JP2003045454A

JP2003045454A - 燃料電池

Info

Publication number: JP2003045454A
Application number: JP2001227458A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Ota; 久喜太田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量化された高温作動の燃料電池の提供。【解決手段】（１）セル１１と、窓１６ａを有するセ
ル支持体１６とセパレータ１７とを外周部で接合した中
空体からなりセル１１の一面をセパレータ１７で覆いセ
ル１１の他面を該セルの他面に設けられた電極１３を窓
１６ａから露出させてセル支持体１６で覆いセルを包囲
するセル包囲体１５と、を有する燃料電池１０。（２）
セル包囲体１５の内外に、互いに遮断されたガス流路１
８、１９を有する。（３）セル１１をセル面内で複数に
分割した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温作動の固体電
解質型燃料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】高温作動の固体電解質型燃料電池は、樹
脂が使えない温度以上の温度（たとえば、約３００℃以
上）で作動する燃料電池で、たとえば固体酸化物型燃料
電池（solid oxide fuel cells、SOFCと省略) などを含
む。固体酸化物型燃料電池は、電解質に固体酸化物を使
う燃料電池である。固体酸化物型燃料電池の反応は、水
素、一酸化炭素等の燃料（アノードガス）の酸素（カソ
ードガス）による酸化反応である。固体酸化物型燃料電
池の基本的な要素は、図１６、図１７に示すように、単
セル１を構成するカソード（空気極）２、電解質３、ア
ノード（燃料極）４と、単セルを電気的に直列接続し燃
料と空気を分離するためのインタコネクタ５の４つであ
る。カソード（空気極）２は、気相の酸素が電子と反応
して酸素イオンになる場である。酸素が電極上に吸着・
解離し、電子と反応場（電極あるいは電極と電解質界
面）において結合し、酸素イオンＯ^2-になる。（空気極）Ｏ₂＋４ｅ^-＝２Ｏ^2- 電解質は、空気極から燃料極へ酸素イオンＯ^2-を運ぶ
働きをする。空気極において生成する酸素イオンは電解
質に移動し、電解質の酸素空孔と位置を交換しながら燃
料極側に移動する。電解質の材料は酸素イオン導電性酸
化物であって、電子導電性はない。電解質は気相の水素
と酸素を物理的に隔離する。アノード（燃料極）４は、
水素が酸素イオンと反応して水蒸気と電子を生成する反
応場である。水素は燃料極上に吸着・解離して水素原子
になり、さらに電解質の酸素イオンＯ^2-と反応して水に
なる。（燃料極）２Ｈ₂＋２Ｏ^2-＝２Ｈ₂Ｏ＋４ｅ^- インタコネクタ５は、単セルを直列に接続し、燃料と空
気を物理的に隔離する機能を持つ。インタコネクタ５は
高い電子導電性を有するが、イオン導電性を持たない。
特開２００１−６８１３２は、中抜きされたセル保持板
（保持薄板枠）に周囲を接合された平板型単セル（平板
型単電池）と、隣接する単セルの間に介装された両面に
凹凸が形成されたインタコネクタ（金属平板と凹凸金属
薄板）と、単セルが積層された時にセル保持板の周囲部
とインタコネクタの周囲部を保持し内部にガス流路（内
部マニホールド）を形成する枠体（第１スペーサと第２
スペーサとからなり、厚さはセル厚より大）とを有す
る、高温作動型の固体電解質燃料電池を開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の高温作
動型の固体電解質燃料電池には、つぎの問題がある。枠体はセルより厚さが大で、重量が大であり、シー
ル面積を小さくできないため軽量化、小型化が難しい。
重量大、大型は、車両搭載上のネックとなる。シール構造が、セル保持板周囲部およびインタコネ
クタの周囲部を枠体で挟み押圧する構造をとっているた
め、大きなシール面積を必要とし、高シール性を得にく
い。電解質がセラミックのセルの周囲を金属平板のセル
保持板に接合して保持しており、セルと金属平板との熱
膨張の差でセルに熱応力が生じる。また、発電時にセル
自体が抵抗発熱するが、上流側が燃料が濃いので発熱が
大であり、下流側は燃料が薄くなって発熱が小であるの
で、セルにはセル面内方向に温度分布が生じ、この温度
分布によってセルに熱応力が生じる。これらの熱応力に
よってセルが割れるおそれがある。本発明の目的は、高温作動の燃料電池において、軽量化
された燃料電池を提供することにある。本発明のもう一
つの目的は、上記の目的に加えて、シール面積を減少さ
せてシール性を増加させた燃料電池を提供することにあ
る。本発明のもう一つの目的は、上記の目的に加えて、
セルにかかる熱荷重を低減させた燃料電池を提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。（１）セルと、窓を有するセル支持体とセパレータと
を外周部で接合した中空体からなり前記セルの一面を前
記セパレータで覆い前記セルの他面を該セルの他面に設
けられた電極を前記窓から露出させて前記セル支持体で
覆い前記セルを包囲するセル包囲体と、を有する燃料電
池。（２）前記セル包囲体の内外に、互いに遮断されたガ
ス流路を有する（１）記載の燃料電池。（３）前記セルを包んだ前記セル包囲体を、１つのセ
ル包囲体内のセルの窓からの露出電極と隣りのセル包囲
体との間に通気性をもつ導電体を配して、複数、積層し
た（１）または（２）記載の燃料電池。（４）前記セルをセル面内で複数に分割した（１）ま
たは（２）または（３）記載の燃料電池。（５）前記セル支持体に仕切を設け該仕切に該仕切の
一側の小部屋から他側の小部屋にガスを流す連通路を設
けた（４）記載の燃料電池。

【０００５】上記（１）の燃料電池では、セルを、窓を
有するセル支持体とセパレータとを外周部で接合した中
空体からなるセル包囲体で包囲したので、従来燃料電池
におけるセルを包囲する重量大の枠体を無くすことがで
き、セル包囲体をセルより薄い金属箔から構成すること
により、燃料電池の重量を大幅に低減することができ
る。上記（２）の燃料電池では、上記（１）でセル支持
体とセパレータとを外周部で接合しセル支持体とセル外
周部をガスタイトに接合したので、上記（２）でセル包
囲体の内外に形成されたガス流路は、互いに遮断されて
いる。この遮断構造に、溶接、ろう付け、接着等の手段
を用いることにより、従来燃料電池におけるセル保持板
周囲部およびインタコネクタの周囲部を枠体で挟み押圧
してシールしていた構造に比べて、シールが確実となっ
てシールの信頼性を上げることができる他、シール面積
が小となって燃料電池の小型化、軽量化を促進すること
ができる。上記（３）の燃料電池では、セル積層構造に
おいて、１つのセル包囲体内のセルの窓からの露出電極
と隣りのセル包囲体との間に通気性をもつ導電体を配し
たので、導電体が緩衝材となって、セル厚み方向にセル
に過大な熱荷重がかかることを防止できる。上記（４）
の燃料電池では、セルをセル面内で複数のサブセルに分
割したので、サブセル内の温度差はセルを分割しない場
合に比べて小さくなり、従来の燃料電池においてセル面
内の温度分布によりセルに生じていた熱応力を低減する
ことができ、セルが熱応力で割れることを抑制できる。
上記（５）の燃料電池では、セル支持体に仕切を設けた
ので、セル面内方向の温度分布によりセル支持体に熱膨
張差が生じても、それを仕切部の変形により容易に吸収
することができ、セルにセル面内方向に過大な荷重がか
かることを防止することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の燃料電池を、燃
料電池として、高温作動の固体電解質型燃料電池、とく
に固体酸化物型燃料電池（SOFC）を例にとって、図１〜
図１５を参照して、説明する。図中、図１〜図７は本発
明の実施例１を示し、図８〜図１５は本発明の実施例２
を示す。図３は、本発明の実施例１と実施例２の両方に
適用される。本発明の何れの実施例にも共通する部分に
は、本発明の全実施例にわたって同じ符号を付してあ
る。

