(57)【要約】チューブ状固体酸化物燃料電池において、電流は、該燃料電池の外側からアクセス可能な燃料電池の長さに沿った１つ以上の個別の点で内部アノード層から収集される。電流は、燃料電池の両端部、燃料電池の中央において一度、または燃料電池の長さに沿った多数の軸上の点において収集され得る。該固体酸化物燃料電池は、内側と外側とを有するチューブ状内部アノードと、該アノードの該外側に形成された少なくとも１つのチューブ状電解液セグメントと、各電解液セグメントの外側に形成されたチューブ状カソードセグメントと、該アノードの該外側に形成され、該燃料電池の外側からアクセス可能な少なくとも１つの別個のアノード集電装置であって、該少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、該燃料電池の実効動作長を減少させるように動作する、少なくとも１つの別個のアノード集電装置とを備えている。
2008537298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体酸化物燃料電池であって、
内側と外側とを有するチューブ状内部アノードと、
該アノードの該外側に形成された少なくとも１つのチューブ状電解液セグメントと、
各電解液セグメントの外側に形成されたチューブ状カソードセグメントと、
該アノードの該外側に形成され、該燃料電池の外側からアクセス可能な少なくとも１つの別個のアノード集電装置であって、該少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、該燃料電池の実効動作長を減少させるように動作する、少なくとも１つの別個のアノード集電装置と
を備えている、固体酸化物燃料電池。
【請求項２】
前記各別個のアノード集電装置は、前記アノードの周りに完全な輪を形成する、請求項１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項３】
前記各別個のアノード集電装置は、セラミックである、請求項１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項４】
前記セラミックは、ＬａＣｒＯ３または他の適切なデュアル雰囲気セラミックである、請求項３に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項５】
前記各別個のアノード集電装置は、金属製である、請求項１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項６】
前記金属はニッケルまたは他の適切なデュアル雰囲気金属である、請求項５に記載の固体酸化物。
【請求項７】
前記少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、前記燃料電池の近位端部に配置されたアノード集電装置と、該燃料電池の遠位端部に配置されたアノード集電装置とを含む、請求項１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項８】
前記燃料電池の前記遠位端部に配置された前記アノード集電装置と結合され、該アノードの前記内部を通って前記近位端部まで走るワイヤをさらに備えている、請求項７に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項９】
前記少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、前記近位端部と前記遠位端部との間に配置された少なくとも１つの追加のアノード集電装置をさらに含む、請求項７に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの追加のアノード集電装置は、前記燃料電池の実質的に中間に配置されるアノード集電装置を含む、請求項９に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、前記端部から離れるように、該アノードの長さに沿って配置されたアノード集電装置を含む、請求項１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、前記燃料電池の実質的に中間に配置されるアノード集電装置を含む、請求項１１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、前記燃料電池の前記長さに沿って配置される複数のアノード集電装置を含む、請求項１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項１４】
前記複数のアノード集電装置は、前記燃料電池の実質的に中間に配置されたアノード集電装置と、該燃料電池の各端部から釣り合って配置される追加のアノード集電装置とを含む、請求項１３に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項１５】
各アノード集電装置に隣接する少なくとも１つのカソード集電装置をさらに備えている、請求項１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項１６】
