JPS61148766A - 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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- JPS61148766A JPS61148766A JP59269973A JP26997384A JPS61148766A JP S61148766 A JPS61148766 A JP S61148766A JP 59269973 A JP59269973 A JP 59269973A JP 26997384 A JP26997384 A JP 26997384A JP S61148766 A JPS61148766 A JP S61148766A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池の改良に関する。
近年、次世代の燃料電池として溶融炭酸塩型燃料電池の
開発が進められている。溶融炭酸塩型燃料電池は、炭酸
塩からなる電解質をａ部下で溶融状態にし、電極反応を
生起させるもので、リン酸型、固体電解賀型等の他の燃
料電池に比べ、電極反応が起り易く、発電熱効率が高い
うえ、高価な貴金属触媒を必要としない等の特長を有し
ている。
開発が進められている。溶融炭酸塩型燃料電池は、炭酸
塩からなる電解質をａ部下で溶融状態にし、電極反応を
生起させるもので、リン酸型、固体電解賀型等の他の燃
料電池に比べ、電極反応が起り易く、発電熱効率が高い
うえ、高価な貴金属触媒を必要としない等の特長を有し
ている。
ところで、このような溶融炭酸塩型燃料電池では１つの
燃料電池で得られる起電力が１■と低いため、＾出力の
発電プラントを構成するには、複数の単位電池を直列に
積層して燃料電池本体を構成し、各単位電池の加算出力
を得るようにしなければならない。したがって、この種
の燃料電池は、次のように構成される。
燃料電池で得られる起電力が１■と低いため、＾出力の
発電プラントを構成するには、複数の単位電池を直列に
積層して燃料電池本体を構成し、各単位電池の加算出力
を得るようにしなければならない。したがって、この種
の燃料電池は、次のように構成される。
すなわち、各単位電池は一対の多孔質電極板〈アノード
電極とカンード電極）と、これらの間に介在されたアル
カリ炭酸塩からなる電解質層とで構成される。これら単
位電池は、セパレータを介して積層される。セパレータ
は、各単位電池間の電気的な接続機能と、各電極板への
反応ガスの通路を形成する機能とを兼備えたものである
。
電極とカンード電極）と、これらの間に介在されたアル
カリ炭酸塩からなる電解質層とで構成される。これら単
位電池は、セパレータを介して積層される。セパレータ
は、各単位電池間の電気的な接続機能と、各電極板への
反応ガスの通路を形成する機能とを兼備えたものである
。
燃料電池本体の４つの側面には、反応ガスの分配、回収
機能を有するマニホールドが当てがわれでいる。そして
、これらマニホールドのうちの一つに酸化剤ガスを供給
するとともに隣接するマニホールドに燃料ガスを供給し
、単位電池の両面に両ガスを直交するように通流させ、
アノード側電極において、 Ｈ２＋ＣＯ３２−−＊Ｈ２０＋ＣＯ２＋２ｅ−なる反応
を、またカソード側電極において、１／２０２ ＋ＣＯ
２＋２ｅ−−＋ＧＯ３ｚ−なる反応を生起せしめ、直流
出力を得た後、それぞれの対向するマニホールドからガ
スを排出させるようにしている。なお、各単位電池の周
縁部には、上記両反応ガスの燃料電池本体内部における
交差混合を防止するため溶融炭酸塩によるウェットシー
ルが形成される。また、燃料電池本体とマニホールドと
の間にも、上記両ガスの漏洩を防止するためのウェット
シールが形成される。
機能を有するマニホールドが当てがわれでいる。そして
、これらマニホールドのうちの一つに酸化剤ガスを供給
するとともに隣接するマニホールドに燃料ガスを供給し
、単位電池の両面に両ガスを直交するように通流させ、
アノード側電極において、 Ｈ２＋ＣＯ３２−−＊Ｈ２０＋ＣＯ２＋２ｅ−なる反応
を、またカソード側電極において、１／２０２ ＋ＣＯ
２＋２ｅ−−＋ＧＯ３ｚ−なる反応を生起せしめ、直流
出力を得た後、それぞれの対向するマニホールドからガ
スを排出させるようにしている。なお、各単位電池の周
縁部には、上記両反応ガスの燃料電池本体内部における
交差混合を防止するため溶融炭酸塩によるウェットシー
