[发明专利]燃料电池单元组及燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及排列多个燃料电池单元而成的燃料电池单元组、及收容燃料电池单元组而成的燃料电池。

背景技术

近年来，作为下一代能源，提出了将燃料电池单元组收容于收容容器内的燃料电池，该燃料电池单元组将能够使用燃料气体和空气(含氧气体)而得到电力的燃料电池单元排列多个，并将其电串联连接。

作为在该燃料电池中使用于发电的燃料气体使用氢气，使氢气与燃料电池单元的燃料侧电极层接触，且使含氧气体与燃料电池单元的空气侧电极层接触，产生规定的电极反应，由此进行发电。

在此，提出了多种排列多个燃料电池单元而成的燃料电池单元组(例如，参照特开2003-308857号公报)。

图7A及图7B中示出了这样的燃料电池单元组的一例的示意图。图7A是概略表示以往的燃料电池单元组51的侧面图，图7B是以往的燃料电池单元组51的局部放大俯视图。还有，图7B的左侧示出了图7A的部分VII的放大俯视图，图7B的右侧示出了图7A的部分VIII的放大俯视图。在图7A及图7B中示出的燃料电池单元组51中，排列多个燃料电池单元而列出，并且，将相邻的燃料电池单元间的间隔配置为均匀。

在此，构成燃料电池单元组的燃料电池单元伴随发电而产生热量。还有，通过该燃料电池单元的发电产生的热量从与相邻的燃料电池单元的间隙等发散。

然而，在排列多个(尤其多的个数)燃料电池单元而成的燃料电池单元组中，燃料电池单元在发电时通过燃料电池单元自身的焦耳热或反应热来发散热能，但尤其在排列方向上的中央部配置的多个燃料电池单元中，在燃料电池单元的两侧配置有多个燃料电池单元，因此，热能难以发散，具有成为高温的倾向。

另一方面，在燃料电池单元的排列方向上的端部配置的多个燃料电池单元中，相邻配置的燃料电池单元少或没有，热能容易发散。由此，配置于燃料电池单元的排列方向上的端部的燃料电池单元具有温度降低的倾向。

因此，燃料电池单元的排列方向上的中央部的温度变高，燃料电池单元的排列方向上的端部侧的温度变低，因此，作为燃料电池单元组，燃料电池单元的排列方向上的温度分布变得不均匀(山形)，发电效率可能降低。

发明内容

从而，本发明的目的在于提供能够使燃料电池单元的排列方向上的温度分布均匀化(接近均匀)，并且，能够抑制发电效率的降低的燃料电池单元组、及收容其而成的燃料电池。

本发明的燃料电池单元组，其排列并电串联连接多个燃料电池单元，所述燃料电池单元是在支撑基板上依次层叠燃料侧电极层、固体电解质层及空气侧电极层而成，所述燃料电池单元组的特征在于，在所述燃料电池单元的排列方向上的中央部配置的多个燃料电池单元间的间隔比在所述燃料电池单元的排列方向上的端部配置的多个燃料电池单元间的间隔宽。

根据这样的燃料电池单元组可知，在燃料电池单元的排列方向上的中央部(以下，有时简称为中央部)配置的多个燃料电池单元间的间隔比在燃料电池单元的排列方向上的端部(以下，有时简称为端部)配置的多个燃料电池单元间的间隔宽，因此，能够使燃料电池单元组的排列方向上的温度分布均匀化(接近均匀)。

即，通常排列多个燃料电池单元而成的燃料电池单元组中，燃料电池单元在发电时，利用燃料电池单元自身的焦耳热或反应热发散热能，但在中央部配置的燃料电池单元在其两方向上配置有多个燃料电池单元，因此，难以发散热能，成为高温。

另一方面，在燃料电池单元的排列方向上的端部配置的燃料电池单元中，相邻而配置的燃料电池单元少或没有，容易发散热能，因此，具有温度降低的倾向。

伴随于此，燃料电池单元组的中央部的温度高，燃料电池单元组的端部侧的温度低地温度分布不均匀，有时发电效率降低。

因此，在本发明的燃料电池单元组中，通过将在燃料电池单元的排列方向上的中央部配置的多个燃料电池单元间的间隔设为比在燃料电池单元的排列方向上的端部配置的多个燃料电池单元间的间隔宽，在中央部配置的多个燃料电池单元容易发散热能，从而能够降低在中央部配置的多个燃料电池单元的温度。进而，在燃料电池单元的排列方向上的端部配置的多个燃料电池单元中，所述燃料电池单元间的间隔比在中央部配置的多个燃料电池单元间的间隔窄，因此，难以发散热能，能够抑制温度降低(或温度上升)。由此，能够使燃料电池单元组的温度分布均匀化(接近均匀)，能够抑制燃料电池单元组的发电效率降低。