JPH0697617B2 - 溶融炭酸塩型燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池Info
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- JPH0697617B2 JPH0697617B2 JP61031306A JP3130686A JPH0697617B2 JP H0697617 B2 JPH0697617 B2 JP H0697617B2 JP 61031306 A JP61031306 A JP 61031306A JP 3130686 A JP3130686 A JP 3130686A JP H0697617 B2 JPH0697617 B2 JP H0697617B2
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- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、溶融炭酸塩型燃料電池の構造に関するもの
である。
である。
従来の溶融炭酸塩型燃料電池を第８図に示す。図におい
て、（１）、（２）はそれぞれ燃料ガス及び酸化剤ガス
供給用マニホールドである。第９図はマニホールド
（１）、（２）を外した状態を示す斜視図である。図に
おいて、（３）はセパレータ板で、燃料電極（６）に対
向して設ける燃料ガス流路と、酸化剤電極（７）に対向
して設ける酸化剤ガス流路を分離している。燃料ガス流
路と酸化剤ガス流路にはそれぞれ流路板（４）、（５）
が設けられている。燃料電極（６）と酸化剤電極（７）
は電解質層（８）を介在して対向し、単電池を構成して
いる。この燃料電極（６）は、例えばニツケルの多孔質
板で形成され、酸化剤電極（７）は、例えばNiOの多孔
体で形成されている。（９）は酸化剤電極（７）を保持
し、発生した電流を通過せしめる集電板、（10）は上端
板、（11）は下端板、（12）、（13）はそれぞれセパレ
ータ板（３）に設けられ、電池の内外を分離シールする
燃料側ウエツトシール部、及び酸化剤側ウエツトシール
部である。溶融炭酸塩型燃料電池は、単電池とセパレー
タ板（３）を交互に積層して形成される積層体で、上下
端には端板（10）、（11）が設けられている。第10図
は、セパレータ板（３）を示す斜視図で、例えば金属の
平板で形成されたウエツトシール部（12）、（13）がセ
パレータ板（３）のセパレータ部（3a）に接合されてい
る。マニホールド対向部（12a），（13a）はそれぞれマ
ニホールド（１）、（２）と接触し、反応ガスが電池外
部へ流出するのを防止している。
て、（１）、（２）はそれぞれ燃料ガス及び酸化剤ガス
供給用マニホールドである。第９図はマニホールド
（１）、（２）を外した状態を示す斜視図である。図に
おいて、（３）はセパレータ板で、燃料電極（６）に対
向して設ける燃料ガス流路と、酸化剤電極（７）に対向
して設ける酸化剤ガス流路を分離している。燃料ガス流
路と酸化剤ガス流路にはそれぞれ流路板（４）、（５）
が設けられている。燃料電極（６）と酸化剤電極（７）
は電解質層（８）を介在して対向し、単電池を構成して
いる。この燃料電極（６）は、例えばニツケルの多孔質
板で形成され、酸化剤電極（７）は、例えばNiOの多孔
体で形成されている。（９）は酸化剤電極（７）を保持
し、発生した電流を通過せしめる集電板、（10）は上端
板、（11）は下端板、（12）、（13）はそれぞれセパレ
ータ板（３）に設けられ、電池の内外を分離シールする
燃料側ウエツトシール部、及び酸化剤側ウエツトシール
部である。溶融炭酸塩型燃料電池は、単電池とセパレー
タ板（３）を交互に積層して形成される積層体で、上下
端には端板（10）、（11）が設けられている。第10図
は、セパレータ板（３）を示す斜視図で、例えば金属の
平板で形成されたウエツトシール部（12）、（13）がセ
パレータ板（３）のセパレータ部（3a）に接合されてい
る。マニホールド対向部（12a），（13a）はそれぞれマ
ニホールド（１）、（２）と接触し、反応ガスが電池外
部へ流出するのを防止している。
次に、この種の溶融炭酸塩型燃料電池の動作について説
明する。燃料電池は、燃料ガス供給用マニホールド
（１）から供給される水素などの燃料ガスと、酸化剤ガ
ス供給用マニホールド（２）から供給される空気などの
酸化剤ガスの持つ化学エネルギーを、電気化学的な反応
によつて直接電気エネルギーに変換し、電力を得る装置
である。この電気化学反応を効率良く行なわせるため
に、一般には多孔質な電極（６）、（７）が使われる。
明する。燃料電池は、燃料ガス供給用マニホールド
（１）から供給される水素などの燃料ガスと、酸化剤ガ
ス供給用マニホールド（２）から供給される空気などの
酸化剤ガスの持つ化学エネルギーを、電気化学的な反応
によつて直接電気エネルギーに変換し、電力を得る装置
である。この電気化学反応を効率良く行なわせるため
に、一般には多孔質な電極（６）、（７）が使われる。
燃料電極（６）及び酸化剤電極（７）における反応は次
の通りである。
の通りである。
燃料電極 H2＋▲CO2- 3▼→H2O＋CO2＋2a …（１） 酸化剤電極 CO2＋1/2O2＋2e→▲CO2- 3▼ …（２） 燃料電極では、式（１）の様に、燃料ガス流路を流れる
燃料ガス中のH2は電解質中の▲CO2- 3▼と反応し、水とC
O2と電子を生成する。この電子は、燃料電極（６）を通
して外部負荷に送られた後、酸化剤電極（７）に流れこ
む。酸化剤電極（７）では、この電子とCO2及び酸化剤
ガス流路を流れる酸化剤ガス中のO2から▲CO2- 3▼を生
成し、電解質層（８）中に溶解することによつて電池反
応が進行する。
燃料ガス中のH2は電解質中の▲CO2- 3▼と反応し、水とC
O2と電子を生成する。この電子は、燃料電極（６）を通
して外部負荷に送られた後、酸化剤電極（７）に流れこ
む。酸化剤電極（７）では、この電子とCO2及び酸化剤
ガス流路を流れる酸化剤ガス中のO2から▲CO2- 3▼を生
成し、電解質層（８）中に溶解することによつて電池反
応が進行する。
上記のような溶融炭酸塩型燃料電池のウエツトシール部
（12）、（13）は金属平板により形成されており、柔軟
性がないため、電極（６）、（７）の厚さの設計が不適
当であると、電解質層（８）、電極（６）、（７）など
が接触不良を起したり、反応ガスが漏れたりする。ま
た、電池の運転時間の経過と共に電極（６）、（７）が
薄くなつた場合にも、電極（６）、（７）の両端に配置
されているウエツトシール部（12）、（13）は変形しな
いため、やはり接触不良により電池の内部抵抗が増加す
るという問題点があつた。
（12）、（13）は金属平板により形成されており、柔軟
性がないため、電極（６）、（７）の厚さの設計が不適
当であると、電解質層（８）、電極（６）、（７）など
が接触不良を起したり、反応ガスが漏れたりする。ま
た、電池の運転時間の経過と共に電極（６）、（７）が
薄くなつた場合にも、電極（６）、（７）の両端に配置
されているウエツトシール部（12）、（13）は変形しな
いため、やはり接触不良により電池の内部抵抗が増加す
るという問題点があつた。
このような問題点を解決する溶融炭酸塩型燃料電池とし
て、USP 4514475号に掲載されたものの部分斜視図を第1
1図に示し、セパレータ板の斜視図を第12図に示す。図
において、（14）はセパレータ板で、第13図に示すよう
な金属板の四隅を四角形に切り取り、矢印で示すように
燃料ガス流路に平行な対向する二辺（12b）を燃料電極
側、即ち紙面の表側に折り返し、酸化剤ガス流路に平行
な対向する二辺（13b）を酸化剤電極側、即ち紙面の裏
側に折り返して、ウエツトシール部（12）、（13）を形
成して第12図に示すセパレータ板（14）を構成したもの
である。この折り返し辺（12b）、（13b）の内側には、
ウエツトシール部を保持するため、第14図に示すスペー
サ（15）が配置されている。このような構成の溶融炭酸
塩型燃料電池のウエツトシール部（12）、（13）は柔軟
性があり、電極（６）、（７）や電解質層（８）などの
接触を良好に保つことができ、このため、電池の内部抵
抗の増加をおさえることができる。ところが、マニホー
ルド（１）、（２）を取り付けた際、ウエツトシール部
（12）、（13）のマニホールド対向部（12a），（13a）
の全面をマニホールド（１）、（２）が被うように構成
するのが困難である。このため、ガスシール性が悪く、
このマニホールド対向部（12a），（13a）からガスがも
れて、電池特性が低下するという欠点があつた。
て、USP 4514475号に掲載されたものの部分斜視図を第1
1図に示し、セパレータ板の斜視図を第12図に示す。図
において、（14）はセパレータ板で、第13図に示すよう
な金属板の四隅を四角形に切り取り、矢印で示すように
燃料ガス流路に平行な対向する二辺（12b）を燃料電極
側、即ち紙面の表側に折り返し、酸化剤ガス流路に平行
な対向する二辺（13b）を酸化剤電極側、即ち紙面の裏
側に折り返して、ウエツトシール部（12）、（13）を形
成して第12図に示すセパレータ板（14）を構成したもの
である。この折り返し辺（12b）、（13b）の内側には、
ウエツトシール部を保持するため、第14図に示すスペー
サ（15）が配置されている。このような構成の溶融炭酸
塩型燃料電池のウエツトシール部（12）、（13）は柔軟
性があり、電極（６）、（７）や電解質層（８）などの
接触を良好に保つことができ、このため、電池の内部抵