ルが形成される。また、燃料電池本体とマニホールドと
の間にも、上記両ガスの漏洩を防止するためのウェット
シールが形成される。
ところが、このように構成された燃料電池には次のよう
な欠点があった。
な欠点があった。
すなわち、上記の構成では燃料ガスと酸化剤ガスとを直
交する方向で流すようにしているため、単位電池内の電
流密度分布や温度分布のばらつきが大きい。このため、
局所的な効率低下を招き全体の電流密度も低くなってし
まう。また、このように温度が場所的に不均一であると
、積層構造の燃料電池本体に熱応力が作用してクリープ
が発生したり、積層体が変形したりして反応ガスが漏洩
してしまうという問題があった。特に、燃料ガス中の水
素のリークがコスト上から問題となった。
交する方向で流すようにしているため、単位電池内の電
流密度分布や温度分布のばらつきが大きい。このため、
局所的な効率低下を招き全体の電流密度も低くなってし
まう。また、このように温度が場所的に不均一であると
、積層構造の燃料電池本体に熱応力が作用してクリープ
が発生したり、積層体が変形したりして反応ガスが漏洩
してしまうという問題があった。特に、燃料ガス中の水
素のリークがコスト上から問題となった。
また、燃料電池本体は上記の化学反応によって電力と同
時に熱を発生する。この熱を除去しないと、溶融炭酸塩
燃料電池の運転温度範囲である６００〜７００°Ｃを超
えてしまい、効果的な電極反応を促すことが不可能にな
る。ところが、上記のような構造であると、燃料電池本
体の４つの側面がマニホールドで覆われているため熱除
去能力が低く、しかも構造上、外部冷却手段を付加する
ことも困難である。このため、酸化剤ガスを冷却材とし
ても用い、この酸化剤ガスを燃料電池本体の内部に過剰
に通流させなければならないため、酸化剤ガスの利用率
が低いという問題もあった。
時に熱を発生する。この熱を除去しないと、溶融炭酸塩
燃料電池の運転温度範囲である６００〜７００°Ｃを超
えてしまい、効果的な電極反応を促すことが不可能にな
る。ところが、上記のような構造であると、燃料電池本
体の４つの側面がマニホールドで覆われているため熱除
去能力が低く、しかも構造上、外部冷却手段を付加する
ことも困難である。このため、酸化剤ガスを冷却材とし
ても用い、この酸化剤ガスを燃料電池本体の内部に過剰
に通流させなければならないため、酸化剤ガスの利用率
が低いという問題もあった。
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、そ
の目的とするところは、単位電池内部の電流密度分布、
温度分布のばらつきを小さくすることができ、燃料ガス
、特に水素のリークを効果的に防止できるともに、酸化
剤ガスの利用率を高め得る溶融炭酸塩型燃料電池を提供
することにある。
の目的とするところは、単位電池内部の電流密度分布、
温度分布のばらつきを小さくすることができ、燃料ガス
、特に水素のリークを効果的に防止できるともに、酸化
剤ガスの利用率を高め得る溶融炭酸塩型燃料電池を提供
することにある。
本発明は、単位電池に対し、燃料ガスと酸化剤ガスとを
直交する方向ではなく向流させるようにするため、酸化
剤ガスは外部マニホールドによって燃料電池本体に供給
し、燃料ガスは内部マニホールドによって燃料電池本体
に供給するようにしている。
直交する方向ではなく向流させるようにするため、酸化
剤ガスは外部マニホールドによって燃料電池本体に供給
し、燃料ガスは内部マニホールドによって燃料電池本体
に供給するようにしている。
すなわち、本発明は、複数の単位電池と、これら各単位
電池間に介挿されて前記複数の単位電池とで積層構造の
燃料電池本体を構成するとともに一方の前記単位電池と
の隣接面に燃料ガス流路を形成し他方の前記単位電池と
の隣接面に酸化剤ガス流路を形成しかつ前記燃料ガス流
路形成面の周縁部に前記燃料ガス流路を前記燃料電池本
体の側面部から遮断する突周壁を設けたセパレータと、
前記燃料電池本体の一側面に当てがわれ前記酸化剤ガス
流路に酸化剤ガスを導入する導入側外部マ二ホールドと
、前記燃料電池本体の前記一側面と対向する側面に当て
がわれ前記酸化剤ガス流路に導入された前記酸化剤ガス
を外部に導く排出側外部マニホールドと、前記燃料電池
本体の内部でかつ前記排出側外部マニホールドが当てが
われた側面の近傍位置を積層方向に貫通するとともに前
記燃料ガス流路に燃料ガスを導く導入側内部マニホール
ドと、前記燃料電池本体の内部でかつ前記導入側外部マ
