CN101919104B - 横纹型固体氧化物型燃料电池 - Google Patents

横纹型固体氧化物型燃料电池 Download PDF

Info

Publication number
CN101919104B
CN101919104B CN2008801229491A CN200880122949A CN101919104B CN 101919104 B CN101919104 B CN 101919104B CN 2008801229491 A CN2008801229491 A CN 2008801229491A CN 200880122949 A CN200880122949 A CN 200880122949A CN 101919104 B CN101919104 B CN 101919104B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
connecting plate
oxide fuel
solid
cell unit
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.)
Active
Application number
CN2008801229491A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101919104A (zh
Inventor
藤田显二郎
中村和郎
松崎良雄
儿井真
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.)
Kyocera Corp
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Kyocera Corp
Tokyo Gas 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 Kyocera Corp, Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Kyocera Corp
Publication of CN101919104A publication Critical patent/CN101919104A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101919104B publication Critical patent/CN101919104B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1213—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material
    • 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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1286—Fuel cells applied on a support, e.g. miniature fuel cells deposited on silica supports
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2428—Grouping by arranging unit cells on a surface of any form, e.g. planar or tubular
    • 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

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明可以得到一种具有电流折返结构的横纹型固体氧化物型燃料电池，其包含在内部具有燃料流路、以及在外部具有与燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的电绝缘性基体；在正背两个表面上，各自与燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且对于多个单元，邻接的单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；其中，将构成位于燃料排出口侧最端部的正背两个单元的燃料极层侧连接板、电解质层和空气极层侧连接板向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。

Description

横纹型固体氧化物型燃料电池
技术领域
本发明涉及一种横纹型(lateral-striped)固体氧化物型燃料电池，更具体地说，涉及在内部具有燃料流路的多孔质电绝缘性基体相对的两个表面上以横纹状的方式配置多个固体氧化物型燃料电池单元而成的横纹型固体氧化物型燃料电池、以及在内部具有空气流路的多孔质电绝缘性基体相对的两个表面上以横纹状的方式配置多个固体氧化物型燃料电池单元而成的横纹型固体氧化物型燃料电池。关于固体氧化物型燃料电池单元的术语，下面酌情简称为“单元”。
背景技术
横纹型固体氧化物型燃料电池是将多个单元配置成横纹状这种类型的燃料电池，其中单元的构成是：夹持着由电解质构成的电解质材料而配置燃料极层和空气极层，而且酌情配置有燃料极层侧连接板(interconnector)或空气极层侧连接板。横纹型固体氧化物型燃料电池具有特开平10-3932号公报(以下记为专利文献1)之类的圆筒形和特开2006-19059号公报(以下记为专利文献2)之类的中空扁平形等方式。
固体氧化物型燃料电池在运行时，向燃料极层侧通以燃料，向空气极层侧通以空气、氧等氧化剂气体(作为代表，以下酌情称为“空气”)，并将两电极与外部负载进行连接，由此便可以获得电力。然而，一个单电池充其量只能获得0.7～0.8V左右的电压，所以为了获得实用的电力，需要将多个单电池(单元)以串联的方式进行电连接。
中空扁平形横纹型固体氧化物型燃料电池的构成是：在中空扁平状、多孔质且具有电绝缘性的基体即电绝缘性基体的该扁平面也就是相对的两个表面上分别配置多个单元，并通过连接板将邻接的单元进行电连接。中空扁平状电绝缘性基体的中空部形成于该基体的内部，通常从其一端的开口向另一端的开口成为使燃料或空气流通的气体流路(在使燃料流通的情况下成为燃料流路，在使空气流通的情况下成为空气流路)。
横纹型固体氧化物型燃料电池虽然单元配置的自由度高，而且可以任意设定电流的取出位置，但在实用方面，电流取出位置被设定为电绝缘性基体的相同端部。在此情况下，其运行时的电流从电绝缘性基体的正面所配置的多个单元的排列方向的端部、以及从电绝缘性基体背面所配置的多个单元中的端部(即电绝缘性基体正面侧端部的背面侧端部)取出，并流向与正面侧相反的方向。
图1是说明中空扁平形横纹型固体氧化物型燃料电池的构成例的图。图1(a)为立体图，图1(b)为俯视图。在中空扁平状电绝缘性基体1的上下两面即正面和背面的两面上，配置有多个具有燃料极层、电解质层和空气极层这三层结构的单元5。而且其构成是，通过连接板将邻接的单元之间以串联的方式进行电连接。
在其运行时，燃料正如图1(a)中的箭头(→)所示的那样，在设置于电绝缘性基体1内部的从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路S内与单元5的排列平行地流通。燃料流路S并不局限于1条，也可以是多条，在图1(c)中表示了8条的例子。另外，电绝缘性基体1在图1(a)所示的中空扁平状的方式中，其横断面(＝与多个单元的排列方向垂直的方向上的断面)呈矩形，但本发明并不局限于此，横断面除四角形、椭圆形以外，还可以构成为适当的形状。
图1(a)在使电流于燃料流动方向的端部即燃料排出口折返这种方式的情况下，表示了运行时电流的流动。就图1(a)而言，其构成是电流从跟前侧流向相对侧、即从电绝缘性基体背面的对面侧的端部所配置的单元5流向电绝缘性基体正面的对面侧的端部所配置的单元5。以下常常将在电绝缘性基体的一个面内向一端侧流动的电流在一端侧流向另一个面、然后向另一端侧流动的现象叫做电流折返，并将用于实现电流折返的结构叫做电流折返结构。
本说明书在附图中，如电绝缘性基体的正背两面或正面、背面这两面那样使用了正面、背面这样的术语，但这是为了说明的方便而使用的，例如在图1(a)的立体图中，将其上表面即可以看到的一侧称为正面，将其下表面即不能看到的一侧称为背面，如果将其正背面颠倒过来，则图1(a)的背面成为正面，而正面成为背面。
然而，在上述专利文献1所记载的横纹型固体氧化物型燃料电池中，如图25所示，多个单元25在电绝缘性基体28上以电串联的方式进行配置，电流的入口和出口在电绝缘性基体28的两端，但必须通过电绝缘性基体28内直至右端的“+”端子引出电流取出用导线，从而需要在防止导线脱落等方面下各种功夫。
另外，在上述专利文献2所记载的横纹型固体氧化物型燃料电池中，如图26所示，在其端部外周使用金属带用于电流的折返。然而，在这样使用金属带的类型中，该金属带让人担心的是因该金属的氧化所引起的断线等方面的可靠性，其中该金属的氧化起因于由横纹型固体氧化物型燃料电池运行-停止的反复进行所引起的热循环，而且由于金属带在作为氧化气氛的空气流侧露出，所以金属带让人担心的还有因脱落、与外部的接触所引起的短路的危险性。
发明内容
本发明是为解决横纹型固体氧化物型燃料电池的上述问题而完成的，其目的在于提供一种横纹型固体氧化物型燃料电池，在该横纹型固体氧化物型燃料电池中，作为其电流折返侧端部的电流折返机构，具有安全、高可靠性、且能够在高燃料利用率下发挥稳定的发电性能的结构。
