JP2005327587A

JP2005327587A - 燃料電池および燃料電池システム

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Publication number: JP2005327587A
Application number: JP2004144414A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ogino; 温荻野; Satoshi Shiokawa; 諭塩川; Takashi Shimazu; 孝志満津; Hiroshi Aoki; 博史青木; Hiroyuki Mitsui; 宏之三井
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】燃料電池システムの構成を過剰に複雑化することを防止しつつ、燃料電池を昇温させることができる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】１つ以上の電解質層と、各電解質層を２つの導体部でそれぞれ挟むように配置された複数の導体部と、前記複数の導体部のうちの２つの導体部に接した状態で固定されており、常温で導電性を示すとともに常温よりも高い所定の温度で非導電性を示す材料を用いて形成された接続部と、を備える燃料電池を用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池および燃料電池を有する燃料電池システムに関する。

近年、水素と酸素の電気化学反応によって発電する燃料電池システムがエネルギ源として注目されている。燃料電池における発電は、常温よりも高い温度で進行する。そこで、発電を進行させるために、燃料電池を昇温させるための特別な装置が設けられる場合がある。

特開２００３−１０９６３６号公報

ところが、燃料電池を昇温させるための装置を設けることによって、燃料電池システムの構成が複雑化する場合があった。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池システムの構成を過剰に複雑化することを防止しつつ、燃料電池を昇温させることができる技術を提供することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、この発明による第１の態様に係る燃料電池は、１つ以上の電解質層と、各電解質層を２つの導体部でそれぞれ挟むように配置された複数の導体部と、前記複数の導体部のうちの２つの導体部に接した状態で固定されており、常温で導電性を示すとともに常温よりも高い所定の温度で非導電性を示す材料を用いて形成された接続部と、を備える。

この燃料電池は、常温で導電性を示すとともに常温よりも高い所定の温度で非導電性を示す材料を用いて形成された接続部が、２つの導体部に接した状態で固定されているので、これらの導体部と接続部とに電流を流すことによって、燃料電池を有する燃料電池システムの構成を過剰に複雑化することを防止しつつ、燃料電池を昇温させることが可能となる。

上記燃料電池において、前記接続部の電気抵抗値は温度の上昇に伴って略ステップ状に増大し、前記燃料電池は、前記接続部の前記電気抵抗値が略ステップ状に変化する温度よりも高い温度で発電を行うことが好ましい。

この構成によれば、燃料電池の温度を電気抵抗値が略ステップ状に変化する温度まで速やかに昇温させることができる。

上記各燃料電池において、前記接続部は前記電解質層の内部に設けられていてもよい。

この構成によれば、燃料電池の小型化を図ることができる。

上記各燃料電池において、前記接続部は、ＢａＴｉＯ３を用いて形成されていてもよい。

この発明による第２の態様に係る燃料電池システムは、上述した第１の態様に係る燃料電池と、前記導体部と前記接続部とが直列に接続された回路に対して外部から電圧を印加可能な電力供給部と、を備える。

この構成によれば、導体部と接続部とに電流を流すことによって、燃料電池を昇温させることが可能となる。

なお、この発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池、燃料電池の制御方法または装置、燃料電池を備える燃料電池システム、燃料電池システムの制御方法または装置、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、燃料電池システムを駆動用電源として搭載する車両、等の形態で実現することができる。

次に、この発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．第４実施例：
Ｅ．変形例：

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としての燃料電池の単セル１００の構造を示す説明図である。この単セル１００は、電解質層１３０と、電解質層１３０の両側に設けられたカソード電極１２０およびアノード電極１１０と、単セル１００を積層する際にアノード電極１１０とカソード電極１２０との間に設けられるセパレータ１６０とを有している。

電解質層１３０は、例えば、固体酸化物電解質で構成されている。アノード電極１１０とカソード電極１２０とは、導電性が良好な材料で形成されており、例えば、導電性多孔質体（例えば、カーボンブラックなど）に電気化学反応を促進させる触媒（例えば、プラチナ（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）など）を担持させたものが用いられる。なお、電解質層１３０とアノード電極１１０とカソード電極１２０との全体は、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）とも呼ばれる。セパレータ１６０とカソード電極１２０との間には酸化ガス流路ＦＬｃが形成される。また、セパレータ１６０とアノード電極１１０との間には燃料ガス流路ＦＬａが形成される。セパレータ１６０は、水素透過性が低く導電性の良好な材料で形成されており、例えば、樹脂に導電材料を混入して形成したものが用いられる。また、電解質層１３０を挟んで配置される２つのセパレータ１６０には接続部１７０が固定されている。２つのセパレータ１６０は、燃料電池の昇温時において、この接続部１７０によって電気的に接続されることになる。

