CN111902984A - 电化学元件、电化学模块、电化学装置和能源系统 - Google Patents

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Abstract

其目的在于提供能够提高发电效率的电化学元件。电化学元件具有在内部具有内部流路的导电性的板状支撑体，板状支撑体具有：气体通流容许部P2，其能够在构成该板状支撑体的金属支撑体32的至少一部分横跨作为该板状支撑体的内侧的内部流路与外侧而透过气体，以及电化学反应部43，其在被覆气体通流容许部P2的全部或一部分的状态下以记载顺序至少具有膜状的电极层44、膜状的电解质层46和膜状的对电极层48；板状支撑体在内部流路内形成多个流路。

Description

电化学元件、电化学模块、电化学装置和能源系统
技术领域
本发明涉及电化学元件、电化学模块、电化学装置和能源系统。
背景技术
专利文献1中公开了一种电化学元件，其具有：具有内部空间的长条的筒状支撑体、以及在筒状支撑体的一表面侧沿长度方向设置的进行发电的电化学反应部。筒状支撑体的长度方向的一端部与流通包含氢的重整气体的气体歧管连接，向筒状支撑体的内部空间流通重整气体。重整气体在筒状支撑体的内部空间中从长度方向的一端部朝向另一端部流动。另外，筒状支撑体中设置有从内部空间通至电化学反应部的贯穿孔。所以，重整气体经由贯穿孔而从筒状支撑体的内部空间流通至电化学反应部。电化学反应部从面向筒状支撑体一侧起依次层叠有电极层、电解质层和对电极层，重整气体流通至电极层。另一方面，空气从鼓风机流通至对电极层。由此，电化学反应部使重整气体和空气发生电化学反应而进行发电。
这样的专利文献1的电化学元件由于电化学反应部被筒状支撑体所支撑，因而能够提高电化学元件整体的机械强度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-195029号公报。
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，在将专利文献1的电化学元件作为利用以重整气体为燃料的电化学反应的发电元件而发挥功能的情况中，虽然重整气体从长度方向的一端部朝向另一端部而通过筒状支撑体的内部空间，但在长度方向的任意的多个地点处，与长度方向正交的宽度方向的各位置处的重整气体的流速并不恒定。例如，在内部空间的宽度方向的中央部，重整气体的流速较两端部更快。因此，就重整气体的流速慢的宽度方向的两端部而言，即使重整气体在长度方向的一端部侧充分流通至电极层，也存在从长度方向的一端部起越朝向另一端部则重整气体的浓度越减少，在长度方向的另一端部侧流通至电极层的重整气体不足的情况。此时，在长度方向的另一端部侧的电极层中，燃料成为缺乏的状态，电极层发生氧化劣化，电极性能、机械强度有可能降低。
另一方面，在宽度方向的中央部，从长度方向的一端部起越朝向另一端部则重整气体的浓度越减少，但与宽度方向的两端部相比，重整气体的流速快，单位时间流通的重整气体多，因此在电极层中未被利用的未反应重整气体在长度方向的另一端部排出。
所以，为了抑制宽度方向的两端部的电极层的氧化劣化，可考虑抑制电化学反应而使重整气体能够流通至长度方向的另一端部侧。此时，不仅宽度方向的两端部而且中央部处的电化学反应也被抑制，因此在电极层中未被利用而在长度方向的另一端部排出的未反应的重整气体的量增加。因此，虽然能够抑制电极层的氧化劣化，但燃料利用率降低，电化学元件的电化学反应的反应效率降低。
因此，本发明是鉴于上述课题而完成的发明，其目的在于提供能够提高将燃料等化学能转换为电能或将电能转换为燃料等化学能的效率的电化学元件、电化学模块、电化学装置和能源系统。
用于解决技术问题的手段
本发明所述的电化学元件的特征构成在于下述方面：
其具有导电性的板状支撑体，该板状支撑体在内部具有内部流路；
前述板状支撑体具有：气体通流容许部，其能够在该板状支撑体的至少一部分横跨作为该板状支撑体的内侧的前述内部流路与外侧而透过气体；以及电化学反应部，其在被覆前述气体通流容许部的全部或一部分的状态下以记载顺序至少具有膜状的电极层、膜状的电解质层和膜状的对电极层；
前述板状支撑体在前述内部流路内形成多个流路。
根据本特征构成，板状支撑体在内部流路内形成多个流路。因此，气体在内部流路中在多个流路中流动，由此沿着多个流路的各自而分流。通过像这样利用分流至多个流路的整流作用，与在未形成多个流路的内部流路中流动的情况相比，气体在与气体流动方向交叉的流动交叉方向的任意的多个地点处的流速大致恒定。即，在流动交叉方向的包含中央部和两端部的任意的多个地点处，气体的流速大致恒定。所以，可以在流动交叉方向的包含中央部和两端部的任意的多个地点处，使流通至电化学反应部的气体的量大致恒定。由此，在电化学反应部中，能够减小气体不足的部分与气体过量流通的部分的差异，使电化学反应在整个电化学元件中进行，提高电化学元件的反应效率。
本发明所述的电化学元件的进一步的特征构成在于下述方面：
前述板状支撑体包含第一板状体与第二板状体，该第二板状体至少在前述内部流路形成多个流路。
根据本特征构成，例如通过使至少在前述内部流路形成多个流路的第二板状体与第一板状体组合，可容易地形成多个流路。
本发明所述的电化学元件的进一步的特征构成在于下述方面：
前述板状支撑体具有：
形成前述内部流路的内部流路形成体，和
容纳于前述内部流路、形成前述多个流路的多流路形成体（複数流路形成体）。
根据本特征构成，通过内部流路形成体形成内部流路，该内部流路容纳有多流路形成体。通过该多流路形成体在内部流路形成有多个流路。通过气体沿多个流路而流动所引起的整流作用，在各流路中流动的气体的流速在流动交叉方向的任意的多个地点处大致恒定。所以，能够在流动交叉方向的包括中央部和两端部的任意的多个地点处，使流通至电化学反应部的气体的量大致恒定，提高电化学元件的反应效率。
本发明所述的电化学元件的进一步的特征构成在于下述方面：
前述板状支撑体的至少一部分以形成波状的方式构成。
根据本特征构成，通过将板状支撑体的至少一部分构成为波状，可容易地形成多个流路。
本发明所述的电化学元件的进一步的特征构成在于下述方面：
前述多流路形成体的至少一部分以形成波状的方式构成。
根据本特征构成，通过将多流路形成体的至少一部分构成为波状，可容易地形成多个流路。
本发明所述的电化学元件的进一步的特征构成在于下述方面：
前述板状支撑体至少由第一板状体和第二板状体形成，
通过前述第一板状体与前述第二板状体接触的接触部、以及前述第一板状体不与前述第二板状体接触的非接触部，在前述内部流路内形成有前述多个流路。
根据本特征构成，通过第一板状体与第二板状体的接触部和非接触部而在内部流路内形成有多个流路。即，通过存在非接触部，多个流路之中至少一部分连通，尽管气体能够越过流路通流，但气体还是沿着多个流路的各自而分流。所以，通过在多个流路的各自中流动的气体的整流作用，能够在流动交叉方向的包含中央部和两端部的任意的多个地点处，使气体的流速大致恒定。
本发明所述的电化学元件的进一步的特征构成在于下述方面：
前述板状支撑体形成为在长度方向上延伸的板状，
前述多个流路沿着前述长度方向而延伸。
通过将气体在长度方向上延伸的多个流路中流通，能够确保用于与电化学反应部的反应的流路长度，提高电化学元件的反应效率。
本发明所述的电化学元件的进一步的特征构成在于下述方面：
前述气体通流容许部是设置有贯穿前述板状支撑体的至少一部分的多个贯穿孔的孔区域。
根据本特征构成，气体通流容许部是设置有贯穿板状支撑体的至少一部分的多个贯穿孔的孔区域，因此能够更容易地在板状支撑体的至少一部分选择性地设置气体通流容许部，此外还能够进一步提高板状支撑体的强度。所以，能够更容易地实现强度和耐久性优异的电化学元件。
本发明所述的电化学元件的进一步的特征构成在于下述方面：
前述板状支撑体至少由第一板状体和第二板状体形成，
前述第一板状体沿着板状表面一体或分开而形成为一系列。
根据本特征构成，第二板状体被一体或分开而形成的一系列的第一板状体所支撑，因此第二板状体的机械强度提高。结果，被包含第二板状体的板状支撑体所支撑的电化学元件的弯曲强度提高。
本发明所述的电化学元件的进一步的特征构成在于下述方面：
其进一步具有与前述多个流路一次性连通而流通前述气体的歧管。
根据本特征构成，在流通流路气体的入口具有歧管的情况中，气体从储有气体的歧管一次性流通至多个流路中。所以，在多个流路中，可以减小流通气体的入口处的压力差，能够使流动交叉方向的任意的地点处的多个流路间的气体的流速大致恒定。另外，流通流路气体的出口具有歧管的情况中，能够效率良好地收集由电化学反应产生的排出气体、生成气体。
本发明所述的电化学模块的特征构成在于下述方面：
其具有多个上述电化学元件，以一个电化学元件与其它电化学元件电连接的形态、且使前述板状支撑体彼此对置的形态，将多个前述电化学元件并列配置。
本发明所述的电化学装置的特征构成在于下述方面：其至少具有上述电化学元件或上述电化学模块与燃料转换器，并将含有还原性成分的气体在前述电化学元件或上述电化学模块与前述燃料转换器之间流通。本文中，在使电化学元件作为“将燃料等化学能转换为电能的”燃料电池（电化学发电电池）发挥功能的情况中，“供给部”承担供给含有还原性成分的气体的功能，但在将电化学元件作为“将电能转换为燃料等化学能的”电解电池发挥功能的情况中，“供给部”承担排出含有还原性成分的气体的功能。
即，由于具有电化学模块与燃料转换器，且具有在电化学模块和燃料转换器之间流通含有还原性成分的气体的燃料供给部，因此使用城市燃气等现存原燃料供给基础设施，能够实现具有耐久性・可靠性和性能优异的电化学模块的电化学装置。另外，由于容易构建将由电化学模块排出的未利用燃料气体再循环的系统，因此可以实现高效率的电化学装置。
本发明所述的电化学装置的特征构成在于下述方面：至少具有上述电化学元件或上述电化学模块、与从前述电化学元件或上述电化学模块取出电力的电力转换器。
