发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及将燃料气体向燃料电池的燃料极供给而进行发电的发电装置。
【背景技术】
[0002]燃料电池由夹有电解质的燃料极及空气极构成。向其供给燃料气体等而进行发电。特别是，固体氧化物型燃料电池(SOFC)在由固体氧化物构成的电解质上接合燃料极(氢极)和空气极(氧极)等，向燃料极供给燃料气体，向空气极供给空气等而能够产生高输出的电力。另外，固体氧化物型燃料电池不仅将氢气作为燃料气体使用，也能够将大量含有一氧化碳的气体(例如汽车等由内燃机驱动的车辆的排气体)作为燃耗气体使用。
[0003]在专利文献I中记载有这样的固体氧化物型燃料电池。在该电池中，燃料极和空气极曝露在不同的室中，在各个室被供给氢及氧。这样地将燃料和空气分开供给、反应的构造称作双室型。另一方面，燃料和空气在相同的流路流动而供给、反应这样的构造称作单室型。
[0004]不管是上述的单室型还是双室型，气体通过的流路都沿着电极形成。而且，该流路为了集电而被由导电性优良的材质构成的壁体覆盖。但是，在利用排气体的情况下，需要使低浓度的燃料大量流动，故而需要增大气体流路的体积。但是，若将气体流路增大，则与电极的接触面积变小，集电(电气)阻力增大。
[0005]因此，已知有如下的技术，即，气体流路不被壁体覆盖，在气体流路配设导电性优良的多孔质金属或氧化物材料(例如发泡镍等)的多孔质体，在确保气体流路的同时，将接触面积也增大而进行集电。但是，固体氧化物型燃料电池在高温(例如700°C?1000°C )下利用空气中的氧和燃料进行发电。由于在这样的高温环境下利用氧，故而作为多孔质体需要选择耐氧化性优良的材料。高温下的耐氧化性优良的材料贵且比重也重，难以进行多孔质化或发泡化等的成形。
[0006]专利文献1:(日本)特开2000 - 156239号公报
【发明内容】
[0007]本发明是考虑了上述现有技术而设立的，其目的在于提供一种发电装置，作为用于形成确保气体流路及集电用的多孔质体的发泡材料可选择发泡性良好的材料，生产性优良。
[0008]为了实现上述目的，在本发明中提供一种发电装置，其具有:燃料极，其接受燃料气体的供给；空气极，其接受空气的供给；电解质层，其被夹入所述燃料极及所述空气极之间；气体流路，其至少在一部分使所述燃料极或所述空气极露出，使所述燃料气体或所述空气流通；多孔质体，其被填充在所述气体流路内；多孔片，其由具有导电性的材质构成，以与所述多孔质体和所述燃料极或所述空气极相接的方式夹设，将直径比在所述多孔质体形成的孔径大的孔均匀分布形成。
[0009]根据本发明，以使由具有导电性的材质构成的多孔片与燃料极或空气极相接的方式配设在气体流路内，故而多孔片起到集电的作用。因此，作为多孔质体使用的材料无需集电性能。另一方面，多孔片具有的孔的孔径比在多孔质体形成的孔的孔径大，故而即使由多孔片覆盖多孔质体，也不妨碍由燃料气体及空气构成的气体的流通。因此，选择用于形成确保气体流路及集电用的多孔质体的发泡材料时的制约降低，故而能够选择发泡性良好的材料，作为结果，能够提供生产性良好的发电装置。另外，多孔片的孔径大也有助于，即使被氧化也不阻碍气体的流通。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的发电装置的长度方向上的概略剖面图；
[0011]图2是图1的A — A剖面图；
[0012]图3是多孔质体及多孔片的概略图；
[0013]图4是本发明的另一发电装置的长度方向上的概略剖面图。
[0014]图5是图4的B —B剖面图
[0015]标记说明
[0016]1:发电装置
[0017]2:燃料电池
[0018]3:气体流路
[0019]4:壁体
[0020]5:燃料极
[0021]6:空气极
[0022]7:电解质层
[0023]8:多孔质体
[0024]9:多孔片
[0025]10:发电装置
[0026]11:分隔体
【具体实施方式】
[0027]如图1所示，本发明的发电装置I具有燃料电池2和气体流路3。燃料电池2隔开间隔而排列有多个(在图1例中为3个)，该间隔作为气体流路3而形成。在图1例中，燃料电池2为平板形状，各自的燃料电池2利用壁体4将其侧缘连接。因此，气体流路3通过燃料电池2和壁体4的协同动作而形成管状。燃料电池2具有燃料极5和空气极6、及被紧密地夹入其之间的固体氧化物构成的电解质层7。通过将燃料电池2并排配设，在气体流路3使燃料电池2的燃料极5露出，并且使另一燃料电池2的空气极6露出。
[0028]在气体流路3使燃料气体及空气双方(例如汽车的排气体)流通(图1的箭头标记方向)。向燃料极5供给燃料气体，向空气极6供给空气。更详细地，空气极6将空气中的氧还原，被还原的氧离子通过电解质层7，在燃料极5与燃料气体中的氢反应而生成水。此时，由燃料极5产生的电子在电路(未图示)中移动，在空气极6再次将氧离子化，并且使电流在电路中流动而进行发电。这样，需要经由燃料极5及空气极6将在气体流路3流动的气体中的氧及氢取入，故而需要在气体流路3的至少一部分使燃料极5及空气极6露出，但理想的是，如图1所示地沿着气体流路3的长度方向全面地露出。
[0029]如上所述，燃料电池2使用固体氧化物形成电解质层7，故而成为固体氧化物型燃料电池(SOFC)。特别是排气在气体流路3流动的情况下，耐受高温且无需催化剂，从输出密度的高度来看能够进行小型化，故而使用SOFC为好。另外，在使用排气的情况下，在燃料极5的上游侧设有燃料改质材料为好。该燃料改质材料是用于将排气中的碳化氢或水等转换成氢的材料，使氢浓度提高。
[0030]在此，在气体流路3填充有多孔质体8。如图3所示，该多孔质体8被多孔片9覆盖。多孔片9以与多孔质体8一同填充在气体流路3的状态与燃料极5和空气极6相接。多孔质体8为使任意的材料发泡而得到的发泡体，而多孔片9使用金属网等网状体或穿孔金属等。S卩，在多孔片9将孔均匀分布形成。另外，在图1?3例中表示将金属线形成网格状的金属网。因此，在多孔片9设置的孔的孔径比在多孔质体8设置的孔的孔径大。通过配置多孔质体8，使在气体流