JP5709670B2 - Fuel cell device - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池セル装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell device.
近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス(水素含有ガス)と酸素含有ガス(空気等)とを用いて600℃〜1000℃の高温下で発電する複数の燃料電池セルを、集電部材を介して電気的に直列に接続してなる燃料電池セル装置が知られている。そして、燃料電池セルと集電部材とを導電性接合材を用いて接合することが知られている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, as next-generation energy, a plurality of fuel cells that generate power at a high temperature of 600 ° C. to 1000 ° C. using a fuel gas (hydrogen-containing gas) and an oxygen-containing gas (air, etc.) via a
燃料電池セルと集電部材とを導電性接合材を介して接合する場合、導電性接合材を介して接合した部分については、集電部材と導電性接合材とを電流が流れるが、集電部材が燃料電池セルから離れた部分(導電性接合材で接合されていない部分)では、集電部材のみを電流が流れることになるため、導電性接合材で接合されていない部分で電流集中が生じ、この部分で抵抗が大きくなり、集電効率が低くなるという問題があった。 When the fuel cell and the current collecting member are joined via the conductive bonding material, the current flows through the current collecting member and the conductive bonding material for the portion joined via the conductive bonding material. In the part where the member is away from the fuel cell (the part which is not joined with the conductive joining material), the current flows only through the current collecting member, so that the current concentration is in the part which is not joined with the conductive joining material. As a result, there is a problem that the resistance increases at this portion and the current collection efficiency decreases.
本発明は、集電部材での電流集中を抑制することができる燃料電池セル装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the fuel cell apparatus which can suppress the current concentration in a current collection member.
本発明の燃料電池セル装置は、複数の燃料電池セルと、該複数の燃料電池セル間にそれぞれ配置され隣接する前記燃料電池セル同士を電気的に接続する集電部材とを具備するとともに、前記燃料電池セルと前記集電部材とが導電性接合材で接合された燃料電池セル装置であって、前記集電部材が、前記隣接する燃料電池セルのそれぞれに対面している第1、第2セル対面部と、前記隣接する燃料電池セルから離れるように前記第1、第2セル対面部からそれぞれ延びた第1、第2セル離間部と、該第1、第2セル離間部が連結した連結部とを具備して構成されており、前記燃料電池セルと前記集電部材の前記第1、第2セル対面部とが前記導電性接合材で接合され、さらに前記燃料電池セルと前記集電部材の第1、第2セル離間部の少なくとも一方とが前記導電性接合材で接合されており、前記複数の燃料電池セルが平坦部を有し、該平坦部に固体電解質を一対の電極で挟んで構成された発電部を有しており、該発電部に前記第2セル対面部が対面し、前記発電部は、前記第2セル対面部から外側にはみ出して形成され、前記発電部の前記第2セル対面部から外側にはみ出した部分には、前記第2セル対面部から延びた第2セル離間部が前記導電性接合材で接合されていることを特徴とする。 The fuel cell device of the present invention comprises a plurality of fuel cells and a current collecting member that is disposed between the plurality of fuel cells and electrically connects the adjacent fuel cells, and A fuel cell device in which a fuel cell and a current collecting member are joined by a conductive joining material, wherein the current collecting member faces each of the adjacent fuel cells. The cell facing portion, the first and second cell spacing portions extending from the first and second cell facing portions so as to be separated from the adjacent fuel cells, and the first and second cell spacing portions are connected. A connecting portion, wherein the fuel cell and the first and second cell facing portions of the current collecting member are joined by the conductive joining material, and the fuel cell and the current collector are further joined. At least the first and second cell separation portions of the electric member Meanwhile DOO is joined by the conductive joining material, wherein a plurality of fuel cells is the flat portion has a power generation unit that is configured to sandwich the solid electrolyte by a pair of electrodes in the flat part The second cell facing portion faces the power generating portion, and the power generating portion is formed to protrude outward from the second cell facing portion, and is a portion protruding outward from the second cell facing portion of the power generating portion. The second cell separation portion extending from the second cell facing portion is joined by the conductive joining material .
本発明の燃料電池セル装置によれば、燃料電池セルと集電部材の第1、第2セル対面部とが導電性接合材で接合され、さらに燃料電池セルと集電部材の第1、第2セル離間部の少なくとも一方とが導電性接合材で接合されているので、燃料電池セルと集電部材の第1、第2セル対面部との間では、集電部材の第1、第2セル対面部と導電性接合材とが電流の経路となり、さらに、燃料電池セルと集電部材の第1、第2セル離間部の少なくとも一方との間でも、集電部材の第1、第2セル離間部の少なくとも一方と導電性接合材とが電流の経路となるため、集電部材における電流集中を緩和し、電気抵抗の増大を抑制し、高い集電効率を維持できる。 According to the fuel cell device of the present invention, the fuel cell and the first and second cell facing portions of the current collecting member are joined by the conductive joining material, and further, the first and second of the fuel cell and the current collecting member are joined. Since at least one of the two cell separation portions is joined by the conductive joining material, the first and second current collecting members are disposed between the fuel cell and the first and second cell facing portions of the current collecting member. The cell facing portion and the conductive bonding material serve as a current path, and the first and second current collecting members are disposed between the fuel cell and at least one of the first and second cell separation portions of the current collecting member. Since at least one of the cell separation portions and the conductive bonding material serve as a current path, current concentration in the current collecting member can be relaxed, an increase in electrical resistance can be suppressed, and high current collecting efficiency can be maintained.
本発明の第1の実施形態である燃料電池セル装置1について図1を用いて説明する。なお、図1〜8において、理解を容易にするために、断面図では厚みを拡大縮小して示したり、側面図では長さ、幅を拡大縮小して示している。
A
燃料電池セル装置1は、一対の対向する主面をもつ全体的に見て柱状の導電性支持体7の一方の主面上に内側電極層である燃料極層8と、固体電解質層9と、外側電極層である空気極層10とをこの順に積層してなる発電部を備える燃料電池セル3を有している。導電性支持体7の内部には、複数のガス流路12を有している。
The
そして燃料電池セル3は、他方の主面のうち外側電極層が形成されていない部位にインターコネクタ11を積層してなる柱状(中空平板状)であり、これらの燃料電池セル3の複数個を1列に配列し、隣接する燃料電池セル3間に集電部材4を配置することで、燃料電池セル3同士を電気的に直列に接続してなるセルスタック2を備えている。
The
燃料電池セル3と集電部材4とは詳しくは後述するが、導電性接合材13を介して接合されており、それにより、複数個の燃料電池セル3を集電部材4を介して電気的および機械的に接合して、セルスタック2を形成している。
Although the
また、インターコネクタ11の外面にはP型半導体層(図示せず)を設けることもできる。集電部材4を、P型半導体層を介してインターコネクタ11に接続させることより、両者の接触がオーム接触となって電位降下を少なくすることができる。このP型半導体層は、空気極層10の外面にも設けてもよい。
Further, a P-type semiconductor layer (not shown) can be provided on the outer surface of the
すなわち、導電性支持体7は、図2に示されている形状から理解されるように、互いに平行な一対の平坦面nと、一対の平坦面nをそれぞれ接続する弧状面(側面)mとで構成
されている。平坦面nの両面は互いにほぼ平行に形成されており、一方の平坦面n(下面)と両側の弧状面mを覆うように多孔質な燃料極層8が設けられており、さらに、この燃料極層8を覆うように、緻密質な固体電解質層9が積層されている。また、固体電解質層9の上には、燃料極層8と対面するように、多孔質な空気極層10が積層されている。
That is, as can be understood from the shape shown in FIG. 2, the
