CN109906530A - 电化学反应电池组 - Google Patents

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七田贵史
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Abstract

抑制电化学反应电池组整体上的性能降低。电化学反应电池组具备电化学反应单位沿着第1方向排列配置3个以上而成的电化学反应块。在电化学反应块形成有导入气体流路、排出气体流路以及中继气体流路，在上游的电化学反应单位形成有：上游的导入连通路径，其将上游的燃料室和导入气体流路连通；和上游的排出连通路径，其将上游的燃料室和中继气体流路连通，在下游的电化学反应单位形成有：下游的导入连通路径，其将下游的燃料室和中继气体流路连通；和下游的排出连通路径，其将下游的燃料室和排出气体流路连通，对于两个以上的下游的电化学反应单位，下游的导入连通路径与下游的排出连通路径的合计体积比上游的导入连通路径与上游的排出连通路径的合计体积小。

Description

电化学反应电池组
技术领域
本说明书所公开的技术涉及一种电化学反应电池组。
背景技术
作为利用氢与氧的电化学反应而进行发电的燃料电池的种类之一，公知有具备含有固体氧化物的电解质层的固体氧化物形的燃料电池(以下，称为“SOFC”)。一般而言，SOFC以具备沿着预定的方向(以下，也称为“排列方向”)排列配置的多个燃料电池发电单位(以下，简称为“发电单位”)的燃料电池组的形态被利用。发电单位是SOFC的发电的最小单位，包括电解质层以及隔着电解质层彼此相对的空气极和燃料极，形成有面对燃料极的燃料室。
在这样的燃料电池组中，公知有所谓的串并联型的燃料电池组(参照例如专利文献1)。在串并联型的燃料电池组中形成有气体流路，该气体流路与多个发电单位内的上游的发电单位(例如，被向燃料电池组内供给并被使用于发电的气体最初所供给的一个或多个发电单位)所包含的面对燃料极的燃料室和下游的发电单位(例如，被从上游的一个或多个发电单位排出并被使用于发电的气体所供给的一个或多个发电单位)所包含的面对燃料极的燃料室连通，将从上游的发电单位的燃料室排出来的气体所含有的氢等向下游的发电单位的燃料室引导。根据串并联型的燃料电池组，能够使表示被利用到发电反应的燃料气体的量相对于被供给到燃料极的燃料气体的量的比例的燃料利用率提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-197492号公报
发明内容
发明要解决的问题
在串并联型的燃料电池组中，在位于气体的流动方向的下游侧的下游的发电单位中，与位于气体的流动方向的上游侧的上游的发电单位相比，被供给到燃料室的燃料气体的氢浓度较低。因此，在具备多个下游的发电单位的串并联型的燃料电池组中，由于多个下游的发电单位间的气体的压力损失之差，在一部分下游的发电单位中，特别是燃料气体未被充分地供给，产生所谓的燃料枯竭，其结果，产生燃料电池组整体上的性能有可能降低这样的问题。另外，在产生了燃料枯竭的下游的发电单位中，也由于少量的燃料气体被供给，引起发电反应。其结果，有可能产生如下等问题：在该下游的发电单位的单体电池中，由于引起局部的发电反应，导致电池面内的温度分布不均，因温度分布的不均而产生的热应力，在热应力的作用下，在单体电池产生裂纹。
此外，这样的问题在作为利用水的电解反应而进行氢的生成的固体氧化物形的电解池(以下称为“SOEC”)的一形态的电解电池组也是共通的问题。此外，在本说明书中，将燃料电池组和电解电池组统称为“电化学反应电池组”。
在本说明书中，公开可解决上述的问题的至少一部分的技术。
用于解决问题的方案
本说明书所公开的技术可实现为以下的形态。
(1)本说明书所公开的电化学反应电池组具备电化学反应块，该电化学反应块是电化学反应单位沿着第1方向排列配置3个以上而成的，该电化学反应单位分别包括电解质层以及隔着所述电解质层沿着所述第1方向彼此相对的空气极和燃料极，且该电化学反应单位形成有面对所述燃料极的燃料室，在该电化学反应电池中，3个以上的所述电化学反应单位包括1个以上的上游的电化学反应单位和两个以上的下游的电化学反应单位，在所述电化学反应块形成有：导入气体流路，其将燃料气体从所述电化学反应块的外部向内部导入；排出气体流路，其将燃料气体从所述电化学反应块的内部向外部排出；以及中继气体流路，在所述上游的电化学反应单位形成有：上游的导入连通路径，其将在该上游的电化学反应单位形成的上游的所述燃料室和所述导入气体流路连通；和上游的排出连通路径，其将所述上游的燃料室和所述中继气体流路连通，在所述下游的电化学反应单位形成有：下游的导入连通路径，其将在该下游的电化学反应单位形成的下游的所述燃料室和所述中继气体流路连通；和下游的排出连通路径，其将所述下游的燃料室和所述排出气体流路连通，对于两个以上的所述下游的电化学反应单位的每一个电化学反应单位，所述下游的导入连通路径与所述下游的排出连通路径的合计体积比所述上游的导入连通路径与所述上游的排出连通路径的合计体积小。若各电化学反应单位中的导入连通路径与排出连通路径的合计体积变小，则存在如下倾向：虽然各电化学反应单位中的燃料气体的压力损失变大，但多个电化学反应单位间的燃料利用率之差变小。因此，根据本电化学反应电池组，对于两个以上的下游的电化学反应单位的每一个电化学反应单位，下游的导入连通路径与下游的排出连通路径的合计体积比上游的导入连通路径与上游的排出连通路径的合计体积小。另外，也能够抑制起因于温度分布的不均的电化学反应单位的性能降低。由此，在确保充分的燃料气体向上游的电化学反应单位的供给的同时，抑制由气体的压力损失之差导致的燃料枯竭，从而能够抑制电化学反应电池组整体上的性能降低。
(2)在上述电化学反应电池组中，也可以设为所述下游的导入连通路径与所述下游的排出连通路径的合计体积是60(mm3)以下的结构。若各电化学反应单位中的导入连通路径与排出连通路径的合计体积成为60(mm3)以下，则存在如下倾向：多个电化学反应单位间的燃料利用率之差与合计体积之差无关地几乎不变。因此，根据本电化学反应电池组，通过使下游的导入连通路径与下游的排出连通路径的合计体积是60(mm3)以下，气体的压力损失之差被抑制，从而能够更可靠地抑制电化学反应电池组整体上的性能降低。
(3)在上述电化学反应电池组中，也可以设为如下结构：在所述电化学反应块的所述第1方向的一侧的端侧形成有与所述排出气体流路连通的排出孔，配置到处于所述电化学反应块的所述第1方向的中心位置与所述一侧的端之间的一个区域的所述下游的电化学反应单位的数量比配置到处于所述电化学反应块的所述中心位置与所述第1方向的另一侧的端之间的另一个区域的所述下游的电化学反应单位的数量多。电化学反应单位越是配置于靠近与排出气体流路连通的排出孔的位置，燃料气体越易于被从在该电化学反应单位形成的燃料室排出，与此相伴，燃料气体越易于被向燃料室供给。因此，根据本电化学反应电池组，配置到靠近排出孔的下方区域的下游的电化学反应单位的数量(以下，称为“排出孔侧下游电池数量”)比配置到远离排出孔的另一个区域的下游的电化学反应单位的数量(以下，称为“相反侧下游电池数量”)多。由此，与排出孔侧下游电池数量比相反侧下游电池数量少的情况相比，燃料枯竭被抑制，从而能够更可靠地抑制电化学反应电池组整体上的性能降低。
