JPH03134965A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
- Publication number
- JPH03134965A JPH03134965A JP1272154A JP27215489A JPH03134965A JP H03134965 A JPH03134965 A JP H03134965A JP 1272154 A JP1272154 A JP 1272154A JP 27215489 A JP27215489 A JP 27215489A JP H03134965 A JPH03134965 A JP H03134965A
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- Japan
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- dense
- solid electrolyte
- interconnector
- fuel
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Fuel Cell (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は固体電解質屋燃料電池に係り、特にカスマニ
ホルドの構造に関する。
ホルドの構造に関する。
ジルコニア等の酸化物固体電解質を用いる燃料電池は、
その作動温笈が８００〜１１００℃と高温であるため、
発電効率が高い上に触媒が不要であり、また電解質が固
体であるため取扱いか容易であるなどの特長を有し、第
三世代の燃料電池として期待されている。
その作動温笈が８００〜１１００℃と高温であるため、
発電効率が高い上に触媒が不要であり、また電解質が固
体であるため取扱いか容易であるなどの特長を有し、第
三世代の燃料電池として期待されている。
しかしなから固体電解質屋燃料電池は、セラミックスが
主要な構成材料であるために、熱的に破損しやすく、ま
たガスの進切なシール方法かないため実現が困難であっ
た。そのため燃料電池として特殊な形状である円筒型の
ものか考え出され、上記２つの問題を解決し、電池の運
転試験に成功しているか、電池単位体積あたりの発電密
度が低く経済的に有利なものが得られる見通しはまだな
い０ 発電密度を高めるためには平板型にすることか必要であ
る。平板型の燃料電池には例んは第４図の分解斜視図に
示す構造のものか知られている。
主要な構成材料であるために、熱的に破損しやすく、ま
たガスの進切なシール方法かないため実現が困難であっ
た。そのため燃料電池として特殊な形状である円筒型の
ものか考え出され、上記２つの問題を解決し、電池の運
転試験に成功しているか、電池単位体積あたりの発電密
度が低く経済的に有利なものが得られる見通しはまだな
い０ 発電密度を高めるためには平板型にすることか必要であ
る。平板型の燃料電池には例んは第４図の分解斜視図に
示す構造のものか知られている。
この型の燃料電池においては単セル１１２（固体電解質
板１１２Ａと電極１１２Ｂ 、 １１２Ｃカシらなる）
とセパレート＆１１１とが交互に積層され、セパレート
板のｖ体重に直角交差した溝にはそれぞれ異なった反応
ガスが流される。
板１１２Ａと電極１１２Ｂ 、 １１２Ｃカシらなる）
とセパレート＆１１１とが交互に積層され、セパレート
板のｖ体重に直角交差した溝にはそれぞれ異なった反応
ガスが流される。
反応ガスは外部カスマニホールド（図示せず）を用いて
燃料電池に個別（こ導入される。この際燃料電池内に反
応カスを分離して充分に供給するためには単セル１１２
とセパレート＆ｌ１１とはカスシールを行つことか必要
となる。カスシールを行っために単セルとセパレート＆
１１１とを一体に焼結することか考えられるかこの方
法では、単セルとセパレート板とか異１を材料で構成さ
れるためわずかな熱膨張率の走や温度分布の不均一性に
よって一体焼結体に割れか発生する。
燃料電池に個別（こ導入される。この際燃料電池内に反
応カスを分離して充分に供給するためには単セル１１２
とセパレート＆ｌ１１とはカスシールを行つことか必要
となる。カスシールを行っために単セルとセパレート＆
１１１とを一体に焼結することか考えられるかこの方
法では、単セルとセパレート板とか異１を材料で構成さ
れるためわずかな熱膨張率の走や温度分布の不均一性に
よって一体焼結体に割れか発生する。
単セルとセパレート＆とのカスシールの必要性は、反応
カスか立体的に交差して流れることに起因している。ま
た単セルは電池の内部抵抗を低くするために肉薄ζこし
たいが、厚さが薄いと単セル製造時、反りの問題か発生
する。
カスか立体的に交差して流れることに起因している。ま
た単セルは電池の内部抵抗を低くするために肉薄ζこし
たいが、厚さが薄いと単セル製造時、反りの問題か発生
する。
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は単セル
の形成方法と反応カスのガス流路に改良を加えることに
より、製造容易で反応カスの混触が少ない固体電解質型
燃料電池を提供することにある。
の形成方法と反応カスのガス流路に改良を加えることに
より、製造容易で反応カスの混触が少ない固体電解質型
燃料電池を提供することにある。
上述の目的はこの発明によれは単セル３０と、インタコ
ネクタ１７と、基板３１Ａ 、 ３１１３ 、 とを有
し、ｊｌｉてルは酸化剤極と固体電解質体と燃料極とか
らなり基板の上に積層支持きれるものであり、インタコ
ネクタは緻密な層であり他の基板上に形成されるもので
あり、 基板は中央部の緻智質基敬３，１５と周鉱部の多孔質基
板２，１４とからなり、 緻贅宜基板は頁迫する反応カス供給孔９，１０を有し、 多孔質基板は案内羽３２を有し、ＡｉＪ記酸化剤極と燃
料惟に反応カスを供給し、 前記単セルを積層支持した基板と、ＭｒＪ記インタコネ
クタを形成した基板とは交互に積層されるものであると
することによって達５ｙ、すれる。酸化剤極、燃料極は
多孔質に形成される。固体電解質体は緻密に形成される
。基板の多孔質基板は反応カスである酸化剤ガスと燃料
ガスを拡散させ、酸化剤極と燃料極にそれぞれ反応ガス
を供給する。固体電解質体とインタコネクタは酸化剤カ
スと燃料ガスの混触を防止する。固体電解質体はイオン
導電性物質で酸化剤カスと燃料カスを供給したときに起
電力を発生する。
ネクタ１７と、基板３１Ａ 、 ３１１３ 、 とを有
し、ｊｌｉてルは酸化剤極と固体電解質体と燃料極とか
らなり基板の上に積層支持きれるものであり、インタコ
ネクタは緻密な層であり他の基板上に形成されるもので
あり、 基板は中央部の緻智質基敬３，１５と周鉱部の多孔質基
板２，１４とからなり、 緻贅宜基板は頁迫する反応カス供給孔９，１０を有し、 多孔質基板は案内羽３２を有し、ＡｉＪ記酸化剤極と燃
料惟に反応カスを供給し、 前記単セルを積層支持した基板と、ＭｒＪ記インタコネ
クタを形成した基板とは交互に積層されるものであると
することによって達５ｙ、すれる。酸化剤極、燃料極は
多孔質に形成される。固体電解質体は緻密に形成される
。基板の多孔質基板は反応カスである酸化剤ガスと燃料
ガスを拡散させ、酸化剤極と燃料極にそれぞれ反応ガス
を供給する。固体電解質体とインタコネクタは酸化剤カ
スと燃料ガスの混触を防止する。固体電解質体はイオン
導電性物質で酸化剤カスと燃料カスを供給したときに起
電力を発生する。
単セルは基板上に形成されるので反りを生することなく
肉薄に調製される。
肉薄に調製される。
基板の緻密）ｋ基板を其進して反応ガス供給孔か設けら
れるので各反応カスは多孔質基叡内を緻密な固体電解質
体とインタコネクタにより相互に分離されて放射状に流
すことができる。
れるので各反応カスは多孔質基叡内を緻密な固体電解質
体とインタコネクタにより相互に分離されて放射状に流
すことができる。
緻密質基板は反応ガス供耐孔の部分に２ける反応カスの
混触を防止する。
混触を防止する。