本发明(1)涉及一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与所述燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述燃料排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述燃料极层侧连接板、所述电解质层和所述空气极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
本发明(2)涉及一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与所述燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述燃料排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述燃料极层侧连接板、所述燃料极层、所述电解质层和所述空气极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
本发明(3)涉及一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与所述燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述燃料排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述燃料极层侧连接板、所述电解质层、所述空气极层和所述空气极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
本发明(4)涉及一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与所述燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述燃料排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述燃料极层侧连接板、所述燃料极层、所述电解质层、所述空气极层和所述空气极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
本发明(5)涉及一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路、以及在外部具有与所述空气流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述空气流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将空气极层侧连接板、空气极层、电解质层、燃料极层以及燃料极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述空气排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述空气极层侧连接板、所述电解质层和所述燃料极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
本发明(6)涉及一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路、以及在外部具有与所述空气流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述空气流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将空气极层侧连接板、空气极层、电解质层、燃料极层以及燃料极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述空气排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述空气极层侧连接板、所述电解质层、所述燃料极层和所述燃料极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
本发明(7)涉及一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路、以及在外部具有与所述空气流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述空气流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将空气极层侧连接板、空气极层、电解质层、燃料极层以及燃料极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述空气排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述空气极层侧连接板、所述空气极层、所述电解质层和所述燃料极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
本发明(8)涉及一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路、以及在外部具有与所述空气流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述空气流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将空气极层侧连接板、空气极层、电解质层、燃料极层以及燃料极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述空气排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述空气极层侧连接板、所述空气极层、所述电解质层、所述燃料极层和所述燃料极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
根据本发明，横纹型固体氧化物型燃料电池由于利用燃料流动方向或空气流动方向的端部的单元而设计成使电流折返的结构，因而不用担心上述以前结构中短路等的发生，是安全、高可靠性的，而且能够在高燃料利用率下发挥稳定的发电性能。另外，本发明的电流折返结构可以在形成空气极层、电解质层和燃料极层时同时形成，因而在其制作上也具有很大的优势。
附图说明
图1是说明中空扁平形横纹型固体氧化物型燃料电池的构成例的图。
图2是说明以前的横纹型固体氧化物型燃料电池的结构例的图。
图3是说明以前的横纹型固体氧化物型燃料电池的结构例的图。
图4是说明以前的横纹型固体氧化物型燃料电池的结构例的图。
图5是说明以前的横纹型固体氧化物型燃料电池的结构例的图。
图6是说明以前的横纹型固体氧化物型燃料电池的结构例的图。
图7是说明本发明(1)～(4)的共同事项的图。
图8是说明本发明(1)～(4)的共同事项的图。
图9是说明本发明(1)～(4)的共同事项的图。
图10是说明本发明(1)～(4)的共同事项的图。
图11是说明本发明(1)的特征部分的图。
图12表示了图9、图10中C-C线剖视图和D-D线剖视图。
图13是说明本发明(2)的特征部分的图。
图14是说明本发明(3)的特征部分的图。
图15是说明本发明(4)的特征部分的图。
图16是说明本发明(5)～(8)的共同事项的图。
图17是说明本发明(5)～(8)的共同事项的图。
图18表示了图16中C-C线剖视图和D-D线剖视图。
图19是说明本发明(6)的特征部分的图。
图20是说明本发明(7)的特征部分的图。
图21是说明本发明(8)的图。
图22是说明本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池的试验用样品的制作工序的图。
图23是表示具有以前结构的横纹型固体氧化物型燃料电池的内部应力试验结果的图。
图24是表示本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池的内部应力试验结果的图。
图25是表示专利文献1所记载的横纹型固体氧化物型燃料电池的图。
图26是表示专利文献2所记载的横纹型固体氧化物型燃料电池的图。
符号说明：
1 电绝缘性基体        2 燃料极层
3 电解质层            4 空气极层
5 单元                S 燃料流路
T 空气流路
具体实施方式
本发明(1)～(4)的横纹型固体氧化物型燃料电池是包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体的横纹型固体氧化物型燃料电池；本发明(5)～(8)的横纹型固体氧化物型燃料电池是包含在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路、以及在外部具有与所述空气流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体的横纹型固体氧化物型燃料电池。
下面依次说明本发明(1)～(4)组和本发明(5)～(8)组。关于两组的共同事项，主要在本发明(1)～(4)组的部分进行说明，而本发明(5)～(8)组的部分，也酌情进行补充。
<本发明(1)～(4)的实施方式>
