JP2011210632A - Cell assembly of fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池セル集合体に関する。 The present invention relates to a fuel cell assembly.
固体電解質型燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell:以下「SOFC」とも言う)は、電解質として酸化物イオン導電性固体電解質を用い、その両側に電極を取り付け、一方の側に燃料ガスを供給し、他方の側に空気を供給して、比較的高温で発電反応を生じさせて発電を行う燃料電池である。 A solid oxide fuel cell (hereinafter also referred to as “SOFC”) uses an oxide ion conductive solid electrolyte as an electrolyte, has electrodes attached to both sides thereof, supplies fuel gas on one side, and supplies the other This is a fuel cell that generates electricity by supplying air to the side and generating a power generation reaction at a relatively high temperature.
この種の燃料電池では、単一の燃料電池セル(単セル)では、得られる電力が少ないので、特許文献1〜3に示すように、複数の燃料電池セルを平行に並べて、集電部材により電気的に直列に接続して必要な電力を得るようにしている。
In this type of fuel cell, since a single fuel cell (single cell) has a small amount of power, as shown in
特許文献1には、円筒状に形成された固体電解質の内周面に空気電極(+極)が、また外周面には燃料電極(−極)が形成され、内周側の内周側の空気電極が端部において固体電解質から筒状に延出されている燃料電池セル(単セル)が開示されている。この特許文献1の燃料電池では、複数の燃料電池セル(単セル)をハウジング内に平行に並べ、ハウジング内部に供給する燃料ガスが外部に漏れないように、ハウジングの開放された部分をガスで機密にシールしている。各単セルの外周面には集電体が取り付けられ、この集電体の端部が、一方の空気電極側でガラスから機密に延出して、接続用集電部材を介して隣接する単セルの空気電極に接続されている。特許文献1の燃料電池では、このようにして複数の単セルを直列に接続してスタック化して固体電解質型燃料電池を構成している。
In
特許文献2には、円筒状に形成された固体電解質の内周面に燃料電極(−極)が、また外周面には空気電極(+極)が形成され、一端には燃料電極と接続された内側電極(−極)と、他端には空気電極と接続された外側電極(+極)が形成された燃料電池セル(単セル)が開示されている。この特許文献1の固体電解質型燃料電池では、5×4列からなる20本の単セルの全てが直列に接続されるように配置されている。具体的には、複数の単セルが交互に逆方向に並べられ、複数の単セルの両端部が支持板により位置決めされ、それぞれの支持板側で、内側電極(−極)と外側電極(+極)が直列に接続されている。
In
特許文献3、4にも、特許文献2と同様な燃料電池が開示されている。
燃料電池セル及び集電部材が熱によって、異なった膨張、収縮することにより、燃料電池セルと集電部材の接触面積の減少や密着力の低下等を引き起こし、燃料電池セルと集電部材との接触抵抗を増大させ、燃料電池セルの発電性能低下の一因となっていることを、本発明者らが初めて知見として得ることができた。 When the fuel cell and the current collecting member expand and contract differently due to heat, the contact area between the fuel cell and the current collecting member is reduced and the adhesion force is reduced. The inventors of the present invention were able to obtain for the first time that the contact resistance was increased and contributed to the decrease in power generation performance of the fuel cell.
また、上記のように接触抵抗増大となった場合、燃料電池セルから集電部材を取り外し、修正し、再度燃料電池セルに集電部材を取り付けることが考えられる。しかし、燃料電池セルに密着している集電部材を無理に取り外すことになり、燃料電池セルの電極を損傷させ、電極の機能を損失させることになり、燃料電池セルの発電性能や耐久性の低下の原因となっている。そこで、燃料電池セルから集電部材を取り外すことなく、燃料電池セルの発電性能を向上させることが課題であった。 Further, when the contact resistance increases as described above, it is conceivable to remove and correct the current collecting member from the fuel cell and attach the current collecting member to the fuel cell again. However, the current collecting member that is in close contact with the fuel cell is forcibly removed, and the electrode of the fuel cell is damaged and the function of the electrode is lost. This is the cause of the decline. Therefore, it has been a problem to improve the power generation performance of the fuel cell without removing the current collecting member from the fuel cell.
