[发明专利]燃料电池

说明书

层叠的发电元件(2)包括单元(10)、阳极板(30)以及阴极板(50)。阴极板(50)包括多条第一气体流路(58)和多条第二气体流路(61)，该多条第一气体流路(58)从单元(10)的一端部朝着相对一侧的另一端部延伸。该多条第二气体流路(61)位于第一气体流路(58)和单元(10)之间，朝着与第一气体流路(58)延伸的延伸方向交叉的方向延伸且暴露在单元(10)一侧，并且，多条第二气体流路(61)中的每一条第二气体流路(61)在层叠方向的交叉部分附近与多条第一气体流路(58)中的至少两条以上的第一气体流路(58)连通。

技术领域

本发明涉及一种平板式固体氧化物燃料电池(SOFC),特别涉及其中的隔离体(separator)等的层叠构造。

背景技术

燃料电池是一种能够用燃料发电的装置。燃料电池大致根据电解质的种类进行分类,例如有：用树脂等高分子材料形成的薄膜作电解质用的固体高分子燃料电池(PEFC)和用固体氧化物作电解质用的固体氧化物燃料电池(SOFC)等。近年来，特别是其中的SOFC因发电效率高而备受注目。

SOFC包括：具有电解质被夹在一对电极之间这样的构造的平板状单元与隔离体等层叠很多层而构成的SOFC(平板式)。含空气或氧的气体(因通常使用空气，故在本说明书中用空气做说明)和氢、一氧化碳等燃料气体用于SOFC反应。

例如在专利文献1中公开有SOFC。

与本发明相关，专利文献2中公开了燃料电池用隔离体。该燃料电池用隔离体中具有实现反应气体的流量分布、浓度分布的均匀化的流路构造。

专利文献2中公开的反应气体流路为平行延伸的多条气体流路折回着布置的弯曲流路构造。为了减小在折回部产生的压力分布、浓度分布的偏差以及减小对性能下降的影响，在折回部的下游侧形成有切口(slit)状流路，该切口状流路横断各流路且将各流路连接起来。

专利文献1：日本公开专利公报特开2002－343376号公报

专利文献2：日本公开专利公报特开2006－351222号公报

发明内容

―发明要解决的技术问题―

针对SOFC而言，为提高发电效率和耐久性而需要解决的一个重要问题是：如何将空气平衡性良好地供向各单元的电极面。

图1中示例性的示出将板状单元、隔离体等层叠后而构成为方块状的SOFC的主要部分(电池堆)100。电池堆100在其中心部分具有集电部101。在该集电部101中，产生电动势的各单元的电极面交替着排列在层叠方向上。

SOFC通过将在各个单元产生的电力集中起来而提供高输出。在电池堆100的周围部分形成有沿层叠方向延伸的供气通路(supply manifolds)102和排气通路(exhaustmanifolds)103。空气经供气通路102供向各单元的电极面，经排气通路103排出去。

就集电部101而言，在隔离体上形成有沿单元两面中的各个面从供气通路102流向排气通路103的梳齿状气体流路，空气经这些气体流路分配给各单元。

因为各气体流路与沿着纵向延伸的供气通路102正交，而且以从供气通路102朝着横向扩展开来的方式延伸，所以将空气稳定且均匀地供向所有的气体流路并非易事。

如果供向各气体流路的空气出现了偏差即不稳定或偏向于某一区域或者某一位置，发电效率就会下降，还会在局部产生过电压。因此就要求尽可能地将空气均匀地供向各单元的电极面(空气极：阴极)。

专利文献1中公开了能够将空气均匀地分配给各单元的阴极的流路。