JP2013161643A - Fuel cell stack - Google Patents

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秀男 永長
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell stack capable of reducing the number of components and lowering resistance.SOLUTION: A fuel cell stack includes a plurality of parallel modules each comprising: a porous support body which has a plurality of cylindrical parts and a connection for connecting the plurality of cylindrical parts to one another; and a power generation part which has a first electrode, a solid oxide electrolyte and a second electrode stacked on one another on the circumference of the cylindrical parts. Each of the plurality of parallel modules is stacked in such a manner that the second electrode of another parallel module is arranged on the support body. The support body has conductivity higher than that of the first electrode.

Description

本発明は、燃料電池スタックに関する。   The present invention relates to a fuel cell stack.

燃料電池は、一般的には水素および酸素を燃料として電気エネルギを得る装置である。この燃料電池は、環境面において優れており、また高いエネルギ効率を実現できることから、今後のエネルギ供給システムとして広く開発が進められてきている。   A fuel cell is a device that generally obtains electric energy using hydrogen and oxygen as fuel. Since this fuel cell is excellent in terms of the environment and can realize high energy efficiency, it has been widely developed as a future energy supply system.

固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、固体酸化物電解質がアノードとカソードとによって挟持された構造を有する。固体酸化物形燃料電池として、金属支持体に支持された円筒型のセルが開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、金属支持体の端部に接続部材を介して集電板と接続することによって、複数の円筒型のセルを並列接続させている。   A solid oxide fuel cell (SOFC) has a structure in which a solid oxide electrolyte is sandwiched between an anode and a cathode. As a solid oxide fuel cell, a cylindrical cell supported by a metal support is disclosed (for example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, a plurality of cylindrical cells are connected in parallel by connecting an end of a metal support to a current collector plate via a connecting member.

特開２００２−２８９２４９号公報JP 2002-289249 A

しかしながら、特許文献１の技術では、並列接続のために接続部材のような中間部品を介在させる必要がある。この場合、部品点数が多くなるとともに、部品間抵抗が増加してしまう。   However, in the technique of Patent Document 1, it is necessary to interpose an intermediate part such as a connection member for parallel connection. In this case, the number of parts increases and the resistance between parts increases.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、部品点数の低減および抵抗の低減が可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a fuel cell stack capable of reducing the number of components and resistance.

本発明に係る燃料電池スタックは、複数の円筒部と前記複数の円筒部を互いに接続する接続部とを備える多孔状の支持体と、前記円筒部の外周に第１電極、固体酸化物電解質、および第２電極が積層された発電部と、を備える複数の並列モジュールが、前記支持体上に他の並列モジュールの第２電極が配置されるように積層され、前記支持体は、前記第１電極よりも高い導電性を有することを特徴とする。本発明に係る燃料電池スタックは、部品点数を低減することができ、抵抗を低減することができる。   A fuel cell stack according to the present invention includes a porous support having a plurality of cylindrical portions and a connecting portion for connecting the plurality of cylindrical portions to each other, a first electrode on the outer periphery of the cylindrical portion, a solid oxide electrolyte, And a plurality of parallel modules including the second electrode are stacked such that the second electrodes of the other parallel modules are disposed on the support, and the support is It has a higher conductivity than the electrode. The fuel cell stack according to the present invention can reduce the number of parts and reduce resistance.

前記支持体は、多孔状の金属としてもよい。前記支持体は、１枚の金属板から構成され、前記１枚の金属板が円筒状に湾曲した部位が前記円筒部に相当し、前記円筒部が閉じられる箇所で接線方向において反対側に折り曲った部位が前記接続部に相当していてもよい。前記他の並列モジュールの第２電極は、前記支持体の接続部上に配置されていてもよい。   The support may be a porous metal. The support is composed of a single metal plate, and a portion where the single metal plate is curved in a cylindrical shape corresponds to the cylindrical portion, and is folded to the opposite side in the tangential direction at a location where the cylindrical portion is closed. The bent part may correspond to the connection part. The second electrode of the other parallel module may be disposed on the connection portion of the support.

本発明によれば、部品点数の低減および抵抗の低減が可能な燃料電池スタックを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a fuel cell stack capable of reducing the number of components and the resistance.

本実施形態に係る燃料電池スタックを構成する燃料電池の単位として機能する単セルの模式的断面図である。It is a typical sectional view of a single cell which functions as a unit of a fuel cell which constitutes a fuel cell stack concerning this embodiment. （ａ）は複数の単セルを並列接続させた形態について説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）の回路図である。(A) is a figure for demonstrating the form which connected the several single cell in parallel, (b) is a circuit diagram of (a). 複数の単セルを用いた燃料電池スタック１００の構成図である。1 is a configuration diagram of a fuel cell stack 100 using a plurality of single cells. 燃料ガスマニホールドについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating a fuel gas manifold. 各膜の成膜法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the film-forming method of each film | membrane.

以下、本発明を実施するための形態を説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.

（単セルの構成）
図１は、本実施形態に係る燃料電池スタック１００を構成する燃料電池の単位として機能する単セル１０の模式的断面図である。単セル１０は、支持体上に、一方の電極、電解質膜および他方の電極がこの順に積層された構造を有している。図１を参照して、本実施形態においては、単セル１０は、一例として、支持体１１、アノード１２、電解質膜１３およびカソード１４がこの順に積層された構造を有している。単セル１０においては、アノード１２、電解質膜１３およびカソード１４が発電部として機能する。 (Single cell configuration)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single cell 10 that functions as a unit of a fuel cell constituting a fuel cell stack 100 according to the present embodiment. The single cell 10 has a structure in which one electrode, an electrolyte membrane, and the other electrode are laminated in this order on a support. With reference to FIG. 1, in this embodiment, the unit cell 10 has the structure where the support body 11, the anode 12, the electrolyte membrane 13, and the cathode 14 were laminated | stacked in this order as an example. In the single cell 10, the anode 12, the electrolyte membrane 13 and the cathode 14 function as a power generation unit.

支持体１１として、ガス透過性を有するとともに電解質膜１３を支持可能な部材を用いることができる。支持体１１には、多孔状基材を用いることができる。多孔状基材の一例として、上面と下面とを連通する孔１１ａを複数有する多孔状金属板を用いる。多孔状基材は、耐熱性が高く、アノード１２およびカソード１４よりも高い導電性を有する材料（ステンレス等）であれば、特に限定されるものではない。支持体１１を用いることによって、アノード１２、電解質膜１３およびカソード１４を薄膜化することができる。   As the support 11, a member having gas permeability and capable of supporting the electrolyte membrane 13 can be used. A porous substrate can be used for the support 11. As an example of the porous substrate, a porous metal plate having a plurality of holes 11a communicating with the upper surface and the lower surface is used. The porous substrate is not particularly limited as long as it is a material (such as stainless steel) having high heat resistance and higher conductivity than the anode 12 and the cathode 14. By using the support 11, the anode 12, the electrolyte membrane 13, and the cathode 14 can be thinned.

アノード１２の材質は、アノードとしての電極活性を有するものであれば特に限定されないが、例えばＮｉＯ／ＺｒＯ２系、ＮｉＯ／ＣｅＯ２系、ＮｉＯ／ＢａＺｒＯ３系等の固体酸化物を含む電極構成材料を用いることができる。電解質膜１３の材質は、特に限定されないが、例えばＺｒＯ２系、ＣｅＯ２系、ＬａＧａＯ３系、ＢａＺｒＯ３系等の酸素イオン導電性の固体酸化物電解質を用いることができる。カソード１４の材質は、カソードとしての電極活性を有するものであれば特に限定されないが、例えばＬａＭｎＯ３系、ＬａＣｏＯ３系、Ｌａ２ＮｉＯ４系、ＳｍＣｏＯ３系等の固体酸化物を含む電極構成材料を用いることができる。 The material of the anode 12 is not particularly limited as long as it has electrode activity as an anode. For example, an electrode constituent material containing a solid oxide such as NiO / ZrO 2 , NiO / CeO 2 , NiO / BaZrO 3 Can be used. The material of the electrolyte membrane 13 is not particularly limited. For example, a ZrO 2 -based, CeO 2 -based, LaGaO 3 -based or BaZrO 3 -based oxygen ion conductive solid oxide electrolyte can be used. The material of the cathode 14 is not particularly limited as long as it has electrode activity as a cathode. For example, an electrode constituent material containing a solid oxide such as LaMnO 3 , LaCoO 3 , La 2 NiO 4 , or SmCoO 3 Can be used.

本実施形態においては、支持体１１は、中空の円筒部１１ｂおよび板状部１１ｃを備え、板状部１１ｃ上（図１では下）に円筒部１１ｂが接続された構成を有する。円筒部１１ｂと板状部１１ｃとは、接合されていてもよく、一体成型されていてもよい。支持体１１は、例えば図１に示すように、１枚の金属板を円筒状に湾曲させ、円筒が閉じられる箇所で接線方向において反対側に折り曲げることによって、円筒部１１ｂと板状部１１ｃとが形成されていてもよい。すなわち、支持体１１は、断面「Ω」字状に形成されていてもよい。ただし、この場合、円筒部１１ｂは、ガスが漏れない程度に閉じられている。   In the present embodiment, the support 11 includes a hollow cylindrical portion 11b and a plate-like portion 11c, and the cylindrical portion 11b is connected on the plate-like portion 11c (lower in FIG. 1). The cylindrical portion 11b and the plate-like portion 11c may be joined or integrally molded. For example, as shown in FIG. 1, the support 11 is formed by bending a single metal plate into a cylindrical shape and bending it in the tangential direction at a location where the cylinder is closed to thereby form a cylindrical portion 11 b and a plate-like portion 11 c. May be formed. That is, the support 11 may be formed in a “Ω” cross section. However, in this case, the cylindrical portion 11b is closed to such an extent that gas does not leak.

支持体１１の円筒部１１ｂの形状に合わせて、アノード１２、電解質膜１３およびカソード１４の積層体も略円筒状に、円筒部１１ｂの外側に形成されている。ただし、アノード１２、電解質膜１３およびカソード１４の積層体は、円筒部１１ｂと板状部１１ｃとの接続箇所において途切れている。円筒部１１ｂは、上記積層体が途切れている箇所においては、孔１１ａが形成されておらず、ガスが透過しない程度に緻密な構造を有する。それにより、円筒部１１ｂの内部を流動するガスと円筒部１１ｂの外部を流動するガスとが隔離される。   In accordance with the shape of the cylindrical portion 11b of the support 11, the laminated body of the anode 12, the electrolyte membrane 13 and the cathode 14 is also formed in a substantially cylindrical shape outside the cylindrical portion 11b. However, the laminated body of the anode 12, the electrolyte membrane 13, and the cathode 14 is interrupted at the connection portion between the cylindrical portion 11b and the plate-like portion 11c. The cylindrical portion 11b has a structure that is so dense that the hole 11a is not formed in the portion where the laminate is interrupted and gas does not permeate. Thereby, the gas flowing inside the cylindrical portion 11b and the gas flowing outside the cylindrical portion 11b are isolated.

単セル１０は、以下の作用によって発電する。円筒部１１ｂの内部には水素を含有する燃料ガスが供給され、円筒部１１ｂの外部には酸素を含有する酸化剤ガスが供給される。カソード１４においては、カソード１４に供給された酸素と、外部電気回路から供給される電子と、が反応して酸素イオンになる。酸素イオンは、電解質膜１３を伝導してアノード１２側に移動する。   The single cell 10 generates power by the following action. A fuel gas containing hydrogen is supplied inside the cylindrical portion 11b, and an oxidant gas containing oxygen is supplied outside the cylindrical portion 11b. In the cathode 14, oxygen supplied to the cathode 14 reacts with electrons supplied from the external electric circuit to become oxygen ions. The oxygen ions are transferred to the anode 12 side through the electrolyte membrane 13.

一方、円筒部１１ｂの内部に供給された水素は、支持体１１の孔１１ａを通過して、アノード１２に到達する。アノード１２に到達した水素は、アノード１２において電子を放出するとともに、カソード１４側から電解質膜１３を伝導してくる酸素イオンと反応して水（Ｈ２Ｏ）になる。放出された電子は、外部電気回路によって外部に取り出される。外部に取り出された電子は、電気的な仕事をした後に、カソード１４に供給される。以上の作用によって、発電が行われる。 On the other hand, the hydrogen supplied into the cylindrical portion 11 b passes through the hole 11 a of the support 11 and reaches the anode 12. The hydrogen that has reached the anode 12 emits electrons at the anode 12 and reacts with oxygen ions conducted through the electrolyte membrane 13 from the cathode 14 side to become water (H 2 O). The emitted electrons are taken out by an external electric circuit. The electrons taken outside are supplied to the cathode 14 after performing electrical work. Power generation is performed by the above operation.

（並列モジュールの構成）
図２（ａ）は、複数の単セル１０を並列接続させた形態について説明するための図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の回路図である。図２（ａ）を参照して、隣接する単セル１０の間において、支持体１１の板状部１１ｃが接続されている。すなわち、板状部１１ｃは、隣接する単セル１０の間において、支持体同士を接続するための接続部として機能する。このように、支持体１１は、板状部上（図２（ａ）では下）において複数の円筒が縞状に配置された構成を有する。板状部１１ｃは、必ずしも平らでなくてもよく、凹凸を有する面を有していてもよい。本実施形態においては、一枚の共通の金属板が複数の単セル１０にわたって支持体１１を構成している。以下、並列接続された複数の単セル１０のことを、並列モジュールと称することがある。なお、各単セル１０のカソード１４を電気的に接続することによって、図２（ｂ）の回路が得られる。 (Configuration of parallel module)
FIG. 2A is a diagram for explaining a form in which a plurality of single cells 10 are connected in parallel. FIG. 2B is a circuit diagram of FIG. With reference to Fig.2 (a), the plate-shaped part 11c of the support body 11 is connected between the adjacent single cells 10. FIG. That is, the plate-like part 11c functions as a connection part for connecting the supports between the adjacent single cells 10. As described above, the support 11 has a configuration in which a plurality of cylinders are arranged in a striped manner on the plate-like portion (below in FIG. 2A). The plate-like portion 11c does not necessarily have to be flat, and may have a surface having irregularities. In the present embodiment, a single common metal plate constitutes the support 11 over a plurality of single cells 10. Hereinafter, the plurality of single cells 10 connected in parallel may be referred to as a parallel module. In addition, the circuit of FIG.2 (b) is obtained by electrically connecting the cathode 14 of each single cell 10. FIG.

ここで、円筒状の単セルは、大きい体格出力密度を有するため、小型化かつ低熱容量化のメリットを有する。その反面、当該メリットを充分に活用するためには、単セル数を増大させる必要が生じる。この場合、部品点数増大のため、信頼性低下のデメリットが生じるおそれがある。   Here, since the cylindrical single cell has a large physique output density, it has the merit of miniaturization and low heat capacity. On the other hand, in order to fully utilize the merit, it is necessary to increase the number of single cells. In this case, since the number of parts is increased, there is a risk that a demerit of a decrease in reliability may occur.

また、セル長を長めに設定すると、電極面積および有効電極率を増大させることができる。それにより、単セル数を削減することができる。しかしながら、この場合、円筒内径側の電極（本実施形態ではアノード１２）の電流横走り抵抗が増大するため、電極膜を厚膜化して断面積を増大させる必要が生じる。   Further, when the cell length is set longer, the electrode area and the effective electrode rate can be increased. Thereby, the number of single cells can be reduced. However, in this case, since the current lateral resistance of the electrode on the inner diameter side of the cylinder (in this embodiment, the anode 12) increases, it is necessary to increase the cross-sectional area by increasing the thickness of the electrode film.

これに対して、本実施形態においては、支持体１１を各単セル１０の集電部材として用いることによって、インターコネクタなどの中間介在部品を用いる必要がない。それにより、接続箇所が削減され、信頼性が向上する。また、部品点数を低減できることから、部品費および組み付け工程費を削減することができる。   On the other hand, in this embodiment, by using the support body 11 as a current collecting member of each single cell 10, it is not necessary to use an intermediate interposed component such as an interconnector. Thereby, the number of connection points is reduced and the reliability is improved. In addition, since the number of parts can be reduced, parts costs and assembly process costs can be reduced.