（５）
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
（実施例１）
面図、第１図ｔｂｌはＡ−Ａ矢視断面図である。多孔質
基板２と緻密質基板３はＮ＋０とＺｒＯ２とから形成さ
れる。工面の１つには燃料極５、固体を解質体６、酸化
剤極７からなる単セル加が形成されており、多孔質基板
の他方の面にはＨ２カスが流れる案内羽３２が設けられ
ている。また、緻密質基板３には酸化剤ガス供給孔９と
燃料ガス供給孔１０か設けられて２す、燃料ガス供給孔
１０から多孔質基板２に通じる細溝１１が設けられてい
る。ざらにＨ２ガスが流れる面の酸化剤ガス供給孔９の
周囲にはガスシール用のガラス１１ング溝１２か設けら
れている。
基板２と緻密質基板３はＮ＋０とＺｒＯ２とから形成さ
れる。工面の１つには燃料極５、固体を解質体６、酸化
剤極７からなる単セル加が形成されており、多孔質基板
の他方の面にはＨ２カスが流れる案内羽３２が設けられ
ている。また、緻密質基板３には酸化剤ガス供給孔９と
燃料ガス供給孔１０か設けられて２す、燃料ガス供給孔
１０から多孔質基板２に通じる細溝１１が設けられてい
る。ざらにＨ２ガスが流れる面の酸化剤ガス供給孔９の
周囲にはガスシール用のガラス１１ング溝１２か設けら
れている。
このような単電池板はつぎのようにし゛Ｃ調製される。
すなわちまず０．１μｍ程夏のＮｊＯとＺｒ０ｚ ＜７
）粉末を混合し、厚さ２ ’ｍｍの円板にプレス成形後
、１５００°Ｃで焼結して緻密質基板３を得る。つぎに
同（６） 様にして得た基板を粉砕して、１０μｍ程度の粉末を得
る。円板状の金塊の中央部に緻密な円板を置き、周囲に
粉砕した粉末を品め、プレス成形後、１３００℃で焼結
し、周囲を多孔賀状にして本発明に必要な基＆３１Ｂを
得る。つぎにプラズマ浴射で、燃料極５、固体電解質体
６、酸化剤極７を順次溶射形成する。
）粉末を混合し、厚さ２ ’ｍｍの円板にプレス成形後
、１５００°Ｃで焼結して緻密質基板３を得る。つぎに
同（６） 様にして得た基板を粉砕して、１０μｍ程度の粉末を得
る。円板状の金塊の中央部に緻密な円板を置き、周囲に
粉砕した粉末を品め、プレス成形後、１３００℃で焼結
し、周囲を多孔賀状にして本発明に必要な基＆３１Ｂを
得る。つぎにプラズマ浴射で、燃料極５、固体電解質体
６、酸化剤極７を順次溶射形成する。
第２図はこの発明の実施例に係るインタコネクタを積層
支持した基板（セパレート＆）を示し、第２ ｒ’ｌＪ
（ａｌは平面図、第２図（ｂｌはＢ−Ｂ矢視図である
。多孔質基板１４と緻密質基板１５はランタンマンカ゛
ナイト（ＬａａｌｎＯ３）”ａ−用いてルー＃、される
。工面の１つにはランタンクロマイト（ＬａＣｒ０３）
からなるインタコネクタ１７か設けられ他の面には空気
を導く案内駒３２が設？すられる。
支持した基板（セパレート＆）を示し、第２ ｒ’ｌＪ
（ａｌは平面図、第２図（ｂｌはＢ−Ｂ矢視図である
。多孔質基板１４と緻密質基板１５はランタンマンカ゛
ナイト（ＬａａｌｎＯ３）”ａ−用いてルー＃、される
。工面の１つにはランタンクロマイト（ＬａＣｒ０３）
からなるインタコネクタ１７か設けられ他の面には空気
を導く案内駒３２が設？すられる。
緻密質基板１５には酸化剤ガス供給孔９と燃料ガス供給
孔１０か設けられて２つ、酸化剤ガス供給孔９力八ら多
孔質基板に通じる細溝２１が設けられている。燃料カス
供給孔１０の周囲にはガスシール用のガラスリング溝２
２か設けられている。
孔１０か設けられて２つ、酸化剤ガス供給孔９力八ら多
孔質基板に通じる細溝２１が設けられている。燃料カス
供給孔１０の周囲にはガスシール用のガラスリング溝２
２か設けられている。
このようなセパレート板はつぎのよつにして調製される
。Ｑ、ｌｐｍ程度のＬａ Ｍ ｎｏ ３の粉末を厚ざ２
’ｍｍの円板にプレス成形後、１３００°Ｃで焼結して
緻密質基板を得る。つぎに同様にして得た円板を粉砕し
て、１０μｍ８度の粉末を得る。円板状の金型の中央部
に緻密な基板を置き、周囲に粉砕した粉末を結め、プレ
ス成形後、１１００℃で焼結し、周囲を多孔賀状にして
不発明に必要な基＆３１八を得る。
。Ｑ、ｌｐｍ程度のＬａ Ｍ ｎｏ ３の粉末を厚ざ２
’ｍｍの円板にプレス成形後、１３００°Ｃで焼結して
緻密質基板を得る。つぎに同様にして得た円板を粉砕し
て、１０μｍ８度の粉末を得る。円板状の金型の中央部
に緻密な基板を置き、周囲に粉砕した粉末を結め、プレ
ス成形後、１１００℃で焼結し、周囲を多孔賀状にして
不発明に必要な基＆３１八を得る。
電池を示す断面図である。ガラス１１ング屓が電池の運
転時に溶融状態となり、ガスシールを確実にする。反応
ガスは積、脣された電池の周囲に排出される。
転時に溶融状態となり、ガスシールを確実にする。反応
ガスは積、脣された電池の周囲に排出される。
（実施例２）
ＬａＣｒ ＯＢ製の緻密質基板と、Ｎ＋０とＺｒＯ２か
らなる多孔質基板（いずれも図示せず）をアルミナセＬ
ａ ＣｒＯ３製の緻密ＩＮ、基板とＬａＭｎ、０３製多
孔貴基板（いずれも図示せす）をアルミナセメントで接
着し、インタコネクタを積層支持してセパレート板を調
製することができる。ＬａＣｒ０３に替えて、す２０３
を使うこともできる。
らなる多孔質基板（いずれも図示せず）をアルミナセＬ
ａ ＣｒＯ３製の緻密ＩＮ、基板とＬａＭｎ、０３製多
孔貴基板（いずれも図示せす）をアルミナセメントで接
着し、インタコネクタを積層支持してセパレート板を調
製することができる。ＬａＣｒ０３に替えて、す２０３
を使うこともできる。
この発明によれば単セルと、インタコネクタと、基板、
とを有し、 単セルは酸化剤像と固体電解質体と燃料極とからなり基
板の上に積層支持されるものであり、インタコネクタは
緻密な層であり他の基板上に形成されるものであり、 基板は中央部の緻密質基板と周縁部の多孔質基板とから
なり、 緻密質基板は貫通する反応カス供給孔を有し、多孔質基
板は案内駒を有し、前記酸化剤極と燃料極に反応ガスを
供給し、 前記単セルを積層支持した基板と、前記インタコネクタ
を形成した基板とは交互にＰＪＮされるので単セルは反
りを発生しないで肉薄に基板上に形成され、また反応ガ
スは緻密質の固体電解質体と（９） インタコネクタにより分離されそれぞれ放射状にθすれ
、この際反応ガス供給孔は緻密質基板によりガスリーク
か防止され、その結果製造芥易で反応ガスの混触の少な
い固体を解質型燃料電池が得られる。
とを有し、 単セルは酸化剤像と固体電解質体と燃料極とからなり基
板の上に積層支持されるものであり、インタコネクタは
緻密な層であり他の基板上に形成されるものであり、 基板は中央部の緻密質基板と周縁部の多孔質基板とから
なり、 緻密質基板は貫通する反応カス供給孔を有し、多孔質基
板は案内駒を有し、前記酸化剤極と燃料極に反応ガスを
供給し、 前記単セルを積層支持した基板と、前記インタコネクタ
を形成した基板とは交互にＰＪＮされるので単セルは反
りを発生しないで肉薄に基板上に形成され、また反応ガ
スは緻密質の固体電解質体と（９） インタコネクタにより分離されそれぞれ放射状にθすれ
、この際反応ガス供給孔は緻密質基板によりガスリーク
か防止され、その結果製造芥易で反応ガスの混触の少な
い固体を解質型燃料電池が得られる。
第１図はこの発明の実施例に係る単＝ｘ板を示し第１図
（ａｌは平面図、第１図（ｂｌはＡ−Ａ矢視断面図、第
２図はこの発明の実施例に係るセパレート板を示し、第
２図［ａｌは平面図、第２図（ｂ）はＢ−Ｂ矢視断面図
、第３図はこの発明の実施例に係る単＃Ｌしり 、＝Ｉ＝＝ｒ板とセパレート板の積層状態を示す断面図
、第４図は従来の固体電解質型燃料電池を示す分解斜視
図である。
（ａｌは平面図、第１図（ｂｌはＡ−Ａ矢視断面図、第
２図はこの発明の実施例に係るセパレート板を示し、第
２図［ａｌは平面図、第２図（ｂ）はＢ−Ｂ矢視断面図
、第３図はこの発明の実施例に係る単＃Ｌしり 、＝Ｉ＝＝ｒ板とセパレート板の積層状態を示す断面図
、第４図は従来の固体電解質型燃料電池を示す分解斜視
図である。
２：多孔質基板、３：緻密質基板、９：酸化剤ガス供給