根据上述特征构成，能够将由耐久性・可靠性和性能优异的电化学模块得到的电力输出通过电力转换器而升压或将直流转换为交流，因此容易利用由电化学模块得到的电力输出，故而优选。
本发明所述的电化学装置的特征构成在于下述方面：其具有上述电化学元件或上述电化学模块、以及燃料转换器和从电化学元件或上述电化学模块取出电力或向电化学模块流通电力的电力转换器。
本发明所述的电化学装置的特征构成在于下述方面：其具有对上述电化学元件或上述电化学模块流通来自燃料转换器的还原性成分气体、或从前述电化学元件或前述电化学模块向燃料转换器流通还原性成分气体的燃料供给部。
根据上述构成，在作为“将燃料等化学能转换为电能的”燃料电池（电化学发电电池）发挥功能的情况中，可以供给含有还原性成分的气体，在使电化学元件作为“将电能转换为燃料等化学能的”电解电池而发挥功能的情况中，可以将含有还原性成分的气体引导至燃料转换器。
即，由于具有电化学模块和燃料转换器，并具有在电化学模块与燃料转换器之间流通含有还原性成分的气体的燃料供给部，因此在将电化学模块作为燃料电池而工作的情况中，若设为通过重整器等燃料转换器而由使用城市燃气等已有原燃料供给基础设施供给的天然气等生成氢的构成，则能够实现具有耐久性・可靠性和性能优异的电化学模块的电化学装置。另外，由于容易构建将由电化学模块排出的未利用燃料气体再循环的系统，因此可以实现高效率的电化学装置。
将电化学元件模块作为电解电池工作的情况中，对电极层流通含有水蒸气、二氧化碳的气体，在电极层与对电极层之间施加电压。这样，在电极层中，电子e -和水分子H 2O、二氧化碳分子CO2发生反应，形成氢分子H2、一氧化碳CO和氧离子O2-。氧离子O2-通过电解质层向对电极层移动。在对电极层中，氧离子O2-放出电子而形成氧分子O2。通过以上的反应，水分子H2O被电解为氢H2与氧O2，且在流通含有二氧化碳分子CO2的气体时，其被电解为一氧化碳CO与氧O2。
在流通含有水蒸气与二氧化碳分子CO2的气体的情况中，可以设置燃料转换器，其由通过上述电解而在电化学模块生成的氢和一氧化碳等合成烃等各种化合物。可以通过燃料供给部将该燃料转换器生成的烃等流通至电化学模块、或取出本系统・装置外而另外用作燃料、化学原料。
本发明所述的能源系统的特征构成在于下述方面：
其具有上述电化学装置与排热利用部，该排热利用部对由电化学装置或燃料转换器排出的热进行再利用。
根据上述特征构成，由于具有电化学装置与对由电化学装置或燃料转换器排出的热进行再利用的排热利用部，因此能够实现耐久性・可靠性和性能优异、且能量效率也优异的能源系统。应予说明，还可以与利用由电化学装置排出的未利用燃料气体的燃烧热而发电的发电系统组合，实现能量效率优异的混合动力系统。
所以，可以通过操作容易的结构的电化学元件实现部件数量少、制作容易的电化学元件层叠体。另外，还可以廉价地提供利用了电化学元件层叠体的电化学模块、电化学装置、能源系统。
附图说明
图1：是示出实施方式的能源系统的整体构成的示意图。
图2A：是实施方式的电化学模块的说明图。
图2B：是实施方式的电化学模块的说明图。
图3：是实施方式的电化学模块的说明图。
图4：是图3的IV-IV方向的截面图。
图5：是图3的V-V方向的截面图。
图6：是图2A的VI-VI方向的截面图。
图7：是分隔体的立体图。
图8：是示出各分隔流路A中的流速的说明图。
图9：是电化学元件的制造步骤的说明图。
图10：是其它方式的电化学模块的说明图。
图11：是其它分隔体的立体图。
图12：是其它分隔体的立体图。
图13：是其它电化学模块的说明图。
图14：是其它分隔体的立体图。
图15：是其它方式的电化学模块的说明图。
图16：是其它分隔体的说明图。
图17：示出其它能源系统的整体构成的示意图。
具体实施方式
＜实施方式＞
以下，基于附图说明实施方式的能源系统、电化学装置、电化学模块和电化学元件。
＜能源系统、电化学装置＞
图1中示出了能源系统和电化学装置的概要。
能源系统具有电化学装置、以及作为对由电化学装置排出的热进行再利用的排热利用部的热交换器23。
电化学装置具有电化学模块M、脱硫器1和重整器（重整器等燃料转换器，以下记为重整器）4，并具有对电化学模块M流通含有还原性成分的燃料气体的燃料供给部、以及由电化学模块M取出电力的逆变器（电力转换器的一例）8。
具体而言，电化学装置具有：脱硫器1、重整水箱2、汽化器3、重整器4、鼓风机5、燃烧部6、逆变器8、控制部9、容纳容器10和电化学模块M。
脱硫器1将城市燃气等烃系原燃料中所含的硫化合物成分除去（脱硫）。原燃料中含有硫化合物的情况中，通过具有脱硫器1，可以抑制硫化合物所致的对重整器4或电化学元件E的影响。汽化器3由从重整水箱2流通的重整水生成水蒸气。重整器4使用由汽化器3生成的水蒸气对经脱硫器1脱硫的原燃料进行水蒸气重整，生成包含氢的重整气体（气体）。
电化学模块M使用从重整器4流通的重整气体和由鼓风机5流通的空气（气体）来进行电化学反应而发电。燃烧部6使由电化学模块M排出的反应排气和空气混合，并使反应排气中的可燃成分燃烧。
电化学模块M具有多个电化学元件E与气体歧管17。多个电化学元件E以相互电连接的状态并列配置，电化学元件E的一端部（下端部）固定于气体歧管17。电化学元件E使通过气体歧管17流通的重整气体与由鼓风机5流通的空气进行电化学反应而发电。
逆变器8调整电化学模块M的输出电力，使其与从商用系统（省略图示）接受的电力为相同电压和相同频率。控制部9控制电化学装置和能源系统的运转。
汽化器3、重整器4、电化学模块M和燃烧部6容纳于容纳容器10内。继而重整器4使用通过燃烧部6中的反应排气的燃烧而产生的燃烧热来进行原燃料的重整处理。
原燃料通过升压泵11的运行通过原燃料供给路径12而流通至脱硫器1。重整水箱2的重整水通过重整水泵13的运行而通过重整水供给路径14流通至汽化器3。继而，原燃料供给路径12在脱硫器1的下游侧的部位被合流至重整水供给路径14，在容纳容器10外合流的重整水与原燃料被流通至容纳容器10内具备的汽化器3。
重整水通过汽化器3而汽化形成水蒸气。包含由汽化器3生成的水蒸气的原燃料通过含水蒸气的原燃料供给路径15而流通至重整器4。原燃料在重整器4中被水蒸气重整，生成以氢气为主成分的重整气体。重整器4中生成的重整气体通过重整气体供给路径16流通至电化学模块M的气体歧管17。
流通至气体歧管17的重整气体被分配至多个电化学元件E，从作为电化学元件E与气体歧管17的连接部的下端（一端部）ED流通至电化学元件E。重整气体中，主要是氢（还原性成分）在电化学元件E中用于电化学反应。包含反应中未使用的残余氢气的反应排气从电化学元件E的上端（另一端部）EU排出至燃烧部6。
反应排气在燃烧部6中燃烧，形成燃烧排气而从燃烧排气排出口20排出至容纳容器10的外部。燃烧排气排出口20配置有燃烧催化剂部21（例如，铂系催化剂），将燃烧排气所含的一氧化碳、氢等还原性成分燃烧除去。从燃烧排气排出口20排出的燃烧排气通过燃烧排气排出路径22送至热交换器23。
热交换器23使燃烧部6中的燃烧产生的燃烧排气与流通的冷水进行热交换而生成温水。即，热交换器23作为对由电化学装置排出的热进行再利用的排热利用部而工作。
＜电化学模块M＞
接着，使用图2对电化学模块M进行说明。电化学模块M具有多个电化学元件E，并以一个电化学元件E的电化学反应部43中的与筒状支撑体31为相反侧的表面与其它电化学元件E的筒状支撑体31为电连接的形态，并且以多个筒状支撑体31彼此相互对置的形态，并列配置有多个电化学元件E。
此外，电化学模块M具有在多个电化学元件E的筒状支撑体31的内部流通含有还原性成分的重整气体的气体歧管17，电化学元件E的端部之中筒状支撑体31的轴方向的下端ED与气体歧管17连接。
继而电化学模块M具有经由鼓风机5而从筒状支撑体31的外部对电化学反应部43流通含有氧化性成分的空气的气体供给空间S。
应予说明，电化学元件E安装于其它构件（本实施方式中为气体歧管17）时，筒状支撑体31的轴方向的端部之中的下端ED固定于该其它构件，电化学元件E被其它构件单臂支撑。
具体而言，如图2A和图2B所示，电化学模块M具有：电化学元件E、气体歧管17、集电构件26、终端构件27和电流提取部28。
电化学元件E为中空的筒，在具有内部空间的筒状支撑体31的表面（后述图4的金属支撑体32（第二板状体）的上表面32a）具有电化学反应部43而构成，整体呈长条的平板或扁棒的形状。另外，电化学元件E在其内部空间、即后述的重整气体通流部36（内部流路）具有将重整气体通流部36分隔为多个分隔流路A的分隔体（第一板状体、多流路形成体）70。多个分隔流路A沿着电化学元件E的下端ED和上端EU之间相互大致平行地延伸。应予说明，电化学元件E以下端ED和上端EU之间为长度方向的方式构成，分隔流路A沿着该长度方向延伸。电化学元件E的宽度方向是与分隔流路A延伸的长度方向大致正交的方向。
继而，电化学元件E的长度方向的下端ED通过玻璃密封材料等粘接构件而气密地固定于气体歧管17。由此，重整气体不会在电化学元件E与气体歧管17的连接部漏出，并且能够以空气不流入的方式，将作为筒状支撑体31的内部空间的重整气体通流部36与气体歧管17的内部空间（省略图示）连通。应予说明，筒状支撑体31与气体歧管17之间被电绝缘。
气体歧管17形成为例如具有一个内部空间的长方体状，作为从重整器4流通的重整气体的缓冲发挥功能。所以，气体歧管17内的重整气体以相同程度的压力、相同程度的流量、相同程度的流速等大致均匀地分配至多个电化学元件E的各个。进一步，气体歧管17内的重整气体以相同程度的压力、相同程度的流量、相同程度的流速等大致均匀地分配至电化学元件E的多个分隔流路A的各个。
电化学元件E的电化学反应部43整体构成为膜状。电化学反应部43的表里的面中，在与筒状支撑体31为相反侧的面通过粘接材料29粘接有集电构件26。继而在使其它电化学元件E的背面39与集电构件26接触的状态或通过熔接等接合的状态下，多个电化学元件E被并列配置。
集电构件26中使用具有导电性、气体透过性、以及在电化学元件E的并列配置的方向上具有弹性的构件。例如集电构件26中使用：使用了金属箔的网形金属、金属网、毡样构件。粘接材料29中使用具有导电性和气体透过性的材料。例如粘接材料29中使用陶瓷系粘接材料。由此，集电构件26和粘接材料29具有气体透过性・气体通流性，由鼓风机5流通的空气在集电构件26和粘接材料29中透过或通流而流通至电化学反应部43。
此外，集电构件26在电化学元件E的并列配置的方向上具有弹性，因此被气体歧管17单臂支撑的筒状支撑体31在并列配置的方向上也能够移动，提高了电化学模块M对于振动、温度变化等扰动的鲁棒性。
并列配置的多个电化学元件E被一对终端构件27所挟持。终端构件27是具有导电性且能弹性变形的构件，其下端固定于气体歧管17。终端构件27上连接有沿着电化学元件E的并列配置的方向朝向外侧延伸的电流提取部28。电流提取部28与逆变器8连接，将由电化学元件E的发电产生的电流送至逆变器8。
如图2A和图2B所示，并列配置的电化学元件E具有气体供给空间S，该气体供给空间S对电化学反应部43的侧方流通电化学反应部43中的反应所使用的空气（含有反应气体、氧化性成分的空气）。继而多个电化学元件E具有的气体供给空间S在筒状支撑体31的侧方相互连通，成为一个连通的空间。本文中，电化学反应部43的侧方是指与筒状支撑体31的轴方向以及电化学反应部43的并列配置的方向两者正交的方向。
若使用图2A和图2B详细说明，则电化学元件E1具有气体供给空间S1，电化学元件E2具有气体供给空间S2，电化学元件E3具有气体供给空间S3。并且气体供给空间S1与气体供给空间S2经由电化学元件E2的筒状支撑体31的侧方而连通。此外，气体供给空间S2与气体供给空间S3经由电化学元件E3的筒状支撑体31的侧方而连通。应予说明，图2A和图2B中，气体供给空间S的箭头指向电化学反应部43的图中上侧，但电化学反应部43的图中下侧的侧方也存在气体供给空间S。
即，关于并列配置的多个电化学元件E之中邻接的2个电化学元件（E1、E2），即，电化学反应部43与另一电化学元件E2连接的第1电化学元件E1、以及筒状支撑体31与第1电化学元件E1连接的第2电化学元件E2，第1电化学元件E1的气体供给空间S1与第2电化学元件E2的气体供给空间S2经由第2电化学元件E2的筒状支撑体31的侧方而连通。
像这样，气体供给空间S相互连通，因此由鼓风机5流通至容纳容器10的内部的空气到达气体供给空间S，向电化学反应部43流通。另外，重整气体由气体歧管17流通至作为筒状支撑体31的内部空间的重整气体通流部36。重整气体通流部36被分隔体70分隔为多个分隔流路A，因此经由各分隔流路A，重整气体向电化学反应部43流通。由此，反应在电化学反应部43中进行。
＜电化学元件E＞
图3～5中示出了电化学元件E的示意构成。电化学元件E具有导电性，并具有：内部形成有重整气体通流部36的筒状支撑体31、以及设置在筒状支撑体31一个面上并通过电化学反应进行发电的电化学反应部43。在重整气体通流部36中流动的重整气体经由筒状支撑体31的后述贯穿孔38而流通至电化学反应部43。电化学反应部43通过被筒状支撑体31所支撑，电化学元件E整体的机械强度提高。
＜筒状支撑体31＞
筒状支撑体31（板状支撑体）整体为平板或者扁棒状，具有矩形的金属支撑体32、与长度方向正交的截面为U字状的U字构件33（第一板状体、内部流路形成体）、以及盖部34。金属支撑体32的长边与U字构件33的长边（对应于U形的2个顶点的边）接合，一端部被盖部34所封闭。由此，构成具有内部空间且整体为平板或扁棒状的筒状支撑体31。金属支撑体32相对于筒状支撑体31的中心轴平行地配置。
筒状支撑体31的内部空间作为重整气体通流部36而发挥功能。盖部34上形成有反应排气排出口37。与设置盖部34的端部对置的相反侧的端部开口，作为重整气体流入口35发挥功能。
作为内部空间的重整气体通流部36中配置有将重整气体通流部36分隔为多个分隔流路A的分隔体70。如图7所示，分隔体70为例如一系列的波板，厚度大致恒定。继而，波板在一个方向上重复形成有多个相同形状的峰和谷，且各峰和各谷在与一个方向正交的正交方向上延伸形成。图7的分隔体70的情况中，以邻接的峰的顶部71间的宽度大致恒定的方式形成峰和谷。例如，宽度d1、d2大致恒定。应予说明，波板的形状包括峰和谷的形状为三角形、四边形和正弦曲线等。例如，波板可以是波纹板。
这样的分隔体70以峰和谷延伸的方向沿着筒状支撑体31的中心轴、即沿着长度方向的方式配置于重整气体通流部36。分隔体70的峰的顶部71与金属支撑体32的下表面32b接触，谷的底部73与U字构件33的面向重整气体通流部36的底面33a接触。由此，在重整气体通流部36中，通过金属支撑体32的下表面32b和分隔体70包围的空间，形成在筒状支撑体31的长度方向上延伸的多个分隔流路A。另外，重整气体通流部36中，通过U字构件33的底面33a与分隔体70包围的空间，形成在筒状支撑体31的长度方向上延伸的多个分隔流路B。分隔流路A与分隔流路B，如图4所示那样交替形成。
使用图8，对多个分隔流路A中的重整气体的流速进行说明。重整气体从气体歧管17经由位于电化学元件E的下端ED的重整气体流入口35而流通至多个分隔流路A。流通至多个分隔流路A的重整气体沿着作为筒状支撑体31的轴方向的长度方向（气体流动方向），从下端ED朝向上端EU在各分隔流路A内流动。通过重整气体沿多个分隔流路A流动所引起的整流作用，与在未被分隔的重整气体通流部36中流动的情况相比，与长度方向正交的宽度方向（流动交叉方向）的任意的多个地点处的流速变得大致恒定。
图8中，示出筒状支撑体31的长度方向的任意的多个地点处的流速V1～V4。V4表示筒状支撑体31的宽度方向的中央部处的重整气体的流速的大小。V3、V2、V1依次表示从宽度方向的中央部朝向端部的流速的大小。如该图8所示，在包含筒状支撑体31的宽度方向的中央部和两端部的任意的多个地点处，重整气体的流速大致恒定。所以，在包含宽度方向的中央部和两端部的任意的多个地点处，可以使从分隔流路A经由筒状支撑体31的贯穿孔38而流通至电化学反应部43的重整气体的量大致恒定。由此，在宽度方向的中央部和两端部的任一地点处，均能够使电化学反应在整个电化学元件E中进行，提高发电效率。
应予说明，如上所述，容纳于气体歧管17的一个内部空间中的重整气体以相同程度的压力、相同程度的流量、相同程度的流速等大致均匀地分配至电化学元件E的多个分隔流路A的各个。像这样，通过在导入重整气体的多个分隔流路A的各入口处几乎不产生重整气体的压力差、流量差和流速差，也可以使分隔流路A中的重整气体的流速大致恒定。
作为金属支撑体32、U字构件33和盖部34的材料，使用导电性、耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性优异的材料。例如，使用铁素体系不锈钢、奥氏体系不锈钢、镍基合金等。即，筒状支撑体31牢固地构成。特别适合使用铁素体系不锈钢。应予说明，为了构成后述的气体通流禁止部P1，金属支撑体32、U字构件33和盖部34需要由不透过气体的材料形成。
使用铁素体系不锈钢作为筒状支撑体31的材料的情况中，与在电化学反应部43中用作材料的YSZ（氧化钇稳定化氧化锆）、GDC（也称为钆掺杂氧化铈、CGO）等热膨胀系数接近。因此，在重复进行低温和高温的温度循环的情形下，电化学元件E也难以受到损坏。所以能够实现长期耐久性优异的电化学元件E，故而优选。
应予说明，作为筒状支撑体31的材料，优选使用热传导率大于3Wm -1K -1的材料，若为大于10Wm-1K-1的材料则进一步优选。例如若为不锈钢则热传导率为15～30Wm-1K-1左右，因此适合作为筒状支撑体31的材料。
另外，作为筒状支撑体31的材料，进一步期望为不引起脆性断裂的高韧性材料。与陶瓷材料等相比，金属材料为高韧性，适合作为筒状支撑体31。
金属支撑体32上设置有贯穿金属支撑体32的正面与反面的多个贯穿孔38。通过该贯穿孔38，气体能够在筒状支撑体31的内侧与外侧之间通流。即，设置有多个贯穿孔38的孔区域P2作为气体通流容许部P2发挥功能。另一方面，对于金属支撑体32、U字构件33中未设置贯穿孔38的区域，气体不能在筒状支撑体31的内侧与外侧之间通流。因此，该区域作为气体通流禁止部P1发挥功能。
＜电化学反应部43＞
如图4和图5所示，电化学反应部43具有：形成在金属支撑体32上的电极层44、形成在电极层44上的中间层45、以及形成在中间层45上的电解质层46。继而，电化学反应部43进一步具有形成在电解质层46上的防反应层47、和形成在防反应层47上的对电极层48。即，对电极层48形成在电解质层46上，防反应层47形成在电解质层46与对电极层48之间。电极层44为多孔，电解质层46为致密。应予说明，电化学元件E中，未设置覆盖电化学反应部43的侧方的全部或一部分的构件，电化学反应部43的侧方开放。
（金属支撑体32）
金属支撑体32支撑电极层44、中间层45和电解质层46等，保持电化学元件E的强度。即，金属支撑体32承担作为支撑电化学元件E的支撑体的功能。
作为金属支撑体32的材料，使用电子传导性、耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性优异的材料。例如，使用铁素体系不锈钢、奥氏体系不锈钢、镍基合金等。特别地，适合使用含铬的合金。本实施方式中，金属支撑体32使用含有18质量%以上且25质量%以下的Cr的Fe-Cr系合金，如果是含有0.05质量%以上的Mn的Fe-Cr系合金、含有0.15质量%以上且1.0质量%以下的Ti的Fe-Cr系合金、含有0.15质量%以上且1.0质量%以下的Zr的Fe-Cr系合金、含有Ti和Zr且Ti和Zr的总含量为0.15质量%以上且1.0质量%以下的Fe-Cr系合金、含有0.10质量%以上且1.0质量%以下的Cu的Fe-Cr系合金，则是特别合适的。
金属支撑体32整体为板状。继而，金属支撑体32具有以设置电极层44的面为正面侧表面而从正面侧表面贯穿至反面侧表面的多个贯穿空间。贯穿空间具有使气体从金属支撑体32的反面侧表面向正面侧表面透过的功能。应予说明，也可以将板状的金属支撑体32弯折而变形为例如箱状、圆筒状等形状来使用。
金属支撑体32的表面设置有作为扩散抑制层的金属氧化物层（未图示）。即，在金属支撑体32与后述电极层44之间形成有扩散抑制层。金属氧化物层不仅设置在露出于金属支撑体32的外部的面，而且还设置在与电极层44的接触面（界面）。另外，还可以设置在贯穿空间的内侧的面。通过该金属氧化物层，可以抑制金属支撑体32与电极层44之间的的元素相互扩散。例如，在作为金属支撑体32而使用含铬的铁素体系不锈钢的情况中，金属氧化物层主要为铬氧化物。继而，以铬氧化物为主成分的金属氧化物层抑制金属支撑体32的铬原子等向电极层44、电解质层46扩散。金属氧化物层的厚度只要是能够兼具高扩散防止性能与低电阻的厚度即可。
金属氧化物层能够通过各种方法形成，适合地利用使金属支撑体32的表面氧化而形成金属氧化物的方法。另外，在金属支撑体32的表面，可以通过喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、溅射法、PLD法等PVD法、CVD法等而形成金属氧化物层，也可以通过镀覆与氧化处理来形成。进一步，金属氧化物层还可以包含导电性高的尖晶石相等。
使用铁素体系不锈钢材作为金属支撑体32的情况中，与用作电极层44、电解质层46的材料的YSZ（氧化钇稳定化氧化锆）、GDC（也称为钆掺杂氧化铈、CGO）等热膨胀系数接近。因此，在重复进行低温和高温的温度循环的情形下，电化学元件E也难以受到损坏。所以能够实现长期耐久性优异的电化学元件E，故而优选。
（电极层）
如图4所示，电极层44可以在金属支撑体32的正面侧表面且较设置有贯穿空间的区域更大的区域中，以薄层的状态设置。设为薄层的情况下，可以使厚度为例如1μm～100μm左右，优选为5μm～50μm。如果设为这样的厚度，则可以降低昂贵的电极层材料的使用量，实现成本降低，并且可以确保充分的电极性能。设置有贯穿空间的区域的整体被电极层44所覆盖。即，贯穿空间形成在金属支撑体32中的形成有电极层44的区域的内侧。换而言之，全部贯穿空间面向电极层44而设置。
作为电极层44的材料，可以使用例如NiO-GDC、Ni-GDC、NiO-YSZ、Ni-YSZ、CuO-CeO2、Cu-CeO 2等复合材料。这些例子中，可以将GDC、YSZ、CeO 2称为复合材料的骨料。应予说明，电极层44优选通过低温烧成法（例如使用不进行高于1100℃的高温区中的烧成处理的低温区中的烧成处理的湿式法）、喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、PVD法（溅射法、脉冲激光沉积法等）、CVD法等形成。通过这些能够在低温区使用的工艺，例如可以在不使用高于1100℃的高温区中的烧成的情形下得到良好的电极层44。因此，不会损伤金属支撑体32，另外还能够抑制金属支撑体32与电极层44的元素相互扩散，能够实现耐久性优异的电化学元件，故而优选。进一步，如果使用低温烧成法，则原材料的处理变得容易，因而进一步优选。
电极层44为了具有气体透过性而在其内部和表面具有多个细孔。
即电极层44形成为多孔的层。电极层44例如以使其致密度为30%以上且小于80%的方式形成。细孔的尺寸可以适宜选择适于在进行电化学反应时进行平滑反应的尺寸。应予说明，致密度是构成层的材料在空间所占的比例，可以表示为（1-空孔率），并且与相对密度相同。
（中间层）
中间层45（插入层）如图4所示，能够以覆盖电极层44的状态而在电极层44上以薄层的状态形成。设为薄层的情况下，可以使其厚度为例如1μm～100μm左右、优选为2μm～50μm左右、更优选为4μm～25μm左右。如果设为这样的厚度，则可以降低昂贵的中间层材料的使用量，实现成本降低，并且可以确保充分的性能。作为中间层45的材料，可以使用例如YSZ（氧化钇稳定化氧化锆）、SSZ（钪稳定化氧化锆）、GDC（钆掺杂氧化铈）、YDC（钇掺杂氧化铈）、SDC（钐掺杂氧化铈）等。特别适合使用氧化铈系的陶瓷。
中间层45优选通过低温烧成法（例如使用不进行高于1100℃的高温区中的烧成处理的低温区中的烧成处理的湿式法）、喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、PVD法（溅射法、脉冲激光沉积法等）、CVD法等形成。通过这些能够在低温区使用的成膜工艺，例如可以在不使用高于1100℃的高温区中的烧成的情形下得到中间层45。因此，不会损伤金属支撑体32，能够抑制金属支撑体32与电极层44的元素相互扩散，能够实现耐久性优异的电化学元件E。另外，如果使用低温烧成法，则原材料的处理变得容易，因而进一步优选。
作为中间层45，优选具有氧离子（氧化物离子）传导性。另外，如果具有氧离子（氧化物离子）与电子的混合传导性则进一步优选。具有这些性质的中间层45适合用于电化学元件E。
（电解质层）
如图4所示，电解质层46以覆盖电极层44和中间层45的状态而在中间层45上以薄层的状态形成。另外，还可以以厚度为10μm以下的薄膜的状态形成。具体而言，如图4所示，电解质层46横跨于中间层45上与金属支撑体32上（跨越）而设置。像这样构成，通过将电解质层46与金属支撑体32接合，能够使电化学元件整体的牢固性优异。
此外，如图4所示，电解质层46设置在金属支撑体32的正面侧表面且较设置有贯穿空间的区域更大的区域中。即，贯穿空间形成在金属支撑体32中的形成有电解质层46的区域的内侧。
此外，在电解质层46的周围，可以抑制气体从电极层44和中间层45的泄漏。若进行说明，则在将电化学元件E用作SOFC的构成要素的情况中，在SOFC运行时，气体从金属支撑体32的反面侧通过贯穿空间向电极层44流通。在电解质层46与金属支撑体32接触的部位处，可以不设置垫圈等另外的构件而抑制气体的泄漏。应予说明，本实施方式中，通过电解质层46完全覆盖电极层44的周围，但也可以设为在电极层44和中间层45的上部设置电解质层46，在周围设置垫圈等的构成。
作为电解质层46的材料，可以使用YSZ（氧化钇稳定化氧化锆）、SSZ（钪稳定化氧化锆）、GDC（钆掺杂氧化铈）、YDC（钇掺杂氧化铈）、SDC（钐掺杂氧化铈）、LSGM（添加锶・镁的镓酸镧）等传导氧离子的电解质材料、钙钛矿型氧化物等传导氢离子的电解质材料。特别适合使用氧化锆系的陶瓷。若将电解质层46设为氧化锆系陶瓷，则能够使使用电化学元件E的SOFC的运行温度与氧化铈系陶瓷、各种氢离子传导性材料相比更高。例如在将电化学元件E用于SOFC的情况下，如果设为使用YSZ那样的在650℃左右以上的高温区也能够发挥高的电解质性能的材料作为电解质层46的材料，使用城市燃气、LPG等烃系原燃料作为系统的原燃料，将原燃料通过水蒸气重整等而制为SOFC的阳极气体的系统构成，则能够构建将SOFC的单元堆叠中产生的热用于原燃料气体的重整的高效率SOFC系统。
电解质层46优选通过低温烧成法（例如使用不进行高于1100℃的高温区中的烧成处理的低温区中的烧成处理的湿式法）、喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、PVD法（溅射法、脉冲激光沉积法等）、CVD法等来形成。通过这些能够在低温区使用的成膜工艺，例如可以在不使用高于1100℃的高温区中的烧成的情形下得到致密且气密性和阻气性高的电解质层46。因此，能够抑制金属支撑体32的损伤，另外，还能够抑制金属支撑体32与电极层44的元素相互扩散，能够实现性能・耐久性优异的电化学元件E。特别地，如果使用低温烧成法、喷涂法等，则能够实现低成本的元件，故而优选。进一步，如果使用喷涂法，则在低温区容易得到致密且气密性和阻气性高的电解质层，故而进一步优选。
为了阻断阳极气体、阴极气体的气体泄漏并且表现出高的离子传导性，电解质层46致密地构成。电解质层46的致密度优选为90%以上、更优选为95%以上、进一步优选为98%以上。在电解质层46为均匀的层的情况下，其致密度优选为95%以上、更优选为98%以上。另外，在电解质层46构成为多个层状这样的情况下，其中的至少一部分如果包含致密度为98%以上的层（致密电解质层）则是优选的，如果包含致密度为99%以上的层（致密电解质层）则是更优选的。其原因在于，如果这样的致密电解质层包含于电解质层的一部分中，则即使在电解质层构成为多个层状的情况下，也能够容易地形成致密且气密性和阻气性高的电解质层。
（防反应层）
防反应层47可以在电解质层46上以薄层的状态形成。设为薄层的情况下，可以使其厚度为例如1μm～100μm左右、优选为2μm～50μm左右、更优选为3μm～15μm左右。如果设为这样的厚度，则可以降低昂贵的防反应层材料的使用量，实现成本降低，并且可以确保充分的性能。作为防反应层47的材料，只要是能够方法电解质层46的成分与对电极层48的成分之间的反应的材料即可，使用例如氧化铈系材料等。另外，作为防反应层47的材料，适合使用含有选自Sm、Gd和Y中的元素之中至少1种的材料。应予说明，可以含有选自Sm、Gd和Y中的元素之中至少1种，这些元素的含有率的总计为1.0质量%以上且10质量%以下。通过将防反应层47导入电解质层46与对电极层48之间，能够有效抑制对电极层48的构成材料与电解质层46的构成材料的反应，提高电化学元件E的性能的长期稳定性。防反应层47的形成若适宜使用能够在1100℃以下的处理温度下形成的方法来进行，则能够抑制金属支撑体32的损伤，另外还能够抑制金属支撑体32与电极层44的元素相互扩散，能够实现性能・耐久性优异的电化学元件E，故而优选。可以适宜使用例如低温烧成法（例如使用不进行高于1100℃的高温区中的烧成处理的低温区中的烧成处理的湿式法）、喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、PVD法（溅射法、脉冲激光沉积法等）、CVD法等来进行。特别地，如果使用低温烧成法、喷涂法等，则能够实现低成本的元件，故而优选。进一步，如果使用低温烧成法，则原材料的处理变得容易，因而进一步优选。
（对电极层）
对电极层48可以在电解质层46或防反应层47上以薄层的状态形成。设为薄层的情况下，可以使厚度为例如1μm～100μm左右，优选为5μm～50μm。如果设为这样的厚度，则可以降低昂贵的对电极层材料的使用量，实现成本降低，并且可以确保充分的电极性能。作为对电极层48的材料，可以使用例如LSCF、LSM等复合氧化物、氧化铈系氧化物和它们的混合物。特别地，对电极层48优选包含含有选自La、Sr、Sm、Mn、Co和Fe中的2种以上元素的钙钛矿型氧化物。使用以上的材料构成的对电极层48作为阴极发挥功能。
应予说明，对电极层48的形成若适宜使用能够在1100℃以下的处理温度下形成的方法来进行，则能够抑制金属支撑体32的损伤，另外还能够抑制金属支撑体32与电极层44的元素相互扩散，能够实现性能・耐久性优异的电化学元件E，故而优选。可以适宜使用例如低温烧成法（例如使用不进行高于1100℃的高温区中的烧成处理的低温区中的烧成处理的湿式法）、喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、PDV法（溅射法、脉冲激光沉积法等）、CVD法等来进行。特别地，如果使用低温烧成法、喷涂法等，则能够实现低成本的元件，故而优选。进一步，如果使用低温烧成法，则原材料的处理变得容易，因而进一步优选。
（固体氧化物型燃料电池）
通过如上所述构成电化学元件E，在使电化学元件作为燃料电池（电化学发电电池）发挥功能的情况中，可以将电化学元件E用作固体氧化物型燃料电池的发电单元。例如，从金属支撑体32的反面侧表面通过贯穿空间而将包含氢的燃料气体向电极层44流通，并向作为电极层44的对极的对电极层48流通空气，而在例如500℃以上且900℃以下的温度下运行。这样，在使用了对电解质层46传导氧离子的电解质材料的情况中，对电极层48中空气中所含的氧O 2与电子e -反应而生成氧离子O 2-。该氧离子O 2-通过电解质层46向电极层44移动。在电极层44中，流通的燃料气体所含的氢H 2与氧离子O 2-反应而生成水H 2O与电子e -。在使用了对电解质层46传导氢离子的电解质材料的情况中，电极层44中流通的燃料气体中所含的氢H 2放出电子e -而生成氢离子H ＋。该氢离子H ＋通过电解质层46而向对电极层48移动。对电极层48中，空气中所含的氧O 2与氢离子H ＋、电子e -反应而生成水H 2O。通过以上的反应，在电极层44与对电极层48之间产生电动势。此时，电极层44作为SOFC的燃料极（阳极）发挥功能，对电极层48作为空气极（阴极）发挥功能。
（电化学元件的制造方法）
接着，对电化学元件E的制造方法进行说明。
（电极层形成步骤）
在电极层形成步骤中，在金属支撑体32的正面侧表面的较设置有贯穿空间的区域更宽的区域中，电极层44以薄膜的状态形成。金属支撑体32的贯穿孔可以通过激光加工等设置。电极层44的形成，如上所述，可以使用低温烧成法（进行1100℃以下的低温区中的烧成处理的湿式法）、喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、PVD法（溅射法、脉冲激光沉积法等）、CVD法等方法。在使用任一方法的情况中，为了抑制金属支撑体32的劣化，均期望在1100℃以下的温度下进行。
在通过低温烧成法进行电极层形成步骤的情况中，具体如以下的例子那样进行。首先，将电极层44的材料粉末与溶剂（分散介质）混合而制作材料糊剂，涂布于金属支撑体32的正面侧表面。继而将电极层44压缩成型（电极层平滑化步骤），并在1100℃以下烧成（电极层烧成步骤）。电极层44的压缩成型可以通过例如CIP（Cold Isostatic Pressing，冷等静压加工）成型、辊加压成型、RIP（Rubber Isostatic Pressing，橡胶等静压加工）成型等来进行。另外，电极层的烧成适合在800℃以上且1100℃以下的温度下进行。另外，还可以交换电极层平滑化步骤和电极层烧成步骤的顺序。
应予说明，在形成具有中间层45的电化学元件的情况中，还可以省略电极层平滑化步骤、电极层烧成步骤，或将电极层平滑化步骤、电极层烧成步骤包含在后述的中间层平滑化步骤、中间层烧成步骤中。
应予说明，电极层平滑化步骤还可以通过实施张拉成型（ラップ成型）、流平处理、表面的切削・研磨处理等来进行。
（扩散抑制层形成步骤）
在上述电极层形成步骤中的烧成步骤时，金属氧化物层（扩散抑制层）形成于金属支撑体32的表面。应予说明，上述烧成步骤中，若包括将烧成气氛设为氧分压低的气氛条件的烧成步骤，则元素的相互扩散抑制效果高，形成电阻值低的优质金属氧化物层（扩散抑制层），故而优选。包括将电极层形成步骤设为不进行烧成的涂布方法的情况在内，也可以包含另外的扩散抑制层形成步骤。在任一情况中，均期望在能够抑制金属支撑体32的损伤的1100℃以下的处理温度下实施。另外，在后述中间层形成步骤中的烧成步骤时，还可以在金属支撑体32的表面形成金属氧化物层（扩散抑制层）。
（中间层形成步骤）
在中间层形成步骤中，以覆盖电极层44的形态，在电极层44上以薄层的状态形成中间层45。中间层45的形成，如上所述，可以使用低温烧成法（进行1100℃以下的低温区中的烧成处理的湿式法）、喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、PVD法（溅射法、脉冲激光沉积法等）、CVD法等方法。在使用任一方法的情况中，为了抑制金属支撑体32的劣化，均期望在1100℃以下的温度下进行。
在通过低温烧成法进行中间层形成步骤的情况中，具体如以下的例子那样进行。
首先，将中间层45的材料粉末与溶剂（分散介质）混合而制作材料糊剂，涂布于金属支撑体32的正面侧表面。继而对中间层45进行压缩成型（中间层平滑化步骤），在1100℃以下进行烧成（中间层烧成步骤）。中间层45的压延可以通过例如CIP（Cold IsostaticPressing，冷等静压加工）成型、辊加压成型、RIP（Rubber Isostatic Pressing，橡胶等静压加工）成型等来进行。另外，中间层45的烧成适合在800℃以上且1100℃以下的温度下进行。其原因是，如果为这样的温度，则可以抑制金属支撑体32的损伤・劣化，并且还可以形成强度高的中间层45。另外，如果中间层45的烧成在1050℃以下进行则更优选，如果在1000℃以下进行则进一步优选。这是因为，越是降低中间层45的烧成温度，则越能够在进一步抑制金属支撑体32的损伤・劣化的同时，形成电化学元件E。另外，还可以交换中间层平滑化步骤与中间层烧成步骤的顺序。
应予说明，中间层平滑化步骤还可以通过实施张拉成型、流平处理、表面的切削・研磨处理等来进行。
（电解质层形成步骤）
在电解质层形成步骤中，在覆盖电极层44和中间层45的状态下，电解质层46在中间层45上以薄层的状态形成。另外，还能够以厚度为10μm以下的薄膜的状态形成。电解质层46的形成，如上所述，可以使用低温烧成法（进行1100℃以下的低温区中的烧成处理的湿式法）、喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、PVD法（溅射法、脉冲激光沉积法等）、CVD法等方法。在使用任一方法的情况中，为了抑制金属支撑体32的劣化，均期望在1100℃以下的温度下进行。
为了在1100℃以下的温度区域下形成致密且气密性和阻气性能高的、优质的电解质层46，期望以喷涂法进行电解质层形成步骤。此时，将电解质层46的材料朝向金属支撑体32上的中间层45喷射而形成电解质层46。
（防反应层形成步骤）
在防反应层形成步骤中，防反应层47在电解质层46上以薄层的状态形成。防反应层47的形成，如上所述，可以使用低温烧成法（进行1100℃以下的低温区中的烧成处理的湿式法）、喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、PVD法（溅射法、脉冲激光沉积法等）、CVD法等方法。在使用任一方法的情况中，为了抑制金属支撑体32的劣化，均期望在1100℃以下的温度下进行。应予说明，为了使防反应层47的上侧的面平坦，可以在例如防反应层47的形成后实施流平处理、对表面实施切削・研磨处理，或在湿式形成后且烧成前实施加压加工。
（对电极层形成步骤）
在对电极层形成步骤中，对电极层48在防反应层47上以薄层的状态形成。对电极层48的形成，如上所述，可以使用低温烧成法（进行1100℃以下的低温区中的烧成处理的湿式法）、喷涂法（热喷涂法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法）、PVD法（溅射法、脉冲激光沉积法等）、CVD法等方法。在使用任一方法的情况中，为了抑制金属支撑体32的劣化，均期望在1100℃以下的温度下进行。
像以上那样进行，可以制造电化学元件E。
应予说明，在电化学元件E中，也可以设为不具有中间层45（插入层）与防反应层47的任一者或两者的形态。即，也可以是电极层44与电解质层46接触而形成的形态、或者电解质层46与对电极层48接触而形成的形态。此时，在上述的制造方法中，省略中间层形成步骤、防反应层形成步骤。应予说明，也可以追加形成其它层的步骤、或将同种的层多个层叠，但任一情况均期望在1100℃以下的温度下进行。
继而，如上所述构成的电化学元件E在构成为电化学模块M，并将电化学元件作为燃料电池（电化学发电电池）发挥功能的情况中，能够如下所述地工作并发电。
电化学元件E如图2和图6所示，在多个电化学元件E经由集电构件26和粘接材料29而电连接的状态下，与气体歧管17并列配置。继而，设置有盖部34和反应排气排出口37的上端EU与相反侧的下端ED（图5中的纸面下方的端部）相对于气体歧管17而被固定。气体歧管17将重整气体流通至重整气体流入口35。应予说明，电化学元件E维持于700℃左右的工作温度。
应予说明，图5中，分隔体70从下端ED延伸至设置有反应排气排出口37的上端EU。其中，分隔体70优选以不阻碍来自反应排气排出口37的气体的排出的程度、以与反应排气排出口37不接触的方式、以延伸至与反应排气排出口37隔离的位置的方式形成。
流通至重整气体流入口35的重整气体通过形成于重整气体通流部36的多个分隔流路A而朝向反应排气排出口37流动。在其中途，重整气体的一部分通过贯穿孔38从筒状支撑体31的内侧向外侧流出，到达电化学反应部43的电极层44。本文中，关于在多个分隔流路A中流动的重整气体，如前述图8所示，在筒状支撑体31的宽度方向的包含中央部和两端部的任意多个地点处，重整气体的流速大致恒定。所以，在筒状支撑体31的宽度方向的任意的多个地点处，能够使从分隔流路A经由筒状支撑体31的贯穿孔38而流通至电化学反应部43的重整气体的量大致恒定。
另一方面，从鼓风机5流通至容纳容器10的空气到达电化学元件E的气体供给空间S。继而，空气从气体供给空间S通过集电构件26和粘接材料29或由电化学反应部43的侧方直接到达电化学反应部43的对电极层48。
这样，在对电极层48中，空气中所含的氧O 2与电子e -反应而生成氧离子O 2-。该氧离子O 2-通过电解质层46向电极层44移动。在电极层44中，流通的重整气体中所含的氢H2与氧离子O 2-反应而生成水H 2O与电子e -。另外，流通的重整气体中所含的一氧化碳CO与氧离子O 2-反应而生成二氧化碳CO 2与电子e -。通过以上的反应，在电极层44与对电极层48之间产生电动势。
集电构件26经由粘接材料29而与一个电化学反应部43的对电极层48连接，该集电构件26与另外的筒状支撑体31的背面39接触。像这样，多个电化学元件E串联连接，因此电化学元件E中产生的电动势加合而成的电压在电流提取部28中产生。
到达重整气体通流部36的终端的重整气体与电化学反应部43中未被消耗的残余的氢气一起作为反应排气而从反应排气排出口37排出电化学元件E的外部。从反应排气排出口37排出的反应排气与由鼓风机5流通至容纳容器10的空气混合，在反应排气排出口37近傍的燃烧部6中燃烧，对重整器4进行加热。
根据上述构成，通过重整气体沿多个分隔流路A而流动所引起的整流作用，在筒状支撑体31的宽度方向的任意的多个地点处，流速变得大致恒定，流通至电化学反应部43的重整气体的量变得大致恒定。由此，能够减小重整气体不足的部分与过量流通的部分的差异，使电化学反应在整个电化学元件E中进行，提高燃料利用率，提高电化学元件E的发电效率。
例如，重整气体在重整气体通流部36中流动，在重整气体的流速在筒状支撑体31的宽度方向的两端部与中央部处不同的情况中，重整气体越在长度方向上前进，则重整气体从流速慢的两端部向电极层44的流通越不足，气体中的重整气体的浓度降低，电极层44发生氧化劣化。另一方面，在宽度方向的中央部，在电极层44中未被利用的状态的重整气体从电化学元件E的上端EU的反应排气排出口37排出。即，浓度高的状态的重整气体从反应排气排出口37排出。因此，如果为了抑制流速慢的两端部处的电极层44的氧化劣化，而抑制电化学反应，抑制电极层44中消耗的重整气体的量，则在流速快的中央部，电极层44中未被利用的重整气体的量进一步增加。结果，电化学元件E的电化学反应的反应效率降低，发电效率降低。
根据上述本实施方式，则如上所述，在筒状支撑体31的宽度方向的任意的多个地点处，重整气体的流速大致恒定，因此能够提高电化学元件E的发电效率，而无需根据流速慢的地点抑制电化学反应。即，可以增多在电极层44中利用的重整气体的量，提高重整气体的利用率。发电效率与电化学模块M的电池电压和重整气体的利用率之积成正比。所以，通过提高重整气体的利用率，能够提高发电效率。
应予说明，本实施方式中，电化学反应部43在金属支撑体32的大致整面上形成。但是，电化学反应部43可以对应于在长度方向上延伸的多个分隔流路A的各个，沿着长度方向分隔而形成。例如，可以与一个分隔流路A对应地，一个电化学反应部43在长度方向上延伸而形成，与另外的分隔流路A对应地，与一个电化学反应部43分离的另外的电化学反应部43在长度方向上延伸而形成。其中，在金属支撑体32的大致整面上形成电化学反应部43的情况中，与相对于各分隔流路A分别形成电化学反应部43相比，能够简单地形成电化学反应部43。
接着，参照图9对电化学元件E的制造流程进行说明。
首先，在金属支撑体32上形成多个贯穿孔38（♯1）。贯穿孔38的形成可以通过例如激光加工等来进行。由此，在金属支撑体32上选择性地设置气体通流容许部P2（孔区域P2）与气体通流禁止部P1。
接着，覆盖金属支撑体32的孔区域P2的整体，设置电化学反应部43（♯2）。电化学反应部43以电极层44、中间层45、电解质层46、防反应层47、对电极层48的顺序设置。它们均是以膜的状态形成在金属支撑体32上。电化学反应部43的形成可以通过适宜使用基于印刷、喷涂等的湿式法、气溶胶沉积法、热喷涂法、溅射法、脉冲激光沉积法等来进行。
接着，将U字构件33与金属支撑体32接合，在由U字构件33和金属支撑体32形成的重整气体通流部36中插入分隔体70（♯3）。
最后，将预先形成了反应排气排出口37的盖部34与U字构件33和金属支撑体32接合（♯4）。各构件的接合可以使用熔接等适宜的方法。
〔其它实施方式〕
（1）上述实施方式的电化学元件E中，电化学反应部43配置于具有作为重整气体通流部36的内部空间的筒状支撑体31。但是，电化学反应部43也可以不是被筒状支撑体31所支撑的形态。
例如，如图10所示，可以在筒状支撑体31中省略U字构件33，而仅具有金属支撑体32（第二板状体）。在一个电化学元件E1中，在金属支撑体32的上表面32a配置有电化学反应部43。另外，在金属支撑体32的下表面32b配置有具有多个分隔流路A和B的分隔体70（第一板状体），分隔体70的峰的顶部71与金属支撑体32的下表面32b接触。金属支撑体（第二板状体）32与分隔体（第一板状体）70构成板状支撑体。
本文中，以重整气体从气体歧管17流通至分隔流路A的方式，分隔流路A与气体歧管17连接。所以，在分隔流路A中，重整气体从下端ED朝向上端EU流动。分隔流路A与电极层44经由金属支撑体32而对置，在分隔流路A中流动的重整气体经由金属支撑体32的贯穿孔38流通至电极层44。另一方面，空气从鼓风机5流通至分隔流路B中，空气从下端ED朝向上端EU流动。另外，在一个电化学元件E1中，电化学反应部43的正反的面之中，在与金属支撑体32为相反侧的面上，通过粘接材料29粘接有集电构件26。
继而，在使一个电化学元件E1的集电构件26与另外的电化学元件E2的分隔体70接触的状态或通过熔接等接合的状态下，多个电化学元件E并列配置。此时，一个电化学元件E1的集电构件26与另外的电化学元件E2的分隔体70的分隔流路B接触。集电构件26和粘接材料29具有气体透过性，在另外的电化学元件E2的分隔体70的分隔流路B中流动的空气流通至一个电化学元件E1的对电极层48。
通过这样的构成，重整气体和空气流通至电化学反应部43并发生电化学反应，进行发电。
图10中示出了电化学元件E1与另外的电化学元件E2经由集电构件26而连接的例子，但也可以省略集电构件26。此时，空气从鼓风机5（图1）流通至分隔流路B，空气从下端ED朝向上端EU而流动。
上述中，在各分隔体70中，峰的顶部71与金属支撑体32的下表面32b接触，因此多个流路被完全分隔而形成分隔流路A。但是，只要是分隔体70与金属支撑体32一起形成封闭的空间，则各分隔流路不必被完全分隔。例如，左边端部中的分隔体70的峰的顶部71和右边端部中的分隔体70的峰的顶部71与金属支撑体32的下表面32b接触而形成空间，其它分隔体70的峰和谷可以形成能够在其空间内相互连通的多个流路。
应予说明，分隔体70沿电化学元件E的长度方向而延伸，由此，分隔体70的峰和谷以沿着电化学元件E的长度方向的方式延伸。
（2）上述实施方式中，分隔体70使用了波板。但是，分隔体70的形状并不限定于此，例如如图11所示，可以是具有截面视图的形状为梯形的分隔流路A的分隔体70。图11的分隔体70的情况中，在截面视图中，峰和谷交替形成，峰的顶面74和谷的底面75是相互平行的直线状，峰的顶面74与谷的底面75通过斜面76连接。
这样的分隔体70配置于重整气体通流部36的情况中，峰的顶面74与金属支撑体32的下表面32b接触，谷的底面75与U字构件33的面向重整气体通流部36的底面33a接触。由此，在重整气体通流部36中，通过金属支撑体32的下表面32b和分隔体70包围的空间，形成在筒状支撑体31的长度方向上延伸的多个分隔流路A。另外，重整气体通流部36中，通过U字构件33的底面33a与分隔体70包围的空间，形成在筒状支撑体31的长度方向上延伸的多个分隔流路B。分隔流路A与分隔流路B，如图11所示那样交替形成。
本文中，例如，分隔流路A的宽度d3和分隔流路B的宽度d4可以大致相同，也可以宽度d3大于宽度d4。宽度d3大的情况中，能够增多在分隔流路A内流动的重整气体的量，增大发电效率，故优选。
另外，例如如图12所示，也可以是具有截面视图的形状为上方开口的U字状的分隔流路A的分隔体70。图12的分隔体70的情况中，在截面视图中，形成有相对于底壁77向上方延伸的多个竖直壁78。在邻接的竖直壁78间的空间形成分隔流路A。这样的分隔体70配置于重整气体通流部36的情况中，底壁77与U字构件33的面向重整气体通流部36的底面33a接触，竖直壁78的顶部78a与金属支撑体32的下表面32b接触。由此，在重整气体通流部36中，通过金属支撑体32的下表面32b和分隔体70包围的空间，形成在筒状支撑体31的长度方向上延伸的多个分隔流路A。
另外，也可以是具有截面视图的形状为矩形、正方形和三角形等的流路的分隔体70。
（3）上述实施方式中，如图6和图7所示，分隔体70的峰的顶部71与金属支撑体32的下表面32b接触，谷的底部73与U字构件33的面向重整气体通流部36的底面33a接触。即，全部分隔流路A相互分离。
但是，只要能够在某个程度上确保重整气体沿多个分隔流路A流动所引起的整流作用，则在分隔体70的峰的顶部71与金属支撑体32的下表面32b之间，可以至少在一部分中形成间隙。此时，通过分隔体70的峰和谷形成有多个分隔流路A，但在间隙中至少一部分的分隔流路A彼此连通，各自并非完全分离。
例如，全部分隔流路A中，可以在分隔体70的峰的顶部71与金属支撑体32的下表面32b之间形成有间隙。另外，在位于流动交叉方向的两端的分隔流路A中，分隔体70的峰的顶部71与金属支撑体32的下表面32b接触，但在两端之外的其它分隔流路A中，也可以在分隔体70的峰的顶部71与金属支撑体32的下表面32b之间形成有间隙。
即使是如前述构成那样分隔流路A连通的情况，重整气体也在重整气体通流部36中在多个分隔流路A中流动，由此沿着多个分隔流路A的各个而被引导流动。所以，通过在多个分隔流路A中流动所引起的整流作用，在流动交叉方向的包含中央部和两端部的任意的多个地点处，能够使流通至电化学反应部43的气体的量大致恒定，提高电化学元件E的电化学反应的反应效率，提高发电效率。
（4）上述实施方式中，分隔体70在筒状支撑体31的长度方向上以大致相同的形状延伸。但是，分隔体70也可以在长度方向的任意位置处以形状发生改变的方式形成。
例如在将重整气体流通至分隔流路A和B的情况中，如图13和图14所示，分隔体70是在长度方向上例如2个不同形状的分隔流路连接而形成。图13中，纸面前侧的分隔体70a与纸面后侧的分隔体70b在各分隔体70a的峰和谷的截面视图中的相位大概相差180°。由此，分隔体70a的例如分隔流路B1、B2、B3、B4与分隔体70b的例如分隔流路A1a、A2a、A3a、A4a对应而配置。所以，沿着分隔体70a的分隔流路B1流动的重整气体被送入分隔体70b的分隔流路A1a，沿着分隔流路A1a而流动。同样地，沿着分隔体70a的分隔流路B2、B3、B4而流动的重整气体被送入分隔体70b的分隔流路A2a、A3a、A4a，沿着分隔流路A2a、A3a、A4a而流动。
另一方面，分隔体70a的例如分隔流路A1、A2、A3、A4与分隔体70b的例如分隔流路B1a、B2a、B3a、B4a对应而配置。所以，沿着分隔体70a的分隔流路A1、A2、A3、A4而流动的重整气体被送入分隔体70b的分隔流路B1a、B2a、B3a、B4a，沿着分隔流路B1a、B2a、B3a、B4a而流动。
像这样，通过构成分隔流路A、B、Aa、Ba，可以使在分隔体70a中在与金属支撑体32分离的分隔流路B中流动的重整气体，在分隔体70b中流动至面向金属支撑体32的分隔流路Aa中。由此，能够将通过在分隔体70a的分隔流路B中流动而未流通至电化学反应部43的重整气体，流通至分隔体70b的分隔流路Aa中，从分隔流路Aa经由金属支撑体32流通至电化学反应部43。因此，能够增多在电极层44中利用的重整气体的量，提高重整气体的利用率，提高发电效率。即，在电极层44中，在下端ED的重整气体流入口35侧的端部与电化学元件E的上端EU的反应排气排出口37侧的端部也能够适度调整重整气体浓度，可以防止前述课题即反应排气排出口37侧的端部的重整气体不足所致的反应效率降低。
另外，分隔体70a中，通过重整气体从分隔流路A流通至电化学反应部43，沿着分隔流路A，电化学反应部43成为高温。另一方面，分隔体70b中，由于重整气体不从未面对电化学反应部43的分隔流路B流通，因此可以抑制沿着分隔流路B的电化学反应部43的高温化。同样地，分隔体70b中，沿着分隔流路Aa的电化学反应部43成为高温，但沿着分隔流路Ba的电化学反应部43的高温化被抑制。所以，在电化学反应部43整体中，能够将成为高温的区域分散，因此能够抑制电化学反应部43的劣化。
应予说明，分隔体70在长度方向上形状不同的部分可以在长度方向上设置于2处以上的多个位置。该情况中也与上述相同地，以在波形的分隔体70的截面视图中，在长度方向上相互邻接的一个波形的相位与另一波形的相位大概相差180°的方式形成。
（5）上述实施方式中，如图7所示，以邻接的峰的顶部71间的宽度大致恒定的方式形成了峰和谷，但并不限定于此。例如，在短边方向的任意的多个地点处的重整气体的流速不同的情况中，与重整气体的流速对应地，可以使峰的顶部71间的宽度d1等不同。例如，重整气体的流速快的分隔流路A中，可以增大峰的顶部71间的宽度d1。
（6）上述实施方式中，筒状支撑体31的重整气体通流部36与气体歧管17连接，重整气体流通至分隔流路A和分隔流路B两者中。分隔流路B与电化学反应部43分离，不能将重整气体流通至电化学反应部43。因此，也可以仅将分隔流路A与气体歧管17连接，将重整气体仅流通至分隔流路A。另外，也可以以重整气体不流至分隔流路B的方式将分隔流路B的开口封闭。由此，可以减少不流通至电化学反应部43而未被用于发电的重整气体的量。
（7）上述实施方式中，电化学反应部43具有电极层44、中间层45、电解质层46、防反应层47和对电极层48，并依该顺序层叠于金属支撑体32上。但是，层叠顺序也可以相反。例如，电化学反应部43也可以以对电极层48、防反应层47、电解质层46、中间层45和电极层44的顺序层叠于金属支撑体32上。
（8）上述实施方式中，电化学反应部43形成在筒状支撑体31的表面（图4的金属支撑体32（第二板状体）的上表面32a）。但是，电化学反应部43也可以配置于重整气体通流部36（内部流路）内，形成在与筒状支撑体31的表面相反的面上。
（9）上述实施方式中，如图6等所示，金属支撑体32上设置有贯穿孔38。但是，也可以代替在金属支撑体32上设置贯穿孔38，而在U字构件33上设置贯穿孔。此时，例如，空气流至筒状支撑体31的分隔流路B，在分隔流路B中流动的空气能够经由形成在U字构件33上的贯穿孔而流通至邻接的电化学元件E的对电极层48。
或者，也可以在金属支撑体32和U字构件33的两者上设置贯穿孔。此时，可以将在分隔流路A中流动的重整气体经由金属支撑体32的贯穿孔而流通至电极层44，并将在分隔流路B中流动的空气经由形成在U字构件33上的贯穿孔而流通至邻接的电化学元件E的对电极层48。
（10）上述实施方式中，分隔体70由一系列的波板形成。但是，只要在筒状支撑体31的重整气体通流部36中，重整气体形成多个气流流动，分隔体70不必由一系列的波板形成。例如，也可以将使重整气体形成各气流的分别在分开的长度方向上延伸的流路作为分隔体70配置在重整气体通流部36中。
（11）上述实施方式中，金属支撑体32上形成有贯穿孔38。但是，例如，也可以在金属支撑体32上设置开口部，并在其开口部中嵌入气体透过构件。金属支撑体32使用与上述实施方式相同的材料即、具有导电性和气体不透过性的金属、金属氧化物。气体透过构件使用具有导电性和气体透过性的材料。例如，使用多孔金属、金属氧化物。金属支撑体32的嵌入气体透过部的区域成为气体通流容许部P2，形成金属支撑体32的开口部的框体的区域成为气体通流禁止部P1。
（12）通过将上述实施方式的电化学元件E用于作为电化学装置的固体氧化物型燃料电池，能够提高电化学元件E的电化学反应的反应效率，提高发电效率。另外，通过将上述实施方式的电化学元件E用于固体氧化物型电解电池、利用固体氧化物的氧传感器等中，能够提高电化学元件E的电化学反应的反应效率。
（13）上述实施方式中，对能够增多电极层44中利用的重整气体的量而提高重整气体的利用率、提高将燃料等化学能转换为电能的效率的构成进行了说明。
即，上述实施方式中，将电化学反应部43作为燃料电池工作，将氢气流通至电极层44，将氧气流通至对电极层48。这样，在对电极层48中，氧分子O 2与电子e -反应而生成氧离子O 2-。该氧离子O 2-通过电解质层46向电极层44移动。电极层44中，氢分子H 2与氧离子O2-反应，生成水H 2O和电子e -。通过以上的反应，在电极层44和对电极层48之间产生电动势而进行发电。
另一方面，将电化学反应部43作为电解电池而工作的情况中，含有水蒸气、二氧化碳的气体流通至电极层44，在电极层44与对电极层48之间施加电压。这样，在电极层44中，电子e -和水分子H 2O、二氧化碳分子CO 2发生反应，形成氢分子H 2、一氧化碳CO和氧离子O2-。氧离子O 2-通过电解质层46向对电极层48移动。在对电极层48中，氧离子O 2-放出电子而形成氧分子O 2。通过以上的反应，水分子H 2O被电解为氢H 2与氧O 2，且在流通含有二氧化碳分子CO 2的气体时，其被电解为一氧化碳CO与氧O 2。
在流通含有水蒸气与二氧化碳分子CO 2的气体时，可以设置由通过上述电解在电化学反应部43生成的氢和一氧化碳等合成烃等各种化合物等的燃料转换器。通过燃料供给部，可以将该燃料转换器生成的烃等流通至电化学反应部43，或者取出本系统・装置外而另外用作燃料、化学原料。
在图17所示的能源系统Z中，电化学模块M（电化学装置100的一部分）具有多个电化学元件E与气体歧管17和气体歧管171。多个电化学元件E以相互电连接的状态并列配置，电化学元件E的一端部（下端部）固定于气体歧管17，另一端部（上端部）固定于气体歧管171。在电化学元件E的一端部（下端部）中，多个分隔流路A和多个分隔流路B的至少任一者被供给水蒸气和二氧化碳。继而，在电化学元件E的电化学反应部43中发生上述反应。继而，通过与多个分隔流路A和多个分隔流路B的至少任一者的另一端部（上端部）一次性连通，并设置在出口处的气体歧管171，可以效率良好地收集电化学反应部43中生成的氢和一氧化碳等。
将图17中的热交换器24作为使利用燃料转换器25中引起的反应而产生的反应热和水进行热交换而汽化的排热利用部而工作，同时使图17中的热交换器23作为使利用电化学元件E而产生的排热与水蒸气和二氧化碳进行热交换而预热的排热利用部而工作，通过设为上述构成，可以提高能量效率。
