特許ウォッチ

公開番号2025026324
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2024101172
出願日2024-06-24
発明の名称セルスタック、ホットモジュール及び水素製造装置
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人真明センチュリー
主分類C25B 9/65 20210101AFI20250214BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】セルの耐久性を向上できるセルスタック、ホットモジュール及び水素製造装置を提供する。
【解決手段】セルスタックは、燃料極と空気極とを隔離する電解質を含むセルが複数積層された積層体と、積層体の積層方向の両端より外側にそれぞれ配置されセルと電気的に接続されるターミナルプレートと、セルと並んで設けられた積層方向に延びる第1の供給路および第1の排出路と、を備え、第1の供給路は燃料極に供給する燃料ガスが流れ、第1の排出路は燃料極で燃料ガスが反応した後のガスを含むガスが流れる。ターミナルプレートは端子をそれぞれ含む。セルスタックを積層方向から見たときに、第1の供給路の中心と第1の排出路の中心とを結ぶ線分の垂直二等分線により区分けされた2つの区域のうち第1の排出路を含む区域に、少なくとも1枚のターミナルプレートの端子が存在する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料極と空気極とを隔離する電解質を含むセルが複数積層された積層体と、
前記積層体の積層方向の両端より外側にそれぞれ配置され前記セルと電気的に接続されるターミナルプレートと、
前記セルと並んで設けられた前記積層方向に延びる第１の供給路、第１の排出路、第２の供給路および第２の排出路と、を備え、
前記第１の供給路は前記燃料極に供給する燃料ガスが流れ、
前記第１の排出路は前記燃料極で前記燃料ガスが反応した後のガスを含むガスが流れ、
前記第２の供給路は前記空気極に供給する酸化剤ガスが流れ、
前記第２の排出路は前記空気極で前記酸化剤ガスが反応した後のガスを含むガスが流れ、
前記ターミナルプレートは端子をそれぞれ含むセルスタックであって、
前記セルスタックを前記積層方向から見たときに、前記第１の供給路の中心と前記第１の排出路の中心とを結ぶ線分の垂直二等分線により区分けされた２つの区域のうち前記第１の排出路を含む区域に、少なくとも１枚の前記ターミナルプレートの前記端子が存在し、前記端子と前記第１の排出路との間の距離は前記端子と前記第１の供給路との間の距離より短く、前記端子と前記第２の排出路との間の距離は前記端子と前記第２の供給路との間の距離より短いセルスタック。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
２枚の前記ターミナルプレートの前記端子が、前記第１の排出路を含む前記区域に存在する請求項１記載のセルスタック。
【請求項３】
前記端子は、前記第１の排出路と前記第２の排出路との間に配置されている請求項１又は２に記載のセルスタック。
【請求項４】
前記燃料ガスは水蒸気を含む請求項１又は２に記載のセルスタック。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のセルスタックと、
前記セルスタックに供給される水蒸気を生成する気化器と、
前記セルスタックに供給されるガスと熱交換を行う熱交換器と、
前記セルスタックを加熱するためのヒータと、
前記セルスタック、前記気化器、前記熱交換器および前記ヒータが内部に配置される断熱材と、を備えるホットモジュール。
【請求項６】
請求項５記載のホットモジュールを備える水素製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料極と空気極とを隔離する電解質を含むセルが複数積層されたセルスタック、セルスタックを含むホットモジュール及び水素製造装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料極と空気極とを隔離する電解質を含むセルが複数積層された積層体と、セルと電気的に接続されたターミナルプレートと、を含むセルスタックに係る先行技術は特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－７３４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術はセルの耐久性の向上の要求がある。
【０００５】
本発明はこの要求に応えるためになされたものであり、セルの耐久性を向上できるセルスタック、ホットモジュール及び水素製造装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するための第１の態様は、燃料極と空気極とを隔離する電解質を含むセルが複数積層された積層体と、積層体の積層方向の両端より外側にそれぞれ配置されセルと電気的に接続されるターミナルプレートと、セルと並んで設けられた積層方向に延びる第１の供給路、第１の排出路、第２の供給路および第２の排出路と、を備えるセルスタックである。第１の供給路は燃料極に供給する燃料ガスが流れ、第１の排出路は燃料極で燃料ガスが反応した後のガスを含むガスが流れる。第２の供給路は空気極に供給する酸化剤ガスが流れ、第２の排出路は空気極で酸化剤ガスが反応した後のガスを含むガスが流れる。ターミナルプレートは端子をそれぞれ含む。セルスタックを積層方向から見たときに、第１の供給路の中心と第１の排出路の中心とを結ぶ線分の垂直二等分線により区分けされた２つの区域のうち第１の排出路を含む区域に、少なくとも１枚のターミナルプレートの端子が存在する。端子と第１の排出路との間の距離は端子と第１の供給路との間の距離より短く、端子と第２の排出路との間の距離は端子と第２の供給路との間の距離より短い。
【０００７】
第２の態様は、第１の態様において、２枚のターミナルプレートの端子が、第１の排出路を含む区域に存在する。
【０００８】
第３の態様は、第１又は第２の態様において、端子は、第１の排出路と第２の排出路との間に配置されている。
【０００９】
第４の態様は、第１から第３の態様のいずれかにおいて、燃料ガスは水蒸気を含む。
【００１０】
第５の態様におけるホットモジュールは、第１から第４の態様のいずれかに記載のセルスタックと、セルスタックに供給される水蒸気を生成する気化器と、セルスタックに供給されるガスと熱交換を行う熱交換器と、セルスタックを加熱するためのヒータと、セルスタック、気化器、熱交換器およびヒータが内部に配置される断熱材と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許