孔、１０：燃料ガス供給孔、１４：多孔質基板、１５：
緻密質基板、１７：インタコネクタ、３ｏ二単セル、３
１Ａ、３１Ｂ：基板、３２：案内駒。
孔、１０：燃料ガス供給孔、１４：多孔質基板、１５：
緻密質基板、１７：インタコネクタ、３ｏ二単セル、３
１Ａ、３１Ｂ：基板、３２：案内駒。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）単セルと、インタコネクタと、基板、とを有し、 単セルは酸化剤極と固体電解質体と燃料極とからなり基
板の上に積層支持されるものであり、インタコネクタは
緻密な層であり他の基板上に形成されるものであり、 基板は中央部の緻密質基板と周縁部の多孔質基板とから
なり、 緻密質基板は貫通する反応ガス供給孔を有し、多孔質基
板は案内羽を有し、前記酸化剤極と燃料極に反応ガスを
供給し、 前記単セルを積層支持した基板と、前記インタコネクタ
を形成した基板とは交互に積層されるものであることを
特徴とする固体電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1272154A JPH03134965A (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1272154A JPH03134965A (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03134965A true JPH03134965A (ja) | 1991-06-07 |
Family
ID=17509844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1272154A Pending JPH03134965A (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03134965A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921583A1 (de) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Abdichten von Hochtemperatur-Brennstoffzellen und von Hochtemperatur-Brennstoffzellenstapel |
| KR100466096B1 (ko) * | 2002-07-05 | 2005-01-13 | 한국과학기술연구원 | 단일가스경로 구조를 가지는 원반형 분리판 및 이를이용한 용융탄산염 연료전지 스택 |
| KR20180130125A (ko) * | 2017-05-29 | 2018-12-07 | 주식회사 두산 | 수전해 스택 |
-
1989
- 1989-10-19 JP JP1272154A patent/JPH03134965A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921583A1 (de) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Abdichten von Hochtemperatur-Brennstoffzellen und von Hochtemperatur-Brennstoffzellenstapel |
| KR100466096B1 (ko) * | 2002-07-05 | 2005-01-13 | 한국과학기술연구원 | 단일가스경로 구조를 가지는 원반형 분리판 및 이를이용한 용융탄산염 연료전지 스택 |
| KR20180130125A (ko) * | 2017-05-29 | 2018-12-07 | 주식회사 두산 | 수전해 스택 |
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