表面にニッケルメッシュまたはニッケルフェルト７が
載せられている。
がアルミナ板１Ａと、アルミナ板１Ａの空気極側面（図
４において下面）の酸化剤ガス通路内に嵌め込まれた導
電性酸化物板１Ｂと、前記アルミナ板１Ａの燃料極側面
の燃料ガス通路内の中央ポケット部に嵌め込まれた複数
本の耐熱性金属リブ１Ｎからなり、耐熱性金属リブ１Ｎ
の片面（図３において上面）がアルミナ板１Ａと接触
し、かつ耐熱性金属リブ１Ｎの反対面（図３において下
面）が燃料極５と接触し、これらの耐熱性金属リブ１Ｎ
の間に燃料ガス流通溝１ｎを形成する。耐熱性金属板リ
ブ１Ｎの中央に集電孔１ｈがあけられている。燃料極５
の表面にニッケルメッシュまたはニッケルフェルト７が
載せられている。
【００２３】セパレータ１’を上記説明のように構成す
ることにより、セパレータ１と同様に発電反応により発
生した熱を耐熱性金属板の熱伝導作用により速やかに拡
散し、もって平板型固体電解質燃料電池内部の面内温度
分布を均一化することができる。
ることにより、セパレータ１と同様に発電反応により発
生した熱を耐熱性金属板の熱伝導作用により速やかに拡
散し、もって平板型固体電解質燃料電池内部の面内温度
分布を均一化することができる。
【００２４】上記両実施例では導電性酸化物板１Ｂがア
ルミナ板１Ａの空気極側面の酸化剤ガス通路内に嵌め込
まれているセパレータ１、１’を使用した内部マニホー
ルド形式の平板型固体電解質燃料電池について説明した
が、アルミナ板とこれと同面積の導電性酸化物板とを重
ね合わせた複合セパレータを使用した内部マニホールド
形式の平板型固体電解質燃料電池についても同様に本発
明を実施することができる。
ルミナ板１Ａの空気極側面の酸化剤ガス通路内に嵌め込
まれているセパレータ１、１’を使用した内部マニホー
ルド形式の平板型固体電解質燃料電池について説明した
が、アルミナ板とこれと同面積の導電性酸化物板とを重
ね合わせた複合セパレータを使用した内部マニホールド
形式の平板型固体電解質燃料電池についても同様に本発
明を実施することができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明ではセパレータに設けられた燃料
ガス流通路を耐熱性金属で構成するので、燃料の直接内
部改質を盛んにし、かつ発電反応により発生した熱を耐
熱性金属の熱伝導作用により速やかに拡散し、もって平
板型固体電解質燃料電池内部の面内温度分布を均一化す
ることができる。
ガス流通路を耐熱性金属で構成するので、燃料の直接内
部改質を盛んにし、かつ発電反応により発生した熱を耐
熱性金属の熱伝導作用により速やかに拡散し、もって平
板型固体電解質燃料電池内部の面内温度分布を均一化す
ることができる。
【図１】本発明による面内温度分布を緩和した平板型固
体電解質燃料電池の横断面図である。
体電解質燃料電池の横断面図である。
【図２】図１に使用されている複合セパレータの斜視図
である。
である。
【図３】本発明による面内温度分布を緩和した平板型固
体電解質燃料電池の別の実施例の横断面図である。
体電解質燃料電池の別の実施例の横断面図である。
【図４】図３に使用されている複合セパレータの斜視図
である。
である。
１ セパレータ １’ セパレータ １Ａ アルミナ板 １Ｂ 導電性酸化物板 １Ｍ 耐熱性金属板 １Ｎ 耐熱性金属リブ １ｂ 突起 １ｃ 溝 １ｄ 周縁部 １ｆ 三角形へこみ １ｇ 間隙 １ｈ 集電孔 １ｍ リブ １ｎ 燃料ガス流通溝 ２ スペーサ ３ 平板状単電池 ５ 燃料極 ６ 空気極 ７ ニッケルメッシュまたはニッケルフェルト
Claims (7)
- 【請求項１】 平板型固体電解質層の両面にそれぞれ空
気極と燃料極とを配置してなる平板状単電池と、隣接す
る単電池同士を電気的に直列に接続しかつ各単電池に燃
料と酸化剤ガスとを分配するセパレータとを交互に積層
してスタックにした内部マニホールド方式の平板型固体
電解質燃料電池において、前記セパレータが絶縁性酸化
物の本体と導電性酸化物板の集電体との複合セパレータ
であり、かつ、セパレータの燃料極側が絶縁性酸化物板
と、前記絶縁性酸化物板の燃料極側面の燃料ガス通路内
に嵌め込まれた耐熱性金属板からなり、前記耐熱性金属
板の片方の面が前記導電性酸化物板と接触し、かつ前記
耐熱性金属板の反対側の面に設けた複数個のリブがニッ
ケルメッシュまたはニッケルフェルトを介して燃料極と
接触し、前記耐熱性金属板と燃料極との間に燃料ガス流
通間隙を形成し、前記ニッケルメッシュまたはニッケル
フェルトが空気極側の導電性酸化物板とニッケルメッシ
ュ、ニッケル線またはニッケルフェルトを介して電気的
に接触されていることを特徴とする面内温度分布を緩和
した平板型固体電解質燃料電池。 - 【請求項２】 平板型固体電解質層の両面にそれぞれ空
気極と燃料極とを配置してなる平板状単電池と、隣接す
る単電池同士を電気的に直列に接続しかつ各単電池に燃
料と酸化剤ガスとを分配するセパレータとを交互に積層
してスタックにした内部マニホールド方式の平板型固体
電解質燃料電池において、前記セパレータの燃料極側が
絶縁性酸化物板と、前記絶縁性酸化物板の燃料極側面の
燃料ガス通路内に嵌め込まれた複数本の耐熱性金属リブ
からなり、前記耐熱性金属リブの片面が前記絶縁性酸化
物板と接触し、かつ前記耐熱性金属リブの反対面がニッ
ケルメッシュまたはニッケルフェルトを介して燃料極と
接触し、該耐熱性金属リブ間に燃料ガス流通溝を形成す
ることを特徴とする面内温度分布を緩和した平板型固体
電解質燃料電池。 - 【請求項３】 前記絶縁性酸化物がアルミナであること
を特徴とする請求項１または２に記載の面内温度分布を
