JP3437857B2 - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は固体電解質を用いた固
体電解質型燃料電池に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】固体電解質型燃料電池は、イットリア安
定化ジルコニア（ＹＳＺ）やカルシア安定化ジルコニア
（ＣＳＺ）などの固体電解質を挟んで、例えばペロブス
カイト型ランタン系複合化合物からなる空気電極とニッ
ケルなどを主体とする燃料電極とを設け、この各電極に
臨ませて流される空気と燃料ガスとを固体電解質を介し
て電気化学的に反応させることにより起電力を得るもの
である。この種の燃料電池では、燃料ガス流路と空気流
路とを気密状態に分離する必要があるので、従来では、
例えば固体電解質を筒状に形成し、その内外面に前記各
電極を設けた筒状の単セルによって電力を得るようにし
たものが知られている。この場合、単セルで得られる電
力が少ないので、互いに電気的に直列に接続される複数
の単セルを筒状のセルスタック中に形成し、このセルス
タックを介して電力を得るようにした燃料電池も多い。 【０００３】図３はこのような従来の燃料電池のセルス
タック周りの断面を示している。図において、符号１は
一端部が閉塞された円筒状のセルスタックであり、この
セルスタック１は長い円筒状の多孔質な基体管２と、こ
の基体管２の外方に形成された短い円筒状の複数の単セ
ル３と、単セル３同士を互いに電気的に直列に接続する
導電性のインタコネクタ４と、電力取り出し用の上部側
および下部側リード５，６と、閉塞キャップ７等とから
構成されている。 【０００４】単セル３は円筒状の固体電解質３ａを内方
の燃料電極３ｂと外方の空気電極３ｃとで挟み付けたも
ので、上部側の単セル３の空気電極３ｃと下部側の単セ
ル３の燃料電極３ｂとがインタコネクタ４により接続さ
れている。そして、最上部の単セル３の燃料電極３ｂと
上部側リード５とが接続され、最下部の単セル３の空気
電極３ｃと下部側リード６とが接続されている。なお、
下部側リード６は断面Ｕ字形に屈曲し、基体管２の内方
に延出されている。 【０００５】上記セルスタック１の内方には小径で導電
性の燃料注入管８が閉塞キャップ７の近傍まで差し込ま
れており、セルスタック１の基体管２とこの燃料注入管
８間に下から上に向かって燃料ガス流路９が形成されて
いるとともに、このセルスタック１の外方に空気流路１
０が形成されている。また、セルスタック１内の燃料ガ
ス流路９内には下部側リード６と燃料注入管８とを導通
させるように導電性フェルト１１が収容され、かつ上部
側リード５および燃料注入管８の上部には集電線１２，
１３が取り付けられている。 【０００６】つぎにこの燃料電池の作用を説明する。燃
料注入管８を介して燃料ガス流路９に流される燃料ガス
は基体管２および単セル３の燃料電極３ｂ内を拡散し、
固体電解質３ａの一側に達する。また、空気流路１０に
流される空気は単セル３の空気電極３ｃ中を拡散して固
体電解質３ａの一側に達し、その酸素がイオンとなって
固体電解質３ａ中を通過して燃料電極３ｂ側に達して、
この酸素イオンと燃料ガスとが電気化学的に反応して単
セル３に起電力が発生する。そして、単セル３の数だけ
加えられた電力が、上部側リード５に取り付けられた集
電線１２と、下部側リード６から導電性フェルト１１を
介して燃料注入管８に取り付けられた集電線１３とから
取り出される。 【０００７】なお、発電にあたり単セル３には熱が発生
し、セルスタック１は温度が上昇して熱膨張するが、こ
のセルスタック１はその上部側が固定され下方にその熱
膨張が逃されるようになっているため、セルスタック１
の下端は閉塞され、燃料ガスは一旦燃料注入管８を介し
てセルスタック１の下部側に導入された後、セルスタッ
ク１内で空気と同一方向に流されるようになっている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の燃料電池で
は、セルスタック１中の複数の単セル３から電力を取り
出すのに、セルスタック１の上部側と下部側とから電力
を取り出す必要があるが、電力取り出し後の電力の使用
を容易にするため、一対の集電線１２，１３は互いに近
接した位置にあることが望まれる。したがって、特にセ
ルスタック１の下部側から電力を取り出す場合には、下
部側リード６、導電性フェルト１１、燃料注入管８およ
び集電線１３を経由する必要があり、下部側リード６か
ら集電線１３までの距離が長くなってしまうという問題
があった。このため、下部側の電力取り出し用のリード
部分の抵抗が大きくなり、このリード部分における電力
ロスが大きくなってしまうという問題があった。 【０００９】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、複数の単セルが直列に接続されている筒状のセル
スタックから、大きな電力ロスなく電力が取り出せる固
体電解質型燃料電池を提供することを目的とするもので
ある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、一端部が閉塞した支持管の外表面
に、固体電解質を挟んで一対の電極を設けた複数の単セ
ルを形成し、かつそれらの単セルを直列に接続した固体
電解質型燃料電池において、前記支持管の外表面が軸線
方向に沿って設けた帯状の絶縁体によって偶数個の領域
に区分され、これらの各領域に、軸線方向に沿って互い
に直列に接続された円弧状断面の複数の単セルが形成さ
れるとともに、前記支持管の閉塞端側の各領域における
単セル同士が直列に接続され、さらに前記支持管の開口
端側の一方の単セルにおける一方の電極と他方の単セル
における他方の電極とからリードが引き出されているこ
とを特徴とするものである。 【００１１】 【作用】例えば支持管の外表面が軸線方向に沿って設け
た帯状の絶縁体によって二つの領域に区分けされている
タイブで、絶縁体で区分された支持管の外表面のうちの
片面に形成された１列目の単セル群のうち閉塞端側単セ
ルと、他方の片面に形成された２列目の単セル群のうち
の閉塞端側単セルとが直列に接続され、かつ各単セル群
中の各単セルがそれぞれ直列に接続されているので、２
つの単セル群中のすべての単セルは互いに直列に接続さ
れる。したがって、このセルスタックからの電力の取り
出しは、支持管の開口端側の１列目と２列目の単セル群
中の向いあった一対の単セルの陽極側と陰極側からリー
ドを引き出すことによりなされる。したがって、セルス
タックからの電力取り出し用のリードは短くて済むこと
になる。 【００１２】 【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照しつつ
説明する。図１はこの発明の一実施例である固体電解質
型燃料電池のセルスタック周りの縦断面図、図２はこの
セルスタックの横断面図である。 【００１３】図において、符号２０は下端に閉塞部２０
ａが形成され、上端に開口部が形成された円筒状のセル
スタックである。このセルスタック２０は支持管２１、
単セル２２、インタコネクタ２３、保護膜２５，２６、
リード２７，２８および絶縁体２９から構成されてい
る。支持管２１は強度のある多孔質材料（例えば多孔質
のアルミナ管）から構成されており、下端が閉塞した円
筒形状をしている。この支持管２１の外面側にはその長
手方向に向かって２本の細い絶縁体２９が１８０度離間
して取り付けられており、この２つの絶縁体２９は支持
管２１の閉塞部でつながった状態となっている。この絶
縁体２９で２つに分けられた支持管２１の外表面上に
は、この支持管２１の長手方向に向って互いに近接した
状態で配置される短い半円筒状の複数の単セル２２（以
下これらを単セル群という）が２列に亘って形成されて
いる。 【００１４】単セル２２は半円筒状の固体電解質２２ａ
の内面側を燃料電極２２ｂ、外面側を空気電極２２ｃで
挟みつけて形成されており、一列目の単セル群Ｇ１中の
各隣接する単セル２２同士は、上方の単セル２２の空気
電極２２ｃと下方の単セル２２の燃料電極２２ｂとが半
リング状のインタコネクタ２３により電気的に接続さ
れ、二列目の単セル群Ｇ２中の各隣接する単セル２２同
士は、下方の単セル２２の空気電極２２ｃと上方の単セ
ル２２の燃料電極２２ｂとがインタコネクタ２３により
電気的に接続されている。 【００１５】また、二列目の単セル群Ｇ２中の最下部の
単セル２２Ｂの固体電解質２２ａおよび燃料電極２２ｂ
は、支持管２１の閉塞部を通って一列目の単セル群Ｇ１
中の最下部の単セル２２Ａ近傍まで達しており、単セル
２２Ｂの燃料電極２２ｂと単セル２２Ａの空気電極２２
ｃとがインタコネクタ２３により電気的に接続されてい
る。 【００１６】さらに一列目の単セル群Ｇ１中の最上部の
単セル２２の燃料電極２２ｂにはリード２７が取り付け
られ、二列目の単セル群Ｇ２中の最上部の単セル２２の
空気電極２２ｃにはリード２８が取り付けられている。
なお、インタコネクタ２３およびリード２７，２８の外
面は、絶縁性の保護膜２５，２６により覆われている。 【００１７】すなわち、一列目の単セル群Ｇ１中の各単
セル２２は上方のリード２７を陰極側とし、最下部に位
置する単セル２２Ａの空気電極２２ｃを陽極側として電
気的に直列に接続されており、二列目の単セル群Ｇ２中
の各単セル２２は最下部に位置する単セル２２Ｂの燃料
電極２２ｂを陰極側とし、上方のリード２８を陽極側と
して電気的に直列に接続されている。また、一列目の単
セル群Ｇ１中の単セル２２Ａの空気電極２２ｃと二列目
の単セル群Ｇ２中の単セル２２Ｂの燃料電極２２ｂと
が、燃料電極２２ｂの延長部により電気的に接続されて
いるため、結局一列目の単セル群Ｇ１と二列目の単セル
群Ｇ２とが電気的に直列に接続されていることとなる。 【００１８】また、セルスタック２０の上端部は第１空
気室３０と第１燃料ガス室３１とを分ける第１仕切板３
４に取り付けられているとともに、セルスタック２０内
には、その上端部が第１燃料ガス室３１と第２燃料ガス
室３２とを分ける第２仕切板３５に取り付けられた燃料
注入管３７がその閉塞部２０ａ近傍まで差し込まれてい
る。そして、セルスタック２０内方には燃料注入管３７
の外方に燃料ガス流路３８が形成され、セルスタック２
０外方の第１空気室３０内にはセルスタック２０に沿っ
て空気流路３９が形成されている。また、セルスタック
２０の下方には第１空気室３０と第２空気室３３を分け
る第３仕切板３６が設けられ、この第３仕切板３６の孔
部３６ａを介して第２空気室３３側から第１空気室３０
内の空気流路３９に空気が供給される。なお４０，４１
はそれぞれ、リード２７，２８に取り付けられた集電線
である。 【００１９】つぎにこの燃料電池の作用を説明する。第
２空気室３３側から第３仕切板３６の孔部３６ａを介し
て第１空気室３０内の空気流路３９に空気が供給され、
第１燃料ガス室３１側から燃料注入管３７を介してセル
スタック２０内の燃料ガス流路３８に燃料ガスが供給さ
れると、支持管２１および単セル２２の燃料電極２２ｂ
中を拡散した燃料ガスと、単セル２２の空気電極２２ｃ
中を拡散した空気とが、固体電解質２２ａを介して電気
化学的に反応し、各単セル２２に起電力が発生する。そ
して、セルスタック２０の互いに直列に接続される一列
目の単セル群Ｇ１と、同様に互いに直列に接続される二
列目の単セル群Ｇ２とは互いに直列に接続されているた
め、このセルスタック２０からはリード２７，２８に接
続される集電線４０，４１を介して電力が取り出され
る。 【００２０】この場合、セルスタック２０のリード２
７，２８はこのセルスタック２０最上部に形成されてい
る２つの単セル２２に接続されるものであるため、その
長さが短く、このリード２７，２８の抵抗も小さい。し
たがって、この燃料電池ではリード２７，２８による電
力ロスを小さく抑えた状態で外部に電力を取り出すこと
ができる。また、このセルスタック２０では従来のセル
スタックの２倍の数の単セルを直列に接続しているた
め、その分電圧が大きくなる。なお、使用済みの燃料ガ
スはセルスッタック２０から第１燃料ガス室３１に排出
された後、燃料電池外に排出され、使用済みの空気も第
１仕切板３４近傍に達した後、燃料電池外に排出され
る。 【００２１】以上のように、この実施例の燃料電池で
は、従来の燃料電池のようにセルスタックからの電力取
り出し用のリードを長くとる必要がないため、リードに
よる電力ロスを小さく抑えることができ、発電効率を高
めることができる。また、この実施例の燃料電池では従
来の燃料電池に比べ、セルスタック２０中で直列に接続
される単セル２２の数を偶数倍にすることができるた
め、燃料電池からの取り出し電圧を大きくすることがで
きる。なお、この実施例において、燃料電池には１本の
セルスタック２０を有する場合について説明したが、同
様のセルスタック２０を複数備え、これらを集電線によ
り直列等に接続した燃料電池であってもよいことはもち
ろんである。 【００２２】 【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
によれば、セルスタックの長手方向に形成された偶数列
の円弧状断面の単セル群中のすべての単セルを互いに直
列に接続し、このセルスタックからの電力の取り出し用
のリードを短くできるようにしているため、リードの抵
抗によって生じる電力ロスを小さく抑えることができ
る。したがって燃料電池の発電効率を向上させることが
できる。
体電解質型燃料電池に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】固体電解質型燃料電池は、イットリア安
定化ジルコニア（ＹＳＺ）やカルシア安定化ジルコニア
（ＣＳＺ）などの固体電解質を挟んで、例えばペロブス
カイト型ランタン系複合化合物からなる空気電極とニッ
ケルなどを主体とする燃料電極とを設け、この各電極に
臨ませて流される空気と燃料ガスとを固体電解質を介し
て電気化学的に反応させることにより起電力を得るもの
である。この種の燃料電池では、燃料ガス流路と空気流
路とを気密状態に分離する必要があるので、従来では、
例えば固体電解質を筒状に形成し、その内外面に前記各
電極を設けた筒状の単セルによって電力を得るようにし
たものが知られている。この場合、単セルで得られる電
力が少ないので、互いに電気的に直列に接続される複数
の単セルを筒状のセルスタック中に形成し、このセルス
タックを介して電力を得るようにした燃料電池も多い。 【０００３】図３はこのような従来の燃料電池のセルス
タック周りの断面を示している。図において、符号１は
一端部が閉塞された円筒状のセルスタックであり、この
セルスタック１は長い円筒状の多孔質な基体管２と、こ
の基体管２の外方に形成された短い円筒状の複数の単セ
ル３と、単セル３同士を互いに電気的に直列に接続する
導電性のインタコネクタ４と、電力取り出し用の上部側
および下部側リード５，６と、閉塞キャップ７等とから
構成されている。 【０００４】単セル３は円筒状の固体電解質３ａを内方
の燃料電極３ｂと外方の空気電極３ｃとで挟み付けたも
ので、上部側の単セル３の空気電極３ｃと下部側の単セ
ル３の燃料電極３ｂとがインタコネクタ４により接続さ
れている。そして、最上部の単セル３の燃料電極３ｂと
上部側リード５とが接続され、最下部の単セル３の空気
電極３ｃと下部側リード６とが接続されている。なお、
下部側リード６は断面Ｕ字形に屈曲し、基体管２の内方
に延出されている。 【０００５】上記セルスタック１の内方には小径で導電
性の燃料注入管８が閉塞キャップ７の近傍まで差し込ま
れており、セルスタック１の基体管２とこの燃料注入管
８間に下から上に向かって燃料ガス流路９が形成されて
いるとともに、このセルスタック１の外方に空気流路１
０が形成されている。また、セルスタック１内の燃料ガ
ス流路９内には下部側リード６と燃料注入管８とを導通
させるように導電性フェルト１１が収容され、かつ上部
側リード５および燃料注入管８の上部には集電線１２，
１３が取り付けられている。 【０００６】つぎにこの燃料電池の作用を説明する。燃
料注入管８を介して燃料ガス流路９に流される燃料ガス
は基体管２および単セル３の燃料電極３ｂ内を拡散し、
固体電解質３ａの一側に達する。また、空気流路１０に
流される空気は単セル３の空気電極３ｃ中を拡散して固
体電解質３ａの一側に達し、その酸素がイオンとなって
固体電解質３ａ中を通過して燃料電極３ｂ側に達して、
この酸素イオンと燃料ガスとが電気化学的に反応して単
セル３に起電力が発生する。そして、単セル３の数だけ
加えられた電力が、上部側リード５に取り付けられた集
電線１２と、下部側リード６から導電性フェルト１１を
介して燃料注入管８に取り付けられた集電線１３とから
取り出される。 【０００７】なお、発電にあたり単セル３には熱が発生
し、セルスタック１は温度が上昇して熱膨張するが、こ
のセルスタック１はその上部側が固定され下方にその熱
膨張が逃されるようになっているため、セルスタック１
の下端は閉塞され、燃料ガスは一旦燃料注入管８を介し
てセルスタック１の下部側に導入された後、セルスタッ
ク１内で空気と同一方向に流されるようになっている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の燃料電池で
は、セルスタック１中の複数の単セル３から電力を取り
出すのに、セルスタック１の上部側と下部側とから電力
を取り出す必要があるが、電力取り出し後の電力の使用
を容易にするため、一対の集電線１２，１３は互いに近
接した位置にあることが望まれる。したがって、特にセ
ルスタック１の下部側から電力を取り出す場合には、下
部側リード６、導電性フェルト１１、燃料注入管８およ
び集電線１３を経由する必要があり、下部側リード６か
ら集電線１３までの距離が長くなってしまうという問題
があった。このため、下部側の電力取り出し用のリード
部分の抵抗が大きくなり、このリード部分における電力
ロスが大きくなってしまうという問題があった。 【０００９】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、複数の単セルが直列に接続されている筒状のセル
スタックから、大きな電力ロスなく電力が取り出せる固
体電解質型燃料電池を提供することを目的とするもので
ある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、一端部が閉塞した支持管の外表面
に、固体電解質を挟んで一対の電極を設けた複数の単セ
ルを形成し、かつそれらの単セルを直列に接続した固体
電解質型燃料電池において、前記支持管の外表面が軸線
方向に沿って設けた帯状の絶縁体によって偶数個の領域
に区分され、これらの各領域に、軸線方向に沿って互い
に直列に接続された円弧状断面の複数の単セルが形成さ
れるとともに、前記支持管の閉塞端側の各領域における
単セル同士が直列に接続され、さらに前記支持管の開口
端側の一方の単セルにおける一方の電極と他方の単セル
における他方の電極とからリードが引き出されているこ
とを特徴とするものである。 【００１１】 【作用】例えば支持管の外表面が軸線方向に沿って設け
た帯状の絶縁体によって二つの領域に区分けされている
タイブで、絶縁体で区分された支持管の外表面のうちの
片面に形成された１列目の単セル群のうち閉塞端側単セ
ルと、他方の片面に形成された２列目の単セル群のうち
の閉塞端側単セルとが直列に接続され、かつ各単セル群
中の各単セルがそれぞれ直列に接続されているので、２
つの単セル群中のすべての単セルは互いに直列に接続さ
れる。したがって、このセルスタックからの電力の取り
出しは、支持管の開口端側の１列目と２列目の単セル群
中の向いあった一対の単セルの陽極側と陰極側からリー
ドを引き出すことによりなされる。したがって、セルス
タックからの電力取り出し用のリードは短くて済むこと
になる。 【００１２】 【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照しつつ
説明する。図１はこの発明の一実施例である固体電解質
型燃料電池のセルスタック周りの縦断面図、図２はこの
セルスタックの横断面図である。 【００１３】図において、符号２０は下端に閉塞部２０
ａが形成され、上端に開口部が形成された円筒状のセル
スタックである。このセルスタック２０は支持管２１、
単セル２２、インタコネクタ２３、保護膜２５，２６、
リード２７，２８および絶縁体２９から構成されてい
る。支持管２１は強度のある多孔質材料（例えば多孔質
のアルミナ管）から構成されており、下端が閉塞した円
筒形状をしている。この支持管２１の外面側にはその長
手方向に向かって２本の細い絶縁体２９が１８０度離間
して取り付けられており、この２つの絶縁体２９は支持
管２１の閉塞部でつながった状態となっている。この絶
縁体２９で２つに分けられた支持管２１の外表面上に
は、この支持管２１の長手方向に向って互いに近接した
状態で配置される短い半円筒状の複数の単セル２２（以
下これらを単セル群という）が２列に亘って形成されて
いる。 【００１４】単セル２２は半円筒状の固体電解質２２ａ
の内面側を燃料電極２２ｂ、外面側を空気電極２２ｃで
挟みつけて形成されており、一列目の単セル群Ｇ１中の
各隣接する単セル２２同士は、上方の単セル２２の空気
電極２２ｃと下方の単セル２２の燃料電極２２ｂとが半
リング状のインタコネクタ２３により電気的に接続さ
れ、二列目の単セル群Ｇ２中の各隣接する単セル２２同
士は、下方の単セル２２の空気電極２２ｃと上方の単セ
ル２２の燃料電極２２ｂとがインタコネクタ２３により
電気的に接続されている。 【００１５】また、二列目の単セル群Ｇ２中の最下部の
単セル２２Ｂの固体電解質２２ａおよび燃料電極２２ｂ
は、支持管２１の閉塞部を通って一列目の単セル群Ｇ１
中の最下部の単セル２２Ａ近傍まで達しており、単セル
２２Ｂの燃料電極２２ｂと単セル２２Ａの空気電極２２
ｃとがインタコネクタ２３により電気的に接続されてい
る。 【００１６】さらに一列目の単セル群Ｇ１中の最上部の
単セル２２の燃料電極２２ｂにはリード２７が取り付け
られ、二列目の単セル群Ｇ２中の最上部の単セル２２の
空気電極２２ｃにはリード２８が取り付けられている。
なお、インタコネクタ２３およびリード２７，２８の外
面は、絶縁性の保護膜２５，２６により覆われている。 【００１７】すなわち、一列目の単セル群Ｇ１中の各単
セル２２は上方のリード２７を陰極側とし、最下部に位
置する単セル２２Ａの空気電極２２ｃを陽極側として電
気的に直列に接続されており、二列目の単セル群Ｇ２中
の各単セル２２は最下部に位置する単セル２２Ｂの燃料
電極２２ｂを陰極側とし、上方のリード２８を陽極側と
して電気的に直列に接続されている。また、一列目の単
セル群Ｇ１中の単セル２２Ａの空気電極２２ｃと二列目
の単セル群Ｇ２中の単セル２２Ｂの燃料電極２２ｂと
が、燃料電極２２ｂの延長部により電気的に接続されて
いるため、結局一列目の単セル群Ｇ１と二列目の単セル
群Ｇ２とが電気的に直列に接続されていることとなる。 【００１８】また、セルスタック２０の上端部は第１空
気室３０と第１燃料ガス室３１とを分ける第１仕切板３
４に取り付けられているとともに、セルスタック２０内
には、その上端部が第１燃料ガス室３１と第２燃料ガス
室３２とを分ける第２仕切板３５に取り付けられた燃料
注入管３７がその閉塞部２０ａ近傍まで差し込まれてい
る。そして、セルスタック２０内方には燃料注入管３７
の外方に燃料ガス流路３８が形成され、セルスタック２
０外方の第１空気室３０内にはセルスタック２０に沿っ
て空気流路３９が形成されている。また、セルスタック
２０の下方には第１空気室３０と第２空気室３３を分け
る第３仕切板３６が設けられ、この第３仕切板３６の孔
部３６ａを介して第２空気室３３側から第１空気室３０
内の空気流路３９に空気が供給される。なお４０，４１
はそれぞれ、リード２７，２８に取り付けられた集電線
である。 【００１９】つぎにこの燃料電池の作用を説明する。第
２空気室３３側から第３仕切板３６の孔部３６ａを介し
て第１空気室３０内の空気流路３９に空気が供給され、
第１燃料ガス室３１側から燃料注入管３７を介してセル
スタック２０内の燃料ガス流路３８に燃料ガスが供給さ
れると、支持管２１および単セル２２の燃料電極２２ｂ
中を拡散した燃料ガスと、単セル２２の空気電極２２ｃ
中を拡散した空気とが、固体電解質２２ａを介して電気
化学的に反応し、各単セル２２に起電力が発生する。そ
して、セルスタック２０の互いに直列に接続される一列
目の単セル群Ｇ１と、同様に互いに直列に接続される二
列目の単セル群Ｇ２とは互いに直列に接続されているた
め、このセルスタック２０からはリード２７，２８に接
続される集電線４０，４１を介して電力が取り出され
る。 【００２０】この場合、セルスタック２０のリード２
７，２８はこのセルスタック２０最上部に形成されてい
る２つの単セル２２に接続されるものであるため、その
長さが短く、このリード２７，２８の抵抗も小さい。し
たがって、この燃料電池ではリード２７，２８による電
力ロスを小さく抑えた状態で外部に電力を取り出すこと
ができる。また、このセルスタック２０では従来のセル
スタックの２倍の数の単セルを直列に接続しているた
め、その分電圧が大きくなる。なお、使用済みの燃料ガ
スはセルスッタック２０から第１燃料ガス室３１に排出
された後、燃料電池外に排出され、使用済みの空気も第
１仕切板３４近傍に達した後、燃料電池外に排出され
る。 【００２１】以上のように、この実施例の燃料電池で
は、従来の燃料電池のようにセルスタックからの電力取
り出し用のリードを長くとる必要がないため、リードに
よる電力ロスを小さく抑えることができ、発電効率を高
めることができる。また、この実施例の燃料電池では従
来の燃料電池に比べ、セルスタック２０中で直列に接続
される単セル２２の数を偶数倍にすることができるた
め、燃料電池からの取り出し電圧を大きくすることがで
きる。なお、この実施例において、燃料電池には１本の
セルスタック２０を有する場合について説明したが、同
様のセルスタック２０を複数備え、これらを集電線によ
り直列等に接続した燃料電池であってもよいことはもち
ろんである。 【００２２】 【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
によれば、セルスタックの長手方向に形成された偶数列
の円弧状断面の単セル群中のすべての単セルを互いに直
列に接続し、このセルスタックからの電力の取り出し用
のリードを短くできるようにしているため、リードの抵
抗によって生じる電力ロスを小さく抑えることができ
る。したがって燃料電池の発電効率を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例である燃料電池のセルスタ
ック周りの縦断面図である。 【図２】このセルスタックの横断面図である。 【図３】従来の燃料電池のセルスタック周りの縦断面図
である。 【符号の説明】 ２０…セルスタック、 ２０ａ…閉塞部、 ２２…単セ
ル、 ２２Ａ…単セル（閉塞部側単セル）、 ２２Ｂ…
単セル（閉塞部側単セル）、 ２２ａ…固体電解質、
２２ｂ…燃料電極（電極）、 ２２ｃ…空気電極（電
極）、 ２７，２８…リード、 Ｇ１…一列目の単セル
群、 Ｇ２…二列目の単セル群。
ック周りの縦断面図である。 【図２】このセルスタックの横断面図である。 【図３】従来の燃料電池のセルスタック周りの縦断面図
である。 【符号の説明】 ２０…セルスタック、 ２０ａ…閉塞部、 ２２…単セ
ル、 ２２Ａ…単セル（閉塞部側単セル）、 ２２Ｂ…
単セル（閉塞部側単セル）、 ２２ａ…固体電解質、
２２ｂ…燃料電極（電極）、 ２２ｃ…空気電極（電
極）、 ２７，２８…リード、 Ｇ１…一列目の単セル
群、 Ｇ２…二列目の単セル群。
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フロントページの続き
(72)発明者 岩澤 力
東京都江東区木場一丁目５番１号 株式
会社フジクラ内
(72)発明者 山岡 悟
東京都江東区木場一丁目５番１号 株式
会社フジクラ内
(56)参考文献 特開 平３−62460（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−312164（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−133464（ＪＰ，Ａ)
特開 昭48−4941（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−151164（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 8/24
H01M 8/02
H01M 8/12
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一端部が閉塞した支持管の外表面に、固
体電解質を挟んで一対の電極を設けた複数の単セルを形
成し、かつそれらの単セルを直列に接続した固体電解質
型燃料電池において、 前記支持管の外表面が軸線方向に沿って設けた帯状の絶
縁体によって偶数個の領域に区分され、これらの各領域
に、軸線方向に沿って互いに直列に接続された円弧状断
面の複数の単セルが形成されるとともに、前記支持管の
閉塞端側の各領域における単セル同士が直列に接続さ
れ、さらに前記支持管の開口端側の一方の単セルにおけ
る一方の電極と他方の単セルにおける他方の電極とから
リードが引き出されてい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 |
|---|---|---|---|
| JP18712893A JP3437857B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18712893A JP3437857B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722061A JPH0722061A (ja) | 1995-01-24 |
| JP3437857B2 true JP3437857B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=16200615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18712893A Expired - Fee Related JP3437857B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3437857B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4884596B2 (ja) * | 2001-04-02 | 2012-02-29 | 三菱重工業株式会社 | 固体電解質型燃料電池モジュール |
| JP3755654B2 (ja) | 2002-04-17 | 2006-03-15 | タイコエレクトロニクスアンプ株式会社 | 電気コネクタ組立体および電線保護具 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP18712893A patent/JP3437857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722061A (ja) | 1995-01-24 |
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