言い換えると、燃料極層8および固体電解質層9は、導電性支持体7の両端の弧状面mを経由して他方の平坦面n(上面)まで形成されており、固体電解質層9の両端部にインターコネクタ11の両端部が接合され、固体電解質層9とインターコネクタ11とで導電性支持体7を取り囲み、内部を流通する燃料ガスが外部に漏出しないように構成されている。
In other words, the
そして、セルスタック2を構成する各燃料電池セル3の下端部が、燃料電池セル3の内部に設けられたガス流路12を介して燃料電池セル3に燃料ガスを供給するためのガスタンク6に、ガラス等のシール材(図示せず)により固定され、燃料電池セル装置1が構成されている。
And the lower end part of each
図1に示す燃料電池セル装置1においては、燃料電池セル3のガス流路12の内部を燃料ガスとして水素含有ガスが流れるとともに、燃料電池セル3の間に配置された集電部材4の内側を酸素含有ガス(空気)が流れる構成となる。それにより、燃料極層8にガスタンク6から燃料ガスが供給され、空気極層10に集電部材4の内側を通じて酸素含有ガスが供給されることで、燃料電池セル3の発電が行なわれる。以下の説明においては、外側電極層を空気極層10、内側電極層を燃料極層8として説明する。
In the
燃料電池セル装置1は、燃料電池セル3の配列方向xの両端から、セルスタック2を挟持するように、ガスタンク6に下端部が固定された弾性変形可能な導電部材5を具備している。ここで、図1に示す導電部材5は、セルスタック2の両端部に位置するように設けられた平板部5aと、燃料電池セル3の配列方向xに沿って外側に向けて延びた形状で、セルスタック2(燃料電池セル3)の発電により生じる電流を引出すための電流引出部5bとを有している。なお、燃料電池セル3の配列方向xとは燃料電池セル装置1で発電した電流の流れ方向でもある。
The
以下に、燃料電池セル3を構成する各部材について説明する。燃料極層8は、一般的に公知のものを使用することができ、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素が固溶しているZrO2(安定化ジルコニアと称する)とNiおよび/またはNiOとから形成することができる。
Below, each member which comprises the
固体電解質層9は、電極間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有することが必要とされ、3〜15モル%の希土類元素が固溶したZrO2から形成される。なお、上記特性を有する限りにおいては、ランタンガレート等の他の材料等を用いて形成してもよい。
The
空気極層10は、一般的に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、いわゆるABO3型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックスから形成することができる。空気極層10はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が20%以上、特に30〜50%の範囲とすることができる。
The
インターコネクタ11は、導電性セラミックスから形成することができるが、燃料ガス(水素含有ガス)および酸素含有ガス(空気等)と接触するため、耐還元性及び耐酸化性を有することが必要であり、それゆえランタンクロマイト(LaCrO3)を使用するこ
とができる。インターコネクタ11は、導電性支持体7に形成された複数のガス流路12を流通する燃料ガス、および導電性支持体7の外側を流通する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、93%以上、特に95%以上の相対密度であることが好ましい。
Although the
導電性支持体7としては、燃料ガスを燃料極層8まで透過するためにガス透過性であること、さらには、インターコネクタ11を介して集電するために導電性であることが必要とされる。したがって、導電性支持体7としては、かかる要求を満足するものを材質を用いる必要があり、例えば導電性セラミックスやサーメット等を用いることができる。
The
なお、燃料電池セル3を作製するにあたり、燃料極層8または固体電解質層9との同時焼成により導電性支持体7を作製する場合においては、鉄属金属成分と特定希土類酸化物とから導電性支持体7を形成することができる。また、導電性支持体7は、所要ガス透過性を備えるために開気孔率が30%以上、特に35〜50%の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は50S/cm以上、さらには300S/cm以上、440S/cm以上にしてもよい。
When the
さらに、P型半導体層(図示せず)としては、遷移金属ペロブスカイト型酸化物からなる層を例示することができる。具体的には、インターコネクタ11を構成するランタンクロマイトよりも電子伝導性が大きいもの、例えば、BサイトにMn、Fe、Coなどが存在するランタンマンガナイト(LaSrMnO3)、ランタンフェライト(LaSrFeO3)、ランタンコバルタイト(LaSrCoO3)などの少なくとも一種からなるP型半導体セラミックスを使用することができる。このようなP型半導体層の厚みは、一般に、30〜100μmの範囲とすることが好ましい。
Furthermore, as a P-type semiconductor layer (not shown), a layer made of a transition metal perovskite oxide can be exemplified. Specifically, those having higher electron conductivity than lanthanum chromite constituting the
導電性接合材13は、燃料電池セル3と集電部材4とを接合するために設けられており、導電性セラミックス等を用いて形成することができる。導電性セラミックスとしては、空気極層10を形成するものと同様のものを用いることができ、空気極層10と同じ成分により形成すると、空気極層10と導電性接合材13との接合強度が高くなるため空気極層10と同じ成分により形成することが好ましい。
The
具体的には、LaSrCoFeO3、LaSrMnO3、LaSrCoO3等を用いることができる。これらの材料を単一の材料を用いて作製してもよく、2種以上組み合わせて導電性接合材13を作製してもよい。
Specifically, LaSrCoFeO 3 , LaSrMnO 3 , LaSrCoO 3 or the like can be used. These materials may be produced using a single material, or the
また、導電性接合材13は、空気極層10とは、粒径の異なる異種材料により構成してもよく、粒径の同じ異種材料により構成してもよい。さらに、粒径の異なる同材料により構成してもよく、粒径の同じ同材料により構成してもよい。異なる粒径を用いた場合には微粒の粒径を0.1〜0.5μm、粗粒の粒径を1.0〜3.0μmとすることが好ましい。また同じ粒径で導電性接合材13を構成する場合は、粒径が0.5〜3μmとすることが好ましい。
The
このように、異なる粒径の材料を用いて導電性接合材13を作製することにより、粒径の大きな粗粒が導電性接合材13の強度を向上させるとともに、粒径の小さな微粒が導電性接合材13の焼結性を向上させることができる。
Thus, by producing the
次に、集電部材4について図3を用いて説明する。集電部材4は、隣接する一方の燃料電池セル3と接合される複数の板状の第1セル対面部4a1と、燃料電池セルから離れるように第1セル対面部4a1の両側から延びた板状の第1離間部4a2と、隣接する他方の燃料電池セル3と接合される複数の板状の第2セル対面部4b1と、燃料電池セルから
離れるように第2セル対面部4b1の両側から延びた板状の第2離間部4b2とを有している。
Next, the current collecting
さらに、複数の第1離間部4a2および複数の第2離間部4b2の一端同士を連結する第1連結部4cと、複数の第1離間部4a2および複数の第2離間部4b2の他端同士を連結する第2連結部4dとを一組のユニットとし、これらのユニットの複数組が、燃料電池セル3の長手方向に導電性連結片4eにより連結されて構成されている。第1セル対面部4a1および第2セル対面部4b1は、図4に示すように、燃料電池セル3に接合される部位であり、これらの部位が燃料電池セル3の発電電力を出入する部分となっている。
Further, the first connecting
すなわち、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1とが導電性接合材13で接合され、さらに燃料電池セル3と集電部材4の第1セル離間部4a2とが導電性接合材13で接合されている。
That is, the
言い換えると、複数の燃料電池セル3が平坦部を有し、該平坦部に、インターコネクタ11を有しており、該インターコネクタ11に第1セル対面部4a1が対面し、インターコネクタ11は、第1セル対面部4a1の両側から外側にはみ出して形成され、インターコネクタ11の第1セル対面部4a1の両側から外側にはみ出した部分には、第1セル対面部4a1の両側から延びた第1セル離間部4a2が導電性接合材13で接合されている。
In other words, the plurality of
さらに言い換えると、固体電解質9が形成されていない導電性支持体7の面、および固体電解質9の両端部に、インターコネクタ11が接合されており、インターコネクタ11の形成面と、第1セル対面部4a1、第1離間部4a2との間が導電性支持体7で接合されている。
Furthermore, in other words, the
従来、図5に示すように、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1とが導電性接合材13で接合されているものの、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2とは、導電性接合材13で接合されていなかった。このような燃料電池セル装置では、燃料電池セルからの発電電流が、インターコネクタ11、導電性接合材13を介して集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1を流れ、電流集中が生じていた。
Conventionally, as shown in FIG. 5, although the
これに対して、本実施形態の燃料電池セル装置1では、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1との間では、図4(b)に示すように、集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1と導電性接合材13とが電流の経路となり、さらに、燃料電池セル3と集電部材4の第1セル離間部4a2との間でも、集電部材4の第1セル離間部4a2と導電性接合材13とが電流の経路となるため、集電部材4における電流集中を緩和し、集電部材4の温度上昇を抑制し、電気抵抗の増大を抑制し、高い集電効率を維持できる。
On the other hand, in the
また、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1とが導電性接合材13で接合され、さらに燃料電池セル3と集電部材4の第1セル離間部4a2とが導電性接合材13で接合されているため、燃料電池セル3と集電部材4との接合強度を向上することができる。
Further, the
図6(a)に、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1との接合状態を、図6(b)に、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2との接合状態を示す。図6(a)は、図4(a)におけるx−x線に沿った縦断面図、図6(b)は、図4(a)におけるy−y線に沿った縦断面図である。なお、集
電部材4を埋まるように導電性接合材13で接合しても良い。
FIG. 6A shows a joined state between the
燃料電池セル3において、上述したように、固体電解質層9を介して燃料極層8と、空気極層10とが対向する部位が発電する部位となる。それゆえ、燃料電池セル3の発電部で発電された電流を効率よく集電するにあたり、集電部材4の燃料電池セル3の長手方向に沿った長さは、燃料電池セル3における外側電極層10の長手方向における長さと同等以上とすることがよい。
In the
集電部材4は、耐熱性および導電性を有する必要があり、金属または合金により作製することができる。特には、集電部材4は、高温の酸化雰囲気に曝されることから4〜30%の割合でCrを含有する合金から作製することができ、Fe−Crの合金やNi−Crの合金等により作製できる。
The
また、集電部材4は、燃料電池セル装置1の作動時に高温の酸化雰囲気に曝されることから、集電部材4の表面に、耐酸化性のコーティングを施してもよい。それにより、集電部材4の劣化を低減することができる。耐酸化性のコーディングを施す部位としては、集電部材4の全表面に施すことが好ましい。それにより、集電部材4の表面が高温の酸化雰囲気に曝されることを抑えることができる。
Further, since the current collecting
ここで、集電部材4の作製方法について説明する。一枚の矩形状をした板部材にプレス加工を施して板部材の幅方向に延びるスリットを板部材の長手方向に複数形成する。そして、第1セル対面部4a1、第1セル離間部4a2および第2セル対面部4b1、第2セル離間部4b2となるスリット間の部位を交互に突出させることにより、図3に示す集電部材4を作製することができる。
Here, a method for producing the current collecting
図7は、第2の実施形態を示すもので、この形態では、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1とが導電性接合材13で接合され、さらに燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2とが導電性接合材13で接合されている。
FIG. 7 shows the second embodiment. In this embodiment, the
言い換えると、複数の燃料電池セル3が平坦部を有し、該平坦部に、インターコネクタ11を有しており、該インターコネクタ11に第1セル対面部4a1が対面し、インターコネクタ11は、第1セル対面部4a1の両側から外側にはみ出して形成され、インターコネクタ11の第1セル対面部4a1の両側から外側にはみ出した部分には、第1セル対面部4a1の両側から延びた第1セル離間部4a2が導電性接合材13で接合されている。さらに、発電部の空気極層10には、第2セル対面部4b1が対面し、空気極層10は、第2セル対面部4b1の両側から外側にはみ出して形成され、空気極層10の第2セル対面部4b1の両側から外側にはみ出した部分には、第2セル対面部4b1の両側から延びた第2セル離間部4b2が導電性接合材13で接合されている。
In other words, the plurality of
このような燃料電池セル装置では、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1との間では、集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1と導電性接合材13とが電流の経路となり、さらに、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2との間でも、集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2と導電性接合材13とが電流の経路となるため、さらに集電部材4における電流集中を緩和し、集電部材4の温度上昇を抑制し、電気抵抗の増大を抑制し、高い集電効率を維持できるとともに、燃料電池セル3と集電部材4との接合強度を向上することができる。
In such a fuel cell device, between the
また、この形態では、第1、第2セル離間部4a2、4b2により、集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1間を空気が、集電部材4の外側に抜けていくことを抑制
でき、燃料電池セル3の空気極層10に空気を効率よく供給することができる。
Further, in this embodiment, the air flows between the first and second cell facing portions 4a1 and 4b1 of the current collecting
次に、燃料電池セル装置1を収納容器21内に収納してなる燃料電池モジュール20について図8を用いて説明する。
Next, a
図8に示す燃料電池モジュール20は、燃料電池セル3にて使用する燃料ガスを得るために、天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器22をセルスタック2の上方に配置している。そして、改質器22で生成された燃料ガスは、ガス流通管23を介してガスタンク6に供給され、ガスタンク6を介して燃料電池セル3の内部に設けられたガス流路12に供給される。
A
なお、図8においては、収納容器21の一部(前後面)を取り外し、内部に収納されている燃料電池セル装置1および改質器22を後方に取り出した状態を示している。ここで、図8に示した燃料電池モジュール20においては、燃料電池セル装置1を、収納容器21内にスライドして収納することが可能である。
FIG. 8 shows a state where a part (front and rear surfaces) of the
また収納容器21の内部に設けられた酸素含有ガス導入部材24は、図8においてはガスタンク6に並置されたセルスタック2の間に配置されるとともに、酸素含有ガスが、燃料ガスの流れに合わせて、燃料電池セル3の側方を下端部側から上端部側に向かって流れるように、燃料電池セル3の下端部側に酸素含有ガスを供給するように構成されている。そして、燃料電池セル3のガス流路12より排出される発電に使用されなかった余剰の燃料ガス(燃料オフガス)を燃料電池セル3の上方で燃焼させることにより、セルスタック2の温度を効果的に上昇させることができ、燃料電池セル装置1の起動を早めることができる。また、燃料電池セル3の上方にて、燃料電池セル3のガス流路12から排出され発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させることにより、セルスタック2の上方に配置された改質器22を温めることができる。それにより、改質器22で効率よく改質反応を行うことができる。
Further, in FIG. 8, the oxygen-containing
次に、燃料電池モジュール20と、燃料電池モジュール20を作動させるための補機(図示せず)とを外装ケースに収納してなる燃料電池装置25について図9を用いて説明する。
Next, a
図9に示す燃料電池装置25は、支柱26と外装板27から構成される外装ケース内を仕切板28により上下に区画し、その上方側を上述した燃料電池モジュール20を収納するモジュール収納室29とし、下方側を燃料電池モジュール20を作動させるための補機を収納する補機収納室30として構成されている。なお、補機収納室30に収納する補機は省略している。
The
また、仕切板28には、補機収納室30の空気をモジュール収納室29側に流すための空気流通口31が設けられており、モジュール収納室29を構成する外装板27の一部に、モジュール収納室29内の空気を排気するための排気口32が設けられている。
Further, the
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。 Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述した燃料電池セル装置1においては、燃料電池セル3のガス流路12に燃料ガスを供給し、燃料電池セル3の外側に酸素含有ガスを供給する例を示したが、ガス流路12に酸素含有ガスを供給し、燃料電池セル3の外側に燃料ガスを供給する構成としてもかまわない。その場合においては、内側電極層を空気極層10とし、外側電極層を燃料
極層8とする構成の燃料電池セル3とすればよい。その際は、導電性接合材13の成分を燃料極層8と同様の組成にすることにより、外側電極層としての燃料極層8と導電性接合材13との接合強度を向上させることができる。
For example, in the
さらに、上記実施形態では、中空平板型の燃料電池セル3を用いたが、円筒型の燃料電池セル、平板型の燃料電池を用いることもできる。
Furthermore, although the hollow flat
また、上記実施形態では、インターコネクタ11を有する燃料電池セル3を用いたが、インターコネクタを有しない燃料電池セルを用いることもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the
さらに、上記形態では、図3に示すような集電部材4を用いたが、これに限定されるものではない。図3では、第1連結部4cと第2連結部4dを有するが、どちらか一方の連結部を有する場合であっても良い。
Furthermore, in the said form, although the
また、上記形態では、図4に示すように、燃料電池セル3と集電部材4の第1セル離間部4a2とが導電性接合材13で接合された場合、図7に示すように、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2とが導電性接合材13で接合された場合について説明したが、燃料電池セル3と集電部材4の第2セル離間部4b2とが導電性接合材13で接合される場合であっても、良いことは勿論である。
Moreover, in the said form, as shown in FIG. 4, when the
1:燃料電池セル装置
2:セルスタック
3:燃料電池セル
4:集電部材
4a1:第1セル対面部
4b1:第2セル対面部
4a2:第1セル離間部
4b2:第2セル離間部
4c:第1連結部
4d:第2連結部
6:ガスタンク
11:インターコネクタ
13:導電性接合材
20:燃料電池モジュール
25:燃料電池装置
1: Fuel cell device 2: Cell stack 3: Fuel cell 4: Current collecting member 4a1: First cell facing portion 4b1: Second cell facing portion 4a2: First cell spacing portion 4b2: Second
Claims (3)
該複数の燃料電池セル間にそれぞれ配置され隣接する前記燃料電池セル同士を電気的に接続する集電部材とを具備するとともに、
前記燃料電池セルと前記集電部材とが導電性接合材で接合された燃料電池セル装置であって、
前記集電部材が、前記隣接する燃料電池セルのそれぞれに対面している第1、第2セル対面部と、
前記隣接する燃料電池セルから離れるように前記第1、第2セル対面部からそれぞれ延びた第1、第2セル離間部と、
該第1、第2セル離間部が連結した連結部とを具備して構成されており、
前記燃料電池セルと前記集電部材の前記第1、第2セル対面部とが前記導電性接合材で接合され、さらに前記燃料電池セルと前記集電部材の第1、第2セル離間部の少なくとも一方とが前記導電性接合材で接合されており、
前記複数の燃料電池セルが平坦部を有し、該平坦部に固体電解質を一対の電極で挟んで構成された発電部を有しており、該発電部に前記第2セル対面部が対面し、前記発電部は、前記第2セル対面部から外側にはみ出して形成され、前記発電部の前記第2セル対面部から外側にはみ出した部分には、前記第2セル対面部から延びた第2セル離間部が前記導電性接合材で接合されていることを特徴とする燃料電池セル装置。 A plurality of fuel cells;
A current collecting member that is arranged between the plurality of fuel cells and electrically connects the adjacent fuel cells, and
A fuel battery cell device in which the fuel cell and the current collecting member are joined with a conductive joining material,
First and second cell facing portions where the current collecting member faces each of the adjacent fuel cells; and
First and second cell separation portions extending from the first and second cell facing portions so as to be separated from the adjacent fuel cells,
The first and second cell spacing portions are connected to each other, and the connecting portion is configured.
The fuel cell and the first and second cell facing portions of the current collecting member are joined by the conductive joining material, and further, the fuel cell and the first and second cell separating portions of the current collecting member are joined. At least one is bonded with the conductive bonding material ,
The plurality of fuel cells have a flat portion, and the flat portion has a power generation unit configured by sandwiching a solid electrolyte between a pair of electrodes, and the second cell facing portion faces the power generation unit. The power generation part is formed to protrude outward from the second cell facing part, and a portion of the power generation part that protrudes outward from the second cell facing part extends from the second cell facing part. A fuel cell device, wherein a cell separation portion is joined by the conductive joining material .
傾斜角は第2の傾きより小さいことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の燃料電池セル装置。 The conductive bonding material has a thickness that increases from the first cell-facing portion or the second cell-facing portion toward the outside, with a first inclination, and then a thickness that decreases with a second inclination. First slope
The fuel cell device according to claim 1 or 2, wherein the inclination angle is smaller than the second inclination .
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