緩和した平板型固体電解質燃料電池。 - 【請求項４】 前記絶縁性酸化物がマグネシアとマグネ
シウムアルミネートとの複合体であることを特徴とする
請求項１または２に記載の面内温度分布を緩和した平板
型固体電解質燃料電池。 - 【請求項５】 前記耐熱性金属がニッケルであることを
ことを特徴とする請求項１または２に記載の面内温度分
布を緩和した平板型固体電解質燃料電池。 - 【請求項６】 前記導電性酸化物がランタンクロマイト
系の酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の面
内温度分布を緩和した平板型固体電解質燃料電池。 - 【請求項７】 前記導電性酸化物の燃料極側の面がニッ
ケルでコーティングされていることを特徴とする請求項
１に記載の面内温度分布を緩和した平板型固体電解質燃
料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7270877A JPH09115528A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 面内温度分布を緩和した平板型固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7270877A JPH09115528A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 面内温度分布を緩和した平板型固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09115528A true JPH09115528A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17492220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7270877A Withdrawn JPH09115528A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 面内温度分布を緩和した平板型固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09115528A (ja) |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP7270877A patent/JPH09115528A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5770327A (en) | Solid oxide fuel cell stack | |
| JPH10308227A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| JP4123479B2 (ja) | 燃料電池用単セル、その製造方法及び固体酸化物形燃料電池 | |
| JP2000048831A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP4404331B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JPH05159790A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP2007508676A (ja) | マルチセル燃料電池層及びシステム | |
| JPH08180885A (ja) | 空気極の集電効率を向上させた固体電解質型燃料電池 | |
| JPH1116585A (ja) | 平板型固体電解質燃料電池及びその積層方法 | |
| JP7237043B2 (ja) | 電気化学反応セルスタック | |
| JP2011044361A (ja) | 燃料電池モジュール | |
| JPS62200666A (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 | |
| JPH09115528A (ja) | 面内温度分布を緩和した平板型固体電解質燃料電池 | |
| 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 | |
| JPH09147884A (ja) | 平板型固体電解質燃料電池 | |
| JPH06140056A (ja) | 集電率を増大した内部マニホールド構造の固体電解質燃料電池 | |
| JPH06275305A (ja) | 燃料電池 | |
| JPH06342664A (ja) | 耐熱性金属板と酸化物板との複合セパレータを用いた内部マニホールド構造の平板型固体電解質燃料電池における内部改質方法 | |
| JPH0462757A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP2004055196A (ja) | 燃料電池用酸化剤ガスの供給機構 | |
| JPH06196196A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP2004055195A (ja) | 平板積層型の固体酸化物形燃料電池 | |
| JPH06196198A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JPH08180889A (ja) | 平板型固体電解質燃料電池の内部改質制御方法および装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |