CN114287076B - 单元堆装置、模块以及模块收纳装置 - Google Patents

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Abstract

单元堆装置具备单元堆、保持构件和正极端子。单元堆是层叠多个单元而构成的。保持构件对单元进行保持。正极端子在将单元堆发出的电力输出至外部的情况下作为正极发挥功能。此外，正极端子的电位是保持构件的电位以下。

Description

单元堆装置、模块以及模块收纳装置
技术领域
本公开涉及单元堆装置、模块以及模块收纳装置。
背景技术
近年来，作为下一代能源，提出了各种燃料电池单元堆装置，该燃料电池单元堆装置是作为能够使用燃料气体(含氢气体)和含氧气体(空气)来得到电力的单元的一种的燃料电池单元被排列多个而构成的。
在这种的燃料电池单元堆装置中，例如多个燃料电池单元的下端部通过固定材料被接合于保持构件(参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-157191号公报
发明内容
本公开的实施方式的一方式所涉及的单元堆装置具备单元堆、保持构件和正极端子。单元堆是层叠多个单元而构成的。保持构件对所述单元进行保持。正极端子在将所述单元堆发出的电力输出至外部的情况下作为正极发挥功能。此外，所述正极端子的电位是所述保持构件的电位以下。
此外，本公开的模块是在收纳容器内收纳上述记载的单元堆装置而构成的。
再有，本公开的模块收纳装置是在外装壳体内收纳上述记载的模块、和用于进行该模块的运转的辅助设备而构成的。
附图说明
图1A是表示实施方式所涉及的单元的一例的横剖视图。
图1B是从空气极侧观察实施方式所涉及的单元的一例的侧视图。
图1C是从互连器侧观察实施方式所涉及的单元的一例的侧视图。
图2A是表示实施方式所涉及的单元堆装置的一例的立体图。
图2B是图2A所示的X-X线的剖视图。
图2C是表示实施方式所涉及的单元堆装置的一例的俯视图。
图3A是表示包含参考例的单元堆装置的电力系统的一例的图。
图3B是表示参考例的单元堆装置中的各部位的电位的大小关系的一例的图。
图3C是用于说明在参考例的单元堆装置内产生的现象的图。
图3D是用于说明在参考例的单元堆装置内产生的现象的图。
图3E是表示保持体的另一个例子的立体图。
图3F是表示保持体的另一个例子的立体图。
图3G是将保持体的另一个例子与单元的接合部放大的剖视图(对应于图3C、图3D)。
图4A是表示包含实施方式所涉及的单元堆装置的电力系统的一例的图。
图4B是表示实施方式所涉及的单元堆装置中的各部位的电位的大小关系的图。
图5A是表示包含实施方式的变形例1所涉及的单元堆装置的电力系统的一例的图。
图5B是表示实施方式的变形例1所涉及的单元堆装置中的各部位的电位的大小关系的图。
图6是表示实施方式所涉及的模块的一例的外观立体图。
图7是示意地表示实施方式所涉及的模块收纳装置的一例的分解立体图。
图8是表示实施方式的变形例2所涉及的单元堆装置的剖视图。
图9是表示实施方式的变形例2所涉及的单元的构造的放大剖视图。
图10是表示包含实施方式的变形例2所涉及的单元堆装置的电力系统的一例的图。
图11是表示包含实施方式的变形例2所涉及的单元堆装置的电力系统的另一个例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本申请所公开的单元堆装置、模块以及模块收纳装置的实施方式进行详细说明。另外，并不是通过以下所示的实施方式来限定本公开。
此外，附图是示意性的图，需要注意各要素的尺寸的关系、各要素的比例等可能与现实不同。再有，即使在附图的相互间，也可能包含相互的尺寸的关系、比例等不同的部分。
<单元的结构>
首先，参照图1A～图1C，作为构成实施方式所涉及的单元堆装置的单元，使用固体氧化物形的燃料电池单元的例子进行说明。
图1A是表示实施方式所涉及的单元1的一例的横剖视图，图1B是从空气极5侧观察实施方式所涉及的单元1的一例的侧视图，图1C是从互连器6侧观察实施方式所涉及的单元1的一例的侧视图。另外，图1A～图1C将单元1的各结构的一部分放大进行表示。
在图1A～图1C所示的例子中，单元1是中空平板型且细长的板状。如图1B所示，从侧面观察单元1的整体的形状例如是长度方向L的边的长度为5cm～50cm、与该长度方向L正交的宽度方向W的长度为1cm～10cm的长方形。该单元1的整体的厚度(厚度方向T)为1mm～5mm。
如图1A所示，单元1具备导电性的支承基板2、元件部、互连器6。支承基板2是具有一对对置的第1平坦面n1、第2平坦面n2、以及将这样的第1平坦面n1与第2平坦面n2连接的一对圆弧状的侧面m的柱状。
元件部被设置在支承基板2的第1平坦面n1上。该元件部具有燃料极3、固体电解质层4、空气极5。此外，在图1A所示的例子中，在单元1的第2平坦面n2上设有互连器6。
此外，如图1B所示，空气极5未延伸到单元1的下端。在单元1的下端部，仅固体电解质层4在第1平坦面n1的表面露出。此外，如图1C所示，互连器6也可以延伸到单元1的下端。在单元1的下端部，互连器6以及固体电解质层4在表面露出。另外，如图1A所示，在单元1的一对圆弧状的侧面m的表面，固体电解质层4露出。互连器6也可以不延伸到单元1的下端。
以下，对构成单元1的各构成构件进行说明。
支承基板2在内部具有气体流过的气体流路2a。在图1A中，表示具有沿着长度方向延伸的6个气体流路2a的例子。支承基板2具有气体透过性，使燃料气体透过至燃料极3。图1A所示的支承基板2具有导电性。支承基板2能够将元件部所产生的电经由互连器6进行集电。
支承基板2的材料例如包含铁族金属成分以及无机氧化物。例如，铁族金属成分可以是Ni以及/或者NiO。例如，无机氧化物可以是特定的稀土类元素氧化物。
燃料极3的材料中能够使用一般公知的材料。燃料极3能够由多孔质的导电性陶瓷、例如包含固溶有氧化钙、氧化镁、或者稀土类元素氧化物的ZrO2和Ni以及/或者NiO的陶瓷形成。作为该稀土类元素氧化物，例如能够使用Y2O3等。以下，将固溶有氧化钙、氧化镁、或者稀土类元素氧化物的ZrO2称为稳定化氧化锆。本公开中，稳定化氧化锆也包含部分稳定化氧化锆。
固体电解质层4是电解质，进行燃料极3与空气极5之间的离子的搭桥。同时，固体电解质层4具有气体遮断性，难以产生燃料气体与含氧气体的泄露。
固体电解质层4的材料例如是固溶有3～15摩尔％的稀土类元素氧化物的ZrO2。作为该稀土类元素氧化物，例如使用Y2O3等。另外，只要具有上述特性，也可以在固体电解质层4的材料中使用其他的材料等。
空气极5的材料如果是一般被用于空气极的材料，则没有特别限制。空气极5的材料例如可以是所谓的ABO3型的钙钛矿型氧化物等的导电性陶瓷。
空气极5的材料例如也可以是Sr和La共存于A位的复合氧化物。作为这种复合氧化物的例子，举例LaxSr1-xCoyFe1-yO3、LaxSr1-xMnO3、LaxSr1-xFeO3、LaxSr1-xCoO3等。另外，x为0＜x＜1，y为0＜y＜1。
此外，空气极5具有气体透过性。空气极5的开气孔率可以是20％以上，特别是30％～50％的范围。
互连器6的材料中，可以使用镧铬铁系的钙钛矿型氧化物(LaCrO3系氧化物)、镧锶钛系的钙钛矿型氧化物(LaSrTiO3系氧化物)等。这些材料具有导电性，且即使与含氢气体等燃料气体、以及空气等含氧气体接触也均既不被还原也不被氧化。
此外，互连器6是致密质，难以产生在形成于支承基板2的气体流路2a中流通的燃料气体、以及在支承基板2的外侧流通的含氧气体的泄露。互连器6可以具有93％以上、特别是95％以上的相对密度。
<单元堆装置的结构>
接下来，参照图2A～图2C，对使用上述的单元1的本实施方式所涉及的单元堆装置10进行说明。图2A是表示实施方式所涉及的单元堆装置10的一例的立体图，图2B是图2A所示的X-X线的剖视图，图2C是表示实施方式所涉及的单元堆装置10的一例的俯视图。
如图2A所示，单元堆装置10具备：具有在单元1的厚度方向T(参照图1A)被排列(层叠)的多个单元1的单元堆11、固定构件12。
固定构件12具有固定材料13、保持构件14。保持构件14保持单元1。固定材料13将单元1固定于保持构件14。此外，保持构件14具有保持体15和气体罐16。作为保持构件14的保持体15以及气体罐16是金属制，具有导电性。
如图2B所示，保持体15具有多个单元1的下端部被插入的插入孔15a。多个单元1的下端部与插入孔15a的内壁通过固定材料13被接合。
气体罐16具有：用于经由插入孔15a向多个单元1提供反应气体的开口部、在该开口部的周围设置的凹槽16a。保持体15的外周的端部通过被填充于气体罐16的凹槽16a的接合材料21而与气体罐16接合。
在图2A所示的例子中，在由保持构件14即保持体15和气体罐16形成的内部空间中贮存燃料气体。气体流通管20连接于气体罐16。燃料气体通过该气体流通管20被提供至气体罐16，从气体罐16被提供至单元1的内部的气体流路2a(参照图1A)。被提供至气体罐16的燃料气体在后述的改性器82(参照图6)中生成。
富氢的燃料气体例如可以通过对原燃料进行水蒸气改性来生成。通过水蒸气改性而生成的燃料气体包含水蒸气。
图2A所示的例子具备2列单元堆11、2个保持体15以及气体罐16。2列单元堆11分别具有多个单元1。各单元堆11被固定于各保持体15。气体罐16在上表面具有2个贯通孔。在各贯通孔配置有各保持体15。内部空间由1个气体罐16、2个保持体15形成。
插入孔15a的形状例如在俯视下为长圆形状。插入孔15a的例如单元1的排列方向即厚度方向T的长度比位于单元堆11的两端的2个端部集电构件17之间的距离大。插入孔15a的宽度例如比单元1的宽度方向W(参照图1A)的长度大。
如图2A所示，在插入孔15a的内壁与单元1的下端部的接合部，填充固定材料13并固化。由此，插入孔15a的内壁与多个单元1的下端部分别被接合/固定，此外，单元1的下端部彼此被接合/固定。各单元1的气体流路2a在下端部与保持构件14的内部空间连通。
固定材料13以及接合材料21具有氧化物离子传导性。另外，固定材料13以及接合材料21还能够使用导电性低的材料。作为固定材料13以及接合材料21的具体的材料，可以使用非晶质玻璃等，特别地也可以使用结晶化玻璃等。
作为结晶化玻璃，例如可以使用SiO2-CaO系、MgO-B2O3系、La2O3-B2O3-MgO系、La2O3-B2O3-ZnO系、SiO2-CaO-ZnO系等的材料的任一者，特别地也可以使用SiO2-MgO系的材料。
此外，如图2B所示，在相邻的单元1之间，存在将相邻的单元1之间串联电连接的导电构件18。所谓相邻的单元1之间，更详细而言是相邻的一个单元1的燃料极3与另一个单元1的空气极5之间。
此外，如图2B所示，在位于多个单元1的排列方向的最外侧的单元1，连接有端部集电构件17。端部集电构件17与向单元堆11的外侧突出的导电部19连接。导电部19具有对通过单元1的发电而产生的电进行集电并引出至外部的功能。另外，在图2A中，省略端部集电构件17的图示。
此外，如图2C所示，单元堆装置10的2个单元堆11A、11B被串联连接，作为一个电池发挥功能。因此，单元堆装置10的导电部19被区别为正极端子19A、负极端子19B、连接端子19C。
正极端子19A在将单元堆11发出的电力输出至外部的情况下作为正极发挥功能，与单元堆11A中的正极侧的端部集电构件17电连接。负极端子19B在将单元堆11发出的电力输出至外部的情况下作为负极发挥功能，与单元堆11b中的负极侧的端部集电构件17电连接。
连接端子19C将单元堆11A中的负极侧的端部集电构件17与单元堆11B中的正极侧的端部集电构件17电连接。
<参考例>
对图3A～图3G所示的参考例进行说明。图3A是表示包含参考例的单元堆装置10的电力系统100的一例的图，图3B是表示参考例的单元堆装置10中的各部位的电位的大小关系的一例的图。此外，图3C以及图3D是用于说明参考例的单元堆装置10内产生的现象的图。
如图3A所示，电力系统100将单元堆装置10连接于PCS(Power ConditioningSubsystem，功率调节子系统)101，经由该PCS101将由单元堆装置10发出的电力提供至系统电力102。
具体而言，PCS101将单元堆装置10中发出的直流电力转换为交流电力，将该交流电力提供至系統电力102。因此，单元堆装置10的正极端子19A与负极端子19B均连接于PCS101。
并且，在图3A所示的电力系统100中，如图3B所示，在将单元堆装置10的电动势设为2A(V)的情况下，正极端子19A的电位为+A(V)，负极端子19B的电位为-A(V)。所谓单元堆装置10的电动势，也就是单元堆11的电动势。
此外，为了使单元堆装置10稳定地动作，金属制且具有导电性的保持构件14被接地。保持构件14包含保持体15以及气体罐16。即，保持体15(保持构件14)的电位为0(V)。另外，保持体15的电位也可能成为从正极端子19A的电位与负极端子19B的电位的正中间的电位稍微偏离的电位。
通过这种的电位的大小关系，如图3C所示，在大致+A(V)电位的正极端子19A附近的单元1与0(V)电位的保持体15之间产生电位差。
并且，通过这种电位差，如图3C所示，在保持体15的表面形成的氧化覆膜内的氧离子(O2-)被吸引至单元1侧，该氧化覆膜内的金属离子(M+)被吸引至保持体15侧。即，在固定材料13与保持体15的界面发生氧化覆膜的还原反应。
由此，由于与固定材料13的界面处的保持体15表面的氧化覆膜缺损，因此如图3D所示，由于该缺损，导致在固定材料13与保持体15之间产生间隙C。该间隙C的产生现象容易在电位差较大的正极端子19A附近的单元1与保持体15之间发生，由于该间隙C产生，导致担心单元堆装置10的耐久性降低。
另外，保持体15也可以是图3E所示的这种平板状的保持体15。该情况下，例如将气体罐16接合于平板状的保持体15的下表面或者侧面从而形成内部空间。此外，保持体15也可以如图3F所示那样，是具有多个插入孔15a的保持体15。该情况下，可以在保持体15的多个插入孔15a中分别各插入一个单元1，也可以在保持体15的多个插入孔15a中分别各插入多个单元1。图3G是平板状的保持体15与单元1的接合部的剖视图。此外，也可能保持体15与气体罐16一体地构成。在这种的保持体15中，也在固定材料13与保持体15之间产生间隙C。
<实施方式>
接下来，参照图4A以及图4B对实施方式所涉及的单元堆装置10进行说明。图4A是表示包含实施方式所涉及的单元堆装置10的电力系统100的一例的图，图4B是表示实施方式所涉及的单元堆装置10中的各部位的电位的大小关系的图。
如图4A所示，在实施方式所涉及的电力系统100中，单元堆装置10的正极端子19A与PCS101之间经由噪声降低部32而与接地电位31连接。即，在实施方式所涉及的单元堆装置10中，正极端子19A被连接于接地电位31，由此正极端子19A被接地。
由此，如图4B所示，能够将正极端子19A的电位设为与保持体15(保持构件14)的电位相同的0(V)。另外，该情况下，负极端子19B的电位为-2A(V)。
即，在实施方式中，由于不产生在上述参考例中所说明的正极端子19A附近的单元1与保持体15之间的电位差，因此能够不发生固定材料13与保持体15的界面处的还原反应。
因此，根据实施方式，能够减少与固定材料13的界面处的保持体15表面的氧化覆膜缺损。其结果，能够在固定材料13与保持体15之间难以产生间隙C。即，根据实施方式，能够提高单元堆装置10的耐久性。
此外，在实施方式中，也可以在正极端子19A与接地电位31之间具有噪声降低部32。噪声降低部32的例如线圈32a与电阻32b在正极端子19A与接地电位31之间被串联连接，并且电容器32c与电阻32b被并联连接。
在实施方式中，通过在正极端子19A与接地电位31之间具有该噪声降低部32，由此能够降低从单元堆装置10提供的直流电力中包含的噪声。因此，根据实施方式，能够在PCS101中稳定地将直流电力转换为交流电力。
另外，图4A所示的噪声降低部32的电路结构仅是一例，也能够采用另外的电路结构。
<变形例1>
接下来，参照图5A以及图5B，对实施方式的变形例1所涉及的单元堆装置10进行说明。图5A是表示包含实施方式的变形例1所涉及的单元堆装置10的电力系统100的一例的图，图5B是表示实施方式的变形例1所涉及的单元堆装置10中的各部位的电位的大小关系的图。
在该变形例1中，在正极端子19A与接地电位31之间另外具有电池33这一点与实施方式不同。该电池33的正极经由噪声降低部32而与接地电位31连接。此外，电池33的负极与正极端子19A连接。
并且，如图5B所示，在将该电池33的电动势设为B(V)的情况下，能够将正极端子19A的电位设为比保持体15(保持构件14)的电位0(V)低的-B(V)。另外，该情况下，负极端子19B的电位为-B-2A(V)。
即，在变形例1中，由于能够产生与上述参考例中说明的电位差相反的电位差，因此能够在固定材料13与保持体15的界面，发生与还原反应相反的氧化反应。
由此，即使与固定材料13的界面处的保持体15表面的氧化覆膜通过氧化反应而生长，也能够降低该氧化覆膜缺损。因此，根据变形例1，由于能够在固定材料13与保持体15之间难以产生间隙C，因此能够提高单元堆装置10的耐久性。
另外，电池33是对正极端子19A施加负电压的负电压施加部的一例。即，该负电压施加部并不限于电池33，如果能够相对于接地电位31而对正极端子19A施加负电压，则可以是任意的结构。
此外，在变形例1中，也可以如实施方式那样，在正极端子19A与接地电位31之间具有噪声降低部32。由此，能够降低从单元堆装置10提供的直流电力中包含的噪声，因此能够在PCS101中稳定地将直流电力转换为交流电力。
<模块>
接下来，利用图6对使用上述的单元堆装置10的本公开的实施方式所涉及的模块80进行说明。图6是表示实施方式所涉及的模块80的外观立体图，表示将收纳容器81的一部分即前面以及后面取下、将内部所收纳的燃料电池的单元堆装置10取出至后方的状态。
如图6所示，模块80具备：收纳容器81、以及在收纳容器81内收纳的单元堆装置10。在单元堆装置10的上方配置有改性器82。
该改性器82将天然气、灯油等的原燃料改性从而生成燃料气体，提供至单元1。原燃料通过原燃料提供管83而提供至改性器82。另外，改性器82也可以具备使水汽化的汽化部82a、改性部82b。改性部82b具备未图示的改性催化剂，将原燃料改性为燃料气体。这种的改性器82能够进行效率高的改性反应即水蒸气改性。
并且，由改性器82所生成的燃料气体通过气体流通管20、气体罐16以及固定构件12被提供至单元1的气体流路2a(参照图1A)。
此外，在上述的结构的模块80中，随着气体的燃烧以及单元1的发电，通常发电时的模块80内的温度为500～1000℃左右。
在这种的模块80中，如上述那样通过具备难以产生间隙C、耐久性高的单元堆装置10，由此能够设为耐久性高的模块80。
<模块收纳装置>
图7是表示实施方式所涉及的模块收纳装置90的一例的分解立体图。实施方式所涉及的模块收纳装置90具备：外装壳体、图6中表示的模块80、未图示的辅助设备。辅助设备进行模块80的运转。模块80以及辅助设备被收纳于外装壳体内。另外，在图7中省略了一部分结构进行表示。
图7所示的模块收纳装置90的外装壳体具有支柱91和外装板92。分隔板93将外装壳体内划分为上下。外装壳体内的比分隔板93更靠上侧的空间是收纳模块80的模块收纳室94，外装壳体内的比分隔板93更靠下侧的空间是对运转模块80的辅助设备进行收纳的辅助设备收纳室95。另外，图7中省略辅助设备收纳室95中收纳的辅助设备来进行表示。
此外，分隔板93具有用于使辅助设备收纳室95的空气向模块收纳室94侧流动的空气流通口96。构成模块收纳室94的外装板92具有用于将模块收纳室94内的空气排气的排气口97。
在这种的模块收纳装置90中，如上述那样通过模块收纳室94中具备耐久性高的模块80，由此能够设为耐久性高的模块收纳装置90。
以上，对本公开进行了详细说明，但是本公开并不限定于上述实施方式，在不脱离本公开的主旨的范围内能够进行各种变更、改良等。
在上述实施方式中，例示了将在支承基板的表面仅设置一个由燃料极、固体电解质层以及空气极构成的发电元件部的所谓“纵条纹型”的单元层叠而得到的纵条纹型单元堆装置。本公开也能够应用于将在支承基板的表面的相互分离的多个位置分别设置发电元件部且相邻的发电元件部之间被电连接的所谓“横条纹型”的单元层叠而得到的横条纹型单元堆装置。
此外，在上述的实施方式中，例示了使用中空平板型的支承基板的情况。本公开也能够应用于使用圆筒型的支承基板的单元堆装置。此外，也能够应用于将所谓“平板型”的单元在厚度方向层叠而得到的平板型单元堆装置。
此外，在上述的实施方式中，表示在支承基板上设置燃料极、空气极被配置在单元的表面的例子。本公开也能够应用于与此相反的配置、即在支承基板上设置空气极且燃料极被配置于单元的表面的单元堆装置。
此外，在上述实施方式中，作为“单元”、“单元堆装置”、“模块”以及“模块收纳装置”的一例，表示了燃料电池单元、燃料电池单元堆装置、燃料电池模块以及燃料电池装置，但是作为其他例子也可以分别是电解单元、电解单元堆装置、电解模块以及电解装置。
图8是表示实施方式的变形例2所涉及的单元堆装置200的剖视图。如图8所示，变形例2所涉及的单元堆装置200具备将多个板状的单元201层叠的单元堆210。此外，在变形例2所涉及的单元堆装置200中，单元堆210被夹在正极侧的端部集电构件220与负极侧的端部集电构件221之间。
变形例2的单元201具有：元件部202、隔板203、空气极侧框架204、燃料极侧框架205、空气极侧集电体206、燃料极侧集电体207、互连器208。
图9是表示实施方式的变形例2所涉及的单元201的构造的放大剖视图。如图9所示，变形例2的元件部202具有：空气极202a、位于空气极202a的下表面的固体电解质层202b、位于固体电解质层202b的下表面的燃料极202c。空气极202a位于元件部202的与空气极侧集电体206相接的一侧，燃料极202c位于元件部202的与燃料极侧集电体207相接的一侧。
返回至图8的说明。隔板203是在中央附近具有在上下方向贯通的贯通孔的框架状的构件。隔板203的材料例如可以是金属。隔板203中的贯通孔的周围部分与固体电解质层202b(参照图9)中的空气极202a(参照图9)的一侧的表面的周缘部对置。隔板203在该对置的部位被接合于固体电解质层202b。
通过该隔板203，被划分为与空气极202a面对的空气室264和与燃料极202c(参照图9)面对的燃料室265，难以产生从元件部202的周缘部的一个电极侧向另一个电极侧的气体的泄露。
空气极侧框架204是在中央附近具有在上下方向贯通的贯通孔的框架状的构件。空气极侧框架204的材料例如可以是云母等的绝缘体。空气极侧框架204接触于隔板203中的与对置于固体电解质层202b的一侧相反的一侧的表面的周缘部、互连器208中的对置于空气极202a的一侧的表面的周缘部。
另外，单元堆210中位于最上方的单元201不具备上侧的互连器208，因此该单元201中的空气极侧框架204接触于端部集电构件220。
空气极侧框架204的贯通孔构成与空气极202a面对的空气室264。此外，通过空气极侧框架204，相互相邻的互连器208彼此被电绝缘。
燃料极侧框架205是在中央附近具有在上下方向贯通的贯通孔的框架状的构件。燃料极侧框架205的材料例如可以是金属。燃料极侧框架205的贯通孔构成与燃料极202c面对的燃料室265。
燃料极侧框架205接触于隔板203中的对置于固体电解质层202b的一侧的表面的周缘部、互连器208中的对置于燃料极202c的一侧的表面的周缘部。
空气极侧集电体206被配置于空气室264内。空气极侧集电体206包含隔开规定的间隔排列的多个柱状的导电性构件。空气极侧集电体206的材料例如可以是不锈钢。
空气极侧集电体206接触于空气极202a中的与对置于固体电解质层202b的一侧相反的一侧的表面、互连器208中的对置于空气极202a的一侧的表面。另外，单元堆210中位于最上方的单元201不具备上侧的互连器208，因此该单元201中的空气极侧集电体206接触于端部集电构件220。
即，空气极侧集电体206将空气极202a与互连器208之间、或者空气极202a与端部集电构件220之间电连接。另外，空气极侧集电体206与互连器208也可以形成为一体的构件。
燃料极侧集电体207被配置于燃料室265内。燃料极侧集电体207可以包含隔开规定的间隔而排列的多个柱状的导电性构件。燃料极侧集电体207的材料例如可以是不锈钢。燃料极侧集电体207例如可以如图9所示那样，具有电极对置部207a、互连器对置部207b、连接部207c、垫片207d。
电极对置部207a与元件部202的燃料极202c对置。互连器对置部207b与互连器208(或者端部集电构件221)对置。连接部207c将电极对置部207a与互连器对置部207b连结。电极对置部207a、互连器对置部207b以及连接部207c均可以包含金属，例如也可以构成为一体。
垫片207d位于电极对置部207a与互连器对置部207b之间。垫片207d的材料例如可以是云母。通过将该垫片207d配置在燃料极侧集电体207，燃料极侧集电体207能够容易追随因温度循环、反应气体的压力变动等引起的单元201的变形。
因此，具有图9所示的这种燃料极侧集电体207的单元201能够良好地维持经由燃料极侧集电体207的燃料极202c与互连器208(或者端部集电构件221)的电连接。
返回至图8的说明。互连器208是平板形状的导电性构件。互连器208的材料例如可以是不锈钢。互连器208确保相邻的单元201彼此的电连接。此外，通过互连器208，难以产生相邻的单元201彼此的反应气体的混合、即从一方的单元201侧向另一方的单元201侧的气体的泄露。另外，在变形例2中，相邻的单元201共用一个互连器208。
另外，对于与端部集电构件220或者端部集电构件221相接的单元201，该端部集电构件220或者端部集电构件221具有互连器208的功能，因此不具有互连器208。
正极端子222在将单元堆210发出的电力输出至外部的情况下作为正极发挥功能，与单元堆210中的正极侧的端部集电构件220电连接。负极端子223在将单元堆210发出的电力输出至外部的情况下作为负极发挥功能，与单元堆210中的负极侧的端部集电构件221电连接。
单元堆装置200具有将端部集电构件220、单元堆210、端部集电构件221连通的连通孔261、262，在该连通孔261、262的内部插入金属制的螺栓231。
并且，在端部集电构件220以及端部集电构件221向外部露出的螺栓231嵌合金属制的螺母232，多个单元201被保持在端部集电构件220与端部集电构件221之间。即，在变形例2中，由螺栓231以及螺母232构成保持多个单元201的保持构件230。
在端部集电构件220与保持构件230之间、以及端部集电构件221与保持构件230之间设置固定材料240。变形例2的固定材料240例如可以包含与实施方式的固定材料13相同的材料。另外，变形例2的固定材料240并不限定于包含与实施方式的固定材料13相同的材料，例如也可以包含绝缘片。
端部集电构件220以及端部集电构件221之中的任一者可以具备螺纹孔。例如，在端部集电构件220具备螺纹孔的情况下，螺栓231可以与该螺纹孔螺合。该螺纹孔的内壁与螺栓231可以直接接触，也可以在螺纹孔的内壁与螺栓231之间设置固定材料240。该情况下，螺栓231从端部集电构件221向外部露出，在该露出的螺栓231嵌合金属制的螺母232。在端部集电构件221与保持构件230之间设置固定材料240。
也可以替代螺栓231以及螺母232，将具有凸缘部的螺栓用作为保持构件230。具有凸缘部的螺栓与端部集电构件220的螺纹孔螺合，在保持构件230的凸缘部与端部集电构件221之间设置固定材料240。螺纹孔可以将端部集电构件220贯通，也可以不贯通而具有底部。
图10是表示包含实施方式的变形例2所涉及的单元堆装置200的电力系统100A的一例的图。如图10所示，在变形例2所涉及的电力系统100A中，单元堆装置200的正极端子222与PCS101之间经由噪声降低部32而被连接于接地电位31。
即，在变形例2所涉及的单元堆装置200中，正极端子222被连接于接地电位31，由此正极端子222被接地。
由此，如图4B所示，能够将正极端子222的电位设为与保持构件230的电位相同的0(V)。正极端子222以及端部集电构件220可以与保持构件230电连接。另外，该情况下，负极端子223的电位为-2A(V)。
由此，在变形例2中，如实施方式那样，由于不产生正极端子222与保持构件230之间的电位差，因此能够不发生固定材料240与保持构件230的界面处的还原反应。
因此，根据变形例2，能够降低与固定材料240的界面处的保持构件230表面的氧化覆膜缺损。其结果，能够在固定材料240与保持构件230之间难以产生间隙。即，根据变形例2，能够提高单元堆装置200的耐久性。
另外，包含变形例2所涉及的单元堆装置200的电力系统100A并不限于图10的例子。图11是表示包含实施方式的变形例2所涉及的单元堆装置200的电力系统100A的另一例的图。
在图11的例子中，在正极端子222与接地电位31之间另外设置电池33这一点与图10的例子不同。该电池33的正极经由噪声降低部32而与接地电位31连接，电池33的负极与正极端子222连接。
由此，在变形例2中，也能够如上述的变形例1那样，在固定材料240与保持构件230的界面发生与还原反应相反的氧化反应。即，在图11的例子中，即使与固定材料240的界面处的保持构件230表面的氧化覆膜可能由于氧化反应而生长，也能够降低该氧化覆膜缺损。
因此，根据图11的例子，由于能够在固定材料240与保持构件230之间难以产生间隙，因此能够提高单元堆装置200的耐久性。
此外，在图10以及图11的例子中，如实施方式那样，也可以在正极端子222与接地电位31之间具有噪声降低部32。由此，能够降低从单元堆装置200提供的直流电力中包含的噪声，因此能够在PCS101中稳定地将直流电力转换为交流电力。
继续对图8所示的单元堆装置200中的剩余的部位进行说明。保持构件230的连通孔261以及连通孔262例如可以是插通用于固定单元201的螺栓的单纯的螺栓孔。连通孔261可以具有作为将反应气体或者含氧气体提供至多个单元201的气体提供歧管的功能。连通孔262也可以具有作为将反应气体或者含氧气体从多个单元201排出的气体排出歧管的功能。以下，如图8所示，对连通孔261具有将含氧气体提供至多个单元201的氧提供歧管的功能、连通孔262具有将含氧气体从多个单元201排出的氧排出歧管的功能的情况进行说明。
氧提供歧管中流过的含氧气体从连通孔261经由形成于空气极侧框架204的未图示的流路，被提供至空气室264。此外，从空气室264排出的含氧气体经由形成于空气极侧框架204的未图示的流路而流至连通孔262。
气体通路构件250位于连通孔261的入口。该气体通路构件250具有主体部251和分支部252，被夹持在端部集电构件221与螺母232之间。
气体通路构件270位于连通孔262的出口。该气体通路构件270具有主体部271与分支部272，被夹持在端部集电构件221与螺母232之间。
另外，尽管图8中未图示，但是单元堆装置200可以具有与将含氧气体提供至多个单元201的连通孔261、将含氧气体从多个单元201排出的连通孔262不同的连通孔。单元堆装置200例如也可以具有作为将燃料气体提供至多个单元201的燃料提供歧管或者将燃料气体从多个单元201排出的燃料排出歧管发挥功能的连通孔。此外、单元堆装置200也可以具备不具有提供/排出气体的功能的连通孔。
此外，单元堆装置200除了具有插通螺栓231的连通孔，也可以还具有不插通螺栓231的连通孔。不插通螺栓231的连通孔也可以具有气体提供歧管或者气体排出歧管的功能。
此外，在上述的实施方式中，表示了将单元堆装置10内的单元堆11A、11b串联连接的例子，但是也可以构成将单元堆11A、11B并联连接而构成一个电池。
此外，在上述的实施方式中，表示了保持构件14被接地的例子，但是也可以保持构件14未必被接地。该情况下，通过将正极端子19A的电位设为保持构件14的电位以下，由此在固定材料13与保持体15之间能够难以产生间隙C，因此能够提高单元堆装置10的耐久性。
如上述，实施方式所涉及的单元堆装置10(200)具备：单元堆11(210)、保持构件14(230)、正极端子19A(222)。单元堆11(210)是多个单元1(201)被层叠而构成。保持构件14(230)保持单元1(201)。正极端子19A(222)在将单元堆11(210)发出的电力输出至外部的情况下作为正极发挥功能。此外，正极端子19A(222)的电位为保持构件14(230)的电位以下。由此，能够提高单元堆装置10(200)的耐久性。
此外，在实施方式所涉及的单元堆装置10(200)中，正极端子19A(222)以及保持构件14(230)是相同的电位。由此，能够提高单元堆装置10(200)的耐久性。
此外，在实施方式所涉及的单元堆装置10(200)中，正极端子19A(222)的电位比保持构件14(230)的电位低。由此，能够提高单元堆装置10(200)的耐久性。
此外，在实施方式所涉及的单元堆装置10(200)中，正极端子19A(222)被连接于接地电位31。并且，实施方式所涉及的单元堆装置10(200)在正极端子19A(222)与接地电位31之间设置降低噪声的噪声降低部32。由此，能够在PCS101中稳定地将直流电力转换为交流电力。
此外，实施方式所涉及的模块80是在收纳容器81内收容上述记载的单元堆装置10(200)而构成的。由此，能够设为耐久性高的模块80。
此外，实施方式所涉及的模块收纳装置90是在外装壳体内收纳上述记载的模块80、用于进行该模块80的运转的辅助设备而构成的。由此，能够设为耐久性高的模块收纳装置90。
应该认为本次所公开的实施方式的全部内容是例示而并非限制。实际上，上述的实施方式能够以各种方式来实现。此外，上述的实施方式在不脱离权利要求书及其主旨的情况下可以按各种方式进行省略、置换、变更。
符号说明
1、201 单元
10、200 单元堆装置
11、11A、11B、210 单元堆
12 固定构件
13、240 固定材料
14、230 保持构件
15 保持体
16 气体罐
19A、222 正极端子
19B、223 负极端子
31 接地电位
32 噪声降低部
33 电池
80 模块
90 模块收纳装置。

Claims (6)

1.一种单元堆装置，具备：
多个单元堆，层叠多个单元而构成；
保持构件，保持所述单元；和
正极端子，与所述多个单元堆的最高电位侧电连接，在将所述多个单元堆发出的电力输出至外部的情况下作为正极发挥功能，
所述正极端子的电位是所述保持构件的电位以下，以使得减少所述保持构件的表面处的氧化覆膜缺损。
2.根据权利要求1所述的单元堆装置，其中，
所述正极端子以及所述保持构件是相同电位。
3.根据权利要求1所述的单元堆装置，其中，
所述正极端子的电位比所述保持构件的电位低。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的单元堆装置，其中，
所述正极端子被连接于接地电位，
降低噪声的噪声降低部位于所述正极端子与所述接地电位之间。
5.一种模块，
是在收纳容器内收纳权利要求1至4的任意一项所述的单元堆装置而构成的。
6.一种模块收纳装置，
是在外装壳体内收纳权利要求5所述的模块、和用于进行该模块的运转的辅助设备而构成的。
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