(4)在上述电化学反应电池组中，也可以设为如下结构：其特征在于，在所述电化学反应块的所述第1方向的一侧的端侧形成有与所述排出气体流路连通的排出孔，两个以上的所述下游的电化学反应单位包括：第1电化学反应单位组，其是沿着所述第1方向相互连续地排列配置的多个所述下游的电化学反应单位；和第2电化学反应单位组，其在所述第1方向上与所述第1电化学反应单位组分开，其是沿着所述第1方向相互连续地排列配置的多个所述下游的电化学反应单位，该第2电化学反应单位组的电化学反应单位的数量比所述第1电化学反应单位组的电化学反应单位的数量多，所述第2电化学反应单位组配置于比所述第1电化学反应单位组靠所述电化学反应块的所述一侧的位置。电化学反应单位越是配置于靠近与排出气体流路连通的排出孔的位置，燃料气体越易于被从在该电化学反应单位形成的燃料室排出，与此相伴，燃料气体越易于被向燃料室供给。因此，根据本电化学反应电池组，将下游的电化学反应单位连续地排列配置的数量(以下，称为“连续排列数量”)较多的第2电化学反应单位组配置于比连续排列数量较少的第1电化学反应单位组靠近排出孔的位置。由此，与将第2电化学反应单位组配置到比第1电化学反应单位组远离排出孔的位置的情况相比，燃料枯竭被抑制，从而能够更可靠地抑制电化学反应电池组整体上的性能降低。
此外，本说明书所公开的技术能以各种形态实现，能以例如单体电池、电化学反应单位、具备电化学反应单位的电化学反应电池组、具备电化学反应电池组的电化学反应模块、具备电化学反应模块的电化学反应系统等形态实现。
附图说明
图1是概略地表示第1实施方式的燃料电池组100的结构的立体图。
图2是表示第1实施方式的燃料电池组100的上侧的XY平面结构的说明图。
图3是表示第1实施方式的燃料电池组100的下侧的XY平面结构的说明图。
图4是表示图1～图3的IV-IV的位置处的燃料电池组100的XZ截面结构的说明图。
图5是表示图1～图3的V-V的位置处的燃料电池组100的XZ截面结构的说明图。
图6是表示图1～图3的VI-VI的位置处的燃料电池组100的YZ截面结构的说明图。
图7是表示图1～图3的VII-VII的位置处的燃料电池组100的YZ截面结构的说明图。
图8是表示与图5所示的截面相同的位置处的彼此相邻的下游和上游的两个发电单位102的XZ截面结构的说明图。
图9是表示与图6所示的截面相同的位置处的彼此相邻的上游的两个发电单位102的YZ截面结构的说明图。
图10是表示与图7所示的截面相同的位置处的彼此相邻的下游的两个发电单位102的YZ截面结构的说明图。
图11是表示图8的XI-XI的位置处的发电单位102的XY截面结构的说明图。
图12是表示图8的XII-XII的位置处的上游的发电单位102U的XY截面结构的说明图。
图13是表示图7的XIII-XIII的位置处的下游的发电单位102D的XY截面结构的说明图。
图14是概略地表示换热部103的XY截面结构的说明图。
图15是表示燃料利用率的降低率与下游的发电单位102的压力损失之间的关系的说明图。
图16是表示下游的连通体积与下游的发电单位102的压力损失之间的关系的说明图。
图17是表示燃料利用率的降低率与下游的连通体积之间的关系的说明图。
图18是表示第2实施方式的燃料电池组100B中的发电单位102、换热部103以及端板104、106之间的位置关系的说明图。
具体实施方式
A.第1实施方式：
A-1.结构：
(燃料电池组100的结构)
图1～图7是概略地表示本实施方式的燃料电池组100的结构的说明图。在图1中示出有燃料电池组100的外观结构，在图2中示出有燃料电池组100的上侧的平面结构，在图3中示出有燃料电池组100的下侧的平面结构，在图4中示出有图1～图3的IV-IV的位置处的燃料电池组100的截面结构，在图5中示出有图1～图3的V-V的位置处的燃料电池组100的截面结构，在图6中示出有图1～图3的VI-VI的位置处的燃料电池组100的截面结构，在图7中示出有图1～图3的VII-VII的位置处的燃料电池组100的截面结构。在各图中示出有用于确定方向的相互正交的XYZ轴。在本说明书中，出于方便，将Z轴正方向称为上方向，将Z轴负方向称为下方向，但燃料电池组100实际上也可以以与这样的朝向不同的朝向设置。对于图8以后也同样。
燃料电池组100具备多个(在本实施方式中，8个)发电单位102、换热部103、以及一对端板104、106。8个发电单位102沿着预定的排列方向(在本实施方式中，上下方向)排列配置。不过，在8个发电单位102内，从下起第1个到第6个这6个发电单位102以彼此相邻的方式配置，剩余的从上起第1个和第2个这两个发电单位102也以彼此相邻的方式配置。在上述6个发电单位102和上述剩余的两个发电单位102之间配置有换热部103。即，换热部103在由8个发电单位102和换热部103构成的集合体中配置于从上起第3个的位置。一对端板104、106以从上下夹持由8个发电单位102和换热部103构成的集合体的方式配置。以下，将上述6个发电单位102称为“第1发电块102G1”，将上述剩余的两个发电单位102称为“第2发电块102G2”。另外，在8个发电单位102内，将从下起第3个和第4个这两个发电单位102称为“下游的发电单位102D”，将剩余的6个发电单位102称为“上游的发电单位102U”。以下，针对8个发电单位102，从下起依次标注发电单位102-1、发电单位102-2、发电单位102-3、···这样的带有副编号的附图标记(参照图4～图10)。此外，上述排列方向(上下方向)相当于权利要求书中的第1方向，上游的发电单位102U相当于权利要求书中的上游的电化学反应单位，下游的发电单位102D相当于权利要求书中的下游的电化学反应单位。另外，第1发电块102G1相当于权利要求书中的电化学反应块。
在构成燃料电池组100的各层(发电单位102、换热部103、端板104、106)的绕Z方向的周缘部形成有沿着上下方向贯通的多个(在本实施方式中，8个)孔，在各层形成且相互对应的孔彼此沿着上下方向连通而构成从一个端板104到另一个端板106沿着上下方向延伸的连通孔108。在以下的说明中，存在将为了构成连通孔108而在燃料电池组100的各层形成的孔也称为连通孔108的情况。
在各连通孔108插入有沿着上下方向延伸的螺栓22，燃料电池组100被螺栓22和嵌合到螺栓22的两侧的螺母24紧固。此外，如图4～图7所示，绝缘片材26介于嵌合到螺栓22的一侧(上侧)的螺母24与构成燃料电池组100的上端的端板104的上侧表面之间、以及嵌合到螺栓22的另一侧(下侧)的螺母24与构成燃料电池组100的下端的端板106的下侧表面之间。不过，在设置有后述的气体通路构件27的部位中，气体通路构件27和分别配置到气体通路构件27的上侧和下侧的绝缘片材26介于螺母24与端板106的表面之间。绝缘片材26由例如云母片材、陶瓷纤维片材、陶瓷压粉片材、玻璃片材、玻璃陶瓷复合剂等构成。
