[发明专利]固体氧化物型燃料电池

说明书

一种固体氧化物型燃料电池，其包括：平板状电池结构体，其包括阳极、阴极和电解质层，电解质层含有固体电解质；框状密封部件，其设置为围绕阴极的外周，密封部件的外径大于阴极的外径；第一加压部件和第二加压部件，第一加压部件和第二加压部件将密封部件夹持于第一加压部件和第二加压部件之间；以及平板状阴极集电体，其与阴极相邻，并且包括具有三维网状骨架的金属多孔体。阴极集电体外周部分不面向阳极。密封部件的阳极侧的主表面的外缘部分面向第一加压部件。密封部件的阳极侧的主表面的内缘部分面向电解质层的外周部分。对于与所述阳极侧的主表面相对的所述密封部件的主表面的外缘部分，其隔着阴极集电体的外周部分而与第二加压部件相对。对于与密封部件的阳极侧的主表面相对的密封部件的主表面的内缘部分，其面向阴极集电体的外周部分以外的主体部分。

技术领域

本发明涉及一种固体氧化物型燃料电池。

本申请要求于2016年1月29日向日本专利局提交的日本专利申请No.2016-016682的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

燃料电池为通过燃料(诸如氢气)和氧化剂(例如，空气)之间的电化学反应来发电的装置。燃料电池可以直接将化学能转化为电能，因此具有高的发电效率。特别是对于在1000℃以下的温度下运行的固体氧化物型燃料电池，能够提供高的反应速率。固体氧化物型燃料电池的电池结构体的全部组分均为固体；因此其易于处理。

当向阳极供给燃料时，燃料在阳极被氧化，并发生释放质子和电子的氧化反应。当向阴极提供氧化剂时，氧气分子在阴极解离并离子化。通常，为了不使燃料和氧化剂混合在一起，通过密封部件对供给或排出燃料和氧化剂的通道进行隔离(参见专利文献1)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2007-317525

发明内容

本发明的一个方面涉及固体氧化物型燃料电池，其包括：平板状电池结构体，其包括阴极、阳极和电解质层，所述阳极包括不与所述阴极相对的外周部分，并且所述阳极的外径大于所述阴极的外径，所述电解质层介于所述阴极和所述阳极之间，所述电解质层包括不面向所述阴极的外周部分，所述电解质层含有固体氧化物；框状密封部件，其设置为围绕所述阴极的外周，所述密封部件的外径大于所述阴极的外径；第一加压部件和第二加压部件，所述第一加压部件和所述第二加压部件将所述密封部件夹持于所述第一加压部件和所述第二加压部件之间；以及平板状阴极集电体，其与所述阴极相邻，所述平板状阴极集电体由具有三维网状骨架的金属多孔体形成，其中所述阴极集电体具有不与所述阳极相对的外周部分，所述密封部件的与所述阳极相邻的主表面的外缘部分面向所述第一加压部件，所述密封部件的与所述阳极相邻的主表面的内缘部分面向所述电解质层的外周部分，对于与所述密封部件的邻近所述阳极的主表面相对的所述密封部件的主表面的外缘部分，其隔着所述阴极集电体的外周部分而与所述第二加压部件相对，并且对于与所述密封部件的邻近所述阳极的主表面相对的所述密封部件的主表面的内缘部分，其面向所述阴极集电体的所述外周部分以外的主体部分。

附图简要说明

[图1]图1示出了根据本发明的一个实施方案的燃料电池的主要部分的示意性截面图。

[图2]图2示出了图1所示的燃料电池的主要部分的放大截面图。

[图3]图3示出了根据本发明另一个实施方案的燃料电池的主要部分的示意性截面图。

[图4]图4示出了金属多孔体骨架的一部分的结构的一个例子的示意图。

[图5]图5示出了图4所示的骨架的一部分的截面的示意性截面图。

[图6]图6示出了使用SOEC工艺的氢气制造装置的主要部分的结构的示意性截面图。

[图7]图7示出了常规燃料电池的主要部分的结构的示意性截面图。