ニホールドが当てがわれた側面の近傍位置を積層方向に
貫通するとともに前記燃料ガス流路に導入された燃料ガ
スを外部に導く排出側内部マニホールドとを具備してな
ることを特徴としている。
電池間に介挿されて前記複数の単位電池とで積層構造の
燃料電池本体を構成するとともに一方の前記単位電池と
の隣接面に燃料ガス流路を形成し他方の前記単位電池と
の隣接面に酸化剤ガス流路を形成しかつ前記燃料ガス流
路形成面の周縁部に前記燃料ガス流路を前記燃料電池本
体の側面部から遮断する突周壁を設けたセパレータと、
前記燃料電池本体の一側面に当てがわれ前記酸化剤ガス
流路に酸化剤ガスを導入する導入側外部マ二ホールドと
、前記燃料電池本体の前記一側面と対向する側面に当て
がわれ前記酸化剤ガス流路に導入された前記酸化剤ガス
を外部に導く排出側外部マニホールドと、前記燃料電池
本体の内部でかつ前記排出側外部マニホールドが当てが
われた側面の近傍位置を積層方向に貫通するとともに前
記燃料ガス流路に燃料ガスを導く導入側内部マニホール
ドと、前記燃料電池本体の内部でかつ前記導入側外部マ
ニホールドが当てがわれた側面の近傍位置を積層方向に
貫通するとともに前記燃料ガス流路に導入された燃料ガ
スを外部に導く排出側内部マニホールドとを具備してな
ることを特徴としている。
本発明によれば、単位電池に対し燃料ガスと酸化剤ガス
とを向流させるようにしているので、単位電池内の電流
密度分布、温度分布を均一にすることができる。したが
って、積層構造の燃料電池本体の熱応力による変形やク
リープを回避することができ、反応ガスの漏洩を防止で
きる。特に燃料ガスは内部マニホールドによって供給さ
れるよので、外部への漏洩や水素のリークが生じ難い。
とを向流させるようにしているので、単位電池内の電流
密度分布、温度分布を均一にすることができる。したが
って、積層構造の燃料電池本体の熱応力による変形やク
リープを回避することができ、反応ガスの漏洩を防止で
きる。特に燃料ガスは内部マニホールドによって供給さ
れるよので、外部への漏洩や水素のリークが生じ難い。
また、燃料ガス用の外部マニホールドが必要なくなるの
で、燃料電池本体の１つの対向する側面を燃料電池本体
の外部冷却用に利用できる。このため、従来のように酸
化剤ガスを冷却のために大量に流す必要がなくなり、酸
化剤ガスの利用率を高めることができる。
で、燃料電池本体の１つの対向する側面を燃料電池本体
の外部冷却用に利用できる。このため、従来のように酸
化剤ガスを冷却のために大量に流す必要がなくなり、酸
化剤ガスの利用率を高めることができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る溶融炭酸
塩型燃料電池について説明する。
塩型燃料電池について説明する。
第１図において、１は全体が長方形でかつ積層構造の燃
料電池本体である。この燃料電池本体上は、エンドプレ
ート３ａ、 ３ｂの間に複数の単位電池４をセパレータ
５を介して積層して構成されている。また、以後、説明
を簡単にするため、燃料電池本体上ｐ側面で後述すると
ころの外部マニホールドが取付けられる一対の対向面を
それぞれＡ。
料電池本体である。この燃料電池本体上は、エンドプレ
ート３ａ、 ３ｂの間に複数の単位電池４をセパレータ
５を介して積層して構成されている。また、以後、説明
を簡単にするため、燃料電池本体上ｐ側面で後述すると
ころの外部マニホールドが取付けられる一対の対向面を
それぞれＡ。
Ａ２面と定義し、これらに隣接する一対の対向面を８．
８７面と定義する。
８７面と定義する。
単位電池上は、第２図にも示すように、ニッケル合金系
からなる一対の多孔質電極板、即ちアノード電極板７ａ
とカソード電極板７ｂとの間に電解質板８を介挿し、さ
らにアノード電極板７ａにアノード側集電板９ａを添設
するとともにカソード電極板７ｂ側にカソード側集電板
９ｂを添設して構成されている。電解質板８は、例えば
炭酸リチウムや炭酸カリウム等を混合してなる炭酸塩電
解質をリチウムアルミネートなどのセラミック系保持材
で保持してなるものであり、Ａ、Ａ’面を構成する両端
部の近傍位置に等間隔で複数の貫通孔１０を設けたもの
となっている。また、アノード側集電板９ａは例えばニ
ッケルの海綿状金属からなり、カソード側集電板９ｂは
例えばステンレス鋼（ＳＬＪＳ３１６等ンの海綿状金属
からなるものである。
からなる一対の多孔質電極板、即ちアノード電極板７ａ
とカソード電極板７ｂとの間に電解質板８を介挿し、さ