本发明(1)～(4)的横纹型固体氧化物型燃料电池具有以下共同的构成：(a)其包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与所述燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在正背两个表面上，各自与所述燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池。
作为电绝缘性基体的构成材料，可以列举出MgO和MgAl2O4的混合物、氧化锆系氧化物、氧化锆系氧化物与MgO和MgAl2O4的混合物、以及NiO和MgO和Y2O3的混合物等，但本发明并不局限于这些。其中，MgO和MgAl2O4的混合物优选的是含有20～70体积％MgO的MgO和MgAl2O4的混合物。另外，作为氧化锆系氧化物的例子，可以列举出氧化钇稳定化氧化锆[YSZ：(Y2O3)x(ZrO2)1-x，式中，x＝0.03～0.12]等。此外，所谓氧化锆系氧化物，意味着含有氧化锆、YSZ等。
作为燃料极层的构成材料，使用含有Ni的材料。作为它的例子，可以列举出以Ni为主成分的材料、由Ni和YSZ[(Y2O3)x(ZrO2)1-x(式中，x＝0.05～0.15)]的混合物构成的材料等，但本发明并不局限于这些。在为由Ni和YSZ的混合物构成的材料的情况下，优选的是在该混合物中分散有40体积％以上Ni的材料。
作为燃料极层侧连接板(以下有时简称为连接板C)的构成材料也可以是与燃料极层相同的材料，如果是电阻低于燃料极层的材料则更好。燃料极层以化学反应为主要着眼点而构成为具有大量的3相界面，连接板C也可以说是使电流流过的电阻降低的燃料极层(集电燃料极层)，但在本说明书、附图中记为连接板C。
作为电解质层的构成材料，可以是具有离子导电性的固体电解质，作为它的例子，可以列举出下述(1)～(4)的材料，但本发明并不局限于这些。
(1)氧化钇稳定化氧化锆[YSZ：(Y2O3)x(ZrO2)1-x(式中，x＝0.05～0.15)]。
(2)氧化钪稳定化氧化锆[(Sc2O3)x(ZrO2)1-x(式中，x＝0.05～0.15)]。
(3)氧化钇掺杂氧化铈[(Y2O3)x(CeO2)1-x(式中，x＝0.02～0.4)]。
(4)氧化钆掺杂氧化铈[(Gd2O3)x(CeO2)1-x(式中，x＝0.02～0.4)]。
作为空气极的构成材料，例如可以列举出LSM(La0.6Sr0.4MnO3)、LSC(La0.6Sr0.4Co1.0O3等)、LSCF(La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3、La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3等)等，但本发明并不局限于这些。
作为用于对邻接的单元进行电连接的连接板(以下简称为连接板A)的构成材料，例如可以列举出(1)由La、Cr、Y、Ce、Ca、Sr、Mg、Ba、Ni、Fe、Co、Mn、Ti、Nd、Pb、Bi以及Cu之中的2种以上构成的钙钛矿型陶瓷、(2)用式：(Ln，M)CrO3(式中，Ln为镧系元素，M为Ba、Ca、Mg或Sr)表示的氧化物、(3)用式：M(Ti1-xNbx)O3(式中，M为选自Ba、Ca、Li、Pb、Bi、Cu、Sr、La、Mg以及Ce之中的至少1种元素，x＝0～0.4)表示的电传导性氧化物、或者含有这些氧化物的材料等，但本发明并不局限于这些。
作为空气极层侧连接板(以下有时简称为连接板B)的构成材料，使用具有耐热性以及导电性的材料，既可以是与空气极层的构成材料相同的材料，也可以是与连接板A的构成材料相同的材料，如果是电阻低于它们的材料则更好。连接板B也可以比连接板A更加不致密。
下面与具有以前结构的横纹型固体氧化物型燃料电池相对照，依次说明本发明(1)～(4)的横纹型固体氧化物型燃料电池。
横纹型固体氧化物型燃料电池的基本结构是：采用连接板A将多个固体氧化物型燃料电池单元即具有燃料极层-电解质层-空气极层三层结构的单元以串联的方式进行电连接，但对于连接板的配置方法等有各种方式。下面以其中的一个例子为基础进行说明，但本发明并不局限于这些。此外，对于同一构成标注相同的符号。
<以前的横纹型固体氧化物型燃料电池的构造例>
图2～6是说明以前的横纹型固体氧化物型燃料电池的构造例的图。图2(a)是就前述图1的横纹型固体氧化物型燃料电池中包含电流折返侧的部分表示其正面的图，图2(b)是图2(a)中A-A线剖视图。此外，图2中的单元数在电流折返侧为3个。关于这一点，在图2以后的表示电流折返侧的图中也同样。
如图2(a)、(b)那样，在电绝缘性基体1的正面相隔间隔地配置有多个燃料极层2，在各燃料极层2的上表面配置有电解质层3和连接板A，在电解质层3的上表面分别配置有空气极层4。而且在连接板A的上表面和电解质层3的上表面(即在连接板A和空气极层4之间露出的电解质层3的上表面)以及空气极层4的上表面配置有连接板B。
此外，连接板A除了它的一部分以外，是从正面、背面看不到的，而在表示横纹型固体氧化物型燃料电池中包含电流折返侧的部分的正面的图即图2(a)中用实线表示。关于这一点，对于就图2以后的横纹型固体氧化物型燃料电池中包含电流折返侧的部分表示正面的图、表示背面的图也同样。
图3(a)是就前述图1的横纹型固体氧化物型燃料电池中包含电流折返侧的部分表示其背面的图，图3(b)是图3(a)中A-A线剖视图。如图3(a)、(b)那样，在电绝缘性基体1的背面相隔间隔地配置有多个燃料极层2，在各燃料极层2的上表面配置有电解质层3和连接板A，在电解质层3的上表面分别配置有空气极层4。而且在连接板A的上表面和电解质层3的上表面(即在连接板A和空气极层4之间露出的电解质层3的上表面)以及空气极层4的上表面配置有连接板B。
图4表示了横纹型固体氧化物燃料电池的另一个例子，是并列配置正面和背面的图。图5是图4中的A-A线剖视图、B-B线剖视图以及C-C线剖视图。
图5(a)是图4中的A-A线剖视图，为燃料的流向上的最下游端部的单元的断面。如图5(a)那样，将连接板C、燃料极层、电解质层、空气极层以及连接板B按此顺序依次层叠在电绝缘性基体的正背两面。在电绝缘性基体的表面配置有连接板C，在连接板C上配置有燃料极层。相对于图2和图3的实施方式，其不同之点在于在燃料极层侧具有连接板C。
图5(b)是图4中的B-B线剖视图，为电流折返构件的配置部位的断面。如图5(b)那样，将连接板C、连接板A、连接板B按此顺序依次层叠在电绝缘性基体的正面侧，而且在上表面配置有电流折返构件(金属层)。再者，将电解质层、连接板B按此顺序依次层叠在电绝缘性基体的背面侧，在其上表面层叠有电流折返构件(金属层)。而且将电解质层、电流折返构件(金属层)依次层叠在电绝缘性基体的两侧面(即相对于配置有多个单元的正背两面的左右侧面)。
图5(c)是图4中的C-C线剖视图，如图5(c)那样，覆盖电绝缘性基体的外周而配置有电解质层。
图6(a)表示了图4所示的横纹型固体氧化物型燃料电池的D-D线剖视图，表示作为燃料电池运行时电流、燃料、空气的流动。此外，在图6(a)中，正如下半部所示的那样，图3(b)在与图2(b)的关系上为上下相反位置。
图6(b)是与图5(b)相当的图，表示作为燃料电池运行时电流的流动。电流依次流过连接板B、连接板A、连接板C后流向电流折返构件，通过该电流折返构件而从图6(a)、图6(b)中表示为“b”的部位流向表示为“a”的部位。更详细地说，正如图6(b)中左右的弯曲箭头(↑)所示的那样，从背面侧的连接板B在电流折返构件中流过而流向正面侧的连接板B。此外，电子向与电流的流动相反的方向流动。
在此，图2～图6中表示为“电流折返构件(金属)”的构件与上述专利文献2所记载的横纹型固体氧化物型燃料电池中作为电流折返用途而配置在其端部外周的金属带相当。
然而，当为如专利文献2所记载的横纹型固体氧化物型燃料电池那样使用金属带的类型时，该金属带如上所述，让人担心的是因该金属由运行-停止的热循环所引起的氧化而导致的断线等方面的可靠性，而且由于金属带在作为氧化气氛的空气流侧露出，所以金属带让人担心的还有因脱落、与外部的接触所引起的短路的危险性。
与此相对照，在本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池中，借助于燃料流动方向上最下游端部的单元而设计为使电流折返的结构，也就是说，利用单元自身而设计为使电流折返的结构，由此，不用担心以前结构的短路等，使其具有安全、高可靠性，且能够在高燃料利用率下发挥稳定的发电性能。
<本发明(1)～(4)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>
下面，首先就本发明(1)～(4)的共同事项进行说明，其次就本发明(1)～(4)各自的发明方式进行说明。
本发明(1)～(4)涉及一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与所述燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池。
图7～图10是说明本发明(1)～(4)的共同事项的图。图7(a)是就横纹型固体氧化物型燃料电池中包含电流折返侧的部分表示其正面的图，图7(b)是图7(a)中A-A线剖视图。如图7那样，将连接板C、燃料极层、连接板A、电解质层、空气极层以及连接板B按此顺序依次配置在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路的电绝缘性基体的正面上。其中，图7(a)中作为“电绝缘性基体的两侧端”表示的部分为本发明(1)～(4)中内装有电流折返结构的部分。
图8(a)是就横纹型固体氧化物型燃料电池中包含电流折返侧的部分表示其背面的图，图8(b)是图8(a)中A-A线剖视图。如图8那样，将连接板C、燃料极层、连接板A、电解质层、空气极层以及连接板B按此顺序依次配置在电绝缘性基体的背面上。其中，图8(a)中作为“电绝缘性基体的两侧端”表示的部分为本发明(1)～(4)中内装有电流折返结构的部分。
图9是并列配置图7(a)和图8(a)的图，作为“电绝缘性基体的两侧端”表示的部位是内装有在本发明(1)～(4)的各发明中作为特征的电流折返结构的部位。图10是表示图9中A-A线断面、B-B线断面的图，本发明(1)～(4)如图10所示，作为其断面是共同的。
<本发明(1)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>
本发明(1)将位于燃料排出口侧最端部的正背两个固体氧化物型燃料电池单元的燃料极层侧连接板C、电解质层和空气极层侧连接板B向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
图10和图11是说明本发明(1)的特征部分的图。图10是并列配置图7(b)和图8(b)的图，图11是放大表示的图9、图10中C-C线剖视图。图10和图11表示了作为横纹型固体氧化物型燃料电池运行时电流的流动，但电子的流动与电流的流动方向相反。
正如图10中的上半部[相当于图9(a)中的A-A线剖视图]所示的那样，将连接板C、燃料极层、电解质层、连接板A、空气极层以及连接板B按此顺序依次配置在电绝缘性基体的正面。另外，正如图10中的下半部[相当于图9(b)中的B-B线剖视图]所示的那样，将连接板C、燃料极层、电解质层、连接板A、空气极层以及连接板B按此顺序依次配置在电绝缘性基体的背面。
图11是图9和图10中的C-C线剖视图即燃料流动方向上最下游端的电流折返部位的剖视图，如图11那样，将连接板C、燃料极层、电解质层、空气极层以及连接板B按此顺序依次配置在电绝缘性基体的正背两面。而且在这些构件中，连接板C、电解质层以及连接板B按此顺序依次配置在电绝缘性基体的两侧面即燃料流动方向上最下游端的单元所处位置的电绝缘性基体的左右两侧面。
这样一来，在本发明(1)中，对于位于燃料排出口侧即燃料流动方向上最下游端的正背两个单元，将燃料极层侧连接板C、电解质层和空气极层侧连接板B向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此使其一体化，从而设计成电流折返结构。
由此，燃料流动方向上最下游端部的正面侧的单元和背面侧的单元被设计成配置于共同的连接板C和连接板B之间的结构。而且坦率地说，燃料流动方向上最下游端的该正背两个单元起着作为发电用单元的作用和作为电流折返机构的作用。
<关于电流折返结构中电流的流动>
关于本实施方式的横纹型固体氧化物型燃料电池中电流的流动，使用图10和图11进行说明。如图11那样，连接板B、连接板C沿左右从电绝缘性基体的背面侧延伸至正面侧。因此，从电流折返部位跟前的单元流出的电流经由该左右的连接板B而从电绝缘性基体的背面侧向正面侧折返流动，达到正面侧的空气极层，使正面侧单元(＝具有“空气极层-电解质层-燃料极层”的结构)所发出的电流接通而达到正面侧单元的连接板C。
这时，即便是电流折返部位的背面侧单元(＝具有“空气极层-电解质层-燃料极层”的结构)也进行发电，因而在此产生的电流从背面侧连接板C经由左右的连接板C而向正面侧折返，达到正面侧的连接板B。
这样一来，正面侧的连接板B便流过由(a)来自电流折返部位跟前的背面侧单元的电流、(b)电流折返部位的背面侧单元所发出的电流以及(c)电流折返部位的正面侧单元所发出的电流合流而成的电流。而且该合流电流紧接着正面侧的连接板B，经由连接板A、C而流向电流折返部位跟前的正面侧单元。
此外，也可以将燃料极层侧连接板C、电解质层和空气极层侧连接板B配置在燃料流动方向上最下游端的单元所处位置的电绝缘性基体的左右两侧面之中的任一个侧面，但如本发明(1)那样，通过向左右两侧面延长而进行配置，与配置在任一个侧面的情况相比，可以降低电阻，而且也容易形成。
图12是图9和图10中的C-C线剖视图和D-D线剖视图。正如上述图5(b)[＝图6(b)]所示的那样，在以前结构中需要将“电流折返构件(金属)”配置在电绝缘性基体的端部，而在本发明(1)中，由于不需要“电流折返构件(金属)”，因而可以简化作为横纹型固体氧化物型燃料电池的结构。关于这一点，本发明(2)～(8)的电流折返结构也同样。
在本发明(1)中，由于在电流折返部不使用金属带之类的将在氧化气氛下被氧化的构件，因而不会有短路的危险，而且由于不使用异种材料，因而能够构成高可靠性的电流折返部。另外，由于可以增大燃料流动方向上最下游端部的发电面积，因而可以提高单元的耐久性。关于这一点，本发明(2)～(8)的电流折返结构也同样。
<本发明(2)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>
本发明(2)将位于燃料排出口侧最端部的正背两个单元的燃料极层侧连接板C、燃料极层、电解质层和空气极层侧连接板B向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
图13是说明本发明(2)的特征部分的图，是燃料流动方向上最下游端的电流折返部位的剖视图。如图13那样，在电绝缘性基体的正背两面依次配置有连接板C、燃料极层、电解质层、空气极层以及连接板B。而且在这些构件中，连接板C、燃料极层、电解质层以及连接板B按此顺序依次配置在电绝缘性基体的两侧面即燃料流动方向上最下游端的单元所处位置的电绝缘性基体的左右两侧面。
这样一来，在本发明(2)中，将位于燃料排出口侧即燃料流动方向上最下游端的正背两个单元的燃料极层侧连接板C、燃料极层、电解质层和空气极层侧连接板B向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此使其一体化，从而设计成电流折返结构。
图13中，正如左右两侧所示的那样，燃料流动方向上最下游端部的正面侧单元的连接板C、燃料极层、电解质层以及连接板B与背面侧单元的连接板C、燃料极层、电解质层以及连接板B是共同的。关于电流折返结构中电流的流动，与<本发明(1)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>中的上述<关于电流折返结构中电流的流动>所说明的同样。
<本发明(3)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>
本发明(3)将位于燃料排出口侧最端部的正背两个单元的燃料极层侧连接板C、电解质层、空气极层和空气极层侧连接板B向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
图14是说明本发明(3)的特征部分的图，是燃料流动方向上最下游端的电流折返部位的剖视图。如图14那样，连接板C、燃料极层、电解质层、空气极层以及连接板B按此顺序依次配置在电绝缘性基体的正背两面。而且在这些构件中，连接板C、电解质层、空气极层以及连接板B按此顺序依次配置在电绝缘性基体的两侧面即燃料流动方向上最下游端的单元所处位置的电绝缘性基体的左右两侧面。
这样一来，在本发明(3)中，将位于燃料排出口侧即燃料流动方向上最下游端的正背两个单元的燃料极层侧连接板C、电解质层、空气极层和空气极层侧连接板B向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此使其一体化，从而设计成电流折返结构。
图14中，正如左右两侧所示的那样，燃料流动方向上最下游端部的正面侧单元的连接板C、电解质层、空气极层以及连接板B与背面侧单元的连接板C、电解质层、空气极层以及连接板B是共同的。关于电流折返结构中电流的流动，与<本发明(1)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>中的上述<关于电流折返结构中电流的流动>所说明的同样。
<本发明(4)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>
本发明(4)将位于燃料排出口侧最端部的正背两个单元的燃料极层侧连接板C、燃料极层、电解质层、空气极层和空气极层侧连接板B向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
图15是说明本发明(4)的特征部分的图，是燃料流动方向上最下游端的电流折返部位的剖视图。如图15那样，连接板C、燃料极层、电解质层、空气极层以及连接板B按此顺序依次配置在电绝缘性基体的正背两面。而且连接板C、燃料极层、电解质层、空气极层以及连接板B也按此顺序依次配置在电绝缘性基体的两侧面即燃料流动方向上最下游端的单元所处位置的电绝缘性基体的左右两侧面。
这样一来，在本发明(4)中，对于位于燃料排出口侧即燃料流动方向上最下游端的正背两个固体氧化物型燃料电池单元，将燃料极层侧连接板C、燃料极层、电解质层、空气极层和空气极层侧连接板B向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此使其一体化，从而设计成共同化的电流折返结构。
也就是说，对于电绝缘性基体而言，除了在燃料流动方向上最下游端部的电绝缘性基体的正背两面以外，还在燃料流动方向上最下游端部的电绝缘性基体的左右两侧面上，即在电绝缘性基体的整个周面上配置有连接板C，在该连接板C的整个周面上配置有燃料极层，在该燃料极层的整个周面上配置有电解质层，在该电解质层的整个周面上配置有空气极层，进而在该空气极层的整个周面上配置有连接板B，由此设计成在燃料流动方向上最下游端部的电绝缘性基体的整个周面上配置有一个单元和燃料极层侧连接板C以及空气极层侧连接板B的结构。