上記課題を解決するために、本発明の燃料電池セル集合体は、第1の燃料電池セルと、この第1の燃料電池セルに隣接して配置される第2の燃料電池セルと、これらの第1の燃料電池セルと第2の燃料電池セルを電気的に接続する集電体と、を備え、この集電体は第1の燃料電池セルに取り付けられる集電部を備え、集電部の内側面と第1の燃料電池セルの側面とで形成される、導電性接着剤が配置される空間部を備えることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、第1の燃料電池セル、第2の燃料電池セル、及び、集電体が、熱によって異なる膨張、収縮して、第1の燃料電池セルの側面と集電体との接触抵抗が増大しても、第1の燃料電池セルから集電体を取り外すことなく、第1の燃料電池セルを損傷させずに、空間部に導電性接着剤を配置することができ、燃料電池セルによる発電性能を向上させることができる。
In order to solve the above-described problems, a fuel cell assembly according to the present invention includes a first fuel cell, a second fuel cell disposed adjacent to the first fuel cell, and these A current collector electrically connecting the first fuel cell and the second fuel cell, the current collector comprising a current collector attached to the first fuel cell, and a current collector It is characterized by including a space portion in which a conductive adhesive is disposed, which is formed by the inner surface of the first fuel cell and the side surface of the first fuel cell.
In the present invention configured as described above, the first fuel cell, the second fuel cell, and the current collector expand and contract differently due to heat, and the side surface of the first fuel cell Even if the contact resistance with the current collector increases, the conductive adhesive is disposed in the space without removing the current collector from the first fuel cell and without damaging the first fuel cell. It is possible to improve the power generation performance by the fuel cell.
本発明において、集電体の集電部は中央部に空間部を備え、この空間部の両端部に第1の燃料電池セルへ取り付けられる把持部と、を備えることを特徴としている。
このような構成された本発明において、集電体の集電部は中央部に空間部を備え、この空間部の両端部に第1の燃料電池セルへ取り付けられる把持部を備えているので、上述の特徴を持ちつつ、第1の燃料電池セルへの把持性能を向上させることができる。
In the present invention, the current collector of the current collector includes a space portion at the center portion, and gripping portions attached to the first fuel cells at both ends of the space portion.
In the present invention configured as described above, the current collector part of the current collector has a space part in the center part, and has grip parts attached to the first fuel cells at both ends of the space part. The gripping performance to the first fuel cell can be improved while having the above characteristics.
本発明において、集電体の集電部の内側面は矩形状であり、内側面の縦の長さに比べ、内側面の横の長さが短いことを特徴としている。
このように構成された本発明において、集電体の集電部の内側面は矩形状であり、内側面の縦の長さに比べ、内側面の横の長さが短いので、導電性接着剤が配置される空間部の大きさを変えることなく、集電体の把持部の長さを長くすることができ、第1の燃料電池セルへの把持性能を向上させることができる。
In the present invention, the inner side surface of the current collector of the current collector is rectangular, and the lateral length of the inner side surface is shorter than the vertical length of the inner side surface.
In the present invention configured as described above, the inner surface of the current collector of the current collector is rectangular, and the lateral length of the inner surface is shorter than the vertical length of the inner surface. Without changing the size of the space where the agent is disposed, the length of the grip portion of the current collector can be increased, and the grip performance of the first fuel cell can be improved.
