[发明专利]燃料电池堆单元和包括其的燃料电池堆

说明书

可提供燃料电池堆单元，包括：第一气体分离板，形成有空气流入口；第一密封垫圈，层叠于第一气体分离板的下侧，形成有空气流入口；金属支撑体，层叠于第一密封垫圈下侧，中心部收容燃料电池用单体电池，在中心部的外周边形成有空气流入口；第二密封垫圈，层叠于金属支撑体下侧，形成有空气流入口；以及第二气体分离板，层叠于第二密封垫圈的下侧，从第一气体分离板的空气流入口流入的空气依次经由在第一密封垫圈、金属支撑体及第二密封垫圈的空气流入口，沿着单体电池下侧与第二气体分离板上侧的层叠边界，从单体电池的一侧向另一侧流动，第二密封垫圈具有切断结构，从第二密封垫圈的边缘引入到其内侧将向单体电池的另一侧流动的空气排出至外部。

技术领域

本发明涉及燃料电池堆单元和包括其的燃料电池堆，更详细地，涉及使因气体泄漏而导致的燃料电池堆单元的发电效率降低最小化的燃料电池堆单元和包括其的燃料电池堆。

背景技术

燃料电池是一种将基于燃料与氧的电化学反应的自由能的变化转换为电能的装置。众所周知，使用离子传导性氧化物作为电解质的固体氧化物燃料电池在约600～1000℃的高温下工作，从而产生电能和热能，因而能量转换效率优秀。由于高温工作，因此具有可以使用如天然气、煤气等多种原料作为燃料的优点，并且，由于使用固体电解质与固体电极，因而不存在如材料的腐蚀及受损等问题，具有可长期使用的优点。

固体氧化物燃料电池的单体电池形态可根据其形状分为管型(Tubular type)和平板型(Planar type)，在管型的情况下，具有气体易于分离的优点，但由于单体电池和用于连接单体电池的集流体的形态而导致电阻变高，因此存在能量损失大的缺点。平板型因其可以将整个电极与集流体连接起来的结构上的特性，能量损失小，但存在密封困难的问题。

在平板型固体氧化物燃料电池的情况下，为了增加所产生的电能，以串联的方式连接多个单体电池来使用。其被称为堆(stack)，堆由气体分离板及密封件等构成，以向单体电池与单体电池的正极和负极不混合的方式供给各自的气体。密封件呈通过施加压力来阻止气体混合的密封圈的形态、以及使用玻璃来密封的形态，并且通过使用这两种形态的等的方法来阻止气体混合。

但是，当长时间运行时，会发生因密封件的劣化而导致微细的气体泄漏。气体的泄漏导致用作负极的金属催化剂再次氧化，从而减少微细的裂纹和降低催化剂特性，并且在正极中，可因水分的增加而导致氧化物催化剂的微细结构发生变化，从而降低催化剂特性。

因此，本发明人发明了一种可以解决因泄漏的气体而导致的固体氧化物燃料电池不合格及发电效率下降的问题的方法。

发明内容

技术问题

本发明所要解决的一技术问题在于，提供一种减少因泄漏气体而导致的燃料电池不合格的问题的燃料电池堆单元及包括其的燃料电池堆。

本发明所要解决的再一技术问题在于，提供一种发电效率得到提高的燃料电池堆单元及包括其的燃料电池堆。

本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种可靠性得到提高的燃料电池堆单元及包括其的燃料电池堆

本发明所要解决的还一技术问题在于，提供一种寿命特性得到提高的燃料电池堆单元及包括其的燃料电池堆。

本发明所要解决的技术问题不局限于上述内容。

技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供燃料电池堆单元。