在本发明(4)的结构中，从燃料流动方向上最下游端部的电流折返部位跟前的单元经过连接板A而流动的电流，从电流折返部位的连接板C流经上述一个单元而流向该部位的连接板B。也就是说，在连接板C和连接板B之间形成有包含“燃料极层-电解质层-空气极层”的一个单元，而且坦率地说，该一个单元起着作为发电用单元的作用和作为电流折返机构的作用。
从燃料流动方向上最下游端部的电流折返部位跟前的该一个单元的连接板B开始，经由连接板A、连接板C，流向正面侧的燃料流动方向上最下游端部的电流折返部位跟前的单元(该单元的空气极层)。
在本发明(4)中，由于设计成以上的结构，所以当电绝缘性基体上配置有多个的单元部(有效单元部)在燃料流动方向上的长度为恒定时，电流折返部的单元的有效面积实质上达到2倍以上。因此，能够使电流折返部的单元的电流密度比其它单元的电流密度实质上有所降低，从而能够抑制电位的下降。
图10、图15表示了电流折返结构中电流的流动。具有本发明(4)的电流折返结构的横纹型固体氧化物型燃料电池在运行时的电流从燃料流动方向上最下游端部的电流折返部位跟前的单元开始，经过连接板A后，从电流折返部位的连接板C流过电流折返部位的单元而流向连接板B。
本发明(1)～(4)的电流折返结构的类型如表1所示。表1中，模式(pattern)1～4分别相当于本发明(1)～(4)的电流折返结构。
表1燃料在内侧流通的类型
  模式1   模式2   模式3   模式4
  空气极层侧连接板B   ○   ○   ○   ○
  空气极层   ×   ×   ○   ○
  电解质层   ○   ○   ○   ○
  燃料极层   ×   ○   ×   ○
  燃料极层侧连接板C   ○   ○   ○   ○
  电绝缘性基体   -   -   -   -
(备注)○：使电流折返×：不使电流折返
<本发明(5)～(8)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>
下面，首先就本发明(5)～(8)的共同事项进行说明，其次就本发明(5)～(8)各自的发明方式进行说明。
本发明(5)～(8)涉及一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路、以及在外部具有与所述空气流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述空气流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将空气极层侧连接板、空气极层、电解质层、燃料极层以及燃料极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池。
图16和图17是说明本发明(5)～(8)的共同事项的图。如果提到上述本发明(1)～(4)组的说明图，则图16和图17与图10和图11相对应。如图16和图17那样，连接板B、空气极层、电解质层、燃料极层以及连接板C按此顺序依次配置在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路T的电绝缘性基体的正背两面。
本发明(5)～(8)与上述本发明(1)～(4)的发明相对照，其不同之处在于：电绝缘性基体是内部具有空气流路的电绝缘性基体，将连接板B、空气极层、电解质层、燃料极层以及连接板C按此顺序依次配置在电绝缘性基体的正背两面。图10中作为“空气流动方向上最端部的单元”表示的部分为本发明(5)～(8)中内装有电流折返结构的部分。
如图16那样，在电绝缘性基体的背面侧的空气极层的上表面配置有电解质层和连接板A。借助于连接板A，空气流动方向上最端部的单元的连接板B与空气流动方向上最端部的单元跟前的单元的连接板C得以电连接。
<本发明(5)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>
本发明(5)将位于空气排出口侧最端部的正背两个固体氧化物型燃料电池单元的空气极层侧连接板B、电解质层和燃料极层侧连接板C向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
图16和图17是说明本发明(5)的图，表示了作为横纹型固体氧化物型燃料电池运行时电流的流动。如图16那样，连接板B、空气极层、电解质层、燃料极层以及连接板C按此顺序依次配置在电绝缘性基体的正面。另外，如图16那样，连接板B、空气极层、电解质层、燃料极层以及连接板C按此顺序依次配置在电绝缘性基体的背面。
图17是说明本发明(5)的特征部分即电流折返结构的图，相当于图16中的C-C线剖视图。如图17那样，连接板B、空气极层、电解质层、燃料极以及连接板C按此顺序依次配置在电绝缘性基体的正背两面。而且在这些构件中，连接板B、电解质层以及连接板C按此顺序依次配置在电绝缘性基体的两侧面即空气流动方向上最下游端的单元所处位置的电绝缘性基体的左右两侧面。
这样一来，在本发明(5)中，对于位于空气排出口侧即空气流动方向上最下游端的正背两个单元，将空气极层侧连接板B、电解质层和燃料极层侧连接板C向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此使其一体化，从而设计成电流折返结构。
由此，空气流动方向上端部的正面侧的单元和背面侧的单元被设计成配置于共同的连接板B和连接板C之间的结构。而且空气流动方向上最下游端的该正背两个单元起着作为发电用单元的作用和作为电流折返机构的作用。
关于本发明(5)的电流折返结构中电流的流动，使用图16和图17进行说明。如图16那样，连接板B、连接板C沿左右从电绝缘性基体的背面侧延伸至正面侧。因此，从电流折返部位跟前的单元流出的电流经由该左右的连接板C而从电绝缘性基体的正面侧向背面侧折返流动，达到背面侧的空气极层，使背面侧单元(＝具有“燃料极层-电解质层-空气极层”的结构)所发出的电流接通而达到正面侧单元的连接板B。
这时，即便是电流折返部位的正面侧单元(＝具有“燃料极层-电解质层-空气极层”的结构)也进行发电，因而在此产生的电流从电绝缘性基体的正面侧经由该左右的连接板C而向背面侧折返流动，与上述同样达到正面侧的连接板B。
也就是说，背面侧的连接板C便流过由(a)来自电流折返部位跟前的正面侧单元的电流、(b)电流折返部位的正面侧单元所发出的电流以及(c)电流折返部位的背面侧单元所发出的电流合流而成的电流。而且该合流电流紧接着连接板B，经由连接板A、C而流向电流折返部位跟前的正面侧单元。
此外，也可以考虑将空气极层侧连接板B、电解质层和燃料极层侧连接板C配置在电绝缘性基体的左右两侧面之中的一个侧面上，但如本发明(5)那样，通过使它们向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，可以降低电阻，而且能够使上述各层在正面、背面以及左右两侧面以同样的材料同时形成，因而与只向左右两侧面中的一个侧面延长而配置的情况相比，在其制作上也是容易的。
图18是图16中的C-C线剖视图和D-D线剖视图。正如上述图5(b)[＝图6(b)]所示的那样，在以前结构中需要将“电流折返构件(金属)”配置在电绝缘性基体的端部，而在本发明(5)中，由于不需要“电流折返构件(金属)”，因而可以简化作为横纹型固体氧化物型燃料电池的结构。关于这一点，在本发明(6)～(8)中也同样。
在本发明(5)中，由于在电流折返部不使用金属带之类的将在氧化气氛下被氧化的构件，因而不会有短路的危险，而且由于不使用异种材料，因而能够构成高可靠性的电流折返部。另外，由于可以增大燃料流的最下游端部的发电面积，因而可以提高单元的耐久性。关于这一点，在本发明(6)～(8)中也同样。
<本发明(6)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>
本发明(6)将位于空气排出口侧最端部的正背两个单元的空气极层侧连接板B、电解质层、燃料极层和燃料极层侧连接板C向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
图19是说明本发明(6)的特征部分的图，是空气流动方向上最下游端的电流折返部位的剖视图。如图19那样，连接板B、空气极层、电解质层、燃料极层以及连接板C按此顺序依次配置在电绝缘性基体的正背两面。而且在这些构件中，连接板B、空气极层、电解质层以及连接板C按此顺序依次配置在电绝缘性基体的两侧面即空气流动方向上最下游端的固体氧化物型燃料电池单元所处位置的电绝缘性基体的左右两侧面。
这样一来，在本发明(6)中，对于位于空气排出口侧即空气流动方向上最下游端的正背两个单元，将空气极层侧连接板B、空气极层、电解质层和燃料极层侧连接板C向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此使其一体化，从而设计成共同化的电流折返结构。关于作为固体氧化物型燃料电池运行时电流折返结构中电流的流动，与上述本发明(5)的情况同样。
<本发明(7)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>
本发明(7)将位于空气排出口侧最端部的正背两个单元的空气极层侧连接板B、空气极层、电解质层和燃料极层侧连接板C向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