本発明において、集電体の集電部が取り付けられる第1の燃料電池セルの取付部は第1の電極部であり、第1の電極部と異極である第2の電極部が第1の電極部と離間し配置されるとともに、この集電部は空間部へ連通する開口部を備え、この開口部は第2の電極部側に配置されないことを特徴としている。
このように構成された本発明において、集電体の集電部が取り付けられる第1の燃料電池セルの取付部は第1の電極部であり、第1の電極部と異極である第2の電極部が第1の電極部と離間し配置されるとともに、この集電部は空間部へ連通する開口部を備え、この開口部は第2の電極部に配置されないので、導電性接着剤が配置されても、第1の電極部と第2の電極部とが、導電性接着剤を介して接続してしまうことがない、短絡しにくく形成されており、燃料電池セルによる発電性能を向上させることができる・
In the present invention, the attachment portion of the first fuel cell to which the current collector portion of the current collector is attached is the first electrode portion, and the second electrode portion having a different polarity from the first electrode portion is the first electrode portion. The current collector is provided with an opening communicating with the space portion, and the opening is not disposed on the second electrode portion side.
In the present invention configured as described above, the attachment portion of the first fuel cell, to which the current collector portion of the current collector is attached, is the first electrode portion, and is a second electrode having a different polarity from the first electrode portion. The electrode portion is disposed away from the first electrode portion, and the current collecting portion includes an opening communicating with the space portion. Since the opening is not disposed in the second electrode portion, the conductive adhesive is provided. Even if the first electrode portion and the second electrode portion are arranged, the first electrode portion and the second electrode portion are formed so as not to be short-circuited without being connected via the conductive adhesive. Can be improved
本発明において、集電体の集電部は集電体の内側面を内側の面として備える板状の平面部を備え、集電体の開口部はこの平面部に開口される孔であることを特徴としている。
このように構成された本発明において、集電体の集電部は集電体の内側面を内側の面として備える板状の平面部を備え、集電体の開口部はこの平面部に開口される孔であるので、導電性接着剤を集電体の空間部に均一に配置することができ、燃料電池セルの発電性能を向上させることができる。
In the present invention, the current collector of the current collector is provided with a plate-like flat portion having the inner surface of the current collector as an inner surface, and the opening of the current collector is a hole opened in this flat portion. It is characterized by.
In the present invention configured as described above, the current collector part of the current collector includes a plate-like flat part including the inner side surface of the current collector as an inner surface, and the opening part of the current collector is opened to the flat part. Therefore, the conductive adhesive can be uniformly disposed in the space of the current collector, and the power generation performance of the fuel cell can be improved.
本発明によれば、燃料電池セルと集電体との接触抵抗増大箇所について、燃料電池セルから集電体を取り外すことなく、接触抵抗を低減することで、燃料電池セルの発電性能を向上させることができる。 According to the present invention, the power generation performance of a fuel cell is improved by reducing the contact resistance at a location where the contact resistance between the fuel cell and the current collector is increased without removing the current collector from the fuel cell. be able to.
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による固体電解質型燃料電池(SOFC)及びこのSOFCに使用される燃料電池セル集合体を説明する。 図1は、本発明の実施形態による固体電解質型燃料電池(SOFC)を示す全体構成図である。この図1に示すように、本発明の実施形態による固体電解質型燃料電池(SOFC)1は、燃料電池モジュール2と、補機ユニット4を備えている。
Next, a solid oxide fuel cell (SOFC) according to an embodiment of the present invention and a fuel cell assembly used in the SOFC will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a solid oxide fuel cell (SOFC) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a solid oxide fuel cell (SOFC) 1 according to an embodiment of the present invention includes a
燃料電池モジュール2は、ハウジング6を備え、このハウジング6内部には、断熱材(図示せず)を介して密封空間8が形成されている。なお、断熱材は設けないようにしても良い。この密閉空間8の下方部分である発電室10には、燃料ガスと酸化剤(空気)とにより発電反応を行う燃料電池セル集合体12が配置されている。この燃料電池セル集合体12は、10個の燃料電池セルスタック14(図5参照)を備え、この燃料電池セルスタック14は、16本の燃料電池セルユニット16(図4参照)から構成されている。このように、燃料電池セル集合体12は、160本の燃料電池セルユニット16を有し、これらの燃料電池セルユニット16の全てが直列接続されている。
The
燃料電池モジュール2の密封空間8の上述した発電室10の上方には、燃焼室18が形成され、この燃焼室18で、発電反応に使用されなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤(空気)とが燃焼し、排気ガスを生成するようになっている。また、この燃焼室18の上方には、燃料ガスを改質する改質器20が配置され、残余の燃料ガスの燃焼熱によって改質器20を改質反応が可能な温度となるように加熱している。さらに、この改質器20の上方には、燃焼熱を受けて発電用空気を加熱するための空気用熱交換器22が配置されている。
A
次に、補機ユニット4は、水道等の水供給源24からの水を貯水してフィルターにより純水とする純水タンク26と、この貯水タンクから供給される水の流量を調整する水流量調整ユニット28(モータで駆動される「水ポンプ」等)を備えている。また、補機ユニット4は、都市ガス等の燃料供給源30から供給された燃料ガスを遮断するガス遮断弁32と、燃料ガスから硫黄を除去するための脱硫器36と、燃料ガスの流量を調整する燃料流量調整ユニット38(モータで駆動される「燃料ポンプ」等)を備えている。さらに、補機ユニット4は、空気供給源40から供給される酸化剤である空気を遮断する電磁弁42と、空気の流量を調整する改質用空気流量調整ユニット44(モータで駆動される「空気ブロア」等)及び発電用空気流量調整ユニット45(モータで駆動される「空気ブロア」等)と、改質器20に供給される改質用空気を加熱する第1ヒータ46と、発電室に供給される第発電用空気を加熱する第2ヒータ48とを備えている。これらの第1ヒータ46と第2ヒータ48は、起動時の昇温を効率よく行うために設けられているが、省略しても良い。
Next, the
次に、燃料電池モジュール2には、排気ガスが供給される温水製造装置50が接続されている。この温水製造装置50には、水供給源24から水道水が供給され、この水道水が排気ガスの熱により温水となり、図示しない外部の給湯器の貯湯タンクへ供給されるようになっている。
また、燃料電池モジュール2には、燃料ガスの供給量等を制御するための制御ボックス52が取り付けられている。
さらに、燃料電池モジュール2には、燃料電池モジュールにより発電された電力を外部に供給するための電力取出部(電力変換部)であるインバータ54が接続されている。
Next, a hot
The
Furthermore, the
次に、図2及び図3により、本発明の実施形態による固体電解質型燃料電池(SOFC)の燃料電池モジュールの内部構造を説明する。図2は、本発明の実施形態による固体電解質型燃料電池(SOFC)の燃料電池モジュールを示す側面断面図であり、図3は、図2のIII-III線に沿って断面図である。
図2及び図3に示すように、燃料電池モジュール2のハウジング6内の密閉空間8には、上述したように、下方から順に、燃料電池セル集合体12、改質器20、空気用熱交換器22が配置されている。
Next, the internal structure of a solid oxide fuel cell (SOFC) fuel cell module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a side sectional view showing a solid oxide fuel cell (SOFC) fuel cell module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, in the sealed
改質器20は、その上流端側に純水を導入するための純水導入管60と改質される燃料ガスと改質用空気を導入するための被改質ガス導入管62が取り付けられ、また、改質器20の内部には、上流側から順に、蒸発部20aと改質部20bを形成され、改質部20bには改質触媒が充填されている。この改質器20に導入された水蒸気(純水)が混合された燃料ガス及び空気は、改質器20内に充填された改質触媒により改質される。改質触媒としては、アルミナの球体表面にニッケルを付与したものや、アルミナの球体表面にルテニウムを付与したものが適宜用いられる。