前記燃料電池は、アノード集電装置によって分離された、２つの電解液セグメントと、対応するカソードセグメントとを含み、前記少なくとも１つのカソード集電装置は、該カソードセグメントの各々に関連するカソード集電装置を含む、請求項１５に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項１７】
前記チューブ状内部アノードの１つの端部と結合され、別のこのような燃料電池のチューブ状内部アノードと結合可能なエンドキャップをさらに備え、該エンドキャップは、両方の燃料電池に対するアノード集電装置として動作可能である、請求項１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項１８】
前記エンドキャップを経由して結合される前記他の燃料電池をさらに備えている、請求項１７に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項１９】
前記他の燃料電池は、そのそれぞれのチューブ状内部アノードの１つの端部と結合されるエンドキャップを含み、該２つのエンドキャップは、２つの燃料電池を接続するように互いに結合される、請求項１８に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項２０】
前記エンドキャップは、ガスが前記２つの燃料電池の間を流れることを可能にする、請求項１７に記載の固体酸化物燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、固体酸化物燃料電池に関し、より具体的には、燃料電池の効率を向上させるために、内部アノード層および複数のアノード集電ポイントを有するチューブ状固体酸化物燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
チューブ状固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）は、強化されたガス収集能力、製造の容易さ、チューブ状設計の強度によって、平板タイプのＳＯＦＣよりも有意な利点を表す。アノードサポートチューブ状ＳＯＦＣは、より低いコスト、より大きな強度、および重要なガス成分：燃料とのより親密な関係性によって、カソードサポートまたは電解液サポート電池によりもさらなる利点を有する。燃料のこの捕獲によって、それらはまた、外部で再形成する装備を必要とせず、燃料の電池上で再形成を行う能力を本質的に有する。
【０００３】
図１は、当該分野で公知のような一般的なアノードサポートチューブ状ＳＯＦＣ１００の断面図である。一般的に言えば、アノードサポートチューブ状ＳＯＦＣ１００は、中空のチューブ状内部アノード層１０２と、アノード層１０２の外側の一部分に形成された電解液層１０４と、電極層の一部分に形成されたカソード層１０６とを有する。銀ワイヤのようなカソード集電装置１０８は、カソード上に配置され得る。電流は、チューブの長さに沿って、内部から外部へと放射状に流れる。
【０００４】
図２に示されるように、アノードサポートチューブ状ＳＯＦＣにおける集電は、一般的に、チューブ状燃料電池の一端に位置するアノード接続２０４と、カソード接続２０２とを含む。この配置は、アセンブリの機械的な容易さを可能にして、ガス散布マニホルドを集電装置として利用する。しかしながら、この配置は、アノードサポート燃料電池の長さおよび厚さに比例した一般的に大きな損失を生じる。
【０００５】
図２に示される集電配置の１つの欠陥は、電流がチューブの長さ全体に沿って進むことを必要とすることである。このことは、大きな電力損失を生じ得る。図３は、燃料電池の一端にアノード集電装置およびカソード集電装置を有するアノードサポートチューブ状ＳＯＦＣに対するチューブの長さの関数としての電流の表現を示す。それゆえ、これらの損失を減少させ、または最小化することによって、電池性能を向上し、燃料電池のコストを低下させることが望ましい。
【０００６】
Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅは、円周の損失のみで、長さ方向に沿った集電を可能にする、カソードサポート燃料電池の長さ方向のストリップダウン（ｓｔｒｉｐ  ｄｏｗｎ）の使用を説明する。このような設計を用いると、改善された集電が一般的に実現されるが、より複雑なシステム設計およびチューブ状燃料電池のパッキングにおけるより大きな可変性を犠牲にすることが必要となる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に従うと、固体酸化物燃料電池が提供され、内側および外側とを有するチューブ状内部アノードと、該アノードの該外側に形成された少なくとも１つのチューブ状電解液セグメントと、各電解液セグメントの外側に形成されたチューブ状カソードセグメントと、該アノードの該外側に形成され、該燃料電池の外側からアクセス可能な少なくとも１つの別個のアノード集電装置とを有する。該少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、該燃料電池の実行動作長を減少させるように動作する。
