(57)【要約】【課題】燃料電池セル内の温度分布を均一化して、その発電効率を向上せしめることのできる燃料電池モジュールの提供を目的とする。【解決手段】導入ガスの流路に沿って電気化学反応を生じせしめて発電を行う燃料電池セルを複数含む燃料電池モジュールである。かかる燃料電池セルは導入ガスの流路を互いに平行とするように配置されている。ここで、燃料電池セルのうちの第１及び第２はそれぞれの導入ガス流路内の流れ方向を互いに逆とし、流路に沿った熱の授受が可能となるように配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入ガスの流路に沿って電気化学反応を生じせしめて発電を行う燃料電池セルを複数含む燃料電池モジュールであって、
前記燃料電池セルは前記導入ガスの前記流路を互いに平行とするように配置され、前記流路内の前記導入ガスの流れ方向を互いに逆とする前記燃料電池セルのうちの第１及び第２は前記流路に沿った熱の授受が可能となるように配置されていることを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項２】
前記燃料電池セルのうちの第１及び第２は前記流路と垂直方向に伸びる伝熱体によって結合されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池モジュール。
【請求項３】
前記伝熱体は前記燃料電池セルのうちの第１及び第２の端部近傍同士を結合して設けられていることを特徴とする請求項２記載の燃料電池モジュール。
【請求項４】
前記燃料電池セルのうちの第１及び第２は伝熱板で仕切られていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池モジュール。
【請求項５】
前記伝熱板はガスの通過を可能とすることを特徴とする請求項４記載の燃料電池モジュール。
【請求項６】
前記燃料電池セルのうちの第１の１つと第２の１つとを組とし、前記組を１又は複数含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちの１つに記載の燃料電池モジュール。
【請求項７】
前記燃料電池セルは固体酸化物形燃料電池であることを特徴とする請求項１乃至６のうちの１つに記載の燃料電池モジュール。
【請求項８】
前記燃料電池セルは前記導入ガスの前記流路に沿ってその少なくとも一部を改質する改質反応を生じせしめながら発電を行うことを特徴とする請求項１乃至７のうちの１つに記載の燃料電池モジュール。
【請求項９】
前記改質反応は炭化水素系の原燃料を少なくとも含む前記導入ガスを水素及び一酸化炭素に改質することを特徴とする請求項８記載の燃料電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の燃料電池セルを含む燃料電池モジュールに関し、特に導入ガスの流路に沿って電気化学反応を生じせしめて発電を行う燃料電池セルを複数含む燃料電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池セル（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  ＦＵＥＬ  ＣＥＬＬ：以下、ＳＯＦＣと称する。）は、酸素イオン伝導性を有する固体酸化物からなる電解質を電極セパレータに用いた燃料電池セルである。詳細には、ジルコニアなどの電解質を挟んで多孔質材料からなる燃料極（アノード）及び空気極（カソード）が対向して設けられる。ここで空気極側には酸化剤ガスとしての空気が供給される。空気極において電子を受け取った空気中の酸素原子は、酸素イオンとなって電解質を燃料極側へ移動する。この酸素イオンは、燃料極の表面を流れる燃料ガス（水素及び一酸化炭素）と反応して電子を放出する。かかる電気化学反応は以下の如きである。
空気極：１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−
燃料極：Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−
ＣＯ＋Ｏ２−→ＣＯ２＋２ｅ−
【０００３】
ここで、燃料極側に導入される水素及び一酸化炭素などの燃料ガスは、燃料電池セルの外部に設けられた改質器によって、石油、石炭、天然ガスなどの原燃料から生成される。例えば、主に炭化水素からなる原燃料ガスに水蒸気を混合して触媒下で反応させると、以下の反応が生じる。
ＣｎＨｍ＋ｎＨ２Ｏ→ｎＣＯ＋（ｎ＋（ｍ／２））Ｈ２   
かかる水蒸気改質反応において、改質器を別個に設けることなく、燃料電池セル内部の燃料極上で原燃料ガスを燃料ガスに改質する直接内部改質法が知られている。
【０００４】
ところで、炭化水素から水素及び一酸化炭素などの燃料ガスを得る上記した水蒸気改質反応は吸熱反応である。よって直接内部改質法を利用する燃料電池セルでは、燃料極の熱が水蒸気改質反応によって奪われてしまって、燃料電池セル内の温度が局部的に低下してしまうのである。かかる温度変動は、電池性能の劣化の原因となっている。
【０００５】
例えば特許文献１は、燃料極の表面の一部若しくは全部をガス拡散層で覆った直接内部改質型の燃料電池セルを開示している。直接内部改質型の燃料電池セルでは、原燃料ガスの入口近傍において吸熱反応である水蒸気改質反応が特に急激に進むので温度の低下を生じるのである。一方、原燃料ガスの水蒸気改質反応に対して触媒活性を有しない物質からなるガス拡散層を設けることで、原燃料ガスの燃料極への到達量を部分的に調整することができる。よって、燃料極に沿った水蒸気改質反応を均一にして温度分布の発生を低減し、固体電解質中の酸素イオンの伝導度を均一化出来ると述べている。すなわち、燃料電池セルの内部の温度変動を低減して電池性能の劣化を防止することができるのである。
【０００６】
また、特許文献２においても、特許文献１と同様に、直接内部改質型の燃料電池セルにおける水蒸気改質反応による内部温度の部分的な低下を原因とした電池性能の劣化について述べられている。ここでは、燃料極に担持されている触媒量を変化せしめることで燃料極に沿った水蒸気改質反応の反応速度を調整している。つまり、燃料電池セルの内部の温度変動を低減して、電流密度分布が均一化されるのである。
【特許文献１】特開平０６−３４９５０４号公報
【特許文献２】特開２００５−２０３２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、直接内部改質型の燃料電池セルにおける水蒸気改質反応の反応速度は、原燃料ガスの種類、量、流入温度、また、これに混合される水蒸気量、燃料電池セルの内部温度に影響を受ける。更に、かかる反応は、一般に触媒の存在下で行われるため、特に内部温度や触媒の被毒の状況によって大きく影響されるのである。
【０００８】
一方、特許文献１や２に開示の方法では、例えば、ガス拡散層や触媒量を上記したような影響因子に対して状況に合わせて変化させることは困難であって、動的な対処ができない。
【０００９】
本発明は上記したような状況に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、燃料電池セル内の温度分布を均一化して、その発電効率を向上せしめることのできる燃料電池モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による燃料電池モジュールは、導入ガスの流路に沿って電気化学反応を生じせしめて発電を行う燃料電池セルを複数含む燃料電池モジュールであって、前記燃料電池セルは前記導入ガスの前記流路を互いに平行とするように配置され、前記流路内の前記導入ガスの流れ方向を互いに逆とする前記燃料電池セルのうちの第１及び第２は前記流路に沿った熱の授受が可能となるように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
