CN1809944A - 固体氧化物燃料电池堆用柔顺、容许应变的互连器 - Google Patents

Abstract

一种固体氧化物燃料电池(12)用的互连器(30，32)，包括一种柔顺超结构，该超结构具有限定隔板接触区的第一部分和限定电极接触区的第二部分，其中超结构为多孔的。在一种实施方案中，该超结构由大量沿第一方向配置的柔顺亚结构和沿第二方向配置的柔顺亚结构限定，从而规定了一种织造结构。

Description

固体氧化物燃料电池堆用柔顺、容许应变的互连器

相关案件的交叉引用

本申请要求较早提交的临时专利申请，题为“固体氧化物燃料电池堆(cell stack)用柔顺、容许应变的互连器和密封件”申请号60/444,025，2003-01-31提交，和“固体氧化物燃料电池堆用柔顺互连器和密封件”申请号60/454,899，2003-03-14提交，的权益，并且是美国申请号10/307,008，2002-11-27提交的部分继续。

背景技术

本发明涉及固体氧化物燃料电池(SOFC)堆(stack)，更具体地说，涉及延长SOFC堆寿命的互连器。

燃料电池是使燃料与氧化剂发生电化学反应产生直流电的装置。燃料电池典型地包括阴极、电解质和阳极，其中电解质是无孔材料，位于阴极和阳极材料之间。为了达到要求的电压水平，这样的燃料电池通常利用互连器或双极板连接在一起形成堆，或燃料电池堆，燃料和氧化剂流体将贯穿该堆流过。随着燃料与氧化剂起电化学反应而发生电化学转化，便产生直流电输出。

对于SOFC堆阴极侧的互连器材料的基本和最重要要求是，在堆操作温度下、空气中具有足够耐氧化和腐蚀能力；足够电子导电性；以及其热膨胀性与陶瓷电池的热膨胀性紧密匹配。就金属互连器而言，足够电子导电性的要求实质上等价于在金属表面形成的氧化物垢层的电子导电性，因为氧化物垢层往往是起限制作用的电阻。目前，电池堆阴极侧缺乏稳定、长寿命(＞40,000h)金属互连器乃是平面固体氧化物燃料电池的严重缺陷，因为现有金属合金不能同时满足热膨胀、耐氧化和电子导电性等要求。

迄今所使用的阴极互连器材料包括基于钙钛矿的陶瓷，例如，镧铬铁矿、高温铬基合金或其复合材料，以及镍基合金或金属互化物典型地被用于工作在800～1000℃范围的电池。

有关诸如镧铬铁矿之类陶瓷基互连器的现有技术指出，此种材料既表现出可用于高温的导电性而且表现出与电池匹配的热膨胀性。然而，此种陶瓷非常昂贵，韧性低并且难以制造成为合适的互连器。铬基互连器材料存在类似的缺陷。

平面阳极-支撑电池的较低运行温度(650～800℃)的允许采用较低成本材料，例如，热膨胀系数(CTE)与镍基合金相比更好地匹配电池的铁素体不锈钢。市售品级的铁素体钢可具有适合的在低于约600℃温度或用于短使用寿命的耐氧化能力，但不具有所要求的耐氧化能力以持续40000小时或更长，这由于穿过氧化垢层的电阻随着负载下的工作时间而不断增加。

有关这些问题的大多数现有技术曾试图防止或缓解由氧化垢层造成的衰退。具体地说，为了利用铁素体钢的较低成本和有利CTE优势，曾研究过少量形成合金成分的加入和/或表面涂层来改善耐氧化和电导率。某些元素如Mn似乎在形成提高氧化垢层导电性的锰铬铁矿方面具有功效，但是要确定是否导电性和耐氧化能力都足够长期使用要求尚需进一步数据。然而，已知改善耐氧化能力的元素如Al和Si，又趋于不利地降低氧化物电导率和增加合金的CTE。在Fe-Cr-Al-Y型钢中，以优异氧化表现换来的是所形成的氧化铝膜的高电阻。因此，涉及低成本Fe-Cr基钢的现有技术尚未完全解决长期接触和氧化问题。

其它材料，例如，Ni-Cr或Ni-Cr-Fe基合金，虽然通过设计具有良好耐氧化/腐蚀能力，但是其典型CTE值介于15～18ppm/℃，相比之下铁素体钢为约12ppm/℃，后者更好地匹配陶瓷电池的CTE。

氧化物的优先清除和/或用贵金属如银、金、铂、钯和铑涂覆和涂布合金表面，曾被用来通过减少氧向互连器接触点内的扩散来缓解电导率的损失，但是贵金属太过昂贵而不能用于发电装置和商业用途。

耐氧化能力显然是互连器的阴极/氧化剂侧考虑的因素。然而，阳极/燃料电极侧的氧分压也可能足够高以形成Cr₂O₃，而该氧化物可能比互连器阴极侧还要厚(即，电化学生成的水的存在)，所以在两侧互连器的电阻可增加。互连器阳极侧的结构材料可以与阴极一样，不过现有技术指出，在铁素体钢互连器接触镍阳极触点的情况下，在钢与镍之间形成的焊点，随着时间的推移仍然形成导致性能衰退的薄电绝缘Cr₂O₃层。

从上面对背景技术的回顾清楚地看出，仍然需要一种在相邻电池之间显著改进的互连器，借此，热循环期间由于CTE不匹配造成的界面应变基本上得到消除，同时该材料提供长期耐氧化和跨氧化垢层的高电子导电性。

因此，本发明的主要目的是提供一种符合上述要求的连接器或双极板。

本发明的其它目的和优点将在下文阐述。

发明概述

按照本发明，上述目的和优点已轻易地达到。

本发明提供一种固体氧化物燃料电池式样，它具有一种柔顺多孔互连器，该互连器缓和通常由用于阴极的较高热膨胀、耐氧化互连器金属和/或合金所产生的热膨胀不匹配应力。

本发明互连器优势地允许使用用于隔板的较高热膨胀耐氧化金属或合金。

本发明互连器还优势地允许较宽松堆(stack)零部件的尺寸公差，因为互连器沿所有三维方向柔顺并允许位移同时应力增加极小，以适应尺寸的变化。

按照本发明提供一种互连器，它包含一种柔顺多孔元件，该元件沿所有三维方向柔顺并具有限定了隔板接触区的第一部分和距所述第一部分一定间距并限定了电极接触区的第二部分。

进而按照本发明，提供一种用于固体氧化物燃料电池的互连器组件，该组件包含具有两个相反表面的隔板；和位于与所述两个相反表面至少之一相邻的至少一个互连器，后者包含柔顺多孔元件，它沿所有三维方向柔顺并且具有限定了隔板接触区的第一部分和距所述第一部分一定间距并限定了电极接触区的第二部分。

更进而按照本发明，该连接器组件可由一个或多个层组成，至少其中一层如本文所描述的那样柔顺。在该实施方案中，该柔顺层可以也可以不与隔板或电极相接触。

更进而按照本发明，提供一种固体氧化物燃料电池组件，它包含大量布置在堆中的燃料电池；以及位于所述堆的相邻电池之间的大量互连器组件，所述互连器组件包含具有2个相反表面的隔板和至少一个位于与所述2个相反表面至少之一相邻并包含柔顺多孔元件的互连器，该元件沿所有三维方向柔顺并具有限定了隔板接触区的第一部分和距所述第一部分一定间距并限定了电极接触区的第二部分。

互连器的特别可心的构型包含由金属丝织造组织或其它柔顺亚结构构成的三维柔顺超结构。

附图简述

下面将参考附图详细描述本发明优选实施方案，其中：

图1示意地表示按照本发明燃料电池堆组件；

图2示意地表示权利要求1的燃料电池堆组件的一部分；

图3表示本发明互连器的优选实施方案；

图4和5表示本发明互连器的另一种优选实施方案；

图6表示本发明互连器的替代实施方案；

图7表示本发明互连器的替代实施方案；

图8表示本发明互连器的另一种替代实施方案；

图9表示按照本发明具有柔顺线圈的金属丝结构；以及

图10表示本发明互连器的另一种优选实施方案。

详细描述

本发明涉及一种燃料电池组件，更具体地说涉及具有改进金属互连器的固体氧化物燃料电池(SOFC)堆，该互连器使得和其它堆零部件的良好热膨胀系数(CTE)匹配的需要与其它要求分开，其它要求如耐氧化性和氧化物垢层电子导电性。

本发明还涉及一种燃料电池堆，更具体地说涉及具有改进互连器的固体氧化物燃料电池堆，借此使由于相邻燃料电池堆零部件之间，具体地说阴极或阳极互连器与相邻燃料电池或隔板之间热膨胀系数的差异造成的应力最小化来提供在稳态和热循环下增强的燃料电池堆寿命和牢固性。

应力的降低是通过由一种柔顺亚结构提供的柔顺互连器超结构实现的，其中互连器超结构备有一定轮廓，从而限定了彼此有间隔的接触区，用于在一侧接触隔板并在另一侧接触燃料电池的电极，而亚结构备有高度柔顺的如同在金属丝网中存在的预弯曲(pre-buckled)构造。这两种，柔顺超结构和柔顺亚结构的组合，提供了按照本发明的间隔的接触区，有利地容许堆的各个零部件之间CTE不匹配而不会使此类零部件或者它们之间的结合或其它类型连接受到过分应力，同时改进燃料电池的流体流动和电功能。

本文所描述的柔顺互连器被设计成在平面内和平面外的柔量都达到高数值。本领域技术人员可以看出，任何此类互连器，只要提供可接受水平平面内柔量或平面外柔量，或者二者，都将在本发明的广义范围内。优选地，柔顺超结构沿至少3个正交轴线柔顺并且相对于从任何方向施加的载荷而言柔顺。达到这一点的各种不同途径包括如上所述的基于金属丝织造组织的超结构、三维针织金属丝结构、各种构型螺旋线，包括通过预弯曲高度柔顺亚结构提供的倾斜螺旋线、内带高柔顺柔量的线圈的金属丝、由片状金属、箔、泡沫体构成的类似互连器，或者成形为超结构的网形铁等。互连器的优选柔量值，对于室温下的典型互连器而言，是5×10^-5mm²/N(以应变/应力为单位)和更高。典型互连器的更优选的柔量值是5×10^-5mm²/N和更高。典型互连器的最优选柔量值是5×10^-4mm²/N和更高，但本领域技术人员懂得，其它柔量值可能是可接受的并且在本发明范围内。

现在来看图1，示意说明了根据本发明燃料电池堆组件10。组件10优选地包括大量布置在堆中的燃料电池12，其间夹着双极板14。

燃料电池12通常包括电解质16、位于电解质16一侧的阴极层18和位于电解质16另一侧的阳极层20。在这两侧可采用粘合或载流层22。

按照本发明双极板14有利地包括：隔板24，它具有面朝阴极的表面26和面朝阳极的表面28；位于面朝阴极的表面26与相邻燃料电池12的阴极层18(或层22)之间的阴极侧互连器30；和位于面朝阳极的表面28与相邻燃料电池12的阳极层20(或层22)之间的阳极侧互连器32。互连器30、32有利地备有电子导电性材料并且与隔板24电联通。

参考图2，本发明的一个特定方面是阴极侧和阳极侧互连器30、32的式样，其中互连器以一片织造的金属丝材料提供，该片材被成形为具有大量限定了电极接触区的第一部分34或38，以及大量限定了与电极接触区隔一定间距的隔板接触区的第二部分36。

仍参考图2，按照本发明的互连器30、32，尤其是阴极侧互连器30，由柔顺亚结构，优选金属丝织造组织组成，材料正如上面描述的，其例如通过，模冲压、轧压、弯曲之类成形为具有限定第一和第二部分34、36的三维超结构。

按照本发明互连器30、32的柔顺金属丝织造组织亚结构有利地是一种如图2所示的金属丝织造组织，它有利地提供一种增加互连器30、32的柔量的预弯曲构造。该柔量允许第一部分34在热循环等期间相对于第二部分36移动或挠曲而不产生应力，其有利地起到消除由各个零部件之间CTE不匹配造成应力的作用。由此种亚结构和超结构构成的柔顺互连器还有利地在装配期间容许第一部分34相对于第二部分36移动而不产生应力，从而允许较大尺寸公差波动。

如图2所示的金属丝织造组织可包括沿一个方向配置的第一多个金属丝或亚结构，以及沿不同方向配置的第二多个金属丝或亚结构，从而限定了一种织造的金属丝结构，它，按照本发明，对于工作的燃料电池气态物质来说是多孔的并且根据要求沿不同方向柔顺。

图3显示互连器30、32的透视图，进一步展示优选的亚结构和其超结构。

图1、2和3举例说明互连器30、32为具有基本上正弦波横截面的元件，其中在中心线40一侧的波峰38限定了电极接触区，而在中心线40另一侧的波峰42限定隔板接触区。按照本发明的一种优选的方面，并如图3所示，互连器30、32的波动或垂直轮廓形状沿横向延伸至图1和2所示横截面，从而限定了一系列一定间隔的波峰38、42，它们各自从中心线40向相反方向延伸，从而限定了上面讨论的有间隔的接触区。

当然，应当看出，在本发明广义范围内也可以为互连器30、32提供其它结构，其能同样地提供由柔顺零件连接的一定间隔接触区从而有利地降低零部件之间的应力，正如本发明所要求的。

例如，图4举例说明互连器30、32，具有基本上正交形状的柔顺超结构，例如，正方或矩形沟道图案，由柔顺亚结构材料，优选金属丝织造组织构成，其中互连器，在横截面图中，构成一定间距的接触区。图4还表示出按照本发明的一种优选金属丝织造组织结构。图5显示在双极板14上的这样一种互连器30、32的透视图。

另一个实施例，图6，显示基本上正方沟道的超结构互连器30、32，沿横截面和横方向存在着一定间隔的接触区。

另一个实施例，图7，显示基本上梯形的超结构，互连器30、32，由柔顺亚结构组成。

另一个实施例，图8，举例说明一种超结构互连器30、32，被制成圆形或螺旋形结构，优选倾斜的结构，其中柔顺亚结构如预弯曲的金属丝或金属丝织造组织构成三维超结构。

图9举例说明一种实施方案，其中金属丝52提供有上面描述的柔顺线圈54。此种结构起到提高金属丝回弹性变形能力的作用，正如为响应不同CTE所需要的，并且也提供所要求的制造公差。此种柔量线圈结构可结合到本发明互连器的亚结构和/或超结构中。

图10显示一种基本上砂漏形超结构互连器30、32，由柔顺亚结构组成。

这些实施例中的互连器30、32可按照类似于上面结合图1～4所描述的实施方案的方式配置在堆的零部件之间。

显然，本领域技术人员将体会到，存在着大量此种柔顺亚结构乃至超结构的图案和排列，并且全部都在本发明广义范围内。

同阳极侧互连器32相比，不同的材料和结构对阴极侧互连器30可能是更希望的。

阴极侧互连器30优选地备有如上面和在图1和2中描述的结构。

阳极侧互连器32可有利地备有同样的结构，或者备有泡沫体结构，该结构限定许多泡沫体腔室，后者本身，限定接触区，用于在一侧接触隔板24并在另一侧接触燃料电池12的阳极。

再有，在阴极环境中，可心的是提供一种耐氧化导电材料的阴极侧互连器30，优选地材料选自选择的不锈钢、不锈钢合金和超合金，其包含Ni-Cr-、Ni-Cr-Fe-、Fe-Cr-、Fe-Cr-Ni和Co-基合金以及Cr-基合金和贵金属/合金。此类超合金包括HAYNES合金230、HAYNES合金230-W和Hastelloy X，其已被发现在本发明中是优选的。其它材料包括至少2种材料的复合材料，例如，金属和含任何上面提到的金属和合金的陶瓷。另一组材料包括贵金属涂层的超合金。

阳极侧互连器32有利地备有选自下列的材料：Ni、Ni-Cu、Ni-Cr-、Ni-Cr-Fe-、Fe-Cr-、Fe-Cr-Ni和Co-基的合金以及Cr-基合金和贵金属/合金，并且还包括涂以Ni、Cu或Ni-Cu以及贵金属的此类合金。其它材料包括金属和陶瓷的复合材料，其包含任何上面提到的金属和合金。

按照本发明，互连器30、32当备有图1和2的构型时优选地限定一种超结构，其中波峰38、42限定介于0.1mm～100mm之间的超结构波长、介于0.1mm～50mm之间的超结构振幅，并且其超结构周期可以是均一或者无规的。

再有，按照本发明，互连器30、32的金属丝织造组织亚结构优选地备有介于0.05mm～5mm之间的金属丝直径、介于0.05mm～50mm之间的亚结构织造组织波长、介于0.05mm～50mm之间的织造组织振幅，织造组织图案可以是正方、平纹、缎纹、斜纹或其它图案，并且织造组织的周期可以是均一或者无规的。

