[发明专利]燃料电池

说明书

相关申请的相互参照

本国际申请基于2013年3月29日向日本特许厅提出申请的日本专利申请第2013－72922号主张优先权，将日本专利申请第2013－72922号的全部内容引用到本国际申请中。

技术领域

本发明涉及燃料电池。

背景技术

以往，作为燃料电池，已知有一种使用固体电解质(固体氧化物)的固体氧化物燃料电池(以下也简称为SOFC)。

在该SOFC中，作为发电单元，例如使用了在固体电解质膜的一侧设有与燃料气体接触的燃料电极，并且在另一侧设有与氧化剂气体(空气)接触的氧化剂电极(空气电极)的燃料电池单元(发电单元)。而且，为了得到期望的电压，开发出一种借助互连器层叠有多个发电单元的燃料电池。

对于此类燃料电池，通常存在这样的问题：层叠发电单元的方向(层叠方向)的中心侧的发电单元的温度高于端部侧的发电单元的温度。

因此，提出了一种向燃料电池的层叠方向的中心侧的一侧面供给冷气并且将进行了热交换而得到的热气供给到燃料电池的层叠方向的端部的技术(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－5074号公报

发明内容

发明要解决的问题

所述以往技术是从一侧面供给冷气的技术，因此无法充分冷却位于燃料电池的层叠方向的中心侧的发电单元。并且，以往技术无法充分提高燃料气体的利用率。

本发明的一技术方案在于提供一种对发电单元的冷却效果较高且燃料气体的利用率较高的燃料电池。

用于解决问题的方案

本发明的第1技术方案的燃料电池包括：层叠的多个发电单元；换热部，其设在相邻的两个所述发电单元之间；燃料气体供给路径，其用于向所述发电单元供给燃料气体；以及氧化剂气体供给路径，其用于向所述发电单元供给氧化剂气体。所述燃料气体供给路径是包括串联连接的第1路径、第2路径和第3路径的路径，该第1路径在所述换热部内通过，该第2路径在所述多个发电单元中的一部分发电单元内并列地通过，该第3路径在所述多个发电单元中的除所述一部分发电单元以外的多个发电单元内并列地通过。在沿所述层叠的方向进行观察时，在所述第2路径中，各发电单元的所述燃料气体的入口位置为沿着所述发电单元的一边的两处、即第1位置PA和第2位置PB，并且所述燃料气体的出口位置为靠与所述一边相对的边所处的那一侧的一处、即第3位置PC。在沿所述层叠的方向进行观察时，在所述第3路径中，各发电单元的所述燃料气体的入口位置为与所述第3位置PC重叠的位置，并且所述燃料气体的出口位置为处在所述第1位置PA与第2位置PB之间的位置。

本发明的第2技术方案的燃料电池包括：层叠的多个发电单元；换热部，其设在相邻的两个所述发电单元之间和所述多个发电单元中的位于所述层叠的方向上的端部的发电单元的外侧中的至少一方；燃料气体供给路径，其用于向所述发电单元供给燃料气体；以及氧化剂气体供给路径，其用于向所述发电单元供给氧化剂气体。所述燃料气体供给路径是包括串联连接的第1路径、第2路径和第3路径的路径，该第1路径在所述换热部内通过，该第2路径在所述多个发电单元中的一部分发电单元内并列地通过，该第3路径在所述多个发电单元中的除所述一部分发电单元以外的多个发电单元内并列地通过。在沿所述层叠的方向进行观察时，在所述第2路径中，各发电单元的所述燃料气体的入口位置为沿着所述发电单元的一边的两处、即第1位置PA和第2位置PB，并且所述燃料气体的出口位置为靠与所述一边相对的边所处的那一侧的一处、即第3位置PC。在沿所述层叠的方向进行观察时，在所述第3路径中，各发电单元的所述燃料气体的入口位置为与所述第3位置PC重叠的位置，并且所述燃料气体的出口位置为处在所述第1位置PA与第2位置PB之间的位置。

本发明的第1技术方案的燃料电池包括设在两个发电单元之间的换热部，通过使燃料气体在该换热部内流动，能够有效地冷却发电单元。