さらに、本実施形態においては、アノード１２およびカソード１４よりも高い導電性を有する支持体１１を集電部材として用いることによって、抵抗を低減することができる。一例として、アノード１２として５０Ｎｉ／ＹＳＺを用いた場合、アノード１２の導電率σは６５０℃で約１０００Ｓ／ｍ〜約１１００Ｓ／ｍである。一例として、支持体１１としてＳＵＳ４３０を用いた場合、支持体１１の導電率σは、約８７００Ｓ／ｍ（６５０℃）である。すなわち、支持体１１は、アノード１２の約８倍の導電率を有することになる。この場合、アノード１２を５μｍ〜２００μｍに薄膜化して支持体１１の円周の一部から電流を取り出しても、電気抵抗をほとんど無視することができる。   Furthermore, in this embodiment, resistance can be reduced by using the support body 11 which has conductivity higher than the anode 12 and the cathode 14 as a current collection member. As an example, when 50 Ni / YSZ is used as the anode 12, the conductivity σ of the anode 12 is about 1000 S / m to about 1100 S / m at 650 ° C. As an example, when SUS430 is used as the support 11, the conductivity σ of the support 11 is about 8700 S / m (650 ° C.). That is, the support 11 has a conductivity about eight times that of the anode 12. In this case, even if the anode 12 is thinned to 5 μm to 200 μm and current is taken out from a part of the circumference of the support 11, the electrical resistance can be almost ignored.

（燃料電池スタックの構成）
図３は、複数の単セル１０を用いた燃料電池スタック１００の構成図である。図３を参照して、燃料電池スタック１００においては、図２（ａ）で説明した並列モジュールが、順次積層されている。図３の例では、一方の並列モジュールの隣接する単セル１０の間の支持体１１上に、他方の並列モジュールのカソード１４が接触して配置されている。この場合、カソード１４における横走り抵抗を抑制することができる。なお、上記他方の並列モジュールのカソード１４は、上記一方の並列モジュールの支持体１１の板状部１１ｃ上に配置されていることが好ましい。燃料電池スタック１００の積層方向の厚みを小さくできるからである。 (Configuration of fuel cell stack)
FIG. 3 is a configuration diagram of a fuel cell stack 100 using a plurality of single cells 10. Referring to FIG. 3, in the fuel cell stack 100, the parallel modules described in FIG. 2A are sequentially stacked. In the example of FIG. 3, the cathode 14 of the other parallel module is disposed in contact with the support 11 between the adjacent single cells 10 of one parallel module. In this case, lateral resistance at the cathode 14 can be suppressed. The cathode 14 of the other parallel module is preferably disposed on the plate-like portion 11c of the support 11 of the one parallel module. This is because the thickness of the fuel cell stack 100 in the stacking direction can be reduced.

集電体２０ａは、最下段の並列モジュールの各単セル１０のカソード１４と接触している。集電体２０ｂは、最上段の並列モジュールの支持体１１と接触している。集電体２０ａおよび集電体２０ｂは、アノード１２およびカソード１４よりも高い導電性を有する多孔体であり、例えばメッシュ金属などである。積層された複数の並列モジュールの側部は、絶縁性およびガス不透過性を有する断熱材３０によって覆われている。集電体２０ａは、断熱材３０を貫通して、集電ターミナル４０ａに接続されている。集電体２０ｂは、断熱材３０を貫通して、集電ターミナル４０ｂに接続されている。   The current collector 20a is in contact with the cathode 14 of each unit cell 10 of the lowermost parallel module. The current collector 20b is in contact with the support 11 of the uppermost parallel module. The current collector 20a and the current collector 20b are porous bodies having higher conductivity than the anode 12 and the cathode 14, and are, for example, mesh metal. Side portions of the plurality of stacked parallel modules are covered with a heat insulating material 30 having insulating properties and gas impermeability. The current collector 20a passes through the heat insulating material 30 and is connected to the current collector terminal 40a. The current collector 20b penetrates the heat insulating material 30 and is connected to the current collector terminal 40b.

各並列モジュール、集電体２０ａ，２０ｂおよび断熱材３０は、エンドプレート５０ａとエンドプレート５０ｂとによって挟持されている。エンドプレート５０ａおよびエンドプレート５０ｂは、絶縁性を有するとともに、一方の面から他方の面に貫通する孔が形成されている。エンドプレート５０ａとエンドプレート５０ｂとは、締結ボルト６０および締結ナット６１によって締結されている。   Each parallel module, current collectors 20a and 20b, and heat insulating material 30 are sandwiched between end plate 50a and end plate 50b. The end plate 50a and the end plate 50b have an insulating property, and a hole penetrating from one surface to the other surface is formed. The end plate 50 a and the end plate 50 b are fastened by fastening bolts 60 and fastening nuts 61.

燃料電池スタック１００は、ケース２００に収容されている。ケース２００の酸化剤ガス入口と燃料電池スタック１００のエンドプレート５０ａとの間には、酸化剤ガスを均等に分散させるための整流部材１０２ａが設けられている。燃料電池スタック１００のエンドプレート５０ｂとケース２００の酸化剤ガス出口との間には、整流部材１０２ａと同様の構成を有する整流部材１０２ｂが設けられている。それにより、酸化剤ガスを均等に回収することができる。   The fuel cell stack 100 is accommodated in the case 200. Between the oxidant gas inlet of the case 200 and the end plate 50a of the fuel cell stack 100, a rectifying member 102a for evenly dispersing the oxidant gas is provided. Between the end plate 50b of the fuel cell stack 100 and the oxidant gas outlet of the case 200, a rectifying member 102b having the same configuration as the rectifying member 102a is provided. Thereby, oxidant gas can be collect | recovered equally.

ケース２００の酸化剤ガス入口から供給された酸化剤ガスは、整流部材１０２ａ、エンドプレート５０ａおよび集電体２０ａを介して最下段の並列モジュールの各単セル１０のカソード１４に供給される。発電に供されなかった酸化剤ガスは、支持体１１の板状部１１ｃの孔１１ａを通って、上段の並列モジュールの各単セル１０のカソード１４に供給される。このようにして、酸化剤ガスは、各並列モジュールを通って、集電体２０ｂ、エンドプレート５０ｂおよび整流部材１０２ｂを介して、ケース２００の酸化剤ガス出口から排出される。   The oxidant gas supplied from the oxidant gas inlet of the case 200 is supplied to the cathode 14 of each unit cell 10 of the lowermost parallel module via the rectifying member 102a, the end plate 50a, and the current collector 20a. The oxidant gas that has not been used for power generation is supplied to the cathode 14 of each unit cell 10 of the upper parallel module through the hole 11a of the plate-like portion 11c of the support 11. In this manner, the oxidant gas passes through each parallel module and is discharged from the oxidant gas outlet of the case 200 via the current collector 20b, the end plate 50b, and the rectifying member 102b.

図４は、図３のＡ−Ａ線断面図であり、燃料ガスマニホールド３００について説明するための図である。図４を参照して、燃料ガスマニホールド３００は、各単セル１０の支持体１１の円筒部１１ｂに接続されている。燃料ガスマニホールド３００を流動する燃料ガスは、燃料ガスが各円筒部１１ｂに供給される、それにより、燃料電池スタック１００において発電が行われる。   FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3 and is a view for explaining the fuel gas manifold 300. Referring to FIG. 4, the fuel gas manifold 300 is connected to the cylindrical portion 11 b of the support 11 of each single cell 10. The fuel gas flowing through the fuel gas manifold 300 is supplied to each cylindrical portion 11b, whereby electric power is generated in the fuel cell stack 100.

なお、各単セル１０は、単セル１０の位置決めのための絶縁体３０１および絶縁シール剤３０２を介して燃料ガスマニホールド３００に接続されている。それにより、各並列モジュールの短絡が防止されている。絶縁体３０１は、例えばセラミックスなどから構成される。絶縁シール剤３０２は、例えばガラス系ペーストなどである。   Each unit cell 10 is connected to the fuel gas manifold 300 via an insulator 301 and an insulating sealant 302 for positioning the unit cell 10. Thereby, a short circuit of each parallel module is prevented. The insulator 301 is made of, for example, ceramics. The insulating sealant 302 is, for example, a glass paste.

図５は、各膜の成膜法について説明するための図である。図５を参照して、アノード１２、電解質膜１３およびカソード１４の成膜には、ディッピング法を用いることができる。この際に、支持体１１の孔１１ａをエア抜き孔として使用することによって支持体１１の鋭角的な折り曲げ部にも浸漬が可能であるため、エア閉じ込めに起因する成膜不良を払拭することができる。ディッピング法を用いることによって、並列モジュールの各膜を一括で成膜可能である。また、各膜の焼結時にも、並列モジュールごとにハンドリングすることができる。それにより、製造工程が簡略化され、生産性が向上する。   FIG. 5 is a diagram for explaining a method of forming each film. Referring to FIG. 5, a dipping method can be used to form anode 12, electrolyte membrane 13, and cathode. At this time, since the hole 11a of the support 11 can be used as an air vent hole, it can be immersed in an acutely bent portion of the support 11, so that a film formation defect caused by air confinement can be wiped off. it can. By using the dipping method, each film of the parallel module can be formed at once. Moreover, it can handle for every parallel module also at the time of sintering of each film | membrane. Thereby, a manufacturing process is simplified and productivity improves.

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施形態では、支持体上にアノード、電解質膜、およびカソードが順に積層されているが、支持体上にカソード、電解質膜、およびアノードが順に積層されていてもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.・ Change is possible. For example, in the above embodiment, the anode, the electrolyte membrane, and the cathode are sequentially stacked on the support, but the cathode, the electrolyte membrane, and the anode may be sequentially stacked on the support.

１０ 単セル
１１ 支持体
１１ａ 孔
１１ｂ 円筒部
１１ｃ 板状部
１２ アノード
１３ 電解質膜
１４ カソード
２０ａ，２０ｂ 集電体
３０ 断熱材
４０ａ，４０ｂ 集電ターミナル
５０ａ，５０ｂ エンドプレート
６０ 締結ボルト
６１ 締結ナット
１００ 燃料電池スタック
２００ ケース DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Single cell 11 Support body 11a Hole 11b Cylindrical part 11c Plate-shaped part 12 Anode 13 Electrolyte membrane 14 Cathode 20a, 20b Current collector 30 Thermal insulation 40a, 40b Current collection terminal 50a, 50b End plate 60 Fastening bolt 61 Fastening nut 61 Fastening fuel Battery stack 200 cases

Claims (4)

複数の円筒部と前記複数の円筒部を互いに接続する接続部とを備える多孔状の支持体と、前記円筒部の外周に第１電極、固体酸化物電解質、および第２電極が積層された発電部と、を備える複数の並列モジュールが、前記支持体上に他の並列モジュールの第２電極が配置されるように積層され、
前記支持体は、前記第１電極よりも高い導電性を有することを特徴とする燃料電池スタック。 Power generation in which a porous support body having a plurality of cylindrical portions and a connecting portion for connecting the plurality of cylindrical portions to each other, and a first electrode, a solid oxide electrolyte, and a second electrode laminated on the outer periphery of the cylindrical portion A plurality of parallel modules comprising a portion, and stacked such that the second electrode of another parallel module is disposed on the support,
The fuel cell stack, wherein the support has higher conductivity than the first electrode. 前記支持体は、多孔状の金属であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池スタック。   The fuel cell stack according to claim 1, wherein the support is a porous metal. 前記支持体は、１枚の金属板から構成され、
前記１枚の金属板が円筒状に湾曲した部位が前記円筒部に相当し、前記円筒部が閉じられる箇所で接線方向において反対側に折り曲った部位が前記接続部に相当することを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池スタック。 The support is composed of a single metal plate,
A portion where the one metal plate is bent in a cylindrical shape corresponds to the cylindrical portion, and a portion bent in the tangential direction at the portion where the cylindrical portion is closed corresponds to the connecting portion. The fuel cell stack according to claim 1 or 2. 前記他の並列モジュールの第２電極は、前記支持体の接続部上に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。   The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 3, wherein the second electrode of the other parallel module is disposed on a connection portion of the support.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6304913B1 (en) * 2017-10-20 2018-04-04 宏 重村 Method for producing dental casting pattern

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