らにアノード電極板７ａにアノード側集電板９ａを添設
するとともにカソード電極板７ｂ側にカソード側集電板
９ｂを添設して構成されている。電解質板８は、例えば
炭酸リチウムや炭酸カリウム等を混合してなる炭酸塩電
解質をリチウムアルミネートなどのセラミック系保持材
で保持してなるものであり、Ａ、Ａ’面を構成する両端
部の近傍位置に等間隔で複数の貫通孔１０を設けたもの
となっている。また、アノード側集電板９ａは例えばニ
ッケルの海綿状金属からなり、カソード側集電板９ｂは
例えばステンレス鋼（ＳＬＪＳ３１６等ンの海綿状金属
からなるものである。
セパレータ５は、第３図に示すように構成されている。
すなわち、図中２１は導電性材料で形成され、電解質層
８の貫通孔１０と同軸関係にある燃料ガス通流用の貫通
孔２２を有した薄板である。この薄板２１のカソード側
集電板９ｂに対向する面の８゜Ｂ′面側の縁部には、Ａ
面からＡ２面へと酸化剤ガスを通流させる酸化剤ガス流
路りを形成するための段付きの突条２３が設けられてい
る。この突条２３はまた、その段部でカソード側集電板
９ｂを支持し、その上端部でカソード電極板７ｂを支持
するものである。一方、上記薄板２１のアノード側集電
板９ａと対向する面の周縁部には、上記Ａ′面側の貫通
孔２２からＡ面側の貫通孔２２へと燃料ガスを通流させ
る燃料ガス流路を形成するとともに燃料電池本体１の側
面から燃料ガスが漏洩するのを防止するための環状突周
壁２４が設けられている。この環状突周壁２４は、その
内周面で７ノード側集電根９ａおよびアノード電極板７
ａの位置を規制するが、燃料ガスの通流を妨げないよう
に貫通孔２２の部分に切欠部２５を形成したものとなっ
ている。ＷＩ板２１のＡ′面側の貫通孔２２が形成され
た位置には、燃料ガス導入用の複数の内部マニホールド
管２６ａが突設されており、同Ａ面側の貫通孔２２が形
成された位置には、燃料ガス排出用の複数の内部マニホ
ールド管２６ｂが突設されている。この内部マニホール
ド管２６ａ 、 ２６ｂは、例えばアルミナ等の絶縁性
部材で形成されており、その長さは、カソード側集電板
９ｂとカソード電極板７ｂと電解質層８の厚みを加えた
長さに設定されている。
８の貫通孔１０と同軸関係にある燃料ガス通流用の貫通
孔２２を有した薄板である。この薄板２１のカソード側
集電板９ｂに対向する面の８゜Ｂ′面側の縁部には、Ａ
面からＡ２面へと酸化剤ガスを通流させる酸化剤ガス流
路りを形成するための段付きの突条２３が設けられてい
る。この突条２３はまた、その段部でカソード側集電板
９ｂを支持し、その上端部でカソード電極板７ｂを支持
するものである。一方、上記薄板２１のアノード側集電
板９ａと対向する面の周縁部には、上記Ａ′面側の貫通
孔２２からＡ面側の貫通孔２２へと燃料ガスを通流させ
る燃料ガス流路を形成するとともに燃料電池本体１の側
面から燃料ガスが漏洩するのを防止するための環状突周
壁２４が設けられている。この環状突周壁２４は、その
内周面で７ノード側集電根９ａおよびアノード電極板７
ａの位置を規制するが、燃料ガスの通流を妨げないよう
に貫通孔２２の部分に切欠部２５を形成したものとなっ
ている。ＷＩ板２１のＡ′面側の貫通孔２２が形成され
た位置には、燃料ガス導入用の複数の内部マニホールド
管２６ａが突設されており、同Ａ面側の貫通孔２２が形
成された位置には、燃料ガス排出用の複数の内部マニホ
ールド管２６ｂが突設されている。この内部マニホール
ド管２６ａ 、 ２６ｂは、例えばアルミナ等の絶縁性
部材で形成されており、その長さは、カソード側集電板
９ｂとカソード電極板７ｂと電解質層８の厚みを加えた
長さに設定されている。
燃料電池本体上のＡ、Ａ’面には、溶融炭酸塩との間で
ウェットシール部を構成する例えば角型環状のジルコニ
アフェルト３３ａ 、 ３３ｂを介して酸化剤ガスを導
くための外部マニホールド３４ａ。
ウェットシール部を構成する例えば角型環状のジルコニ
アフェルト３３ａ 、 ３３ｂを介して酸化剤ガスを導
くための外部マニホールド３４ａ。
３４ｂが当てがわれている。外部マニホールド３４ａに
は、酸化剤ガスＱの導入管３５ａが設けられており、外
部マニホールド３４ｂには、酸化剤ガスＱの排出管３５
ｂが設けられている。
は、酸化剤ガスＱの導入管３５ａが設けられており、外
部マニホールド３４ｂには、酸化剤ガスＱの排出管３５
ｂが設けられている。
また、前述したエンドプレート３ａ、 ３ｂのうち図中
下端部に位置するエンドプレート３ｂは、内部マニホー