図２は、燃料電池システムの構成の概略を示す説明図である。この燃料電池システム５００は、燃料電池スタック２００と蓄電池３００とを備えている。この燃料電池スタック２００は、２つの単セル１０１、１０２を積層したものである。第１単セル１０１は、第１ＭＥＡ１４１と、第１ＭＥＡ１４１を両側から挟み込む第１セパレータ１６１と第２セパレータ１６２とを有している。第１セパレータ１６１と第２セパレータ１６２とには、第１接続部１７１が固定されている。第１ＭＥＡ１４１は、第１電解質層１３１と、第１電解質層１３１を両側から挟み込む第１アノード電極１１１と第１カソード電極１２１とを有している。また、第２単セル１０２は、第２ＭＥＡ１４２と、第２ＭＥＡ１４２を両側から挟み込む第２セパレータ１６２と第３セパレータ１６３とを有している。第２セパレータ１６２と第３セパレータ１６３とには、第２接続部１７２が固定されている。第２ＭＥＡ１４２は、第２電解質層１３２と、第２電解質層１３２を両側から挟み込む第２アノード電極１１２と第２カソード電極１２２とを有している。なお、第２セパレータ１６２は、第１単セル１０１と第２単セル１０２とで共用されている。また、第２セパレータ１６２には、燃料電池スタック２００を冷却する冷媒が通過する冷媒流路ＦＬｃｌが設けられている。また、第１セパレータ１６１と第３セパレータ１６３とには、スイッチＳＷを介して蓄電池３００が接続されている。

なお、本実施例では、第１セパレータ１６１と第１アノード電極１１１との全体が本発明における「導体部」に相当する。さらに、第１カソード電極１２１と第２セパレータ１６２と第２アノード電極１１２との全体と、第２カソード電極１２２と第３セパレータ１６３との全体とが、それぞれ、本発明における「導体部」に相当する。

図３は、２つの接続部１７１、１７２を形成する材料の電気抵抗率（比抵抗とも呼ぶ）と温度との関係の一例を示すグラフである。横軸は温度（℃）を示し、縦軸は電気抵抗率（Ω・ｃｍ）を示している。本実施例では、接続部１７１、１７２は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）を主成分とするセラミックスを用いて形成されている。

図３に示すように、比較的低い温度範囲においては電気抵抗率が比較的小さく、また、比較的高い温度範囲においては電気抵抗率が比較的大きくなっている。特に、図３の例では、１２０℃付近において、温度の上昇に対して電気抵抗率がステップ状に大きくなっている。このように、所定の温度を超えると電気抵抗率が急激に上昇する特性を有する材料の１つとして、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）が知られている。以下、電気抵抗率が急激に上昇する温度を「遷移温度Ｔｔｒ」と呼ぶ。なお、電気抵抗率の温度特性、すなわち、遷移温度Ｔｔｒよりも高い温度における電気抵抗率や、遷移温度Ｔｔｒよりも低い温度における電気抵抗率や、遷移温度Ｔｔｒは、チタン酸バリウムに添加する物質の種類や量を変えることによって調整することができる。

なお、接続部１７１、１７２の形成に用いる材料は、燃料電池スタック２００が定常的な発電運転を行っている状態での接続部１７１、１７２の温度（以下「定常運転温度」と呼ぶ）において非導電性を有することが好ましい。具体的には、材料の温度が定常運転温度である場合に、その材料の電気抵抗率が１０^５Ωcm以上であることが好ましく、１０^７Ωcm以上であることが特に好ましく、１０^９Ωcm以上であることが最も好ましい。このような材料を用いて接続部１７１、１７２を形成すれば、定常運転時に接続部を流れる電流の大きさが過剰に大きくなることを防止できる。

さらに、接続部１７１、１７２の形成に用いる材料は、燃料電池システム５００を使用する環境の温度（例えば、常温（本明細書では２０℃を意味する）やゼロ℃）において導電性を有することが好ましい。ここで、導電性を有する材料の電気抵抗率としては、１０^３Ωcm以下であることが好ましく、１０^２Ωcm以下であることが特に好ましく、１０^１Ωcm以下であることが最も好ましい。また、接続部１７１、１７２の形成に用いる材料は、常温において導電性を有することが好ましく、さらに、定常運転温度よりも低い温度範囲のうちのより高い温度において導電性を有することが好ましい。具体的には、４０℃以下で導電性を有することが好ましく、６０℃以下で導電性を有することが特に好ましく、８０℃以下で導電性を有することが最も好ましい。ただし、過度に低い温度まで導電性を有する必要はなく、１０℃以上で導電性を有することが好ましく、０℃以上で導電性を有することが特に好ましく、−１０℃以上で導電性を有することが最も好ましい。このような材料を用いて接続部１７１、１７２を形成すれば、燃料電池スタック２００を昇温させるのに充分な電流を流すことができる。

図４は、燃料電池システム５００の状態を説明する説明図である。図４（Ａ）は、暖機時の状態を示し、図４（Ｂ）は、暖機後の発電時の状態を示している。燃料電池システム５００を常温から起動する場合など、燃料電池スタック２００の温度が定常運転時の温度と比べて低い場合には、燃料電池スタック２００の暖機処理が行われる。本実施例では、スイッチＳＷが「入」の状態にされ、蓄電池３００によって第１セパレータ１６１と第３セパレータ１６３との間に電圧が印加される。

図４（Ａ）に示す暖機時において、燃料電池スタック２００の温度、すなわち、接続部１７１、１７２の温度が遷移温度Ｔｔｒよりも低い場合には、２つの接続部１７１、１７２を通じて比較的大きな電流が流れる。具体的には、第１セパレータ１６１から第１接続部１７１を通じて第２セパレータ１６２に電流が流れ、さらに、第２セパレータ１６２から第２接続部１７２を通じて第３セパレータ１６３に電流が流れる。その結果、これらのセパレータ１６１、１６２、１６３と接続部１７１、１７２とで熱が発生し、燃料電池スタック２００が昇温されることとなる。この際、接続部１７１、１７２の電気抵抗率の温度変化は、遷移温度Ｔｔｒ付近における変化と比べて小さいので、遷移温度Ｔｔｒよりも低い温度では、ほぼ一定の電流が流れることになる。その結果、燃料電池スタック２００は、遷移温度Ｔｔｒ近くまで速やかに昇温される。接続部１７１、１７２が、遷移温度Ｔｔｒまで昇温されると、２つの接続部１７１、１７２の電気抵抗値は急激に高くなる。その結果、セパレータ１６１、１６２、１６３と接続部１７１、１７２とを流れる電流の大きさは急激に小さくなるので、燃料電池スタック２００の昇温が停止する。

なお、本実施例では、燃料電池スタック２００の定常運転時の温度は、接続部１７１、１７２の遷移温度Ｔｔｒよりも高く設定されている。そこで、遷移温度Ｔｔｒから定常運転時の温度までは、他の方法を用いて燃料電池スタック２００の昇温を行う。例えば、燃料ガス流路ＦＬａに燃料ガス（例えば、水素）と酸化ガス（例えば、空気）とを供給することによって、燃料ガスの触媒燃焼を進行させて燃料電池スタック２００を昇温させてもよい。この代わりに、燃料電池スタック２００を加熱する加熱装置（例えば、電気ヒータ）を設けて昇温させてもよい。

燃料電池スタック２００の昇温が完了すると、燃料電池スタック２００での発電が開始される。この際、スイッチＳＷは「切」の状態にされる（図３（Ｂ））。第１ＭＥＡ１４１と第２ＭＥＡ１４２とにおける電気化学反応によって生じた電力は、第１セパレータ１６１と第３セパレータ１６３とに接続された外部の負荷（図示せず）に供給される。この際、３つのセパレータ１６１〜１６３に電流が流れることとなる。ただし、２つの接続部１７１、１７２の電気抵抗値は、温度が遷移温度Ｔｔｒよりも低い場合と比べて高い値となっているので、接続部１７１、１７２に過剰な電流が流れることが防止される。その結果、接続部１７１、１７２を電流が流れることによって消費される電力（以下「接続部損失電力」と呼ぶ）が過剰に大きくなることが防止される。この際、２つの接続部１７１、１７２とセパレータ１６１〜１６３との間に電気的な接続を遮断するための遮断装置（例えば、スイッチ）を設けなくても良いので、燃料電池システムの構成が過剰に複雑化することを防止することができる。

