特許ウォッチ

公開番号2025106928
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024000534
出願日2024-01-05
発明の名称電気化学反応モジュール
出願人森村SOFCテクノロジー株式会社
代理人弁理士法人アルファ国際特許事務所
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250710BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】生成器の過昇温を抑制する。
【解決手段】電気化学反応モジュールは、燃料極と、電解質層と、空気極と、を備える単セルを備えるとともに、燃料極が面する第1のガス流通空間と、空気極が面する第2のガス流通空間と、を有する電気化学反応セルスタックと、第1のガス流通空間に供給される第1のガスを生成する生成器と、燃焼用ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって生成器を加熱する燃焼器と、生成器と燃焼器とを収容する容器と、を備え、燃焼器が、燃焼用ガスが噴出する噴出口が開口する噴出面を有し、噴出面が生成器に対して直接に対面していない。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料極と、電解質層と、空気極と、を備える単セルを備えるとともに、前記燃料極が面する第１のガス流通空間と、前記空気極が面する第２のガス流通空間と、を有する電気化学反応セルスタックと、
前記第１のガス流通空間に供給される第１のガスを生成する生成器と、
燃焼用ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記生成器を加熱する燃焼器と、
前記生成器と前記燃焼器とを収容する容器と、
を備え、
前記燃焼器が、前記燃焼用ガスが噴出する噴出口が開口する噴出面を有し、
前記噴出面が前記生成器に対して直接に対面していない、
電気化学反応モジュール。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記生成器と前記噴出面とを隔てる隔離部材を備える、
請求項１に記載の電気化学反応モジュール。
【請求項３】
前記隔離部材が、前記生成器の周囲の空間と前記燃焼器の周囲の空間とを部分的に区画する部材である、
請求項２に記載の電気化学反応モジュール。
【請求項４】
前記隔離部材が、前記燃焼器および前記生成器の双方に対して間隔を空けて配されている、
請求項３に記載の電気化学反応モジュール。
【請求項５】
前記隔離部材が、前記第２のガス流通空間に供給される第２のガスが流通するガス供給路を構成する供給路構成部材である、
請求項２に記載の電気化学反応モジュール。
【請求項６】
前記生成器が、前記燃焼器と対向する対向面を有しており、
前記隔離部材が前記対向面に配されている、
請求項２に記載の電気化学反応モジュール。
【請求項７】
前記隔離部材が、断熱性を有する断熱材である、
請求項６に記載の電気化学反応モジュール。
【請求項８】
前記噴出面が、前記燃焼器において前記生成器に対向する面とは異なる面である、
請求項１に記載の電気化学反応モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される技術は、電気化学反応モジュールに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックと、この燃料電池スタックに燃料ガスを共有する流体供給装置と、を備える燃料電池モジュールが知られている。流体供給装置は、燃料電池スタックに供給される燃料ガスを生成するための改質器と、改質器を加熱するための燃焼器と、を備える。発電用の酸化剤ガスである空気も外部から流体供給装置に供給され、燃焼器によって加熱され、高温になった状態で燃料電池セルスタックへ供給される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－３８８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の燃料電池モジュールでは、燃料ガスや酸化剤ガスを十分に加熱しようとして燃焼器の火力を上げると、熱により、改質器を構成する部材が変形・破損してしまうことが懸念される。
【０００５】
このような課題は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形の電解セル（以下、「ＳＯＥＣ」という。）の構成単位である電解セル単位を複数備える電解セルスタックを備えるモジュールにも共通の問題である。また、このような課題は、ＳＯＦＣやＳＯＥＣに限らず、他のタイプの電気化学反応セルスタックを備えるモジュールにも共通の課題である。
【０００６】
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本明細書によって開示される電気化学反応モジュールは、燃料極と、電解質層と、空気極と、を備える単セルを備えるとともに、前記燃料極が面する第１のガス流通空間と、前記空気極が面する第２のガス流通空間と、を有する電気化学反応セルスタックと、前記第１のガス流通空間に供給される第１のガスを生成する生成器と、燃焼用ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記生成器を加熱する燃焼器と、前記生成器と前記燃焼器とを収容する容器と、を備え、前記燃焼器が、前記燃焼用ガスが噴出する噴出口が開口する噴出面を有し、前記噴出面が前記生成器に対して直接に対面していない。
【０００８】
上記の構成によれば、燃焼器によって形成される火炎や輻射熱によって生成器が直接加熱されることを避けることができ、生成器の過昇温が抑制される。
【０００９】
（２）上記（１）に記載の電気化学反応モジュールが、前記生成器と前記噴出面とを隔てる隔離部材を備えていても構わない。
【００１０】
このような構成によれば、隔離部材が生成器と噴出面とを隔てることにより、噴出面が前記生成器に対して直接に対面しないようにすることができる。これにより、簡易な構成で生成器の過昇温が抑制される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許