ルド管２６ａに燃料ガスＰを導く燃料ガス導入路３７ａ
を内部に形成するとともに、内部マニホールド管２６ｂ
から排出される燃料ガスＰを外部に導く燃料ガス排出路
３７ｂを内部に形成したものとなっている。そして、上
記エンドプレート３ｂのＡ′面側の端部には上記燃料ガ
ス導入路３７ａに燃料ガスＰを導く導入管３８ａが接続
されており、同Ａ面側の端部には上記燃料ガス排出路３
７ｂからの排出ガスを外部に導く排出管３８ｂが接続さ
れている。また、エンドプレート３ｂの内側の面の中央
部には導入ガスと排出ガスとの間の分離を図るべくセパ
レータ５の下面に密着する凸部３９が突設されている。
下端部に位置するエンドプレート３ｂは、内部マニホー
ルド管２６ａに燃料ガスＰを導く燃料ガス導入路３７ａ
を内部に形成するとともに、内部マニホールド管２６ｂ
から排出される燃料ガスＰを外部に導く燃料ガス排出路
３７ｂを内部に形成したものとなっている。そして、上
記エンドプレート３ｂのＡ′面側の端部には上記燃料ガ
ス導入路３７ａに燃料ガスＰを導く導入管３８ａが接続
されており、同Ａ面側の端部には上記燃料ガス排出路３
７ｂからの排出ガスを外部に導く排出管３８ｂが接続さ
れている。また、エンドプレート３ｂの内側の面の中央
部には導入ガスと排出ガスとの間の分離を図るべくセパ
レータ５の下面に密着する凸部３９が突設されている。
このエンドプレート３ｂはガスケット４０を介してセパ
レータ５に接続されている。
レータ５に接続されている。
このように構成された燃料電池の組立て状態を第４図に
断面で示す。
断面で示す。
いま、燃料電池を所定の動作温度まで昇温させると電解
質が溶融し、突周壁２４〜電解質層８の間。
質が溶融し、突周壁２４〜電解質層８の間。
内部マニホールド管２６ａ 、 ２６ｂ〜電解賀層８の
間がウェットシールされる。この状態で、燃料ガスＰを
導入管３８ａ、燃料ガス導入路３７ａを介してセパレー
タ５の貫通孔２２に導くと、燃料ガスＰは、第４図に示
すように、貫通孔２２と導入側内部マニホールド管２６
ａとで形成された積層方向に延びる導入側流路Ｃ’ｓを
図中上向きに進行する。この進行の過程で燃料ガスＰは
、アノード側集電板９ａに分離導入され、該集電板９ａ
を図中左向きに進行する。燃料ガスＰが排出側内部マニ
ホールド管２６ｂに達すると、排出側内部マニホールド
管２６ｂの内部に取込まれる。排出側内部マニホールド
管２６ｂの内部に取込まれた燃料ガスＰは、貫通孔２２
と排出側内部マニホールド管２６ｂとで形成された積層
方向に延びる排出側流路Ｃ２を図中下向きに進行し、燃
料ガス排出路３７ｂ、排出管３８ｂを介して外部に排出
される。一方、酸化剤ガスＱを導入管３５ａを介してマ
ニホールド３４ｂに導くと、酸化剤ガスＱは、セパレー
タ５の酸化剤ガス流路りに導入され、カソード側集電板
９ｂ内を燃料ガスＰに対して向流する向き、即ち図中右
向きに進行し、対向する外部マニホールド３４ｂ排出管
３５ｂを介して外部に排出される。このように両ガスＰ
、Ｑが集電板９ａ、 ９ｂ内をそれぞれ通流すると、各
電極板７ａ。
間がウェットシールされる。この状態で、燃料ガスＰを
導入管３８ａ、燃料ガス導入路３７ａを介してセパレー
タ５の貫通孔２２に導くと、燃料ガスＰは、第４図に示
すように、貫通孔２２と導入側内部マニホールド管２６
ａとで形成された積層方向に延びる導入側流路Ｃ’ｓを
図中上向きに進行する。この進行の過程で燃料ガスＰは
、アノード側集電板９ａに分離導入され、該集電板９ａ
を図中左向きに進行する。燃料ガスＰが排出側内部マニ
ホールド管２６ｂに達すると、排出側内部マニホールド
管２６ｂの内部に取込まれる。排出側内部マニホールド
管２６ｂの内部に取込まれた燃料ガスＰは、貫通孔２２
と排出側内部マニホールド管２６ｂとで形成された積層
方向に延びる排出側流路Ｃ２を図中下向きに進行し、燃
料ガス排出路３７ｂ、排出管３８ｂを介して外部に排出
される。一方、酸化剤ガスＱを導入管３５ａを介してマ
ニホールド３４ｂに導くと、酸化剤ガスＱは、セパレー
タ５の酸化剤ガス流路りに導入され、カソード側集電板
９ｂ内を燃料ガスＰに対して向流する向き、即ち図中右
向きに進行し、対向する外部マニホールド３４ｂ排出管
３５ｂを介して外部に排出される。このように両ガスＰ
、Ｑが集電板９ａ、 ９ｂ内をそれぞれ通流すると、各
電極板７ａ。
１ｂでは前述した電気化学的反応が生起され、電気エネ
ルギが発生する。
ルギが発生する。
この実施例によれば、前述したウェットシールによって