このように、第１実施例では、燃料電池スタック２００の温度が、接続部１７１、１７２の遷移温度Ｔｔｒよりも低い場合には、２つの接続部１７１、１７２を通じて３つのセパレータ１６１〜１６３に電流を流すことによって、燃料電池スタック２００を容易に昇温させることができる。また、燃料電池スタック２００の温度が遷移温度Ｔｔｒよりも高い場合、特に、定常運転時の温度である場合には、２つの接続部１７１、１７２に過剰な電流が流れることが自然に防止される。

なお、通常の燃料電池の内部には、発電による電流を流すためにセパレータと電極を含む導体部が設けられている。第１実施例では、発電による電流を流すための導体部を昇温のために流用しているので、燃料電池の小型化を図ることができる。また、燃料電池の内部に設けられた導体部に電流を流すので、燃料電池の内部から昇温させることができる。さらに、接続部で接続された複数の導体部に電流を流しているので、燃料電池を昇温させるための時間を大幅に短縮することができる。

また、燃料電池システム５００の定常運転とは、燃料電池スタック２００の暖機が完了して燃料電池スタック２００の内部温度が充分に昇温した状態で発電が進行している運転を意味する。燃料電池の電池性能は、内部温度の上昇とともに向上する傾向がある。そこで、通常は、燃料電池の温度を所定の温度まで昇温させてから定常的な発電を行う。この所定の温度は燃料電池の種類に応じて種々の値に設定され、例えば、８０℃程度に設定される場合や、２００℃程度に設定される場合や、８００℃程度に設定される場合がある。定常運転温度とは、このような定常的な発電を行っている状態における接続部の温度を意味する。また、定常運転時に燃料電池の温度が変化する場合がある。このとき、接続部１７１、１７２の温度も燃料電池の温度に追従して変化する可能性がある。このような場合には、接続部１７１、１７２に用いる材料として、定常運転時に接続部の温度が変化し得る温度範囲内において非導電性を示す材料を用いることが好ましい。

Ｂ．第２実施例：
図５は、第２実施例における燃料電池システム５００ｂの構成の概略を示す説明図である。図２に示す燃料電池システム５００との差異は、２つのＭＥＡ１４１ｂ、１４２ｂの内部に接続部１７１ｂ、１７２ｂが設けられている点だけである。他の構成は、図２に示す第１実施例と同じである。

この実施例では、第１ＭＥＡ１４１ｂの電解質層１３１ｂ内部に接続部１７１ｂが設けられている。この接続部１７１ｂは、アノード電極１１１ｂとカソード電極１２１ｂとを電気的に接続する。このような第１ＭＥＡ１４１ｂは、例えば、以下のようにして形成することができる。まず、炭化ケイ素（ＳｉＣ）のマトリックス等の多孔質の基材に液体状の濃リン酸（例えば、Ｈ_３ＰＯ_４）等の電解質を含浸させる。この際、基材に物理的な穴を設け、その穴の中に接続部１７１ｂを埋め込んでおく。次に、アノード電極１１１ｂとカソード電極１２１ｂとを基材に貼り合わせる。その結果、アノード電極１１１ｂとカソード電極１２１ｂとが、接続部１７１ｂによって接続されることとなる。第２ＭＥＡ１４２ｂの構成も、第１ＭＥＡ１４１ｂと同じである。

このように、第２実施例の燃料電池システム５００ｂでは、接続部１７１ｂ、１７２ｂがＭＥＡ１４１ｂ、１４２ｂの内部に設けられているので、第１実施例と同様の効果に加え、さらに、燃料電池スタック２００ｂの小型化を図ることが可能となる。また、接続部が電解質層の外部に設けられている場合と比べて、接続部１７１ｂ、１７２ｂの温度と電解質層１３１ｂ、１３２ｂの温度との差が過剰に大きくなることを防止することができる。その結果、電解質層１３１ｂ、１３２ｂが充分に昇温されているにも拘わらずに、接続部１７１ｂ、１７２ｂに過剰な電流が流れることを防止することができる。

Ｃ．第３実施例：
図６は、第３実施例における燃料電池システム５００ｃの構成の概略を示す説明図である。図６では、セパレータとＭＥＡとが、図２と比べて簡略化して示されている。図２の第１実施例との差異は、接続部１７１ｃが接続されているセパレータの組み合わせが異なる点だけであり、他の構成は同じである。この燃料電池システム５００ｃの燃料電池スタック２００ｃでは、第１セパレータ１６１と第３セパレータ１６３とに接続部１７１ｃが固定されている。暖機時には、第１セパレータ１６１と第３セパレータ１６３とに電流が流される。このように、接続部が接続する２つの導体部としては、１つの電解質層を挟んで隣り合う２つの導体部に限らず、任意の２つの導体部を採用することができる。なお、本実施例のように、昇温時に、複数の導体部のうちの一部の導体部のみに電流を流すこととしてもよい。

Ｄ．第４実施例：
図７は、第４実施例における燃料電池システム５００ｄの構成の概略を示す説明図である。この燃料電池システム５００ｄの燃料電池スタック２００ｄは、１列に並んだ３つのＭＥＡ１４１ｄ〜１４３ｄと、各ＭＥＡ１４１ｄ〜１４３ｄを２つのセパレータでそれぞれ挟むように配置された４つのセパレータ１６１ｄ〜１６４ｄとを有している。第１セパレータ１６１ｄと第２セパレータ１６２ｄとには第１接続部１７１ｄが固定されている。第３セパレータ１６３ｄと第４セパレータ１６４ｄとには第２接続部１７２ｄが固定されている。また、蓄電池３００の一方の電極は、スイッチＳＷを介して、第１セパレータ１６１ｄと第４セパレータ１６４ｄとに接続され、他方の電極は、第２セパレータ１６２ｄと第３セパレータ１６３ｄとに接続されている。このように、複数の導体部を、接続部を介して蓄電池３００に対して並列に接続してもよい。

Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

変形例１：
上述の各実施例での定常運転時において、燃料電池スタック２００〜２００ｄが外部の負荷に供給する電力に対する接続部損失電力の割合は小さいことが好ましく、１０％以下であることが好ましく、５％以下であることが特に好ましく、２％以下であることが最も好ましい。ここで、定常運転温度における接続部１７０〜１７２ｄの電気抵抗値を大きくすることによって、接続部損失電力を小さくすることができる。接続部１７０〜１７２ｄの電気抵抗値は、接続部１７０〜１７２ｄの長さや断面積を変えることによって調整することができる。

また、上述の各実施例での昇温時において、燃料電池スタック２００〜２００ｄの昇温速度は速いことが好ましく、５℃／sec以上であることが好ましく、１０℃／sec以上であることが特に好ましく、２０℃／sec以上であることが最も好ましい。ここで、常温における接続部１７０〜１７２ｄの電気抵抗値を小さくすることによって、昇温速度を速くすることができる。

変形例２：
定常運転温度において非導電性を有し、さらに、常温において導電性を有する材料としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）を主成分とするセラミックスに限らず、他の種々の材料を用いることができる。例えば、ＢａＴｉＯ３のＴｉの一部をＳｒ、Ｃａ、Ｐｂ等に置換した材料を用いてもよく、また、ＢａＴｉＯ３のＴｉの一部をＳｎ、Ｚｒ等に置換した材料を用いてもよい。また、Ｓｉの単結晶を用いてもよく、ポリマー系のＰＴＣサーミスタに用いられる材料を用いてもよい。いずれの材料を用いる場合も、電気抵抗率の温度特性、すなわち、遷移温度Ｔｔｒや、定常運転温度における電気抵抗率や、常温における電気抵抗率は、主成分の種類や、主成分に添加する物質の種類や量を変えることによって調整することができる。

なお、上述の各実施例において、接続部１７０〜１７２ｄの形成に用いる材料は、常温から定常運転温度への温度の上昇に伴って電気抵抗率がステップ状に変化していなくてもよく、例えば、電気抵抗率が温度の上昇に伴って直線的に変化する材料を用いてもよい。ただし、電気抵抗率が温度の上昇に伴ってステップ状に変化する材料を用いれば、燃料電池の温度が遷移温度Ｔｔｒに上昇するまでは、燃料電池の導体部を流れる電流が急激に小さくならないので、速やかに燃料電池を昇温させることができる。