かかる燃料電池モジュールでは、燃料電池セルの燃料極に導入される導入ガスの流路に沿って形成されようとする温度勾配が、第１及び第２の燃料電池セルにおいて互いにほぼ対称であって１８０度向きを異にするため、動的に打ち消されるのである。故に、例えば水蒸気改質反応などによって生じる燃料電池セル内の温度分布を動的に均一化し得るのである。つまり、電解質中の酸素イオンの伝導度及び燃料電池セルの電流密度について動的に均一化し得るのである。さらに、電極の面内起電力を均一化し、発電に寄与しない迷走電流を抑制できるのである。すなわち、発電効率を向上せしめることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例による燃料電池モジュールは、導入ガス流路に沿って電気化学反応を生じせしめて発電を行う燃料電池セルを複数含む。かかる燃料電池セルは燃料極に導入される導入ガス流路を互いに平行とするように配置されている。ここで燃料電池セルのうちの第１及び第２は導入ガス流路内の導入ガスの流れ方向を互いに逆とするとともに、導入ガス流路に沿った熱の授受を互いに可能となるように配置されている。
【００１３】
ここで、燃料電池セルのうちの第１及び第２はその端部近傍同士において、導入ガス流路と垂直方向に伸びる伝熱体によって結合されている。かかる構成により、伝熱体によって結合された燃料電池セルのうちの第１及び第２の端部同士の温度差が低減される。つまり、燃料電池セルのうちの第１及び第２において、導入ガス流路に沿って形成されようとする温度勾配は、互いにほぼ対称であって１８０度向きを異にして打ち消しあうとともに、燃料電池モジュールの運転中における動的な変化も打ち消しあうのである。
【００１４】
故に、例えば、炭化水素系の原燃料ガスを水素及び一酸化炭素に改質する水蒸気改質反応を電気化学反応とともに生じる燃料電池セル内の温度分布の如きであってもこれを動的に均一化し得るのである。すなわち、燃料電池セル内の電解質中の酸素イオンの伝導度及び電流密度について動的に均一化し得るのである。さらに、温度変化により生じる起電力変化を均一化し、発電に寄与しない迷走電流を抑制できるのである。つまり、かかる燃料電池セルを含む燃料電池モジュールの発電効率を向上せしめることができるのである。
【００１５】
更に、１つの実施例において、上記した伝熱体に代えて、燃料電池セルの第１及び第２は伝熱板で仕切られており、導入ガス流路に沿った熱の授受が可能となるようにしてもよい。すなわち、伝熱板の一方の面には燃料電池セルの第１の温度勾配を反映した温度勾配が形成されようとするとともに、伝熱板の他方の面には燃料電池セルの第２の温度勾配を反映した温度勾配が形成されようとするのである。燃料電池セルの第１及び第２の温度勾配は互いにほぼ対称に生じようとするので、伝熱板上での温度勾配は動的に打ち消しあうとともに、燃料電池セルのうちの第１及び第２の導入ガス流路に沿った温度勾配も動的に打ち消しあうのである。なお伝熱板においては燃料電池セルへの例えば空気の導入を円滑にするため、ガスの通過を可能とすることが好ましい。
【００１６】
故に、例えば、炭化水素系の原燃料ガスを水素及び一酸化炭素に改質する水蒸気改質反応を電気化学反応とともに生じる燃料電池セル内の温度分布の如きであってもこれを動的に均一化し得るのである。すなわち、燃料電池セル内の電解質中の酸素イオンの伝導度及び電流密度も動的に均一化し得るのである。さらに、温度変化により生じる起電力変化を均一化し、発電に寄与しない迷走電流を抑制できる。つまり、かかる燃料電池セルを含む燃料電池モジュールの発電効率を向上せしめることができるのである。
【００１７】
上記した実施例において、燃料電池モジュールは、燃料電池セルのうちの第１の１つと第２の１つとを組として、この組を１又は複数含んでもよい。かかる構成により、１つの組の燃料電池セルのうちの第１及び第２において、導入ガス流路に沿った温度勾配は動的に打ち消しあうのである。故に、上記したと同様にこれらの組を１又は複数含む燃料電池モジュールの発電効率を向上せしめることができるのである。
【００１８】
なお、上記した実施例において、燃料電池セルは固体酸化物形であることが好ましいが、固体酸化物形に限定されるものではない。また、燃料電池セルは導入ガス流路に沿って炭化水素系の原燃料ガスを水素及び一酸化炭素に水蒸気改質する直接内部改質型に限定されない。すなわち、直接内部改質型の燃料電池セルでなくとも、導入ガス流路に沿って形成されようとする温度勾配であれば、これを動的に打ち消しあい、燃料電池モジュールの発電効率を向上せしめることができるのである。
【実施例１】
【００１９】
次に本発明による実施例である燃料電池モジュールについて、図１乃至図５を参照しつつ詳細に説明する。
【００２０】
図１に示すように、燃料電池セル１は、円筒形であって、例えば、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などからなる固体酸化物の電解質５を両側から挟むようにして、例えば、ニッケル・ジルコニア（Ｎｉ−ＺｒＯ２）サーメットからなる燃料極４及びランタンマンガナイト（ＬａＭｎＯ３）からなる空気極６が対向するように設けられている。燃料極４及び空気極６は共に多孔質であって、特に、燃料極４は原燃料ガスを燃料ガスに水蒸気改質するための触媒を担持している。円筒形の燃料電池セル１の中心孔は、その長手方向に沿って導入ガス流路２を形成している。
【００２１】
ここで図２に示すように、発電運転時において燃料電池セル１では、燃料極４と電解質５との界面近傍において、燃料ガス（Ｈ２及びＣＯ）と空気極６から供給される酸素イオンとの結合による電気化学反応が生じる。詳細には、空気極６の多孔質体内部を流れる酸素は、空気極６から電子を受け取って電解質５内に酸素イオンの形で侵入する。電解質５内の酸素イオンは燃料極４に到達すると、燃料ガス（Ｈ２及びＣＯ）と結合して、Ｈ２Ｏ及びＣＯ２となって電子を燃料極４内に放出するのである。なお、この電気化学反応は発熱反応であり、部分的な反応ムラなどに伴って燃料電池セル１の温度が変動し得るのである。
【００２２】
ところで、図３に併せて示すように、直接内部改質型の燃料電池セル１では、燃料極４の表面近傍及び／若しくはその多孔質体内部において、炭化水素系の原燃料ガスが燃料ガス（Ｈ２及びＣＯ）に改質されるのである。この水蒸気改質反応は吸熱反応である。
【００２３】
故に、再び図１及び図２に示すように、燃料電池セル１の導入ガスを導入する導入口１０の近傍においては急激に進む水蒸気改質反応のために内部温度が低下するのである。一方、導入ガスの流路に沿って水蒸気改質反応は順次行われて収束していくため、燃料電池セル１の排出口１１近傍においては、内部温度の低下は小さいのである。つまりかかる水蒸気改質反応により、燃料電池セル１の長手方向、すなわち導入ガス流路２の方向に沿った温度勾配が燃料電池セル１の内表面に生じるのである。これにより、燃料電池セル１の外表面においても、内表面の温度勾配を反映した温度勾配が生じる。
【００２４】
ここで図４に示すように、断熱容器７内において、複数の燃料電池セルのうちの第１である燃料電池セル１ａは、同じく複数の燃料電池セルのうちの第２である燃料電池セル１ｂの長手方向に沿って、互いの導入ガス流路２を平行にしてかつ導入ガス流路２内の原燃料ガスの流れ方向を逆にして配置される。燃料電池セル１ａ及び１ｂは、互いに輻射、空気流等によって熱ｑの授受が可能となるように配置されている。なお、断熱容器７には図示しない酸化剤として空気をその内部に導入・排出する導入口及び排出口が備えられている。
【００２５】
上記した構成によれば、図５に示すように、燃料電池セル１ａの導入口１０ａから排出口１１ａへの温度勾配Ｔａ及び燃料電池セル１ｂの導入口１０ｂから排出口１１ｂへの温度勾配Ｔｂが形成されようとしても、燃料電池セル１ａの導入口１０ａ近傍と燃料電池セル１ｂの排出口１１ｂ近傍との間で互いに熱ｑの授受を行って同一の温度に近づくのである。同様に導入口１０ｂ近傍と排出口１１ａ近傍においても互いに熱ｑの授受を行って同一の温度に近づくのである。すなわち、燃料電池セル１ａと燃料電池セル１ｂとは導入ガス流路２に沿った温度勾配を互いに動的に打ち消し合うのである。故に、例えば、水蒸気改質反応を電気化学反応とともに生じる直接内部改質型の燃料電池セル１内の温度分布を動的に均一化し得るのである。すなわち、燃料電池セル内の固体電解質中の酸素イオンの伝導度及び電流密度について動的に均一化し得るのである。さらに、温度による起電力変化を均一化し、発電に寄与しない迷走電流を抑制できるのである。つまり、かかる燃料電池セル１ａ及び１ｂを含む燃料電池モジュールの発電効率を向上せしめることができるのである。
【実施例２】
【００２６】
次に本発明による他の実施例である燃料電池モジュールについて、図６及び図７を参照しつつ詳細に説明する。
【００２７】
図６に示すように、実施例１で述べたのと同様の燃料電池セル１ａ及び１ｂは、伝熱体３ａによって連結されていても良い。詳細には、燃料電池セル１ａ及び１ｂは、その長手方向と平行な導入ガス流路２と垂直方向に伸びる伝熱体３ａによって結合されている。伝熱体３ａは燃料電池セル１ａ及び１ｂのそれぞれ熱的に端部近傍を連結するように取付けることが好適である。伝熱体３ａは熱伝導性の高い材料、例えばステンレス鋼、ニッケル合金、タングステンなどからなるワイヤー及び広帯などが好ましい。
【００２８】
また、図７に示すように、燃料電池モジュール２０は、伝熱体３ａによって束ねられた燃料電池セル１ａ及び１ｂの組１３を複数含むのである。
【００２９】
かかる構成によれば、燃料電池セル１ａと燃料電池セル１ｂとは、輻射、空気流等に加えて、伝熱体３ａによっても熱の授受が可能となるのである。よって、上記したと同様に、燃料電池セル１ａ及び１ｂの導入ガス流路２に沿った温度勾配は動的に互いに打ち消し合って、燃料電池セル１ａ及び１ｂ内の温度分布を動的に均一化し得るのである。よって、かかる燃料電池セル１ａ及び１ｂを含む燃料電池モジュール２０の発電効率を向上せしめることができるのである。
【実施例３】
【００３０】
次に本発明によるさらに他の実施例である燃料電池モジュールについて、図８を参照しつつ詳細に説明する。
【００３１】
図８に示すように、同一方向に流れる導入ガス流路２を有する燃料電池セル１ａは、やはり同一の方向に流れる導入ガス流路２を有する燃料電池セル１ｂと網状体からなる伝熱板３ｂによって仕切られている。つまり、燃料電池セル１ａ及び１ｂは互いに導入ガス流路２を平行にするとともに、導入ガス流路２内の原燃料ガスの流れ方向を逆向きにして配置される。なお、伝熱板３ｂは、ガスの通過を可能とするパンチングメタルの如く小穴を多数備える板状体や多孔質の板状体などでもよい。
【００３２】
かかる構成によれば、燃料電池セル１ａ及び１ｂの温度勾配は互いにほぼ対称に生じようとするのである。ここで、燃料電池セル１ａの温度分布は伝熱板３ｂの一方の面に反映されるとともに、燃料電池セル１ｂの温度分布は伝熱板３ｂの他方の面に反映されるのである。故に、伝熱板上での温度勾配は動的に打ち消し合うとともにこれにより燃料電池セル１ａ及び１ｂの導入ガス流路２に沿った温度勾配も動的に打ち消し合うのである。なお、例えば、図８のように、燃料電池セル１ａと燃料電池セル１ｂの数が異なっていても、ほぼ上記したのと同様に温度勾配は動的に打ち消し合うのである。すなわち、燃料電池セル１ａ及び１ｂ内の温度分布を動的に均一化し得るのである。よって、かかる燃料電池セル１ａ及び１ｂを含む燃料電池モジュールの発電効率を向上せしめることができるのである。
【実施例４】
【００３３】
次に本発明によるさらに他の実施例である燃料電池モジュールについて、図９を参照しつつ詳細に説明する。
【００３４】
図９に示すように、原燃料ガスの流れ方向の１８０度異なる燃料電池セル１ａ及び１ｂをその長手方向と垂直な面内において縦横方向にそれぞれ交互に並置する。すなわち燃料電池セル１ａ及び１ｂをその長手方向と垂直な面内において市松模様の如く並置せしめるのである。また、各燃料電池セル１ａ及び１ｂの間にはガスの通過を可能とする伝熱板３ｂを挿入しても良い。伝熱板３ｂは、パンチングメタルの如き小穴を多数備える板状体や多孔質の板状体又は網状体からなる。
【００３５】
かかる構成によれば、燃料電池セル１ａ及び１ｂの温度勾配は互いにほぼ対称に生じようとするのである。ここで、燃料電池セル１ａの温度分布は伝熱板３ｂの一方の面に反映されるとともに、燃料電池セル１ｂの温度分布は伝熱板３ｂの他方の面に反映されるのである。故に、伝熱板３ｂ上での温度勾配は動的に打ち消し合うとともにこれにより燃料電池セル１ａ及び１ｂの導入ガス流路２に沿った温度勾配も動的に打ち消し合うのである。さらに、これらの生じようとする温度勾配は、例えば燃料電池セル１ａの長手方向と垂直な面内においてこれを縦横方向から挟み込むように並置された4本の燃料電池セル１ｂによって互いに動的に打ち消し合うのである。すなわち、燃料電池セル１ａ及び１ｂ内の温度分布を動的に均一化し得るのである。よって、かかる燃料電池セル１ａ及び１ｂを含む燃料電池モジュールの発電効率を向上せしめることができるのである。
【実施例５】
【００３６】
次に本発明によるさらに他の実施例である燃料電池モジュールについて、図１０乃至図１２を参照しつつ詳細に説明する。
【００３７】
図１０に示すように、平板型の燃料電池モジュール２１は、固体電解質５を燃料極４及び空気極６によって上下方向から挟みこんだ電極ユニット２２と、かかる電極ユニット２２を更に上下方向から挟みこんだインターコネクタ２７ａ及び２７ｂとからなる多層体である。インターコネクタ２７ａ及び２７ｂは、セラミックス若しくは金属からなり、例えば、ステンレス鋼やニッケル基合金からなることが好ましい。
【００３８】
略平板状のインターコネクタ２７ａは、燃料極４に向けた開口を有するストライプ溝の導入ガス流路２８を有する。すなわち、導入ガス流路２８内に向けて燃料極４の表面が露出しているのである。また、略平板状のインターコネクタ２７ｂは、導入ガス流路２８の原燃料ガスの流れ方向と垂直方向に且つ空気極６に向けた開口を有するストライプ溝の空気流路２９を有する。すなわち、空気流路２９に空気極６の表面が露出しているのである。
【００３９】
ここで、インターコネクタ２７ａに設けられた導入ガス流路２８内を流れる原燃料ガスの流れ方向は、隣り合う導入ガス流路２８同士において、互いに逆向きである。つまり原燃料ガスの流れ方向の１８０度異なる導入ガス流路２８を有する燃料電池セル１ａ及び１ｂが空気流路２９の空気の流れ方向に順番にストライプ状に並べられているのである。
【００４０】
かかる構成によれば、燃料電池セル１ａ及び１ｂは、インターコネクタ２７ａ及び２７ｂを介した熱伝導により互いに熱の授受を可能に連結されるのである。すなわち、原燃料ガスの流れ方向の１８０度異なる導入ガス流路２８を有する燃料電池セル１ａ及び１ｂにおいて、導入ガス流路２８に沿って形成されようとする温度勾配は互いにほぼ対称であって１８０度向きが異なるため、互いに動的に打ち消しあうのである。故に、例えば、水蒸気改質反応を電気化学反応とともに生じる燃料電池セル１ａ及び１ｂを含む燃料電池モジュール２１の温度分布を動的に均一化し得るのである。つまり、発電効率を向上せしめることができるのである。
【００４１】
なお、図１１及び図１２に示すように燃料電池モジュール２１を２層以上積層させた複合燃料電池モジュールであっても良い。すなわち、図１１に示すように、複数の燃料電池モジュール２１はそれぞれの燃料電池セル１ａを上下方向に１列に並ぶように、また、燃料電池セル１ｂを上下方向に１列に並ぶように積層されて複合燃料電池モジュールを構成するのである。さらに、図１２に示すように複数の燃料電池モジュール２１はそれぞれの燃料電池セル１ａ及び１ｂを上下方向に交互に並ぶように積層されて複合燃料電池モジュールを構成しても良い。
【００４２】
かかる構成によれば、温度分布を動的に均一化し得る燃料電池モジュール２１をさらに積層して上下方向にも温度分布を動的に均一化することができるのである。すなわち、より多数の燃料電池セル１ａ及び１ｂを含む複合燃料電池モジュールの温度分布を動的に均一化し得るのである。つまり、発電効率を向上せしめることができるのである。
【実施例６】
【００４３】
次に本発明によるさらに他の実施例である燃料電池モジュールについて、図１３を参照しつつ詳細に説明する。
【００４４】
図１３に示すように、平板型の複合燃料電池モジュール２３は、積層された燃料電池モジュール２１ａ及び２１ｂからなる。燃料電池モジュール２１ａ及び２１ｂは、導入ガス流路２８内を流れる原燃料ガスの流れ方向以外は、それぞれ上記した実施例５の燃料電池モジュール２１と同様であるので詳述しない。
【００４５】
燃料電池モジュール２１ａのインターコネクタ２７ａ及び燃料電池モジュール２１ｂのインターコネクタ２７ｂは、互いに接触して熱の授受を可能に連結されている。ここで燃料電池モジュール２１ａ及び２１ｂのそれぞれにおいて、導入ガス流路２８内を流れる原燃料ガスの流れ方向は同一である。
【００４６】
かかる構成によれば、燃料電池モジュール２１ａの導入ガス流路２８に沿って形成されようとする温度勾配は、燃料電池モジュール２１ｂの導入ガス流路２８に沿って形成されようとする温度勾配と互いにほぼ対称であって１８０度向きが異なるため、互いに動的に打ち消しあうのである。故に、例えば、水蒸気改質反応を電気化学反応とともに生じる燃料電池セル１ａ及び１ｂを多数含む複合燃料電池モジュール２３の温度分布を動的に均一化し得るのである。つまり、発電効率を向上せしめることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】燃料電池セルの要部の斜視図である。
【図２】燃料電池セルの要部の部分断面図である。
【図３】水蒸気改質反応の図である。
【図４】本発明による燃料電池モジュールの図である。
【図５】図４における燃料電池セルＡ−Ｂ間の外表面温度のグラフである。
【図６】本発明による燃料電池モジュールの要部の斜視図である。
【図７】本発明による燃料電池モジュールの要部の斜視図である。
【図８】本発明による燃料電池モジュールの要部の斜視図である。
【図９】本発明による燃料電池モジュールの要部の斜視図である。
【図１０】本発明による燃料電池モジュールの要部の斜視図である。
【図１１】本発明による燃料電池モジュールの要部の斜視図である。
【図１２】本発明による燃料電池モジュールの要部の斜視図である。
【図１３】本発明による燃料電池モジュールの要部の斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１、１ａ、１ｂ  燃料電池セル
２          導入ガス流路
３ａ        伝熱体
３ｂ        伝熱板
４          燃料極
５          電解質
６          空気極
７          断熱容器
１０        導入口
１１        排出口
２１、２１ａ、２１ｂ  燃料電池モジュール
２２        電極ユニット
２３        複合燃料電池モジュール
２７ａ、２７ｂ  インターコネクタ
２８        導入ガス流路
２９        空気流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009129701.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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