特許7932857IP Force 特許公報全文掲載

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燃料電池のスタック構造

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

特許文献１に記載されている方法では、スタックの各層ごとにそれぞれ燃料ガスの流路と酸化剤ガスの流路を形成する必要がある。積層方向に、燃料電池セル、燃料電池セルのアノード層側に燃料ガスの流路、セパレータ、酸化剤ガスの流路、が順に繰り返し積層されてスタックが形成されている。燃料ガスの流路と酸化剤ガスの流路は燃料電池セル1層分の発電に必要な量を、それぞれの流路の出口と入口の小さな差圧で供給できるように充分な厚さが必要である。また、燃料ガスの流路と酸化剤ガスの流路の間にはそれぞれを分離するためのセパレータが必要である。その結果、スタックの厚みを低減し小型化を推進することが困難になる。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の好ましい一側面は、固体電解質層と、該固体電解質層を挟んで形成された第１電極層と第２電極層を備える複数の燃料電池セルが前記第１電極層どうし、または前記第２電極層どうしを隣接セルどうしで対向させて積層された燃料電池スタックで、前記第１電極層どうしが対向した領域に前記対向した第１電極層の両方に第１のガスを供給する共通流路が形成され、前記第２電極層どうしが対向した領域に前記対向した第２電極層・・・　続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明によれば、出力当りの体積が小さく、発電効率が高い、燃料電池システムを提供することができる。した以外の課題、構成および効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

この特許の権利範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 固体電解質層を備える燃料電池セルの一般的な構造を示す二面図である。
【図2】 実施形態１に係る燃料電池スタックの構成例を示す酸化剤ガスの流路に沿った断面図である。
【図3】 実施形態１に係る燃料電池スタックの構成例を示す燃料ガスの流路に沿った断面図である。
【図4】 実施形態１に係る燃料電池スタックの構成例を示す酸化剤ガスと燃料ガスの流路と垂直な断面の断面図である。
【図5】 実施形態１に係る図２の燃料電池スタックの等価回路を示す回路図である。
【図6】 実施形態１に係る燃料電池スタックの貫通孔の開いた金属サポート基板の構造の例を示す平面図である。
【図7】 実施形態１に係る燃料電池スタックの貫通孔の開いた金属サポート基板の構造の例を示す平面図である。
【図8A】 実施形態１の効果を説明するグラフ図である。
【図8B】 実施形態１と比較例のスタックを比較した断面図である。
【図9A】 実施形態１の他の効果を説明するグラフ図である。
【図9B】 実施形態１の断面構造を示した断面図である。
【図10】 実施形態１に係る燃料電池スタックの別の構成例を示す断面図である。
【図11】 実施形態１に係る図１０の燃料電池スタックの等価回路を示す回路図である。
【図12】 実施形態１に係る燃料電池スタックの図２とは別の構成例を示す酸化剤ガスの流路に沿った断面図である。
【図13】 実施形態１に係る燃料電池スタックの図３とは別の構成例を示す燃料ガスの流路に沿った断面図である。
【図14】 実施形態２に係る燃料電池スタックの構成例を示す酸化剤ガスと燃料ガスの流路と垂直な断面の断面図である。
【図15】 実施形態２に係る図１４の燃料電池スタックの等価回路を示す回路図である。
【図16】 実施形態３に係る燃料電池スタックの構成例を示す酸化剤ガスと燃料ガスの流路と垂直な断面の断面図である。
【図17】 実施形態３に係る図１６の燃料電池スタックの等価回路を示す回路図である。
【図18】 実施形態３に係る燃料電池スタックの貫通孔の開いた金属サポート基板の構造の例を示す平面図である。
【図19】 実施形態３に係る燃料電池スタックの貫通孔の開いた金属サポート基板の構造の例を示す平面図である。
【図20】 実施形態３に係る燃料電池スタックの別の構成例を示す断面図である。
【図21】 実施形態３に係る図２０の燃料電池スタックの等価回路を示す回路図である。
【図22】 実施形態３に係る燃料電池スタックの別の構成例を示す断面図である。
【図23】 実施形態３に係る図２２の燃料電池スタックの等価回路を示す回路図である。
【図24】 実施形態４に係る燃料電池スタックの構成例を示す平面図である。
【図25】 実施形態４に係る燃料電池スタックの構成例を示す酸化剤ガスの流路に沿った断面図である。
【図26】 実施形態４に係る燃料電池スタックの構成例を示す燃料ガスの流路に沿った断面図である。
【図27】 実施形態４に係る燃料電池スタックの別の構成例を示す平面図である。
【図28】 実施形態４に係る図２７の燃料電池スタックの酸化剤ガスの流路に沿った断面図である。
【図29】 実施形態４に係る図２７の燃料電池スタックの燃料ガスの流路に沿った断面図である。
【図30】 実施形態４に係る図２７の燃料電池スタックの酸化剤ガスと燃料ガスの流路と垂直な断面の断面図である。
【図31】 実施形態５に係る燃料電池スタックの構成例を示す酸化剤ガスの流路に沿った断面図である。
【図32】 実施形態５に係る燃料電池スタックの構成例を示す燃料ガスの流路に沿った断面図である。
【図33】 実施形態５に係る燃料電池スタックの構成例を示す酸化剤ガスと燃料ガスの流路と垂直な断面の断面図である。
【図34】 実施形態５に係る燃料電池スタックの構成例の等価回路を示す回路図である。
【図35】 実施形態５に係る燃料電池スタックの構成例を示す酸化剤ガスと燃料ガスの流路と垂直な断面の断面図である。
【図36】 実施形態５に係る燃料電池スタックの構成例の等価回路を示す回路図である。

代表図 図1本件の代表的な図

１０ カソード層、２０ アノード層、１０１ 固体電解質層、５００ 絶縁体層、Ｃｅｌｌ 燃料電池セル、ＣＧ 同一層に形成されたＣｅｌｌからなるセル群、ＦＣ１ ２つのＣｅｌｌの並列接続、ＦＣ２ ２つのＣｅｌｌの直列接続、ＦＣ３ ２つのＣｅｌｌの並列接続が２つ直列接続、ＦＣ４ ２つのＣｅｌｌの並列接続が２つ直列接続、ＦＣ５ 下層のＣｅｌｌ２つと上層のＣｅｌｌ２つ合わせて4つのＣｅｌｌの直列接続、ＭＳ１ 貫通孔が開いた金属基板、ＭＳ２ 貫通孔が開いていない金属基板、ＭＳ３、ＭＳ４ スタックの積層方向にガス流路に沿って貫通孔が開いているがセル部には貫通孔が開いていない金属基板、ＡＣＯＮＴ アノードコンタクト、ＣＣＯＮＴ カソードコンタクト、ＣＯＮＮＥＣＴ 接続部、Ｘ、Ｙ、Ｚ：方向、Ｘ１、Ｙ１：位置、Ｃｅｎｔｅｒ：中心位置

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