JPS63307671A - 積層燃料電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる積層燃料電池
に関するものである。

［従来の技術］ 燃料電池のうち、特に、溶融炭酸塩型燃料電池は、第３
図に一例を示す如く、溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ込
ませてなる電解質板（タイル）１を、カソード（酸素極
）２とアノード（燃料極）３で両面から挾み、カソード
２側に酸化ガスＯＧを供給すると共にアノード３側に燃
料ガス［Ｇを供給することによりカソード２とアノード
３との間で発生する電位差により発電が行われるように
したものを１セルエとし、各セルＩをセパレータ４を介
し多層に積層して燃料電池スタックとしたものが知られ
ている。

通常、燃料電池は、セル■を数百段の如き多層に積層し
、各段のセルに酸化ガスと燃料ガスが供給されることに
よって発電しているが、運転中に性能の劣化するセルが
出て来る。性能の劣化したセルが出て来た場合にそのま
ま放置しておくと、当該性能の劣化したセルにも電流が
流れるが、性能の劣化したセルに電流が流れると電圧が
異常に低くなり当該セルは腐食反応が促進され金属溶解
反応も起こり炭酸塩がなくなり、電解質板１が損傷して
来て酸化ガスと燃料ガスのクロスリークが発生する。こ
のクロスリークが発生すると、燃焼反応が生じ、当該性
能の劣化したセルの上下にあるセルも高温になって破損
する状態になって来る。

そのため、従来、積層燃料電池においては、性能が劣化
したセルが出て来ると、そのセルの交換が容易にできる
ようにするため、数セルを積層したものを１ブロツクと
して数ブロックを重ね合わせ、性能が劣化したセルが出
て来るとそのセルが含まれるブロックごとに交換するよ
うにする考え方、あるいは、性能が劣化して来たセルを
電気的にショートさせてバイパスさせる考え方がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、数セルを１ブロツクとして重ね合わせ、性能
が劣化したセルが出て来ると、ブロック単位で交換する
考え方では、酸化ガス、燃料ガスの給排設備を各ブロッ
クごとに独立して組み付ける必要があり、設備が大掛か
りになると共にメンテナンスの面でも大変であるという
問題がある。又、性能が劣化したセルを電気的にショー
トさせる考え方の場合は、ブロック化する場合の問題は
ない反面、電流をバイパスさせても酸化ガスと燃料ガス
の両ガスが流れていると、電極反応が行われ当該セルの
劣化を促進し、電解質板を損傷するという問題がある。

そこで、本発明は、上記性能が劣化したセルが出て来た
ときにそのセルを電気的にショートさせる考え方におい
て、性能が劣化したセルへのガスの流れを停止させるよ
うにして電極反応が進行しないようにしようとするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、電解質板の両面
をカソードとアノードの両電極で挾み、カソード側に酸
化ガスを供給すると共にアノード側に燃料ガスを供給す
るようにしてあるセルをセパレータを介して多層に積層
してなる積層燃料電池において、上記各セルごとに酸化
ガスと燃料ガスのガス通路を形成するセパレータのガス
給排側に、いずれか一方のガス通路へのガスの流れを止
めるためのプラグ棒挿入用の溝を設け、且つセパレータ
の外から上記溝に後き差し自在に挿入するプラグ棒を備
えた構成とする。

［作　　用］ 性能が劣化したセルが出て来たとき、そのセルに供給さ
れる酸化ガスと燃料ガスのいずれか一方のガス通路側に
プラグ棒を差し込むと、当該ガス通路側へのガスの流れ
がプラグ棒によって止められる。これによりそのセルで
燃焼が行われることがなくなる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、周
辺部にガスの給排用孔５をもつ電解質板１の両面をカソ
ード２とアノード３の両電極で挾み、カソード２側に酸
化ガスＯＧを供給すると共に、アノード３側に燃料ガス
ＦＧを供給するようにしてなる１セルＩを、周辺部にガ
スの給排用孔５を有し且つ表裏両面の中央部分にガス通
路６を凹凸により形成してなるセパレータ４を介して多
段に積層した構成において、上記各段のセパレータ４の
周辺部に設けた酸化ガスと燃料ガスの各給排用孔５と、
カソード２又はアノード３の電極側にガスを流すための
周辺部分を除く中央部分に形成したガス通路６とを連絡
するガス連絡部７に、該ガス連絡部７を横切る１本の溝
８を第１図に示す如く形成し、該溝８の一端をセパレー
タ４の周辺部を通して外面に間口させる孔１１を設け、
セパレータ４外面の孔開口部にチューブ９の一端を固定
して接続し、該チューブ９内を通してガス連絡部７の溝
８に挿入しで給排用孔５からガス通路６へのガスの流れ
を止めるようにするプラグ棒１０を用意するようにする
。

なお、上記溝８はセパレータ４の片面側のみでよく、実
施例の如く、アノード側に供給する燃料ガスＦＧを流す
面に溝８を設けるようにしてもよい。又、上記溝８は、
断面形状を半円形状あるいは角形状にし、チューブ９は
セパレータ４と電極間のガスが外部へ洩れるのを防止す
るため、セル■の性能が良いときは、チューブ９の端を
閉塞しておくようにする。

セルが多段に積層されている積層燃料電池で発電が行わ
れているとぎに、成る段のセルの性能が劣化して来たこ
とが電圧や排出されるガスの分析等で判明すると、当該
性能が劣化したセルに電流を流さないようにするため、
該性能が劣化したセルを上下のセルから仕切っている上
下のセパレータ４の各計装用端子（図示せず）間に導電
性部材（図示せず）を挾んで性能が劣化したセルを短絡
させるようにすると同時に、チューブ９の端を切断して
ここからチューブ９内にプラグ棒１０を挿入して該プラ
グ棒１０をセパレータ４の片面のガス連絡部７の溝８に
挿入し、ガスの給排用孔５からガス通路６へのガスの流
れを溝８内のプラグ棒１０で遮断させる。これにより給
排用孔５からガス通路６へ流されようとするガス（実施
例の場合は燃料ガス）の流れが停止させられ、他方のガ
スのみ（実施例の場合は酸化ガス）が流される状態にな
る。一方のガスの流れが止められれば、他方のガスが流
されても、電極反応が進行するおそれはなくなる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば、酸化ガスの流れを止めるようにしてもよ
く、プラグ棒１０は細いものをセパレータ４内の溝８に
挿入してから大きく膨らむようなものを用いてもよく、
又、溝８をセパレータ４の周辺に開口させる孔にチュー
ブ９を接続させた場合を示したが、チューブ９のない形
式としてもよい。　　　　゛ ［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明の積層燃料電池によれば、積層
された各セルごとに流される酸化ガスと燃料ガスのいず
れか一方のガスが電極側に流れるのを停止できるように
各セルを仕切るセパレータの片面に、プラグ棒の挿入用
溝を設けると共に、該溝をセパレータの外面に開口させ
る孔を設け、該孔を通して上記溝内にプラグ棒を挿入し
てガスの流れを止めるようにしであるので、成る段のセ
ルの性能が劣化して来たことがわかると、当該性能が劣
化して来たセルにガスを給排するようにしてあるセパレ
ータのプラグ棒挿入用溝にプラグ棒を挿入することによ
りガスの流れを停止することができ、当該性能の劣化し
たセルで燃焼を生じさせることがなくなる、という優れ
た効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の積層燃料電池の実施例を示すセパレー
タの斜視図、第２図は本発明の積層燃料電池の断面図、
第３図は従来の燃料電池の一例を示す断面図である。 １・・・電解質板、２・・・カンード、３・・・アノー
ド、４・・・セパレータ、５・・・給排用孔、６・・・
ガス通路、７・・・ガス連絡部、８・・・溝、１０・・
・プラグ棒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）電解質板の両面をカソードとアノードの両電極で挾
   み、カソード側に酸化ガスを供給すると共にアノード側
   に燃料ガスを供給するようにしてあるセルをセパレータ
   を介して多層に積層してなる積層燃料電池において、上
   記各セルごとに酸化ガスと燃料ガスのガス通路を形成す
   るセパレータのガス給排側に、いずれか一方のガス通路
   へのガスの流れを止めるためのプラグ棒挿入用の溝を設
   け、且つセパレータの外から上記溝に抜き差し自在に挿
   入するプラグ棒を備えたことを特徴とする積層燃料電池
   。