【０００８】
様々な代替的な実施形態において、各別個のアノード集電装置は、該アノードの周りに完全な輪を形成して、構造的な完全性を維持し得る。アノード集電装置はセラミック（例えば、ＬａＣｒＯ３または他の適切なデュアル雰囲気（ｄｕａｌ−ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）セラミック）または金属製（例えば、ニッケルまたは他の適切なデュアル雰囲気金属）であり得る。
【０００９】
さらなる実施形態において、上記少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、燃料電池の近位端に配置されたアノード集電装置と、燃料電池の遠位端に配置されたアノード集電装置とを含み得る。ワイヤが、燃料電池の遠位端に配置されたアノード集電装置に結合され得、該アノードの内側を近位端まで通る。少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、近位端と遠位端との間に、例えば、燃料電池の実質的に中間に配置された少なくとも１つの追加のアノード集電装置をさらに含み得る。
【００１０】
さらなる実施形態において、少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、端部から離れて、例えば、燃料電池の実質的に中間に、アノードの長さに沿って配置されたアノード集電装置を含み得る。少なくとも１つの別個のアノード集電装置は、燃料電池の長さに沿って配置された複数のアノード集電装置、例えば、燃料電池の実質的に中間に配置されたアノード集電装置および燃料電池の各端部から釣り合って配置される追加のアノード集電装置を、追加的または代替的に含み得る。
【００１１】
さらなる実施形態において、燃料電池は、各アノード集電装置に近接する少なくとも１つのカソード集電装置を含み得る。例えば、燃料電池は、アノード集電装置によって分離された、２つの電解液セグメントと、対応するカソードセグメントとを含み得、この場合には、少なくとも１つのカソード集電装置は、カソードセグメントの各々に関連するカソード集電装置を含み得る。
【００１２】
さらなる実施形態において、燃料電池は、チューブ状内部アノードの１つの端部に結合され、別のこのような燃料電池のチューブ状内部アノードに結合可能なエンドキャップを含み得、該エンドキャップは、両方の燃料電池に対するアノード集電装置として動作する。従って、より大きい燃料電池は、該エンドキャップを経由して内部接続される複数の燃料電池から構築され得る。各燃料電池は、エンドキャップを有し得、この場合には該エンドキャップが接続されて、より大きな燃料電池を形成し得る。エンドキャップは、一般的に、燃料が燃料電池間を流れることを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の前述部および利点は、添付の図面を参照して、本発明の以下のさらなる記載からより完全に認識される。
【００１４】
本発明の実施形態において、電流は、上記燃料電池の１つの端部というよりもむしろ該燃料電池の長さに沿った１つ以上の別個の点において、または燃料電池の全体の長さのストリップダウンを用いて、チューブ状固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）の内部アノード層から集められる。例えば、電流は、燃料電池の両端部におけるアノード層から集められ得、かつては燃料電池の中心で集められ得、または燃料電池の長さ方向に沿った任意の多数の軸上の点において集められ得る。このような別個の集電点は、一般的に各セクションの実効動作長を減少させ、任意の直径の電池に対する円周の損失を除去し、簡略化された集電配置を考慮する。上記システムは、例外的な熱循環ロバスト性と、チューブ状ジオメトリにおける（片側に沿ったストリップではなく強さを最大化することによって生じる応力を最小化する）円周全体の使用および長さ方向に沿った接続の別個の配置に起因する接続の簡易性とで、複数のジオメトリにおいて容易に配置され得る。一般的に言えば、燃料電池の所与の長さごとの集電点が多ければ多いほど、任意の所与の状況下におけるその燃料電池のピーク電力が高くなる。このことは、システム全体の実質的な利得および燃料電池のコストの有意な減少を結果として生じ得る。燃料電池の長さを増大して、該長さに沿ったさらなる集電点を追加することは、燃料電池が、増大した抵抗の不利益を受けずに所望される長さにすることを可能にし、燃料電池の長さに直接的に比例する電力の増加を可能にする。
【００１５】
アノード集電装置は、種々の方法で製造され得る。上記種々の方法とは、チューブ状電池のいずれかの端部における複数の金属製ジョイントの使用、電池のいずれかの端部におけるセラミック製接続の使用、電池の長さ方向に沿ったいくつか、すなわち複数の点における金属製接続の使用および電池の長さ方向に沿ったいくつか、すなわち複数の点におけるセラミック製接続の使用を含むがこれらには限定されない。
【００１６】
図４は、上記ＳＯＦＣが該ＳＯＦＣの両端部にアノード集電装置およびカソード集電装置を含む例示的な実施形態を示す。具体的には、該ＳＯＦＣ４００は、該ＳＯＦＣの一方の端部にカソード集電装置４０２およびアノード集電装置４０６を含み、該ＳＯＦＣのもう一方の端部にカソード集電装置４０４およびアノード集電装置４０８を含む。アノード集電装置４０６および４０８は、セラミック製または金属製であり得る。
【００１７】
ＳＯＦＣの１つの端部に対する例示的なセラミック製集電装置は、適切な導電材料、例えば、ＬａＣｒＯ３から構成され得、該材料は、チューブ状電池の該端部周辺のキャップを形成するような型に押圧される。次いで、該集電装置は、金属（金属の中でも、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎがとりわけ使用され得る）を融解しロウ付け動作することによって同時に、電気的に接続され得る。またはこれらと同じ金属のうちの１つと共に焼結され得、あるいは他の材料の中でもとりわけ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｌａ、ＣｒまたはＭｎを利用し、セラミック結合され得る。この接続はまた、セラミック−セラミック焼結結合によって形成され得る。セラミックまたは金属製の導線（例えば、Ａｇ）は、エンドキャップに接続され得、電流が該リードを通過する。
【００１８】
ＳＯＦＣの端部に対する例示的な金属製集電装置は、Ｎｉキャップを上記電池の端部にロウ付けし、そして電池の外部（空気）側から内部（燃料）側までの電気接続を可能にする、Ａｇピンの挿入によって、作成され得る。次いで、電流は、該接続を通過し得る。電池の反対側では、Ｎｉカップが、電池にロウ付けされ得る。このカップは、集電デバイスおよび燃料分配デバイスの両方として作用する。
【００１９】
図５は、上記ＳＯＦＣが、中心に位置する一つのアノード集電装置を含む、本発明の別の例示的な実施形態を示す。具体的には、該ＳＯＦＣ５００は、中心に位置する一つのアノード集電装置５０２を含む。このような中心に位置するアノード集電装置５０２は、ＳＯＦＣの実効動作長を半分まで減少させる傾向にある。また、該アノード集電装置５０２は、セラミック製または金属製であり得る。
【００２０】
金属製の集電装置に対して、２つのキャップは、２つの別々の電池にロウ付けされ得る。次いで、該２つの電池は、金属製のコネクタによって結合され得、該コネクタに、両方の電池はねじ込まれる。このコネクタは、ガスが電池間を流れることを可能にし、一方で２つの電池間の接続を提供する。Ａｇピンは、コネクタに取り付けられ得、アノード集電装置の準備をする。ピンもまた、任意の適切なセラミック、金属、またはそうでないのならば酸化雰囲気または還元雰囲気に耐える他の導電性材料から形成され得る。
【００２１】
セラミック性の集電装置に対して、適切なデュアル雰囲気セラミック、例えば、ＬａＣｒＯ３は、長さの中間点において、電池の周りの輪に形成され得る。Ａｇ接続は、アノード集電装置点として、そのセラミックに作られ得る。
【００２２】
図６は、上記ＳＯＦＣが、中心部と両端部とにアノード集電装置を含む別の例示的な実施形態を示す。具体的には、該ＳＯＦＣ６００は、一方の端部にアノード集電装置６１０を、中心部にアノード集電装置６１２を、そしてもう一方の端部にアノード集電装置６１４を含む。該アノード集電装置は、上記のように作成され得る。
【００２３】
図６に示されるように、集電装置が燃料電池の長さに沿った、端部から離れた位置に位置する場合には、該集電装置の各側に１つずつ、１つのアノード集電装置に関連する２つのカソード集電装置があり得る。具体的には、ＳＯＦＣの該端部に位置するカソード集電装置６０２および６０８に加えて、該ＳＯＦＣは、中心のアノード集電装置６１２の各側に１つずつ、２つのカソード集電装置６０４および６０６を含む。
【００２４】
図７は、本発明の実施形態に従う、上記燃料電池の中心部および両端部にアノード集電装置を有する例示的なチューブ状ＳＯＦＣ７００の断面図である。具体的には、該チューブ状ＳＯＦＣ７００は、中空のチューブ状内部アノード層７０２を有し、該アノード層上に、２つの電解液／カソード／ワイヤ構造、７０４１／７０６１／７０８１と７０４２／７０６２／７０８２とが、中央アノード集電装置７１４によって分離されて形成され、さらに該ＳＯＦＣの端部に追加のアノード集電装置７１２と７１６とを含む。
【００２５】
図８は、本発明の実施形態に従う、図７に示されるタイプの隣接する燃料電池の間の電気的接続の断面図である。具体的には、隣接するチューブ状ＳＯＦＣ８００は、中空のチューブ状内部アノード層８０２を有し、該アノード層８０２上に、２つの電解液／カソード／ワイヤ構造、８０４１／８０６１／８０８１と８０４２／８０６２／８０８２とが、中央アノード集電装置８１４によって分離されて形成され、該ＳＯＦＣの端部に追加のアノード集電装置８１２および８１６を含む。上記アノード集電装置７１２は、ワイヤ８１０を経由してカソード集電装置８０８１と結合される。上記アノード集電装置７１４は、ワイヤ８１２を経由してカソード集電装置８０８１と結合され、ワイヤ８１４を経由してカソード集電装置８０８２と結合される。上記アノード集電装置７１６は、ワイヤ８１６を経由してカソード集電装置８０８２と結合される。これらの電気的接続は、引き続くアノード集電装置７１２、７１４および７１６への結合のために、カソード集電装置８０８１および８０８２上に延長ワイヤ「テール」を残しておくことによって、形成され得る。
【００２６】
図９は、上記ＳＯＦＣが、燃料電池の長さ方向に沿った複数のアノード集電装置を含む、別の例示的な実施形態を示す。この例において、該ＳＯＦＣ９００は、約２０〜５０ｃｍ（例えば、４２ｃｍ）の長さと、約１〜３ｃｍ（例えば、２．２ｃｍ）の直径とを有し、１つの端部が閉じられ得る。１つのアノード集電装置９０４は、実質的に燃料電池の中間に配置され、一方で２つの他の集電装置９０２および９０６は、燃料電池の各端部から釣り合うように配置される。
【００２７】
本発明の実施形態に従って、ＳＯＦＣは、所望されるどんな長さに対しても、任意の所望される直径で作成され得、有効電池長は、一定に維持され得る。この有意義な結果は、必要な燃料の「マニホルディング」を最小化する一方で、他のパラメータ（例えば、コスト、パッキング密度、製造の容易さ）によって規定される任意のサイズの電池の構成を、該電池が生成し得る電力に影響を与えずに可能にする。電池を長くする場合、または電池の直径を大きくする場合には、一般的に、１つ以上の接続が、設計に対して適切になされる必要がある。
【００２８】
従って、本発明は、１つの内部アノードと燃料電池の実効動作長を減少させるように配置される少なくとも１つのアノード集電装置とを有するチューブ状ＳＯＦＣとして具体化され得る。実施形態は、好ましくは、有意な電力向上および潜在的なコスト節約を提供しながら、円周の損失および軸上の損失を最小化する。
【００２９】
実施形態は、燃料電池の端部から離れて（例えば、実質的に燃料電池の中間に）位置する単一のアノード集電装置、燃料電池の両端部におけるアノード集電装置、燃料電池の長さ方向に沿った複数の点におけるアノード集電装置、またはこれらの組み合わせを含み得る。集電装置は、セラミック製または金属製であり得る。セラミック製の集電装置は、ＬａＣｒＯ３または他の適切なデュアル雰囲気のセラミックから形成され得、プラズマスプレー法、真空浸透法（ｖａｃｕｕｍ  ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）または焼結によって形成され得る。金属製の集電装置は、Ｎｉまたは他の適切なデュアル雰囲気金属から形成され得る。
【００３０】
単一の燃料電池は、アノード集電装置によって一緒に結合された複数の燃料電池セグメントから製造され得る。例えば、２つのキャップが、２つの別々の電池にロウ付けされ得る。次いで、上記２つの電池は、両方の電池がねじ込まれる金属製のコネクタによって、結合され得る。このコネクタは、２つの電池間接続を提供する一方で、ガスが電池間に流れることを可能にする。Ａｇピンは、アノード集電に対して用意するためにコネクタに取り付けられ得る。ピンはまた、任意の適切なセラミック、金属またはそうでないのならば酸化雰囲気または還元雰囲気に耐える他の導電性材料から形成され得る。
【００３１】
本発明はまた、例えば、内部アノード層、電解液層、カソード層および図４に示されるような燃料電池の両端部に配置されるカソード集電装置を有するチューブ状ＳＯＦＣとして具体化され得る。このような実施形態は、典型的に、燃料電池の両端部において、カソード集電装置を含む。
【００３２】
本発明はまた、１つの内部アノード層、１つの電解液層、１つのカソード層、例えば、図５、図６および図９に示されるような、アノードの長さ方向に沿って、端部から離れる点においてアノードの周辺に形成される少なくとも１つのアノード集電装置を有するチューブ状ＳＯＦＣとして具体化され得る。複数のアノード集電装置は、燃料電池の長さ方向に沿った様々な点に配置され得る。図６に示されるように、カソード集電装置は、アノード集電装置の両端部に配置され得るが、このような実施形態は、典型的に、各アノード集電装置に隣接する、少なくとも１つのカソード集電装置を含む。該アノード集電装置は、セラミック製または金属製であり得る。
【００３３】
本発明はまた、内部アノードを有する燃料電池の両端部に、アノード集電装置を形成するか、または取り付けることを含む、チューブ状ＳＯＦＣを製造する方法として具体化され得る。該アノード集電装置は、セラミック製または金属製であり得る。
【００３４】
本発明はまた、内部の燃料電池アノードの周辺に、少なくとも１つのアノード集電装置を形成することを含む、チューブ状ＳＯＦＣを製造する方法として具体化され得る。複数のアノード集電装置は、燃料電池の長さ方向に沿った様々な点に配置され得る。１つ以上のカソード集電装置は、各アノード集電装置に隣接して配置され得る。該アノード集電装置は、セラミック製または金属製であり得る。
【００３５】
プロトタイプの燃料電池を、上記のような変形のうちのいくつかに関してテストした。全ての電池については、８００℃、必要空気の６倍で３％のＨ２Ｏ／Ｈ２ガス混合物、７５％の燃料利用で、テストした。電池は、電力がピークであるようなこれらの条件において維持され、その値が記録された。プロトタイプについては、一般的に、１つの端部のみで集電装置を使用する現在のＳＯＦＣに対して、著しく性能が向上したことを見出した。セラミック製または金属製接続コンポーネントは、性能に有意に影響しないことも見出した。以下の表は、実験の電池の相対的な性能を要略する：
【００３６】
【表１】
2008537298.tif 000003
アノード集電装置から電流を収集するために、外部コネクタ（例えば、銀製）が、該集電装置に取り付けられ得る。例えば、図４に示されるような、ＳＯＦＣの両端部にアノード集電装置を有するＳＯＦＣにおいて、外部コネクタは、燃料電池の遠位端部上にエンドキャップが取り付けられ得る（近位端部は、キャップおよび外部コネクタなしに、直接マニホルドに接続され得る）。このような外部コネクタは、例えば、水素および酸素の浸透によって、腐食または損傷する傾向があり得る。具体的には、水素が、銀を介して流れ、該燃料電池の外側で酸素と結合して、コネクタを腐食させ得る。
【００３７】
従って、１つの代替的な実施形態において、ワイヤは、例えば、近位エンドキャップまたはマニホルドとの結合のために、上記遠位端部から、上記チューブの内部を通り、該チューブの上記近位端部まで走る。図１０は、本発明の実施形態に従う、遠位エンドキャップ１００４から、チューブの内部を通り、該チューブの近位端部１００６まで走るワイヤ１００２を有する例示的な燃料電池１０００の断面図を示す。
【００３８】
従って、本発明は、燃料電池の１つの端部に配置されるアノード集電装置と、該アノード集電装置に電気的に結合され、該燃料電池の内部を、該燃料電池のもう一方の端部まで通るワイヤとを有する内部アノードを有するチューブ状ＳＯＦＣとして具体化され得る。該ワイヤは、アノード集電装置に取り付けられるエンドキャップに結合され得る。
【００３９】
本発明は、本明細書に記載される上記実施形態に、または本明細書に開示される性能情報に限定されない。例えば、１つ以上の別個のアノード集電装置が、一般的に、燃料電池の実効動作長を減少させるために内部アノードを有する固体酸化物燃料電池において使用され得る。
【００４０】
本発明は、本発明の真の範囲から逸脱することなしに、他の特定な形態に具体化され得る。記載された実施形態は、全ての個所において、例示のみであり、限定的でないと考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、当該分野で公知の典型的なアノードサポートチューブ状ＳＯＦＣの断面図である。
【図２】図２は、当該分野で公知の、燃料電池の１つの端部にアノード集電装置およびカソード集電装置を有する標準的なアノードサポートチューブ状固体酸化物燃料電池の表現を示す。
【図３】図３は、図２に示される、燃料電池の１つの端部にアノード集電装置およびカソード集電装置を有するアノードサポートチューブ状ＳＯＦＣに対する、チューブ長の関数としての電流の表現を示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従う、両端部に集電装置を有するアノードサポートチューブ状固体酸化物燃料電池の表現を示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従う、単一の中央集電装置を有するアノードサポートチューブ状固体酸化物燃料電池の表現を示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態に従う、中央部と両端部に集電装置を有するアノードサポートチューブ状固体酸化物燃料電池の表現を示す。
【図７】図７は、本発明の実施形態に従う、燃料電池の中間部および両端部にアノード集電装置を有する例示的なアノードサポートチューブ状ＳＯＦＣの断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に従う、図７に示されるタイプの隣接する燃料電池間の電気的相互接続の断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に従う、燃料電池の長さに沿った様々な点に配置された集電装置を有するアノードサポートチューブ状固体酸化物燃料電池の表現を示す。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に従う、遠位エンドキャップから、チューブの内部を通って、チューブの近位端部まで走るワイヤを有する例示的な燃料電池を示す。
【図１】
2008537298.tif 000004
【図２】
2008537298.tif 000005
【図３】
2008537298.tif 000006
【図４】
2008537298.tif 000007
【図５】
2008537298.tif 000008
【図６】
2008537298.tif 000009
【図７】
2008537298.tif 000010
【図８】
2008537298.tif 000011
【図９】
2008537298.tif 000012
【図１０】
2008537298.tif 000013
【国際調査報告】
2008537298.tif 000014
2008537298.tif 000015
2008537298.tif 000016