燃料ガスＰと酸化剤ガスＱとの間は完全にシールされ、
かつ燃料ガスＰが外部に漏れることもない、そして、こ
の場合には、両反応ガスが向流するように流れるので、
電流密度分布、温度分布を従来の方式に比べて均一にす
ることができる。また、この実施例では８．８’面に外
部冷却手段を付加することができるので、酸化剤ガスの
有効利用を図ることができる。
燃料ガスＰと酸化剤ガスＱとの間は完全にシールされ、
かつ燃料ガスＰが外部に漏れることもない、そして、こ
の場合には、両反応ガスが向流するように流れるので、
電流密度分布、温度分布を従来の方式に比べて均一にす
ることができる。また、この実施例では８．８’面に外
部冷却手段を付加することができるので、酸化剤ガスの
有効利用を図ることができる。
本発明者らの実験によっても、この実施例の効果を確認
することができた。すなわち、本実施例の燃料電池に燃
料ガスとしてｌ ｏｗ−８ＴＬＪ、 ＩＩ化剤ガスとし
てａｉｒ ／ＣＯ２−７０／３０を用い、入口ガス温度
を８００に、燃料ガス利用率を２５％、平均単セル電圧
を０．８５Ｖの条件で運転した。その結果、電流密度の
ばらつきが小さくなり、その平均電流密度が従来は１９
８ｆｆｌＡ／ｍであったのに対し、本実施例では２２７
ｍＡ／ｄと約１５Ｖ％も向上した。
することができた。すなわち、本実施例の燃料電池に燃
料ガスとしてｌ ｏｗ−８ＴＬＪ、 ＩＩ化剤ガスとし
てａｉｒ ／ＣＯ２−７０／３０を用い、入口ガス温度
を８００に、燃料ガス利用率を２５％、平均単セル電圧
を０．８５Ｖの条件で運転した。その結果、電流密度の
ばらつきが小さくなり、その平均電流密度が従来は１９
８ｆｆｌＡ／ｍであったのに対し、本実施例では２２７
ｍＡ／ｄと約１５Ｖ％も向上した。
また、従来は酸化剤ガスの入口部で８１０Ｋ、出口部で
１０２０にと２１０にの温度差があったのに対し、本実
施例では入口部で８１０Ｋ、出口部で９８０にとその温
度差は１７０にとなり、従来に比べ温度差を約１９％も
低下させることができた。 なお、本発明は上記した実
施例に限定さるものではない。たとえば上記実施例では
反応ガスを拡散するとともに集電機能を有した隼電板９
ａ、 ９ｂとして海綿状金属を用いたが、たとえばセパ
レータ５に同様の機能を有する溝を形成するようにして
も良い。
１０２０にと２１０にの温度差があったのに対し、本実
施例では入口部で８１０Ｋ、出口部で９８０にとその温
度差は１７０にとなり、従来に比べ温度差を約１９％も
低下させることができた。 なお、本発明は上記した実
施例に限定さるものではない。たとえば上記実施例では
反応ガスを拡散するとともに集電機能を有した隼電板９
ａ、 ９ｂとして海綿状金属を用いたが、たとえばセパ
レータ５に同様の機能を有する溝を形成するようにして
も良い。
第１図ｉ本発明の一実施例に係るｉａ炭酸塩型燃料電池
の概略構成を示す斜視図、第２図は上記燃料電池の燃料
電池本体を示す分解斜視図、第３図は上記燃料電池のセ
パレータを示す斜視図であり、同図（ａ）は上面を、同
図（ｂ）は下面をそれぞれ示す図、第４図は同燃料電池
の部分断面図である。 工・・・燃料電池本体、３ａ、 ３ｂ・・・エンドプレ
ート、４・・・単位電池、５・・・セパレータ、７ａ・
・・アノード電極板、７ｂ・・・カソード電極板、８・
・・電解質層、９ａ・・・アノード側集電板、９ｂ・・
・カソード側集電板、２３・・・突条、２４・・・突周
壁、２６ａ 、 ２６ｂ・・・内部マニホールド管、３
３ａ 〜３３ｄ ・・・ジルコニア７ｘルト、３４ａ。 ３４ｂ・・・外部マニホールド、Ｐ・・・燃料ガス、Ｑ
・・・酸化剤ガス。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 第３図 （ａ） （ｂ）
の概略構成を示す斜視図、第２図は上記燃料電池の燃料
電池本体を示す分解斜視図、第３図は上記燃料電池のセ
パレータを示す斜視図であり、同図（ａ）は上面を、同
図（ｂ）は下面をそれぞれ示す図、第４図は同燃料電池
の部分断面図である。 工・・・燃料電池本体、３ａ、 ３ｂ・・・エンドプレ
ート、４・・・単位電池、５・・・セパレータ、７ａ・
・・アノード電極板、７ｂ・・・カソード電極板、８・
・・電解質層、９ａ・・・アノード側集電板、９ｂ・・
・カソード側集電板、２３・・・突条、２４・・・突周
壁、２６ａ 、 ２６ｂ・・・内部マニホールド管、３
３ａ 〜３３ｄ ・・・ジルコニア７ｘルト、３４ａ。 ３４ｂ・・・外部マニホールド、Ｐ・・・燃料ガス、Ｑ
・・・酸化剤ガス。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 第３図 （ａ） （ｂ）
Claims (1)
- 複数の単位電池と、これら各単位電池間に介挿されて前
記複数の単位電池とで積層構造の燃料電池本体を構成す
るとともに一方の前記単位電池との隣接面に燃料ガス流
路を形成し他方の前記単位電池との隣接面に酸化剤ガス
流路を形成しかつ前記燃料ガス流路形成面の周縁部に前
記燃料ガス流路を前記燃料電池本体の側面部から遮断す
る突周壁を設けたセパレータと、前記燃料電池本体の一
側面に当てがわれ前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを導
入する導入側外部マニホールドと、前記燃料電池本体の
前記一側面と対向する側面に当てがわれ前記酸化剤ガス
流路に導入された前記酸化剤ガスを外部に導く排出側外
部マニホールドと、前記燃料電池本体の内部でかつ前記
排出側外部マニホールドが当てがわれた側面の近傍位置
を積層方向に貫通するとともに前記燃料ガス流路に燃料
ガスを導く導入側内部マニホールドと、前記燃料電池本
体の内部でかつ前記導入側外部マニホールドが当てがわ
れた側面の近傍位置を積層方向に貫通するとともに前記
燃料ガス流路に導入された燃料ガスを外部に導く排出側
内部マニホールドとを具備してなることを特徴とする溶
融炭酸塩型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59269973A JPH0775166B2 (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59269973A JPH0775166B2 (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148766A true JPS61148766A (ja) | 1986-07-07 |
| JPH0775166B2 JPH0775166B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=17479802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59269973A Expired - Fee Related JPH0775166B2 (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0775166B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006518538A (ja) * | 2003-02-20 | 2006-08-10 | ベバスト・アクチィエンゲゼルシャフト | 燃料電池スタック |
| US8962219B2 (en) | 2011-11-18 | 2015-02-24 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnects and methods of fabrication |
| US8986905B2 (en) | 2008-11-11 | 2015-03-24 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnect |
| US9478812B1 (en) | 2012-10-17 | 2016-10-25 | Bloom Energy Corporation | Interconnect for fuel cell stack |
| US9502721B2 (en) | 2013-10-01 | 2016-11-22 | Bloom Energy Corporation | Pre-formed powder delivery to powder press machine |
| US9673457B2 (en) | 2012-11-06 | 2017-06-06 | Bloom Energy Corporation | Interconnect and end plate design for fuel cell stack |
| US9993874B2 (en) | 2014-02-25 | 2018-06-12 | Bloom Energy Corporation | Composition and processing of metallic interconnects for SOFC stacks |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58155669A (ja) * | 1982-03-11 | 1983-09-16 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池の反応ガス給排装置 |
| JPS58146363U (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | 富士電機株式会社 | 燃料電池のブロツク構造体 |
| JPS5912572A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池 |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP59269973A patent/JPH0775166B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58155669A (ja) * | 1982-03-11 | 1983-09-16 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池の反応ガス給排装置 |
| JPS58146363U (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | 富士電機株式会社 | 燃料電池のブロツク構造体 |
| JPS5912572A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006518538A (ja) * | 2003-02-20 | 2006-08-10 | ベバスト・アクチィエンゲゼルシャフト | 燃料電池スタック |
| US8986905B2 (en) | 2008-11-11 | 2015-03-24 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnect |
| US9461314B2 (en) | 2008-11-11 | 2016-10-04 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnect |
| US8962219B2 (en) | 2011-11-18 | 2015-02-24 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnects and methods of fabrication |
| US9478812B1 (en) | 2012-10-17 | 2016-10-25 | Bloom Energy Corporation | Interconnect for fuel cell stack |
| US9673457B2 (en) | 2012-11-06 | 2017-06-06 | Bloom Energy Corporation | Interconnect and end plate design for fuel cell stack |
| US9502721B2 (en) | 2013-10-01 | 2016-11-22 | Bloom Energy Corporation | Pre-formed powder delivery to powder press machine |
| US10593962B2 (en) | 2013-10-01 | 2020-03-17 | Bloom Energy Corporation | Pre-formed powder delivery to powder press machine |
| US9993874B2 (en) | 2014-02-25 | 2018-06-12 | Bloom Energy Corporation | Composition and processing of metallic interconnects for SOFC stacks |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0775166B2 (ja) | 1995-08-09 |
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