图20是说明本发明(7)的特征部分的图，是空气流动方向上最下游端的电流折返部位的剖视图。如图20那样，连接板B、空气极层、电解质层、燃料极层以及连接板C按此顺序依次配置在电绝缘性基体的正背两面。而且在这些构件中，连接板B、电解质层、燃料极层以及连接板C按此顺序依次配置在电绝缘性基体的两侧面即空气流动方向上最下游端的单元所处位置的电绝缘性基体的左右两侧面。
这样一来，在本发明(7)中，对于位于空气排出口侧即空气流动方向上最下游端的正背两个单元，将空气极层侧连接板B、电解质层、燃料极层和燃料极层侧连接板C向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此使其一体化，从而设计成共同化的电流折返结构。关于作为固体氧化物型燃料电池运行时电流折返结构中电流的流动，与上述本发明(5)的情况同样。
<本发明(8)的横纹型固体氧化物型燃料电池的实施方式>
本发明(8)将位于空气排出口侧最端部的正背两个单元的空气极层侧连接板B、空气极层、电解质层、燃料极层和燃料极层侧连接板C向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
图21是说明本发明(8)的图，是空气流动方向上最下游端的电流折返部位的剖视图。如图21那样，连接板B、空气极层、电解质层、燃料极层以及连接板C按此顺序依次配置在电绝缘性基体的正背两面。而且连接板B、空气极层、电解质层、燃料极层以及连接板C按此顺序也依次配置在空气流动方向上最下游端的单元所处位置的电绝缘性基体的左右两侧面。
这样一来，在本发明(8)中，对于位于空气排出口侧即空气流动方向上最下游端的正背两个单元，将空气极层侧连接板B、空气极层、电解质层、燃料极层和燃料极层侧连接板C向电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此使其一体化，从而设计成共同化的电流折返结构。
也就是说，对于电绝缘性基体而言，除了在空气流动方向上最下游端部的电绝缘性基体的正背两面以外，还在空气流动方向上最下游端的左右两侧面上，即在电绝缘性基体的整个周面上配置有连接板B，在该连接板B的整个周面上配置有空气极层，在该空气极层的整个周面上配置有电解质层，在该电解质层的整个周面上配置有燃料极层，进而在该燃料极层的整个周面上配置有连接板C，由此设计成在空气流动方向上最下游端部的电绝缘性基体的整个周面上配置有一个单元和空气极层侧连接板B以及燃料极层侧连接板C的结构。
在连接板B和连接板C之间构成“燃料极层-电解质层-空气极层”的一个单元，而且该一个单元起着作为发电用单元的作用和作为电流折返机构的作用。在本发明(8)中，由于电流折返部的单元面积得以扩大，因而能够使电流密度比其它单元的电流密度实质上有所降低，从而能够抑制在此的电位下降。
图16、图21表示了电流折返结构中电流的流动。具有本发明(8)的电流折返结构的横纹型固体氧化物型燃料电池在运行时的电流从空气流动方向上最下游端部的电流折返部位跟前的单元开始，经过连接板A后，从电流折返部位的连接板C流过电流折返部位的单元而流向连接板B。
本发明(5)～(8)的电流折返结构如表2所示。表2中，模式5～8分别相当于本发明(5)～(8)的电流折返结构。
表2空气(氧化剂)在内侧流通的类型
  模式5   模式6   模式7   模式8
  燃料极层侧连接板C   ○   ○   ○   ○
  燃料极层   ×   ○   ×   ○
  电解质层   ○   ○   ○   ○
  空气极层   ×   ×   ○   ○
  空气极层侧连接板B   ○   ○   ○   ○
  电绝缘性基体   -   -   -   -
(备注)○：使电流折返   ×：不使电流折返
<本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池以及以前
结构的横纹型固体氧化物型燃料电池的内部应力试验>
制作本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池以及以前结构的横纹型固体氧化物型燃料电池的样品，测定了各自的内部应力。
<本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池的样品的制作>
本试验用样品按照图22所示的制作工序进行制作。此外，图22是对于从多孔质电绝缘性基体的制作到完成图23、图24所示的结构的工序，选择该工序的一部分而表示的。
<1.多孔质电绝缘性基体的制作>
作为多孔质电绝缘性基体的构成材料，使用NiO、MgO和Y2O3的混合陶瓷。准备了NiO、MgO和Y2O3的各原料粉末。对上述各原料粉末进行称量使其以摩尔％计分别为15％、72％和13％，添加碳粉和纤维素作为造孔剂，进而添加水并用球磨机进行混合。采用3辊磨机将所得到的混合物进行充分混合和分散，采用挤压成形机制作基体，然后在1200℃下烧结2小时，便制作出电绝缘性基体。其状态如图22(a)所示。
<2.连接板C的制作>
在以3∶2的质量比将NiO和YSZ混合而成的粉末中，添加有机溶剂、有机粘结剂、分散剂和消泡剂，采用球磨机进行混合，从而制作出料浆。采用刮刀法在薄膜(剥离薄片)上对该料浆进行薄片成形，干燥后便形成连接板C。如前所述，连接板C的构成材料也可以是与燃料极层相同的材料，在此使用NiO和YSZ的含量不同但成分相同的材料。
<3.燃料极层的制作>
在以2∶3的质量比将NiO和YSZ混合而成的粉末中，添加有机溶剂、有机粘结剂、分散剂和消泡剂，采用球磨机进行混合，从而制作出料浆。采用刮刀法在所述连接板C的上表面对该料浆进行薄片成形，干燥后便层叠形成燃料极层。
<4.连接板A的制作>
在铬酸镧(La0.8Sr0.2CrO3)的粉末中，添加有机溶剂、有机粘结剂、分散剂和消泡剂，采用球磨机进行混合，从而制作出料浆。在由上述<3.燃料极层的制作>所制作的、于薄膜上进行薄片成形所得到的燃料极层的预定位置，采用丝网印刷涂布后使其干燥，便层叠形成连接板A。
从由连接板C、燃料极层、连接板A层叠而成的薄膜中，在层叠的状态下将连接板C、燃料极层、连接板A剥离，并将其贴附在电绝缘性基体上，由此便在电绝缘性基体上形成连接板C、燃料极层和连接板A。将经过以上工序所得到的部件在1150℃下进行烧结。其状态如图22(b)所示。
<5.电解质层膜的制作>
在将有机溶剂、有机粘结剂、分散剂添加于YSZ并用球磨机进行混合所制作的料浆中，浸渍处于图22(b)的状态的部件。此时，关于燃料流动方向上最下游端侧，其两侧部外周面也浸渍于该料浆中。然后，在1450℃下进行烧结，便形成电解质层膜。其状态如图22(c)所示。此外，在浸渍前，对除形成电解质层膜的部位以外的部位进行了遮蔽。
<6.空气极层的制作>
在钙钛矿型氧化物[(La0.6Sr0.4)Co0.2Fe0.8O3]的粉末中，添加有机溶剂、有机粘结剂、分散剂和消泡剂，采用球磨机混合20小时，从而制作出料浆。在由上述<5.电解质层的制作>所得到的电解质层膜的表面上，丝网印刷该料浆，然后在1150℃下进行烧结。其状态如图22(d)所示。
<7.连接板B的制作>
接着，作为连接板B，在空气极层和连接板A之间涂布AgPd浆料，由此将两者连接起来。此时，关于燃料流动方向上最下游端侧，其侧部外周面也涂布有该浆料。其状态如图22(e)所示。
这样一来，便制作出在电绝缘性基体上，于正面侧和背面侧均配置有6个单元的样品。在此，正面侧最右端即燃料流动方向上最下游端的单元和背面侧最右端即燃料流动方向上最下游端的单元合并而成为一个单元，所以单元数合计为11个。
<以前结构的横纹型固体氧化物型燃料电池的样品的制作>
在上述<本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池的样品的制作>中，在燃料流动方向上最下游端侧的侧部外周面也配置有燃料极层、电解质层膜和连接板B，与此相对照，以前的结构在燃料流动方向上最下游端侧的侧部外周面不配置这些燃料极层、电解质层膜和连接板B，除此以外，与上述<本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池的样品的制作>同样地制作以前结构的横纹型固体氧化物型燃料电池的样品。
<关于以前结构的横纹型固体氧化物型燃料电池的内部应力>
对于以前结构的横纹型固体氧化物型燃料电池，采用X射线应力测定法对内部应力进行了测定。本测定按照“第15回SOFC研究発表会(2006年12月5日～6日、科学技術館サイエンスホ一ル、東京)講演要旨集p.28～34”所记载的方法来进行。关于这一点，后述的<关于本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池的内部应力>中的测定也同样。
表3、图23表示了其结果。表3、图23中也一并记载了计算值，但计算值在图23中用括号表示。
如表3、图23那样，以前结构的结果是内部应力较高。可以认为其起因于连接板和电绝缘性基体的热膨胀系数。在长期耐久性方面，存在电绝缘性基体可能开裂等问题。
表3
Figure BPA00001169960900281
<关于本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池的内部应力>
对于本发明的横纹型固体氧化物型燃料电池，采用X射线应力测定法对内部应力进行了测定。表4、图24表示了其结果。表4中也一并记载了计算值。
如表4、图24那样，在本发明的结构中，没有配置在燃料流动方向上最下游端部、其内部应力较高的连接板。由此，在长期耐久性方面，可以避免电绝缘性基体的开裂，可以解决以前结构在端部的开裂等问题。
表4

Claims (8)

1.一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与所述燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述燃料排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述燃料极层侧连接板、所述电解质层和所述空气极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
2.一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与所述燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述燃料排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述燃料极层侧连接板、所述燃料极层、所述电解质层和所述空气极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
3.一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与所述燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述燃料排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述燃料极层侧连接板、所述电解质层、所述空气极层和所述空气极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
4.一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从燃料供给口至燃料排出口的燃料流路、以及在外部具有与所述燃料流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述燃料流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将燃料极层侧连接板、燃料极层、电解质层、空气极层以及空气极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述燃料排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述燃料极层侧连接板、所述燃料极层、所述电解质层、所述空气极层和所述空气极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
5.一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路、以及在外部具有与所述空气流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述空气流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将空气极层侧连接板、空气极层、电解质层、燃料极层以及燃料极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述空气排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述空气极层侧连接板、所述电解质层和所述燃料极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
6.一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路、以及在外部具有与所述空气流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述空气流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将空气极层侧连接板、空气极层、电解质层、燃料极层以及燃料极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述空气排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述空气极层侧连接板、所述电解质层、所述燃料极层和所述燃料极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
7.一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路、以及在外部具有与所述空气流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述空气流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将空气极层侧连接板、空气极层、电解质层、燃料极层以及燃料极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述空气排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述空气极层侧连接板、所述空气极层、所述电解质层和所述燃料极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
8.一种横纹型固体氧化物型燃料电池，(a)其包含在内部具有从空气供给口至空气排出口的空气流路、以及在外部具有与所述空气流路平行的正背两个表面和左右两个侧面的多孔质电绝缘性基体；(b)在所述正背两个表面上，各自与所述空气流路平行且相隔间隔地配置有多个固体氧化物型燃料电池单元，其中固体氧化物型燃料电池单元是将空气极层侧连接板、空气极层、电解质层、燃料极层以及燃料极层侧连接板按此顺序依次层叠而成的；而且(c)对于所述多个固体氧化物型燃料电池单元，邻接的所述固体氧化物型燃料电池单元间分别经由连接板而以串联的方式进行电连接，从而形成横纹型固体氧化物型燃料电池；所述横纹型固体氧化物型燃料电池的特征在于：
(d)将构成位于所述空气排出口侧最端部的正背两个所述固体氧化物型燃料电池单元的所述空气极层侧连接板、所述空气极层、所述电解质层、所述燃料极层和所述燃料极层侧连接板向所述电绝缘性基体的左右两侧面延长而进行配置，由此设计成电流折返结构。
CN2008801229491A 2007-12-26 2008-12-24 横纹型固体氧化物型燃料电池 Active CN101919104B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-333648 2007-12-26
JP2007333648 2007-12-26
JP2008-091062 2008-03-31
JP2008091062A JP5301865B2 (ja) 2007-12-26 2008-03-31 横縞型固体酸化物形燃料電池
PCT/JP2008/073920 WO2009082032A1 (ja) 2007-12-26 2008-12-24 横縞型固体酸化物形燃料電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101919104A CN101919104A (zh) 2010-12-15
CN101919104B true CN101919104B (zh) 2013-04-17

Family

ID=40801318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801229491A Active CN101919104B (zh) 2007-12-26 2008-12-24 横纹型固体氧化物型燃料电池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100285387A1 (zh)
EP (1) EP2226884A4 (zh)
JP (1) JP5301865B2 (zh)
CN (1) CN101919104B (zh)
WO (1) WO2009082032A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5437169B2 (ja) * 2010-05-28 2014-03-12 京セラ株式会社 横縞型固体酸化物形燃料電池セルスタック、横縞型固体酸化物形燃料電池バンドルおよび燃料電池
JP2012099322A (ja) * 2010-11-01 2012-05-24 Ngk Insulators Ltd 固体酸化物型燃料電池
JP5555682B2 (ja) * 2010-11-01 2014-07-23 日本碍子株式会社 固体酸化物型燃料電池
US9531013B2 (en) * 2011-06-15 2016-12-27 Lg Fuel Cell Systems Inc. Fuel cell system with interconnect
DE102011081540A1 (de) * 2011-08-25 2013-02-28 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzelle mit verbesserter Stromführung
DE102011083541A1 (de) * 2011-09-27 2013-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Speicherelement
JP5192092B1 (ja) * 2011-10-25 2013-05-08 日本碍子株式会社 燃料電池の構造体
JP5116184B1 (ja) * 2011-10-25 2013-01-09 日本碍子株式会社 燃料電池の構造体
JP5116182B1 (ja) * 2011-10-25 2013-01-09 日本碍子株式会社 燃料電池の構造体
JP5122676B1 (ja) * 2011-10-25 2013-01-16 日本碍子株式会社 燃料電池の構造体
WO2014077531A1 (ko) * 2012-11-19 2014-05-22 한국에너지기술연구원 전극 지지형 기체 분리막 모듈, 그 관형 구조, 관형구조의 제조방법 및 그를 이용한 탄화수소 개질방법
JP5646780B2 (ja) * 2013-04-19 2014-12-24 日本碍子株式会社 燃料電池
CN104934621B (zh) * 2015-05-15 2017-12-29 广州中国科学院先进技术研究所 一种发动机尾气净化装置
JP6311952B1 (ja) * 2016-08-29 2018-04-18 ＦＣＯ Ｐｏｗｅｒ株式会社 インターコネクタ、固体酸化物形燃料電池スタック、及び固体酸化物形燃料電池スタックの製造方法
JP6311953B1 (ja) * 2016-08-29 2018-04-18 ＦＣＯ Ｐｏｗｅｒ株式会社 インターコネクタ、固体酸化物形燃料電池スタック、及び固体酸化物形燃料電池スタックの製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5169731A (en) * 1990-04-24 1992-12-08 Yoshida Kogyo K.K. Solid oxide fuel cell and method for manufacturing the same
US5372895A (en) * 1991-12-12 1994-12-13 Yoshida Kogyo K.K. Solid oxide fuel cell and method for manufacturing the same
JP3310866B2 (ja) 1996-06-12 2002-08-05 三菱重工業株式会社 円筒横縞型固体電解質燃料電池
JPH11111309A (ja) * 1997-10-06 1999-04-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体電解質燃料電池の製造方法
EP1603183B1 (en) * 2003-03-13 2010-09-01 Tokyo Gas Company Limited Solid-oxide shaped fuel cell module
US7838166B2 (en) * 2003-03-31 2010-11-23 Tokyo Gas Co., Ltd. Method for fabricating solid oxide fuel cell module
JP4761104B2 (ja) * 2004-05-13 2011-08-31 独立行政法人産業技術総合研究所 円筒型燃料電池
JP4741815B2 (ja) * 2004-06-30 2011-08-10 京セラ株式会社 セルスタック及び燃料電池
JP2006179356A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Tokyo Gas Co Ltd 横縞方式の固体酸化物形燃料電池及びその作製方法
US7785747B2 (en) * 2005-04-11 2010-08-31 Worldwide Energy, Inc. Of Delaware Stack configurations for tubular solid oxide fuel cells
JP2006332027A (ja) * 2005-04-27 2006-12-07 Tokyo Gas Co Ltd 改質器一体型燃料電池
JP4718959B2 (ja) * 2005-09-29 2011-07-06 京セラ株式会社 横縞型燃料電池セル
JP2007273196A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Dainippon Printing Co Ltd 固体酸化物形燃料電池、及びこれを用いた固体酸化物形燃料電池ユニット
KR100681007B1 (ko) * 2006-04-04 2007-02-09 한국에너지기술연구원 관형 연료극 지지체식 고체산화물 연료전지용 밀봉재와밀봉 방법
JP5175461B2 (ja) * 2006-08-29 2013-04-03 京セラ株式会社 横縞型燃料電池セル及び燃料電池
US8309270B2 (en) * 2007-08-03 2012-11-13 Cp Sofc Ip, Llc Solid oxide fuel cell systems with improved gas channeling and heat exchange

Also Published As

Publication number Publication date
EP2226884A4 (en) 2014-04-16
CN101919104A (zh) 2010-12-15
EP2226884A1 (en) 2010-09-08
JP2009176701A (ja) 2009-08-06
WO2009082032A1 (ja) 2009-07-02
US20100285387A1 (en) 2010-11-11
JP5301865B2 (ja) 2013-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101919104B (zh) 横纹型固体氧化物型燃料电池
CN102099954B (zh) 层叠型固体氧化物燃料电池用的堆结构体、层叠型固体氧化物燃料电池及其制造方法
CN101868875B (zh) 横条纹型固体氧化物形燃料电池单元组及燃料电池
CN105981207A (zh) 电化学能量转换装置、电池及其负极侧材料
JP5882857B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池セルおよびセルスタック装置ならびに燃料電池モジュール
JP5748584B2 (ja) 導電体および固体酸化物形燃料電池セルならびにセルスタック、燃料電池
JP5247051B2 (ja) 燃料電池セルおよび燃料電池セルスタック、ならびに燃料電池
JP2010267631A (ja) 燃料電池セル及び燃料電池
JP2012094427A (ja) 固体酸化物形燃料電池セルおよび燃料電池
JP5645712B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池セルおよび燃料電池モジュール
US10847828B2 (en) Electrochemical cell stack
US6599654B2 (en) Fuel cell and multi-element stack therefor
JP5328317B2 (ja) 燃料電池セル、燃料電池セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置
EP2811565B1 (en) Solid oxide fuel battery cell, fuel battery module, and fuel battery device
JP5289010B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池セル、燃料電池セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置
JP5363888B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池セルおよびその製法、ならびに燃料電池セルスタック装置、燃料電池モジュール、燃料電池装置
JP5191708B2 (ja) 横縞型固体酸化物形燃料電池スタック及びその作製方法
US10854905B2 (en) Electrochemical cell stack
WO2020111124A1 (ja) セル、セルスタック装置、モジュール、及びモジュール収納装置
JP2005216619A (ja) 燃料電池セル及び燃料電池
US20220393216A1 (en) Electrochemical cell and electrochemical cell stack
JP6110524B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池セルおよびセルスタック装置ならびに燃料電池モジュール
JP5769661B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池セル、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置
JP2017103251A (ja) 固体酸化物形燃料電池セルおよびセルスタック装置ならびに燃料電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant