JP2010182438A

JP2010182438A - Electrochemical device

Info

Publication number: JP2010182438A
Application number: JP2009022409A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okamoto; 拓岡本
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2010-08-19

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a platy electrochemical cell capable of preventing gas leak due to cracks at a sealing part of the cell and a gas circulation structure in a stack or damage of the cell. SOLUTION: The platy electrochemical cell 1 made of ceramics includes a gas supply member 9A fitted at a gas supply channel (a gas exhaust channel) 9a, a gas exhaust member 9B, and supporting members 15. Each cell 1 includes a first electrode in contact with a first gas, a solid electrolyte layer, and a second electrode in contact with a second gas. The cell has a first corner, a second corner, a third corner, and a fourth corner formed. A gas flow channel 10 to flow the first gas is formed inside the first electrode. A gas supply hole and a gas exhaust hole are formed at the cell. Each cell is supported by the gas supply member 9A at the first corner, by the gas exhaust member 9B at the second corner, and by the supporting members 15 at the third and the fourth corners. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池などの電気化学装置に関するものである。 The present invention relates to an electrochemical device such as a solid oxide fuel cell.

特許文献１では、セラミック製電気化学セルの例えば燃料極の内部に燃料流路を形成し、燃料極の上に固体電解質膜、空気極膜を形成する。そしてセルそのものにガス供給孔とガス排出孔とを設け、セルを直接に複数枚積層してスタックを形成する。このスタック形成のさいに、隣接する各セルのガス供給孔を連続させてガス供給路を形成し、各セルのガス排出孔を連続させることでガス排出路を形成する。
ＷＯ２００７／０２９８６０Ａ１ In Patent Document 1, a fuel flow path is formed inside, for example, a fuel electrode of a ceramic electrochemical cell, and a solid electrolyte membrane and an air electrode membrane are formed on the fuel electrode. A gas supply hole and a gas discharge hole are provided in the cell itself, and a plurality of cells are directly stacked to form a stack. In forming the stack, the gas supply passages are formed by connecting the gas supply holes of adjacent cells, and the gas discharge passages are formed by connecting the gas discharge holes of the cells.
WO 2007/029860 A1

また、特許文献２および非特許文献１においては、各セルの貫通孔にガス供給管を挿通する。隣接するセルに挿通された各ガス供給管を連結し、連結されたガス供給構造体を作製する。このガス供給構造体によって、複数のセルをそれぞれ固定し、スタックを形成する。この結果、個々のセルは、互いに接触しておらず、連結されたガス供給構造体によって支持されており、セルそれ自体は構造保持部材として働かない。従って、セルスタックに対して外力が加わっても、個々のセルに対しては過大な応力が加わりにくい。
ＷＯ２００８／１２３５７０第１５回ＳＯＦＣ研究発表会講演要旨集（平成１８年１２月５日発行：ＳＯＦＣ研究会）、第２１２〜２１５ページ「流路内蔵セル・スタックの発電特性」 In Patent Document 2 and Non-Patent Document 1, gas supply pipes are inserted through the through holes of each cell. The gas supply pipes inserted into adjacent cells are connected to produce a connected gas supply structure. With this gas supply structure, a plurality of cells are fixed to form a stack. As a result, the individual cells are not in contact with each other and are supported by the connected gas supply structures, and the cells themselves do not act as structure holding members. Therefore, even if an external force is applied to the cell stack, an excessive stress is not easily applied to each cell.
WO 2008/123570 15th SOFC Research Meeting Abstract (December 5, 2006: SOFC Meeting), pp. 212-215 “Power generation characteristics of cell stack with built-in channel”

また、特許文献３（本出願時未公開）では、ガス供給部材や排出部材を設けるのに際して、セルごとにガス供給部材を設け、隣接するセル用のガス供給部材を互いに連結せずに隙間を設け、ガス供給部材とセルとの間をシールする。
特願２００８−７７５００ Further, in Patent Document 3 (not disclosed at the time of this application), when providing a gas supply member and a discharge member, a gas supply member is provided for each cell, and a gap is formed without connecting gas supply members for adjacent cells to each other. And sealing between the gas supply member and the cell.
Japanese Patent Application No. 2008-77500

しかし，本発明者が更に継続的に研究を続けてきたところ、前記の各文献記載のスタックでは、平板状セルを縦に置いて配列した場合には問題がないが、平板状セルを水平にして上下方向に多数積層した場合には、問題が生ずることを見いだした。 However, as the present inventors have continued research further, in the stacks described in the above documents, there is no problem when the flat cells are arranged vertically, but the flat cells are horizontal. It has been found that problems occur when a large number of layers are stacked vertically.

すなわち、上記の構造では、平板状セルを上下に多数積層したときには、セルがガス供給部材およびガス排出部材によって支持されることになる。しかし、この構造では、最も下にあるガス供給部材、排出部材に過大な応力が加わる。その上で、各セルはセラミックスの焼結によって製造されるが、セルの各部分（固体電解質、燃料極、空気極）の熱膨張係数の相違などによってセルが反ることは避けられない。さらに、セルを上下方向に多数積層するときには、各セルをガス供給部材、排出部材に対して気密性シール材によって接合し、シールする必要があり、このために加熱および冷却工程が加わる。しかし、この加熱−冷却の際に、各セルに反りが生ずる。この結果、セルのガス供給部材、排出部材とのシール部分およびその周辺に曲げモーメントが働き、セル、シール材、ガス供給部材、排出部材に微細なクラックが入る傾向があった。すると、セルの発電性能が低下し、あるいはスタックごとのバラツキが大きくなる。 That is, in the above structure, when a large number of flat cells are stacked one above the other, the cells are supported by the gas supply member and the gas discharge member. However, in this structure, excessive stress is applied to the lowermost gas supply member and discharge member. In addition, each cell is manufactured by sintering ceramics. However, it is inevitable that the cell warps due to a difference in thermal expansion coefficient of each part (solid electrolyte, fuel electrode, air electrode) of the cell. Further, when a large number of cells are stacked in the vertical direction, each cell needs to be bonded and sealed to the gas supply member and the discharge member by an airtight sealing material, which adds heating and cooling steps. However, warping occurs in each cell during this heating-cooling. As a result, bending moments act on the sealing portion of the cell with the gas supply member and the discharge member and the periphery thereof, and fine cracks tend to occur in the cell, the seal material, the gas supply member, and the discharge member. Then, the power generation performance of the cell is reduced, or the variation from stack to stack increases.

