[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池，其具备利用反应气体进行工作的多个单电池。

背景技术

以往，作为一种燃料电池，存在具备利用反应气体进行工作的多个单电池的固体电解质型燃料电池(以下也称为“SOFC”)。该固体电解质型燃料电池构成为能够通过向单电池的阳电极供给作为燃料气体的氢气，向阴电极供给作为氧化剂气体的空气，来引起发电反应。而且，该燃料电池通常具有并列设置多个单电池而成的电堆。

作为这种固体电解质型燃料电池，例如存在如下燃料电池，其具有：在有底筒状多孔质支撑体的外周面上形成空气电极、固体电解质及燃料电极而成的燃料电池单电池(单元)；及插入该燃料电池单电池的筒内空间的气体供给管(例如参照下述专利文献1)。该燃料电池沿着气体供给管的轴向形成有相互隔着间隔的多个圆形孔。该燃料电池从气体供给管末端的气体供给孔及圆形孔向单电池的筒内空间供给反应气体的一方。另一方面，从形成在单电池有底部周边的容器底面上的孔向单电池的周围供给反应气体的另一方。

作为其它的固体电解质型燃料电池，提出有如下燃料电池，其具有配设在收容有多个单电池的发电室(电池室)的壁面上并向发电室内突出的空气供给管，从形成于空气供给管的多个喷出孔向单电池送出空气(例如参照下述专利文献2)。该燃料电池在空气供给管上开有多个喷出孔，通过在配设于电堆最前侧的空气供给管及配设于最后侧的空气供给管上开有更多的喷出孔，使供给到该区域的空气供给量增加。

作为另一个其它的固体电解质型燃料电池，提出有如下燃料电池，其以从两侧面夹着并列设置多个单电池而成的电堆的方式配设反应气体导入构件(例如参照下述专利文献3)。该燃料电池构成为，从设置在反应气体导入构件下部的多个导入开口向发电室内排出空气，使空气喷到电堆的侧面。

专利文献1：日本国特开平3-280359号公报

专利文献2：日本国特开2008-300276号公报

专利文献3：日本国特开2008-34205号公报

可是，对于燃料电池要求有效地进行稳定的发电反应。作为满足该要求的一个方法，可以举出相对于构成电堆的各个单电池，均等地供给反应气体。通常电堆通过准备多个将单电池配置为列状而成的列状电池群，并列设置该多个列状电池群，并将单电池配置为俯视矩阵状而构成。为了向构成电堆的各个单电池均等地供给反应气体，需要使反应气体不多不少地遍布于如此以俯视矩阵状进行矩阵配置的所有单电池。

如果着眼于各个单电池，则形成有用于流过反应气体的一方即第一反应气体(例如燃料气体)的内部流路，而反应气体的另一方即第二反应气体(例如空气)被供给到单电池的周围。因而，使反应气体不多不少地遍布于构成电堆的单电池意味着并存有如下情况：使第一反应气体遍布于各个单电池的内部流路；以及使第二反应气体遍布于各个单电池的周围。

如果根据该观点来研讨现有技术，则虽然上述专利文献1所记载的燃料电池注意了使第一反应气体遍布于单电池的内部流路(筒内空间)，但是需要在单电池的内部流路配设气体供给管。在这种配设作业中组装燃料电池时，单电池和气体供给管有可能会碰撞，从而产生使单电池破损等的不良现象。而且，虽然从单电池的下方向单电池的周围供给第二反应气体，但是并未研讨在矩阵配置有很多单电池时如何均等地供给第二反应气体，可推测出实际上会出现没有充分地供给第二反应气体的区域。

上述专利文献2所记载的燃料电池从单电池的一端侧(下端侧)向单电池的内部流路供给第一反应气体，使第一反应气体从单电池的一端侧流向另一端侧(上端侧)。因此，不需要如上述专利文献1所提出的气体供给管，因而解决了来自于该观点的课题。另一方面，从旁边插入配设空气供给管，从该空气供给管向单电池的周围供给作为第二反应气体的空气。而且，通过在特定的区域增减形成于空气供给管的喷出孔的数量，来调节第二反应气体相对于该特定区域的供给量。从以下观点出发，上述内容是优良的技术，即相对于用于向电堆供给第二反应气体的气体供给区中具有第二反应气体不足倾向的特定区域，能够直接供给第二反应气体。但是，可以想到由于电堆是对很多的单电池进行矩阵配置而形成的，因此在气体供给区中具有第二反应气体不足倾向的区域在电堆内会立体地出现于各种位置。此时，如果利用将空气供给管插入单电池之间的空间的技术来进行对应，则还存在不得不使空气供给管穿过第二反应气体本来没有不足的区域的情况，从而有可能新产生阻碍第二反应气体流动的情况。