【０００７】まず、本発明の何れの実施例にも共通する
部分を、たとえば図１〜７を参照して、説明する。本発
明の燃料電池１０、たとえば固体酸化物型燃料電池（SO
FC）は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただ
し、燃料電池自動車以外の移動体に用いられてもよい。
また、移動体に搭載される燃料電池としてだけでなく、
据え置き型の燃料電池として用いることもできる。図
１、図４に示すように、燃料電池１０は、セル１１と、
セル包囲体１５とを有する。セル１１は、セラミックを
主成分とする電解質（電解質体）１２と、電解質１２の
一面に形成された空気極（カソード）１３と、電解質１
２の他面に形成された燃料極（アノード）１４と、から
なる。セル１１は、セル面内方向に１枚ものでもよい
し、複数に分割されていてもよい。セル包囲体１５は、
窓１６ａを有するセル支持体１６とセパレータ１７とを
セル支持体１６およびセパレータ１７の外周部でろう付
けや溶接や接着などによりガスタイトに接合した中空体
（たとえば、もなか状の筒体）からなり、セル１１の一
面をセパレータ１７で覆いセル１１の他面を該セルの他
面に設けられた電極（たとえば、カソード１３、以下、
窓１６ａから露出される電極がカソード１３の場合で説
明する、ただし、アノードであってもよい）を窓１６ａ
から露出させてセル支持体１６で覆いセルを包囲する。
セル１１は、セル１１の外周縁部で、ろう付けや溶接や
接着などによりガスタイトにセル支持体１６に接合され
ている。

【０００８】セル１１は、たとえば、厚さ０．５ｍｍの
ＹＳＺなどの固体電解質板に、アノード電極としてＮｉ
とＹＳＺのサーメット、カソード電極として（Ｌａ、Ｓ
ｒ）ＭｎＯ₃などのペロブスカイト酸化物をそれぞれの
面に形成したものからなる。材料はこれに限らない。セ
ル支持体１６は、望ましくは２０〜５００μｍの、ステ
ンレスや耐熱合金の金属箔（金属薄板といってもよい）
からなり、導電性を有する。セル支持体１６は、１枚も
のの金属箔を折り曲げて形成したもの（折り曲げ部の一
側がセル支持体１６、他側がセパレータ１７）でもよ
く、別々のものを（一方がセル支持体１６、他方がセパ
レータ１７）を重ねて接合したものであってもよい。

【０００９】窓１６ａのサイズの方がセル１１の露出電
極（カソード１３）より大きく、セル１１の露出電極
（カソード１３）はセル支持体１６と触れず、互いに接
触通電していない。セパレータ１７には、セル１１のセ
ル包囲体内側の電極（窓からの露出電極がカソード１３
の場合は、セル包囲体内側の電極はアノード１４とな
る、以下、アノード１４の場合で説明する、ただし、カ
ソードでもよい）と接触通電する突起（縞状突起でもよ
いし、連続突起でもよい）１７ａが形成されている。セ
パレータ１７は、単セルを積層した時、隣り合う単セル
を電気的に直列接続し燃料と空気を分離するためのイン
タコネクタとして働く。

【００１０】セル包囲体１５の内外には、互いに遮断さ
れたガス流路１８、１９（窓からの露出電極がカソード
の場合は、セル包囲体１５の内側がアノードガス流路１
８、外側がカソードガス流路１９となる、以下、その場
合で説明する）が形成される。セル包囲体１５のセル支
持体１６には、ガス供給口２０の溝側部材２０ａ、ガス
排出口２１の溝側部材２１ａが、ろう付けや溶接や接着
などによりガスタイトに接合され、セル包囲体１５のセ
パレータ１７に一体形成された押さえ板１７ｂが、ガス
供給口２０の溝側部材２０ａ、ガス排出口２１の溝側部
材２１ａにろう付けや溶接や接着などによりガスタイト
に接合されることにより、ガス供給口２０、ガス排出口
２１が形成される。アノードガスとカソードガスの一方
のガス（図示例ではアノードガス）は、ガス供給口２０
からセル包囲体１５の内部のガス流路（図示例ではアノ
ードガス流路１８）に供給され、セル包囲体１５の内部
のガス流路を通過して、ガス排出口２１を通してセル包
囲体１５から排出される。アノードガスとカソードガス
の他方のガス（図示例ではカソードガス）は、セル包囲
体１５の外部を流れる。

【００１１】図２の（イ）、（ロ）、（ハ）に示すよう
に、スタック２２は、セル１１を包んだセル包囲体１５
を、１つのセル包囲体１５内の窓１６ａからの露出電極
（カソード１３）と隣りのセル包囲体１５との間に通気
性をもつ導電体２５を配して、複数、積層したものか
ら、構成される。積層される隣接セル包囲体１５の間に
は、通気性導電体２５の両側に電気絶縁性のガス抵抗体
２４が配置される。また、積層される、セル包囲体に接
合されたガス供給口２０の間、およびガス排出口２１の
間には、それぞれ、ガスシール２３が配置される。

【００１２】ガスシール２３は、電気絶縁性があり、押
圧によってガスシール性を発揮する材料が用いられる。
望ましくは、セラミックファイバのフェルトや織物、セ
ラミック板、セラミック粉体の成形体、表面を電気絶縁
処理した金属、またはこれらを組み合わせたものが、使
用される。通気性導電体２５はカソードガス（たとえ
ば、空気）雰囲気中で作動温度においても酸化、腐食さ
れない導電性の通気性体で、耐熱合金製のフェルトや表
面処理されたステンレスフェルト、表面処理されたＮｉ
（ニッケル）フェルトなどが使用される。この通気性導
電体２５は、セル１１のカソード１３と電気的に接続さ
れる。この時、このセル１１を囲うセル包囲体１５とは
電気的に絶縁されている。さらに隣の単セルのセル包囲
体１５と電気的に接続される。カソードガス（たとえ
ば、空気）は、この通気性導電体２５を通ってカソード
１３に供給される。供給するカソードガスが、有効にカ
ソードガスにカソードに送られるように、隣接するセル
包囲体１５の間でかつ通気性導電体２５の両側の空間に
は、ガス抵抗体２４が配置され、カソードガスが通気性
導電体２５の両側の空間を通り抜けにくいようにしてあ
る。ガス抵抗体２４は、電気絶縁性であり、単セルを積
層した時の単セルのねじれや振動を抑える役割も有す
る。

【００１３】図３、図５に、スタック２２とその締結構
造を示す。単セル１１を積層したスタック２２は、アノ
ードガスマニホルド（ガス供給口２０またはガス排出口
２１と、ガスシール２３の積層体）のガスシール２３を
押さえるように締結板２６、２７で端面を押さえ、少な
くとも１本の締結ロッド２８で締結される。一端の締結
板（たとえば、締結板２６）とアノードガスマニホルド
との間には締結スプリング２９が配置され、締結力およ
びガスシール２３の押圧力を調節している。締結ロッド
２８は金属製であり、単セル積層体とは電気的に絶縁さ
れている。この締結構造は、アノードガスの供給側と排
出側のそれぞれに設けられる。締結板２７にはアノード
ガス入口３０が接続され、ここから入ったアノードガス
は、アノードガス供給口２０とガスシール２３が積層し
て形成されたアノードガスマニホルドを通って各セル１
１に供給される。同様に、アノードガス出口３１が排出
側の締結板に接続され、ここからアノードガスが排出さ
れる。締結板、供給側と排出側で分離されている方が軽
量化に有利である。

【００１４】カソードガスマニホルド３８、３９（カソ
ードガス入口側マニホルド３８、カソードガス出口側マ
ニホルド３９）は、スタック２２の側面を覆うように配
置される。金属板のプレス成形品がカソードガスマニホ
ルド３８、３９として使用でき、スタック２２とは電気
的に絶縁される。カソードガスマニホルド３８にはカソ
ードガス入口３２が接続され、カソードガスマニホルド
３９にはカソードガス出口３３が接続される。カソード
ガス入口３２からカソードガスマニホルド３８に入った
カソードガス（たとえば、空気）は、カソードガスをカ
ソード１３に供給しつつ、通気性導電体２５を通り抜
け、カソードガスマニホルド３９からカソードガス出口
３３を通って排出される。単セル積層体とカソードガス
マニホルド３８、３９は、内部の熱が外部に逃げないよ
うに、断熱材３５、３６、３７で覆われている。断熱材
３５、３６、３７には、一般的な断熱材、すなわち、セ
ラミックファイバや、セラミック多孔体や、内部を真空
にした断熱壁を適用できる。燃料電池１０の電気出力
は、セル積層体の端面に電気的に接続された電気端子３
４から取り出される（反対側の電気端子は図示せず）。

【００１５】図６に示すように、セル包囲体１５内に形
成される空間で、セル１１の両側の空間部分には、そこ
をアノードガスが通り抜けないように、該空間部分を埋
めるアノードガス抵抗体４０を配置して、アノードガス
を有効に使い燃料の利用率が上がるようにしてもよい。
アノードガス抵抗体４０には、セラミックファイバなど
のセラミック通気性体を用いることができる。ただし、
アノードガス抵抗体４０はなくてもよい。また、図７に
示すように、セル包囲体１５のセパレータ１７とセル１
との間に、導電性通気性体４１を配置してもよい。ただ
し、配置しなくてもよい。導電性通気性体４１を配置し
た場合は、セパレータ１７とセル１との接触抵抗を低減
でき、より高出力の燃料電池が得られる。

【００１６】つぎに、上記の、本発明の全実施例に共通
または類似する構造の作用を説明する。まず、セル１１
を、窓１６ａを有するセル支持体１６とセパレータ１７
とを外周部でガスタイトに接合した中空体からなるセル
包囲体１５で包囲したので、従来燃料電池におけるセル
を包囲する重量大の枠体（セルより厚く、金属またはセ
ラミックからなるので重量大となっていた）を無くすこ
とができ、セル包囲体１５をセルより薄い（たとえば、
２０〜５００μｍ厚の）金属箔から構成することによ
り、燃料電池の重量を大幅に低減することができる。セ
ル包囲体１５を金属箔から構成しても、金属箔に凹凸や
屈曲部分を形成することにより、強度、剛性が増加し、
燃料電池１０として必要な強度、剛性を持たせることが
できる。

【００１７】また、セル支持体１６とセパレータ１７と
を外周部で溶接やろう付けや接着で接合し、セル支持体
１６とセル１１の外周部を溶接やろう付けや接着でガス
タイトに接合したので、セル包囲体１５の内外に形成さ
れるガス流路（アノードガス流路とカソードガス流路）
は、互いに遮断される。この遮断構造に、溶接、ろう付
け、接着等の手段を用いているので、従来燃料電池にお
けるセル保持板周囲部およびインタコネクタの周囲部を
枠体で挟み押圧してシールしていた構造に比べて、シー
ルが確実となってシールの信頼性を上げることができる
他、シール面積が小となって燃料電池の小型化、軽量化
を促進することができる。また、押圧シール部は、アノ
ードガスマニホルドのガスシール２３部だけとなり、シ
ール面積が小となってシールの信頼性を上げることがで
きる。また、単セルの段階で（スタック前の段階で）、
気密試験が実施できる。スタック化した後の気密不良
は、アノードガスマニホルドのガスシール２３部だけと
特定できる。単セルでの発電試験も容易にできるので、
スタック化前の不良チェックが容易である。単セル同士
およびアノードガス供給口同士、排出口同士は、接合さ
れないので、スタック化後にいずれかの単セルが故障し
ても、単セルの交換は容易である。

【００１８】セル１１は金属箔のセル包囲体１５に囲ま
れる構成となり、セル１１が緩く拘束されるので、ガス
マニホルド部でスタック締結荷重を受けても、またスタ
ック締結荷重が変動しても、セルにかかる熱荷重とその
変動を容易に逃がすことができる。そのため、起動性能
に優れ、負荷変動にも優れる。また、セル積層構造にお
いて、１つのセル包囲体１５内のセルの窓からの露出電
極（カソード１３）と隣りのセル包囲体１５との間に通
気性をもつ導電体２５を配したので、通気性導電体２５
が緩衝材となって、セル厚み方向にセル１１に過大な熱
荷重がかかることを防止できる。

【００１９】つぎに、本発明の各実施例に特有な構成、
作用を説明する。本発明の実施例１では、図１〜図７に
示すように、単セルにおいて、セル１１はセル面内方向
に１枚もののセルからなり、セル面内方向に分割されて
いない。その他の構成、作用は、本発明の全実施例に共
通する構成、作用で述べたものに準じる。

【００２０】本発明の実施例２では、図８〜図１５およ
び図３に示すように、単セルにおいて、セル１１はセル
面内で複数のサブセル１１Ａに分割されている。セル包
囲体１５は金属箔からなる。図８、図９、図１３に示す
ように、セル包囲体１５のセル支持体１６に、プレスな
どにより仕切５０を形成して、小部屋５１を形成する。
各小部屋５１にサブセル１１Ａを配置する。仕切５０に
は、アノードガスが小部屋５１を順に流れて行くよう
に、かつ仕切５０の一側の小部屋から他側の小部屋にガ
スが流れるように、連通路５２が形成されている。アノ
ードガス流れは、図１４に示すように、図中縦方向に折
り返してもよいし、図１５に示すように、図中横方向に
折り返してもよい。カソードガス（空気）流れは図１
４、図１５に示すように、一方向である。通気性導電体
２５は、図１０、図１１に示すように、サブセル１１Ａ
に対応させて分割されていてもよいし、図１２に示すよ
うにサブセル１１Ａへの分割と無関係に連続していても
よい。図３は、スタック化したものを示す。

【００２１】本発明の実施例２の作用については、アノ
ードガスを順に小部屋に流すことにより、ガスの偏流が
無くなり、ガスの利用率を上げることができる。ガスの
利用率を上げると、セル面内の温度分布は大きくなる
が、金属箔に設けた仕切５０が撓むことでサブセル１１
Ａに生じる熱応力が吸収される。また、セル１１を小型
のサブセル１１Ａに分割していることで、１枚もののセ
ルでは割れてしまうセル面内温度分布であっても、小型
のサブセル１１Ａは割れることがない。金属箔とセルと
の熱膨張差も同様に仕切５０によって吸収される。これ
により、セルは熱応力に強くなり、急速な起動停止が可
能となり、かつガス利用率を高くすることができる。ま
た、セルの製造上から見ても、セルを小型化することに
より、歩留りが向上しコスト低減が可能となる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の燃料電池によれば、セルを、
窓を有するセル支持体とセパレータとを外周部で接合し
た中空体からなるセル包囲体で包囲したので、従来燃料
電池におけるセルを包囲する重量大の枠体を無くすこと
ができ、燃料電池の重量を大幅に低減することができ
る。請求項２の燃料電池によれば、セル支持体とセパレ
ータとを外周部で接合しセル支持体とセル外周部をガス
タイトに接合し、セル包囲体の内外に形成されたガス流
路を、互いに遮断したので、従来燃料電池における押圧
シール構造に比べて、シールの信頼性を上げることがで
きる他、シール面積が小となって燃料電池の小型化、軽
量化を促進することができる。請求項３の燃料電池によ
れば、セル積層構造において、１つのセル包囲体内のセ
ルの露出電極と隣りのセル包囲体との間に通気性導電体
を配したので、導電体が緩衝材となって、セル厚み方向
にセルに過大な熱荷重がかかることを防止できる。請求
項４の燃料電池によれば、セルをセル面内で複数のサブ
セルに分割したので、サブセル内の温度差はセルを分割
しない場合に比べて小さくなり、従来の燃料電池におい
てセル面内の温度分布によりセルに生じていた熱応力を
低減することができ、セルが熱応力で割れることを抑制
できる。請求項５の燃料電池によれば、セル支持体に仕
切を設けたので、セル面内方向の温度分布によりセル支
持体に熱膨張差が生じても、それを仕切部の変形により
容易に吸収することができ、セルにセル面内方向に過大
な荷重がかかることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の燃料電池の単セルの展開斜
視図である。

【図２】本発明の実施例１の燃料電池のセル積層体の分
解斜視図である。

【図３】本発明の実施例１、実施例２の燃料電池の分解
斜視図である。

【図４】本発明の実施例１の燃料電池の単セルの断面図
である。

【図５】本発明の実施例１の燃料電池の単セルを複数積
層した状態の断面図である。

【図６】本発明の実施例１の燃料電池の単セルの、セル
包囲体内にアノードガス抵抗体を入れた場合の、断面図
である。

【図７】本発明の実施例１の燃料電池の単セルの、セル
包囲体内に導電性通気性体を入れた場合の、断面図であ
る。

【図８】本発明の実施例２の燃料電池の単セルの展開斜
視図である。

【図９】本発明の実施例２の燃料電池の単セルのセル支
持体の斜視図である。

【図１０】本発明の実施例２の燃料電池の単セルの断面
図である。

【図１１】本発明の実施例２の燃料電池の単セルを複数
積層した状態（セル包囲体間の通気性導電体が分割型で
ある場合）の断面図である。

【図１２】本発明の実施例２の燃料電池の単セルを複数
積層した状態（セル包囲体間の通気性導電体が連続型で
ある場合）の断面図である。

【図１３】本発明の実施例２の燃料電池の単セルを複数
積層した場合の斜視図である。

【図１４】本発明の実施例２の燃料電池のセル面内での
アノードガスの流れの一形態を示す正面図である。

【図１５】本発明の実施例２の燃料電池のセル面内での
アノードガスの流れのもう一つの形態を示す正面図であ
る。

【図１６】一般の高温型燃料電池、たとえば固体酸化物
型燃料電池の発電反応図である。

【図１７】一般の高温型燃料電池、たとえば固体酸化物
型燃料電池の一部の分解斜視図である。

【符号の説明】

１０燃料電池（たとえば、固体酸化物型燃料電池）１１セル１１Ａサブセル１２電解質１３空気極（カソード）１４燃料極（アノード）１５セル包囲体１６セル支持体１６ａ窓１７セパレータ１７ａ突起１７ｂ押え板１８アノードガス流路１９カソードガス流路２０ガス供給口２０ａ溝側部材２１ガス排出口２１ａ溝側部材２２スタック２３ガスシール２４電気絶縁性ガス抵抗体２５通気性導電体２６、２７締結板２８締結ロッド２９締結スプリング３０アノードガス入口３１アノードガス出口３２カソードガス入口３３カソードガス出口３４電気端子３５、３６、３７断熱材３８、３９カソードマニホルド４０アノードガス抵抗体４１導電性通気性体５０仕切５１小部屋５２連通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セルと、窓を有するセル支持体とセパレータとを外周部で接合し
た中空体からなり前記セルの一面を前記セパレータで覆
い前記セルの他面を該セルの他面に設けられた電極を前
記窓から露出させて前記セル支持体で覆い前記セルを包
囲するセル包囲体と、を有する燃料電池。
【請求項２】前記セル包囲体の内外に、互いに遮断さ
れたガス流路を有する請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】前記セルを包んだ前記セル包囲体を、１
つのセル包囲体内のセルの窓からの露出電極と隣りのセ
ル包囲体との間に通気性をもつ導電体を配して、複数、
積層した請求項１または請求項２記載の燃料電池。
【請求項４】前記セルをセル面内で複数に分割した請
求項１または請求項２または請求項３記載の燃料電池。
【請求項５】前記セル支持体に仕切を設け該仕切に該
仕切の一側の小部屋から他側の小部屋にガスを流す連通
路を設けた請求項４記載の燃料電池。