本発明の課題は、板状電気化学セルを縦に置いてスタックした場合に、セルとガス流通構造とのシール部分におけるクラックやセルの破損などによるガスリークを防止できるようにすることである。 An object of the present invention is to make it possible to prevent gas leakage due to cracks or breakage of a cell in a seal portion between a cell and a gas flow structure when the plate-like electrochemical cell is vertically stacked.

本発明は、セラミックス製板状電気化学セル、ガス供給路の設けられているガス供給部材、ガス排出路の設けられているガス排出部材および支持部材を備えており、複数の前記電気化学セルが互いに離間された状態で上下方向に向かって支持されている電気化学装置であって、
各セルが、第一のガスと接触する第一の電極、固体電解質層、および第二のガスと接触する第二の電極を備えており、セルに第一のコーナー部、第二のコーナー部、第三のコーナー部および第四のコーナー部が設けられており、第一のガスを流すガス流路が第一の電極の内部に形成されており、ガス供給孔およびガス排出孔がセルに設けられており、
各セルが第一のコーナー部でガス供給部材によって支持され、第二のコーナー部でガス排出部材によって支持され、第三のコーナー部および第四のコーナー部でそれぞれ支持部材によって支持され、ガス供給部材のガス供給路およびガス排出部材のガス排出路がセルのガス流路と連通しており、支持部材が、ガス供給およびガス排出機能がない構造部材であることを特徴とする。 The present invention includes a ceramic plate-shaped electrochemical cell, a gas supply member provided with a gas supply passage, a gas discharge member provided with a gas discharge passage, and a support member, and a plurality of the electrochemical cells are provided. An electrochemical device supported in the vertical direction in a state of being separated from each other,
Each cell includes a first electrode in contact with a first gas, a solid electrolyte layer, and a second electrode in contact with a second gas, the cell having a first corner portion, a second corner portion The third corner portion and the fourth corner portion are provided, the gas flow path for flowing the first gas is formed inside the first electrode, and the gas supply hole and the gas discharge hole are formed in the cell. Provided,
Each cell is supported by a gas supply member at a first corner, supported by a gas discharge member at a second corner, and supported by a support member at a third corner and a fourth corner, respectively. The gas supply path of the member and the gas discharge path of the gas discharge member communicate with the gas flow path of the cell, and the support member is a structural member having no gas supply and gas discharge functions.

本発明によれば、平板状セルを４つのコーナー部でガス供給部材、ガス排出部材および支持部材によって支持している。この構造では、最も下にあるセルに対する応力がコーナー部に分散される。その上で、各セルが反ったときに、セルの反りによる曲げモーメントがセルの一部分に局所的に集中しにくく、局所的な割れやクラックが発生しにくい。これにより、スタックごとの性能のバラツキを低減できる。 According to the present invention, the flat cell is supported by the gas supply member, the gas discharge member, and the support member at the four corner portions. In this structure, the stress on the lowermost cell is distributed to the corners. In addition, when each cell is warped, the bending moment due to the warp of the cell is less likely to concentrate locally on a part of the cell, and local cracks and cracks are less likely to occur. Thereby, the dispersion | variation in the performance for every stack can be reduced.

本発明者は、当初、第一−第四のすべてのコーナー部分について、ガス供給部材、あるいはガス排出部材を設置して、ガスの供給、排出効率を高めることを検討した。しかし、この方法では、コーナー部分からのリークが生ずることがあった。それは、ガス供給部材とセル、ガス排出部材とセルとの間では、気密性の高いシールが必要なので、緻密質のシール材が必要であるが、同時に、セルの反りに対して対応する柔軟性も必要である。このような材料は少なく、このガスリークによってスタックの性能が低下することがあった。 The present inventor initially studied to increase the gas supply and discharge efficiency by installing gas supply members or gas discharge members for all the first to fourth corner portions. However, this method sometimes causes a leak from the corner portion. That is, since a highly airtight seal is required between the gas supply member and the cell, and between the gas discharge member and the cell, a dense sealing material is necessary, but at the same time, flexibility to cope with the warp of the cell. Is also necessary. There are few such materials, and this gas leak may reduce the performance of the stack.

これに対して、本発明では、第一および第二のコーナー部分では、セルをガス供給部材、排出部材によって支持しているが、第三および第四のコーナー部分では、あえてセルをガス供給、排出機能のない支持部材によって支持している。これによって、第三、第四のコーナー部分では、気密性、緻密性の高くない接合材を利用できる。これによって、セルの反りによる影響を第三のコーナー部、第四のコーナー部で大きく緩和することができ、かえってスタックの性能が向上することを発見した。 In contrast, in the present invention, in the first and second corner portions, the cell is supported by the gas supply member and the discharge member, but in the third and fourth corner portions, the cell is supplied with gas. It is supported by a support member without a discharge function. Accordingly, a bonding material that is not airtight and dense can be used at the third and fourth corner portions. As a result, it has been found that the effect of cell warpage can be greatly mitigated at the third corner portion and the fourth corner portion, and the performance of the stack is improved.

本発明では、電気化学セルは板状であることが好ましい。ただし、平板状には限らず、湾曲した板や円弧状の板でもよい。電気化学セルは、第一のガスと接触する第一の電極、固体電解質膜および、第二のガスと接触する第二の電極を備えている。 In the present invention, the electrochemical cell is preferably plate-shaped. However, it is not limited to a flat plate shape, and may be a curved plate or a circular arc plate. The electrochemical cell includes a first electrode that contacts the first gas, a solid electrolyte membrane, and a second electrode that contacts the second gas.

ここで、第一の電極、第二の電極は、アノードまたはカソードから選択する。これらのうち一方がアノードである場合には、他方はカソードである。これと同様に、第一のガス、第二のガスは、酸化性ガス、還元性ガスから選択する。 Here, the first electrode and the second electrode are selected from an anode or a cathode. When one of these is an anode, the other is a cathode. Similarly, the first gas and the second gas are selected from oxidizing gas and reducing gas.

酸化性ガスは、酸素イオンを固体電解質膜へと供給可能なガスであれば特に限定されないが、空気、希釈空気、酸素、希釈酸素が挙げられる。還元性ガスとしては、Ｈ_２、ＣＯ、ＣＨ_４とこれらの混合ガスを例示できる。 The oxidizing gas is not particularly limited as long as it is a gas that can supply oxygen ions to the solid electrolyte membrane, and examples thereof include air, diluted air, oxygen, and diluted oxygen. Examples of the reducing gas include H ₂ , CO, CH ₄ and a mixed gas thereof.

本発明が対象とする電気化学セルは、電気化学反応を生じさせるためのセル一般を意味している。例えば、電気化学セルは、酸素ポンプ、高温水蒸気電解セルとして使用できる。高温水蒸気電解セルは、水素の製造装置に使用でき、また水蒸気の除去装置に使用できる。また、電気化学セルを、ＮＯｘ、ＳＯｘの分解セルとして使用できる。この分解セルは、自動車、発電装置からの排ガスの浄化装置として使用できる。この場合には、固体電解質膜を通して排ガス中の酸素を除去するのと共に、ＮＯｘを電解してＮ_２とＯ_２とに分解し、この分解によって生成した酸素をも除去できる。また、このプロセスと共に、排ガス中の水蒸気が電解されて水素と酸素とを生じ、この水素がＮＯｘをＮ_２へと還元する。また、好適な実施形態では、電気化学セルが、固体酸化物形燃料電池である。 The electrochemical cell targeted by the present invention means a general cell for causing an electrochemical reaction. For example, the electrochemical cell can be used as an oxygen pump or a high temperature steam electrolysis cell. The high-temperature steam electrolysis cell can be used for a hydrogen production apparatus and a steam removal apparatus. Moreover, an electrochemical cell can be used as a decomposition cell for NOx and SOx. This decomposition cell can be used as a purification device for exhaust gas from automobiles and power generation devices. In this case, oxygen in the exhaust gas is removed through the solid electrolyte membrane, and NOx is electrolyzed and decomposed into N ₂ and O _2, and oxygen generated by this decomposition can also be removed. Moreover, with this process, water vapor in the exhaust gas is electrolysis produced hydrogen and oxygen, the hydrogen reduces NOx into N _2. In a preferred embodiment, the electrochemical cell is a solid oxide fuel cell.

固体電解質の材質は特に限定されず、あらゆる酸素イオン伝導体を利用できる。例えば、イットリア安定化ジルコニア又はイットリア部分安定化ジルコニアであってよく、ＮＯｘ分解セルの場合には、酸化セリウムも好ましい。 The material of the solid electrolyte is not particularly limited, and any oxygen ion conductor can be used. For example, it may be yttria stabilized zirconia or yttria partially stabilized zirconia, and in the case of a NOx decomposition cell, cerium oxide is also preferable.

カソードの材質は、ランタンを含有するペロブスカイト型複合酸化物であることが好ましく、ランタンマンガナイト又はランタンコバルタイトであることが更に好ましく、ランタンマンガナイトが一層好ましい。ランタンコバルタイト及びランタンマンガナイトは、ストロンチウム、カルシウム、クロム、コバルト（ランタンマンガナイトの場合）、鉄、ニッケル、アルミニウム等をドープしたものであってよい。 The material of the cathode is preferably a perovskite complex oxide containing lanthanum, more preferably lanthanum manganite or lanthanum cobaltite, and even more preferably lanthanum manganite. Lanthanum cobaltite and lanthanum manganite may be doped with strontium, calcium, chromium, cobalt (in the case of lanthanum manganite), iron, nickel, aluminum or the like.

アノードの材質としては、ニッケル−マグネシアアルミナスピネル、ニッケル−ニッケルアルミナスピネル、ニッケル−ジルコニア、白金−酸化セリウム、ルテニウム−ジルコニア等が好ましい。 As a material for the anode, nickel-magnesia alumina spinel, nickel-nickel alumina spinel, nickel-zirconia, platinum-cerium oxide, ruthenium-zirconia and the like are preferable.

各電気化学セルの形態は特に限定されない。電気化学セルは、アノード、カソードおよび固体電解質層の３層からなっていてよい。あるいは、電気化学セルは、アノード、カソードおよび固体電解質層以外に、例えば多孔質体層を有していて良い。 The form of each electrochemical cell is not particularly limited. The electrochemical cell may consist of three layers: an anode, a cathode and a solid electrolyte layer. Alternatively, the electrochemical cell may have, for example, a porous body layer in addition to the anode, the cathode, and the solid electrolyte layer.

第一のガスを流すガス流路および貫通孔が電気化学セルに設けられている。ガス流路の形態、貫通孔の個数および場所は特に限定されない。 The electrochemical cell is provided with a gas channel and a through-hole through which the first gas flows. The form of the gas flow path, the number and location of the through holes are not particularly limited.

好適な実施形態においては、セルの第一のコーナー部に、ガス流路と連通する第一の貫通孔が形成されており、第二のコーナー部に、ガス流路と連通する第二の貫通孔が形成されており、ガス供給部材が第一の貫通孔に挿通されており、ガス排出部材が第二の貫通孔に挿通されており、上下方向に隣接するガス供給部材が互いに気密に連結されることによって各ガス供給路が互いに連通しており、隣接するガス排出部材が互いに気密に連結されることによって各ガス排出路が互いに連通している。 In a preferred embodiment, a first through hole communicating with the gas flow path is formed in the first corner portion of the cell, and a second penetration communicating with the gas flow path is formed in the second corner portion. A hole is formed, the gas supply member is inserted through the first through hole, the gas discharge member is inserted through the second through hole, and the gas supply members adjacent in the vertical direction are connected to each other in an airtight manner As a result, the gas supply paths communicate with each other, and the adjacent gas discharge members are connected to each other in an airtight manner, whereby the gas discharge paths communicate with each other.

この実施形態において特に好ましくは、ガス供給部材および／またはガス排出部材が、第一の貫通孔に挿通されている管状部と、管状部の一端に設けられている第一のフランジ部と、管状部の他端に設けられている第二のフランジ部とを備えており、第一のフランジ部とセルとの間に第一のシール材が設けられており、第二のフランジ部とセルとの間に第二のシール材が設けられている。 In this embodiment, it is particularly preferable that the gas supply member and / or the gas discharge member have a tubular portion inserted through the first through hole, a first flange portion provided at one end of the tubular portion, and a tubular shape. A second flange portion provided at the other end of the portion, a first sealing material is provided between the first flange portion and the cell, and the second flange portion and the cell A second sealing material is provided between the two.

また、好適な実施形態においては、セルの第三のコーナー部および第四のコーナー部に、ガス流路に連通する貫通孔が形成されておらず、各支持部材とセルの第三のコーナー部および第四のコーナー部との間にそれぞれ接合材が介在する。これによって、セルの第三および第四のコーナー部からのガスリークの可能性がなく、したがって接合材として、気密性の仕様の厳しくない接合材を利用できる。 Further, in a preferred embodiment, the third corner portion and the fourth corner portion of the cell are not formed with through holes communicating with the gas flow path, and each support member and the third corner portion of the cell are formed. A bonding material is interposed between the fourth corner portion and the fourth corner portion. As a result, there is no possibility of gas leakage from the third and fourth corner portions of the cell, and therefore, a bonding material with less stringent airtightness specifications can be used as the bonding material.

ガス供給部材、ガス排出部材の管状部の具体的形態は限定されない。管状部の横断面形状は、例えば、真円形、楕円形、三角形、四角形、六角形などの多角形であってよい。 The specific form of the tubular part of the gas supply member and the gas discharge member is not limited. The cross-sectional shape of the tubular portion may be, for example, a polygon such as a perfect circle, an ellipse, a triangle, a quadrangle, or a hexagon.

図１、図２は、それぞれ、電気化学セル１、１Ａを分解して示す斜視図である。図３は、図２のセル１Ａを連結した状態を示す斜視図である。図４は、セル１Ａにガス供給部材（排出部材）２（３）および支持部材１５を取り付けた状態を示す断面図である。図５は、図４のセル１Ａを上下方向に積層した状態を示す断面図である。 1 and 2 are exploded perspective views of the electrochemical cells 1 and 1A, respectively. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the cells 1A of FIG. 2 are connected. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where the gas supply member (discharge member) 2 (3) and the support member 15 are attached to the cell 1A. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the cells 1A of FIG. 4 are stacked in the vertical direction.

電気化学セル１、１Ａの第一の電極１１の内部に、第一のガスを流すためのガス流路１０が形成されている。第一の電極１１は平板状をなしており、第一の電極１１の両方の主面および側面全てに、それぞれ、固体電解質層６が設けられている。両方の主面上にある各固体電解質層６上には、それぞれ、第二の電極７が形成されている。セル１の両方の主面には、第二の電極７が露出する。セル１、１Ａの表面には、第一の電極１１に電気的に導通する接続パッド４が露出している。 A gas flow path 10 for flowing a first gas is formed inside the first electrode 11 of the electrochemical cell 1 or 1A. The first electrode 11 has a flat plate shape, and the solid electrolyte layer 6 is provided on each of both the main surface and the side surface of the first electrode 11. A second electrode 7 is formed on each solid electrolyte layer 6 on both main surfaces. The second electrode 7 is exposed on both main surfaces of the cell 1. The connection pads 4 that are electrically connected to the first electrode 11 are exposed on the surfaces of the cells 1 and 1A.

電気化学セル１の第一のコーナー部１８Ａおよび第二のコーナー部１８Ｂには、第一の貫通孔２および第二の貫通孔３が形成されている。貫通孔２および３は、ガス流路１０に対して連通している。セルの稼働時には、貫通孔２から第一のガスを供給する。ガスは矢印Ａのように流路内に入り、矢印Ｂのように流路内を分配され、矢印Ｃのように貫通孔３へと入り、セル外に出る。 A first through hole 2 and a second through hole 3 are formed in the first corner portion 18 A and the second corner portion 18 B of the electrochemical cell 1. The through holes 2 and 3 communicate with the gas flow path 10. During operation of the cell, the first gas is supplied from the through hole 2. The gas enters the flow path as indicated by arrow A, is distributed in the flow path as indicated by arrow B, enters the through hole 3 as indicated by arrow C, and exits from the cell.

図１のセル１においては、第三のコーナー部１８Ｃおよび第四のコーナー部１８Ｄに、それぞれ貫通孔８が形成されている。一方、図２のセル１Ａにおいては、第三のコーナー部および第四のコーナー部に貫通孔が形成されていない。 In the cell 1 of FIG. 1, through holes 8 are formed in the third corner portion 18C and the fourth corner portion 18D, respectively. On the other hand, in the cell 1A of FIG. 2, no through hole is formed in the third corner portion and the fourth corner portion.

次に、図３〜図５のスタックにおけるセルの接続方法を述べる。
ガス流通部材は、貫通孔２側ではガス供給部材９Ａとして働き、貫通孔３側ではガス排出部材９Ｂとして働く。ガス供給部材９Ａ、排出部材９Ｂは、第一のフランジ部９ｂ、第二のフランジ部１５およびこられの間にある管状部９ｃを備えている。ガス流通部材９中にはガス流路９ａが形成されており、ガス流路９ａはセル１のガス流路１０に対して連通路９ｄで連通している。ガス流路９ａは、ガス供給路またはガス排出路として作用する。 Next, a method for connecting cells in the stacks of FIGS.
The gas distribution member functions as a gas supply member 9A on the through hole 2 side and functions as a gas discharge member 9B on the through hole 3 side. The gas supply member 9A and the discharge member 9B include a first flange portion 9b, a second flange portion 15, and a tubular portion 9c between them. A gas flow path 9 a is formed in the gas flow member 9, and the gas flow path 9 a communicates with the gas flow path 10 of the cell 1 through a communication path 9 d. The gas flow path 9a functions as a gas supply path or a gas discharge path.

図４に示すように、管状部９ｃをセルの貫通孔２、３内に挿入し、フランジ部９ｂをセルの壁面に対して対向させ、フランジ部９ｂのシール面をセルの主面に対向させる。フランジ部９ｂとセル壁面との間にシール材１３をはさむのと共に、フランジ部１５のシール面と主面との間にシール材１３をはさむ。本例ではフランジ部１５はガス流通部材と別体にしているが、一体にしてもよい。 As shown in FIG. 4, the tubular portion 9c is inserted into the through holes 2 and 3 of the cell, the flange portion 9b is opposed to the cell wall surface, and the sealing surface of the flange portion 9b is opposed to the main surface of the cell. . The sealing material 13 is sandwiched between the flange portion 9b and the cell wall surface, and the sealing material 13 is sandwiched between the sealing surface of the flange portion 15 and the main surface. In this example, the flange portion 15 is separated from the gas flow member, but may be integrated.

また、第三および第四のコーナー部１８Ｃ、１８Ｄにおいては、柱状の支持部材１５とセル主面との間に接合材１４を介在させ、支持部材１５によってセル１Ａを支持している。 In the third and fourth corner portions 18C and 18D, the bonding material 14 is interposed between the columnar support member 15 and the cell main surface, and the cell 1A is supported by the support member 15.