抗の増加をおさえることができる。ところが、マニホー
ルド（１）、（２）を取り付けた際、ウエツトシール部
（12）、（13）のマニホールド対向部（12a），（13a）
の全面をマニホールド（１）、（２）が被うように構成
するのが困難である。このため、ガスシール性が悪く、
このマニホールド対向部（12a），（13a）からガスがも
れて、電池特性が低下するという欠点があつた。
従来の溶融炭酸塩型燃料電池は以上のように構成されて
いるので、ウエツトシール部に柔軟性がなく、電極の厚
さ設計が不適当であると電解質層や電極などが接触不良
を起こしたり、反応ガスが漏れたりする。また、電池の
運転時間の経過と共に電極が薄くなつた場合、ウエツト
シール部はこの変形に追随しないため、やはり接触不良
により電池の内部抵抗が増加するという問題点があつ
た。
いるので、ウエツトシール部に柔軟性がなく、電極の厚
さ設計が不適当であると電解質層や電極などが接触不良
を起こしたり、反応ガスが漏れたりする。また、電池の
運転時間の経過と共に電極が薄くなつた場合、ウエツト
シール部はこの変形に追随しないため、やはり接触不良
により電池の内部抵抗が増加するという問題点があつ
た。
また、ウエツトシール部に柔軟性を持たせた構造の溶融
炭酸塩型燃料電池では、ガスシールが完全でなく、ウエ
ツトシール部のマニホールド対向部からガスが漏れ、電
池特性の低下を招くなどの問題点があつた。
炭酸塩型燃料電池では、ガスシールが完全でなく、ウエ
ツトシール部のマニホールド対向部からガスが漏れ、電
池特性の低下を招くなどの問題点があつた。
この発明は上記のような従来のものの問題点を解消する
ためになされたもので、電極や電解質の接触不良を低下
し、電極が薄くなつても内部抵抗が増加せず、かつ、ガ
スシール性を良好にして電池特性の高い溶融炭酸塩型燃
料電池を提供することを目的としている。
ためになされたもので、電極や電解質の接触不良を低下
し、電極が薄くなつても内部抵抗が増加せず、かつ、ガ
スシール性を良好にして電池特性の高い溶融炭酸塩型燃
料電池を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る溶融炭酸塩型燃料電池は、セパレータ板
を構成する金属板の燃料ガス流路に平行な対向する二辺
を燃料電極側に、酸化剤ガス流路に平行な対向する二辺
を酸化剤電極側にそれぞれ折り返し、この折り返しで形
成された折り返し部両端のマニホールド対向部の折り返
し片先端側を除いてコーナー部側に薄い金属板を接合
し、マニホールド対向部のコーナー部側を密閉すると共
に平坦してウエツトシール部を構成し、さらにセパレー
タ板はウエツトシール部の折り返し片が電解質層に接す
るようにセパレータ板を積層したものである。
を構成する金属板の燃料ガス流路に平行な対向する二辺
を燃料電極側に、酸化剤ガス流路に平行な対向する二辺
を酸化剤電極側にそれぞれ折り返し、この折り返しで形
成された折り返し部両端のマニホールド対向部の折り返
し片先端側を除いてコーナー部側に薄い金属板を接合
し、マニホールド対向部のコーナー部側を密閉すると共
に平坦してウエツトシール部を構成し、さらにセパレー
タ板はウエツトシール部の折り返し片が電解質層に接す
るようにセパレータ板を積層したものである。
この発明におけるウエツトシール部は、金属板を折り返
して形成されているため、柔軟性を有し、電極の厚さが
変動してもこれを吸収して電極や電解質層などの接触不
良を防ぐ。さらに、折り返し部両端のマニホールド対向
部の折り返し片先端側を除いてコーナー部側にキャップ
を接合し、マニホールド対向部のコーナー部側を密閉す
ると共に平坦に構成したので、マニホールド対向部の折
り返し片がキャップの先端を支点として上下動可能とな
り、電極の厚さの変動をマニホールド対向部においても
吸収して電極や電解質などの接触不良を防ぎ、ウエツト
シール部のマニホールド対向部及びマニホールドとウエ
ツトシール部の間からガスが漏れるのを防ぐ。
して形成されているため、柔軟性を有し、電極の厚さが
変動してもこれを吸収して電極や電解質層などの接触不
良を防ぐ。さらに、折り返し部両端のマニホールド対向
部の折り返し片先端側を除いてコーナー部側にキャップ
を接合し、マニホールド対向部のコーナー部側を密閉す
ると共に平坦に構成したので、マニホールド対向部の折
り返し片がキャップの先端を支点として上下動可能とな
り、電極の厚さの変動をマニホールド対向部においても
吸収して電極や電解質などの接触不良を防ぎ、ウエツト
シール部のマニホールド対向部及びマニホールドとウエ
ツトシール部の間からガスが漏れるのを防ぐ。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（14）はセパレータ板、（16）はウエツト