各螺栓22的轴部的外径比各连通孔108的内径小。因此，在各螺栓22的轴部的外周面与各连通孔108的内周面之间确保有空间。如图2～图5所示，由位于燃料电池组100的绕Z方向的外周的1个顶点(Y轴负方向侧和X轴负方向侧的顶点)附近的螺栓22(螺栓22A)和插入有该螺栓22A的连通孔108形成的空间作为氧化剂气体导入歧管161发挥功能，氧化剂气体OG被从燃料电池组100的外部导入作为气体流路的该氧化剂气体导入歧管161，由位于燃料电池组100的绕Z方向的外周的1个边(与Y轴平行的两个边中的X轴正方向侧的边)的中点附近的螺栓22(螺栓22C)和插入有该螺栓22C的连通孔108形成的空间作为氧化剂气体供给歧管163发挥功能，该氧化剂气体供给歧管163是将从换热部103排出来的氧化剂气体OG朝向各发电单位102运送的气体流路。另外，如图2、图3以及图5所示，由位于燃料电池组100的绕Z方向的外周的1个边(与Y轴平行的两个边中的X轴负方向侧的边)的中点附近的螺栓22(螺栓22B)和插入有该螺栓22B的连通孔108形成的空间作为氧化剂气体排出歧管162发挥功能，该氧化剂气体排出歧管162将从各发电单位102排出来的氧化剂废气OOG向燃料电池组100的外部排出。此外，在本实施方式中，作为氧化剂气体OG，可使用例如空气。
另外，如图2、图3以及图6所示，由位于燃料电池组100的绕Z方向的外周的1个顶点(X轴正方向侧和Y轴负方向侧的顶点)附近的螺栓22(螺栓22F)和插入有该螺栓22F的连通孔108形成的空间作为燃料气体导入歧管171发挥功能，燃料气体FG被从燃料电池组100的外部导入该燃料气体导入歧管171，该燃料气体导入歧管171将该燃料气体FG向上游的各发电单位102U供给，由位于燃料电池组100的绕Z方向的外周的1个边(与X轴平行的两个边中的Y轴正方向侧的边)的中点附近的螺栓22(螺栓22D)和插入有该螺栓22D的连通孔108形成的空间作为燃料气体中继歧管172发挥功能，该燃料气体中继歧管172是将作为从上游的各发电单位102U的燃料室176排出来的气体的燃料中间气体FMG朝向下游的各发电单位102D运送的气体流路。在燃料中间气体FMG含有在上游的各发电单位102U的燃料室176中未被发电反应利用的氢等。如图2、图3以及图7所示，由位于燃料电池组100的绕Z方向的外周的1个边(与X轴平行的两个边中的Y轴负方向侧的边)的中点附近的螺栓22(螺栓22E)和插入有该螺栓22E的连通孔108形成的空间作为燃料气体排出歧管173发挥功能，该燃料气体排出歧管173将从下游的各发电单位102D的燃料室176排出来的气体、即燃料废气FOG向燃料电池组100的外部排出。此外，在本实施方式中，作为燃料气体FG，能够使用对例如都市煤气进行改性而成的富氢气体。另外，燃料气体导入歧管171相当于权利要求书中的导入气体流路，燃料气体中继歧管172相当于权利要求书中的中继气体流路。燃料气体排出歧管173相当于权利要求书中的排出气体流路。
如图4～图7所示，在燃料电池组100设置有4个气体通路构件27。各气体通路构件27具有中空筒状的主体部28和从主体部28的侧面分支的中空筒状的分支部29。分支部29的孔与主体部28的孔连通。在各气体通路构件27的分支部29连接有气体配管(未图示)。另外，如图4所示，配置到形成氧化剂气体导入歧管161的螺栓22A的位置的气体通路构件27的主体部28的孔与氧化剂气体导入歧管161连通，如图5所示，配置到形成氧化剂气体排出歧管162的螺栓22B的位置的气体通路构件27的主体部28的孔与氧化剂气体排出歧管162连通。另外，如图6所示，配置到形成燃料气体导入歧管171的螺栓22F的位置的气体通路构件27的主体部28的孔与燃料气体导入歧管171连通，如图7所示，配置到形成燃料气体排出歧管173的螺栓22E的位置的气体通路构件27的主体部28的孔与燃料气体排出歧管173连通。
(端板104、106的结构)
一对端板104、106是大致矩形的平板形状的导电性构件，由例如不锈钢形成。一个端板104配置于位于最上的发电单位102的上侧，另一个端板106配置于位于最下的发电单位102的下侧。多个发电单位102在被按压着的状态下被一对端板104、106夹持。上侧的端板104作为燃料电池组100的正极侧的输出端子发挥功能，下侧的端板106作为燃料电池组100的负极侧的输出端子发挥功能。
(发电单位102的结构)
图8～图13是表示发电单位102的详细结构的说明图。在图8中示出有与图5所示的截面相同的位置处的彼此相邻的下游的1个发电单位102D和上游的1个发电单位102U的XZ截面结构，在图9中示出有与图6所示的截面相同的位置处的彼此相邻的上游的两个发电单位102U的YZ截面结构，在图10中示出有与图7所示的截面相同的位置处的彼此相邻的下游的两个发电单位102D的YZ截面结构。另外，在图11中示出有图8的XI-XI的位置处的发电单位102的XY截面结构，在图12中示出有图8的XII-XII的位置处的上游的发电单位102U的XY截面结构，在图13中示出有图8的XIII-XIII的位置处的下游的发电单位102D的XY截面结构。
如图8～图10所示，作为发电的最小单位的发电单位102具备单体电池110、分隔件120、空气极侧框架130、空气极侧集电体134、燃料极侧框架140、燃料极侧集电体144、以及构成发电单位102的最上层和最下层的一对互连器150。在分隔件120、空气极侧框架130、燃料极侧框架140、互连器150的绕Z方向的周缘部形成有与供上述的螺栓22插入的连通孔108相对应的孔。
互连器150是大致矩形的平板形状的导电性构件，由例如铁素体系不锈钢形成。互连器150确保发电单位102间的电的导通，并且防止反应气体在发电单位102间的混合。此外，在本实施方式中，在两个发电单位102相邻地配置的情况下，1个互连器150被相邻的两个发电单位102共有。即，某发电单位102中的上侧的互连器150同与该发电单位102的上侧相邻的另一发电单位102中的下侧的互连器150是相同的构件。另外，燃料电池组100具备一对端板104、106，因此，在燃料电池组100中，位于最上的发电单位102不具备上侧的互连器150，位于最下的发电单位102不具备下侧的互连器150(参照图4～图7)。
单体电池110具备电解质层112以及隔着电解质层112沿着上下方向(发电单位102排列的排列方向)彼此相对的空气极(阴极)114和燃料极(阳极)116。此外，本实施方式的单体电池110是利用燃料极116支承电解质层112和空气极114的燃料极支承形的单体电池。
电解质层112是大致矩形的平板形状构件，含有至少Zr，由例如YSZ(氧化钇稳定化氧化锆)、ScSZ(氧化钪稳定化氧化锆)、CaSZ(氧化钙稳定化氧化锆)等固体氧化物形成。空气极114是大致矩形的平板形状构件，由例如钙钛矿型氧化物(例如LSCF(镧锶钴铁氧化物)、LSM(镧锶锰氧化物)、LNF(镧镍铁))形成。燃料极116是大致矩形的平板形状构件，由例如Ni(镍)、金属陶瓷、Ni基合金等形成，该金属陶瓷由Ni和陶瓷粒子形成。如此，本实施方式的单体电池110(发电单位102)是使用固体氧化物作为电解质的固体氧化物形燃料电池(SOFC)。
分隔件120是在中央附近形成有沿着上下方向贯通的大致矩形的孔121的框架状的构件，由例如金属形成。分隔件120中的孔121的周围部分与电解质层112中的空气极114的侧的表面的周缘部相对。分隔件120利用由配置到其相对的部分的焊料(例如Ag焊料)形成的接合部124与电解质层112(单体电池110)接合。面对空气极114的空气室166和面对燃料极116的燃料室176被分隔件120划分形成，单体电池110的周缘部中的从一个电极侧向另一个电极侧的气体的泄漏被抑制。此外，接合有分隔件120的单体电池110也称为带分隔件的单体电池。
如图8～图11所示，空气极侧框架130是在中央附近形成有沿着上下方向贯通的大致矩形的孔131的框架状的构件，由例如云母等绝缘体形成。空气极侧框架130同分隔件120中的与电解质层112相对的一侧的相反侧的表面的周缘部以及互连器150中的与空气极114相对的侧的表面的周缘部接触。空气极侧框架130的孔131构成面对空气极114的空气室166。另外，发电单位102所包含的一对互连器150间被空气极侧框架130电绝缘。另外，在空气极侧框架130形成有：氧化剂气体供给连通孔132，其将氧化剂气体导入歧管161和空气室166连通；和氧化剂气体排出连通孔133，其将空气室166和氧化剂气体排出歧管162连通。
如图8～图10、图12和图13所示，燃料极侧框架140是在中央附近形成有沿着上下方向贯通的大致矩形的孔141的框架状的构件，由例如金属形成。燃料极侧框架140的孔141构成面对燃料极116的燃料室176。燃料极侧框架140同分隔件120中的与电解质层112相对的一侧的表面的周缘部以及互连器150中的与燃料极116相对的一侧的表面的周缘部接触。如图9和图12所示，在上游的各发电单位102U的燃料极侧框架140形成有：燃料气体供给连通孔142U，其将燃料气体导入歧管171和燃料室176连通；和燃料气体排出连通孔143U，其将燃料室176和燃料气体中继歧管172连通。如图10和图13所示，在下游的各发电单位102D的燃料极侧框架140形成有：燃料气体供给连通孔142D，其将燃料气体中继歧管172和燃料室176连通；和燃料气体排出连通孔143D，其将燃料室176和燃料气体排出歧管173连通。此外，燃料气体供给连通孔142U相当于权利要求书中的上游的导入连通路径，燃料气体排出连通孔143U相当于权利要求书中的上游的排出连通路径。燃料气体供给连通孔142D相当于权利要求书中的下游的导入连通路径，燃料气体排出连通孔143D相当于权利要求书中的下游的排出连通路径。
如图8～图11所示，空气极侧集电体134配置于空气室166内。空气极侧集电体134由隔开预定的间隔地排列的多个大致四棱柱状的导电性构件构成，由例如铁素体系不锈钢形成。空气极侧集电体134同空气极114中的与电解质层112相对的一侧的相反侧的表面以及互连器150中的与空气极114相对的一侧的表面接触。不过，如上述这样，在燃料电池组100中，位于最上的发电单位102不具备上侧的互连器150，因此，该发电单位102中的空气极侧集电体134与上侧的端板104接触。空气极侧集电体134是这样的结构，因此，将空气极114和互连器150(或端板104)电连接。此外，空气极侧集电体134和互连器150也可以形成为一体的构件。
如图8～图10、图12和图13所示，燃料极侧集电体144配置于燃料室176内。燃料极侧集电体144具备互连器相对部146、多个电极相对部145、以及将各电极相对部145和互连器相对部146相连的连接部147，由例如镍、镍合金、不锈钢等形成。各电极相对部145同燃料极116中的与电解质层112相对的一侧的相反侧的表面接触，互连器相对部146同互连器150中的与燃料极116相对的侧的表面接触。不过，如上述这样，在燃料电池组100中，位于最下的发电单位102不具备下侧的互连器150，因此，该发电单位102中的互连器相对部146与下侧的端板106接触。燃料极侧集电体144是这样的结构，因此，将燃料极116和互连器150(或端板106)电连接。此外，在电极相对部145与互连器相对部146之间配置有由例如云母形成的间隔件149。因此，燃料极侧集电体144追随由温度周期、反应气体压力变动导致的发电单位102的变形，燃料极116与互连器150(或端板106)之间的借助燃料极侧集电体144的电连接被良好地维持。
(换热部103的结构)
在图14中示出有与排列方向正交的方向上的换热部103的截面结构。如图4～图7和图14所示，换热部103是矩形的平板形状构件，由例如铁素体系不锈钢形成。在换热部103的中央附近形成有沿着上下方向贯通的孔182。另外，在换热部103形成有：连通孔184，其将中央的孔182和形成氧化剂气体导入歧管161的连通孔108连通；和连通孔186，其将中央的孔182和形成氧化剂气体供给歧管163的连通孔108连通。换热部103被与换热部103的上侧相邻的发电单位102(102-7)所包含的下侧的互连器150、以及与换热部103的下侧相邻的发电单位102(102-6)所包含的上侧的互连器150夹持。在这些互连器150间，由孔182、连通孔184以及连通孔186形成的空间作为使氧化剂气体OG流动的换热流路188发挥功能，以便进行后述的换热。
A-2.燃料电池组100的动作：
如图4所示，若氧化剂气体OG经由与设置到氧化剂气体导入歧管161的位置的气体通路构件27的分支部29连接起来的气体配管(未图示)被供给，则氧化剂气体OG经由气体通路构件27的分支部29和主体部28的孔被向氧化剂气体导入歧管161供给。如图4和图14所示，供给到氧化剂气体导入歧管161的氧化剂气体OG向在换热部103内形成的换热流路188内流入，穿过换热流路188而被向氧化剂气体供给歧管163排出。换热部103在上侧和下侧与发电单位102相邻。另外，如后述那样，发电单位102中的发电反应是发热反应。因此，在氧化剂气体OG通过换热部103内的换热流路188之际，在氧化剂气体OG与发电单位102之间进行换热，氧化剂气体OG的温度上升。此外，氧化剂气体导入歧管161未与各发电单位102的空气室166连通，因此，氧化剂气体OG不会被从氧化剂气体导入歧管161向各发电单位102的空气室166供给。如图4、图5、图8以及图11所示，排出到氧化剂气体供给歧管163的氧化剂气体OG从氧化剂气体供给歧管163经由各发电单位102的氧化剂气体供给连通孔132被向空气室166供给。
另外，如图6、图9以及图12所示，若燃料气体FG经由与设置到燃料气体导入歧管171的位置的气体通路构件27的分支部29连接起来的气体配管(未图示)被供给，则燃料气体FG经由气体通路构件27的分支部29和主体部28的孔被向燃料气体导入歧管171供给，从燃料气体导入歧管171经由上游的各发电单位102U的燃料气体供给连通孔142U向上游的各发电单位102U的燃料室176供给。此外，燃料气体导入歧管171未与下游的各发电单位102D的燃料室176连通，因此，燃料气体FG不会被从燃料气体导入歧管171向下游的各发电单位102D的燃料室176供给。从上游的各发电单位102U的燃料室176排出来的燃料中间气体FMG经由燃料气体排出连通孔143U被向燃料气体中继歧管172排出。如图7、图10以及图13所示，从该上游的各发电单位102U排出来的燃料中间气体FMG经由燃料气体中继歧管172和下游的各发电单位102D的燃料气体供给连通孔142D被向下游的各发电单位102D的燃料室176供给。
若氧化剂气体OG被向上游的各发电单位102U的空气室166供给、燃料气体FG被向上游的各发电单位102U的燃料室176供给，则在上游的各发电单位102U的单体电池110中进行基于氧化剂气体OG和燃料气体FG的电化学反应的发电。另外，若氧化剂气体OG被向下游的各发电单位102D的空气室166供给、燃料中间气体FMG被向下游的各发电单位102D的燃料室176供给，则在下游的各发电单位102D的单体电池110中进行基于氧化剂气体OG和燃料中间气体FMG的电化学反应的发电。这些发电反应是发热反应。在各发电单位102中，单体电池110的空气极114借助空气极侧集电体134与一个互连器150电连接，燃料极116借助燃料极侧集电体144与另一个互连器150电连接。另外，燃料电池组100所包含的多个发电单位102虽然隔着换热部103，但被电串联连接。因此，能够从作为燃料电池组100的输出端子发挥功能的端板104、106取出在各发电单位102中所生成的电能。此外，SOFC在比较高的温度下(例如700℃～1000℃)进行发电，因此，也可以是，在起动后，燃料电池组100被加热器(未图示)加热直到能够利用由发电产生的热维持高温的状态为止。
如图5、图8以及图11所示，从下游和上游的各发电单位102U、102D的空气室166排出来的氧化剂废气OOG经由氧化剂气体排出连通孔133被向氧化剂气体排出歧管162排出，进一步途经设置到氧化剂气体排出歧管162的位置的气体通路构件27的主体部28和分支部29的孔，经由与该分支部29连接起来的气体配管(未图示)被向燃料电池组100的外部排出。另外，如图7、图10以及图13所示，从下游的各发电单位102D的燃料室176排出来的燃料废气FOG经由燃料气体排出连通孔143D被向燃料气体排出歧管173排出，进一步途经设置到燃料气体排出歧管173的位置的气体通路构件27的主体部28和分支部29的孔，经由与该分支部29连接起来的气体配管(未图示)被向燃料电池组100的外部排出。如此，燃料电池组100的燃料气体FG的流路结构成为如下所谓的串并联型：从外部导入来的燃料气体FG被向上游的多个发电单位102并联地供给，从上游的各发电单位102U排出来的燃料中间气体FMG经由燃料气体中继歧管172向下游的多个发电单位102D并联地供给。
A-3.对于吸热构件(换热部103、端板104、106)：
换热部103和端板104、106是对相邻的各发电块102G1、102G2所发出的热进行吸收的吸热构件。具体而言，如上述这样，换热部103与第1发电块102G1和第2发电块102G2相邻，在氧化剂气体OG通过换热部103的换热流路188之际，在氧化剂气体OG与发电单位102之间进行换热，氧化剂气体OG的温度上升。在换热部103内通过的氧化剂气体OG的温度由于与发电单位102之间的换热而上升这件事意味着，换热部103至少对与该换热部103相邻的各发电单位102-6、102-7(各发电块102G1、102G2)所发出的热进行吸收。另外，各端板104、106仅一个面与发电单位102相邻，另一个面未与发电单位102相邻。即，各端板104、106的一个面面对由于发电块102G1、102G2的发电反应而温度相对地变高的高温环境，另一个面不面对该高温环境，而是面对温度相对比各发电块102G1、102G2的温度低的低温环境(例如外部空气)。因此，在与各端板104、106相邻的发电块102G1、102G2与外部空气之进行换热，与各端板104、106相邻的发电单位102的温度少许降低。这意味着端板104、106对与该端板104、106相邻的各发电单位102-1、102-8(各发电块102G1、102G2)所发出的热进行吸收。此外，换热部103和端板104、106有时统称为第1吸热构件、第2吸热构件，换热部103有时也称为换热构件。
A-4.对于发电单位102与吸热构件之间的位置关系：
在燃料电池组100中，下游的发电单位102D配置于隔着上游的发电单位102U与吸热构件分开的位置。具体而言，在第1发电块102G1中，在彼此相邻的两个下游的发电单位102D(102-3、102-4)内，在配置于最靠近换热部103的位置的下游的发电单位102D(102-4)与换热部103之间配置有两个上游的发电单位102U(120-5、102-6)。另外，在配置于最靠近端板106的位置的下游的发电单位102D(102-3)与端板106之间也配置有两个上游的发电单位102U(102-1、102-2)。此外，在第2发电块102G1不包括下游的发电单位102D，仅包括上游的发电单位102U(120-7、102-8)。
A-5.对于燃料室176的导入连通路与排出连通路的合计体积：
在本实施方式中，对于各下游的发电单位102D的每一个发电单位而言，燃料气体供给连通孔142D(下游的导入连通路)与燃料气体排出连通孔143D(下游的排出连通路)的合计体积(以下，称为“下游的连通体积”)比上游的发电单位102U中的燃料气体供给连通孔142U(上游的导入连通路)与燃料气体排出连通孔143U(上游的排出连通路)的合计体积(以下，称为“上游的连通体积”)小。具体而言，燃料气体供给连通孔142D和燃料气体排出连通孔143D的开口面积(或者，与单体电池110平行的宽度尺寸)比燃料气体供给连通孔142U和燃料气体排出连通孔143U的开口面积小。另外，也可以是，燃料气体供给连通孔142D和燃料气体排出连通孔143D的沿着气体的流动方向的长度比燃料气体供给连通孔142U和燃料气体排出连通孔143U的沿着气体的流动方向的长度短。
在此，各发电单位102中的燃料气体供给连通孔142与燃料气体排出连通孔143的合计体积(连通体积)越小，各发电单位102中的燃料气体FG的压力损失越大。另一方面，存在如下倾向：各发电单位102中的连通体积越小，各发电单位102中的燃料利用率的降低率越小，与之相应地，多个发电单位102间的燃料利用率之差越小。因此，根据本实施方式，各下游的发电单位102D各自的下游的连通体积比任一上游的发电单位102U的上游的连通体积小。由此，在确保充分的燃料气体FG向上游的发电单位102U的供给的同时，抑制下游的发电单位102D中的燃料气体FG的压力损失之差所导致的燃料枯竭，从而能够抑制燃料电池组100整体上的性能降低。能够抑制产生如下问题等：即，在下游的发电单位102D中起因于燃料枯竭而引起局部的发电反应，导致电池面内的温度分布不均，因温度分布的不均而产生热应力，在热应力的作用下，在单体电池110产生裂纹。
另外，图15是表示燃料利用率的降低率ΔUf(％)与下游的发电单位102的压力损失(kPa)之间的关系的说明图，图16是表示下游的连通体积(mm3)与下游的发电单位102的压力损失之间的关系的说明图，图17是表示燃料利用率的降低率与下游的连通体积之间的关系的说明图。如图15所示，可知：下游的发电单位102D的压力损失越大，燃料利用率的降低率越小。而且，下游的发电单位102D的压力损失在1(kPa)附近时，燃料利用率的降低率大致恒定。另外，如图16所示，通过减小下游的连通体积，能够增大下游的发电单位102D的压力损失。而且，如图17所示，可知：通过减小下游的连通体积，燃料利用率的降低率变小。另外，下游的连通体积在60(mm3)附近时，燃料利用率的降低率大致恒定。因而，如上述那样，通过使各下游的发电单位102D各自的下游的连通体积比任一上游的发电单位102U的上游的连通体积小，燃料利用率的降低率被抑制，因此，能够抑制下游的发电单位102D中的燃料枯竭。具体而言，在下游的连通体积比60(mm3)大的情况下，如上述这样下游的发电单位102的压力损失变小，燃料利用率的降低率变大。不过，在下游的连通体积是60(mm3)以下的情况下，虽然下游的连通体积越小，下游的发电单位102的压力损失越大(参照图16)，但燃料利用率的降低率与下游的连通体积的大小无关地大致恒定(参照图17)。这意味着：在多个发电单位102D各自的下游的连通体积是60(mm3)以下的情况下，多个发电单位102D中的燃料利用率变得大致均匀，因此，在一部分下游的发电单位102D产生燃料枯竭的可能性较低。因此，在本实施方式中，优选下游的连通体积是60(mm3)以下。另外，更优选下游的连通体积是50(mm3)以下，进一步优选是40(mm3)以下。由此，多个发电单位102D中的燃料利用率之差被抑制，从而能够更可靠地抑制燃料电池组100整体上的性能降低。此外，图15中的“燃料利用率的降低率ΔUf(％)”是多个下游的发电单位102D中的、燃料利用率最高的发电单位102D的燃料利用率与燃料利用率最低的发电单位102D的燃料利用率之差。
此外，如上述这样，从上游的各发电单位102U排出来的燃料中间气体FMG经由燃料气体中继歧管172被向下游的各发电单位102D的燃料室176供给。因此，向下游的各发电单位102D的燃料室176供给的燃料气体FG的氢浓度比向上游的各发电单位102U的燃料室176供给的燃料气体FG的氢浓度低。在此，假设在下游的各发电单位102D以与吸热构件相邻的方式配置的情况下，在下游的各发电单位102D中，除了燃料气体FG的氢浓度较低之外，还存在如下可能性：由于下游的各发电单位102D的温度降低，难以引起发电反应，导致发电性能降低。
与此相对，在本实施方式中，下游的发电单位102D配置于隔着上游的发电单位102U与吸热构件分开的位置。因此，相较于下游的发电单位102D与吸热构件相邻的情况，通过抑制吸热构件的吸热所导致的下游的发电单位102D的温度降低，能够抑制下游的各发电单位102D的发电性能的降低。另一方面，与吸热构件相邻的上游的发电单位102U的温度因吸热构件的吸热而降低。不过，在上游的各发电单位102U中，与下游的各发电单位102D相比，向燃料室176供给的燃料气体FG的氢浓度较高，因此，较多地引起发电反应，发热量较多。因此，在上游的各发电单位102U中，与下游的各发电单位102D相比，吸热构件的吸热给发电性能带来的影响较小。根据以上内容，根据本实施方式，第1发电块102G1(燃料电池组100)整体上能够抑制发电性能的降低。
而且，在本实施方式中，下游的发电单位102D与吸热构件之间配置有两个上游的发电单位102U，因此，相较于在下游的发电单位102D与吸热构件之间配置有小于两个的上游的发电单位102U的情况，能够更可靠地抑制下游的发电单位102D的发电性能的降低，其结果，第1发电块102G1(燃料电池组100)整体上能够有效地抑制发电性能的降低。
B.第2实施方式：
图18是表示第2实施方式的燃料电池组100B中的发电单位102、换热部103以及端板104、106之间的位置关系的说明图。在图18中，发电单位102的结构被简单化，并且，燃料气体导入歧管171、燃料气体中继歧管172以及燃料气体排出歧管173以虚线表示。在第2实施方式的燃料电池组100B的结构内，对于与上述的第1实施方式的燃料电池组100相同的结构，通过标注相同的附图标记而省略其说明。
如图18所示，燃料电池组100B具备45个发电单位102(102-1～102-45)、3个换热部103(103-1～103-3)、以及一对端板104、106。45个发电单位102包括第1发电块102G1、第2发电块102G2、第3发电块102G3、以及第4发电块102G4。
(对于第1发电块102G1)
第1发电块102G1配置于端板106与第1换热部103-1之间。第1发电块102G1具有以沿着上下方向彼此相邻的方式配置的13个发电单位102(102-1～102-13)。在13个发电单位102内，从下起从第2个到第11个这10个发电单位102-2～102-11是下游的发电单位102D。以下，将10个下游的发电单位102D称为“第1下游发电单位组102DG1”。位于该第1下游发电单位组102DG1与端板106之间的1个发电单位102-1、以及位于第1下游发电单位组102DG1与第1换热部103-1之间的两个发电单位102-12、102-13是上游的发电单位102U。即，第1下游发电单位组102DG1隔着1个上游的发电单位102U与作为吸热构件的端板106分开地配置，而且，隔着两个上游的发电单位102U与作为吸热构件的第1换热部103-1分开地配置。而且，对于第1发电块102G1中的各下游的发电单位102D的每一个发电单位，燃料气体供给连通孔142D与燃料气体排出连通孔143D的合计体积(下游的连通体积)比上游的发电单位102U中的燃料气体供给连通孔142U与燃料气体排出连通孔143U的合计体积(上游的连通体积)小。因此，多个发电单位102D中的燃料利用率之差被抑制，从而能够更可靠地抑制燃料电池组100整体上的性能降低。此外，相较于下游的发电单位102D与吸热构件相邻的情况，由吸热构件的吸热导致的下游的发电单位102D的温度降低被抑制，从而能够抑制下游的各发电单位102D的发电性能的降低。
在此，发电单位102越配置于靠近与燃料气体排出歧管173连通的排出孔173A的位置，燃料气体FG越易于被从在该发电单位102形成的燃料室176排出，与此相伴，燃料气体FG越易于被向燃料室176供给。在本实施方式中，在处于第1发电块102G1的上下方向的中央位置(发电单位102-7的位置)与第1发电块102G1的下端之间的下侧区域配置有5个下游的发电单位102D(102-2～102-6)。另外，在处于第1发电块102G1的上下方向的中央位置与第1发电块102G1的上端之间的上侧区域配置有4个下游的发电单位102D(102-8～102-11)。即，在燃料气体排出歧管173中，配置到靠近排出孔173A的下侧区域的下游的发电单位102D的数量(以下，称为“排出孔侧发电单位数量”)比配置到远离排出孔173A的上侧区域的下游的发电单位102D的数量(以下，称为“相反侧发电单位数量”)多。由此，与排出孔侧发电单位数量比相反侧发电单位数量少的情况相比，燃料枯竭被抑制，从而能够更可靠地抑制燃料电池组100B整体上的性能降低。
(对于第2发电块102G2)
第2发电块102G2配置于第1换热部103-1与第2换热部103-2之间。第2发电块102G2具有以沿着上下方向彼此相邻的方式配置的10个发电单位102(102-14～102-23)。在10个发电单位102内，从下起第3个到第8个这6个发电单位102-16～102-21是下游的发电单位102D。以下，将6个下游的发电单位102D称为“第2下游发电单位组102DG2”。位于该第2下游发电单位组102DG2与第1换热部103-1之间的两个发电单位102-14、102-15、以及位于第2下游发电单位组102DG2与第2换热部103-2之间的两个发电单位102-22、102-23是上游的发电单位102U。即，第2下游发电单位组102DG2以隔着两个上游的发电单位102U与作为吸热构件的第1换热部103-1和第2换热部103-2分别分开的方式配置。另外，对于第2发电块102G2中的各下游的发电单位102D的每一个，下游的连通体积比上游的连通体积小。因此，在第2发电块102G2中，多个发电单位102D中的燃料利用率之差也被抑制，从而能够更可靠地抑制燃料电池组100整体上的性能降低。此外，相较于下游的发电单位102D与吸热构件相邻的情况，由吸热构件的吸热导致的下游的发电单位102D的温度降低被抑制，从而能够抑制下游的各发电单位102D的发电性能的降低。
(对于第3发电块102G3)
第3发电块102G3配置于第2换热部103-2与第3换热部103-3之间。第3发电块102G3具有以沿着上下方向彼此相邻的方式配置的11个发电单位102(102-24～102-34)。11个发电单位102的全部是上游的发电单位102U。
(对于第4发电块102G4)
第4发电块102G4配置于第3换热部103-3与端板104之间。第4发电块102G4具有以沿着上下方向彼此相邻的方式配置的11个发电单位102(102-35～102-45)。11个发电单位102的全部是上游的发电单位102U。
(对于第1下游发电单位组102DG1和第2下游发电单位组102DG2)
第1下游发电单位组102DG1所包含的发电单位102D的数量是10个，第2下游发电单位组102DG2所包含的发电单位102D的数量是6个。另外，第1下游发电单位组102DG1在燃料气体排出歧管173中配置于比第2下游发电单位组102DG2靠近排出孔173A的位置。即，与第2下游发电单位组102DG2相比，第1下游发电单位组102DG1所含有的发电单位102D的数量较多，且配置于靠近排出孔173A的位置。由此，与将第1下游发电单位组102DG1配置到比第2下游发电单位组102DG2远离排出孔173A的位置的情况相比，燃料枯竭被抑制，从而能够更可靠地抑制作为燃料电池组100B整体的性能降低。此外，第1下游发电单位组102DG1相当于权利要求书中的第2电化学反应单位组，第2下游发电单位组102DG2相当于权利要求书中的第1电化学反应单位组。
C.变形例：
本说明书中所公开的技术并不限于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内变形成各种形态，例如也可进行如下那样的变形。
在上述第1实施方式中，也可以在下游的发电单位102D与吸热构件之间配置有1个或3个以上的上游的发电单位102U。另外，换热部103的吸热能力比端板104、106的吸热能力高(吸热量较多)。因此，也可以使配置于换热部103与下游的发电单位102D之间的上游的发电单位102U的数量比配置于端板104、106与下游的发电单位102D之间的上游的发电单位102U的数量多。总之，配置于具有第1吸热能力的吸热构件与下游的发电单位102D之间的上游的发电单位102U的数量也可以比配置于具有比上述第1吸热能力低的第2吸热能力的吸热构件与下游的发电单位102D之间的上游的发电单位102U的数量多。只要是这样的结构，通过配置与吸热构件的吸热能力相应的恰当的数量的上游的发电单位102U，就能够有效地抑制由吸热构件的吸热导致的下游的发电单位102D的温度降低。此外，在上述各实施方式中，也可以在下游的发电单位102D与吸热构件之间不配置上游的发电单位102U。
吸热构件并不限于换热部103、端板104、106，也可以是例如末端板(英文：terminal plate)等。总之，吸热构件与电化学反应单位接近地配置，是在电化学反应电池组的动作中对电化学反应单位所发出的热进行吸收的构件即可。
在上述实施方式中，在电化学反应电池组包括多个电化学反应块的情况下，将本发明适用于至少1个电化学反应块即可，不必将本发明适用于全部的电化学反应块。对于两个以上的下游的电化学反应单位的每一个电化学反应单位，下游的导入连通路径与下游的排出连通路径的合计体积比1个以上的各上游的电化学反应单位中的所述上游的导入连通路径与所述上游的排出连通路径的合计体积小即可。
另外，在上述实施方式中，第1下游发电单位组102DG1和第2下游发电单位组102DG2隔着换热部103分开，但并不限定于此，第1下游发电单位组102DG1和第2下游发电单位组102DG2也可以利用与换热部103等吸热构件不同的构件分开。
在第1实施方式中，只要下游的连通体积设定为比上游的连通体积小，下游的连通体积就也可以比60(mm3)大。
另外，在上述实施方式中，燃料电池组100所包含的发电单位102的个数原则上是一个例子，发电单位102的个数可根据燃料电池组100所要求的输出电压等适当决定。另外，上游的发电单位102U的个数、下游的发电单位102D的个数原则上也是一个例子。不过，在下游的发电单位102D中，与上游的发电单位102U相比，被供给到燃料室176的气体(燃料气体FG、燃料中间气体FMG)的氢浓度较低。因而，为了抑制下游的发电单位102D处的气体的供给不足，优选下游的发电单位102D的个数比上游的发电单位102U的个数少。
在上述实施方式中，燃料电池组100的紧固所使用的螺栓22的个数原则上是一个例子，螺栓22的个数可根据燃料电池组100所要求的紧固力等适当决定。
另外，在上述实施方式中，在螺栓22的两侧嵌合有螺母24，但也可以是，螺栓22具有头部，螺母24仅与螺栓22的头部的相反侧嵌合。
另外，在上述实施方式中，端板104、106作为输出端子发挥功能，但替代端板104、106，与端板104、106分别连接起来的其他构件(例如，配置到各端板104、106与发电单位102之间的导电板)也可以作为输出端子发挥功能。
另外，在上述实施方式中，各螺栓22的轴部的外周面与各连通孔108的内周面之间的空间用作各歧管，取而代之，也可以在各螺栓22的轴部形成轴向的孔，将该孔用作各歧管。另外，也可以将各歧管与供各螺栓22插入的各连通孔108独立地设置。
另外，在上述实施方式中，在两个发电单位102相邻地配置的情况下，1个互连器150被相邻的两个发电单位102共有，即使是在这样的情况下，两个发电单位102也可以也分别具备互连器150。另外，在上述实施方式中，燃料电池组100中的位于最上的发电单位102的上侧的互连器150、位于最下的发电单位102的下侧的互连器150被省略，但这些互连器150也可以不省略，而是设置有这些互连器150。
另外，在上述实施方式中，燃料极侧集电体144既可以是与空气极侧集电体134同样的结构，燃料极侧集电体144与相邻的互连器150也可以是一体构件。另外，也可以空气极侧框架130不是绝缘体，而燃料极侧框架140是绝缘体。另外，空气极侧框架130、燃料极侧框架140也可以是多层结构。
另外，在上述实施方式中的形成各构件的材料原则上是例示，各构件也可以由其他材料形成。
另外，在上述实施方式中，对都市煤气进行改性而获得富氢燃料气体FG，但也可以从LP气体、灯油、甲醇、汽油等其他原料获得燃料气体FG，也可以利用纯氢作为燃料气体FG。
在本说明书中，构件B和构件C隔着构件(或构件的某部分、以下同样)A彼此相对并不限定于构件A与构件B或构件C相邻的形态，包括其他构成要素介于构件A与构件B或构件C之间的形态。例如，即使是在电解质层112与空气极114之间设置有其他层的结构，也能说成空气极114和燃料极116隔着电解质层112彼此相对。
另外，在上述实施方式中，燃料电池组100是多个平板形的发电单位102层叠而成的结构，但本发明也可同样地适用于其他结构，像例如日本特开2008-59797号所记载那样多个大致圆筒形的燃料电池单体电池串联连接而成的结构。
另外，在上述实施方式中，以利用燃料气体所含有的氢和氧化剂气体所含有的氧之间的电化学反应而进行发电的SOFC为对象，但本发明也可同样地适用于作为利用水的电解反应而进行氢的生成的固体氧化物形的电解池(SOEC)的最小单位的电解池单位、具备多个电解池单位的电解电池组。此外，电解电池组的结构像例如日本特开2016-81813号公报所记载那样是公知的，因此，在此不详细论述，概略而言，是与上述的实施方式中的燃料电池组100同样的结构。即，将上述的实施方式中的燃料电池组100改称为电解电池组、将发电单位102改称为电解池单位即可。不过，在电解电池组运转之际，以空气极114成为正极(阳极)且燃料极116成为负极(阴极)的方式对两电极间施加电压，并且，经由连通孔108供给作为原料气体的水蒸气。由此，在各电解池单位中引起水的电解反应，在燃料室176中产生氢气，经由连通孔108向电解电池组的外部取出氢。在这样的结构的电解电池组中，也能够通过适用本发明而获得上述的效果。
附图标记说明
22、螺栓；24、螺母；26、绝缘片材；27、气体通路构件；28、主体部；29、分支部；100、100A、100B、燃料电池组；102、发电单位；102D、下游的发电单位；102DG1、第1下游发电单位组；102DG2、第2下游发电单位组；102G1、第1发电块；102G2、第2发电块；102G3、第3发电块；102G4、第4发电块；102G、发电块；102U、上游的发电单位；103、换热部；104、106、端板；108、连通孔；110、单体电池；112、电解质层；114、空气极；116、燃料极；120、分隔件；121、孔；124、接合部；130、空气极侧框架；131、孔；132、氧化剂气体供给连通孔；133、氧化剂气体排出连通孔；134、空气极侧集电体；140、燃料极侧框架；141、孔；142、燃料气体供给连通孔；142D、燃料气体供给连通孔；142U、燃料气体供给连通孔；143、燃料气体排出连通孔；143D、燃料气体排出连通孔；143U、燃料气体排出连通孔；144、燃料极侧集电体；145、电极相对部；146、互连器相对部；147、连接部；149、间隔件；150、互连器；161、氧化剂气体导入歧管；162、氧化剂气体排出歧管；163、氧化剂气体供给歧管；166、空气室；171、燃料气体导入歧管；172、燃料气体中继歧管；173、燃料气体排出歧管；173A、排出孔；176、燃料室；182、孔；184、连通孔；186、连通孔；188、换热流路；FG、燃料气体；FMG、燃料中间气体；FOG、燃料废气；OG、氧化剂气体；OOG、氧化剂废气。

Claims (4)

1.一种电化学反应电池组，其具备电化学反应块，该电化学反应块是电化学反应单位沿着第1方向排列配置3个以上而成的，该电化学反应单位分别包括电解质层以及隔着所述电解质层沿着所述第1方向彼此相对的空气极和燃料极，且该电化学反应单位形成有面对所述燃料极的燃料室，该电化学反应电池组的特征在于，
3个以上的所述电化学反应单位包括1个以上的上游的电化学反应单位和两个以上的下游的电化学反应单位，
在所述电化学反应块形成有：导入气体流路，其将燃料气体从所述电化学反应块的外部向内部导入；排出气体流路，其将燃料气体从所述电化学反应块的内部向外部排出；以及中继气体流路，
在所述上游的电化学反应单位形成有：上游的导入连通路径，其将在该上游的电化学反应单位形成的上游的所述燃料室和所述导入气体流路连通；和上游的排出连通路径，其将所述上游的燃料室和所述中继气体流路连通，
在所述下游的电化学反应单位形成有：下游的导入连通路径，其将在该下游的电化学反应单位形成的下游的所述燃料室和所述中继气体流路连通；和下游的排出连通路径，其将所述下游的燃料室和所述排出气体流路连通，
对于两个以上的所述下游的电化学反应单位的每一个电化学反应单位，所述下游的导入连通路径与所述下游的排出连通路径的合计体积比所述上游的导入连通路径与所述上游的排出连通路径的合计体积小。
2.根据权利要求1所述的电化学反应电池组，其特征在于，
所述下游的导入连通路径与所述下游的排出连通路径的合计体积是60mm3以下。
3.根据权利要求1或2所述的电化学反应电池组，其特征在于，
在所述电化学反应块的所述第1方向的一侧的端侧形成有与所述排出气体流路连通的排出孔，
配置到处于所述电化学反应块的所述第1方向的中心位置与所述一侧的端之间的一个区域的所述下游的电化学反应单位的数量比配置到处于所述电化学反应块的所述中心位置与所述第1方向的另一侧的端之间的另一个区域的所述下游的电化学反应单位的数量多。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电化学反应电池组，其特征在于，
在所述电化学反应块的所述第1方向的一侧的端侧形成有与所述排出气体流路连通的排出孔，
两个以上的所述下游的电化学反应单位包括：第1电化学反应单位组，其是沿着所述第1方向相互连续地排列配置的多个所述下游的电化学反应单位；和第2电化学反应单位组，其在所述第1方向上与所述第1电化学反应单位组分开，其是沿着所述第1方向相互连续地排列配置的多个所述下游的电化学反应单位，该第2电化学反应单位组的电化学反应单位的数量比所述第1电化学反应单位组的电化学反应单位的数量多，
所述第2电化学反应单位组配置于比所述第1电化学反应单位组靠所述电化学反应块的所述一侧的位置。
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