そして、セル、ガス供給部材、ガス排出部材および支持部材を上下に積層した状態を図５に示す。ここで、各ガス供給部材、排出部材および支持部材によって、隣接する二つのセル１Ａを連結している。即ち、各ガス供給部材９Ａ、排出部材９Ｂの管状部９ｃを一つのセル１Ａの貫通孔２（３）に挿入してシールし、隣のガス供給部材同士、排出部材部材同士を互いに連結する。これによって、隣接するセルのガス流路１０が気密に連結され、また機械的にも固定される。この結果、複数のガス供給部材９Ａ、排出部材９Ｂのガス流路９ａが連通し、それぞれガス供給路（またはガス排出路）を形成する。 And the state which laminated | stacked the cell, the gas supply member, the gas discharge member, and the support member up and down is shown in FIG. Here, two adjacent cells 1A are connected by each gas supply member, discharge member, and support member. That is, the tubular portions 9c of the gas supply members 9A and the discharge members 9B are inserted into the through holes 2 (3) of one cell 1A and sealed, and the adjacent gas supply members and discharge member members are connected to each other. As a result, the gas flow paths 10 of adjacent cells are hermetically connected and are also mechanically fixed. As a result, the gas flow paths 9a of the gas supply members 9A and the discharge members 9B communicate with each other to form gas supply paths (or gas discharge paths).

また、第三および第四のコーナー部においては、セル１Ａ、接合材１４、支持部材１５がこの順番で交互に配置され、積層されている。これによって、各セルが第一−第四の各コーナー部において支持される。 In the third and fourth corner portions, the cells 1A, the bonding material 14, and the support member 15 are alternately arranged and stacked in this order. Thus, each cell is supported at each of the first to fourth corner portions.

ここで、比較のため、セルの第一および第二のコーナー部において、それぞれガス供給部材、ガス排出部材によってガスをシールしつつセルを上下方向に積層する場合について述べる。 Here, for comparison, a case will be described in which the cells are stacked in the vertical direction while the gas is sealed by the gas supply member and the gas discharge member at the first and second corner portions of the cell, respectively.

図６に示すセル２１は、図１、図２のセルと同様のものである。そして、セル２１の第一のコーナー部にはガス供給部材９Ａが連結されており、第二のコーナー部にはガス排出部材９Ｂが連結されている。 The cell 21 shown in FIG. 6 is the same as the cell shown in FIGS. A gas supply member 9A is connected to the first corner portion of the cell 21, and a gas discharge member 9B is connected to the second corner portion.

図７は、セル２１とガス供給部材９Ａ（ガス排出部材９Ｂ）との連結状態を示す断面図である。この連結方法も、前述した本発明例と同様である。ただし、本例では、第三のコーナー部および第四のコーナー部が支持部材に接合されていない。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a connection state between the cell 21 and the gas supply member 9A (gas discharge member 9B). This connection method is also the same as the above-described example of the present invention. However, in this example, the third corner portion and the fourth corner portion are not joined to the support member.

本比較例では、セル、ガス供給部材およびガス排出部材をスタックすると、図８に示す状態となる。この状態では、平板状セルを上下に多数積層したときには、セルがガス供給部材およびガス排出部材によって支持されることになる。この構造では、最も下にあるガス供給部材、排出部材に過大な応力Ｆが加わる。その上で、各セルをガス供給部材、排出部材に対して気密性シール材１３によって接合し、シールする必要があり、このために加熱および冷却工程が加わる。しかし、この加熱−冷却の際に、各セル２１に反りが生ずる。たとえば、セル２１の末端が矢印Ｄのように下方へと変形する。この結果、セル２１のガス供給部材、排出部材とのシール部分およびその周辺に曲げモーメントＥが働き、セル、シール材、ガス供給部材、排出部材に微細なクラックが入る傾向があった。すると、セルの発電性能が低下し、あるいはスタックごとのバラツキが大きくなる。 In this comparative example, when the cell, the gas supply member, and the gas discharge member are stacked, the state shown in FIG. 8 is obtained. In this state, when a large number of flat cells are stacked one above the other, the cells are supported by the gas supply member and the gas discharge member. In this structure, excessive stress F is applied to the lowest gas supply member and discharge member. In addition, each cell needs to be bonded and sealed to the gas supply member and the discharge member by the airtight sealing material 13, and for this purpose, heating and cooling steps are added. However, during this heating-cooling, each cell 21 is warped. For example, the end of the cell 21 is deformed downward as indicated by an arrow D. As a result, the bending moment E acts on the sealing portion of the cell 21 with the gas supply member and the discharge member and the periphery thereof, and there was a tendency for fine cracks to occur in the cell, the seal material, the gas supply member and the discharge member. Then, the power generation performance of the cell is reduced, or the variation from stack to stack increases.

これに対して、本発明例では、図９に模式的に示すようになる。すなわち、セル１の第一および第二のコーナー部１８Ａ、１８Ｂはガス供給部材９Ａ（ガス排出部材９Ｂ）によって支持されており、第三および第四のコーナー部１８Ｃ、１８Ｄは支持部材１５によって支持される。この構造では、最も下にあるセルに対する応力Ｆがコーナー部に分散される。その上で、各セルが反ったときに、セルの反りによる曲げモーメントがセルの一部分に局所的に集中しにくく、局所的な割れやクラックが発生しにくい。これにより、スタックごとの性能のバラツキを低減できる。 On the other hand, the example of the present invention is schematically shown in FIG. That is, the first and second corner portions 18A and 18B of the cell 1 are supported by the gas supply member 9A (gas discharge member 9B), and the third and fourth corner portions 18C and 18D are supported by the support member 15. Is done. In this structure, the stress F for the lowermost cell is distributed to the corners. In addition, when each cell is warped, the bending moment due to the warp of the cell is less likely to concentrate locally on a part of the cell, and local cracks and cracks are less likely to occur. Thereby, the dispersion | variation in the performance for every stack can be reduced.

第一−第四のすべてのコーナー部分について、ガス供給部材、あるいはガス排出部材を設置して、ガスの供給、排出効率を高めることも考えられる。しかし、この方法では、コーナー部分からのリークが生ずることがあった。それは、ガス供給部材とセル、ガス排出部材とセルとの間では、気密性の高いシールが必要なので、緻密質のシール材１３が必要であるが、同時に、セルの反りに対して対応する柔軟性も必要である。このような材料は少なく、このガスリークによってスタックの性能が低下することがあった。 It is also conceivable to install gas supply members or gas discharge members for all the first to fourth corner portions to increase gas supply and discharge efficiency. However, this method sometimes causes a leak from the corner portion. That is, since a highly airtight seal is required between the gas supply member and the cell, and between the gas discharge member and the cell, a dense sealing material 13 is necessary, but at the same time, the flexibility to cope with the warp of the cell. Sex is also necessary. There are few such materials, and this gas leak may reduce the performance of the stack.

本発明例では、第一および第二のコーナー部分では、セルをガス供給部材、排出部材によって支持しているが、第三および第四のコーナー部分では、あえてセルをガス供給、排出機能のない支持部材１５によって支持している。これによって、第三、第四のコーナー部分では、気密性、緻密性の高くない接合材１４を利用できる。これによって、セルの反りによる影響を第三のコーナー部、第四のコーナー部で大きく緩和することができ、かえってスタックの性能が向上する。 In the example of the present invention, the cells are supported by the gas supply member and the discharge member at the first and second corner portions, but the cells are not provided with gas supply and discharge functions at the third and fourth corner portions. It is supported by the support member 15. As a result, the bonding material 14 that is not airtight and dense can be used at the third and fourth corner portions. As a result, the influence of cell warpage can be greatly reduced at the third corner portion and the fourth corner portion, and the performance of the stack is improved.

ガス供給部材、ガス排出部材の材質は、セルを構成するセラミックスよりも機械的強度が高ければ特に限定されないが、セルとの熱膨張係数差が2×10^-6
(/K)の材料、例えばジルコニア、マグネシア、スピネルセラミックス、さらにこれらを複合した材料などを例示できる。また、電気化学セルの作動温度において耐酸化性および耐還元性を有していれば金属であってもよく、純金属であっても合金であってもよいが、ニッケル、インコネル、ニクロムなどのニッケル基合金、ステンレスなどの鉄基合金、ステライトなどのコバルト基合金が好ましい。 The material of the gas supply member and the gas discharge member is not particularly limited as long as the mechanical strength is higher than the ceramic constituting the cell, but the difference in thermal expansion coefficient from the cell is 2 × 10 ^−6.
Examples of the material (/ K) include zirconia, magnesia, spinel ceramics, and a composite material thereof. Further, it may be a metal as long as it has oxidation resistance and reduction resistance at the operating temperature of the electrochemical cell, and may be a pure metal or an alloy, such as nickel, inconel, nichrome, etc. Nickel-based alloys, iron-based alloys such as stainless steel, and cobalt-based alloys such as stellite are preferred.

ガス供給部材、ガス排出部材とセルとの間を気密シールするシール材の材質は、電気化学セルの作動温度において耐酸化性と耐還元性を有する必要がある。具体的には、シリカを主成分とするガラス及び結晶化ガラス、金属ろうなどを例示できる。また、O リング、C リング、E リングやメタルジャケットガスケット、マイカガスケットなどのコンプレッションシールも例示できる。 The material of the sealing material that hermetically seals between the gas supply member, the gas discharge member, and the cell needs to have oxidation resistance and reduction resistance at the operating temperature of the electrochemical cell. Specifically, glass mainly composed of silica, crystallized glass, metal brazing and the like can be exemplified. Also, compression seals such as O-rings, C-rings, E-rings, metal jacket gaskets, and mica gaskets can be exemplified.

シール材の熱膨張係数とセルの熱膨張係数との差は、3.5×１０^−６（／Ｋ）以下であることか好ましい。この観点からは、シール材の材質は、シリカを主成分とするガラスおよび結晶化ガラス，金属ろうなどを例示できる．また，Oリング，Cリング，Eリングやメタルジャケットガスケット，マイカガスケットなどのコンプレッションシールも例示できる． The difference between the thermal expansion coefficient of the sealing material and the thermal expansion coefficient of the cell is preferably 3.5 × 10 ⁻⁶ (/ K) or less. From this point of view, examples of the material of the sealing material include glass containing silica as a main component, crystallized glass, and metal brazing. Also, compression seals such as O-rings, C-rings, E-rings, metal jacket gaskets, and mica gaskets can be illustrated.

支持部材側の接合材の材質は、発電温度で変形してセルの反りを吸収できる材料が好ましい。具体的には以下を例示できる。
（１）発電温度付近（好ましくは発電温度±100℃以内）に軟化点がある非晶質ガラス。具体的には以下が挙げられる。
アルミノシリケートガラス，アルミノボロシリケートガラス，ホウケイ酸ガラス
（２）発電温度付近（好ましくは発電温度±100℃以内）で軟化する金属ろう。具体的には以下が挙げられる。
ニッケルろう，貴金属ろう The material of the bonding material on the support member side is preferably a material that can be deformed at the power generation temperature to absorb cell warpage. Specifically, the following can be exemplified.
(1) Amorphous glass having a softening point near the power generation temperature (preferably within the power generation temperature ± 100 ° C.). Specific examples include the following.
Aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass (2) Metal brazing that softens near the power generation temperature (preferably within the power generation temperature ± 100 ° C). Specific examples include the following.
Nickel brazing, precious metal brazing

接合材の熱膨張係数とセルの熱膨張係数との差は、4.5×１０^−６（／Ｋ）以下であることか好ましく，緻密質材料だけでなく，多孔質材料も使用できる． The difference between the thermal expansion coefficient of the bonding material and the thermal expansion coefficient of the cell is preferably 4.5 × 10 ⁻⁶ (/ K) or less, and not only a dense material but also a porous material can be used.

支持部材の材質はセルを構成するセラミックスよりも機械的強度が高く、セルとの熱膨張係数差が3×10^-6
(/K)以下の材料が望ましい．例えばジルコニア、マグネシア、スピネルセラミックス、さらにこれらを複合した材料などを例示できる。また、電気化学セルの作動温度において耐酸化性を有していれば金属であってもよく、純金属であっても合金であってもよいが、ニッケル、インコネル、ニクロムなどのニッケル基合金、ステンレスなどの鉄基合金、ステライトなどのコバルト基合金が好ましい。これら支持部材は緻密質材料だけでなく，多孔質材料も使用できるため．例示したこれら材料を多孔質にしてヤング率を緻密質の1/2以下にすると，接合材だけでなく支持部材でもセルの反りを吸収することができる． The material of the support member is higher in mechanical strength than the ceramics constituting the cell, and the difference in thermal expansion coefficient from the cell is 3 × 10 ^-6
(/ K) The following materials are desirable. Examples thereof include zirconia, magnesia, spinel ceramics, and a composite material of these. Further, it may be a metal as long as it has oxidation resistance at the operating temperature of the electrochemical cell, and may be a pure metal or an alloy, but a nickel-based alloy such as nickel, inconel, or nichrome, Iron-based alloys such as stainless steel and cobalt-based alloys such as stellite are preferred. These support members can use not only dense materials but also porous materials. If these materials are made porous and the Young's modulus is less than half that of the dense material, not only the bonding material but also the support member can absorb the cell warpage.

支持部材の材質を多孔質とする場合には、支持部材の材質の相対密度を80％以下とすることが好ましい。また、強度の点からは、支持部材の材質の相対密度は40％以上であることが好ましい。 When the material of the support member is porous, the relative density of the material of the support member is preferably 80% or less. From the viewpoint of strength, the relative density of the material of the support member is preferably 40% or more.

隣接するガス供給部材、隣接するガス排出部材を互いに連結する方法は特に限定されず、この連結には、例えば、ガラスやセラミックス製接着剤や、機械的結合法を利用できる。また、この気密シール方法は、特に限定されないが、上記したシール材を用いることが好ましい。 The method for connecting the adjacent gas supply member and the adjacent gas discharge member to each other is not particularly limited. For this connection, for example, glass or ceramic adhesive or a mechanical bonding method can be used. Moreover, although this airtight sealing method is not specifically limited, it is preferable to use the above-mentioned sealing material.

セルのコーナー部とは、セルの主面を平面的に見たときの角（コーナー）の近傍を意味している。好適な実施形態においては、セルの角からセル長の25%の範囲内に、より好ましくはセル長の2%以内に貫通孔、支持部材接触領域の少なくとも一部が存在することを意味する。好ましくは、セルの角からセル長の50%の範囲内に、貫通孔、支持部材接触領域の全体が存在する。
ただし、セル長とは、セルを平面的に見たときの縦と横とのうち長いほうの寸法をいう。 The corner portion of the cell means the vicinity of a corner (corner) when the main surface of the cell is viewed in a plane. In a preferred embodiment, it means that at least a part of the through-hole and the support member contact area is present within 25% of the cell length from the corner of the cell, more preferably within 2% of the cell length. Preferably, the entire through hole and the support member contact region exist within a range of 50% of the cell length from the corner of the cell.
However, the cell length refers to the longer dimension of length and width when the cell is viewed in plan.

ガス供給、排出の機能のない支持部材は、そのような作用がなければ、形態は特に限定されない。すなわち、横断面の外形輪郭は、円、楕円、三角形、四角形六角形などの多角形であってよい。また、支持部材の内側に空隙や貫通孔があってもよい。 The form of the support member having no function of supplying and discharging gas is not particularly limited as long as there is no such action. That is, the outer contour of the cross section may be a polygon such as a circle, an ellipse, a triangle, or a quadrilateral hexagon. There may be a gap or a through hole inside the support member.

好適な実施形態においては、セルの第三のコーナー部および第四のコーナー部に、ガス流路に連通する貫通孔がそれぞれ形成されている各支持部材が、セルの主面に対して接合材を介して接合されるフランジ部、およびセルの貫通孔に挿通される挿通部を備えており、上下方向に隣接する支持部材のフランジ部と挿通部とが互いに接合されている。 In a preferred embodiment, each support member in which a through hole communicating with a gas flow path is formed in each of the third corner portion and the fourth corner portion of the cell is a bonding material with respect to the main surface of the cell. And the insertion portion inserted into the through hole of the cell, and the flange portion and the insertion portion of the support member adjacent in the vertical direction are joined to each other.

図１０は、この実施形態に係るスタックを示す模式図である。セルの第一および第二のコーナー部における連結状態は、図９と同じである。ただし、本例では、図１のセル１を使用しており、セルの第三および第四のコーナー部に貫通孔８が形成されているが、貫通孔８がガス流路１０に連通していない。支持部材２０は、セルの主面に対して接合材３０を介して接合されるフランジ部２０ａ、およびセルの貫通孔８に挿通される挿通部２０ｂを備えている。上下方向に隣接する支持部材２０のフランジ部２０ａと挿通部２０ｂとが互いに接合されている。 FIG. 10 is a schematic diagram showing a stack according to this embodiment. The connection state at the first and second corner portions of the cell is the same as in FIG. However, in this example, the cell 1 of FIG. 1 is used, and the through holes 8 are formed in the third and fourth corner portions of the cell, but the through holes 8 communicate with the gas flow path 10. Absent. The support member 20 includes a flange portion 20a that is bonded to the main surface of the cell via the bonding material 30, and an insertion portion 20b that is inserted into the through hole 8 of the cell. The flange portion 20a and the insertion portion 20b of the support member 20 adjacent in the vertical direction are joined to each other.

好適な実施形態においては、セルの第一のコーナー部に、セルのガス流路と連通する第一の貫通孔が形成されており、第二のコーナー部に、ガス流路と連通する第二の貫通孔が形成されており、ガス供給部材および／またはガス排出部材が、貫通孔に挿通されている管状部と、セルの一方の主面に対してシールされたシール面を有するフランジ部とを備えており、隣接するガス供給部材および／またはガス排出部材が互いに連結されておらず，複数のガス供給部材および／またはガス排出部材と複数のセルの第一の貫通孔とによってガス流路が形成されており、ガス供給部材および／またはガス排出部材のシール面とセルの主面との間に設けられたシール材を備えている。 In a preferred embodiment, a first through-hole communicating with the gas flow path of the cell is formed in the first corner portion of the cell, and a second communicating with the gas flow path is formed at the second corner portion. A tubular portion in which the gas supply member and / or the gas discharge member are inserted into the through hole, and a flange portion having a sealing surface sealed against one main surface of the cell, Adjacent gas supply members and / or gas discharge members are not connected to each other, and gas flow paths are formed by the plurality of gas supply members and / or gas discharge members and the first through holes of the plurality of cells. And a sealing material provided between the sealing surface of the gas supply member and / or the gas discharge member and the main surface of the cell.

図１１は、この実施形態に係るスタックを模式的に示す断面図である。
本例では、第三および第四のコーナー部および支持部材１５の形態は図９と同じである。しかし、第一および第二のコーナー部側では、ガス供給部材２１Ａおよびガス排出部材２１Ｂが、セルの第一の貫通孔２および第二の貫通孔３に挿通されている管状部２１ｃと、管状部２１ｃの一端に設けられているフランジ部２１ｂと、隣接するセルの貫通孔に挿通された他の管状部２１ｃとを備えている。フランジ部２１ｂと各セルとの間にシール材１３が設けられている。そして、隣接するガス供給部材（ガス排出部材）が、互いに直接は連結されておらず、セルを介して連結されている。 FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a stack according to this embodiment.
In this example, the third and fourth corner portions and the form of the support member 15 are the same as those in FIG. However, on the first and second corner portions side, the gas supply member 21A and the gas discharge member 21B are provided with a tubular portion 21c inserted into the first through hole 2 and the second through hole 3 of the cell, and a tubular shape. The flange part 21b provided in the end of the part 21c and the other tubular part 21c inserted by the through-hole of the adjacent cell are provided. A sealing material 13 is provided between the flange portion 21b and each cell. Adjacent gas supply members (gas discharge members) are not directly connected to each other, but are connected via cells.

図１２の例では、セルの第一および第二のコーナー部側での連結状態は、図１１と同じであり、第三および第四のコーナー部側での連結状態は図１０と同じである。 In the example of FIG. 12, the connection state on the first and second corner portions of the cell is the same as in FIG. 11, and the connection state on the third and fourth corner portions is the same as in FIG. .

電気化学セル１を分解して示す斜視図である。1 is an exploded perspective view showing an electrochemical cell 1. FIG. 他の電気化学セル１Ａを分解して示す斜視図である。It is a perspective view which decomposes | disassembles and shows the other electrochemical cell 1A. セルをスタックした状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which stacked the cell. 図３のスタックにおけるセル１Ａ、ガス供給部材（排出部材）および支持部材の連結状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection state of the cell 1A, the gas supply member (discharge member), and support member in the stack of FIG. 図４のセル１Ａ、ガス供給部材（排出部材）および支持部材からなるスタックを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stack which consists of the cell 1A of FIG. 4, a gas supply member (discharge member), and a supporting member. 比較例におけるセル２１のスタックを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the stack | stuck of the cell 21 in a comparative example. 図６のセルおよびガス供給部材（排出部材）の連結状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection state of the cell of FIG. 6, and a gas supply member (discharge member). 図７のセルおよびガス供給部材（排出部材）を連結してなるスタックを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stack formed by connecting the cell and gas supply member (discharge member) of FIG. 図５のスタックを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stack | stuck of FIG. 5 typically. 他の実施形態に係るスタックを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stack | stuck which concerns on other embodiment typically. 更に他の実施形態に係るスタックを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the stack concerning other embodiment. 更に他の実施形態に係るスタックを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the stack concerning other embodiment.

１、１Ａ電気化学セル２第一の貫通孔３第二の貫通孔６固体電解質７第二の電極８貫通孔９Ａガス供給部材９Ｂガス排出部材９ａガス供給路（ガス排出路）１３シール材１４接合材１５支持部材Ａ、Ｂ、Ｃ第二のガスＦスタックの荷重Ｇセルの反り DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A electrochemical cell 2 1st through-hole 3 2nd through-hole 6 Solid electrolyte 7 2nd electrode 8 Through-hole 9A Gas supply member 9B Gas discharge member 9a Gas supply path (gas discharge path) 13 Sealing material 14 Bonding material 15 Support member A, B, C Second gas F Stack load G Warpage of cell

Claims

A ceramic plate-like electrochemical cell, a gas supply member provided with a gas supply passage, a gas discharge member provided with a gas discharge passage, and a support member are provided, and the plurality of electrochemical cells are separated from each other An electrochemical device supported in a vertical direction in a state,
Each electrochemical cell includes a first electrode in contact with a first gas, a solid electrolyte layer, and a second electrode in contact with a second gas, and the electrochemical cell has a first corner portion. , A second corner portion, a third corner portion and a fourth corner portion are provided, and a gas flow path for flowing the first gas is formed inside the first electrode, and a gas supply Holes and gas discharge holes are provided in the electrochemical cell;
Each electrochemical cell is supported by the gas supply member at the first corner portion, supported by the gas discharge member at the second corner portion, and respectively at the third corner portion and the fourth corner portion. Supported by the support member, the gas supply path of the gas supply member and the gas discharge path of the gas discharge member are in communication with the gas flow path of the electrochemical cell, and the support member comprises a gas supply and An electrochemical device characterized in that it is a structural member having no gas discharge function.

A first through hole communicating with the gas flow path is formed in the first corner portion of the electrochemical cell, and a second penetration communicating with the gas flow path is formed in the second corner portion. A hole is formed, the gas supply member is inserted through the first through hole, the gas discharge member is inserted through the second through hole, and the gas supply member adjacent in the vertical direction Are connected to each other in an airtight manner so that the gas supply paths communicate with each other, and the gas discharge members adjacent in the vertical direction are connected to each other in an airtight manner to communicate with each other. The electrochemical device according to claim 1, wherein:

The gas supply member includes a tubular portion inserted through the first through hole, a first flange portion provided at one end of the tubular portion, and a first portion provided at the other end of the tubular portion. Two flange portions, a first sealing material is provided between the first flange portion and the electrochemical cell, and between the second flange portion and the electrochemical cell. The electrochemical device according to claim 2, further comprising a second sealing material.

The gas discharge member includes a tubular portion inserted through the second through hole, a first flange portion provided at one end of the tubular portion, and a first portion provided at the other end of the tubular portion. Two flange portions, a first sealing material is provided between the first flange portion and the electrochemical cell, and between the second flange portion and the electrochemical cell. The electrochemical device according to claim 2, further comprising a second sealing material.

A first through hole communicating with the gas flow path is formed in the first corner portion of the electrochemical cell, and a second penetration communicating with the gas flow path is formed in the second corner portion. A hole is formed, and the gas supply member includes a tubular portion inserted through the through-hole, and a flange portion having a sealing surface sealed against one main surface of the electrochemical cell. The adjacent gas supply members are not connected to each other, and include a sealing material provided between the sealing surface of the gas flow member and the one main surface of the electrochemical cell. The electrochemical device according to claim 1, characterized in that:

A first through hole communicating with the gas flow path is formed in the first corner portion of the electrochemical cell, and a second penetration communicating with the gas flow path is formed in the second corner portion. A hole is formed, and the gas discharge member includes a tubular portion inserted through the through-hole, and a flange portion having a sealing surface sealed against one main surface of the electrochemical cell. The adjacent gas supply members are not connected to each other, and include a sealing material provided between the seal surface of the gas discharge member and the one main surface of the electrochemical cell. The electrochemical device according to claim 1, wherein the electrochemical device is characterized.

A through hole communicating with the gas flow path is not formed in the third corner portion and the fourth corner portion of the electrochemical cell, and each of the supporting members and the third corner portion of the electrochemical cell are formed. The electrochemical device according to any one of claims 1 to 6, wherein a bonding material is interposed between the corner portion and the fourth corner portion.

Through holes communicating with the gas flow path are respectively formed in the third corner portion and the fourth corner portion of the electrochemical cell, and the support members are formed on the main surface of the electrochemical cell. In contrast, a flange portion that is joined via a joining material and an insertion portion that is inserted through the through hole are provided, and the flange portion and the insertion portion of the support member that are adjacent in the vertical direction are joined to each other. The electrochemical device according to any one of claims 1 to 6, wherein the electrochemical device is characterized in that: