JPS6032255A - 内部改質形燃料電池 - Google Patents
内部改質形燃料電池Info
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- JPS6032255A JPS6032255A JP58140306A JP14030683A JPS6032255A JP S6032255 A JPS6032255 A JP S6032255A JP 58140306 A JP58140306 A JP 58140306A JP 14030683 A JP14030683 A JP 14030683A JP S6032255 A JPS6032255 A JP S6032255A
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- Japan
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- fuel
- passage
- electrode
- reforming
- flow direction
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- 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
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
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- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、例えば炭化水素などの燃料を電池内で改質
しながら発電を行なう内部改質形燃料電池に関するもの
である。
しながら発電を行なう内部改質形燃料電池に関するもの
である。
従来この種の燃料電池として第１図に示すものがあった
。図において、（１）Ｉｉ多孔性のセラミックスで構成
され、その空間には炭酸塩が充填さｉｔている電解質マ
トリックス、（２）Ｕ多孔性のニッケルなどで構成され
た燃料電極、（３）は酸化ニッケルなどの多孔性材料で
構成された酸化剤電極であわ、燃料電極（２）と酸化剤
電極（３）とは電解質マトリックス（１）を介して対向
するように配置され、これらで単電池を構成している。
。図において、（１）Ｉｉ多孔性のセラミックスで構成
され、その空間には炭酸塩が充填さｉｔている電解質マ
トリックス、（２）Ｕ多孔性のニッケルなどで構成され
た燃料電極、（３）は酸化ニッケルなどの多孔性材料で
構成された酸化剤電極であわ、燃料電極（２）と酸化剤
電極（３）とは電解質マトリックス（１）を介して対向
するように配置され、これらで単電池を構成している。
（４）は酸化剤電極（３）に対して設けられた酸化剤通
路、（５）は燃料電極（２）に接して設けられ、多数の
孔を有する燃料側スペーサ、（６）は燃料スペーサ（５
）に直角に設けられたリプであり、燃料側スペーサ（５
）とリプ（６）とで燃料通路（７）を形成している。（
８）は燃料通路（７）に充填された燃料改質触媒である
。
路、（５）は燃料電極（２）に接して設けられ、多数の
孔を有する燃料側スペーサ、（６）は燃料スペーサ（５
）に直角に設けられたリプであり、燃料側スペーサ（５
）とリプ（６）とで燃料通路（７）を形成している。（
８）は燃料通路（７）に充填された燃料改質触媒である
。
次に動作について説明する。燃料通路（７）に炭化水素
などの燃料と水蒸気が供給されると、燃料改質触媒（８
）との接触反応により、炭化水素は水蒸気と反応して水
素、−酸化炭素、および炭酸ガスに変換される。炭化水
素がメタンの場合には、この反応は以下の式で表わされ
る。
などの燃料と水蒸気が供給されると、燃料改質触媒（８
）との接触反応により、炭化水素は水蒸気と反応して水
素、−酸化炭素、および炭酸ガスに変換される。炭化水
素がメタンの場合には、この反応は以下の式で表わされ
る。
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ−Ｃ０＋３Ｈ２
生成された水素および一酸化炭素は、燃料側スペーサ（
５）に設けられた孔を通り、多孔性の燃料電極（２）の
細孔を拡散する。他方、酸化剤通路（４）には空気と炭
酸ガスとの混合ガスが供給され、多孔性の酸化剤電極（
３）の細孔を拡散する。電解質マトリックス（１）に含
浸され、動作温度である６００℃付近では溶融状態にな
っている炭酸塩、電極（２）、（３）、および上記水素
と酸素を主成分とする反応ガスの間に生ずる電気化学反
応により反応ガスが消費され、電流コレクタ（図示せず
）間に電位が生じ、外部に電力が収り出される。なお、
燃料改質触媒（８）上で起こる改質反応は吸熱反応であ
り、この反応を持続させるのに必要な熱量は、上記電気
化学反応に伴う挿過逆反応が熱ロスとなり、燃料電極（
２）およびスペーサ（５）を介しぞ燃料改質触媒（８）
に供給される。
５）に設けられた孔を通り、多孔性の燃料電極（２）の
細孔を拡散する。他方、酸化剤通路（４）には空気と炭
酸ガスとの混合ガスが供給され、多孔性の酸化剤電極（
３）の細孔を拡散する。電解質マトリックス（１）に含
浸され、動作温度である６００℃付近では溶融状態にな
っている炭酸塩、電極（２）、（３）、および上記水素
と酸素を主成分とする反応ガスの間に生ずる電気化学反
応により反応ガスが消費され、電流コレクタ（図示せず
）間に電位が生じ、外部に電力が収り出される。なお、
燃料改質触媒（８）上で起こる改質反応は吸熱反応であ
り、この反応を持続させるのに必要な熱量は、上記電気
化学反応に伴う挿過逆反応が熱ロスとなり、燃料電極（
２）およびスペーサ（５）を介しぞ燃料改質触媒（８）
に供給される。
従来の内部改質形燃料電池は以上のように構成されてい
るので、燃料改質反応は燃料通路（７）の入るので、燃
−料改賀反応がある程度進行し７゛こ点で最大となり、
発熱量も大きくなる。したがって、燃料通路（７）入口
側では温度が低下し、燃料通路（７）出口側では温度が
上昇することになり、電池内に大きな温度差が生ずると
いう欠点を有していた。
るので、燃料改質反応は燃料通路（７）の入るので、燃
−料改賀反応がある程度進行し７゛こ点で最大となり、
発熱量も大きくなる。したがって、燃料通路（７）入口
側では温度が低下し、燃料通路（７）出口側では温度が
上昇することになり、電池内に大きな温度差が生ずると
いう欠点を有していた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、燃料通路における燃料の流れ方向
に直角な断面積を上記燃料の流れ方向に向かって拡大す
ることにより、上記燃料の流れ方向に燃料改質反応を均
一化し、その結果、電池内の温度分布を一様化すること
のできる内部改質形燃料電池を提供することを目的とし
ている。１［発明の実施例］ 第２図はこの発明の一実施例による内部改質形燃料電池
を示す斜視図である。図において、電解質マトリックス
（１）、燃料電極（２）、および酸化剤電極（３）で構
成される単電池 並びに酸化剤供給のための酸化剤通路
（４）の構造は従来と同様である。燃料側スペーサ（５
）に設けられたリブ（６）は、燃料の流れ方向に直角な
断面積を燃料の流れ方向に向かって減少しており、その
結果、燃料側スペーサ（５）とリグ（６）で構成される
燃料通路（７）の幅つまり燃料の流れ方向に直角な断面
積を燃料の流れ方向に向かって拡大する。
めになされたもので、燃料通路における燃料の流れ方向
に直角な断面積を上記燃料の流れ方向に向かって拡大す
ることにより、上記燃料の流れ方向に燃料改質反応を均
一化し、その結果、電池内の温度分布を一様化すること
のできる内部改質形燃料電池を提供することを目的とし
ている。１［発明の実施例］ 第２図はこの発明の一実施例による内部改質形燃料電池
を示す斜視図である。図において、電解質マトリックス
（１）、燃料電極（２）、および酸化剤電極（３）で構
成される単電池 並びに酸化剤供給のための酸化剤通路
（４）の構造は従来と同様である。燃料側スペーサ（５
）に設けられたリブ（６）は、燃料の流れ方向に直角な
断面積を燃料の流れ方向に向かって減少しており、その
結果、燃料側スペーサ（５）とリグ（６）で構成される
燃料通路（７）の幅つまり燃料の流れ方向に直角な断面
積を燃料の流れ方向に向かって拡大する。
なお、燃料通路（７）には従来と同様に燃料改質触媒（
８）が充填されている。
８）が充填されている。
次に動作について説明する。従来と同様に、燃料通路（
７）に炭化水素などの燃料と水蒸気が供給されると、燃
料改質触媒（８）との接触により、炭化水素は水蒸気と
反応して水素、−酸化炭素、および炭酸ガスに変換され
る。この際、この発明においては燃料通路（７）の燃料
の流れ方向に直角な断面積が燃料の流れ方向に向かつて
拡大しており、その結果、燃料通路（７）に充填されて
いる燃料改質触媒（８）の量も燃料の流れ方向に向かっ
て増大している。
７）に炭化水素などの燃料と水蒸気が供給されると、燃
料改質触媒（８）との接触により、炭化水素は水蒸気と
反応して水素、−酸化炭素、および炭酸ガスに変換され
る。この際、この発明においては燃料通路（７）の燃料
の流れ方向に直角な断面積が燃料の流れ方向に向かつて
拡大しており、その結果、燃料通路（７）に充填されて
いる燃料改質触媒（８）の量も燃料の流れ方向に向かっ
て増大している。
したがって、改質反応の反応速度の大きい燃料通路（７
）入口付近では触媒（８）量が少なく、反応速度の小さ
い出口付近では触媒（８）量が大きくなり、燃料の流れ
方向に改質反応が均一化し、したがって吸熱量も均一化
するので、電池的温度分布が一様化する。
）入口付近では触媒（８）量が少なく、反応速度の小さ
い出口付近では触媒（８）量が大きくなり、燃料の流れ
方向に改質反応が均一化し、したがって吸熱量も均一化
するので、電池的温度分布が一様化する。
なお、上記実施例では燃料通路（７）の燃料の流れ方向
に直角なＩＦｔ面積を燃料の流れ方向に向かって拡大す
るのに、燃料通路（７）の幅を燃料の流れ方向に向かっ
て広くしたものを示したが、第３図に示すように燃料側
スペーサ（５）の厚さを変えることにより燃料流路（７
）の深さを燃料の流れ方向に向かって深くしてもよい。
に直角なＩＦｔ面積を燃料の流れ方向に向かって拡大す
るのに、燃料通路（７）の幅を燃料の流れ方向に向かっ
て広くしたものを示したが、第３図に示すように燃料側
スペーサ（５）の厚さを変えることにより燃料流路（７
）の深さを燃料の流れ方向に向かって深くしてもよい。
また、燃料通路（７）の幅と深さの両方を変化させても
よい。
よい。
また、第１図、第２図では簡単のため、燃料電極（２）
、酸化剤電極（３）、および電解質マトリックス（１）
よりなる単電池の両側に燃料通路（７）および酸化剤通
ｉ （４）を設けたものを示したが、実際には、これら
がガス分離板を介して複数個積層されて運転されること
が多い。
、酸化剤電極（３）、および電解質マトリックス（１）
よりなる単電池の両側に燃料通路（７）および酸化剤通
ｉ （４）を設けたものを示したが、実際には、これら
がガス分離板を介して複数個積層されて運転されること
が多い。
また、上記実施例では燃料通路（７）および酸化剤通路
（４）をそれぞれ燃料電極（２）および酸化剤電極（３
）は と二別に設けたものを示したが、これら電１（２）、（
３）に直接溝を堀るなとして通路（４）、（７）を形成
した場合にもこの発明は適用可能である。
（４）をそれぞれ燃料電極（２）および酸化剤電極（３
）は と二別に設けたものを示したが、これら電１（２）、（
３）に直接溝を堀るなとして通路（４）、（７）を形成
した場合にもこの発明は適用可能である。
また、燃料側スペーサ（５）に設けた孔は、燃料通路（
７）で改質された燃料を燃料電極（２）へ拡散させるた
めのものであり、上記のように電極（２）に直接通路（
７）を形成した場合や、燃料側スペー？ （５）が多孔
性材料などで構成されている場合には不要である。
７）で改質された燃料を燃料電極（２）へ拡散させるた
めのものであり、上記のように電極（２）に直接通路（
７）を形成した場合や、燃料側スペー？ （５）が多孔
性材料などで構成されている場合には不要である。
以上のように、この発明によれば燃料通路における燃料
の流れ方向に直角な断面積を上記燃料の流れ方向に向か
って拡大したので、上記燃料の流れ方向に燃料改質反応
を均一化でき、その結果、電池内の温度分布を一様化す
ることができる内部改質形燃料電池が得られる効果があ
る。
の流れ方向に直角な断面積を上記燃料の流れ方向に向か
って拡大したので、上記燃料の流れ方向に燃料改質反応
を均一化でき、その結果、電池内の温度分布を一様化す
ることができる内部改質形燃料電池が得られる効果があ
る。
第１図は従来の内部改質形燃料電池を示す斜視図、第２
図はこの発明の一実施例による内部改質形燃料電池を示
す斜視図、第３図はこの発明の他の実施例例係わる燃料
通路を示す斜視図である。 図において、（１）は電解質マトリックス、（２）は燃
料電極、（３）は酸化剤電極、（４）は酸化剤通路、（
５）は燃料側スペーサ、（６）はリグ、（７）は燃料側
スペーサ（５）さリプ（６）とで構成される燃料通路、
（８）は燃料改質触媒であるっ なお、図中同一符号は同一または相当部分を示すものさ
する。 代 理 人 大 岩 増 雄 第１し１ 第２図 第：″３図
図はこの発明の一実施例による内部改質形燃料電池を示
す斜視図、第３図はこの発明の他の実施例例係わる燃料
通路を示す斜視図である。 図において、（１）は電解質マトリックス、（２）は燃
料電極、（３）は酸化剤電極、（４）は酸化剤通路、（
５）は燃料側スペーサ、（６）はリグ、（７）は燃料側
スペーサ（５）さリプ（６）とで構成される燃料通路、
（８）は燃料改質触媒であるっ なお、図中同一符号は同一または相当部分を示すものさ
する。 代 理 人 大 岩 増 雄 第１し１ 第２図 第：″３図
Claims (3)
- （１）燃料電極と酸化剤電極とを電解質マトリックスを
介して対向するように配置した単電池、上記燃料電極に
対して設けられた燃料通路、この燃料通路に充填された
燃料改質触媒、および上記酸化剤電極に対して設けられ
た酸化剤通路を備え、燃料および酸化剤をそれぞれ上記
通路に供給して燃料を改質しながら発電を行なう内部改
質形燃料電池において、上記燃料通路の燃料の流れ方向
に直角な断面積を上記燃料の流れ方向に高力・うて拡大
したことを特徴さする内部改質形燃料電池。 - （２）燃料通路は、その幅を燃料の流れ方向に向がって
広くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
内部改質形燃料電池。 - （３）燃料通路は、その深さを燃料の流れ方向に向かっ
て深くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の内部改質形燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140306A JPS6032255A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 内部改質形燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140306A JPS6032255A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 内部改質形燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6032255A true JPS6032255A (ja) | 1985-02-19 |
| JPH0147863B2 JPH0147863B2 (ja) | 1989-10-17 |
Family
ID=15265715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58140306A Granted JPS6032255A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 内部改質形燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6032255A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60236465A (ja) * | 1984-04-30 | 1985-11-25 | 株式会社東芝 | 溶融炭酸塩燃料電池の作動方法 |
| JPS60241674A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-30 | Toshiba Corp | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| JPS6212269U (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-24 | ||
| JPS6290871A (ja) * | 1985-06-14 | 1987-04-25 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPS62140375A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-23 | Hitachi Ltd | 内部改質型溶融炭酸塩燃料システムの起動方法 |
| JPS62140374A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-23 | Hitachi Ltd | 内部改質型溶融炭酸塩燃料電池 |
| WO1998016961A1 (en) * | 1996-10-16 | 1998-04-23 | Bg Plc | An electric power generation system using fuel cells |
| WO1998021770A1 (en) * | 1996-11-08 | 1998-05-22 | Bg Plc | Electric power generation system including fuel cells |
| KR100646985B1 (ko) * | 2005-06-24 | 2006-11-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 평판형 연료개질 시스템 및 이를 구비한 연료전지 시스템 |
| WO2006082087A3 (de) * | 2005-01-31 | 2007-05-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung mit einem ein medium führenden kanal und verfahren zur entfernung von einschlüssen |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023172291A (ja) * | 2022-05-23 | 2023-12-06 | 日産自動車株式会社 | 固体酸化物形燃料電池 |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP58140306A patent/JPS6032255A/ja active Granted
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60236465A (ja) * | 1984-04-30 | 1985-11-25 | 株式会社東芝 | 溶融炭酸塩燃料電池の作動方法 |
| JPS60241674A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-30 | Toshiba Corp | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| JPS6290871A (ja) * | 1985-06-14 | 1987-04-25 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPS6212269U (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-24 | ||
| JPS62140375A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-23 | Hitachi Ltd | 内部改質型溶融炭酸塩燃料システムの起動方法 |
| JPS62140374A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-23 | Hitachi Ltd | 内部改質型溶融炭酸塩燃料電池 |
| WO1998016961A1 (en) * | 1996-10-16 | 1998-04-23 | Bg Plc | An electric power generation system using fuel cells |
| WO1998021770A1 (en) * | 1996-11-08 | 1998-05-22 | Bg Plc | Electric power generation system including fuel cells |
| WO2006082087A3 (de) * | 2005-01-31 | 2007-05-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung mit einem ein medium führenden kanal und verfahren zur entfernung von einschlüssen |
| US7887621B2 (en) | 2005-01-31 | 2011-02-15 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. | Device with a channel conducting a flowable medium and a method for removing inclusions |
| KR100646985B1 (ko) * | 2005-06-24 | 2006-11-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 평판형 연료개질 시스템 및 이를 구비한 연료전지 시스템 |
| JP2007001856A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料改質システム、および燃料改質システムを具備する燃料電池システム |
| US8092949B2 (en) | 2005-06-24 | 2012-01-10 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel cell system with fuel conversion reactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0147863B2 (ja) | 1989-10-17 |
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