シール部（12）、（13）のそれぞれマニホールド対向部
（12a）、（13a）に接合されたキヤツプである。セパレ
ータ板（14）は例えば0.1〜1.0mmの厚さのニツケルとス
テンレス（例えばSUS 316L、又はSUS 310s）のクラツド
板で、ニツケルの厚さの比は耐腐食性などを考慮して1/
9〜1/6程度のもので形成される。クラツド板を第13図の
ように、燃料ガス流路に平行な対向する二辺（12b）を
燃料電極側、即ち紙面の表側に折り返し、燃料ガス流路
と直交して設けられている酸化剤ガス流路に平行な二辺
（13b）を酸化剤電極側、即ち紙面の裏側に折り返して
第２図のように、折り返し片（12b）、（13b）がそれぞ
れセパレータ板（14）に対向して、かつ、平行に形成さ
れている。そして、この折り返し片（12b）、（13b）が
それぞれウエツトシール部（12）、（13）を形成し、耐
腐食性からニッケル面が燃料ガス流路に対向し、かつ、
折り返し片（12b）、（13b）が電解質層（８）を接する
ようにセパレータ板（14）が積層されている。さらに、
折り返しで構成された折り返し部のマニホールド対向部
（12a）、（13a）に、折り返し片（12b）、（13b）の先
端部側を除いて弧状端部側、即ちコーナー部側を密閉す
ると共に平坦にするためのキヤツプ（16）を接合してい
る。キヤツプ（16）は例えば第３図に示すような形状
で、0.05〜1mm程度の厚さのニツケルとステンレス（例
えばSUSU 316L、又はSUS 310s）のクラツド板で形成さ
れ、第２図に示すようにマニホールド対向部（12a）、
（13a）にはめ込み、プラズマアーク溶接法などにより
周囲を溶接したものである。このキヤツプ（16）はマニ
ホールド対向部（12a）、（13a）の例えば真中からコー
ナー部側を密閉するように構成されており、ウエツトシ
ール部（12）、（13）をある程度保持すると共に、キヤ
ツプ（16）の形成されていないマニホールド対向部（12
a）、（13a）及びウエツトシール部（12）、（13）の中
央部は柔軟性を有し、電極（６）、（７）の厚さが設計
不適当な時にも電極（６）、（７）及び電解質層（８）
などの接触不良を防ぐ。さらに、電池の運転時間が経過
するにつれて電極（６）、（７）の厚さが50μｍ〜100
μｍ程度減つても、これに応じて中央部においては折り
返し片（12a）、（13a）全体が、ある程度下がり、コー
ナー部においては中途から自由端にかけての折り返し片
（12a）、（13a）が中途点を支点にしてある程度下が
り、電極（６）、（７）及び電解質層（８）などの接触
不良や、反応ガスのもれを防ぐ。従つて内部抵抗の増加
を防ぐ。また、マニホールド対向部（12a）、（13a）
に、マニホールド（１）、（２）を取り付けた状態にお
いては、ウエツトシール部（12）、（13）のコーナー部
は密閉されているため、ガス流路が密閉でき、ガスシー
ル性が良好となる。さらにマニホールド対向部（12
a）、（13a）は平坦に構成されており、マニホールド
（１）、（２）の取付面と密着してこの間に空間が生じ
ないため、この部分からのガスのもれも防ぐ高い電池特
性を得ることができる。
図において、（14）はセパレータ板、（16）はウエツト
シール部（12）、（13）のそれぞれマニホールド対向部
（12a）、（13a）に接合されたキヤツプである。セパレ
ータ板（14）は例えば0.1〜1.0mmの厚さのニツケルとス
テンレス（例えばSUS 316L、又はSUS 310s）のクラツド
板で、ニツケルの厚さの比は耐腐食性などを考慮して1/
9〜1/6程度のもので形成される。クラツド板を第13図の
ように、燃料ガス流路に平行な対向する二辺（12b）を
燃料電極側、即ち紙面の表側に折り返し、燃料ガス流路
と直交して設けられている酸化剤ガス流路に平行な二辺
（13b）を酸化剤電極側、即ち紙面の裏側に折り返して
第２図のように、折り返し片（12b）、（13b）がそれぞ
れセパレータ板（14）に対向して、かつ、平行に形成さ
れている。そして、この折り返し片（12b）、（13b）が
それぞれウエツトシール部（12）、（13）を形成し、耐
腐食性からニッケル面が燃料ガス流路に対向し、かつ、
折り返し片（12b）、（13b）が電解質層（８）を接する
ようにセパレータ板（14）が積層されている。さらに、
折り返しで構成された折り返し部のマニホールド対向部
（12a）、（13a）に、折り返し片（12b）、（13b）の先
端部側を除いて弧状端部側、即ちコーナー部側を密閉す
ると共に平坦にするためのキヤツプ（16）を接合してい
る。キヤツプ（16）は例えば第３図に示すような形状
で、0.05〜1mm程度の厚さのニツケルとステンレス（例
えばSUSU 316L、又はSUS 310s）のクラツド板で形成さ
れ、第２図に示すようにマニホールド対向部（12a）、
（13a）にはめ込み、プラズマアーク溶接法などにより
周囲を溶接したものである。このキヤツプ（16）はマニ
ホールド対向部（12a）、（13a）の例えば真中からコー
ナー部側を密閉するように構成されており、ウエツトシ
ール部（12）、（13）をある程度保持すると共に、キヤ
ツプ（16）の形成されていないマニホールド対向部（12
a）、（13a）及びウエツトシール部（12）、（13）の中
央部は柔軟性を有し、電極（６）、（７）の厚さが設計
不適当な時にも電極（６）、（７）及び電解質層（８）
などの接触不良を防ぐ。さらに、電池の運転時間が経過
するにつれて電極（６）、（７）の厚さが50μｍ〜100
μｍ程度減つても、これに応じて中央部においては折り
返し片（12a）、（13a）全体が、ある程度下がり、コー
ナー部においては中途から自由端にかけての折り返し片
（12a）、（13a）が中途点を支点にしてある程度下が
り、電極（６）、（７）及び電解質層（８）などの接触
不良や、反応ガスのもれを防ぐ。従つて内部抵抗の増加
を防ぐ。また、マニホールド対向部（12a）、（13a）
に、マニホールド（１）、（２）を取り付けた状態にお
いては、ウエツトシール部（12）、（13）のコーナー部
は密閉されているため、ガス流路が密閉でき、ガスシー
ル性が良好となる。さらにマニホールド対向部（12
a）、（13a）は平坦に構成されており、マニホールド
（１）、（２）の取付面と密着してこの間に空間が生じ
ないため、この部分からのガスのもれも防ぐ高い電池特
性を得ることができる。
第４図は上端板（10）におけるウエツトシール部（13）
を示すもので、この場合は第５図に示す形状のキヤツプ
（16）を上下逆にしてマニホールド対向部（13a）に接
合して構成しており、下端板（11）に関しても同様であ
る。上記実施例では下端板（11）は燃料ガス流路に対向
しており、このキヤツプ（16）の燃料ガス流路との対向
面は、耐腐食性からニツケル面になるように構成し、上
端板（10）は酸化剤ガス流路に対向しているので、SUS
316L又はSUS 310Sの薄板で構成すればよい。第６図は上
記実施例に用いた燃料電極（６）を示すもので、折り返
し片（12b）とセパレータ板（14）との間に挿入される
両端部（6a）の厚さを折り返し片（12b）の厚さだけ薄
くしている。この実施例では折り返し片（12b）とセパ
レータ板（14）との間にこのような構造の燃料電極
（６）と燃料ガス流路を形成する流路板（４）を挿入し
て構成しているので、燃料電極（６）及び流路板（４）
がウエツトシール部（12）を保持するスペーサの働きを
すると共に電解質層（８）に対向する面が平らになる。
さらに、時間の経過に伴つたキヤツプ（16）の形成され
ていない折り返し片（12b）とセパレータ板（14）との
間に挿入された電極と電池中央部の電極とは同じ割合で
変形し、折り返し片（12b）の電極（６）と接触する部
分も電極（６）と離れることなく、ウエツトシール部
（12）と電極（６）面の高さが常に同じになる。さらに
電極（６）が折り返し片（12b）で保持されることにな
り、ずれなどを防止することもできる。以上のことは、
酸化剤側においても同様である。
を示すもので、この場合は第５図に示す形状のキヤツプ
（16）を上下逆にしてマニホールド対向部（13a）に接
合して構成しており、下端板（11）に関しても同様であ
る。上記実施例では下端板（11）は燃料ガス流路に対向
しており、このキヤツプ（16）の燃料ガス流路との対向
面は、耐腐食性からニツケル面になるように構成し、上
端板（10）は酸化剤ガス流路に対向しているので、SUS
316L又はSUS 310Sの薄板で構成すればよい。第６図は上
記実施例に用いた燃料電極（６）を示すもので、折り返
し片（12b）とセパレータ板（14）との間に挿入される
両端部（6a）の厚さを折り返し片（12b）の厚さだけ薄
くしている。この実施例では折り返し片（12b）とセパ
レータ板（14）との間にこのような構造の燃料電極
（６）と燃料ガス流路を形成する流路板（４）を挿入し
て構成しているので、燃料電極（６）及び流路板（４）
がウエツトシール部（12）を保持するスペーサの働きを
すると共に電解質層（８）に対向する面が平らになる。
さらに、時間の経過に伴つたキヤツプ（16）の形成され
ていない折り返し片（12b）とセパレータ板（14）との
間に挿入された電極と電池中央部の電極とは同じ割合で
変形し、折り返し片（12b）の電極（６）と接触する部
分も電極（６）と離れることなく、ウエツトシール部
（12）と電極（６）面の高さが常に同じになる。さらに
電極（６）が折り返し片（12b）で保持されることにな
り、ずれなどを防止することもできる。以上のことは、
酸化剤側においても同様である。
セパレータ板（14）を構成する金属板は0.1〜1mm程度の
ものを用いており、0.1mm以下だと耐腐食性に問題があ
り、1mm以上だと柔軟性に問題がでてきる。特に好まし
くは0.1〜0.5mm程度がよい。また、同様にキヤツプ（1
6）を構成する金属板も耐腐食性と柔軟性の点から0.05
〜1mm程度のものを用い、特に0.1〜0.5mm程度のものが
好ましい。セパレータ板（14）及びキヤツプ（16）の材
質は、SUS 316L又はSUS 310Sのいずれか単独、あるいは
ニツケルとステンレス（例えばSUS 316L又はSUS 310S）
のクラツド板を用いることができる。ただし、燃料側に
用いるものは、耐腐食性から、ニツケル面であることが
望ましい。
ものを用いており、0.1mm以下だと耐腐食性に問題があ
り、1mm以上だと柔軟性に問題がでてきる。特に好まし
くは0.1〜0.5mm程度がよい。また、同様にキヤツプ（1
6）を構成する金属板も耐腐食性と柔軟性の点から0.05
〜1mm程度のものを用い、特に0.1〜0.5mm程度のものが
好ましい。セパレータ板（14）及びキヤツプ（16）の材
質は、SUS 316L又はSUS 310Sのいずれか単独、あるいは
ニツケルとステンレス（例えばSUS 316L又はSUS 310S）
のクラツド板を用いることができる。ただし、燃料側に
用いるものは、耐腐食性から、ニツケル面であることが
望ましい。
第７図はこの発明の他の実施例に係るキヤツプ（16）を
示す斜視図であり、その側面部（16a）は波形状に構成
されている。このキヤツプ（16）を用いれば、上記効果
に加えてウエツトシール部（12）、（13）のコーナー部
における柔軟性が向上する。マニホールド対向部を平坦
にするために、波形状の凹部にペーストを入れると、柔
軟性を有し、かつマニホールド対向部が平坦なキヤツプ
（16）を実現できる。また、キヤツプ（16）と折り返し
てできる折り返し部のマニホールド対向部との接合方法
は、電気抵抗溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接、プラ
ズマアーク溶接、ろう付けなどで実現できる。
示す斜視図であり、その側面部（16a）は波形状に構成
されている。このキヤツプ（16）を用いれば、上記効果
に加えてウエツトシール部（12）、（13）のコーナー部
における柔軟性が向上する。マニホールド対向部を平坦
にするために、波形状の凹部にペーストを入れると、柔
軟性を有し、かつマニホールド対向部が平坦なキヤツプ
（16）を実現できる。また、キヤツプ（16）と折り返し
てできる折り返し部のマニホールド対向部との接合方法
は、電気抵抗溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接、プラ
ズマアーク溶接、ろう付けなどで実現できる。
以上のようにこの発明によれば、電解質層を介在して対
向する燃料電極と酸化剤電極を有する単電池、及び燃料
電極に対向して設ける燃料ガス流路と酸化剤電極に対向
して燃料ガス流路に直交して設ける酸化剤ガス流路とを
分離し、電池の内外を分離シールするウエツトシール部
を有するセパレータ板を交互に積層する積層体、並びに
燃料ガス流路と酸化剤ガス流路にそれぞれ燃料ガスと酸
化剤ガスを供給するマニホールドを備えた溶融炭酸塩型
燃料電池において、ウエツトシール部はセパレータ板を
構成する金属板の燃料ガス流路に平行な対向する二辺を
燃料電極側に、酸化剤ガス流路に平行な対向する二辺を
酸化剤電極側にそれぞれ折り返し、この折り返しで形成
された折り返し部両端のマニホールド対向部の折り返し
片先端側を除いてコーナー部側に薄い金属板を接合し、
マニホールド対向部のコーナー部側を密閉すると共に平
坦にして構成され、セパレータ板はウエツトシール部の
折り返し片が上記電解質層に接するように積層されてい
るので、電極の設計が不適当な時や電極が薄くなつても
内部抵抗の増加を防止でき、かつウエツトシール部のガ
スシール性を良好にし、電池特性の高い溶融炭酸塩型燃
料電池を提供できる効果がある。
向する燃料電極と酸化剤電極を有する単電池、及び燃料
電極に対向して設ける燃料ガス流路と酸化剤電極に対向
して燃料ガス流路に直交して設ける酸化剤ガス流路とを
分離し、電池の内外を分離シールするウエツトシール部
を有するセパレータ板を交互に積層する積層体、並びに
燃料ガス流路と酸化剤ガス流路にそれぞれ燃料ガスと酸
化剤ガスを供給するマニホールドを備えた溶融炭酸塩型
燃料電池において、ウエツトシール部はセパレータ板を
構成する金属板の燃料ガス流路に平行な対向する二辺を
燃料電極側に、酸化剤ガス流路に平行な対向する二辺を
酸化剤電極側にそれぞれ折り返し、この折り返しで形成
された折り返し部両端のマニホールド対向部の折り返し
片先端側を除いてコーナー部側に薄い金属板を接合し、
マニホールド対向部のコーナー部側を密閉すると共に平
坦にして構成され、セパレータ板はウエツトシール部の
折り返し片が上記電解質層に接するように積層されてい
るので、電極の設計が不適当な時や電極が薄くなつても
内部抵抗の増加を防止でき、かつウエツトシール部のガ
スシール性を良好にし、電池特性の高い溶融炭酸塩型燃
料電池を提供できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による溶融炭酸塩型燃料電
池を示す斜視図、第２図はこの発明の一実施例に係るセ
パレータ板を示す斜視図、第３図は第２図に用いられた
キヤツプを示す斜視図、第４図はこの発明の一実施例に
係る端板を示す斜視図、第５図は第４図に用いられたキ
ヤツプを示す斜視図、第６図はこの発明の一実施例に係
る電極の斜視図、第７図はこの発明の他の実施例に係る
キヤツプを示す斜視図、第８図は一般的な溶融炭酸塩型
燃料電池にマニホールドを取り付けて示す斜視図、第９
図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池を示す斜視図、第10図
は第９図に用いられたセパレータ板を示す斜視図、第11
図は他の従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一部を示す部分
斜視図、第12図は第11図に用いられたセパレータ板を示
す斜視図、第13図は第11図に用いられたセパレータ板を
形成する金属板を示す平面図、第14図は第11図に用いら
れたスペーサを示す斜視図である。 （１）…燃料ガス供給用マニホールド、（２）…酸化剤
ガス供給用マニホールド、（４）…燃料ガス流路板、
（５）…酸化剤ガス流路板、（６）…燃料電極、（７）
…酸化剤電極、（８）…電解質層、（12）、（13）…ウ
エツトシール部、（12a）、（13a）…マニホールド対向
部、（12b）、（13b）…折り返し片、（14）…セパレー
タ板。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
池を示す斜視図、第２図はこの発明の一実施例に係るセ
パレータ板を示す斜視図、第３図は第２図に用いられた
キヤツプを示す斜視図、第４図はこの発明の一実施例に
係る端板を示す斜視図、第５図は第４図に用いられたキ
ヤツプを示す斜視図、第６図はこの発明の一実施例に係
る電極の斜視図、第７図はこの発明の他の実施例に係る
キヤツプを示す斜視図、第８図は一般的な溶融炭酸塩型
燃料電池にマニホールドを取り付けて示す斜視図、第９
図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池を示す斜視図、第10図
は第９図に用いられたセパレータ板を示す斜視図、第11
図は他の従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一部を示す部分
斜視図、第12図は第11図に用いられたセパレータ板を示
す斜視図、第13図は第11図に用いられたセパレータ板を
形成する金属板を示す平面図、第14図は第11図に用いら
れたスペーサを示す斜視図である。 （１）…燃料ガス供給用マニホールド、（２）…酸化剤
ガス供給用マニホールド、（４）…燃料ガス流路板、
（５）…酸化剤ガス流路板、（６）…燃料電極、（７）
…酸化剤電極、（８）…電解質層、（12）、（13）…ウ
エツトシール部、（12a）、（13a）…マニホールド対向
部、（12b）、（13b）…折り返し片、（14）…セパレー
タ板。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】電解質層を介在して対向する燃料電極と酸
化剤電極を有する単電池、及び燃料電極に対向して設け
る燃料ガス流路と酸化剤電極に対向して燃料ガス流路に
直交して設ける酸化剤ガス流路とを分離し、電池の内外
を分離シールするウエツトシール部を有するセパレータ
板を交互に積層する積層体、並びに燃料ガス流路と酸化
剤ガス流路にそれぞれ燃料ガスと酸化剤ガスを供給する
マニホールドを備えた溶融炭酸塩型燃料電池において、
上記ウエツトシール部は上記セパレータ板を構成する金
属板の燃料ガス流路に平行な対向する二辺を燃料電極側
に、酸化剤ガス流路に平行な対向する二辺を酸化剤電極
側にそれぞれ折り返し、この折り返しで形成された折り
返し部両端のマニホールド対向部の折り返し片先端側を
除いてコーナー部側に薄い金属板を接合し、上記マニホ
ールド対向部のコーナー部側を密閉すると共に平坦にし
て構成され、上記セパレータ板は上記ウエツトシール部
の折り返し片が上記電解質層に接するように積層されて
いることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項２】折り返されて形成されるウエツトシール部
の折り返し片とセパレータ板との間に電極と流路板を挿
入したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶
融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項３】折り返し片とセパレータ板との間に挿入さ
れた部分の電極を折り返し片の厚さだけ薄くしたことを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の溶融炭酸塩型燃
料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61031306A JPH0697617B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61031306A JPH0697617B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188177A JPS62188177A (ja) | 1987-08-17 |
| JPH0697617B2 true JPH0697617B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=12327606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61031306A Expired - Lifetime JPH0697617B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697617B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150058978A (ko) * | 2013-11-21 | 2015-05-29 | 두산중공업 주식회사 | 연료전지용 셀 패키지 및 이를 포함하는 연료전지 조립체 |
| KR20150066314A (ko) * | 2013-12-06 | 2015-06-16 | 두산중공업 주식회사 | 연료전지용 셀 패키지 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689280A (en) * | 1986-02-20 | 1987-08-25 | Energy Research Corporation | Fuel cell stack end plate structure |
| JP2768698B2 (ja) * | 1988-09-09 | 1998-06-25 | 三菱電機株式会社 | 内部マニホールド方式の溶融炭酸塩型燃料電池 |
| US20050042494A1 (en) * | 2003-08-19 | 2005-02-24 | Chao-Yi Yuh | Compliant member for wet seal |
| KR100731329B1 (ko) * | 2006-02-10 | 2007-06-21 | 두산중공업 주식회사 | 연료개질실을 포함하는 용융탄산염 연료전지용 분리판 및그의 제조방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4514475A (en) * | 1984-03-30 | 1985-04-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Fuel cell separator with compressible sealing flanges |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP61031306A patent/JPH0697617B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150058978A (ko) * | 2013-11-21 | 2015-05-29 | 두산중공업 주식회사 | 연료전지용 셀 패키지 및 이를 포함하는 연료전지 조립체 |
| KR20150066314A (ko) * | 2013-12-06 | 2015-06-16 | 두산중공업 주식회사 | 연료전지용 셀 패키지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62188177A (ja) | 1987-08-17 |
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