The
この改質器20の下流端側には、燃料ガス供給管64が接続され、この燃料ガス供給管64は、下方に延び、さらに、燃料電池セル集合体12の下方に形成されたマニホールド66内で水平に延びている。燃料ガス供給管64の水平部64aの下方面には、複数の燃料供給孔64bが形成されており、この燃料供給孔64bから、改質された燃料ガスがマニホールド66内に供給される。
A fuel
このマニホールド66の上方には、上述した燃料電池セルスタック14を支持するための貫通孔を備えた下支持板68が取り付けられており、マニホールド66内の燃料ガスが、燃料電池セルユニット16内に供給される。
A
次に、改質器20の上方には、空気用熱交換器22が設けられている。この空気用熱交換器22は、上流側に空気集約室70、下流側に2つの空気分配室72を備え、これらの空気集約室70と空気分配室72は、6個の空気流路管74により接続されている。ここで、図3に示すように、3個の空気流路管74が一組(74a,74b,74c,74d,74e,74f)となっており、空気集約室70内の空気が各組の空気流路管74からそれぞれの空気分配室72へ流入する。
Next, an air heat exchanger 22 is provided above the
空気用熱交換器22の6個の空気流路管74内を流れる空気は、燃焼室18で燃焼して上昇する排気ガスにより予熱される。
空気分配室72のそれぞれには、空気導入管76が接続され、この空気導入管76は、下方に延び、その下端側が、発電室10の下方空間に連通し、発電室10に余熱された空気を導入する。
The air flowing through the six air flow path pipes 74 of the air heat exchanger 22 is preheated by exhaust gas that burns and rises in the
An
次に、マニホールド66の下方には、排気ガス室78が形成されている。また、図3に示すように、ハウジング6の長手方向に沿った面である前面6aと後面6bの内側には、上下方向に延びる排気ガス通路80が形成され、この排気ガス室通路80の上端側は、空気用熱交換器22が配置された空間と連通し、下端側は、排気ガス室78と連通している。また、排気ガス室78の下面のほぼ中央には、排気ガス排出管82が接続され、この排気ガス排出管82の下流端は、図1に示す上述した温水製造装置50に接続されている。 図3に示すように、燃料ガスと空気との燃焼を開始するための点火装置83が、燃焼室18に設けられている。
Next, an
次に図4により燃料電池セルユニット16について説明する。図4は、本発明の実施形態による固体電解質型燃料電池(SOFC)の燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。
図4に示すように、燃料電池セルユニット16は、燃料電池セル84と、この燃料電池セル84の上下方向端部にそれぞれ接続された内側電極端子86とを備えている。
燃料電池セル84は、上下方向に延びる管状構造体であり、内部に燃料ガス流路88を形成する円筒形の第2の電極である内側電極層90と、円筒形の第1の電極である外側電極層92と、第2の電極である内側電極層90と第1の電極である外側電極層92との間にある電解層94とを備えている。この内側電極層90は、燃料ガスが通過する燃料極であり、(−)極となり、一方、外側電極層92は、空気と接触する空気極であり、(+)極となっている。
Next, the
As shown in FIG. 4, the
The
燃料電池セル16の上端側と下端側に取り付けられた内側電極端子86は、同一構造であるため、ここでは、上端側に取り付けられた内側電極端子86について具体的に説明する。内側電極層90の上部90aは、電解層94と外側電極層92に対して露出された外周面90bと上端面90cとを備えている。内側電極端子86は、導電性のシール材96を介して内側電極層90の外周面90bと接続され、さらに、内側電極層90の上端面90cとは直接接触することにより、内側電極層90と電気的に接続されている。また、内側電極端子86は、突出した筒状部分86aと平坦面86bを備え、筒状部分86aの内部には、内側電極層90の燃料ガス流路88と連通する燃料ガス流路98が形成されている。
Since the
内側電極層90は、例えば、Niと、CaやY、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Niと、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリアとの混合体、Niと、Sr、Mg、Co、Fe、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレードとの混合体、の少なくとも一種から形成される。 The inner electrode layer 90 includes, for example, a mixture of Ni and zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Ca, Y, and Sc, and Ni and ceria doped with at least one selected from rare earth elements. The mixture is formed of at least one of Ni and a mixture of lanthanum garade doped with at least one selected from Sr, Mg, Co, Fe, and Cu.
