燃料电池单元组及燃料电池制造技术

本发明专利技术涉及在排列多个燃料电池单元而成的燃料电池单元组中，通过 均匀化燃料电池单元的排列方向的温度分布，能够提高发电效率的燃料电 池单元组。排列多个在支撑基板(8)上依次层叠燃料侧电极层(5)、固 体电解质层(6)及空气侧电极层(4)而成的燃料电池单元(2)，电串联 连接而成的燃料电池单元组(1)中，使在燃料电池单元(2)的排列方向 上的中央部配置的多个燃料电池单元(2)间的间隔比在燃料电池单元(2) 的排列方向上的端部侧配置的多个燃料电池单元(2)间的间隔宽。由此， 能够使燃料电池单元组(1)的温度分布更接近均匀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及排列多个燃料电池单元而成的燃料电池单元组、及收容燃 料电池单元组而成的燃料电池。
技术介绍
近年来，作为下一代能源，提出了将燃料电池单元组收容于收容容器 内的燃料电池，该燃料电池单元组将能够使用燃料气体和空气(含氧气体) 而得到电力的燃料电池单元排列多个，并将其电串联连接。作为在该燃料电池中使用于发电的燃料气体使用氢气，使氢气与燃料 电池单元的燃料侧电极层接触，且使含氧气体与燃料电池单元的空气侧电 极层接触，产生规定的电极反应，由此进行发电。在此，提出了多种排列多个燃料电池单元而成的燃料电池单元组(例如，参照特开2003 — 308857号公报)。图7A及图7B中示出了这样的燃料电池单元组的一例的示意图。图 7A是概略表示以往的燃料电池单元组51的侧面图，图7B是以往的燃料 电池单元组51的局部放大俯视图。还有，图7B的左侧示出了图7A的部 分VII的放大俯视图，图7B的右侧示出了图7A的部分Vin的放大俯视 图。在图7A及图7B中示出的燃料电池单元组51中，排列多个燃料电池 单元而列出，并且，将相邻的燃料电池单元间的间隔配置为均匀。在此，构成燃料电池单元组的燃料电池单元伴随发电而产生热量。还 有，通过该燃料电池单元的发电产生的热量从与相邻的燃料电池单元的间 隙等发散。然而，在排列多个(尤其多的个数)燃料电池单元而成的燃料电池单 元组中，燃料电池单元在发电时通过燃料电池单元自身的焦耳热或反应热 来发散热能，但尤其在排列方向上的中央部配置的多个燃料电池单元中， 在燃料电池单元的两侧配置有多个燃料电池单元，因此，热能难以发散，4具有成为高温的倾向。另一方面，在燃料电池单元的排列方向上的端部配置的多个燃料电池 单元中，相邻配置的燃料电池单元少或没有，热能容易发散。由此，配置 于燃料电池单元的排列方向上的端部的燃料电池单元具有温度降低的倾 向。因此，燃料电池单元的排列方向上的中央部的温度变高，燃料电池单 元的排列方向上的端部侧的温度变低，因此，作为燃料电池单元组，燃料 电池单元的排歹lj方向上的温度分布变得不均匀(山形)，发电效率可能降 低。
技术实现思路
从而，本专利技术的目的在于提供能够使燃料电池单元的排列方向上的温 度分布均匀化(接近均匀)，并且，能够抑制发电效率的降低的燃料电池 单元组、及收容其而成的燃料电池。本专利技术的燃料电池单元组，其排列并电串联连接多个燃料电池单元， 所述燃料电池单元是在支撑基板上依次层叠燃料侧电极层、固体电解质层 及空气侧电极层而成，所述燃料电池单元组的特征在于，在所述燃料电池 单元的排列方向上的中央部配置的多个燃料电池单元间的间隔比在所述 燃料电池单元的排列方向上的端部配置的多个燃料电池单元间的间隔宽。根据这样的燃料电池单元组可知，在燃料电池单元的排列方向上的中 央部(以下，有时简称为中央部)配置的多个燃料电池单元间的间隔比在 燃料电池单元的排列方向上的端部(以下，有时简称为端部)配置的多个 燃料电池单元间的间隔宽，因此，能够使燃料电池单元组的排列方向上的 温度分布均匀化(接近均匀)。艮P，通常排列多个燃料电池单元而成的燃料电池单元组中，燃料电池 单元在发电时，利用燃料电池单元自身的焦耳热或反应热发散热能，但在 中央部配置的燃料电池单元在其两方向上配置有多个燃料电池单元，因 此，难以发散热能，成为高温。另一方面，在燃料电池单元的排列方向上的端部配置的燃料电池单元 中，相邻而配置的燃料电池单元少或没有，容易发散热能，因此，具有温5度降低的倾向。伴随于此，燃料电池单元组的中央部的温度高，燃料电池单元组的端 部侧的温度低地温度分布不均匀，有时发电效率降低。因此，在本专利技术的燃料电池单元组中，通过将在燃料电池单元的排列 方向上的中央部配置的多个燃料电池单元间的间隔设为比在燃料电池单 元的排列方向上的端部配置的多个燃料电池单元间的间隔宽，在中央部配 置的多个燃料电池单元容易发散热能，从而能够降低在中央部配置的多个 燃料电池单元的温度。进而，在燃料电池单元的排列方向上的端部配置的 多个燃料电池单元中，所述燃料电池单元间的间隔比在中央部配置的多个 燃料电池单元间的间隔窄，因此，难以发散热能，能够抑制温度降低(或 温度上升)。由此，能够使燃料电池单元组的温度分布均匀化(接近均匀)， 能够抑制燃料电池单元组的发电效率降低。另外，优选在本专利技术的燃料电池单元组中，在所述端部配置的多个所 述燃料电池单元中，所述燃料电池单元以如下方式配置，即朝向所述燃 料电池单元的排列方向上的端部，相邻的所述燃料电池单元间的间隔逐渐变窄。根据这样的燃料电池单元组可知，在端部配置的多个燃料电池单元 中，就燃料电池单元来说，以朝向燃料电池单元的排列方向上的端部，相 邻的燃料电池单元间的间隔逐渐变窄的方式配置燃料电池单元，因此，能 够更均匀化(接近均匀)燃料电池单元组的温度分布，能够抑制燃料电池 单元组的发电效率降低。另外，在端部配置的多个燃料电池单元中，朝向燃料电池单元的排列 方向上的端部，相邻的燃料电池单元间的间隔从中央部朝向端部逐渐变窄 地配置燃料电池单元，因此，例如，能够抑制由于相邻的燃料电池单元间 的间隔急剧地变宽(或变窄)，而导致过大的应力施加在端部配置的多个 燃料电池单元的情况，能够提高燃料电池单元组的可靠性。另外，优选在本专利技术的燃料电池单元组中，在所述燃料电池单元的排 列方向上的中央部配置的多个所述燃料电池单元的厚度比在所述燃料电 池单元的排列方向上的端部侧配置的多个所述燃料电池单元的厚度薄。根据这样的本专利技术的燃料电池单元组可知，在排列多个燃料电池单元，构成燃料电池单元组时，除了形成为相同的大小(排列方向上的厚度 相同)的燃料电池单元之外，也可以使用厚度不同的燃料电池单元。在这种情况下，通过将相邻的燃料电池单元的中央部和中央部的距离 (例如，燃料气体通路间的距离)设为恒定，并且，将在燃料电池单元的 排列方向上的中央部配置的燃料电池单元的厚度设为比在排列方向上的 端部配置的燃料电池单元的厚度薄，能够将在中央部配置的多个燃料电池 单元间的间隔设为比在端部配置的多个燃料电池单元间的间隔宽。由此， 能够均匀化(接近均匀)燃料电池单元组的排列方向上的温度分布。另外，优选在本专利技术的燃料电池单元组中，所述燃料电池单元为中空 平板型燃料电池单元，并且，竖立配置于用于向所述燃料电池单元供给燃 料气体的歧管。根据这样的燃料电池单元组可知，燃料电池单元为中空平板型燃料电 池单元，并且，竖立设置于用于向燃料电池单元供给燃料气体的歧管而配 置，因此，能够容易地制作改变相邻的燃料电池单元间的间隔，配置有燃 料电池单元的燃料电池单元组，并且，能够向燃料电池单元供给燃料气体。另外，通过将燃料电池单元形成为中空平板型，电阻小，能够显示高 的发电性能，并且，能够容易地制作将相邻的燃料电池单元的间隔形成为 不同的配置的燃料电池单元组。本专利技术的燃料电池，其特征在于，包括上述中任一项所述的燃料电 池单元组；含氧气体供给机构，其用于向所述燃料电池单元供给含氧气体； 收容容器，其在内部收容所述燃料电池单元组及所述含氧气体供给机构，沿所述燃料电池单元的排列方向从所述燃料电池单元组的侧面侧供给含 氧气体，并且，该含氧气体在所述燃料电池单元间流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池单元组，其排列并电串联连接多个燃料电池单元，所述燃料电池单元是在支撑基板上依次层叠燃料侧电极层、固体电解质层及空气侧电极层而成，所述燃料电池单元组的特征在于，　在所述燃料电池单元的排列方向上的中央部配置的多个燃料电池单元间 的间隔比在所述燃料电池单元的排列方向上的端部配置的多个燃料电池单元间的间隔宽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.27 JP 262418/20061.一种燃料电池单元组，其排列并电串联连接多个燃料电池单元，所述燃料电池单元是在支撑基板上依次层叠燃料侧电极层、固体电解质层及空气侧电极层而成，所述燃料电池单元组的特征在于，在所述燃料电池单元的排列方向上的中央部配置的多个燃料电池单元间的间隔比在所述燃料电池单元的排列方向上的端部配置的多个燃料电池单元间的间隔宽。2. 根据权利要求l所述的燃料电池单元组，其特征在于， 在所述端部配置的多个所述燃料电池单元中，所述燃料电池单元以如下方式配置，S卩朝向所述燃料电池单元的排列方向上的端部，相邻的所 述燃料电池单元间的间隔逐渐变窄。3. 根据权利要求1或2所述的燃料电池单元组，其特征在于，在所述燃料电池单元的排列方向上的中央部配置的多个所述燃料电 池单元的厚度比在所述燃料电池单元的排列方向上的端部配置的多个所 述燃料电池单元的厚度薄。4. 根据权利要求1 3中任一项所述的燃料电池单...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野孝，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP