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公開番号2025152841
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024054969
出願日2024-03-28
発明の名称板状支持体、電気化学素子、電気化学装置およびエネルギーシステム
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類H01M 8/1226 20160101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】板状支持体の内部流路の高さのバラツキを抑制し、高性能な電気化学素子や電気化学モジュール、電気化学装置等を実現可能な技術を提供する。
【解決手段】電気化学反応部を支持する金属製の板状支持体10であって、接合された2つの板状体1,2と、板状体1,2の対向面間に形成され気体が通流可能な内部流路A1と、内部流路A1から電気化学反応部への気体の通流を許容する気体通流許容部と、を備える。板状体1,2の少なくとも一方に、内部流路A1の側へ凹むエンボス部位15が形成されており、エンボス部位15の底部が板状体1,2の他方に接合されている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
電気化学反応部を支持する金属製の板状支持体であって、
接合された２つの板状体と、前記板状体の対向面間に形成され気体が通流可能な内部流路と、前記内部流路から前記電気化学反応部への気体の通流を許容する気体通流許容部と、を備え、
前記板状体の少なくとも一方に、前記内部流路の側へ凹むエンボス部位が形成されており、
前記エンボス部位の底部が前記板状体の他方に接合されている板状支持体。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記エンボス部位の底部が前記板状体の他方に溶接されている請求項１に記載の板状支持体。
【請求項３】
前記エンボス部位の前記底部に対応する位置に、２つの前記板状体を貫通する貫通孔が形成されている請求項１に記載の板状支持体。
【請求項４】
前記貫通孔の全周に亘って、前記内部流路からの気体の漏出を抑制する溶接部位が設けられている請求項３に記載の板状支持体。
【請求項５】
前記板状体の少なくとも一方における長手方向の中間部に前記気体通流許容部が設けられており、
前記エンボス部位が、前記板状体の少なくとも一方における長手方向の端部に設けられている請求項１に記載の板状支持体。
【請求項６】
前記内部流路は、複数の副流路と、前記副流路へ気体を分配する分配部と、前記副流路からの気体が合流する合流部と、を有し、
前記エンボス部位が、前記板状体における前記分配部に対応する位置、及び前記板状体における前記合流部に対応する位置、の少なくとも一方に設けられている請求項１に記載の板状支持体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の板状支持体と、前記板状支持体に支持された前記電気化学反応部と、を有する電気化学素子。
【請求項８】
請求項７に記載の電気化学素子と燃料変換器とを少なくとも有し、前記電気化学素子に対して燃料変換器からの還元性成分ガスを供給する、あるいは前記電気化学素子から燃料変換器に還元性成分ガスを供給する燃料供給部を有する電気化学装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電気化学素子と、前記電気化学素子から電力を取り出すあるいは前記電気化学素子に電力を流通する電力変換器とを少なくとも有する電気化学装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の電気化学装置と、前記電気化学装置もしくは燃料変換器から排出される熱を再利用する排熱利用部とを有するエネルギーシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状支持体、電気化学素子、電気化学装置およびエネルギーシステムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、電気化学反応部と、電気化学反応部を支持する板状支持体と、を備えた電気化学素子、複数の電気化学素子が積層されて成る電気化学素子積層体、及び電気化学素子積層体を内蔵し燃料電池として機能する電気化学モジュールが開示されている。板状支持体は、互いに接合された第１板状体及び第２板状体と、第１板状体と第２板状体の対抗面間に形成され第１ガス（還元性成分ガスまたは酸化性成分ガス）が通流可能な内部流路と、内部流路から電気化学反応部への第１ガスの通流を許容する気体通流許容部と、を備える。第１ガスが、内部流路から電気化学反応部へ供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７２４１５８８号公報
特許第７３４５２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気化学モジュールでの発電効率を高めるために、電気化学素子への第１ガスの供給量を複数の電気化学素子の間で均一化する必要がある。また、第１ガスが内部流路から電気化学反応部に供給されずに排出されると、発電効率が低下してしまう。この問題を解決するため、特許文献１の電気化学素子では、圧力損失を生じさせるための供給構造体が内部流路に設けられている。これにより、複数の電気化学素子への第１ガスの分配の均一化、及び内部流路から電気化学反応部への第１ガスの供給の均一化が図られている。また、特許文献２の電気化学素子では、内部流路に乱流形成体を設置することにより、電気化学反応部に供給されずに排出される第１ガスを減少させ、発電効率が高められている。
【０００５】
発明者らは、以下述べる新たな課題を見い出し、本発明の構成に想到した。上述した従来の板状支持体では、第１板状体と第２板状体とが外周縁部の溶接により接合されている。そのため、外周縁部から離れた位置では第１板状体と第２板状体との距離にバラツキが生じる可能性がある。その場合、内部流路の高さにバラツキが生じるので、高さが大きい領域がショートパス経路となり、電気化学反応部に供給されずに排出される第１ガスが増加してしまう可能性がある。また、複数の電気化学素子の間で内部流路の高さにバラツキが生じ得る。その場合、複数の電気化学素子の間で内部流路の圧力損失にバラツキが生じ、複数の電気化学素子の間で第１ガスの供給量が不均一になってしまう可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、板状支持体の内部流路の高さのバラツキを抑制し、高性能な電気化学素子や電気化学モジュール、電気化学装置等を実現可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る板状支持体の特徴構成は、電気化学反応部を支持する金属製の板状支持体であって、接合された２つの板状体と、前記板状体の対向面間に形成され気体が通流可能な内部流路と、前記内部流路から前記電気化学反応部への気体の通流を許容する気体通流許容部と、を備え、前記板状体の少なくとも一方に、前記内部流路の側へ凹むエンボス部位が形成されており、前記エンボス部位の底部が前記板状体の他方に接合されている点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、エンボス部位の底部が板状支持体の他方に接合されることにより、２つの板状体の距離のバラツキが小さくなる。その結果、内部流路の高さのバラツキを抑制することができる。これにより、ショートパス経路の発生が抑制され、電気化学反応部に供給されずに排出される気体の発生が抑制される。また、複数の電気化学素子の間での内部流路の圧力損失のバラツキを抑制することができる。その結果、複数の電気化学素子の間で気体の供給量が均一化される。すなわち、本発明によれば高性能な電気化学素子及び電気化学モジュールを実現することが可能となる。
【０００９】
本発明に係る板状支持体の更なる特徴構成は、前記エンボス部位の底部が前記板状体の他方に溶接されている点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、エンボス部位の底部が板状支持体の他方に溶接されることにより、２つの板状体の距離のバラツキを更に小さくすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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