[发明专利]氢制造装置

说明书

本发明提供一种氢制造装置，其包括：阳极；阴极；电解质膜，在其两面设置有所述阳极和所述阴极；以及电源，其在所述阳极与所述阴极之间施加电压，所述阳极和所述阴极中的至少一个包括第一金属多孔体，构成为将水或水蒸气导入包含所述第一金属多孔体的电极，所述第一金属多孔体包括：与所述水或所述水蒸气的供给口相对且具有三维网状骨架的金属多孔体S、以及除了所述金属多孔体S以外的具有三维网状骨架的金属多孔体H，其中所述金属多孔体S的气孔率Ps与所述金属多孔体H的气孔率Ph满足关系：PsPh，所述金属多孔体S与所述金属多孔体H组合并在其界面上彼此的骨架缠绕而接合。

本申请是国际申请日为2016年7月8日、进入中国国家阶段日期为2018年1月15日、国家申请号为201680041635.3、发明名称为“燃料电池”的PCT进入中国国家阶段申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及氢制造装置。

本申请要求2015年7月16日提交的日本专利申请2015-142287和2016年1月29日提交的日本专利申请2016-016684的优先权，二者的全部内容在此通过引用并入。

背景技术

燃料电池是一种通过比如氢气的燃料气体和空气(氧气)的电化学反应而发电的装置，由于直接将化学能转化为电的能力，所以其具有高发电效率。具体而言，运行温度为1000℃以下的固体氧化物燃料电池(以下称为SOFC)由于其高反应速率而具有广阔的前景。在SOFC中，使用其中集成有包含固体氧化物的电解质层和由夹着所述电解质层的陶瓷(烧结体)形成的两个电极的膜电极组件(MEA)。换句话说，由于MEA的所有组成要素都是固体，所以处理起来很容易。

通常，为了获得高功率，堆叠和配置多个MEA。将燃料气体和空气互相隔开的互连器(隔板)被配置在MEA之间。燃料电池需要与MEA相邻的气体流道，以便于向MEA供给燃料气体或空气。

为了获得气体流道，例如，在专利文献1中，在MEA和互连器之间配置有膨胀金属。通常，在互连器中形成用于向MEA供给燃料气体或空气(以下统称为原料气体)的气体供给口和用于排出未反应的原料气体的气体排出口。如专利文献1中，当使用气孔率均匀的膨胀金属时，原料气体趋于从气体供给口向气体排出口线性地流动，气体扩散性差。

在专利文献2中，为了提高原料气体扩散性并将原料气体均匀地供给至MEA，通过蚀刻等在互连器上形成成为气体流路的复杂凹坑。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开2007-250297号公报

专利文献2：国际公开号2003/12903小册子

发明内容

本发明的一方面涉及燃料电池，该燃料电池包括MEA，其包括阴极、阳极和介于阴极与阳极之间的固体电解质层，固体电解质层包含离子导电固体氧化物；配置为与阴极和阳极的至少一方相对的至少一个第一金属多孔体；和配置为与第一金属多孔体相对并且具有气体供给口和气体排出口的互连器，该气体供给口和气体排出口形成在互连器中。第一金属多孔体包括与气体供给口相对并且具有三维网状骨架的金属多孔体S，以及具有三维网状骨架并且与金属多孔体S不同的金属多孔体H。金属多孔体S的气孔率Ps与金属多孔体H的气孔率Ph满足关系：PsPh。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的燃料电池的相关部分的结构的示意性截面图。

图2是金属多孔体的骨架的一部分的结构的实例的示意图。

图3是图2中图解的骨架的一部分的示意性截面图。

图4是根据本发明的一个实施方式的互连器的示意性顶视图。

图5A是根据本发明的一个实施方式的第一金属多孔体的结构的示意性顶视图。