另外，互连器30、32的金属丝织造组织亚结构可在不同位置由不同直径的金属丝和/或合金组成，以改进功能性。

按照本发明，隔板24可有利地通过各种方法连结到阳极侧互连器32和阴极侧互连器30上，从而在二者间构成一种高强度界面。例如，可将此种连接点或零部件连结、焊接或铜焊在一起，或者可以本领域技术人员熟知的其它方式固定在一起。另外，这些零部件彼此相邻地放置而在它们之间不加任何连结是在本发明的广义范围内。

按照本发明互连器的金属丝织造组织亚结构和三维超结构有利地起到缓解阳极和阴极界面的应力，并将界面和电池本身的龟裂减少到最少限度的作用。

进而按照本发明和如图1所示，一种柔顺密封还进一步有利地在双极板14和相邻燃料电池12的边缘之间提供密封。

按照本发明，该密封设计以轨道或间隔件44的形式提供，其中限定沟槽46，并且在沟槽46中放置了密封件48，后者被压缩在双极板14和相邻燃料电池12之间从而在二者之间提供要求的密封。提供了压缩挡边50以便控制柔顺密封的挠曲量并有利于装配柔顺互连器、柔顺密封和堆的所有其它元件。

进一步按照本发明，密封件48有利地制成由适当材料，优选铝纤维，构成的柔顺或可压缩件。按照本发明铝是最优选的，因为铝不像其它传统上使用的密封材料如玻璃、玻璃-陶瓷之类那样会污染燃料电池。

因此，按照本发明，密封件48有利地制成柔顺铝纤维，该纤维可优选地浸渍于另一种选择用来给密封件48提供基本不透气性，同时却为其提供柔量或可压缩性的材料。

按照本发明密封件48可有利地浸渍于选自氧化锆、氧化铝、钇铝garnate、硅铝酸盐和硅酸镁陶瓷以及类似氧化物及其组合的材料，并且优选的是，提供该密封件48以减少透气性。

密封件48可有利地备有纤维构造，例如，丝束、纱线、纤维织造组织构造等。此种构造可在纤维内载有二级粒子，正如上面讨论的，以便提供所要求的密封性能。再者，轨道/间隔件44和压缩挡边50的高度和沟深被选择以提供额外的消除通常是相关的各参数之间相互影响的作用。

应当指出，一个重要参数就是互连器和密封对夹紧压缩载荷的响应，如图1所示，所述压缩载荷必须被施加到燃料电池堆。

图1显示施加在组件10顶和底的压缩载荷，该压缩载荷有利地选择以提供足够的互连器的结合并足以减少密封内的泄漏，同时却允许在密封区域的微小滑移以便缓解热不匹配应力和将互连器的压缩蠕变减少到最低限度。

从制造的观点，本发明的系统提供具有较宽松尺寸公差的电池和互连器，因为该互连器提供平面以外的柔量和因此增加的尺寸自由度。再者，提供固定厚度轨道/间隔件44和压缩挡边50保证了消除密封与互连要求之间的相互影响，并从而给建造基于稳定和兼容材料的堆提供巨大灵活性。

当然，应当指出，按照本发明提供了一种互连器超结构和柔顺密封组件，其有利地允许降低对制造和装配固体氧化物燃料电池堆的公差的严格程度，并进而降低堆各种零部件之间传递的应力，从而有利地使堆的不同设计考虑因素去偶，和允许选择材料以提供长堆寿命。

要知道，本发明不限于这里所描述和展示的例子，这些被认为仅仅是实施本发明的最佳模式的举例说明而已，因此它们容许就形式、尺寸、零件布置和运行细节进行修改。本发明旨在涵盖所有在本发明精神和范围内的此类修改。

Claims (52)

1.一种固体氧化物燃料电池用的互连器组件，它包含：

具有2个相反表面的隔板；以及

至少一个与隔板电联通的电子导电性柔顺互连器，该柔顺互连器包含一种柔顺超结构，具有限定隔板接触区的第一部分和限定电极接触区的第二部分，其中超结构对于工作的燃料电池气态材料为多孔的。

2.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构沿至少3个正交轴柔顺。

3.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构对于从任何方向施加的载荷柔顺。

4.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构包含沿第一方向配置的第一多个柔顺亚结构，和沿不同于所述第一方向的第二方向配置的第二多个柔顺亚结构，从而限定一种织造结构。

5.权利要求4的组件，其中至少一种柔顺亚结构是预弯曲的。

6.权利要求4的组件，其中所述柔顺亚结构包含金属丝，并且其中所述织造结构是金属丝织造组织。

7.权利要求4的组件，其中所述柔顺亚结构包含预弯曲的金属丝，且其中所述织造结构是金属丝织造组织。

8.权利要求4的组件，其中所述柔顺超结构呈波纹状，并且其中进一步地第一多个波纹限定所述隔板接触区，而第二多个波纹限定所述电极接触区。

9.权利要求8的组件，其中所述第一多个波纹沿基本上与所述第二多个波纹相反的方向延伸。

10.权利要求1的组件，其中所述互连器是阴极侧互连器。

11.权利要求1的组件，其中所述互连器是阳极侧互连器。

12.权利要求1的组件，其中所述超结构具有至少约5×10-6mm²/N的柔量。

13.权利要求1的组件，其中所述超结构具有至少约5×10^-5mm²/N的柔量。

14.权利要求1的组件，其中所述超结构具有至少约5×10^-4mm²/N的柔量。

15.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本正交沟道的形状。

16.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本倾斜沟道的形状。

17.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本正方形沟道的形状。

18.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本矩形沟道的形状。

19.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本正弦波形沟道的形状。

20.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本砂漏形沟道的形状。

21.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构由不锈钢、不锈钢合金或不锈钢超合金构成。

22.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构由铬基合金构成。

23.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构由贵金属基合金构成。

24.权利要求1的组件，其中所述柔顺超结构由至少两种材料的复合材料构成。

25.一种固体氧化物燃料电池用的互连器，它包含：一种柔顺超结构，该超结构具有限定隔板接触区的第一部分和限定电极接触区的第二部分，其中超结构对于工作的燃料电池气态材料为多孔的。

26.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构沿至少3个正交轴柔顺。

27.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构对于从任何方向施加的载荷柔顺。

28.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构包含沿第一方向配置的第一多个柔顺亚结构，和沿不同于所述第一方向的第二方向配置的第二多个柔顺亚结构，从而限定一种织造结构。

29.权利要求28的设备，其中至少一种柔顺亚结构是预弯曲的。

30.权利要求28的设备，其中所述柔顺亚结构包含金属丝，且其中所述织造结构是金属丝织造组织。

31.权利要求28的设备，其中所述柔顺亚结构包含预弯曲的金属丝，且其中所述织造结构是金属丝织造组织。

32.权利要求28的设备，其中所述柔顺超结构呈波纹状，并且其中进一步地第一多个波纹限定所述隔板接触区，而第二多个波纹限定所述电极接触区。

33.权利要求32的设备，其中所述第一多个波纹沿基本上与所述第二多个波纹相反的方向延伸。

34.权利要求25的设备，其中所述互连器是阴极侧互连器。

35.权利要求25的设备，其中所述互连器是阳极侧互连器。

36.权利要求25的设备，其中所述超结构具有至少约5×10^-6mm²/N的柔量。

37.权利要求25的设备，其中所述超结构具有至少约5×10^-5mm²/N的柔量。

38.权利要求25的设备，其中所述超结构具有至少约5×10^-4mm²/N的柔量。

39.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本正交沟道的形状。

40.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本倾斜沟道的形状。

41.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本正方形沟道的形状。

42.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本矩形沟道的形状。

43.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本正弦波形沟道的形状。

44.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构被制成包括至少一个基本砂漏形沟道的形状。

45.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构由不锈钢、不锈钢合金或不锈钢超合金构成。

46.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构由铬基合金构成。

47.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构由贵金属基合金构成。

48.权利要求25的设备，其中所述柔顺超结构由至少两种材料的复合材料构成。

49.一种固体氧化物燃料电池堆，它包含：

至少3个处于电接触的燃料电池组件，其中至少一个燃料电池组件包含电极、隔板和配置在电极与隔板之间的柔顺互连器，该柔顺互连器包含一种柔顺超结构，所述柔顺超结构具有限定隔板接触区的第一部分和限定电极接触区的第二部分，其中超结构对于工作的燃料电池气态材料为多孔的。

50.权利要求49的设备，其中所述柔顺超结构沿至少3个正交轴柔顺。

51.权利要求49的设备，其中所述柔顺超结构对于从任何方向施加的载荷柔顺。

52.权利要求49的设备，其中所述柔顺超结构包含沿第一方向配置的第一多个柔顺亚结构，和沿不同于所述第一方向的第二方向配置的第二多个柔顺亚结构，从而限定一种织造结构。

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