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公開番号2025152842
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024054970
出願日2024-03-28
発明の名称電気化学素子積層体、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 8/02 20160101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電気化学素子積層体において、荷重の伝達を均一化することが可能な技術を提供する。
【解決手段】第1ガス及び第2ガスが供給される電気化学反応部3と、電気化学反応部3を支持する支持体1と、第1ガスの流路と第2ガスの流路とを分離するセパレータ2と、が積層方向に荷重がかけられた状態で積層される電気化学素子積層体であって、支持体1とセパレータ2との間に配置され、支持体1及びセパレータ2のうちの一方からの荷重を他方へ及ぼすことが可能な平板状構造体92を備える。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
第１ガス及び第２ガスが供給される電気化学反応部と、前記電気化学反応部を支持する支持体と、前記第１ガスの流路と前記第２ガスの流路とを分離するセパレータと、が積層方向に荷重がかけられた状態で積層される電気化学素子積層体であって、
前記支持体と前記セパレータとの間に配置され、前記支持体及び前記セパレータのうちの一方からの荷重を他方へ及ぼすことが可能な平板状構造体を備える電気化学素子積層体。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記平板状構造体は導電性を有する請求項１に記載の電気化学素子積層体。
【請求項３】
前記平板状構造体が金属である請求項１に記載の電気化学素子積層体。
【請求項４】
前記平板状構造体がＮｉまたはステンレスである請求項３に記載の電気化学素子積層体。
【請求項５】
前記平板状構造体が金属メッシュまたはラスメタルである請求項３に記載の電気化学素子積層体。
【請求項６】
前記平板状構造体が、長手方向において、前記電気化学反応部の長手方向の端部の近傍まで延びている請求項１に記載の電気化学素子積層体。
【請求項７】
前記平板状構造体の厚みが、前記支持体と前記セパレータとの間隔の８０％以上である請求項１に記載の電気化学素子積層体。
【請求項８】
前記支持体及び前記セパレータが板状であり、前記支持体と前記セパレータとが接合されて前記支持体及び前記セパレータの対向面間に前記第１ガスのための内部流路が形成されており、
前記平板状構造体が前記内部流路に配置されている請求項１に記載の電気化学素子積層体。
【請求項９】
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、
前記セパレータは波板状に形成されており、波の頂点部位が前記副流路を区分しており、
前記平板状構造体における長手方向の端部が、前記頂点部位の長手方向の端部よりも内側に位置する請求項８に記載の電気化学素子積層体。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の電気化学素子積層体と燃料変換器とを少なくとも有し、前記電気化学素子積層体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積層体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、電気化学素子積層体、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 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、固体酸化物形の燃料電池スタックが開示されている。この燃料電池スタックは、複数の発電単位と、一対のエンドプレートと、を備える。７つの発電単位が、上下方向に並べて配置されている。一対のエンドプレートは、７つの発電単位から構成される集合体を上下から挟むように配置されている。燃料電池スタックは、ボルトとナットによって、上下方向に締結されている。発電単位は、燃料室に配置される燃料極側集電体を備えている。燃料極側集電体は、燃料極と、インターコネクタとの間に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１８０２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の燃料電池スタックでは、ボルトとナットによって上下方向に締結されることにより、発電単位に上下方向に大きな力が加わる。この力は、燃料極側集電体を介して、燃料極からインターコネクタへ及ぶことになる。特許文献１に開示された燃料極側集電体は、図４等に示されるように小さな部材であるため、燃料極及びインターコネクタには局所的に大きな力が加わることになる。そうすると、部材の破損や、部材の変形による反応ガス流動の不均一化など、種々の問題が発生する可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、電気化学素子積層体において、荷重の伝達を均一化することが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】
【０００６】
本発明に係る電気化学素子積層体の特徴構成は、第１ガス及び第２ガスが供給される電気化学反応部と、前記電気化学反応部を支持する支持体と、前記第１ガスの流路と前記第２ガスの流路とを分離するセパレータと、が積層方向に荷重がかけられた状態で積層される電気化学素子積層体であって、前記支持体と前記セパレータとの間に配置され、前記支持体及び前記セパレータのうちの一方からの荷重を他方へ及ぼすことが可能な平板状構造体を備える点にある。
【０００７】
上記特徴構成によれば、平板状構造体が支持体とセパレータとの間に配置される。平板状構造体は、支持体及びセパレータに沿って平板状に広がった部材であるから、支持体及びセパレータと広い領域で接触することになる。従って、積層方向の荷重が広い領域で伝達されるので、電気化学素子積層体において荷重の伝達を均一化することが可能となる。これにより、部材の破損や、部材の変形によるガス流動の不均一化などの問題の発生を抑制することができる。
【０００８】
本発明に係る電気化学素子積層体の更なる特徴構成は、前記平板状構造体は導電性を有する点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、平板状構造体が導電性を有するので、積層方向への電流パスが確保される。従って、電気化学素子積層体の性能が向上する。
【００１０】
本発明に係る電気化学素子積層体の更なる特徴構成は、前記平板状構造体が金属である点にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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