另外，电力转换器93将电力流通至电化学元件E。由此，如上所述，电化学元件E作为电解电池发挥作用。
所以，根据上述构成，可以提供能够提高将电能转换为燃料等化学能的效率的电化学装置100和能源系统Z等。
（14）上述图10中，板状支撑体由金属支撑体（第二板状体）32与分隔体（第一板状体）70构成。本文中，金属支撑体（第二板状体）32与分隔体（第一板状体）70可以由分别的板状体构成，也可以如图15所示那样由一个板状体构成。图15的情况中，通过一个板状体的弯折，金属支撑体32与分隔体70重合。继而，通过将周缘部1a熔接等，将金属支撑体32与分隔体70一体化。应予说明，金属支撑体32与分隔体70可以由一系统的无接缝的板状体构成，也可以通过一系统的板状体的弯折而如图15那样成型。
另外，如后所述，作为第一板状体的分隔体70可以由一个构件构成，也可以由2个以上的构件构成。同样地，作为第二板状体的金属支撑体32可以由一个构件构成，也可以由2个以上的构件构成。
另外，图4中，筒状支撑体31（板状支撑体）由U字构件（第一板状体）33与金属支撑体32（第二板状体）形成。另外，重整气体通流部（内部流路）36具有将重整气体通流部36分隔为多个分隔流路A的分隔体（第一板状体、多流路形成体）70。本文中，U字构件33（第一板状体）和金属支撑体32（第二板状体）可以由分别的板状体构成，也可以如上所述由一个板状体或一系列的板状体构成。进而，U字构件33（第一板状体）、金属支撑体32（第二板状体）、以及分隔体（第一板状体、多流路形成体）70可以由如上所述的一个板状体或一系列板状体构成。
另外，作为第一板状体的U字构件33可以由一个构件构成，也可以由2个以上的构件构成。另外，如后所述，作为第一板状体的分隔体70可以由一个构件构成、也可以由2个以上的构件构成。进一步，作为第二板状体的金属支撑体32可以由一个构件构成、也可以由2个以上的构件构成。
（15）上述分隔体70将重整气体通流部36分隔为多个分隔流路A。该分隔体70沿着电化学元件E的下端ED与上端EU之间的长度方向、即重整气体的通流方向而延伸。分隔体70可以在下端ED与上端EU之间由一系列的波状的板状体形成、也可以由2个以上的波状的板状体构成。分隔体70例如可以由沿着沿长度方向的方向而分离的2个以上的波状的板状体构成，也可以由沿着沿宽度方向的方向而分离的2个以上的波状的板状体构成。
另外，分隔体70如图7所示那样通过相同形状的峰和谷重复形成而构成为波形。但是，分隔体70也可以具有板状部分。例如，分隔体70也可以通过板状部分与突出部分交替形成而构成。继而，可以将突出部分设为重整气体等流体通流的部分。
（16）上述分隔体70不需要整面形成为波板状，至少一部分形成为波板状即可。例如在下端ED与上端EU之间，分隔体70可以长度方向的一部分为平板状、剩余为波板状。另外，分隔体70也可以宽度方向的一部分为平板状、剩余为波板状。
图16的分隔体70的一部分构成为波板状、剩余构成为平板状。如图16所示，在长度方向的下端ED侧设置有平板状部分PD，在长度方向的上端EU侧设置有平板状部分PU。继而，图16的分隔体70在平板状部分PD与平板状部分PU之间具有波板状部分W。波板状部分W将重整气体通流部36分隔为多个分隔流路A。
图16的分隔体70中，下端ED侧的平板状部分PD上设置有从平板状部分PD突出的至少1个结构体130。图16的情况中，设置有多个结构体130。邻接的结构体130之间为凹状，并形成为重整气体能够通过的凹状流路。所以，通过突出的结构体130而形成妨碍重整气体的通流的屏障，重整气体的通流中产生压力损失。继而，因结构体130而产生了压力损失的状态的重整气体通过结构体130间的凹状流路。
通过这样的构成，结构体130将导入平板状部分PD的重整气体暂时存储于平板状部分PD，并且由平板状部分PD大致均匀地供给至多个分隔流路A。所以，在各分隔流路A内通流的重整气体的分布、即重整气体的流速、流量和压力等大致恒定。由此，在电化学反应部中，能够减小重整气体不足的部分与过量通流重整气体的部分的差异，使电化学反应在整个电化学元件中进行，提高重整气体的利用率，提高电化学元件的反应效率。
应予说明，结构体130可以在上端EU侧设置于平板状部分PU。
（17）图4、图6、图8、图10、图15中，示出了金属支撑体32与分隔体70在多个点处接触，多个分隔流路被完全隔开的例子。但是，即使金属支撑体32与分隔体70在多个点处不接触，多个流路未被完全隔开，但只要能够得到各流路中流动的气体的流速在流动交叉方向的任意的多个地点处大致恒定的整流作用即可。
（18）上述气体通流容许部P2中，筒状支撑体31（板状支撑体）的金属支撑体32（第二板状体）的至少一部分的区域中，在厚度方向上贯穿金属支撑体32的多个贯穿孔38以配置为矩阵状的方式形成（图9等）。
与之不同，气体通流容许部P2中，也可代替在厚度方向上贯穿金属支撑体32的前述多个贯穿孔38，而形成沿着与厚度方向大致正交的方向而延伸的独立孔。该独立孔在延长方向的至少任一地点处在厚度方向上贯穿金属支撑体32。例如，该独立孔与各分隔流路A的各个对应而在与该厚度方向大致正交的方向上延伸、并且在延长方向的至少任一地点贯穿金属支撑体32而与分隔流路A连通。继而，各独立孔不与邻接的独立孔连通。
另外，在气体通流容许部P2中，可以代替前述多个贯穿孔38，而在金属支撑体32的至少一部分的区域中形成三维（网孔状）连续孔。例如，该连续孔是在多孔性的金属支撑体32中各孔连续连结而形成。该连续孔在连续孔的任一地点处贯穿金属支撑体32。
（19）图2中示出了在流路气体流通的入口具有气体歧管17的情况。但是，可以在流通流路气体的出口具有气体歧管，此时，能够效率良好地收集由电化学反应产生的排出气体、生成气体。
（20）上述实施方式中，电化学装置具有电化学模块M，该电化学模块M具有多个电化学元件。但是，上述实施方式的电化学装置还可以适用于具有1个电化学元件的构成。
应予说明，上述实施方式（包含其它实施方式，下同）中公开的构成，只要不产生矛盾，可以与其它实施方式中公开的构成组合使用，另外，本说明书中公开的实施方式是示例，本发明的实施方式并不限定于此，在不脱离本发明目的的范围内可以进行适宜改变。
符号说明
17：气体歧管
31：筒状支撑体
32：金属支撑体
32a ：上表面
32b ：下表面
33：U字构件
36：重整气体通流部
38：贯穿孔
43：电化学反应部
44：电极层
45：中间层
46：电解质层
47：防反应层
48：对电极层
70：分隔体
A：分隔流路
B：分隔流路
E：电化学元件
E3：电化学元件
ED：下端
EU：上端
Ea：下端
P1：气体通流禁止部
P2：气体通流容许部

Claims (16)

1.电化学元件，其具有导电性的板状支撑体，该板状支撑体在内部具有内部流路；
所述板状支撑体具有：气体通流容许部，其能够在该板状支撑体的至少一部分横跨作为该板状支撑体的内侧的所述内部流路与外侧而透过气体；以及电化学反应部，其在被覆所述气体通流容许部的全部或一部分的状态下以记载顺序至少具有膜状的电极层、膜状的电解质层和膜状的对电极层；
所述板状支撑体在所述内部流路内形成多个流路。
2.权利要求1所述的电化学元件，其中，所述板状支撑体包含第一板状体与第二板状体，该第二板状体至少在所述内部流路中形成多个流路。
3.权利要求1或2所述的电化学元件，所述板状支撑体具有：
形成所述内部流路的内部流路形成体，和
容纳于所述内部流路、形成所述多个流路的多流路形成体；。
4.权利要求1～3中任一项所述的电化学元件，其中，所述板状支撑体的至少一部分以形成波状的方式构成。
5.权利要求3所述的电化学元件，其中，所述多流路形成体的至少一部分以形成波状的方式构成。
6.权利要求1～5中任一项所述的电化学元件，其中，所述板状支撑体至少由第一板状体和第二板状体形成，
通过所述第一板状体与所述第二板状体接触的接触部、以及所述第一板状体不与所述第二板状体接触的非接触部，在所述内部流路内形成有所述多个流路。
7.权利要求1～6中任一项所述的电化学元件，其中，所述板状支撑体形成为在长度方向上延伸的板状，
所述多个流路沿所述长度方向而延伸。
8.权利要求1～6中任一项所述的电化学元件，其中，所述气体通流容许部是设置有贯穿所述板状支撑体的至少一部分的多个贯穿孔的孔区域。
9.权利要求1～8中任一项所述的电化学元件，其中，所述板状支撑体至少由第一板状体和第二板状体形成，
所述第一板状体沿着板状表面一体或分开而形成为一系列。
10.权利要求1～9中任一项所述的电化学元件，其进一步具有与所述多个流路一次性连通而流通所述气体的歧管。
11.电化学模块，其具有权利要求1～10中任一项所述的多个电化学元件，其中，以一个电化学元件与其它电化学元件为电连接的形态、且使所述板状支撑体彼此对置的形态，将多个所述电化学元件并列配置。
12.电化学装置，其至少具有权利要求1～10中任一项所述的电化学元件或权利要求11所述的电化学模块与燃料转换器；且在所述电化学元件或所述电化学模块与所述燃料转换器之间流通含有还原性成分的气体。
13.电化学装置，其至少具有权利要求1～10中任一项所述的电化学元件或权利要求11所述的电化学模块、与从所述电化学元件或所述电化学模块取出电力的逆变器。
14.电化学装置，其具有权利要求1～10中任一项所述的电化学元件或权利要求11所述的电化学模块、以及燃料转换器和从电化学元件或所述电化学模块取出电力或向电化学模块流通电力的电力转换器。
15.电化学装置，其具有燃料供给部，该燃料供给部对权利要求1～10中任一项所述的电化学元件或权利要求11所述的电化学模块流通来自燃料转换器的还原性成分气体，或从所述电化学元件或所述电化学模块向燃料转换器流通还原性成分气体。
16.能源系统，其具有权利要求12～15中任一项所述的电化学装置与排热利用部，该排热利用部对从电化学装置或燃料转换器排出的热进行再利用。
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