JPH05283097A - 積層燃料電池 - Google Patents
積層燃料電池Info
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- JPH05283097A JPH05283097A JP4108379A JP10837992A JPH05283097A JP H05283097 A JPH05283097 A JP H05283097A JP 4108379 A JP4108379 A JP 4108379A JP 10837992 A JP10837992 A JP 10837992A JP H05283097 A JPH05283097 A JP H05283097A
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- JP
- Japan
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- fuel cell
- fuel
- gas
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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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高積層した燃料電池の性能の確保と寿命の延
長を図る。 【構成】 高積層された燃料電池の途中位置に脚19付
きの支持台18を介在させる。支持台18を挟んで上下
に位置する燃料電池ブロックFC−1,FC−2を支持
台18に支持させ、各燃料電池ブロックFC−1,FC
−2に個別に締付力を付与させるようにする。各燃料電
池ブロックFC−1,FC−2では上層部と下層部の締
付面圧の差が小さくなって、電池性能を確保でき且つ寿
命の延長が図れる。
長を図る。 【構成】 高積層された燃料電池の途中位置に脚19付
きの支持台18を介在させる。支持台18を挟んで上下
に位置する燃料電池ブロックFC−1,FC−2を支持
台18に支持させ、各燃料電池ブロックFC−1,FC
−2に個別に締付力を付与させるようにする。各燃料電
池ブロックFC−1,FC−2では上層部と下層部の締
付面圧の差が小さくなって、電池性能を確保でき且つ寿
命の延長が図れる。
Description
【0001】
【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ー部門
で用いる燃料電池で、特に、溶融炭酸塩型燃料電池のセ
ルを多層に積層して大出力が得られるようにした積層燃
料電池に関するものである。
ギーを直接電気エネルギーに変換させるエネルギー部門
で用いる燃料電池で、特に、溶融炭酸塩型燃料電池のセ
ルを多層に積層して大出力が得られるようにした積層燃
料電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、図4に一例を
示す如く、電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ
込ませてなる電解質板1を、カソード(酸素極)2とア
ノード(燃料極)3の両電極で両面から挟み、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たものを1セルCとし、
各セルCをセパレータ4を介し積層してスタックとする
ようにしてある。5は電極位置となる中央部分を切り抜
いて周辺部のみとしたマスク板、6は電極を均一に電解
質板1に接触させるために用いているパンチ板である。
示す如く、電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ
込ませてなる電解質板1を、カソード(酸素極)2とア
ノード(燃料極)3の両電極で両面から挟み、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たものを1セルCとし、
各セルCをセパレータ4を介し積層してスタックとする
ようにしてある。5は電極位置となる中央部分を切り抜
いて周辺部のみとしたマスク板、6は電極を均一に電解
質板1に接触させるために用いているパンチ板である。
【0003】又、上記溶融炭酸塩型燃料電池において内
部マニホールド型のものは、図4に示す如く、電解質板
1、マスク板5及びセパレータ4の周辺部一側に、酸化
ガスOGの供給用マニホールド7と燃料ガスFGの供給
用マニホールド8を設けると共に、反対側の周辺部に酸
化ガスOGの排出用マニホールド9と燃料ガスFGの排
出用マニホールド10を設け、セパレータ4の表裏両面
に形成されているガス通路11に沿い酸化ガスOGと燃
料ガスFGが平行流で流されるようにしてある。
部マニホールド型のものは、図4に示す如く、電解質板
1、マスク板5及びセパレータ4の周辺部一側に、酸化
ガスOGの供給用マニホールド7と燃料ガスFGの供給
用マニホールド8を設けると共に、反対側の周辺部に酸
化ガスOGの排出用マニホールド9と燃料ガスFGの排
出用マニホールド10を設け、セパレータ4の表裏両面
に形成されているガス通路11に沿い酸化ガスOGと燃
料ガスFGが平行流で流されるようにしてある。
【0004】かかる構成の燃料電池で高出力が得られる
ようにするために、セルCの積層数を多く(たとえば1
00層)して高積層化を図ろうとする場合には、図5に
示す如く、下部ホルダー12上にセルを高く積層した燃
料電池FCを載置し、上部ホルダー13と下部ホルダー
12を介して燃料電池FCに所定の締付力を付与させる
ように上下の締付架構14,15で挾持させ、上下の締
付架構14と15を締付ボルト16にて締め付けるよう
にするのが一般的である。17は燃料電池FCの厚み変
動に追従できるようにするために締付ボルト16の端部
に装備されているばねである。
ようにするために、セルCの積層数を多く(たとえば1
00層)して高積層化を図ろうとする場合には、図5に
示す如く、下部ホルダー12上にセルを高く積層した燃
料電池FCを載置し、上部ホルダー13と下部ホルダー
12を介して燃料電池FCに所定の締付力を付与させる
ように上下の締付架構14,15で挾持させ、上下の締
付架構14と15を締付ボルト16にて締め付けるよう
にするのが一般的である。17は燃料電池FCの厚み変
動に追従できるようにするために締付ボルト16の端部
に装備されているばねである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図5のよう
にした積層燃料電池の場合、セルの積層段数が高くなる
と、上層部と下層部とで締付面圧が燃料電池FC自体の
自重で異なり、下層部では締付面圧が高くなって電極の
クリープ現象が激しくなって来て電池の寿命に悪影響を
与えることになると共に、各段への電池にガスが均等に
流れにくくなって電池の性能不均等を紹く、等の問題が
出て来るおそれがある。
にした積層燃料電池の場合、セルの積層段数が高くなる
と、上層部と下層部とで締付面圧が燃料電池FC自体の
自重で異なり、下層部では締付面圧が高くなって電極の
クリープ現象が激しくなって来て電池の寿命に悪影響を
与えることになると共に、各段への電池にガスが均等に
流れにくくなって電池の性能不均等を紹く、等の問題が
出て来るおそれがある。
【0006】そこで、本発明は、セルを高く積層しても
上層部と下層部との締付面圧の差を出来るだけ少なくで
きるようにして、高積層化が達成できるようにしようと
するものである。
上層部と下層部との締付面圧の差を出来るだけ少なくで
きるようにして、高積層化が達成できるようにしようと
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、電解質板をカソードとアノードの両電極
で両面から挟んでカソード側に酸化ガスを、又、アノー
ド側に燃料ガスをそれぞれ供給するようにしてあるセル
を多層に積層してスタックとした燃料電池を途中に支持
台を介在させて所要の高さごとのブロックに分割し、少
なくとも1つのブロックを上下のホルダー間に挾持させ
て上記支持台上に載置し、締付架構と上記支持台との間
で締付力を付与させるようにすると共に、他のブロック
を上下のホルダー間に挾持させて支持台の下に締付架構
を介し吊下げ締付支持させた構成とする。
決するために、電解質板をカソードとアノードの両電極
で両面から挟んでカソード側に酸化ガスを、又、アノー
ド側に燃料ガスをそれぞれ供給するようにしてあるセル
を多層に積層してスタックとした燃料電池を途中に支持
台を介在させて所要の高さごとのブロックに分割し、少
なくとも1つのブロックを上下のホルダー間に挾持させ
て上記支持台上に載置し、締付架構と上記支持台との間
で締付力を付与させるようにすると共に、他のブロック
を上下のホルダー間に挾持させて支持台の下に締付架構
を介し吊下げ締付支持させた構成とする。
【0008】又、上記支持台を、酸化ガス及び燃料ガス
の給排用流路付きにしてホルダーとしての機能をもたせ
るようにしてもよい。
の給排用流路付きにしてホルダーとしての機能をもたせ
るようにしてもよい。
【0009】
【作用】分割した燃料電池のブロックを支持台を挟んで
積層するので、中間支持台の上側の燃料電池も下側の燃
料電池もいずれも上層部と下層部の締付面圧の差を小さ
くすることができ、2段の場合は上層部と下層部の締付
面圧の差を半分にすることができる。
積層するので、中間支持台の上側の燃料電池も下側の燃
料電池もいずれも上層部と下層部の締付面圧の差を小さ
くすることができ、2段の場合は上層部と下層部の締付
面圧の差を半分にすることができる。
【0010】中間支持台をホルダーとしての機能をもた
せると、上下に重ねられる燃料電池にホルダーを不要と
することができる。
せると、上下に重ねられる燃料電池にホルダーを不要と
することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【0012】図1は本発明の一実施例を示すもので、図
4に示してある例と同様に、電解質板1をカソード2と
アノード3の両電極で両面から挾持してなるセルCをセ
パレータ4を介し多層に積層してスタックとする構成に
おいて、セルCの段数を増やして高積層燃料電池とする
場合に、目的の積層数の中間位置に支持台を介在させる
ために半分の積層数の燃料電池ブロックFC−1とFC
−2に分割し、1つの燃料電池ブロックFC−1は、上
下に上部ホルダー13と下部ホルダー12を配した状態
で脚19上の中間支持台18上に載置し、上部ホルダー
13上に配した締付架構14を締付ボルト16を介し上
記中間支持台18に連結して、締付架構14により上部
ホルダー13を介し燃料電池ブロックFC−1に所定の
締付力を付与させるようにする。一方、他の燃料電池ブ
ロックFC−2は、上下に上部ホルダー13と下部ホル
ダー12を配した状態で中間支持台18の下面側に配置
して、下部ホルダー12の下に配した締付架構15を介
して締付ボルト16にて全体を吊り下げ締付支持させた
構成とし、中間支持台18を挟んで燃料電池ブロックF
C−1とFC−2を積層して、高積層燃料電池とする。
4に示してある例と同様に、電解質板1をカソード2と
アノード3の両電極で両面から挾持してなるセルCをセ
パレータ4を介し多層に積層してスタックとする構成に
おいて、セルCの段数を増やして高積層燃料電池とする
場合に、目的の積層数の中間位置に支持台を介在させる
ために半分の積層数の燃料電池ブロックFC−1とFC
−2に分割し、1つの燃料電池ブロックFC−1は、上
下に上部ホルダー13と下部ホルダー12を配した状態
で脚19上の中間支持台18上に載置し、上部ホルダー
13上に配した締付架構14を締付ボルト16を介し上
記中間支持台18に連結して、締付架構14により上部
ホルダー13を介し燃料電池ブロックFC−1に所定の
締付力を付与させるようにする。一方、他の燃料電池ブ
ロックFC−2は、上下に上部ホルダー13と下部ホル
ダー12を配した状態で中間支持台18の下面側に配置
して、下部ホルダー12の下に配した締付架構15を介
して締付ボルト16にて全体を吊り下げ締付支持させた
構成とし、中間支持台18を挟んで燃料電池ブロックF
C−1とFC−2を積層して、高積層燃料電池とする。
【0013】更に、上記燃料電池が図4に示したと同様
に内部マニホールド型式の場合は、中間支持台18上の
下部ホルダー12に、酸化ガス供給側流路20と燃料ガ
ス供給側流路21を設けると共に、酸化ガス排出側流路
22と燃料ガス排出側流路23を平行に設け、下部ホル
ダー12内で酸化ガスの給排用の流路20,22が燃料
電池内の酸化ガス給排用マニホールドと連通するように
し、同じく燃料ガスの給排用の流路21,23が燃料電
池内の燃料ガス給排用マニホールドと連通するように構
成し、又、中間支持台18の下面側の上部ホルダー13
も同様に、分岐されて導かれる酸化ガス及び燃料ガスの
供給側及び排出側の各流路20,21及び22,23を
設けて、これらの流路20,21,22,23を通して
燃料電池の各セルへのガスの給排ができるようにする。
に内部マニホールド型式の場合は、中間支持台18上の
下部ホルダー12に、酸化ガス供給側流路20と燃料ガ
ス供給側流路21を設けると共に、酸化ガス排出側流路
22と燃料ガス排出側流路23を平行に設け、下部ホル
ダー12内で酸化ガスの給排用の流路20,22が燃料
電池内の酸化ガス給排用マニホールドと連通するように
し、同じく燃料ガスの給排用の流路21,23が燃料電
池内の燃料ガス給排用マニホールドと連通するように構
成し、又、中間支持台18の下面側の上部ホルダー13
も同様に、分岐されて導かれる酸化ガス及び燃料ガスの
供給側及び排出側の各流路20,21及び22,23を
設けて、これらの流路20,21,22,23を通して
燃料電池の各セルへのガスの給排ができるようにする。
【0014】燃料電池ブロックFC−1,FC−2から
なる積層燃料電池とすると、各燃料電池ブロックFC−
1,FC−2は全体の2分の1の高さになって各々上層
部と下層部での締付面圧の差を小さく(半減)すること
ができ、これにより上層部と下層部でほぼ均等にガスを
流すことができて電池性能のより均等な維持ができると
共に、電池の寿命低下も遅延させることができることに
なる。
なる積層燃料電池とすると、各燃料電池ブロックFC−
1,FC−2は全体の2分の1の高さになって各々上層
部と下層部での締付面圧の差を小さく(半減)すること
ができ、これにより上層部と下層部でほぼ均等にガスを
流すことができて電池性能のより均等な維持ができると
共に、電池の寿命低下も遅延させることができることに
なる。
【0015】なお、図1に示す実施例では、ホルダー1
2と13に別々に酸化ガスと燃料ガスの各供給用流路2
0,22と排出用流路21,23を設けて各燃料電池ブ
ロックFC−1とFC−2に別々にガスを流すようにし
た場合を示したが、いずれか一方のホルダー12又は1
3のみとし且つ燃料電池セルに設けてある各マニホール
ドと連通するマニホールドを中間支持台18に貫通して
設けるようにしてもよい。
2と13に別々に酸化ガスと燃料ガスの各供給用流路2
0,22と排出用流路21,23を設けて各燃料電池ブ
ロックFC−1とFC−2に別々にガスを流すようにし
た場合を示したが、いずれか一方のホルダー12又は1
3のみとし且つ燃料電池セルに設けてある各マニホール
ドと連通するマニホールドを中間支持台18に貫通して
設けるようにしてもよい。
【0016】次に、図2及び図3は本発明の他の実施例
を示すもので、図1に示した中間支持台18に代えて中
間ホルダー24を用い、該中間ホルダー24を挟んで燃
料電池ブロックFC−1とFC−2を上下に積層させ、
上記中間ホルダー24と締付架構14及び15との間で
上下の燃料電池ブロックFC−1とFC−2に所定の締
付力を与えるようにし、且つ上記中間ホルダー24に、
各燃料電池ブロックFC−1,FC−2の燃料電池セル
の酸化ガス給排用マニホールド7及び9(図4参照)に
連通する酸化ガス給排用マニホールド7及び9と酸化ガ
ス給排用流路20及び22とを設けると共に、同じく燃
料電池セルの燃料ガス給排用マニホールド8及び10に
連通する燃料ガス給排用マニホールド8及び10と燃料
ガス給排用流路21及び23とを設け、1つの中間ホル
ダー24から両燃料電池ブロックFC−1,FC−2に
ガスを分配して流せるようにしたものである。
を示すもので、図1に示した中間支持台18に代えて中
間ホルダー24を用い、該中間ホルダー24を挟んで燃
料電池ブロックFC−1とFC−2を上下に積層させ、
上記中間ホルダー24と締付架構14及び15との間で
上下の燃料電池ブロックFC−1とFC−2に所定の締
付力を与えるようにし、且つ上記中間ホルダー24に、
各燃料電池ブロックFC−1,FC−2の燃料電池セル
の酸化ガス給排用マニホールド7及び9(図4参照)に
連通する酸化ガス給排用マニホールド7及び9と酸化ガ
ス給排用流路20及び22とを設けると共に、同じく燃
料電池セルの燃料ガス給排用マニホールド8及び10に
連通する燃料ガス給排用マニホールド8及び10と燃料
ガス給排用流路21及び23とを設け、1つの中間ホル
ダー24から両燃料電池ブロックFC−1,FC−2に
ガスを分配して流せるようにしたものである。
【0017】この実施例では、中間ホルダー24を途中
に挟んで燃料電池セルを多層に積層する構成となるの
で、同じ数の燃料電池セルを単に高層に積層した場合に
比して、図1の実施例の場合と同様に上層部と下層部の
締付面圧の差を小さくすることができて、下層部でもガ
スを均等に流すことができ、更に、この実施例では、図
1の中間支持台18に接するホルダー12と13を省略
できる。
に挟んで燃料電池セルを多層に積層する構成となるの
で、同じ数の燃料電池セルを単に高層に積層した場合に
比して、図1の実施例の場合と同様に上層部と下層部の
締付面圧の差を小さくすることができて、下層部でもガ
スを均等に流すことができ、更に、この実施例では、図
1の中間支持台18に接するホルダー12と13を省略
できる。
【0018】なお、上記実施例では、燃料電池ブロック
FC−1,FC−2を積層する2段の場合について例示
したが、燃料電池ブロックを4段に積層するようにして
もよいこと、図2及び図3の実施例において、中間ホル
ダー24の脚19の1本又は複数本を、酸化ガス給排用
流路20及び22、燃料ガス給排用流路21及び23の
代用にするようにしてもよいことは勿論である。
FC−1,FC−2を積層する2段の場合について例示
したが、燃料電池ブロックを4段に積層するようにして
もよいこと、図2及び図3の実施例において、中間ホル
ダー24の脚19の1本又は複数本を、酸化ガス給排用
流路20及び22、燃料ガス給排用流路21及び23の
代用にするようにしてもよいことは勿論である。
【0019】
【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、高積層する燃料電池の途中の1個所又は複数
個所に中間支持台又は中間ホルダーを介在させ、該中間
支持台又は中間ホルダーを介して燃料電池を支持するよ
うにしてあるので、高積層する燃料電池の中間支持台又
は中間ホルダーを挟んだ上層部と下層部の締付面圧の差
を半減もしくは更に小さくすることができて下層部でも
ガスを均等に流すことができ、電池性能のより均等な維
持が可能になると共に、同じ数のセルを単に積層したも
のに比して電池の寿命を延ばすことができる、という優
れた効果を奏し得る。
によれば、高積層する燃料電池の途中の1個所又は複数
個所に中間支持台又は中間ホルダーを介在させ、該中間
支持台又は中間ホルダーを介して燃料電池を支持するよ
うにしてあるので、高積層する燃料電池の中間支持台又
は中間ホルダーを挟んだ上層部と下層部の締付面圧の差
を半減もしくは更に小さくすることができて下層部でも
ガスを均等に流すことができ、電池性能のより均等な維
持が可能になると共に、同じ数のセルを単に積層したも
のに比して電池の寿命を延ばすことができる、という優
れた効果を奏し得る。
【図1】本発明の積層燃料電池の一実施例を示す概略側
面図である。
面図である。
【図2】本発明の積層燃料電池の他の実施例を示す概略
側面図である。
側面図である。
【図3】図2の中間ホルダーの斜視図である。
【図4】積層燃料電池を分解して示す斜視図である。
【図5】従来の高積層燃料電池の側面図である。
1 電解質板 2 カソード 3 アノード 4 セパレータ 7 酸化ガス供給用マニホールド 8 燃料ガス供給用マニホールド 9 酸化ガス排出用マニホールド 10 燃料ガス排出用マニホールド 12 下部ホルダー 13 上部ホルダー 14,15 締付架構 18 中間支持台 20 酸化ガス供給用流路 21 燃料ガス供給用流路 22 酸化ガス排出用流路 23 燃料ガス排出用流路 24 中間ホルダー FC−1,FC−2 燃料電池ブロック C セル OG 酸化ガス FG 燃料ガス
フロントページの続き (72)発明者 千々岩 栄 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 馬場 孝幸 東京都新宿区新宿1−17−11 石川島シス テムテクノロジー株式会社新宿事務所内
Claims (3)
- 【請求項1】 電解質板をカソードとアノードの両電極
で両面から挟んで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多層に積層してスタックとした燃料
電池を、途中に支持台を介在させて所要の高さごとのブ
ロックに分割し、少なくとも1つの燃料電池ブロックを
上下のホルダー間に挾持させて上記支持台上に載置し、
締付機構と上記支持台との間で締付力を付与させるよう
にすると共に、他の燃料電池ブロックを上下のホルダー
間に挾持させて支持台の下に締付架構を介し吊下げ締付
支持させた構成を有することを特徴とする積層燃料電
池。 - 【請求項2】 各セルの周辺に酸化ガス及び燃料ガスの
各給排用マニホールドを形成し、該各マニホールドに連
通する酸化ガス及び燃料ガスの各給排用流路を支持台と
接するホルダーに設けた請求項1記載の積層燃料電池。 - 【請求項3】 支持台に、酸化ガス及び燃料ガスの給排
用流路付きにしてホルダーとしての機能をもたせ、該支
持台の上面及び下面に燃料電池ブロックを直接接続させ
た請求項2記載の積層燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04108379A JP3111364B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 積層燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04108379A JP3111364B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 積層燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05283097A true JPH05283097A (ja) | 1993-10-29 |
JP3111364B2 JP3111364B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=14483284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04108379A Expired - Fee Related JP3111364B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 積層燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3111364B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007066619A1 (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-14 | Mitsubishi Materials Corporation | 燃料電池 |
JP2009224246A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Kyocera Corp | 燃料電池装置 |
-
1992
- 1992-04-02 JP JP04108379A patent/JP3111364B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007066619A1 (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-14 | Mitsubishi Materials Corporation | 燃料電池 |
JP2007157480A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池 |
JP2009224246A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Kyocera Corp | 燃料電池装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3111364B2 (ja) | 2000-11-20 |
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