電解層94は、例えば、Y、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリア、Sr、Mgから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレート、の少なくとも一種から形成される。 The electrolytic layer 94 includes, for example, zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Y and Sc, ceria doped with at least one selected from rare earth elements, lanthanum gallate doped with at least one selected from Sr and Mg, Formed from at least one of the following.
外側電極層92は、例えば、Sr、Caから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンマンガナイト、Sr、Co、Ni、Cuから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンフェライト、Sr、Fe、Ni、Cuから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンコバルタイト、銀、などの少なくとも一種から形成される。
The
次に図5により燃料電池セルスタック14について説明する。図5は、本発明の実施形態による固体電解質型燃料電池(SOFC)の燃料電池セルスタックを示す斜視図である。 Next, the fuel cell stack 14 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view showing a fuel cell stack of a solid oxide fuel cell (SOFC) according to an embodiment of the present invention.
図5に示すように、燃料電池セルスタック14は、16本の燃料電池セルユニット16を備え、これらの燃料電池セルユニット16の下端側及び上端側が、それぞれ、セラミック製の下支持板68及び上支持板100により支持されている。これらの下支持板68及び上支持板100には、内側電極端子86が貫通可能な貫通穴68a及び100aがそれぞれ形成されている。
As shown in FIG. 5, the fuel cell stack 14 includes 16
燃料電池セルユニット16には、金属製の集電体102及び外部端子99が取り付けられている。この集電体102は、燃料電池セルユニット16の両端部にある内側電極端子86と外側電極層92を電気的に接続するためのものである。
A metal
次に図5及び図6により、集電体102について詳細に説明する。図6は本発明の実施形態による固体電解質型燃料電池(SOFC)の燃料電池セルスタック(燃料電池セル集合体)に使用される集電体を示す斜視図であり、図7は図6に示す集電体の正面図である。図8は図5に示す燃料電池セルスタックの正面図である。図9は図8に示す燃料電池セルスタックの正面図A部分の詳細図である。図10は図8に示す燃料電池セルスタックのB-B´線沿っての断面図の一部である。
Next, the
先ず、集電体102は、燃料電池セルユニット16(燃料電池セル84)の空気極である外側電極層92の外周面と電気的に接続される空気極用接続用の第1の集電部103と、この第1の集電部103から隣接する燃料電セルユニット16の端部に向けて延び、燃料極である内側電極層90に取り付けられた内側電極端子86と電気的に接続される第2の集電部108と、この第1の集電部103と第2の集電部108とを電気的に接続する連接部104とを備えている。
First, the
次に、集電体102の第1の集電部103は、燃料電池セルユニット16に沿って長手方向に延びる平面部105と、この平面部105から鉛直方向に延び、かつ、燃料電池セルユニット16に沿って長手方向に延びる側面部105aと、この側面部105aから燃料電池セルユニット16に沿って円周方向に半円弧状に湾曲して延び、燃料電池セルユニット16の外側電極層92へ取り付けられる把持部105bとを備えられている。また、平面部105は、矩形状であり、燃料電池セルユニット16に沿って長手方向の縦の長さに比べ、燃料電池セルユニット16に沿って円周方向の横の長さが短いことを備えられている。さらに、平面部105は、空間部107へ連通し、開口される孔である開口部106が備えられている。また、第2の集電部108については、第1の集電部103とほぼ同様の構成となっている。
Next, the first
また、図4〜図10により、集電体102の空間部107は、集電体102の平面部105の内側面109と、集電体の側面部105aと、燃料電池セルユニット16の外側電極層92とで形成され、導電性接着剤が配置されることを備えられている。燃料電池セルユニット16の外側電極層92と集電体102の側面部105aとは隣接配置し、燃料電池セルユニット16の外側電極層92と集電体102の平面部105の内側面109とは離間配置していることを特徴としている。また、空間部107は、この空間部107の両端に隣接された燃料電池セルユニット16の外側電極層92に取り付けられる把持部105bが備えられ、第1の集電部103の中央に配置されている。
4 to 10, the
次に、上述した本発明の実施形態による燃料電池セル集合体における作用、特に、集電体102との関係を説明する。
先ず、集電体102において、第1の燃料電池セルユニット16(120)の中央外周部である外側電極層92と第1の燃料電池セルユニット16(120)に隣接する第2の燃料電池セルユニット16(122)の端部とを、集電体102を用いて接続し、これを複数接続することによって、燃料電池セルユニット16を得ることができる。集電体102の第1の集電部103が、集電体の平面部105と、側面部105aと、第1の燃料電池セルユニット16(120)の中央外周部である外側電極層92とで形成される、導電性接着剤が配置される空間部107を備えられているので、熱によって異なる膨張、収縮し、燃料電池セルユニット16と集電体102との接触抵抗が増大しても、燃料電池セルユニット16から集電体102を取り外すことなく、燃料電池セルユニット16を損傷させずに、集電体102の空間部107に導電性接着剤を配置することができ、燃料電池セルによる発電性能を向上させることができる。
Next, the operation of the fuel cell assembly according to the above-described embodiment of the present invention, particularly the relationship with the
First, in the
次に、集電体102の第1の集電部103が、中央に空間部107を備え、この空間部107の両端に隣接された燃料電池セルユニット16の外側電極層92に取り付けられる把持部105bが備えられているので、上述の特徴を維持しつつ、燃料電池セルユニット16への把持性能を向上させることができる。
Next, the first
次に、集電体102の平面部105は、矩形状であり、燃料電池セルユニット16に沿って長手方向の縦の長さに比べ、燃料電池セルユニット16に沿って円周方向の横の長さが短いことを備えられているので、集電体102の空間部107の大きさを確保しつつ、導電性接着剤を配置でき、接触抵抗を低減させることができる。また、燃料電池セルユニット16の外側電極層92に取り付けられる把持部105bの燃料電池セルユニット16に沿って円周方向の長さを長くすることができ、燃料電池セルユニット16への把持性能を向上させることができる。
Next, the
次に、集電体102の第1の集電部103が取り付けられる燃料電池セルユニット16の外側電極層92と、この外側電極層92と異極である内側電極層90及び内側電極端子86とが離間配置されるとともに、第1の集電部103は空間部107へ連通する開口部106を備え、この開口部106は内側電極層90及び内側電極端子86側に配置されないことを特徴としているので、空間部107へ導電性接着剤を配置した際、燃料電池セルユニット16の外側電極層92と、内側電極層90及び内側電極端子86とが、配置された導電性接着剤を介して接続されてしまうことがない、短絡しにくく形成されており、さらに、燃料電池セルによる燃料電池セルの発電性能を向上させることができる。
Next, the
さらに、集電体102の第1の集電部103は、この第1の集電部103の内側面を内側の面おして備える平面部105を備え、この第1の集電部103の開口部106は、平面部105に開口される孔であることを特徴としているので、燃料電池セルユニット16の外側電極層92から内側電極層90に向かう燃料電池セルユニット16に沿って長手方向から導電性接着剤を配置させるより、この開口部106から空間部107へ導電性接着剤を均一に配置することができ、燃料電池セルの発電性能を向上させることができる。
Further, the first
1 固体電解質型燃料電池(SOFC)
2 燃料電池モジュール
12 燃料電池セル集合体
14 燃料電池セルスタック
16 燃料電池セルユニット
68 下支持板
68a 貫通穴
84 燃料電池セル
86 内側電極端子
100 上支持板
102 集電体
104 連接部
106 開口部
1 Solid oxide fuel cell (SOFC)
2 Fuel cell module 12 Fuel cell assembly 14
Claims (5)
この第1の燃料電池セルに隣接して配置される第2の燃料電池セルと、
これらの第1の燃料電池セルと第2燃料電池セルを電気的に接続する集電体と、を備え、
前記集電体は前記第1の燃料電池セルに取り付けられる集電部を備え、
前記集電部の内側面と前記第1の燃料電池セルの側面とで形成される、導電性接着剤が配置される空間部を備えることを特徴とする燃料電池セル集合体。 A first fuel cell;
A second fuel cell disposed adjacent to the first fuel cell;
A current collector that electrically connects the first fuel cell and the second fuel cell, and
The current collector includes a current collector attached to the first fuel cell,
A fuel cell assembly comprising a space portion formed by an inner surface of the current collector and a side surface of the first fuel cell and in which a conductive adhesive is disposed.
前記集電部は前記空間部へ連通する開口部を備え、
前記開口部は前記第2の電極側に配置されないことを特徴とする請求項3記載の燃料電池セル集合体。 The attachment portion of the first fuel cell to which the current collector is attached is a first electrode portion, and a second electrode portion having a different polarity from the electrode portion is spaced apart from the first electrode portion. As
The current collector includes an opening communicating with the space;
The fuel cell assembly according to claim 3, wherein the opening is not disposed on the second electrode side.
前記開口部は前記平面部に開口される孔であることを特徴とする請求項4記載の燃料電池セル集合体。 The current collector includes a plate-like flat surface including the inner surface as an inner surface,
The fuel cell assembly according to claim 4, wherein the opening is a hole opened in the flat portion.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018092904A (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-14 | Toto株式会社 | Fuel battery cell stack device and solid oxide fuel cell device |
JP2018147648A (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | アイシン精機株式会社 | Connecting member of fuel battery cell |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002260706A (en) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | Fuel cell |
JP2004349262A (en) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Siemens Westinghouse Power Corp | Electric connector and support for solid oxide electrolyte fuel cell combining foam nickel and expanded nickel screen |
JP2006100091A (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Kyocera Corp | Fuel cell stack and fuel cell |
JP2006310005A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Tokyo Gas Co Ltd | Electrical connection structure and connection method of solid oxide fuel cell stack |
JP2007095442A (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
JP2008071712A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toto Ltd | Fuel cell body, fuel cell unit, fuel cell stack, and fuel cell containing them |
WO2010114050A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Toto株式会社 | Fuel cell aggregate and fuel cell |
-
2010
- 2010-03-30 JP JP2010078732A patent/JP5483259B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002260706A (en) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | Fuel cell |
JP2004349262A (en) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Siemens Westinghouse Power Corp | Electric connector and support for solid oxide electrolyte fuel cell combining foam nickel and expanded nickel screen |
JP2006100091A (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Kyocera Corp | Fuel cell stack and fuel cell |
JP2006310005A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Tokyo Gas Co Ltd | Electrical connection structure and connection method of solid oxide fuel cell stack |
JP2007095442A (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
JP2008071712A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toto Ltd | Fuel cell body, fuel cell unit, fuel cell stack, and fuel cell containing them |
WO2010114050A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Toto株式会社 | Fuel cell aggregate and fuel cell |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018092904A (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-14 | Toto株式会社 | Fuel battery cell stack device and solid oxide fuel cell device |
JP7037312B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-03-16 | 森村Sofcテクノロジー株式会社 | Fuel cell cell stack device and solid oxide fuel cell device |
JP2018147648A (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | アイシン精機株式会社 | Connecting member of fuel battery cell |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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