変形例３：
上述の各実施例において、電解質層を、電解質の材料（例えば、ＢａＣｅＯ_３系や、ＳｒＣｅＯ_３系のセラミックス等の固体酸化物）と接続部の材料（例えば、ＢａＴｉＯ３系のセラミックス）とを混練して形成してもよい。この場合も、形成した電解質層が、常温において導電性を有し、定常運転温度において非導電性を有することが好ましい。なお、この場合には、本発明における「接続部」が電解質層の内部に設けられることとなる。

変形例４：
上述の各実施例において、燃料電池に用いる単セルの数は、２よりも大きな数としてもよく、１つとしてもよい。

変形例５：
上述の各実施例において、燃料電池スタック２００〜２００ｄに電圧を印加する電力供給部としては、蓄電池３００等の２次電池に限らず種々の電源装置を用いることができる。

変形例６：
上述の各実施例では、燃料電池として固体酸化物電解質型やリン酸電解質型の燃料電池を用いたが、この他にも、固体高分子電解質型や、アルカリ水溶液電解質型、あるいは、溶融炭酸塩型等、種々のタイプの燃料電池を用いることができる。

本発明の一実施例としての燃料電池の単セル１００の構造を示す説明図。燃料電池システムの構成の概略を示す説明図。電気抵抗率と温度との関係の一例を示すグラフ。燃料電池システム５００の状態を説明する説明図。第２実施例における燃料電池システム５００ｂの構成の概略を示す説明図。第３実施例における燃料電池システム５００ｃの構成の概略を示す説明図。第４実施例における燃料電池システム５００ｄの構成の概略を示す説明図。

符号の説明

１００...単セル
１０１...第１単セル
１０２...第２単セル
１１０、１１１ｂ、１１２ｂ...アノード電極
１１１...第１アノード電極
１１２...第２アノード電極
１２０、１２１ｂ、１２２ｂ...カソード電極
１２１...第１カソード電極
１２２...第２カソード電極
１３０、１３１ｂ、１３２ｂ...電解質層
１３１...第１電解質層
１３２...第２電解質層
１４０、１４１ｄ、１４２ｄ、１４３ｄ...ＭＥＡ
１４１、１４１ｂ...第１ＭＥＡ
１４２、１４２ｂ...第２ＭＥＡ
１６０...セパレータ
１６１、１６１ｄ...第１セパレータ
１６２、１６２ｄ...第２セパレータ
１６３、１６３ｄ...第３セパレータ
１６４ｄ...第４セパレータ
１７０、１７１ｂ、１７２ｂ、１７１ｃ...接続部
１７１、１７１ｄ...第１接続部
１７２、１７２ｄ...第２接続部
２００、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ...燃料電池スタック
３００...蓄電池
５００、５００ｂ、５００ｃ、５００ｄ...燃料電池システム
ＦＬａ...燃料ガス流路
ＦＬｃ...酸化ガス流路
ＦＬｃｌ...冷媒流路
ＳＷ...スイッチ

Claims

燃料電池であって、
１つ以上の電解質層と、
各電解質層を２つの導体部でそれぞれ挟むように配置された複数の導体部と、
前記複数の導体部のうちの２つの導体部に接した状態で固定されており、常温で導電性を示すとともに常温よりも高い所定の温度で非導電性を示す材料を用いて形成された接続部と、
を備える、燃料電池。
請求項１に記載の燃料電池であって、
前記接続部の電気抵抗値は温度の上昇に伴って略ステップ状に増大し、
前記燃料電池は、前記接続部の前記電気抵抗値が略ステップ状に変化する温度よりも高い温度で発電を行う、燃料電池。
請求項１または請求項２のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記接続部は前記電解質層の内部に設けられている、燃料電池。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記接続部は、ＢａＴｉＯ３を用いて形成されている、燃料電池。
燃料電池システムであって、
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料電池と、
前記導体部と前記接続部とが直列に接続された回路に対して外部から電圧を印加可能な電力供給部と、を備える、燃料電池システム。